Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Министерство образования и науки Российской Федерации
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра теплоэнергетики
Допускаю к защите
Руководитель ________ Кудряшов А. Н.
Тепловой расчет паровой турбины
ПТ-60/75-12,7/1,27 в конденсационном режиме
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовой работе по дисциплине
Турбины тепловых и атомных электростанций
1.018.00.00 ПЗ
Выполнил студент группы ЭСТ - 10 - 1 ________ Березовский Н.И.
Нормокотроль ________ Кудряшов А.Н.
Курсовая работа защищена с оценкой _______________________
Иркутск 2013
Министерство образования и науки Российской Федерации
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ЗАДАНИЕ
НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ (КУРСОВУЮ РАБОТУ)
По курсу Турбины тепловых и атомных электростанций
Студенту Березовскому Н.И. гр. ЭСТ-10-1
Тема проекта Тепловой расчет паровой турбины ПТ-60/75-12,7/1,27 в конденсационном режиме
Исходные данные: турбоагрегат ПТ-60/75-12,8/1,28, Р0=12,7 МПа, Т0=838 К, рк=3,4кПа, рп=1,27 МПа, рт=34-98 кПа, Тпв=522 К, рд=1,275 МПа, Nн=60 МВт, Nm=75МВт, NЭ=74 МВт.
Рекомендуемая литература :
2. «Стационарные паровые турбины», А.Д. Трухний . – М.: Энергоатомиздат, 1990.- 640с.;«Таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара», А.А. Александров, М.: издательство МЭИ, 1999. – 168с.
Графическая часть на листах формата А4.
Дата выдачи задания “9” марта 2013г.
Дата представления проекта руководителю “11” мая 2013г.
Руководитель курсового проектирования (курсовой работы) ___________
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ..............................................................................................................4
1. Описание турбоустановки ПТ-60/75-12,7/1,27….............…………....….…...5
2. Предварительное построение теплового процесса турбины в h,s – диаграмме и оценка расхода пара………............................................………….9
3. Тепловой расчет системы регенеративного подогрева питательной воды турбоустановки………….........…………………….……………………......…..13
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.....................................................................................................19
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………….………....20
ВВЕДЕНИЕ
Паровая турбина является двигателем, в котором потенциальная энергия перегретого пара преобразуется в кинетическую энергию и, затем в механическую энергию вращения ротора. Тепловой расчет турбины выполняется на заданную мощность, заданные начальные и конечные параметры пара, число оборотов; при расчете турбины с регулируемыми отборами пара, кроме того, на заданные давления и величину отборов. В данной курсовой работе произведен тепловой расчет турбины ПТ-60/75-12,7/1,27.
Цели курсовой работы заключаются в следующем: закрепление и углубление знаний теоретического курса, научиться пользоваться справочной литературой, таблицами, расчетными номограммами и чертежами.
Курсовая работа состоит из пояснительной записки, включающей в себя описание паровой турбины и ее узлов, предварительное построение теплового процесса турбины в h,s-диаграмме, тепловой расчет системы регенеративного подогрева питательной воды.
Турбина ПТ-60/75-12,7/1,27 номинальной мощно стью 60 МВт, с двумя отборами пара спроектирована на начальные параметры пара 12,8 MПa и 565 и частоту вращения 50 1/с. При номинальной мощ ности и нулевом отопительном отборе производст венный отбор можно увеличить до 69,4 кг/с. Наоборот, при нулевом производственном отборе и номинальной мощности отопитель ный отбор можно увеличить до 33,3 кг/с.
На рис. 1 показана принципиальная тепловая схема турбо установки. Регенеративная система турбины име ет четыре ПНД, деаэратор и три ПВД, за которы ми температура питательной воды при номиналь ном режиме составляет 247 °С. Типы и количество подогревателей сетевой воды выбираются при проектировании ТЭЦ. Нагрев сетевой воды — од ноступенчатый.
От стопорного клапана пар подводится к четы рем регулирующим клапанам, установленным на корпусе ЦВД турбины. Турбина имеет комбинированное парораспределение: при нор мальных расходах пара через ЦВД пар подводится последовательно через четыре группы сопл к регу лирующей ступени, а для перегрузки обводной внутренний клапан увеличивает расход через по следние 13 ступеней ЦВД и остальные cтyпени.
Пар из ЦВД подводится по четырем трубам к регулирующим клапанам, установленным непосредст венно на корпусе ЦНД. Парораспределение ЦНД (вернее ЧСД ЦНД) — сопловое. Проточная часть ЧСД состоит из регулирующей ступени, к которой подастся пар из четырех сопловых коробок, и вось ми нерегулируемых ступеней.
Поддержание давления пара в отопительном от боре осуществляется поворотной двухъярусной диафрагмой. Часть низкою давления включает че тыре ступени.
Валопровод турбоагрегата состоит из роторов ЦВД, ЦНД и генератора. Каждый из роторов турби ны опирается на свои подшипники, причем передний подшипник каждого из них является комбини рованным опорно-упорным, а задний — опорным. Таким образом, валопровод имеет два упорных под шипника. Поэтому ротор турбины соединяется гиб кой муфтой. Роторы генератора и турбины соединя ются полугибкой муфтой.
Ротор ЦВД цельнокованый; конструкция типичная для турбин ЛM3.
Корпус ЦВД отлит из хромомолибденовой ста ли. На его крышке расположен перегрузочный об водной (внутренний) клапан. Из нижней части ЦВД предусмотрены два отбора на ПВД (третий отбор производится из паропровода за ЦВД)
Ротор ЦНД — комбинированный: диски ЧСД откованы заодно с валом, а диски ЧНД — насад ные. Для разгрузки подшипников от осевого усилия в передней части выполнен разгрузочный диск.
Корпус ЦНД, кроме горизонтального, имеет вер тикальный разъем: передняя часть — литая, задняя — сварная. Диафрагмы всех ступеней ЦВД и ЦНД установлены в обоймах, пространство между которы ми использовано для размещения патрубков отбора.
Датчиками системы регулирования служат регу лятор частоты вращения, расположенный на валу турбины, и два регулятора давления в отборах (про мышленного и теплофикационного). Все эти датчи ки подают сигналы на блок суммирующих золотни ков, который вырабатывает соответствующие сигналы для работы отсечных золотников трех серво моторов: ЦВД. ЧСД и ЧНД
Пар из деаэра тора подается в коллектор, из которого подво дится ко всем предпоследним камерам концевых уплотнений и на эжектор, создающий небольшое разрежение в эжекторном холодильнике, про странство которого связано с последними камерами концевых уплотнений. Система включает два сильфонных датчика, один из которых управляет давле нием пара в коллекторе, а второй — в эжекторном холодильнике. При отклонении давлений от задан ных значений сильфоны изменяют расход масла из верхних плоскостей над золотниками, которые с помощью сервомоторов переставляют клапаны, ре гулирующие подачу пара из деаэратора в коллектор на эжектор холодильника. В настоящее время для регулирования уплотнений ЛМЗ использует элек тронные регуляторы.
Система защиты турбины от разгона включает сдвоенный бойковый автомат безопасности и его золотники, подающие импульс на закрытие регу лирующих органов и стопорного клапана, кото рый выдаст сигнал на принудительное закрытие об ратных клапанов на линиях регулируемых и нерегу лируемых отборов. [2].
2. Предварительное построение теплового процесса турбины
в h,s-диаграмме и расчет расхода пара на турбину
На рис. 2− показан процесс расширения пара в турбине ПТ-60/75-12,7/1,27 в h,s диаграмме[3]
Потеря давления в стопорном и регулирующем клапанах 5% от Р0, определяем давление перед соплами регулирующей ступени:
P0’= 0,95 ∙ 12,75 = 12,1 МПа, ему соответствует T0’=5620C и h0=3512,6кДж/кг.
Потеря давления в выхлопном патрубке ,
где Сn- скорость пара в выхлопном патрубке.
Принимаю Сn=100м/с, λ=0,02;
.
Давление пара за последней ступенью турбины:
Р2=Рк+ΔРк=3,4+0,068=3,468 кПа.
Энтальпия пара в конце изоэнтропного расширения при S=6689 Дж/кг∙К
H2t ’=1999,2 кДж/кг.
Располагаемый и действительный теплоперепады, приходящийся на турбину:
Но= h0 – h2t’ =3512,6-1999,2=1513,4 кДж/кг;
Нi= H0 =1513,40,8=1220,452 кДж/кг.
ЦВД турбины:
при Рп=1280 кПа и S0=6689 Дж/кг∙К
=2877 кДж/кг;
= h0 - =3512-2877=635 кДж/кг;
кДж/кг;
hп= h0 - = 3512,6-508 = 3004 кДж/кг;
Pп’ = Рп0,9=1280=1152 кПа.
ЦНД турбины:
при Рт=90кПа и Sп=7000 кДж/кг∙К
=2524 кДж/кг;
=hп=3004-2524=480 кДж/кг;
кДж/кг;
hт =hп=3017−384=2633 кДж/кг;
Р’т =Pт ∙0,9=98∙0,9=81 кПа.
При Р2=3,468кПа и Sт=7340 Дж/кг∙К
h2t=2194 кДж/кг;
-=2633-2194=437 кДж/кг;
Дж/кг;
h2 =hт -2633-340=2292 кДж/кг.
Разность энтальпий h0-h2 дает значение действительного перепада энтальпий , сбрасываемого в турбине:
кДж/кг.
Расход пара в конденсационном режиме:
,
где kp коэффициент регенерации, его принимаем по таблице, и он равен kp=1,15 ;ηм, ηэг –механический кпд и кпд электрогенератора соответственно, принимаем по 0,99.
кг/с.
3. Тепловой расчет системы регенеративного подогрева
питательной воды турбоустановки
Для определения подогрева питательной воды в ПВД и ПНД определим:
0С.
5. Принимаем нагрев в деаэраторе , тогда температура питательной воды на входе в деаэратор:
0С.
Энтальпия питательной воды (основного конденсата турбины) на входе в деаэратор hд’=767 кДж/кг.
6. Принимаем для ПТ-турбины , тогда температура питательной воды после ЭЖ:
0С.
Энтальпия питательной воды после ЭЖ hЭЖ=150кДж/кг.
7. Принимаем , тогда температура питательной воды после ОУ:
Энтальпия питательной воды после ОУ hОУ=172кДж/кг.
8. Подогрев питательной воды в одном ПНД:
0С.
8. Повышение энтальпии в каждом ПВД:
кДж/кг.
9. Повышение энтальпии в каждом ПНД:
кДж/кг.
Параметры воды и пара для расчета системы регенеративного подогрева питательной воды представлены в табл. 1.
7(h7− h7’)= − .
Откуда:
ПВД 6
6(h6 − h’6)+7(h’7 − h’6)= .
Откуда:
Откуда:
Откуда:
Откуда:
ПНД 3
Откуда:
ПНД 2
Откуда:
ПНД 1
Откуда:
Расходы пара в регенеративные подогреватели
кг/с;
кг/с;
кг/с;
кг/с;
кг/с;
кг/с;
кг/с;
кг/с.
Мощности отсеков турбины
1 отсек:
2 отсек:
3 отсек:
4 отсек:
5 отсек:
6 отсек:
7 отсек:
8 отсек:
Относительная ошибка:
Таблица 1- Параметры воды и пара для расчета системы регенеративного подогрева питательной воды
|
Наименование величины |
ПВД7 |
ПВД6 |
ПВД5 |
Д |
ПНД4 |
ПНД3 |
ПНД2 |
ПНД1 |
ОУ |
ОЭ |
К |
|
Температура воды на входе в подогреватель, С |
229,7 |
210,4 |
191 |
181 |
146 |
111 |
76 |
41 |
36 |
26 |
|
|
Температура воды на выходе из подогревателя, С |
249 |
229,7 |
210,4 |
191 |
181 |
146 |
111 |
76 |
41 |
36 |
26 |
|
Энтальпия воды на входе в подогреватель, кДж/кг |
990 |
900 |
810 |
767 |
619 |
470 |
321 |
172 |
151 |
109 |
|
|
Энтальпия воды на выходе из подогревателя, кДж/кг |
1080 |
990 |
900 |
810 |
767 |
619 |
470 |
321 |
172 |
151 |
109 |
|
Температура конденсата греющего пара отбора, С |
254 |
234,7 |
215,4 |
191 |
186 |
151 |
116 |
81 |
|||
|
Энтальпия конденсата греющего пара отбора, кДж/кг |
1105 |
1012 |
922 |
810 |
790 |
636 |
487 |
339 |
|||
|
Давление отбираемого пара, МПа
|
4,25 |
3 |
2,1 |
1,29 |
1,1 |
0,49 |
0,17 |
0,05 |
0,003468 |
||
|
Энтальпия отбираемого пара, кДж/кг |
3252 |
3178 |
3100 |
3017 |
3008 |
2880 |
2712 |
2560 |
2292 |
Рисунок 2−Процесс расширения пара в турбине ПТ-60/75-12,7/1,27 в h,s диаграмме
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, в курсовой работе приведено описание турбины и ее принципиальная схема, построен предварительный тепловой процесс турбины в h,s-диаграмме, произведен тепловой расчет системы регенеративного подогрева питательной воды. В завершении расчета паровой турбины ПТ-60/75-12,7/1,27 эффективная мощность составила 50625,9 кВт, относительная ошибка расчета – 2,6%, что говорит о высокой точности расчетов.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Кудряшов А.Н., Фролов А.Г. Тепловой расчет паровой турбины: учеб.пособие для студентов теплоэнергетических специальностей, – Иркутск, 2004.-87с.
2. Трухний А.Д. Стационарные паровые турбины,. – М.: Энергоатомиздат, 1990.-640с.
3. h,s-диаграмма для водяного пара.