Сделай Сам Свою Работу на 5

Расчет первой нерегулирующей ступени

 

Расход пара D0=434,02 кг/с из расчета тепловой схемы

Частота вращения ротора n=3000 об./мин по техническим характеристикам

Начальное давление пара Р0=23,5МПа по техническим характеристикам

Начальная температура пара t0=5400C по техническим характеристикам

Средний диаметр ступени с аналога по /1/

Степень реакции примем

 

4.1 Окружная скорость:

 

 

Скоростной коэффициент сопловой решетки предварительно примем

Угол выхода из сопловой решетки примем

4.2 Определим значение характеристического коэффициента:

 

 

4.3 Фиктивная скорость:

 

 

4.4 Располагаемый теплоперепад ступени :

 

 

4.5 Располагаемый теплоперепад в сопловой решетке:

 

 

4.6 Располагаемый теплоперепад в рабочей решетке:

 

 

4.7 Теоретическая скорость истечения пара в сопловой решетке:

 

 

4.8 Выходная площадь сопловой решетки:

 

 

где теоретический коэффициент расхода , теоретический удельный объем после расширения в сопловой решетке по /2/ по давлению р1=10,079МПа и энтальпии h=3422кДж/кг из процесса расширения в сопловой решетке

 

 

4.9 Высота лопаток сопловой решетки :

 

 

Степень парциальности потока примем

 

4.10 Скорость звука в среде:

 

 

4.11 Число Маха :

 

 

Выбираем профиль по /1/ С-90-12А

 

, шаг

 

4.12 Число сопловых лопаток:

 

=

 

4.13 Действительную скорость пара на выходе из сопловой решетки:

 
 


 

4.14 Скорость входа пара на рабочую решетку:

 

=140

 

4.15 Угол ее направления:

 

 

4.16 Откладывая потери энергии в соплах на i – s-диаграмме, строят действительный процесс расширения в них и определяют теоретический удельный объем пара в конце адиабатного расширения на рабочих лопатках:

 

 

4.17 Предварительно задавшись коэффициентом расхода находят выходную площадь рабочей решетки:

 

 

4.18 Теоретическая относительная скорость выхода пара из рабочей решетки:

 

 

4.19 Скорость звука в среде:

 

 

4.20 Число Маха:

 

 

Выбираем профиль по (1) Р-30-21А

 

Хорда , шаг ,

 

4.21 Выбрав суммарную перекрышу из табл.2 определяют высоту рабочей решетки :

 

 

Таблица 3 - Рекомендуемые перекрыши ступени

 

Высота сопловой решетки l1,мм Перекрыша
Корневая Δl1,мм Периферийная Δl2,мм
До 35 1,0 1,5-2,0
35-55 1,0 2,0-2,5
55-75 1,5-2 2,5-3,0
75-150 2,0-2,5 3,0-3,5
150-300 2,5-3,0 3,5-4,0
300-400 5,0-6,0 6,5-7,5
400-625 7,0-8,0 7,0-8,0
625 и выше 9,0-10 9,0-10

 

 

4.22 Эффективный угол выхода пара из рабочей решетки находят из выражения:

 

 

4.23 Число лопаток :

 

 

4.24 Уточняют коэффициент расхода :

 

 

4.25 Скоростной коэффициент рабочей решетки:

 

 

4.26 Производят построение выходного треугольника скоростей :

 

 

4.27 Угол выхода:

 

 

4.28 Из выходного треугольника находят абсолютную скорость выхода пара из ступени :

 

 

4.29 Угол ее направления:

 

 

 

4.30 Потери энергии в рабочей решетке:

 

 

Откладывая значение в i-s - диаграмме, строят действительный процесс расширения пара в рабочих лопатках.

 

4.31 Располагаемая энергия ступени:

 

 

где χвс – коэффициент использования кинетической энергии выходной скорости в последующей ступени, для регулирующей ступени = 0

 

4.32 Относительный лопаточный КПД :

 

 

4.33 Окружная усилие:

 

 

4.34 Изгибающие напряжения:

 

 

где – минимальный момент сопротивления, определяемый по характеристике профиля. В ступенях с парциальным подводом =15-25 МПа. Если , то при сохранении следует увеличить хорду профиля в соотношении

 

4.35 Значения КПД, найденные по формулам (3.32) и (3.33) должны совпадать в пределах точности расчетов и находим мощность на лопатках ступени :

 

 

4.36 Потери энергии от утечек пара, парциальности и на трение, относительная величина потерь энергии от утечек пара через диафрагменные и бандажные уплотнения:

 

 

где μу – коэффициент расхода уплотнения, μ у = 0,65 – 0,9;

dу – диаметр диафрагменного уплотнения, принимаемый по аналогу турбины, dу = 0,3 – 0,6 м;

δ – радиальный зазор в уплотнении, δ ≈ 0,001d у;

z – число гребней уплотнения, в области высоких давлений z = 4 – 10,

низких – z = 2 – 4;

dб – диаметр бандажного уплотнения,

δэкв – эквивалентный зазор уплотнения

 

 

где - осевой и радиальный зазоры бандажного уплотнения;

- число гребней в надбандажном уплотнении.

При проектировании ступени можно принять = 0,003 - 0,005м; = 2.

 

4.37 Относительные потери энергии, вызванные парциальным подводом пара

 

где - ширина рабочей решётки, ;

j - число пар концов сопловых сегментов, чаще всего j = 2.

 

4.38 Потери энергии от трения диска о пар:

 

 

где - коэффициент трения, равный (0,45 - 0,80)10-3

 

4.39 Относительный внутренний КПД ступени:

 

 

 

4.40 Использованный теплоперепад ступени:

 

 

4.41 Внутренняя мощность ступени:

 

 

Откладывая последовательно потери энергии в i-s-диаграмме находят состояние пара за регулирующей ступенью Результаты расчёта ступени сводятся в таблицу

 

Таблица 4 - Расчет проточной части турбины по остальным ступеням

 

Параметр/ступень регулирующая
С Р С Р С Р С Р С Р
профиль С-90-12А Р-30-21А С-90-12А Р-30-21А С-90-12А Р-30-21А С-90-12А Р-30-21А С-90-12А Р-30-21А
щаг установки 0,72 0,6 0,72 0,6 0,72 0,6 0,72 0,6 0,72 0,6
Расход пара D кг/с
Диаметр средний,d0 1,12 0,85 0,853 0,863 0,87
Выходной эффективный угол, α
Степень реакции, ρ 0,02 0,10 0,11 0,12
Окружная скорость U, м/с 188,4 133,45 133,92 135,49 136,43
Характеристический коэффициент Xф 0,47 0,45 0,493 0,4958 0,498
Фиктивная скорость,cф м/с 400,8 271,64 273,28 273,63
Располагаемый теплоперепад ступени, Н0 кДж/кг 33,88 34,28 34,4
Теплоперепад в решётке, кДж/кг 33,76 1,85 30,49 3,38 30,509 3,771 30,246 4,124
Теоретическая скорость истечения ( ), м/с 388,77 246,95 136,1 247,02 140,09 245,95 139,05
Реальная скорость истечения ( ), м/c 234,6 237,63 133,79 132,43
Выходная площадь решётки м2   0,0094     0,016     0,043   0,034   0,022   0,039   0,054     0,095     0,026     0,046  
Длина лопатки, м 0,014 0,0165 0,025 0,027 0,037 0,042 0,089   0,094   0,042   0,217  
Число Маха 0,59   0,29   0,4   0,19   0,38   0,2   0,381   0,216   0,383   0,217  
Количество лопаток, шт
Угол входа пара в решётку           26,3     29,14       29,1 27,87   29,83   26,65  
Угол выхода пара из решётки     31,6     72,3   74,61   74,86  
Хорда, см 6,06 2,56 5,15 2,56 9,14 4,66 8,99 4,66 9,01 4,66
Потери в решетке кДж/кг 0,018     0,015   0,84   2,97   0,95   2,27   0,86   1,93   0,98  
Выходная скорость , м/с 58,5 59,3 64,87 62,09
Потери с выходной скоростью, кДж/кг 2,09 2,03 1,76 2,1 1,91
Относительный лопаточный КПД 0,63 0,429 0,86 0,7508 0,757
Полезный теплоперепад, кДж/кг 13,6 15,8 25,3 28,49 26,018
Мощность ступени, МВт 11,6 28,67 28,7 27,5 27,8
                       

 

 

Параметр/ступень
С Р С Р С Р С Р С Р
профиль С-90-12А Р-30-21А С-90-12А Р-30-21А С-90-12А Р-30-21А С-90-12А Р-30-21А С-90-12А Р-30-21А
щаг установки 0,72 0,6 0,72 0,6 0,72 0,6 0,72 0,6 0,72 0,6
Расход пара D кг/с
Диаметр средний,d0 0,88 0,87 1,066 1,078 1,092
Выходной эффективный угол, α
Степень реакции, ρ 0,13 0,14 0,15 0,16 0,17
Окружная скорость U, м/с 137,53 139,53 167,36 169,25 171,44
Характеристический коэффициент Xф 0,5014 0,5043 0,5073 0,5103 0,5134
Фиктивная скорость,cф м/с 274,29 275,83 329,9 331,67 333,93
Располагаемый теплоперепад ступени, Н0 кДж/кг 34,54 34,93 49,97 50,5 51,19
Теплоперепад в решётке, кДж/кг 30,05 4,29 30,04   4,8 42,47   7,49   42,42   8,08   42,488   8,702  
Теоретическая скорость истечения ( ), м/с 245,95   141,28   245,11   143,25   291,46   171,74     174,27   291,51   178,55  
Реальная скорость истечения ( ), м/c 234,12   134,2       272,47   162,57   277,87   165,92   281,02   170,69  
Выходная площадь решётки м2 0,028   0,049   0,03   0,053   0,053   0,029   0,033   0,0509   0,083   0,0509  
Длина лопатки, м 0,045   0,05   0,11   0,055   0,039   0,044   0,043   0,048   0,043   0,048  
Число Маха 0,385   0,222   0,389   0,228   0,469   0,269   0,476   0,286   0,476   0,286  
Количество лопаток, шт    
Угол входа пара в решётку 30,17   26,73   30,6   27,01   31,22   25,41   31,62   27,15   31,62   27,15  
Угол выхода пара из решётки   73,65         73,69     73,62     73,62  
Хорда, см 8,46 4,7 8,44 4,8 8,5 5,23 8,5 5,23 8,65 5,33
Потери в решетке кДж/кг   1,90     0,92   1,68   1,53   1,48   1,672   1,48   1,672   1,56   1,77  
Выходная скорость , м/с 62,9 64,35 72,71 72,71 78,62
Потери с выходной скоростью, кДж/кг 1,98 2,07 2,64 2,64 3,09
Относительный лопаточный КПД 0,86 0,875 0,864 0,864 0,865
Полезный теплоперепад, кДж/кг 26,37 26,43 36,503 36,503 37,46
Мощность ступени, МВт 28,5 28,68 39,06 39,06 40,09
Параметр/ступень
С Р С Р С Р C P
профиль С-90-12А Р-30-21А С-90-12А Р-30-21А С-90-12А Р-30-21А С-90-12А Р-30-21А
щаг установки 0,72 0,6 0,72 0,6 0,72 0,6 0,72 0,6
Расход пара D кг/с
Диаметр средний,d0 1,102 1,114 1,127 1,13
Выходной эффективный угол, α
Степень реакции, ρ 0,18 0,19 0,20 0,21
Окружная скорость U, м/с 173,01 174,9 176,94 177,41
Характеристический коэффициент Xф 0,5165 0,5197 0,5229 0,5262
Фиктивная скорость,cф м/с 334,97 336,54 338,38 337,15
Располагаемый теплоперепад ступени, Н0 кДж/кг 51,51 51,99 52,57 52,19
Теплоперепад в решётке, кДж/кг   42,238   9,272   42,112   9,878   42,056   10,514   41,23   10,15  
Теоретическая скорость истечения ( ), м/с 290,65   180,5   290,21   182,55   290,02   184,99   287,16   185,1  
Реальная скорость истечения ( ), м/c 280,48   172,76   280,05   174,81   280,16   177,24   276,6   176,86  
Выходная площадь решётки м2 0,098   0,163   0,109   0,179   0,126   0,203   0,075   0,117  
Длина лопатки, м 0,126   0,131   0,139   0,144   0,158   0,164   0,094   0,1  
Число Маха 0,493   0,307   0,501   0,317   0,511   0,328   0,516   0,335  
Количество лопаток, шт
Угол входа пара в решётку   32,18     26,71     32,74     26,44     33,27     25,97     34,05     24,92  
Угол выхода пара из решётки   76,46     76,7     77,24     77,78  
Хорда, см 8,63 5,23 8,84 5,23 8,65 5,23 8,65 5,23
Потери в решетке кДж/кг 2,9   1,37   2,9   1,38   2,81   1,4   2,74   1,39  
Выходная скорость , м/с 79,87 79,98 79,58 77,15
Потери с выходной скоростью, кДж/кг 3,19 3,2 3,17 2,98
Относительный лопаточный КПД 0,8882 0,889 0,8919 0,863
Внутренний oтносительный КПД 0,843 0,8466 0,8537 0,8308
Полезный теплоперепад, кДж/кг 43,423 44,015 44,879 43,127
Мощность ступени, МВт 10,005 9,608 9,796 9,414
                                             

Заключение

В данной курсовой работе были произведены расчеты схемы регенерации турбоустановки, рассчитаны параметры в отборах, найден расход пара в голову турбины, который составил 243,73 кг/с. Расхождение с заводскими данными составило 3,3%. Также был произведен расчет первой (регулирующей) ступени турбоустановки.

Были получены результаты:

 



©2015- 2017 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.