Приближенное определение расхода пара на турбину и цилиндр

ВВЕДЕНИЕ

Сектор оперативної поліграфії ІОЦ ХНАМГ

План 2007, поз. 247 М

Навчальне видання

Методичні вказівки до виконання практичних занять і самостійної роботи з дисципліни «Вантажні перевезення» (для студентів 3 курсу денної форми навчання напрямку підготовки 6.1004 – «Транспортні технології»)

Укладач: Олексій Миколайович Горяїнов

Редактор: З. М. Москаленко

_________________________________________________________________

Підп. до друку 04.09.07 Формат 60х84 1 /16 Папір офісний

Друк на ризографі. Умовн.-друк. арк. 2,2 Обл.-вид. арк. 2,5

Тираж 100 прим. Замовл №______

61002, Харків, ХНАМГ, вул. Революції, 12

61002, Харків, вул. Революції, 12

Современная энергетика основывается на централизованной выработке электроэнергии. Генераторы электрического тока, устанавливаемые на электрических станциях, в подавляющем большинстве приводятся паровыми турбинами. Доля электроэнергии, производимой в нашей стране тепловыми и атомными электростанциями, где применяются паровые турбины, составляет 83 – 85%.

Таким образом, паровая турбина является основным типом двигателя на современной тепловой электростанции и в том числе на атомной. Паровая турбина получила также широкое распространение в качестве двигателя для кораблей военного и гражданского флота. Паровые турбины применяются, кроме того, для привода различных машин – насосов, газодувок и др.

Паровая турбина, обладающая большой быстроходностью, отличается сравнительно малыми размерами и массой и может быть построена на очень большую мощность (миллион киловатт и более), превышающую мощность какой-либо иной машины. Вместе с тем у паровой турбины исключительно хорошие технико-экономические характеристики: относительно небольшая удельная стоимость, высокие экономичность, надёжность и ресурс работы, составляющие десятки лет.

.

Приближенно расход пара на турбину можно определить так:

, кг/с,

где , МВт – экономическая мощность турбины;

, кДж/кг – действительно использованный теплоперепад на турбину;

– механический КПД турбины;

– КПД электрического генератора.

Действительно использованный теплоперепад:

,

где , кДж/кг – действительно использованные теплоперепады;

– относительный расход пара в отбор;

, кг/с – расход пара в i -ый отбор.

Чтобы найти действительно использованные теплоперепады необходимо построить процесс в hs-диаграмме. По начальным давлению и степени сухости находим на диаграмме точку . Потеря давления в стопорном клапане составляет примерно 4% поэтому давление перед турбиной будет равно:

, МПа.

Из-за потери давления в стопорном клапане начало процесса расширения сместиться в сторону увеличения энтропии, поэтому из точки откладываем горизонтальную прямую до пересечения с изобарой . Получим точку , где определяем степень сухости пара на входе в ЦВД и его энтропию:

;

кДж/кг.

Давление на выходе из ЦВД будет выше Р_с на 2%:

МПа.

Из точки проводим вниз прямую до пересечения с изобарой , это пересечение даст точку – конец теоретического расширения пара в ЦВД. В ней определяем энтальпию:

кДж/кг.

Располагаемый теплоперепад в ЦВД:

кДж/кг.

Действительный теплоперепад в ЦВД:

кДж/кг.

Энтальпия в конце процесса расширения пара в ЦВД:

кДж/кг.

На изобаре найдём точку , соответствующую энтальпии в конце расширения пара в ЦВД. Точка – конец действительного процесса расширения пара в ЦВД.

Давление на входе в ЦНД будет ниже Р_с на 2%

МПа.

На пути от паропровода свежего пара до промежуточного пароперегревателя потеря давления составляет 1,5% от давления свежего пара . Давление пара в ПП:

МПа.

По давлению P_пп с помощью таблиц термодинамических свойств воды и водяного пара [4] определяем t _sпп=274,6^oC, соответствующая этому давлению. Температура до которой осуществляется перегрев пара в ПП будет ниже на 20 ^oC. Определяем температуру перегрева пара в ПП t_пп:

^oC.

По давлению и температуре пара перед ЦНД получаем точку – начало процесса расширения пара в ЦНД. Определяем энтальпию пара в начале процесса расширения пара в ЦНД:

кДж/кг.

Из точки вниз проводим вертикальную линию до пересечения с изобарой Р_к в точке .Отрезок – есть располагаемый теплоперепад на ЦНД. Энтальпия в конце теоретического процесса расширения пара в ЦНД:

кДж/кг.

Располагаемый теплоперепад ЦНД:

кДж/кг.

Действительно использованный теплоперепад на ЦНД с учетом потери с выходной скоростью равен:

кДж/кг,

где – относительный внутренней КПД ЦНД с учетом с учетом потери с выходной скоростью.

Потеря с выходной скоростью:

кДж/кг.

Из точки откладываем вниз по вертикали в масштабе hs-диаграммы , из конца отрезка проводим горизонталь до пересечения с изобарой Р_к и получаем точку . Из точки откладываем вниз по вертикали в масштабе hs-диаграммы и получаем точку . Линия – процесс действительного расширения пара в проточной части ЦНД. Точка – окончание действительного процесса расширения пара в ЦНД с учетом всех факторов.

Чтобы определить энтальпии отборов пара в турбине находим точки пересечений линии – и изобар Р₁, Р₂ и Р₃ соответственно для энтальпий отборов ЦВД, и пересечение линии – с изобарами Р₄, Р₅ и Р₆ соответственно для энтальпий отборов ЦНД:

кДж/кг;

кДж/кг;

кДж/кг;

кДж/кг;

кДж/кг;

кДж/кг.

Действительно использованные теплоперепады отборов:

кДж/кг;

кДж/кг;

кДж/кг;

кДж/кг;

кДж/кг;

кДж/кг;

кДж/кг.

Используя данные по прототипу из таблицы 3.2 [1, стр. 14] определяем относительный расход пара в отбор. Расход пара на турбину без ПП равен кг/с. Зная количество отбираемого пара у прототипа, определим относительные расходы:

кг/с;

кг/с;

кг/с;

кг/с;

кг/с;

кг/с;

кг/с.

Определяем приведенный действительный использованный теплоперепад на турбину по формуле:

, кДж/кг,

, кДж/кг.

Расход пара на турбину:

кг/с.

Определяем расходы пара в отборы с учетом полученного расхода по формуле:

,

кг/с;

кг/с;

кг/с;

кг/с;

кг/с;

кг/с;

кг/с.

Поверка электрической мощности :

МВт,

МВт.

.

Определяем предельную мощность:

, МВт,

где H_i – действительно использованный теплоперепад на турбину:

Дж/кг;

, кг/м³ – плотность материала лопаток последней ступени;

k_раз = 2,6 – коэффициент разгрузки;

, м³/кг – удельный объем, берется в точке ;

n = 50 c^-1 – число оборотов;

, Н/м² – допускаемое напряжение на растяжение;

m =1,3 – учитывает влияние отборов.

Значения коэффициентов при расчете берутся из [1, с. 24].

МВт.

Определяем количество потоков:

=> число потоков 2.

Расход на первую ступень ЦВД:

кг/с.

Расход на последнюю ступень ЦВД:

кг/с.

Дата добавления: 2014-11-18