Тепловой расчёт ЦВД паровой турбины
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Тепловой расчёт ЦВД паровой турбины
Введение
Для производства электрической энергии используются природные энергетические ресурсы. В зависимости от вида энергетических ресурсов различают основные типы электростанций: тепловые (ТЭС), гидравлические (ГЭС) и атомные (АЭС). Наиболее распространение в настоящее время имеют ТЭС, на которых в электрическую энергию преобразуется тепловая энергия, вырабатываемая при сжигании органического топлива - угля, мазута, газа и др. На ТЭС вырабатывается около 76 % всей вырабатываемой электроэнергии.
По роду двигателя ТЭС можно подразделить на паро- и газотурбинные. Газотурбинные установки (ГТУ) имеют ограниченную мощность (25-100 МВт), КПД - не более 28 % и работают только на жидком и газообразном топливе. Газотурбинные установки используются для покрытия пиков электрической нагрузки.
Паротурбинные электростанции подразделяются на конденсационные электростанции (КЭС) и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). КЭС отпускают потребителям только один вид энергии - электрическую (за исключением небольшого отпуска теплоты жилому посёлку при электростанции). Электростанции оборудуются турбинами конденсационного типа, не имеющими регулируемых отборов пара и, как правило, сооружаются в местах с хорошими условиями технического водоснабжения, обеспечивающими экономический вакуум в конденсаторах с минимальными затратами на перекачку охлаждающей воды.
ТЭЦ оборудуются турбинами с противодавлением или с регулируемыми отборами. Эти электростанции предназначены для отпуска как электрической, так и тепловой энергии. Особенностью ТЭЦ является комбинированная выработка электрической и тепловой энергии, характеризующая высокой тепловой экономичностью.
Тепло-электро централи сооружаются поблизости от потребителей теплоты, так как горячую воду и особенно пар невыгодно транспортировать на большие расстояния. Необходимость расположения ТЭЦ поблизости от тепловых потребителей не всегда позволяет сооружать их у источников водоснабжения. Поэтому многие ТЭЦ оборудуются искусственными охлаждающими устройствами компактного типа - градирнями. Электроэнергия от ТЭЦ передаётся к потребителям, как на высоком, так и на генераторном напряжении.
тепловой электростанция турбина мощность
Исходные данные
) мощность турбины: Nэ=40 МВт;
) начальное давление пара: p0= 12,8 МПа;
3) начальная температура пара: t0=555оС;
4) противодавление за ЦВД: p2= 1,3 МПа;
) частота вращения: n=3000 об/мин.
Предварительный расчёт турбины
Определение расхода пара на турбину
; где
- коэффициент, учитывающий наличие нерегулируемых отборов пара на регенеративный подогрев питательной воды;
- расчётная электрическая нагрузка турбоагрегата; кВт.
H0 - располагаемый теплоперепад турбины; кДж/кг
- внутренний относительный КПД турбины;
- механический КПД турбины;
- КПД электрического генератора.
Коэффициент mp характеризует суммарную величину отборов пара на регенеративные подогреватели питательной воды. Принимаем для ЦВД с двумя отборами mp=1,09.
Располагаемый теплоперепад турбины H0 находится как разность начальной энтальпии пара при заданных начальных давлении и температуре с учётом дросселирования в паровпускных органах и конечной энтальпии, соответствующей окончанию изоэнтропийного процесса расширения в проточной части до заданного конечного давления.
Средние значения КПД для турбины мощностью 40000 кВт принимаем 0,85.
Средние значения механического КПД принимаем 0,98.
Значение КПД принимаем 0,987.
Располагаемый теплоперепад в турбине:
H0=h0-hа=3490,5-2870,5=620 ;
Расход пара:
;
Расход пара на ЦВД отличается от расхода пара на турбину, на величину утечки пара через уплотнение.
Утечка пара через уплотнение определится по формуле:
Число уплотнительных гребней: ;
Диаметр щелей под гребнями: ;
Размер щели: ;
Коэффициент расхода: (определён по рисунку 1;3.25)
Таким образом расход пара на регулирующую ступень составляет:
Расчёт регулирующей ступени
На предварительном этапе расчёта задачей расчета регулирующей ступени является выбор её типа ,располагаемого теплоперепада и (или) диаметра , определение экономичности и параметров пара за регулирующей ступенью(в камере регулирующей ступени). Значение теплоперепада выбирается в зависимости от мощности и типа проектируемой турбины, начальных параметров пара, особенностей работы ступени в ожидаемых условиях эксплуатации, экономичности ступени и других обстоятельств.
Значение располагаемого теплоперепада одновенечной ступени составляет .
Регулирующая ступень - это первая ступень турбины при сопловом парораспределении. Основной конструктивной особенностью регулирующей ступени является изменяющаяся степень парциональности при изменении расхода пара на турбину. В связи с этим сопла регулирующей ступени объединены в группы. К каждой группе сопл пар подводится через самостоятельный регулирующий клапан. При одном открытом клапане работает одна группа сопл и поэтому ступень работает при малой степени парциональности. По мере открытия следующих регулирующих клапанов степень парциональности растёт. При всех открытых ре