Паровая турбина типа К-26-3,0 (стр. 4 из 12)

а) сопел l₁₁=e l₁₁·10³/e =7,51·10^-3·10³/0,31=24,5 мм;

б) I рабочего венца l₂₁=a·l₁₁=1,19·24,5=29,1 мм;

в) направляющего аппарата l₁₂=b·l₂₁=1,29·29,1=37,5 мм;

г) II рабочего венца l₂₂=с·l₁₂=1,29·37,5=48,4 мм,

где коэффициенты a, b и c берутся из табл.1.

22.Окружной К.П.Д. ступени по опытным данным h_u =0,728.

23 Поправочный коэффициент на средний диаметр К_d=1,0043 (по рис. 9)[2].

24 Поправочный коэффициент на толщину выходной кромки профиля сопловой лопатки К_s=0,98 (по рис. 10) [2].

25. Поправочный коэффициент на высоту лопатки К_l=0,991 (по рис. 11) [2].

26.Окружной К.П.Д. ступени с учетом поправок

h_u'=h_u К_d К_s К_l=0,728·1,0043·0,98·0,991=0,71.

27.Окружной тепловой перепад в ступени

h_u'=h₀

h_u'=221,78·0,71=157,42 кДж/кг.

28. Коэффициент С=(750B-2,5) ·100=(750·0,04-2,5) ·100=2750.

29. Неактивная дуга, закрытая кожухом e_к»0,9(1-e)=0,9· (1-0,31)=0,62.

30. Мощность, затрачиваемая на трение и вентиляцию

31. Потери энергии на трение и вентиляцию

Dh_тв=DN_тв/G_I=121,91/24,61=4,95 кДж/кг.

32. Потеря энергии на концах сегментов сопел

Dh_сегм=0,11(B₂₁l₂₁+B₂₂l₂₂)x(h_u'-Dh_тв)z_cc/f₁₁=

=0,11·(0,04·29,1+0,04·48,4) ·0,25· (157,42-4,95) ·1/7,52·10^-3= 1,73кДж/кг.

33. Использованный внутренний тепловой перепад в ступени

h_iI= h_u'-Dh_тв-Dh_сегмл=157,42-4,95-1,73=150,74 кДж/К.

34. Относительный внутренний к.п.д. ступени

h_0i

=h_iI/h_0I=150,74/221,78=0,68.

35. Внутренняя мощность

N_iI=G_I ·h_iI=24,61·150,74=3709,7 кВт.

1.7. Выбор расчетного варианта регулирующей ступени

Определяем ориентировочную степень парциальности при максимальном расходе пара:

где N_э и N_ном – мощность турбины соответственно расчетная и номинальная;

u_2t и u_2tном – удельный объем пара в конце процесса расширения на изоэнтропе и давлении в камере регулирующей ступени соответственно p_2I и

р_2Iном при расчетной и номинальной мощности турбины.

Давление в камере регулирующей ступени при номинальной мощности

Р_2Iном=P_2IN_ном/N_э=1,34*26/22,1=1,58 МПа,

h_0i и h_0iном – изоэнтропийный перепад энтальпий от p₀' соответственно до Р_2I и Р_2Iном (определяются по i,S – диаграмме).

Определяем число сопел регулирующей ступени:

z_сmax=pde_max/t₁₁=3,14_·1,06_·0,41/0,0389»35 сопел,

где t₁₁ – шаг сопловой решетки на среднем диаметре d регулирующей ступени;

z_сmax –округляется до ближайшего большего целого числа.

Число регулирующих клапанов с экономической точки зрения целесообразно брать возможно больше, хотя это усложняет конструкцию

турбины. Принимаем для проектируемой турбины число регулирующих клапанов z_рк=4.

1.8. Треугольники скоростей и потери энергии в решетках регулирующей ступени

Для двухвенечной ступени скорости вычисляются:

- абсолютная скорость истечения пара из сопел

с₁₁=

0,955

- относительная скорость входа пара в рабочие каналы первого венца

w₁₁=

- относительная скорость выхода пара из рабочих каналов первого венца

w₂₁=

- абсолютная скорость выхода пара из рабочих каналов первого венца

c₂₁=

- абсолютная скорость выхода пара из каналов направляющего аппарата

c₁₂=

- относительная скорость входа пара в рабочие каналы второго венца

w₁₂=

- относительная скорость выхода пара из рабочих каналов второго венца

w₂₂=

- абсолютная скорость выхода пара из рабочего колеса регулирующей ступени

c₂₂=

Для двухвенечной ступени скорости определяются потери энергии в лопаточных решетках:

- в сопловом аппарате

Dh₁₁=(1/j²-1)c²₁₁/2·10³=(1/0,955²-1) ·600,03²/2·10³=17,36 кДж/кг;

- в первом венце рабочих лопаток

Dh₂₁=(1/y₁²-1)w²₂₁/2·10³=(1/0,86²-1) ·390,39²/2·10³=26,83 кДж/кг;

- в направляющем аппарате

Dh₁₂=(1/y_н²-1)c²₁₂/2·10³=(1/0,88²-1) ·242,14²/2·10³=8,54 кДж/кг;

- во втором венце рабочих лопаток

Dh₂₂=(1/y₂²-1)w²₂₂/2·10³=(1/0,88²-1) ·167,11²/2·10³=4,07 кДж/кг;

- потеря энергии с выходной скоростью

Dh_С22= C²₂₂/2·10³= 100,33²/2·10³= 5,03 кДж/к;

- окружной тепловой перепад ступени

h_и

=h₀-Dh₁₁-Dh₂₁-Dh₁₂-Dh₂₂-Dh_C22=221,78-17,36 –26,83 – 8,54 –4,07 –5,03= =159,94 кДж/кг;

- окружной к.п.д. ступени

h_и

=h_и

/h₀=159,94/221,78=0,721.

В этих формулах обозначено:

j, j_н, y₁, y₂ – коэффициенты скорости соответственно соплового и направляющего аппаратов, первого и второго венцов рабочих лопаток;

r=r₁+r_н+r₂=0,02+0,04+0,05=0,11; r_н, r₁, r₂ – степень реактивности соответственно ступени, направляющего аппарата, первого и второго венцов рабочих лопаток;

a₁₁, a₁₂, b₂₁, b₂₂ – эффективные углы выхода пара соответственно из соплового и направляющего аппарата, из первого и второго венцов рабочих лопаток для принятого типа ступени.

Для хорошо выполненных двухвенечных ступеней скорости можно принимать следующие значения коэффициентов скорости:

j=0,955; y₁=0,86; j_н=0,88; y₂=0,88 ( см., например, рис. 13 и 14 [2]) и степени реактивности: r₁=0,02; r_н=0,04; r₂=0,05.

По результатам расчета строим треугольники скоростей регулирующей ступени (рис. 2). Для лучшего представления протекания теплового процесса в регулирующей ступени представим его в i,S – диаграмме (рис. 3).

Рис. 2. Треугольники скоростей двухвенечной ступени скорости

(масштаб 1мм –5м/с)