Курсовая по турбинам. Курсовая турбины. Курсовой проект Чита 2010 г. Федеральное агентство по образованию
 Скачать 1.66 Mb.
|
ВведениеСовременная энергетика основывается на централизованной выработке электроэнергии. В последнее время все крупные турбостроительные заводы интенсивно ищут пути повышения экономичности энергетических турбин. При этом обращается внимание не только на новые решения, но и на нереализованные пути снижения потерь энергии в лопаточных аппаратах, разработанные ранее. Паровая турбина является основным типом двигателя современной теплой электростанции. Эта турбина получила также широкое распространение в качестве двигателя для кораблей военного и гражданского флота. Паровые турбины применяются, кроме того, для привода различных машин- насосов, и другого оборудования. Для большинства альтернативных способов преобразования энергии, паровая турбина также необходима для вращения генератора. Паровая турбина, обладающая большой быстроходностью, отличается сравнительно малыми размерами и массой и может быть построена на очень большую мощность (1000 МВт и выше). Вместе с тем у паровой турбины исключительно хорошие технико- экономические характеристики: высокая экономичность, относительно небольшая удельная стоимость, надежность и ресурс работы, составляющий десятки лет. В представленном ниже материале сделана, попытка дать конспективную оценку возможности повышения КПД энергетических турбин путем совершенствования всех элементов проточной части. При этом следует иметь то, что процесс снижения потерь энергии имеет асимптотический характер. Невозможно заметно уменьшить потери в том случае, если они уже находятся на минимальном уровне. Другими словами, эффективность тех или иных изменений определяется не только их обоснованностью, но и имеющимся резервом снижения потерь энергии. Именно последнее обстоятельство следует учитывать при проведении модернизации проточной части турбин. 1. Технические характеристики турбоустановки |
| | Р-102/107-130/15 |
| 1. Мощность. МВт номинальная максимальная 2. Начальные параметры пара: давление, МПа температура, °С 3. Частота вращения, с-1 4. Расход свежего пара, кг/с номинальный максимальный 5. Давление пара за турбиной, МПа 6. Схема проточной части 7. Длина лопатки последней ступени, мм 8. Средний диаметр последней ступени, мм | 102 107 12,75 555 50 211 225 1,45 1Р+ 12 127 1127 |
Номинальная мощность турбины обеспечивается при давлении свежего пара 12,8 МПа. температуре свежего пара, 555 °С. противодавлении 1,47 МПа и нулевом нерегулируемом отборе пара для внешнего потребления.
Максимальная мощность обеспечивается при противодавлении 1,18 МПа, температуре свежего пара 555 °Си нулевом нерегулируемом отборе.
Турбина имеет регенеративный подогрев питательной воды, который осуществляется в трех ПВД за счет отборов пара из турбины (см. рис. 1).
Рис. 1. Принципиальная тепловая схема турбины Р-102/107-12,8-1,45 ТМЗ:
-подогреватели высокого давления; 1-стопорный клапан; 2-регулирующий клапан; 3-пар на производство; 4-нерегулируемые отборы пара на производство; 5-питательная вода из деаэратора; 6-конденсат греющего пара в деаэратор; 7-питательная вода в котёлДанные по регенеративным отборам приведены в табл. 1.2.
Таблица 1.2. Характеристика отборов
| Тип турбины | Номер отбора | Подогреватель | Давление, МПа | Температура, °С | Количество отбираемого пара, т/ч |
| Р-100-12,8/1,45 ТМЗ | I II III | ПВД3 ПВД2 ПВД1 | 3,4 2,28 1,47 | 385 335 284 | 34,0 31,0 38,2 |
Турбина имеет нерегулируемый отбор пара для внешнего потребления после 7-н ступени в количестве до 90 т/ч. Давление в отборе при расходе пара на турбину, равном 80 % от номинального, при противодавлении 1,47 МПа и нерегулируемом отборе, равном 90 т/ч, составляет около 3,65 МПа. Максимальное давление в отборе 5,3 МПа.
Допускается, длительная работа турбины при одновременных отклонениях (в любых сочетаниях) основных параметров в следующих пределах:
температуры свежего пара от 545 до 560 °С:
давления свежего пара от 12.3 до 13,3 МПа;
противодавления от 1,18 до 1,77 МПа.
Разрешается длительная работа турбины с противодавлением до 2.06 МПа.
Допускается кратковременная непрерывная работа турбины не более 30 мин при повышении параметров в следующих пределах: начального давления до 13.7 МПа: начальной температуры пара до 565 °С. При достижении данных значений суммарная продолжительность работы турбины не должна превышать 200 ч/год.
Возможна параллельная работа турбины по противодавлению, как с аналогичными турбинами, так и с РОУ. снабженной автоматическим регулированием.
Допускается параллельная работа турбины по нерегулируемому отбору с другими источниками пара.
Конструкция турбины. Турбина Р-102/107-130/15 представляет собой одноцилиндровый агрегат, имеющий 13 ступеней (рис. 38).
Свежий пар подается к двум стопорным клапанам турбины. Регулирующие клапаны расположены в паровых коробках, приваренных к корпусу цилиндра. По выходе из последней ступени пар направляется на производство.
Цилиндр выполнен двухстенным. противоточным. В левом потоке, направленном в сторону переднего подшипника, расположены одновенечная регулирующая ступень и шесть ступеней давления левого вращения, а в правом потоке расположено шесть ступеней давления правого вращения. Ротор турбины - цельнокованый. Роторы турбины и генератора соединяются посредством полугибкой муфты.
Фикспункт турбины расположен на раме заднего подшипника турбины со стороны генератора, и турбина расширяется в сторону переднего подшипника.
Турбина снабжена паровыми лабиринтовыми уплотнениями. Из первого и второго отсеков заднего уплотнения и из второго и третьего отсеков переднего уплотнения пар отводится в сальниковый подогреватель. Из последних отсеков уплотнений паровоздушная смесь отсасывается эжектором.
Для сокращения времени прогрева и улучшения условий пуска турбины предусмотрен паровой обогрев фланцев и шпилек корпуса цилиндра и крышек стопорных клапанов.
Турбина снабжена валоповоротным устройством, вращающим ротор турбины с частотой -0.067 с-1. Валоповоротное устройство приводится во вращение электродвигателем и снабжено реле времени, с помощью которого обеспечивается поворот ротора остывающей турбины через каждые 15 мин на 180° С.
Допускается пуск турбины и последующее нагруженне после останова любой продолжительности.
Лопаточный аппарат рассчитан и настроен на работу при частоте тока в сети 50 Гц. что соответствует частоте вращения ротора 50 с-1 .
Регулирование и защита. Турбина снабжена гидродинамической системой автоматического регулирования, предназначенной для поддержания в заданных пределах, в зависимости от режима работы, частоты вращения ротора турбоагрегата; электрической нагрузки турбогенератора: давления пара в выхлопном патрубке.
Система регулирования выполнена статически автономной с гидравлическими передаточными связями. При мгновенном сбросе электрической нагрузки с генератора система регулирования турбины ограничивает возрастание частоты вращения ротора ниже уровня настройки автомата безопасности.
Турбоустановка имеет устройства защиты, предупреждающие аварию путем воздействия на органы управления оборудованием с одновременной подачей сигнала.
Турбоустановка снабжена системами контроля, сигнализации и дистанционного управления, позволяющими производить пуск, останов и управление работающей турбоустановкой с дистанционного щита с выполнением по месту отдельных операций.
Система маслоснабжения снабжает маслом систему регулирования и систему смазки подшипников. Масло в систему регулирования подается центробежным насосом, приводимым в действие непосредственно от вала турбины. Одновременно масло подается к двум последовательно включенным инжекторам.
Масляный бак сварной конструкции имеет рабочую емкость 22 м3. Бак снабжен указателем уровня масла, имеющим контакты для подачи светового сигнала при минимальном и максимальном уровнях масла в баке.
Для охлаждения масла предусмотрены четыре маслоохладителя. Маслоохладители включены по воде и маслу параллельно. Допускается возможность отключения одного из них как по охлаждающей воде, так и по маслу при полной нагрузке турбины и температуре охлаждающей воды не более 33 °С. Маслоохладители встроены в масляный бак и представляют с ним одно целое.
Регенеративная установка предназначена для подогрева питательной воды паром, отбираемым из противодавления и нерегулируемых отборов турбины, и включает в себя три ПВД и трубопроводы с необходимой арматурой.
Принципиальная тепловая схема турбоустановки приведена рис. 1.
ПВД № 1,2 и 3 последовательно подогревают питательную воду после деаэратора в количестве -105 % от расхода пара на данном режиме.
Каждый ПВД представляет собой поверхностный пароводяной теплообменный аппарат вертикального типа со встроенным пароохладителем и охладителем дренажа и рассчитан по воде на полное давление питательных насосов, а по пару - на максимальное давление первого отбора.
Подогреватели снабжены быстродействующей системой групповой автоматической защиты, которая при недопустимом повышении уровня конденсата в корпусе любого из подогревателей дает им пульс на срабатывание исполнительных устройств, в том числе на отключение всей группы подогревателей по пару и питательной воде, направляя последнюю по байпасу.
Конденсат греющего пара из ПВД № 3 и ПВД № 2 сливается каскадно в ПВД № 1, откуда направляется насосом в деаэратор.
Комплектующее оборудование. В состав комплектующего оборудования турбоустановки входят:
турбина с масляной системой, устройствами управления, автоматики и защиты, включающая: паровую турбину с автоматическим регулированием, валоповоротным устройством, фундаментной рамой, коробкой стопорного клапана с клапаном, обшивкой турбины:
регенеративная установка, включающая ПВД № 1, 2 и 3 поверхностного типа с регулирующими предохранительными клапанами;
насосы и электрооборудование паротурбинной установки.