Паротурбинные установки. ПТУ. Курсты жобаны орындауа арналан тапсырма

• Название: Курсты жобаны орындауа арналан тапсырма
• Анкор: Паротурбинные установки
• Дата: 08.12.2020
• Размер: 0.54 Mb.
• Имя файла: ПТУ .docx
• Тип: Документы; #158416
• страница: 5 из 5

Жұмыс қалақшаларының тығыздыққа есебін мысалда қарастырайық.

Жылулық есептен турбинаның аралық сатысының келесі сипаттамалары шығады:
Саты алдындағы бу қысымы Р^/₀ 12,8 МПа

Бу температурасы t₀ 500 ⁰С

Саты арқылы бу шығыны G 83,83 кг/сек

Саты жылу шығыны h^рс₀ 84,92 кДж/кг

Сатының орташ диаметрі d^рс 970 мм

Айналым жиілігі n 50 сек^–1

Қалақша профилі Р-23-14А

[К-П қосымшалар]

Қалақшалар саны z₂ 12

Профильдің орнатушы бұрышы 82⁰

[Ж, И қосымшалар]

Қалақшаның жұмыс ұзындығы l₂ 32 мм

Ленталық бандаж қалыңдығы Δ 3 мм

Бандаж қалақшаларының материалы сталь 20ХМФЛ

[Е қосымшасы]
Қалақшалық торда қысым ауысуы ΔР=Р^рс₁-Р^рс₂ 0,035МПа

Абсолютті жылдамдық

- кіру С₁ 376,12м/сек
- бу шығу С₂ 81,57 м/сек

Бұрыштар

- абсолютті қозғалыста бу кірe α₁ 13⁰
- абсолютті қозғалыста бу шығу α₂ 30⁰

Сатының қатысты қалақшалық ПӘК 0,83
Жоғары температура ережесінде жұмыс жасайтын қалақшалық аппарат, ротор, дискілер және басқа тетіктер мен түйіндер үшін материал ретінде дегирленген болат пайдаланылады. Легирленген болат пен никель негізіндегі ерітінділердің кейбірінің механикалық қасиеті және оларды қолдану аймағы Е қосымшасында берілген.

Турбиналық тетіктерді жасауда пайдаланатын болаттар негізгі үш топқа бөлу белгілі.

Бірінші топ 500-600 °С дейінгі температурада жұмыс жасауға арналған. Оларға көміртекті, перлитті кластың аз – және орталегирленген болат, жоғары температуралар үшін – мартенситті класс қолданылады. Бұл болаттар келесі жетістіктерге ие: жеңіл өңделеді, жақсы және пластикалық қасиеттері бар, термооңдеу көмегімен өз сипаттамаларын жақсартуға мүмкіндік береді. Олардың сызықтық кеңеюінің төмен коэффициенті мен жақсыжылуөткізгіштігі тетіктерде термикалық кернеуді төмендету мен қарқынды жылуөткізгіштікке мүмкіндік береді. Перлитті болаттардың мысалы ретінде 500 °С температурасында жұмыс істейтін роторларды жасау үшін қолданылатын 34ХНЗМА хромникельмолибденді болат пен 20ХЗВМФ хромвольфраммолибденванадийлі болатты келтіруге болады. Ыстыққа төзімді болаттарда молибденнің 0,5-1% құрамы созылғыштықтың төмендеуіне пайдалы әсер етеді, ал хромды қосу газ коррозиясына қарсы болаттың химиялық беріктігін, яғни окалинотұрақтылықты ұлғайтады.

Одан жоғары температуралар аймағында (550-600°С) өз құрамында мо­либден, вольфрам, ванадий, ниобий немесе ти­тан бар хромның 12 % жоғары құрамды мартенситті кластың тотықпайтын модификацияланған болаттар қолданылады. Олар перлитті болатпенсалыстырғанда жоғары ыстықтөзімділік пен окалинатөзімділікке ие. Мартенситті класстың болатына мысал ретінде 15Х12ВМФ болат алынады.

Материалдардың екінші тобы 650 - 700 °С дейін температуралар аймағында жұмыс жасауға арналған. Оған жоғары окалинатөзімділік пен созымдылыққа қарсылығы бар аустенитті класты болат қолданылады. Бұл болаттар қыздыруға сезімсіз, жоғары ыстықтөзімділікке ие және перлитті класс болаттарына қарағанда пісіруге жеңіл беріледі. Бірақ жетістіктермен қатар, аустенитті болаттардың кемшіліктері де бар, олар үшін перлиттілер немесе мартенситтілер қолдануға болатын жағдайда олардың қолданылуы. Аустенитті болаттардың кемшіліктері: олардың өңделу қиындығы, термоөңдеу әдістерімен тығыздау мүмкіндігінің жоқтығы, сонымен қатар кеңеюдің жоғары коэффициенті мен перлитті класс болаттарына қарағанда 2-4 есе төмен жылуөткізгіштігі. Осымен қатар, олардың құрамында дефицит элементтер: никель, молибден, вольфрам және т.б. болуы есесінен олар қымбаттырақ.

Аустенитті класс болаттарына мысал ретінде Х15Н35ВЗТ болатты атауға болады. Пісіруге жеңіл, бұл болат пісірілген ротор, қалақша және басқа жылукернеулі тетіктерді жасауға пайдаланылады. Вольфрам мен титанмен легирленген Х15Н35ВЗТ хромникельді болат, 650 °С температурада жұмыс жасайтын қалақшалар мен крепежды тетіктерді жасауда пайдаланылады.

Материалдардың үшінші тобы 650-700 °С жоғары температураларда жұмыс жасайтын тетіктерді орындауға пайдаланылады. Бұлтопқа тірлі присадкалы никель, кобальт және хром ерітінділері мен темірдің жоғары құрамы бар қоспалар кіреді. Олардың арасында қазірде кең тарағаны хромның жоғары құрамы (15-16 % дейін) бар никель негізіндегі қорытпалар, мысалы ХН77ТЮР мен ХН70ВМЮТ қорытпалары. Бұл қорытпалардан газ турбиналарының қалақшалары жасалады.

Соңғыжылдары ЛМЗ бу турбиналарында өндірістік тексеру үшін тығыздығы 4500 кг/м³ титанды эксперименталды қорытпалар пайдаланылад, олардан ЦНД төменгі сатыларының жұмыс қалақшалары жасалады. Қолданылатын титан қорытпаларының механикалық сипаттамасы келесідей: ағу шегі g_s=710-750 МПа, беріктік шегі гв=780-860 МПа, қатысты ұзарту 6=12-14 %. Бұл қатысты жеңіл қорытпалар соңғы сатылардың жұмыс қалақшаларының ұзындығы мен турбинаның шектеулі қуатын жоғарылату үшін маңызды болатын соңғы сатыдан выхлоп торецті алаңын ұлғайтуға мүмкіндік тудырады.



3.1 Қалақшаның профильді бөлігінің созылуға есебі

10 сатылары кезінде қалақшалар биіктіктері тұрақты профильмен жасалған.

Созушы күштер қалақшаның өз массасы мен бандажмассасының ортадан тепкіш күштерімен шақырылады, Н,
(3.1)



мұндағы

С_л–қалақша массасының ортадан тепкіш күші, Н;

С_б – бандаждың ортадан тепкіш күші
(3.2)


мұндағы

– материал тығыздығы (профиль сипаттамасы бойынша),кг/м³;

f₂ – қалақша профилінің көлденең қимасы ауданы, м²;

r, r_б –саты мен бандаж радиустары (орташа), м²;

w – айналымның бұрыштық жылдамдығы, сек^-1;

V_б – бір қалақшаға қатысты қалақшалық бандаж көлемі,м³.

Болат үшін 20ХМФЛ = 7750 кг/м³; f₂ = 2,44 см² (профиль сипаттамасы бойынша)
м

м

сек ^–1

Көлем мәні формула бойынша анықталады
(3.3)

м³
мұндағы

см ;

- бандаж адымы, м,

(3.4)

м
Созылудан кернеу

(3.5)


3.2 Қалақшаның қиылысқа есебі

Жұмыс қалақшасына әсер ететін бу күші екі құраушыдан құралады: шеңберлі Р_uжәне осьтік Р_а
Шеңберлі құраушы бір қалақшаның дамытқан жұмыс теңдеуінен анықталу мүмкін, кН,

(3.6)


мұндағы

саты парционалдығы дәрежесі;

U– шеңберлі жылдамдығы, м/с;
м/с
Бу күшінің осьтік құраушысы қалақшалық тор каналдары арқылы өтетін будың динамикалық қысымынан және қысымның статикалық түрлілігінен құралады
(3.7)

Н


осында - саты адымы, м,
(3.8)


,



Тезәрекеттесетін майысушы күштер Р₀векторы Р_uжәне Р_а құраушыларының геометрикалық жинағына тең,Н
(3.9)


Х, Yосьтерінің бастауы жұмыс қалақшасы қимасының геометрикалық орталығында орналасқан.

Жұмыс қалақшаларын тығыздыққа есептеуде ХХ қима осьтерінің негізгі орталығы профиль хордасына параллель орналасады.

Сондықтан β= 90˚ - β_y = 90 – 84 = 6˚, осында β– YY және ZZ осьтері арасындағы бұрыш. ХХ осі қалақшаның ең үлкен қатаңдық жазықтығын анықтайды, оған перпендикуляр YY – ең кішісін. Бу күшінен изгиб кернеуі бұл осьтерге қатысты анықталады. Қалақшаларға әрекет жасайтын майысушы сәттерді анықтау үшін қалақшаларының қимасы ХХ және YY осьтерінде күш проекциялары Р₀ болады, Н

Н

Н

бұрыш ;

Бұрыш мәні .

Қалақшаның тамырлы қимасында изгибающие сәттер, Н·м,
(3.10)




(3.11)


ХХ және YY осьтеріне қатысты кернеу, Мпа,

(3.12)


(3.13)


(3.14)


(3.15)


мұндағы

- арқалар мен кромкалар үшін ХХ осіне мқатысты қарсылық сәті;

- кіруші және шығушы кромкалар үшін YY осіне қатысты қарсылық сәті (жұмыс қалақшаларының профильдер, профильдер жинағы геометрикалық сипаттамалары-нан анықталады).

М₁сәті кромкаларда созылуға, ал қалақша арқасында сығылуғ әкеледі.

М₂ сәті (Р₂бу ағыны қозғалысына бағытталған) кіруші кромкада созылу мен шығушыда сығылуды жасайды.


ҚОРЫТЫНДЫ
Курстық жоба барысында мен турбиналар үшін жобалау және калибрлеу есептеулерін орындау бойынша практикалық дағдыларды алдым. Курстық жоба келесі дәйектілікпен жүзеге асырылды: турбина қондырғысының негізгі жылу схемасы таңдалды, турбинадағы будың кеңеюінің шамамен процесі Is-диаграммада тұрғызылды, турбина үшін бу шығыны есептелді, басқару сатысының түрі таңдалды және ол оңтайлы қатынаста есептелді турбинаның берілген бөлігінің бірінші және соңғы реттелмеген сатыларын есептеу.

Жылыту уақытын азайту және турбинадағы іске қосу жағдайларын жақсарту үшін фланецтер мен тіректерді бумен жылыту жүзеге асырылады. Автоматты түрде іске қосуға және кез-келген ұзақтығы тоқтағаннан кейін турбинаны кейіннен жүктеуге рұқсат етіледі. Турбинаны жылжымалы бу параметрлері бойынша суық және әр түрлі салқындатылмаған күйден бастау көзделеді. Пайдалану мерзімінің басталуының жалпы саны 1500-ден аспайды.

Бу турбиналарын жылулық есептеу ағын жолының негізгі өлшемдері мен сипаттамаларын: сатылардың санын, олардың диаметрлерін, жеке цилиндрлерді және тұтастай алғанда турбинаны анықтау мақсатында жүзеге асырылады.

Саптама мен жұмыс торларының геометриялық параметрлері есептеліп, профильдер таңдалды. Is- диаграммасында турбина ағымының траекториясының будың кеңеюінің нақты процесі салынған. Кеңейту процесінің құрылысы нәтижесінде турбинаның өзі және оның қалақтары үшін қол жетімді және нақты айырмашылықтар анықталды. Кезеңді егжей-тегжейлі есептеу арқылы торлардың профильдері, тұтастай алғанда сатылар мен цилиндрлердің тиімділігі мен қуаты анықталды.

Сонымен қатар реакция сатысы анықталды. Сахнаның дизайны белгілі бір реакция сатысы бар кезеңді таңдаудан басталады, оның өзгеруі тиімділікке, қол жетімді термиялық құлдырауға, сатылар санына әсер етеді. Саптамалық массивті есептегеннен кейін жылдамдық үшбұрышы, ал сатының тиімділігі мен қуатын есептеу үшін жылдамдық үшбұрыштары салынды. Осылайша, термиялық есептеу нәтижесінде кезеңнің геометриялық параметрлері, саптама мен ротордың қалақтарын орнату бұрыштары, бу ағынының жылдамдығы алынды, оның қуаты анықталды, саптама мен ротордың жүздерінің профильдері таңдалды.

ҰСЫНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
1 Курстық жұмысқа арналған нұсқаулық

-М.: Энергоатомиздат, 1981. – 456 б.

2 Вукалович М.П. Термодинамические свойства воды и водяного пара. -М.: Машгиз, 1958. – 156 б.

3 Дейч М.Е., Филиппов Г.А., Лазарев Л.Я. Атлас профилей решеток осевых турбин. -М.: Машиностроение, 1965. – 96 б.

4 Семенов А.С., Шевченко А.М. Тепловой расчет паровой турбины. -Киев: Вища школа, 1975. – 208 б.

5 Тепловые и атомные электрические станции. Справочник /под редакцией В.А. Григорьева и В.М. Зорина/.-М.: Энергия, 1982. – 625 б.