Оглавление:
Тепловые турбомашины
- Паровая турбина и газовая турбина (комбинированный цикл и газовый пар) комбинированное оборудование в основном используется на крупных электростанциях для выработки электроэнергии и тепла Как энергия, так и установка майора ships. It включает в себя профессионально-технические училища и основные подразделения газ turbine. In их существует 2 рабочих жидкости-пар и газ-классификация, принцип действия и процесс работы РНС паровых и газовых турбин. 4.2.
Простейшая схема ку с использованием оператора MHD-g: / — компрессор. 2-теплообменник; 3-камера сгорания; 4-генератор M HD. 5-диффузор: b- Парогенератор; 7-паровая турбина; 8-конденсатор; 9-насос; 10-воздух! рввацл; 11 — газовая турбина паровая и газовая турбина (рис. 4.3,».B») тепловое расширение Турбомашина, в которой потенциальная энергия нагрева и сжатия пара (газа) при расширении в лопаточном аппарате преобразуется в кинетическую энергию, а затем в механическую энергию. Работа с осью вращения.
В зависимости от характера расширения рабочего тела различают рабочую и реакционную ступени турбины. Людмила Фирмаль
Турбокомпрессор также относится к турбомашинам (рис. 4.3, c, d), которые преобразуют механическую энергию, подаваемую на вал, в сжатую потенциальную энергию Воздух (газ) при торможении в лопаточном аппарате. Вращающиеся лопатки, прикрепленные к ротору турбомашины, изменяют общую энтальпию рабочего тела, но、 Положительная (в турбине) или отрицательная (в компрессоре) работа. В осевой турбомашине шаг является частью потока.
Процесс расширения в осевой турбине или сжатия в осевом потоке Компрессор работает как минимум в 1 ступени. Актив-это пара Газовая турбина-это турбина, в которой пар и газ используются в качестве рабочего тела соответственно. Ступень представляет собой комбинацию неподвижного соплового устройства и вращающегося рабочего Фиксированный выпрямитель (в компрессоре) с колесом (в турбине) или вращающимся рабочим колесом. В)г) РНС. 43.
Основные типы турбинных схем и Турбокомпрессор: а-осевая турбина; б-радиально-осевая (центростремительная) Турбина: в-осевой компрессор; г-центробежный компрессор; 1-Ротор; 2-впускной патрубок (Улитка): 3-корпус; 4-выпускная труба (улитка); 5-торцевое уплотнение; 6-подшипниковый узел; 7-промежуточное уплотнение:8-рабочая губа; 9-сопловая лопатка: / О- Выпрямляющая лопатка; / / — лопаточный диффузор; 12-безлопаточный диффузор преобразует потенциальную энергию пара (газа) в движение только с помощью соплового устройства.
Кинетическая энергия использована для того чтобы повернуть Blades. At стадия реакции расширения рабочей жидкости начинается с соплового устройства и продолжается каналом рабочей лопатки. Конфигурация реактивного сопла. Полезная работа достигается в реактивной по силе, на активной стадии только изменением направления потока рабочей жидкости Реакция, которая возникает, когда рабочая жидкость расширяется в области лопатки. Турбомашины классифицируются по нескольким критериям.
Направление потока рабочей жидкости в осевом направлении (Рис. 4.3, а, с) и радиальной оси или радиальной (рис. 4.3, 6.?) Турбо machine. In в осевых турбинах шпала (газ) движется преимущественно в направлении, параллельном оси турбины. Излучающий Поток направляется от внешней периферии к оси ротора (центростремительная турбина, рис. 4.3.6) или от вала к внешней периферии (центробежная турбина).Радиальный турбокомпрессор обычно называют Центробежный (рисунок 4.3.?(Рис. 4.3,») » состоит из вращающегося ротора 1 и неподвижного корпуса 3. Клюшка 8.
Перед каждой колонной рабочей лопатки сопловая лопатка 9 крепится к кожуху (в паровых турбинах ее часто называют направляющей).С ротором Корпус использует 5 целых уплотнений и 7 промежуточных уплотнений. Вход и выход рабочей жидкости имеют сопла входа 2 и выхода 4 соответственно в любом виде Как показано на фиг, улитки. 4.3, а, или форма кругового канала. Основная структурная схема осевого турбокомпрессора (рис. 4.3, в) аналогична схеме турбины. Радиально-осевой (Центростремительной) турбины (рис. 4.3.6) включает Ротор 1 и корпус 3.
Ротор обычно представляет собой крыльчатку, которая обычно содержит 8 лопастей ротора, которые сделаны в одной части. Входная труба (улитка) от ２, Рабочая жидкость входит в прибор сопла Иногда сопловое устройство 9 выполняется без blade. In этот случай, особенно Профилированная улитка входа действует как безлопастный прибор сопла. Центробежный компрессор(рисунок 4.3.?Есть аналогичный элемент в ().Концепция решетки турбомашины и Скорость triangle. In в общем случае поток рабочей жидкости в турбомашине является 3-мерным нестационарным (параметры в любой момент времени периодически меняются).
Анализ Работа турбомашины, которая учитывает особенности рабочего процесса, достаточно сложна, поэтому для решения задачи сделано несколько упрощенных допущений. Рассматривается поток рабочей жидкости В 2D стационарном режиме параметры проточного сечения одинаковы во всех точках сечения, подлежащего considered. At большинство ступеней конкретного типа турбомашины (Турбина или компрессор) происходит тот же процесс. Поэтому мы сначала рассмотрим процесс в 1 шаге. Отрежьте сопло и обрабатывая решетку на цилиндрической поверхности (Разрез A — A и BB, рис. 4.3), разверните фигуру, если ось совпадает с осью решетки. 4.4.
Схема плоской решетки профиля осевой турбомашины: «- турбина; б-компрессорная секция Мы получаем решетку плоским профилем(рис. 4.4).Скорость движения рабочего тела в ступени можно выразить в виде сторон треугольника: абсолютной скорости, относительной Районы (образные) им. Обычно расчет ступени осуществляется по параметрам осевого зазора между рядами лопаток (осевая линия, рисунки 4.3 и 4.4).Параметры(скорость, температура、 Давление, угол, etc.) имеют индекс, соответствующий обозначению раздела.2-й индекс соплового устройства сзади (секция/ -/) равен»1″, а 2-й индекс позади крыльчатки (секция 2-2) равен»2″.
Проекция осевой скорости обозначается тире над соплом и рабочей сеткой-набором сопел (или набором сопел), расположенных определенным образом в соответствующей колонке. Ортодонтический) или лопасти ротора. РНС. 4.5.Изменение давления>>, абсолютное ’и и относительное и > скорость и zigalpy / осевые шаги турбины:» — в активном; B-C реактивном Окружное направление-2 штриха от above. In на ступени турбины поток в сопловом устройстве ускоряется, поскольку давление p0 перед сопловым устройством больше, чем давление Px за ним. Hₒ I>W к МРТ (рис. 4.4, а).
Межлопаточный канал любого сечения может быть либо конфузорным (дозвуковым*vₒi), либо конфузорно-диффузорным (сверхзвуковым） Из-за кривизны межлопаточного канала соплового устройства IV1X поток в нем поворачивается и выходит под углом ss. При этом учитывается окружная скорость рабочего колеса В цилиндрическом сечении межлопаточного канала рабочего колеса поток поступает со скоростью of₁.In в этих каналах поток принимает направление, близкое к оси (обычно a₂-85 -: 90е). Кроме того, это нв₂w’ii, и основная часть кинетической энергии струи преобразуется в механическую работу колеса.
Аналогично получаются треугольники осевой скорости. 4.6. арнаграмма процесса расширения рабочего тела д-турбины: а-фаза. б-в межлопаточной канавке давление в каждом ряду лопатки увеличивается, прссор(рис. 4.4.6） Межлопаточная трубка представляет собой диффузор. Ступенчатый рабочий процесс паровых и газовых турбин. Изменения параметров ступеней турбины в основном Раздел прибора сопла и impeller. At при определенном соотношении площади поперечного сечения статическое давление pi перед рабочим колесом равно давлению p₂ за ним(активная ступень, рис. 4.5, а）.
Или более (стадия реакции, рис. 4.5.6). в pjp2 * 1.0-1.05 уровни также считаются условно активными. Степень реактивности ступени (рис. 4.6) Pc = N’D / Ho. Доступный. Теплопередача паровой турбины или газовой турбины равна идеальной работе адиабатического расширения, определяемой формулой (1.209). Удельная работа турбины 1Т, т. к. С. С. Технические работы 1Т、 Реактивность ступени представляет собой отношение доступной теплоотдачи H » части ступени, вызванной рабочим колесом, ко всей доступной теплоотдаче No stage. So …
Исходя из Формулы (1.196), формула/ m =? + «О-л-0.5(у’2o-з) (4.1)или H = М + я $ — второй (Q-это тепло、 В результате теплообмена с внешней средой он получил 1 кг рабочей массы fluid. In дело в том, что из-за своей малости такой теплопередачей пренебрегают, и ее нельзя осуществлять при/ М = » 8-ИЖ. Значение/ т в Паровая турбина определяется по схеме^(см. Рисунок 1.22) известными параметрами входа (p8, T8) и выхода (pj).Расчет газовой турбины обычно проводится по зависимостям анализа Значение теплоемкости в зависимости от температуры и состава газа, а/ т, задается формулой/ t = cp (T8-TJX .
Удельная теплоемкость средней температуры процесса. Без потери теплоизоляции в надутой турбине крышка TJ-qw*, где Н — имеющиеся потери тепла. Тормозной. Если бы я был v2-0, Rudd-if) — 12ad-vantage (ну-полный одноразовый tsplope-repad).Процесс расширения на ступени радиальной турбины показан на рисунке sT или^’. То же, что и ступень осевой турбины(рис.4.6, е).Сегмент пропорциональный разности»v» 2-ни соответствует центробежной турбине, а диаметр рабочего колеса равен.
Он увеличивает вдоль рабочей жидкости, и в то же время, скорость ng₂ increases. In центростремительная турбина, диаметр которой уменьшается от di до 4 gsr (см. Рисунок 4.3.6), окружное направление Когда скорость увеличивается вдоль рабочей жидкости, скорость ng₂ уменьшается. В основе рабочего процесса турбины лежит истечение рабочей жидкости из межлопаточного канала стационарного соплового аппарата И вращая турбинка. По формуле (4.1)определяют работу турбины, устанавливают η= 0 и q = 0 (без теплообмена) и задают параметры соплового устройства По индексу » 1 ″ (см. рис.4.4), от/ О-Л al + 0.5(v’AO—i’IAL)= 0, с формулой по расходу из идеального сопла (без потерь и теплопередачи). (1.207) и (1.210) H’claj =] / and’5o + 2 (io-Ab)= =где Hc = — iiaa-теплопередача соплового устройства.
Для рабочей жидкости, тепловой изоляцией индекс K в соответствии с параметрами, приведенными раньше Сопловое устройство (pj, 7’j, hv₀), давление за ним, найти термический распад H * = cpT% — cpTb, затем по формуле (1.212) walaa l / 2R / c78 [1 — (p1 / p8) » — 1m] /(L-1)=- / 2SCH [1-ω1 —>’*] /(L-1), (4.2) где a = pS / pi-степень падения давления в сопловом устройстве. Оценены потери сопла из-за трения между стенкой и внутренней рабочей жидкостью Коэффициент скорости[справочная формула (1.232)] cf *,0.95-e-0.97.Потеря канала лопатки ротора в турбине в значительной степени определяет коэффициент скорости f, обычно f pw.
Поэтому фактическая скорость истечения из сопла w = » = » Pn / gksh). при сверхзвуковых выходных скоростях достигается кривизна входного потока Дозвуковая (узкая) часть канала (см. Рисунок 1.24).Расширяющаяся (сверхзвуковая) часть является прямой line. In корпус сопла проточного тракта паровой турбины, последний удельный объем Если 1 * мс применяется к неадиабатическому процессу расширения AB, то процесс расширения может быть определен диаграммой si(см. e). 4.7.Иллюстрация лопасти на срезе и основные размеры сопла Фигура Мери иноииа. проточная часть турбины секции ihHoM 4.6.6).
Поскольку потеря энтальпии в сопловом устройстве равна » ₜ=(I-φ£) Нс, то энтальпия фактического процесса расширения IC = ИБ +Aiₜ и фактическая скорость оттока IL₁=φ».И » |аЯ = = ^ ^ ^ / гне. Работа расширительного сопла в переменном режиме значительно хуже расчетного, а коэффициент Он был значительно сокращен. Насадку, разрезанную по диагонали, можно использовать практически в любом режиме (треугольник LAN, рис. 4.7.В) для того, чтобы функционировать достаточно хорошо при сверхкритическом падении турбины Это предусмотрено. От величины скорости «гы»вы можете найти средняя осевая скорость»я = мви /Aₗₐ, где/1ifₗ= н / я (рис. 4.7.6)» напротив крыльчатки.
Знаменитый Скорость m’, окружная скорость w ’ i и значение скорости угла от треугольника, относительная скорость вычисляется на входе в рабочее колесо,== / m ^ 1 + n и-2wₒ}wᵣᵢcos OTT. Обычно, Oi> 16-G-17.In в некоторых случаях, с целью увеличения длины лопасти и соответствующего уменьшения потерь на шаге, я принимаю= 12-14.Средний вход Юла рабочей лопатки Колесо (см. Рисунок 4.4) Pi = arcctg [(wₑₗcosat-относительный расход на выходе рабочего колеса идеального выхода определяется величиной входной энтальпии. Относительное движение с точки зрения параметров торможения: — iK + 0.5 (mJ₂-i-2J или i₂ₐJ + о. G22al 5м ’ = он +О, 5и>2!+ 0.5 (mJ₂» СШ.). К-ОА.., = C (см. рис. 4.6), c> 2al = | Ди? t + 2//, +Pi₂-wi1 * значение для заданного противодавления//.,/) ₂ — Это формула N., = RAT, [1-(р₂ / р.) ⁽ ’ ,, ft] можно вычислить. /(A-I).
Если давление p₂ неизвестно задается Значение однако (это общее для расчетов промежуточной ступени многоступенчатой турбины), рис. 4. 6Н₁ = /г.(Т, / 7’|)=р|/ / о(7₁/Г₁).Фактическая относительная скорость и r₂= phi, Hall =φ| / 2, + 211 n + AndJ₂-1-for ₂ =hᵤi, in> = Ф| i’G21+ 2H».Известные параметры рабочего тела и кольцевого сечения за рабочим колесом / 1₂в= / >₂1₂ (см. рис. 4.7) осевой скорости за рабочим колесом, определяется следующим образом: = равенства arctg (ч.’a₂/He₂), где а «= а, ₂cosp₂ — Вт.«Обычно ct2 составляет 80 4 90 ’для последней ступени турбины, а a2 = 704-90′ для средней ступени. Абсолютный поток за двигателем₂=|.(Х22) 2+(222) — по известным .
Элементы регулятора скорости(см. рис.4.4, а) и параметры проточной части ступени рассматриваемого участка определяются из уравнения импульса. 1 лезвие (если „vᵤₗ = n’I₂), р“ = = cospi — (-₂₂cosp)] ( * „.1 канал), а составляющие силы, действующие на все лопасти колонны-zm “ PM =ТР, work работают Сила, приложенная к окружности колеса в скорость потока м U = Вт =Pᵤ= он, (wᵣₗcos Пи + +нг нгcospos₂) = mwᵤ (и^1+₂). Ч ’,1 Косинус Пи =wₑₗCOS » я-так и ig₂cospos₂ = «v₄₂cosa₂ + wₘlᵤₘ=mwᵤ xx (w₄, icosai +Hₑ₂cosa₂) = wjh’jm’EI + и»).для ВВ» iФwᵤ₂, 1^, = н (ж»ᵣₗBMi + + ^2huâ₂) = з, («’ЭИ% я + я’a₂n-mâ₂).Окружность колеса 1i — = n’i(mG1 cos Pi + + Ч’r2 cosp₂)= Ж»(Ч + Ж, 2)= = * н(* Эль +’я₂ М) или L-н’г1и’м1+ м>₂»Vₘ₂= ш£|Wᵣₜ +Nv₂im₂. (4.3)работа 1 и работа менее доступны, но из-за количества потерь энергии в потоке.
Кинетическая энергия ALRS рабочего тела, вытекающего из компонента (соплового устройства DLS и рабочего колеса DAL)и ступени. Эти потери оцениваются по окружности колеса КПД= / » / но = 1 — (Д /» з + а/: «+ + м»)/но (4.4)где / » = АВС (ті / ті) — ДЛС. Уменьшение кинетической энергии сопла прибора ДЛС = 0,5 i, 2 / al—0. 5iy₁= 0.5(1- рН)^Яг.;Тогда относительные потери соплового устройства£c = MiJHq =(1-p2) (1-pt).Поэтому увеличение Р приводит к уменьшению относительных потерь сопла. Оборудование. Потери рабочего колеса определяются потерей кинетической энергии лопаток (эти потери оцениваются коэффициентом скорости f)= 0,5 (n?2л-и’2₂)= 0.5 (1 / м2-1) и 2₂ или= 0, 5и2! + 0.5 (2₂-m£»)+ +Яя. Когда с=₂₂, для = (0,5 н?1 + + Нл) (1-Ф2).
Относительные потери рабочего колеса^ =Д / ₁ ₁ / |Р2 (1 /Ф2-1) (1 — Р. 2) (и>₂/sq₁).Кинетическая энергия, которую имеет поток при выходе из рабочего колеса, на этом этапе не используется и не теряется. Удельные потери DLV выходная скорость s = 0.5 i ’d2, относительные потери из-за выходной скорости^ s» L. s / No = » 0.5 n’2₂ / / / o. примите во внимание известное значение относительной потери£».А потом!>C выражение эффективности (4.4) на окружности колеса вы получите форму Hu 1 С. Если имеются 6 ^и 8ГЯ радиальные зазоры между сопловым устройством и рабочим колесом (см. рис. 4.7,6), то их кольцевые Площадь утечки рабочей жидкости, тем самым уменьшая окружность заготовки 1 и колеса.
Радиальный зазор ALrz = [src / и (/я грех ИИ)+ + б, д /( / ₂ sin ft>)] t (4.5) и соответствующие относительные потери, учитывая потерю мощности КПД радиального зазора П ’ т=Пи ^ е (4.6) и КПД лопасти PL = Пт +На конечной стадии пароконденсационной турбины, а также на многих стадиях насыщения и незначительного перегрева паровых турбин, используемых в атомных электростанциях, рабочая жидкость Влажный пар. Работа с такими парами снижает эффективность шага. Относительная потеря U из-за влажности пара может быть значительной. Хак, к-800-240 В последние 3 ступени турбины Потеря яnL = 0.012 −0.081.In в турбине без промежуточного перегрева происходит еще большая потеря влаги.
Кинетическая энергия струи, выходящей из ступени В случае следующей ступени потери могут быть оценены с использованием коэффициента полезного действия ступени в зависимости от тормозного параметра, т. е. P? = iNo ’PINc / N«), где= 1c-DLR h-удельное поведение турбины, и、 Радиальный clearance. In кроме показанных потерь, необходимо определить относительные потери^наВ из-за трения диска о рабочую жидкость и вентиляции для оценки работы или мощности вала турбины. Газ в межлопаточном канале рабочего колеса.
Потеря вентиляции происходит в частичной турбине, сопловой канал которой занимает лишь часть полного круга. Степень частичный um, где Zi и и — число и шаг каналов сопла. — Средний диаметр при выходе из соплового устройства; на первой ступени паровой турбины составляет более 0,15 евро, в газовой турбине обычно е 1.Потери от трения и вентиляции в паровых турбинах особенно заметны на первых ступенях, когда плотность пара p высока. Поэтому в первой (нормативной) ступени турбины К-800-240 С мощностью 800 МВт£.. = 0.015, то£g b = 0.001.In в газовой турбине эти потери меньше из-за относительно низкой плотности газа.
Трение и потребляемая мощность потребляемая мощность (кВт） Вентиляция регулируется полуэмпирическим методом A. Stodola NT. B = 0.735 [1. 46D2+ 83 (1-e) D / J x (wₗ₄/ 100) можно оценить в 3P, (4.7).Где D-средний диаметр. Шаг, м; / — длина лопатки, м; wᵤ является окружная скорость диаметр D, м / с. п-средняя плотность рабочей жидкости по обе стороны диска, кг /m⁵.Удельные потери на трение и вентиляцию Д/ т, в= Н, / 7,45 м(кДж / ки), и соответствующие относительные потери У =Д/т, л/о на трение и вентиляционные потери составляют стадию энергетической эффективности Т)= = Пт-4Т «, то эффективность какие параметры торможения учитывают эти потери?
Лм (Хо / Ха) и этап лезвия эффективности ЛП〜Л | 4 — £в. относительная эффективность » С » внутри перебирают пол£Т. е-£вл в£P, где Т] ол-относительная Лопаточная степень-отношение окружности, занимаемой каналом лопатки сопла, через который проходит рабочая жидкость, или длины дуги, которую занимает решетка сопла Окружность. Внутренний относительный КПД-КПД ступени паровой турбины, учитывающий все виды потерь. Рисунок 4.8.Влияние реактивности р(на распределение КПД.
Значение d) имеющиеся теплопотери рассматриваемой ступени уменьшаются на долю кинетической энергии выходного потока пара, используемой в следующих случаях: Шаг. Далее, «ПВА 1 4-1 1» Iv, s)^ v. s. In газовые турбины для современных мощных стационарных, транспортных и авиационных, уровень КПД лопаток Т)., = 0.90 быть G0. 93;не так мощно Транспорт d)l-0.884-0.91.In средняя ступень мощной паровой турбины с перегретым паром, максимальный КПД составляет а = 0,905 −0,93.Самая высокая эффективность этапа может быть получена только лежа.
Удельное соотношение периферийных и условно адиабатических скоростей для использования в | / 2₀₀ по среднему радиусу турбины. Эти значения зависят от степени реактивности(рис. 4.8). так… В свою очередь степень реактивности подбирается с учетом относительной длины лопасти, поэтому в корневом сечении она будет pg> 0. Турбина. Если имеющийся tsplopsprspal большой, то многошаговая турбина использована для того чтобы получить высокую эффективность. В 1 шаге, невозможно привестись в действие большую потерю тепла эффективно. так как можно поддерживать ns в оптимальном соотношении (w», / ivo), ₙ (рисунок 4.8).
Многоступенчатые турбины позволяют каждой ступени работать в оптимальном соотношении. Или равно (iv» / wo) to. In кроме того, энергия, потерянная на предыдущем этапе, используется на следующем этапе. Многоступенчатые турбины построены с шагом скорости(со стационарным паром） В турбине вместо термина «ступень скорости» используется термин «двухслойная или наклонная ступень» и ступень давления. used. In Т-турбина с шагом скорости, почти все потери тепла Кинетическая энергия, которая запускается сопловым устройством и приобретается рабочей жидкостью, преобразуется в работу 2 или 3 венцами активных лопаток активного типа.
- Установлена направляющая лопаточная коронка(рис. 4.9). в современных стационарных паровых турбинах, как правило, используются 2 ступени. Рабочее колесо и направляющая Тепловой распад, вызванный устройством, незначителен. Первый рисунок 4.9.Рисунок проточной части 2-слойной турбины со ступенчатым шагом、 Соответствующий треугольник скоростей (индекс 1-го шага и 2-го шага/ 11) рис. 4.10.IG схема процесса расширения в многоступенчатых турбинах со ступенями Скорость ступени давления (J)работает при значении ниже оптимального значения. Потеря лопасти ротора, особенно выходной частоты вращения его ступени£{,.Потери в S велики.
Для Для уменьшения потерь и увеличения числа ступеней оборотов до 3 для достижения максимального КПД турбины угол ОС следует увеличить до 20-25е. о конкретной работе (/ᵤₗ и / и₂) На окружности (II) 1-го и 2-го колеса потери энергии коронки определяются таким же образом, как и на 1-м ряду. Таким образом, КПД окружности колеса при 2 скоростных уровнях Ln = 1 «Б — — — ^ — а — — пример. Если реактивность 2-коронной турбины мала, то оптимальное соотношение составляет u / u ’ /% 0,25.Использование 2-й ступени скорости является、 Условия получения работы/И₂; это условие выполняется, когда выполняется неравенство+ + * *.
Следовательно, сумма разностей температур, доступных на каждом шаге, больше, чем у меня? Людмила Фирмаль
Определяется потеря радиального зазора турбины, связанная с шагом скорости и、 По формулам, аналогичным (4.5) и (4.6), рассматриваются отдельно на каждом шаге. Шаг скорости = коэффициент полезного действия u турбины = 1-й-и-й ’ — & — а также Потери на ступеньке определяются трением и потерей вентиляции. Основным типом осевых турбин для всех типов газовых турбин является турбина со ступенчатым давлением. Устранимая потеря тепла разделена .
Оптимальное соотношение и / И / и достигается на каждой ступени, между ступенями и при постоянной окружной скорости за счет прочности лопасти и диска. (я- 1) 1-я ступень многоступенчатой турбины повышает температуру газа на входе в ступень i (T *> T*’). Ч *> Ч? (Рис. 4.10) и LA * = I * — / / * ’ = I?’Х Х (Т / Т? ’- 1). А отношения 1ч?= Определяется по формуле (1 + A) H.Где a = X-1 — коэффициент возврата тепла. Значение Число фаз z, степень падения давления o и увеличивается с уменьшением КПД турбины, приближенная зависимость (X 0.5 (z-1)[w» -, Mfc-1](1 Хм, обычно 0.02 -?В газовых 0,03, в паровых турбинах а = 0,04 ч-0,1.
Число ступеней турбины равно z = {[but /(tsnv₂Yar]（1 + «）-1} / {（^）sr / [(qi’V₂) sr]2u5-1}.получить значение z Округляется до ближайшего целого числа. Где u0 = / / 2π? — Условная адиабатическая скорость полного расширения турбины. С = = 0.7 4-1-коэффициент использования скорости на выходе От любого шага к следующему шагу. Среднее значение (n, ₂) 2Р находится приблизительно на скорости N-v₂g после последнего шага и на скорости iv11 после первого шага. (Х2) сР% 0,5 (х-2!+и-2.) — среднее значение квадрата окружной скорости при предыдущем среднем диаметре первого и последнего рабочего колеса.
Г = = (н делать / а).] заключается в оптимальном соотношении Частота вращения одноступенчатой турбины определяется согласно рисунку 4.8, средняя степень реакции p-ha по всей ступени турбины. зависит от p. In многоступенчатая газовая турбина вы можете pₜsr-0.3-g 0.35, следовательно, возьмем yo = 0.55 4-0.6.In в цилиндрах высокого и среднего давления паровой турбины величина PT в цилиндре увеличивается шаг за шагом от 0,2 до 0,4. Низкое давление-0,3-0,7.Степень реактивности в ступени среднего диаметра обычно выбирают в зависимости!
Относительная длина лопатки, а у корня РТК> > 0.054-0.1.Степень реактивности к среднему диаметру обычно повышается постепенно от первого к последнему. Теплопередача Nt (1 + a) в турбине распределяется по всей ступени Она пропорциональна квадрату окружной скорости. Например, в стадии I i-й стадии,=(1 + a) wli / zÅwh. При определении имеющихся теплопотерь на всех этапах, кроме первого, это выглядит так: Рассмотрим скорость притока газа к сопловому устройству при этом stage. In 1-ый этап высокотемпературной охлаждая турбины, обычно выбирает увеличение в потере тепла.
Температура последующего step. In в этом случае он может быть неохлажденным. Конструктивные особенности паровой турбины и газотурбинного двигателя парового типа turbine. To На конструкцию паровой турбины влияют начальные параметры пара (предкритические и сверхкритические), режим работы (основной, пиковый или полупиковый), конечная влажность пара и функция Технология изготовления и другие факторы. Турбины делятся на активные и реактивные, в соответствии с особенностями внутренней конструкции.
Активная турбина отличает присутсвием диафрагмы плиты отверстия、 Неподвижные лопасти сопла расположены. Отверстие отделит такой диск. 2 смежные диафрагмы образуют камеру, в которой установлен диск с рабочим лезвием. placed. So … В паровых турбинах лопатки ротора обычно прикреплены к барабанным буровым роторам, а сопловые лопатки прикреплены к корпусу турбины или держателям. Конденсационные турбины мощностью до 50 МВт Обычно выполняется один цилиндр. Высокомощные турбины включают цилиндр высокого давления (CVP), цилиндр среднего давления (CSD), и больше чем 1 Низкий цилиндр. Давления(ЦНД).
Цилиндр турбины может быть весь бронированный (одно-тело) и двухстенный(двух-тело). в турбине с сверхкритическим параметром, конструкция КВП Высокотемпературная часть по существу структура 3 слоев. Это связано с тем, что сопловая коробка смонтирована в двойном корпусе, в который подается пар, и установлены сопла устройства управления. Шаг. Типично, снабжения жилищем паровой турбины имеют горизонтальные разъемы для того чтобы облегчить агрегат и disassembly. In турбина Центрального цилиндра, цилиндра низкого давления, одиночного цилиндра, снабжения жилищем иногда .
Это не только горизонтальный соединитель, но также вертикаль, которая облегчает ЭИ на подвергать механической обработке и транспорте. ЦВД и ЦСД отлиты из чугуна или стали, эти цилиндры являются Сварочное литье. Кожух LPC и конденсатная труба выхода турбины обычно сделаны! Сварные из листовой углеродистой стали. Ротор паровой турбины может быть на диске(рисунок 4.11, А) или барабан(рис. 11,6).Конструкция диска типична для активного типа турбин, и структура барабанчика для реактивных турбин. Большинство стационарных и транспортных паровых турбин .
Подшипник скольжения является used. As в качестве примера рассмотрим паровую конденсационную турбину к-160-130 с номинальной мощностью, приведенной на Рис.1 (рис. 4.12). 4.11.Схема Ротора паровой турбины 160 МВт(С. М. Производственное объединение «Харьковский турбинный завод» имени Кирова, Хтгз).Параметры свежего пара 12,75 МПа и 838 к, частота вращения ротора 50С-1, Давление Промежуточный перегрев пара 2,8 МПа, температура 838 к, конечное давление 0,00343 МПа, температура охлаждающей воды 285, подача 502 к, расход пара 127 кг / с. турбина Предназначен для прямого (без редуктора) привода генераторов. Оборудование включает в себя 7 паровых рекуператоров (рекуператоров) и отопление.
Двухцилиндровый Турбина содержит цилиндр высокого давления (рис. 4.12 а) высокого давления (ЦВД) 8 и среднего давления (ЧСД) 12-нажимной частью и двойной-поток ts11d (рис. 4.12, б).Эффективность установки составляет 43,7%, удельная Масса турбины (без конденсатора и аксессуаров) составляет 2,6 кг / кВт. Длина последней рабочей лопасти составляет 780 мм, а средний диаметр-2125 мм. В случае CVP проточная часть CVP и Он отделен диафрагмой 10 которая отделяет вход пара после промежуточного перегрева. ９This является первой турбины в Японии Фактически применяется конструкция сварочной ковки Ротора 20 цилиндра низкого давления.
Благодаря такой технологии изготовления, жесткость устройства увеличилась. Рабочая скорость снизилась Это отличная игра. Каждый из сопловых коробок CVP 4 2 соединенный с регулирующим клапаном 3 закреплен за отдельным блоком、 5. цилиндр с меньшим внутренним нагревом. Это предотвращает возникновение температурных напряжений в системе впуска пара турбины. Этап 6 регулировки одностеночный. От Камера за этой ступенью служит для выравнивания параметров окружающего пара, и пар непрерывно поступает в 6 активных ступеней давления.
Сопло на каждом шагу Лопасть 7 находится на диафрагме, а диафрагма прикреплена к зажимам 1 и 6(рис.4.13). Зажим ChSD формирует камеру извлечения пара для регенеративного подогревателя. Позже Расширение в бункере БСД поступает в паровой коллектор 13 (см. рис.4.12), из которого по трубопроводу поступает в цилиндр низкого давления. LPC состоит из 2 идентичных параллельных потоков выполнения, каждый из которых Она включает в себя 6 шагов.1. лопасть сопла цилиндра низкого давления зафиксирована в одной общей клетке с горизонтальным соединителем.
Переходная труба конденсатора приварена в нижней части корпуса цилиндра низкого давления. Поэтому весь объем между внешним корпусом и внутренним корпусом цилиндра низкого давления находится под вакуумом конденсатора. Верхняя часть снабжения жилищем для обеспечения прочности с сильной силой Она была почти сферической. Ротор / CVP-монолитно кованый, Ротор 20 TsND-сварная конструкция, состоит из 6 дисков и Центрального стального соединения. Работники Лопасти всех ступеней ЦВП крепятся к диску грибовидным замковым соединением(рис. 4.14). для этого а) РНС прокалывается к диску. 4.12.
Продольный разрез Турбина K-160-130 пара конденсируя оправы / цилиндры, и хвостовики лезвия 2 обработаны с профилированными резцами гриба или brooches. To прикрепите лезвие к краю диска 2 места, обращенные по окружности диаметрально, немного длиннее размера хвостовика, отделены от обода выступом 6.В этих местах на ободе Натки, зазор заполняет заклепанная прокладка на оправе с 2 заклепками. Профильная часть лопатки (перо) 3 окружена сверху повязкой 4、 Лезвия в упаковке. Такое крепление способствует увеличению частоты и интенсивности собственных колебаний blade. In в некоторых случаях для уплотнения радиального зазора используется повязка.
Шип. 5 на лопатке выполняется фрезерование и направлено на фиксацию бандажа 4 путем нулевой клепки или пайки. Повязку привязывают к пакету от 5 до 20 лезвий. Количество лезвий в сумке невелико Чем меньше диаметр ротора, тем выше температура пара. Роторы/и 20 (см. Рисунок 4.12) установлены на 4 подшипниковых опорах. Передняя опора Ротора КВП Радиально-осевой подшипник 16, остальные-радиальный подшипник 17.CVP и цилиндр низкого давления Ротор, генератор и цилиндр низкого давления соединены гибким типом соединением 18.
Излом и смещение вала ротора. Торцевые 15 и диафрагменные 14 лабиринтные уплотнения являются общими. 1 2 Рисунок 4. 13. Прикрепите диафрагму CVP к зажиму: I-верхняя половина зажима. 2-сегментный ключ. 3-винт для защиты ключа от падения; 4-нижняя половина диафрагмы; 5-дюбель для фиксации вертикального положения диафрагмы; б-нижняя половина зажима 0) рисунок 4.14. CVP личный этап работы Блейда: а-первый; Б-7-й. c-10 для предотвращения опасного Ротора в результате охлаждения или нагрева Турбина, которая использует вращение вала для выполнения постоянного или периодического вращения ротора холостого хода турбины! Об устройстве 19.
Газотурбинная установка и двигатель. Структура ГТУ и ГТД и их агрегаты зависят от выбранной конструктивной схемы, то есть от взаимного расположения компрессора, камеры, турбины, воздухоохладителя и регенератора (рис.4.15). Простейшая одновальная схема (рис.4.15, л), в которой не используется регенератор, приводится в действие энергетической пиковой газовой турбиной и вспомогательной газовой турбиной и приводит в действие генератор. По той же схеме ГТД впервые эксплуатировался отечественными газотурбовозами и турбореактивными двигателями многих самолетов.
Например, для газотурбинного двигателя для транспортировки с относительно низкой выходной мощностью(до 1-1. 5 МВт)、 Для автомобилей характерна 2-осевая конструктивная схема (рис.4.15.6).По этой же схеме изготавливаются пиковые (без регенерации) и базовые (с регенерацией) газовые турбины. 3-осевая система (рис. 4.15, в) используется для газотурбинных двигателей большой мощности (свыше 5 МВт), например, судов и судов, аварийных стационарных энергетических газовых турбин и др. Газогенератор (высокий и низкий уровень компрессора и турбинного блока) рисунок 4.15.
Основные конструктивные схемы тд и ГТУ:/а-компрессор; 2 и з-камера сгорания; 3, 3 ’и-турбина; 4- Регенератор: 5-нагрузка. б-воздушный охладитель; 7-воздушный (газовый) пробоотбор давления) используется реактивный двигатель самолета, его сопла、 Силовая турбина. Но на 2 валах (рис.4.15, г) той же схемы с блокированной нагрузкой турбины может работать мощная базовая газовая турбина постоянной мощности. Есть такая схема Установка ГТ-100-750 показана на фиг. 4. 16 (3 полосы).В технологию встроен ГТУ с одновальным турбокомпрессором m с отбором воздуха или газа (см. рис. 4.15) Процессы в химической, нефтеперерабатывающей и металлургической промышленности.
6) конструкция газотурбинных двигателей и газотурбинных узлов для стационарного, транспортного и авиационного применения весьма разнообразна. Стационарная силовая установка ГТ-100-750 (см. рис.4.15) предназначена для работы в качестве пика, но также служит и базой. Топливо-это газ или жидкое топливо. Выход установки составляет 278 К при температуре окружающей среды и 1023 К при начальной температуре газа 100 МВт. КПД установки составляет 28% — расход воздуха через компрессор низкого давления. 435 кг / с, длина лопаток 1-й ступени компрессора 520 мм. компрессор 7, камера сгорания 4, турбина высокого давления 7 (ГПД) составляют единый блок, который конструктивно объединен. Общий силовой корпус с камерой сгорания 10 и турбиной низкого давления 72 (HPH).
Другой блок компрессор низкого давления (LPC) 13.Для сильных стационарных узлов 6586 рис. 4.16. Продольный вид установки ГТ-100-750(по «Ленинградский Металлический завод», ЛМ3) рисунок 4.16. (Продолжение) 1800 рис. 4.16. (Последующая деятельность) 4300 и много транспорта ГТУ, как правило, распределяется в горизонтальной плоской посадкой. В конструкции сварочного корпуса турбоблока установки ГТ-100-750, помимо общих горизонтальных соединителей, имеются 2 Вертикальный, что облегчает изготовление и сборку корпуса. Камера сгорания высокого давления 4 состоит из 12 наклонных жаровых трубок 5 (для укорочения длины вала).
Он расположен в здании 1 и объединен кольцевым газосборником 6, из которого отходы поступают в театр 7.Этот тип камеры сгорания называется трубчатой ring. So … Топливо в жаровую трубу 5 подается из сопла 3.Корпус ТВД имеет двойную стенку и состоит из 2 половин держателя со съемным наружным корпусом по горизонтальной плоскости. Установлен сегмент сопла, содержащий каждую лопатку сопла. Камера сгорания низкого давления / 0 даже с наклонной Жаровой трубкой 12 II Сопло 8 и конструкция аналогичны рассмотренной камере сгорания. Корпус ТНД 12-односменный, имеется горизонтальный разъем. Каждая ступень сопловой лопатки привязана к сегменту、 Крепится к полкам корпуса.
Силовой агрегат турбоблока имеет 2 пары горизонтальных ножек, которые зависят от вертикальных стоек 15 и/ или 7, которые крепятся к фундаменту. Ротор 2 Компрессор высокого давления (HPC) — барабанный тип, цельная ковка, рифленый, по окружности обработанный для лезвия Shanks. To Ротор через кольцевые прокладки Закрепите в театре 3 диска с помощью 12 соединительных болтов 16.Лопасти ротора турбины сохраняются на диск, благодаря двойной зубчатой шевронной хвостовика.
Аналогично, монтаж Соединение 5 дисков с лопаткой на диске 14 TND единой конструкции. Несмотря на низкую максимальную температуру газа, для этой установки используется охлаждение сегмента сопла Лопасть, корневая часть рабочей лопасти и диск. Это позволяет использовать недорогие материалы и повысить работоспособность размещенного подшипникового блока 9. В тяжелых температурных условиях (между топливным насосом высокого давления и насосом высокого давления).
По принципу термодинамики и конструкции предписано в установке ГТ-1 (х) — 75О, 2 Метод: без изменения тепловой схемы, увеличьте количество промежуточного охлаждения и нагрева, увеличьте начальную температуру газа между ними turbines. As результат увеличения Количество промежуточного охлаждения и нагрева при средних температурах газа (1050-1100 К) позволяет обеспечить эффективность установки на 38-40%.Такой же КПД можно получить и в газовой турбине. Это простая схема, но значение Tg выше.
Именно поэтому для установки АГТЖ-100А (Япония) мощностью 122 МВт, по схеме и компоновке близкой к установке ГТ-100-750 на валу низкого давления В дополнение к насосу низкого давления установлена турбина среднего давления (ТСД), в которой газ нагревается между насосом высокого давления и насосом высокого давления. Есть HPC и TVD на валу высокого давления. С воздушным охлаждением Между КНД и КВД, он произведен путем впрыскивать воду в воздух с испарительным воздушным охладителем.
Рабочие параметры корпуса в установке очень высокие: ТМ = = 1573 К перед операционным залом、 Перед насосом низкого давления Т = 1444 к; общая степень повышения давления ПК%55.G), рассчитанная эффективность installation. st ст 38 4-39%. Он конструирован для того чтобы действовать как часть CCGT. In порядок закрепления Работоспособность турбины при высоких T, охлаждаются обе ступени 2-ступенчатого турбинного двигателя, а также Первая 2-ступень 4-ступенчатого насоса высокого давления.
Воздух для охлаждения этих лопастей 4.17.Прямоточная ступенчатая схема судового газотурбинного двигателя выбирается по КПД, а также из установленных ГПК. Среди сосудов газовых турбин, легкие непосредственно наиболее широко используются! Полный рабочий день установка. Главный Их отличительные особенности можно проиллюстрировать на примере газотурбинного двигателя. Схема показана на рисунке 1. 4.17.Газотурбинный двигатель, воздухозаборник/, КНД 4, КВД 5, камера сгорания 6, рабочая секция 7, ТСД 8, насос высокого давления (турбина Винт).
Скорость вращения ротора каждой турбины греха different. To передача мощности от пусковой установки Механизм в электродвигателе и корпусе электродвигателя приводится в движение передней 2 и главной 3 коробками передач. Масло-aipeiaT / 5 также питается от вала Компрессор. Все элементы газотурбинного двигателя установлены на общей раме 16.Выхлопная труба 11 кожуха 12 сообщается с кожухом двигателя 9.Окружающий воздух к эжектору! Выхлопные газы Затем пройдите между кожухом и корпусом двигателя и охладите их.
Стационарная установка ГТН-25 мощностью 25 МВт(производственное объединение Назван в честь «Невского завода» В. И… Ленина, НЗЛ).Сосуды и стационарные газовые турбины выполнены по схеме рис. 1 4.17, температура газа может повышаться и дальше Увеличьте ПК и, соответственно, эффективность installation. In высокотемпературные применения 7, Часть подачи и интенсивный охлаждать лезвий необходимо ввести сперва. Термостойкость металлических сплавов ограничена.
В настоящее время практически не существует газотурбинного двигателя (или газотурбинного двигателя), работающего без охлаждения лопаток. Большой опыт в дизайне Разработаны методы расчета охлаждающих элементов турбины, охлаждающих лопаток, внедрена и постоянно совершенствуется методика изготовления лопаток.
Смотрите также:
| Промышленные печи | Циклы, схемы и параметры |
| Паротурбинные, газотурбинные и комбинированные установки | Основные типы двигателей |
