Дипломная работа (бакалавр/специалист) на тему Модернизация цилиндра (лопаток ротора) высокого давления турбины (для повышения мощности турбины)

Содержание:

Введение 6
1. Обзор современного состояния по теме дипломного проекта 8
1.1 Анализ источников информации по теме дипломного проекта 8
1.1.1 Паровые турбины для комбинированной выработки теплоты и электрической энергии. Турбины с двумя регулируемыми отборами пара 8
1.1.2 Конструкции рабочих лопаток и лопаточных связей паровых турбин 10
1.2 Назначение, принцип действия, конструктивная и техническая характеристика рассматриваемой турбины 21
1.3 Цели и задачи работы, обоснование выбора решения поставленной задачи 26
2. Конструкторско-технологический раздел 28
2.1 Патентный поиск путей повышения мощности турбины 28
2.2 Выбор инновационного научно-технического решения для обеспечения повышения мощности турбины путем модернизации лопаток цилиндра высокого давления 29
2.3 Расчет на прочность модернизированной лопатки цилиндра высокого давления 38
2.3.1 Профилирование лопатки 38
2.3.2 Прочностной расчет лопатки 43
3. Техническая эксплуатация и ремонт основного и вспомогательного оборудования турбины 48
3.1 Условия работы основного и вспомогательного оборудования 48
3.2 Техническая эксплуатация оборудования 53
3.3 Методы неразрушающего контроля 60
3.4 Разработка мероприятий по контролю технического состояния лопаток проточной части 62
3.5 Расчет периодичности контроля лопаток 63
4. Экологичность и безопасность 66
4.1 Анализ потенциальных опасностей и вредностей 66
4.2 Мероприятия по улучшению условий и безопасности труда 70
4.3 Мероприятия по безопасности труда при чрезвычайных обстоятельствах 73
Заключение 76
Список использованных источников 77

Введение:

В паровых турбинах (рисунок В.1) потенциальная энергия пара при его расширении в соплах 4 преобразуется в кинетическую энергию дви-жущегося с большой скоростью пара. Струя пара направляется на изогну-тые лопатки 3, закрепленные по окружности диска или барабана 2, наса-женного на вал 1. Воздействие струн на лопатки приводит вал во враще-ние.

Рисунок В.1 — Схема устройства прост шей активной турбины: 1 — вал, 2 — диск; 3 — лопатки; 4 — сопло
Для того чтобы преобразовать потенциальную энергию пара в кине-тическую энергию, нужно дать ему выход из котла или паропровода, где он находится под давлением, через сопло в пространство с меньшим дав-лением; пар будет выходить струей со скоростью, которая может быть очень большой.
Скорость истечения пара зависит от его давления и температуры до расширения, от давления в пространстве, куда он вытекает (противодавле-ния), и от формы канала (сопла), через который он вытекает. Чем выше были до расширения давление пара и его температура и чем ниже проти-водавление, тем большую скорость истечения мы может получить, выпус-кая пар через сопло соответствующей формы.
Закон превращения тепловой энергии в кинетическую можно выра-зить следующими словами: приобретенная 1 кг пара кинетическая энергия всегда эквивалентна уменьшению энтальпии пара при его расширении.
При этом мы подразумеваем, что процесс расширения протекает без внешних потерь теплоты и без дополнительного сообщения ее расширяю-щемуся пару извне.
Из сказанного ясно, что чем больше будет перепад тепла, тем боль-шее количество тепловой энергии превратится в кинетическую энергию, которая на лопатках турбины может быть превращена в механическую работу.
Целью работы является повышение мощности турбины за счет мо-дернизация лопаток ротора цилиндра высокого давления.

Заключение:

Отмечено, что проточная часть ЦВД рассматриваемой турбины ПТ-60-130/13 состоит из одновенечной регулирующей ступени и шест¬надцати ступеней давления, а второй цилиндр состоит из ЦСД, который имеет од-новенечную регулирующую ступень и восемь ступеней дав¬ления, и ЧНД, которая также имеет одновенечную регулирующую ступень и три ступени давления.
В рассматриваемом в работе случае, когда ЦВД турбины ПТ-60-130/13 относится к ЧВД, достижение цели работы, а именно повышение мощности турбины за счет модернизация лопаток ротора цилиндра высо-кого давления, обеспечено за счет модернизации лопаток ЦВД увеличени-ем парциальности до 0,9, КПД проточной части, расположенной в регули-рующем отсеке, возрастает, при этом, до 0,85, внутренний КПД проточной части цилиндра возрастает до 0,875-088. Данные параметры достигнуты за счет предложения по внедрению цилиндра высокого давления паровой турбины с регулирующим отсеком.

Фрагмент текста работы:

1. Обзор современного состояния по теме дипломного проекта

1.1 Анализ источников информации по теме дипломного проекта

1.1.1 Паровые турбины для комбинированной выработки теплоты и электрической энергии. Турбины с двумя регулируемыми отборами пара

В работе рассматривается паровая турбина ПТ-60-130/13, представ-ляющая собой турбину с двумя регулируемыми отборами пара (типа ПТ).
Принципиальная схема такой турбины показана на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 — Принципиальная схема установки с турбиной, имеющей два регулируемых отбора пара (типа ПТ)
Турбина типа ПТ разделяется на 3 самостоятельных отсека, называ-емых часть высокого давления (ЧВД), часть среднего давления (ЧСД) и часть низкого давления (ЧНД). Пар, который подводится из котла к ЧВД с расходом и термодинамическими параметрами , расширяется в ЧВД до давления . Часть пара при этом давлении отбирается для теплового промышленного потребления, в то время как расход пара через регулирующие клапаны проходит в ЧСД, где расширя-ется до давления . При данном давлении производится второй отбор для отопительных целей, а оставшийся расход пара идет в ЧНД. При этом, для упрощения не рассматриваем нерегулируемые отборы на регенерацию. Паровую турбину с 2-мя регулируемыми отбо-рами пара можно рассматривать как последовательно включенные две турбины с противодавлением и конденсационную турбину.
Мощность, развиваемая такой турбиной, определяется как сумма мощностей всех трех частей турбины:
, (1.1)
где — теплоперепад части (ступени) турбины, кДж/кг;
— КПД части (ступени) турбины, кДж/кг
Обозначения теплоперепадов приведено на h, s-диаграмме (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 — Процесс расширения пара в h, s-диаграмме с двумя регули-руемыми отборами пара