Турбиналы сатыдағы будың жылулық энергиясының механикалық энергияға айналуы

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 12 бет
Таңдаулыға:

МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ

: 1

КІРІСПЕ: Бу турбиналарының классификациясы

: 2

КІРІСПЕ: Бу турбиналарының белгіленуі

: 3

КІРІСПЕ: Лавальдің белсенді түрдегі бір сатылы бу турбинасы

: 4

КІРІСПЕ: Турбиналы сатыдағы будың жылулық энергиясының механикалық энергияға айналуы

: 5

КІРІСПЕ: h, s - диаграммада көрсетілген турбиналы сатыдағы будың ұлғаю процесі

: 6

КІРІСПЕ: Бу турбинаның негізгі түйіншегі мен құрылымы

КІРІСПЕ: ҚОРЫТЫНДЫ

КІРІСПЕ: ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИТТЕР ТІЗІМІ

КІРІСПЕ

Бу турбинасы - будың потенциалдық энергиясын кинетикалық энергияға, одан кейін оны айналушы біліктің механикалық энергиясына түрлендіретін турбина. Бу турбинасы - жылу электр стансасындағы (ЖЭС) электр генераторларын қозғалысқа келтіретін негізгі қозғалтқыш. Бу турбинасы бу машинасына қарағанда анағұрлым ықшам, қолдануға ыңғайлы әрі тиімді және параметрі жоғары буды пайдалануға, таза конденсат алуға, сондай-ақ, электр энергиясын өндірумен қатар тұтынушыларға параметрлері әр түрлі бу беруге мүмкіндік береді. Барлық дерлік бу турбиналары көп сатылы болып келеді. Бу Турбинасы активті турбина және реактивті турбина болып ажыратылады. Активті турбинада жылу энергиясының едәуір мөлшерін бір сатының көлемінде механикалық энергияға айналдыруға болады. Сондықтан мұнда турбина сатыларының саны аздау болып келеді де, ауқымы кішірек, ал таза реактивті турбинада сатылар саны көп болады да, нәтижесінде ол ауқымды болып келеді. Сондықтан экономикалық тұрғыдан алғанда өндірісте құрама турбиналар жиі қолданылады. Бұларда жоғары қысымда активті блок, ал төмен қысымда реактивті блок жұмыс істейді. Бу Турбиналары орнықты (конденсациялық турбиналар, жылуландыру турбиналары, т. б. ) және көліктік түрлерге бөлінеді.

Конденсациялық бу турбинасында будың жұмыстық циклі конденсаторда (бу шықтандырғышта) аяқталады. Оның негізгі артықшылықтарының бірі - жеке бір қондырғыдан үлкен қуат (1200 МВт-қа дейін және одан да артық) алу мүмкіндігінің барлығы. Сондықтан барлық жылу және атом электр станцияларында электр генераторларының жетегі ретінде конденсациялық бу турбинасы қолданылады. Сонымен бірге оларды кемелердің негізгі қозғалтқыштары, ортадан тепкіш домналық ауа үрлеуіштердің, компрессорлардың және сораптардың, т. б. жетегі ретінде де пайдаланады. Жылуландыру бу турбинасынан параметрлері реттелінетін бу алынады немесе қарсы қысыммен жұмыс істейді (конденсаторы болмайды), ал оның турбинасының сатыларынан бұрып алынған бу жылуландыру мақсаттарына пайдаланылады.

1. Бу турбиналарының классификациясы

Бу турбиналарын келесі белгілері бойынша топтастыруға болады:

1) Сатылар санына қарай:

а) бір сатылы;

б) көп сатылы.

2) Бу ағының қозғалысына қарай:

а) осьтік;

б) радиалдық.

3) Қорап санына қарай :

а) бір қорапты;

б) екі қорапты;

в) көп қорапты.

4) Буды үлестіру принципі бойынша:

а) дроссельді (таза бу параллельді түрде бір немесе бірнеше реттеуші қақпақша арқылы түрбинаның шүмегіне (сопло) үдейді) ;

б) шүмекті бу үлестіру (буы тізбектеліп ашылатын шүмек қатары арқылы үдейді) ;

в) сулы бу үлестіру (таза будың бірінші сатылы шүмекке әкелуінен басқа келесі сатыларға суландыруға әкелінеді) .

5) Будың қозғалу принципі бойынша:

а) активті;

б) реактивті.

6) Жылулық процестің сипаты бойынша:

а) Регенерациялы конденсациялық турбиналар. Бұл турбиналарда басты бу ағыны конденсаторға бағытталады және бу ондірісіндегі қолданылатын жасырын бу түзілу жылулығы жоғалатындықтан, осы жоғалтуды турбинаның аралық сатысынан төмендету үшін реттелмеген регенеративті бу сұрыптау жүзеге асады;

б) Өндірістік немесе жылуландыру қажеттіліктері үшін аралық сатыдағы бір немесе екі реттеуші бу іріктеуі бар конденсациялық турбиналар;

в) Қарсықысымды турбиналар. Атқарылған будың барлық мөлшерінің жылулығы өндірістік немесе жылыту мақсатына жұмсалады. Бұндай турбиналардың конденсаторы болмайды, және ақырғысатыдан шыға берістегі қысым конденсациялық турбинаның соңғы қысымынан жоғары болады;

7) Таза будың параметрлері бойынша:

а) орташа қысымды ( р ₀ = 34, 3 бар) ;

б) жоғарылатылған қысымды ( р ₀ = 88 бар, t ₀ = 535 ⁰ C) ;

в) жоғары қысымды( р ₀ =127, 5 бар, t ₀ = 565 ⁰ C) ;

г) аса қауіпті параметрлері ( р ₀ =127, 5 бар, t ₀ = 565 ⁰ C) .

2. Бу турбиналарының белгіленуі

1) Әріпті белгілену:

К - конденсациялық турбина;

Т -жылуландырулық реттелмелі бу алымы бар конденсациялы турбина;

ПТ - 2 жылуландырулық реттелмелі бу алымы(өндірістік және жылуландыру) бар конденсациялы турбина;

Р - қарсы қысымды бу алымы реттелмейтін турбина;

ПР - қарсы қысымды және бу алымы өндірістік реттелетін турбина.

2) Сандық белгілену;

Бірінші сан - турбина қуаты, МВт.

Екінші сан - таза будың номиналды қысымы, бар.

Таза будың қысымынан кейін сұрыптаудың реттелген қысымы, қарсы қысым жазылуы мүмкін.

3. Лавальдің белсенді түрдегі бір сатылы бу турбинасы

Бір сатылы белсенді турбина келесі бөліктерден тұрады: 1 - білік; 2 - диск; 3 - жұмыс дөңгелегі; 4 - шүмек; 5 - қорап; 6 - шығару келте құбыры.

10. 3. 1 Сурет - Бір сатылы белсенді турбинаның сұлбаның қимасы

Білік сапталған диск және жұмыс қалақшаларымен бірге турбинаның маңызды бөлігін - роторды құрайды. Ротор турбина қорабында [5] құрылған. Біліктің мойындары мойынтіректе жатыр.

Бу бастапқы р _о қысымнан соңғы р ₂ қысымға дейін шүмекте немесе шүмектер тобында ұлғаяды. Қысымның төмендеуі әнтальпия мен температураның азаюымен қатар жүреді, яғни шүмекте бу ағысының кинетикалық энергиясына айналатын жылулық энергия іске асады. Будың шүмектегі ұлғаю процесі кезінде жылдамдығы с ₀ -дан с ₁ дейін өседі, ал жұмыс қалақшаларының арналарында с ₁ -ден с ₂ -ге дейін өсіп, қалақшаларға әсер етіп, турбина роторы айналуының механикалық жұмысын атқарады. Турбина белсенді типті болғандықтан, барлық ұлғаю процессі тек қозғалыссыз арналарда ғана болады, ал кинетикалық энергия ұлғаюсыз жұмыс қалақшаларындағы механикалық жұмысқа айналады.

1 - қорап; 2 - дағыра; 3 - тиекше; 4 - сатылардың бірінің шүмекті қалақшасы; 5 - сатылардың бірінің жұмыс қалақшасы; 6 - таза будың сақиналы беру камерасы; 7 - түсіру поршені; 8 - біріктіргіш бу өткізгіш; 9 - шығарылым келте құбыр.

1. 3. 2 Сурет- Парсонның реактивті көпсатылы бу турбинасы

Таза бу турбина қалақшаларына таза буға арналған сақиналы камерадан өтеді. Қораптың қозғалыссыз және қозғалатын бөліктерінде будың өтуіне арналғанарна ретінде бағыттаушы және жұмыс қалақшалары бекітілген. Бу қалақшалар арасындағы арна арқылы ағып өтіп, сақиналы камерадан шығаралым келте құбырға келіп, содан кейін конденсаторға түседі. Қозғалыс барысында бу ақырын р ₀ қысымынан р ₂ қысымына дейін кеңейеді. Ал жылу құрамыныңтөмендеуімен қатар жүреді, турбина реактивті болғандықтан, төмендеу қозғалыссыз арналарда және қозғалыс (жұмыс) арналарында болады.

4. Турбиналы сатыдағы будың жылулық энергиясының механикалық энергияға айналуы

О ₁ , О ₂ - шүмекті және жұмыс тор мойынының шамасы

10. 4. 1 Сурет -Осьтік сатының қима бөлігі және сатының орташа диаметрі бойынша цилиндрлік қиманың жаймасы

с - абсолютті жылдамдық; u - айналмалы жылдамдық; ω - салыстырмалы жылдамдық

10. 4. 2 Сурет - Турбиналы сатыдағы бу ағыны үшін жылдамдың ұшбырышы

Суретте ротор осі бойында турбиналық сатының осьтік типтегі схематикалық сызбасы мен шүмектік және жұмыс қалақшалары бойынша диаметрдің цилиндрлік жаймасы.

Шүмектік қалақша арналарында жұмыс денесі (бу) шүмек қалақшаларының р ₀ қысымынан саңылаудағы шүмек пен жұмыс қалақшаларының арасындағы р ₁ қысымға дейін кеңейеді. Бу шүмек қалақшаларының шыға берісінде кеңею процесі кезінде, α ₁ бұрышымен жұмыс қалақшаларының айналмалы жылдамдығының и ₁ векторына бағытталған с ₁ жылдамдығын қабылдайды (абсолютті жылдамдық) .

Бұрыштағы ағын бағыты шүмекті қалақшаларының пішіні мен қондырғысына байланысты беріледі. Жұмыс қалақшалары шүмек алдында айналмалы и жылдамдықпен жылжиды. Бұл жылдамдықтың мәні жұмыс қалақшалары орналасқан d диаметрден және ротордың айналу жиілігінен тәуелді.

Жұмыс денесі жұмыс қалақшаларына кіре берісте салыстырмалы қозғалыста салыстырмалы ω ₁ жылдамдықпен ығысады. ω ₁ салыстырмалы жылдамдық векторы абсолютті жылдамдық векторлық айналмалы жылдамдық векторының параллелограмм ережесі бойынша геометриялық есептелуінен табылады.

Абсолютті с ₁ , айналмалы и ₁ және салыстырмалы ω ₁ жылдамдық векторлары жұмыс қалақшаларына кіре берісте жылдамдық үшбұрышын құрайды. Салыстырмалы ω ₁ және айналмалы и ₁ жылдамдықтар арасындағы бұрыш β _1.

Жұмыс қалақшасының кіре берісіндегі жиіліктерінің бағыты даярлану кезінде салыстырмалы жылдамдық бағытымен, яғни β ₁ бұрышымен анықталады. Жұмыс қалақшаларының артында жұмыс денесінің р ₁ -ден р ₂ дейінгі кеңеюі және ағынның бұрылуы болады. Ағынның бұрылуы, және соған байланысты, ротордың келтіру машинасына қарсы тұру жұмысын атқаратын айналдыру моменті жасалады. Жұмыс қалақшасының арналарындағы ағынның бұрылуы есесіне күштің белсенді бөлігі құрылады, ал жұмыс қалақшасының арнасындағы ағынның үдеуі есесіне жұмыс қалақшаларына әсер ететін күштің реактивті бөлігі құрылады. Қалақшаның жұмыс арнасынан шыға берістегі жұмыс денесінің салыстырмалы жылдамдығы ω ₂ әріпімен белгіленеді және жұмыс торының арнасына кіре берістегі салыстырмалы қозғалыстың кинетикалық энергиясымен және жұмыс денесінің р ₁ қысымнан р ₂ қысымға дейінгі кеңею энергиясымен анықталады. 2 индексі (ω ₂ , с ₂ , и ₂ ) жылдамдықтар жұмыс қалақшаларынан шыға берістегі жылдамдық үшбұрышын құрайды.

5. h, s - диаграммада көрсетілген турбиналы сатыдағы будың ұлғаю процесі

10. 5. 1Сурет - Турбиналы сатыдағы будың (газдың) ағысының процесі

Шүмекті арна сатысындағы жұмыс денесінің, саты алдындағы күйінен, анықталған 0 нүктесінен 1t нүктесіне дейінгі ұлғаюы шүмектегі теориялық ағу процесіне сәйкес. Шүмектегіреалды процесс энергияның Δ Н _с жоғалуымен қатар жүреді, ол жылдамдық ретінде ағынға қайта оралады жәнешүмектерден кейін энтальпияны жоғарылатады. Шүмек артындағы жұмыс денесінің шынайы күші 1 нүктесімен белгіленеді. Шүмектегі энергия шығынынан шүмектен ағып кеткен шынайы жылдамдығы кем с _1t.

Мұнда φ - шүмектің жылдамдық коэффициенті.

Жұмыс қалақшасындағы жұмыс денесінің теориялық ұлғаю процесі 1 нүктесінен 2t нүктесіне дейінгі сызықпен көрсетілген.

H ₁ - H _2t айырмашылығы H _ор ретінде белгіленеді және жайғастырылған жылу түсу жұмыс күрекшесі деп аталады. H ₁ - H _2t айырмашылығыΔ Н _р жұмыс күрекшесінің энергия жоғалтуын көрсетеді. Шынайы жылдамдық жұмыс күрекшесінен шыққанда, теориялықтан аз болады және келесі түрде анықталады:

Мұндағы ψ -жұмыс күрекшесінің жылдамдық коэффиценті.

Егер жұмыс күрекшесінің шығаберісінде кинетикалық энергиясы бар ағын сыйымдылықты камераға түссе, онда бұл энергия жұмыс денесінің температурасын көтеруге жұмсалады. шамасы жылдамдық сатысының шығаберістегі жоғалту энергиясы деп аталады.

Турбина сатысындағы ағынның бұрышы мен жылдамдығы арасындағы байланыс ρреактивті сатыға тәуелді.

Реактивті саты дегеніміз жайғастырылған жылу түсу жұмыс күрекшесінің, соплолық және жұмыстық күрекшесінің қосыныдысының қатынасын атайды.

6. Бу турбинаның негізгі түйіншегі мен құрылымы

Бу турбинасы қозғалтқыш болып келеді, осында будың потенциалдық энергиясы берілген машинаның (электрлік генератор, қоректі сорғы, сығымдағыш, желдеткіш және т. б) айналғыш роторының кедергі күшін механикалық жұмысқа айналдырады.

Әр турбина қозғалмайтын және айналғыш бөліктерден тұрады. Барлық қозғалмайтын бөліктер турбинаның - статоры , ал айналғышы - роторы деп аталады. К-50-90 қуаттылығы 50МВт, және будың бастапқы параметрлері 8, 8МПа, 535˚С құрылымы бір цилиндрлі конденсациялық турбинаны қарастырайық. Осы турбинада құрама ротор қолданылған. Жоғары температура зонасында жұмыс істейтін алғашқы 19 диск турбина білігімен біртұтас ретінде орнатылған, ал соңғы үшеуі - табандатылған. Жоғары температура зонасында табандатылған дисктерді қолдану, тәртіп жүзінде рұқсат берілмейді, себебі, сұламалықтың білікке жақындап әлсіреуі білінеді. Ал соңғы үш дисктің жұмысының орындалуы ротор диаметрінің үлкеюін қажет деп санар еді.

Соплолық қораб немесе диафрагмаларды орналасқан қозғалмайтын соплолық тордың жиынтығы, келесі дана дискілермен қосылған өзінің айналмалы жұмыс торында сатылы турбина деп атауға болады. Қарастырылып отырған бірцилиндрлі турбинаның ағын бөлігі 22 сатыдан тұрады, бірінші сатысы - реттейтін , екіншісі - бірінші реттелмейтін , ал барлық қалғандары - аралық деп аталады.

Әр сопло торында, бу ағынының жылдамдығы соплолық арнада тездейді, әдейі таңдалған профиль жұмыс қалақшалары арқылы арналарға қажетті кіру бағытын таңдайды. Жұмыс қалақшаларында дамып жатқан бу ағыны білікпен байланған дискілерді айналдырады, ал ол турбина роторының айналу моментін берілген машинаға береді (генератор, ауа жүргіш және т. б) .

Ротордың алдына біліктің соңғы ұшы бекітілген, онда екі сақтандырғыш сөндіргіш орналасқан (автомат қорғаныстың датчиктері 22), олар өз алдында стопорлы реттегіш клапандарға әсер етіп, ротордың айналғыш ширегінде 10-12% жоғарылағанда, турбинаға будың жіберілуі тоқтатылады.

Иілген муф көмегімен біліктің соңғы бөлігі біліктің негізгі майлы сорғысымен қосылған, бұл корпус өзінің сорғыш патрубкасымен картердің шеткі ағынының алдыңғы подшинигіне жалғанған.

Негізгі сорғы майлығы езуші подшибник турбинасы мен генераторға май беру жұмысын атқарады (0, 15МПа қысымында) және реттегіш жүйесіне (2 МПа қысымында), ол турбинаның айналғыш ротор желісінде автоматтық қолдауында қамтамасыз етеді. Айналғыш желі датчигі болып тезжүрісті жұмсақ реттеуіш жылдамдығы болып келеді. Ол сорғы білігінің соңында орналсқан. Ротор турбинадағы будың шығу бөлігі жартылай иілген муф пен генератор роторымен жалғанған.

Турбина статоры корпустан тұрады, оған пісірілген соплолық қорабшалары өз алдында клапанды қорабшаларымен жалғанған, сонымен қатар соңғылық тығыздық, диафрагмалар қондырылған. Осы турбинаның корпусы жатық бөлгішінен басқасы, екі тік бөлгіші болады, ол оны алдыңғы, ортаңғы бөліктерге және шығу түтігіне бөледі. Корпустың алдыңғы бөлігі - дәнекерленген, ал орташа шығу түтігі - құйып жасалған.

Турбинаның қозғалмайтын бөліктеріне картер және оның подшипниктері жатады.

Алдыңғы картерлерде тірек-табанды подшипник орналасқан, ал артыңғыда - генератор мен турбина роторының тірек подшипнигі орналасқан.

Алдыңғы картер фундаменталды тақтада қондырылған, және турбина корпусының жылулық ұлғаюында бос орын ауыстыра алады. Артыңғы картер турбинаның шығу түтігінің жұмысын орындайды, жылулық ұлғаю кезінде ол қозғалмалы болып қалады, оның фиксациясының арқасында ағын өтулерінің шпонок ұзындығын фикспункт немесе өлі нүкте деп атайды.

Турбина корпусының алдыңғы бөлігі әдейі қолқаларының көмегімен алдыңғы картерлермен жалғанған. Осындай жалғанудың арқасында қызу кезінде турбина корпусының жылулық ұлғаюлары және суыту кезіндегі жылулық қысқартулары толығымен алдыңғы картерге беріледі, ол фунтаменталды тақта арқылы сырғып өтіп, тірек подшипник көмегімен роторды жылулық ұзындығына немесе қысқартуына орын ауыстырады. Ол өз алдында саңылаудың ықтимал шектерінде турбинаның ақпа бөлігі мен айналғыш пен жылжымайтын элементтердің арасында қалыптылықты сақтайды.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.