CHƯƠNG I PHẦN MỞ ĐẦU VÀ Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
CHƯƠNG 5 TÍNH NHIỆT TUABIN Π36-98/42 CHU TRÌNH CHUẨN
5.2. TÍNH SỐ TẦNG TUABIN
5.2.1. Chọn các số liệu cơ bản
Do yêu cầu của công nghệ, Tuabin có cửa trích cho HTT nhiệt là 4,2 Mpa. Cho nên khi tính toán ta chia tầng của Tuabin ra như sau:
PCA: Từ sau TĐC đầu tiên đến cửa trích cho HTT 4,2 Mpa PHA: Từ sau TĐC thứ 2 đến ống thoát vào BN của Tuabin.
1. Phần cao áp:
Quá trình nhiệt của tầng không điều chỉnh, được đặc trưng bởi các thông số ban đầu như sau :
-Áp suất của hơi trước TKĐC đầu tiên phần cao áp là : p2’= 52,75 bar
i2’= 3327,88 kJ/kg
- Áp suất của hơi sau TKĐC cuối cùng phần cao áp là : p2t= 42 bar
i2t = 3295 kJ/kg
ĐÀO HOÀNG ANH – KHÓA 2009 41 KỸ THUẬT NHIỆT – LẠNH 2. Phần hạ áp:
-Áp suất của hơi trước TKĐC đầu tiên phần hạ áp là : p2’= 15,88 at
i2’ = 3079,46 kJ/kg
- Áp suất của hơi sau TKĐC cuối cùng phần hạ áp là : p2t =0,126 at
i2t = 2388,26 kJ/kg 5.2.2. Xác định đường kính tầng đầu
Tầng đầu tiên được xác định như tầng xung lực. Đường kính của nó được xác định theo biểu thức sau :
o 1 t 1 1
1 1
60.G .v . u C d 1 .
e.l .n.sin
= π α (m)
Với:
Go: lưu lượng hơi qua tầng không điều chỉnh đầu tiên theo chế độ tính toán (kg/s).
v1t : thể tích riêng của hơi ra khỏi ống phun TĐC đầu tiên, v1t được xác định gần đúng theo đồ thị i-s.
l1 : chiều cao ở đầu ra của cánh ống phun (m), lấy l1 = 15÷20 mm.
e : độ phun hơi từng phần (0<e<1) n : số vòng quay.
α1 : góc ra khỏi ống phun, α1 =11÷12o
u/C1 : tỷ số tốc độ, u/C1 = 0,42÷0,45 đối với tầng đầu tiên.
5.2.3. Xác định đường kính tầng cuối
Từ phương trình liên tục, đường kính tầng cuối của Tuabin được xác định theo biểu thức sau :
o
2 z
z
2 vs.H z
G.v d
d .( )
44, 72. sin . l
= π α ξ (m)
Với: G (kg/s) : lưu lượng hơi qua tầng cuối Ho (kJ/kg) : nhiệt giáng toàn bộ T
v2 (m3/kg) : thể tích riêng của hơi sau CĐ tầng cuối cùng.
ξvs : hệ số tổn hao tốc độ ra của tầng cuối
Đối với tua bin ngưng : ξvs =0,02÷0,03 Đối với tua bin đối áp : ξvs =0,05
z z
d
l : tỷ số đường kính và chiều cao cánh tầng cuối.
ĐÀO HOÀNG ANH – KHÓA 2009 42 KỸ THUẬT NHIỆT – LẠNH 5.2.4. Xác định số tầng và phân bố nhiệt giáng
a
z-1a ma
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Cua
A 0
C
DB
h'o1 h'o2 h'o3 h'o4 h'o5 h'o6 h'o7 h'o8 h'o9
h ;kJ/kg o
dz
d1
Hình 5.1 : Phương pháp phân bố nhiệt giáng các tầng
Các bước phân bố nhiệt giáng như sau :
• Trên trục hoành ta lấy đoạn a theo tỷ lệ xác định, đại diện cho phần chảy của những tầng không điều chỉnh.
• Trên hai đầu đoạn a ta dựng các đường vuông góc và theo tỷ lệ nhất định lấy đường kính tầng đầu d1 và tầng cuối dz ta được các điểm A và B.
• Vẽ đường cong tùy ý qua AB, đường cong này đặc trưng cho sự thay đổi đường kính trung bình của các tầng. Thường ở phần đầu (PCA) lưu lượng thể tích không lớn nên đường cong thay đổi ít, phần sau (PHA) lưu lượng thể tích lớn nên đường cong thay đổi.
• Trên đồ thị vẽ đường cong. Giá trị của nó được chọn như sau: ở những tầng đầu u/Ca = 0,43 ÷ 0,5. Những tầng cuối u/Ca = 0,55 ÷ 0,6.
• Đoạn thẳng a chia đều ra khoảng 6 ÷ 8 đoạn.
Nhiệt giáng giả thiết cho từng phần xác định như sau :
2 2
a
o 3 2 2
a
C (n.d)
h = 2.10 = 2000.60 .(u / C )
n = 3000 v/ph
Vậy :
2 o
a
h 12,325. d u / C
⎛ ⎞
= ⎜ ⎟
⎝ ⎠ kJ/kg
• Tương ứng với mỗi giá trị d và u/Ca ta xác định các giá trị ho. Từ đó ta xác định được đường cong CD đại diện cho sự thay đổi nhiệt giáng toàn bộ phần chảy.
• Xác định nhiệt giáng trung bình bằng cách chia đôi các đoạn trên trục hoành. Ta xác định nhiệt giáng trung bình h’o.
• Xác định nhiệt giáng trung bình các tầng :
ĐÀO HOÀNG ANH – KHÓA 2009 43 KỸ THUẬT NHIỆT – LẠNH
z
' ' ' '
o
01 02 03 0z
1 os
h h h h ... h
h m m
+ + + +
= ∑ =
Trong đó : m - số các đoạn được phân chia.
• Xác định số tầng không điều chỉnh :
' o
os
H .(1 )
z h
= + α
H’o - nhiệt giáng đẳng entropi từ trạng thái hơi trong buồng điều chỉnh đến áp suất hơi thoát
α – hệ số hoàn nhiệt.
Sau khi xác định được số tầng z, ta chia đoạn a cho (z+1) phần và xác định được nhiệt giáng từng phần. Tổng nhiệt giáng của các tầng phải bằng nhiệt giáng toàn bộ của các tầng không điều chỉnh :
z '
0 o
1
h =H (1+ α)
∑
Nếu đẳng thức trên không thỏa mãn tức là :
z '
0 o
1
h ≤H (1+ α)
∑ thì cần phải
hiệu chỉnh :
z '
0 o
1
h ± = H (1+ a)∆
∑
∆ – là nhiệt giáng hiệu chỉnh toàn bộ. Nhiệt giáng hiệu chỉnh cho mỗi tầng sẽ là : ∆/z.
Kết quả tính toán đường kính tầng đầu, tầng cuối cho cả PCA và PHA được tổng hợp trong bảng ở phụ lục
1,547
1,146
0,52
0,57
50 100 h0,kJ/kg d , m
d
h0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
U/Ca
Hình 5.2 : Đồ thị phân phối nhiệt giáng và đường kính PHA