Original title:
Kondenzační parní turbína do ocelárny
Translated title:
Condensing steam turbine for a steel plant
Authors:
Pokorný, Šimon ; Fiedler, Jan (referee) ; Kracík, Petr (advisor) Document type: Master’s theses
Year:
2021
Language:
cze Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství Abstract:
[cze][eng]
Cílem diplomové práce je termodynamický návrh kondenzační parní turbíny pro ocelárnu umístěné na rámu. Parní turbína může být provozována s jedním regulovatelným procesním odběrem od 0 t/h do 115 t/h při svorkovém výkonu 60 MWe a otáčkách 3 000 za minutu. Zadanými parametry jsou admisní stavy páry na vstupu do parní turbíny, požadované vlastnosti páry v procesním odběru a teplota chladící vody s jejím průtokem ve vodou chlazeném kondenzátoru. Na počátku návrhu parní turbíny je tepelné schéma, definující stavy páry ve významných bodech a předběžně stanovený hmotnostní průtok kondenzační parní turbínou. Následuje návrh dvou regulačních stupňů s rovnotlakým lopatkováním. První pro vysokotlakou stupňovou část a druhý pro stupňovou část nízkotlakou. Řešení stupňové části je rozděleno do dvou kapitol. První se zaobírá předběžným stanovením geometrie a počtu stupňů, druhá je pak hlavní částí celého termodynamického návrhu kondenzační parní turbíny. Stupňová část je řešena s přetlakovým typem lopatkování na bubnovém rotoru. Výpočet je rozdělen na nízkotlakou stupňovou část pro návrhový režim s nulovým procesním odběrem a část vysokotlakou, která je navržena pro režim odběrový. Parní turbínu tvoří 6 kuželů o 32 stupních. Termodynamická účinnost v odběrovém režimu činí 86,1 % a hmotnostní průtok 71,94 kg/s, v kondenzačním režimu 83,4 %, respektive 53,01 kg/s. Součástí návrhu je pevnostní kontrola lopatek, kontrola na kritické otáčky uložení rotoru a návrh vyrovnávacího pístu společně se systémem labyrintových ucpávek a ložisek. Práce je doplněna o provozní charakteristiku a podélný řez kondenzační parní turbínou.
Objective of the master’s thesis is the thermodynamic design of condensing steam turbine for steelworks place on frame. Steam turbine can be operated with one controlled extraction point from 0t/h to 115 t/h at terminal power 60 MWe and speed of 3 000 per minute. The entered parameters are the admission states of steam at the inlet to the steam turbine, required properties of steam in the process extraction point and temperature of cooling water with flow in water cooled condenser. At the beginning of design of the steam turbine is thermal scheme, defining state of steam in significant places and predetermined mass flow through condensing steam turbine. The following is the design of two regulatory stages with equal pressure blades. First is for High pressure stepped section and the second is for low pressure stepped section. The solution of stepped section is divided into two chapters. The first deals with preliminary determination of the geometry and the number of stages, the second is main part of the whole thermodynamics design of a condensing steam turbine. Stepped section is solved with over pressure blading set on the drum rotor. The calculation is divided into low pressure stepped section for design mode with zero process extraction point and high pressure stepped section, which is designed for off taking mode. Steam turbine is consisted of 6 cones about 32 stages. Thermodynamics efficiency in off taking mode is 86,1 % and mass flow 71,94 kg/s, in condensing mode 83,4 %, respectively 53,01 kg/s. Part of design is strength check of blades, critical speed check and design of compensating piston with the system of labyrinth glands and bearings. Thesis is supplemented by operating characteristics and longitudinal section of condensing steam turbine.
Keywords:
Condenstation steam turbine; process consumption; Reaction stage; Thermodynamic design; Kondenzační parní turbína; Procesní odběr; Přetlakový stupeň; Termodynamický návrh
Institution: Brno University of Technology
(web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library. Original record: http://hdl.handle.net/11012/197750
guest ::
