Паровые и газовые турбины
Beschreibung: Дисциплина дает студентам комплексное представление о конструкции, принципах работы и расчётных методах паровых и газовых турбин, применяемых в энергетике и промышленности. В курсе рассматриваются принципы преобразования тепловой энергии в механическую, конструкции проточной части турбин, методы повышения эффективности, тепловые и прочностные процессы, а также особенности технического обслуживания. В результате студенты смогут выбирать и рассчитывать оптимальные типы турбин и нагнетателей, применять нормативные методики расчёта, проводить модернизацию оборудования и повышать его надёжность и экономичность.
Betrag der Credits: 5
Пререквизиты:
- Теоретические основы теплотехники
Arbeitsintensität der Disziplin:
| Unterrichtsarten | Uhr |
|---|---|
| Vorträge | 15 |
| Praktische Arbeiten | 30 |
| Laborarbeiten | |
| AASAL (Autonomes Arbeiten der Schüler unter Anleitung des Lehrers) | 30 |
| SE (Studentisches Eigenarbeiten) | 75 |
| Endkontrollformular | экзамен |
| Form der Endkontrolle |
Komponente: Компонент по выбору
Zyklus: Базовые дисциплины
Цель
- привитие технического образа мышления на основе освоения обучающимися теории, конструкций, практики проектирования, условий и режимов эксплуатации энергетических турбомашин тепловых и атомных электростанций, понимание взаимосвязи работы паровых и газовых турбин с технологическими процессами в оборудовании тепловых схем энергоблоков разного назначения.
Задача
- Задачи дисциплины заключаются в подготовке специалистов, способных обеспечить проектирование и эксплуатацию энергетических турбомашин ТЭС и АЭС
Результат обучения: знание и понимание
- Описывать принципы работы, устройство и классификацию паровых и газовых турбин. Объяснять термодинамические процессы, происходящие в проточной части турбин. Знать типовые схемы энергетических установок с турбинами и их основные параметры.
Результат обучения: применение знаний и пониманий
- Выполнять тепловые и аэродинамические расчёты турбин. Применять методы расчёта КПД, потерь и рабочих характеристик турбин при разных режимах.Анализировать эксплуатационные данные и определять техническое состояние оборудования.
Результат обучения: формирование суждений
- Оценивать эффективность конструктивных решений и режимов работы турбин. Принимать обоснованные технические решения при проектировании, модернизации и эксплуатации турбин. Анализировать причины отказов и неисправностей, разрабатывать рекомендации по их предотвращению.
Результат обучения: коммуникативные способности
- Подготавливать технические отчёты и расчетные записки. Представлять и аргументировать инженерные решения при защите проектов и в командной работе. Участвовать в технических обсуждениях с профессиональной терминологией и ясной логикой изложения.
Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе
- Самостоятельно изучать современную техническую литературу, справочные и нормативные материалы. Осваивать новые технологии и методы расчёта в области турбостроения. Оценивать достоверность инженерной информации, применять полученные знания к новым техническим задачам.
Lehrmethoden
В условиях кредитной технологии обучения занятия должны проводиться преимущественно в активных и творческих формах. В числе эффективных педагогических методик и технологий, способствующих вовлечению обучающихся в поиск и управление знаниями, приобретению опыта самостоятельного решения задач, следует выделить: - технология проблемно- и проектно-ориентированного обучения; - технологии учебно-исследовательской деятельности; - коммуникативные технологии (дискуссия, пресс-конференция, мозговой штурм, учебные дебаты и другие активные формы и методы); - метод кейсов (анализ ситуации); - игровые технологии, в рамках которых обучающиеся участвуют в деловых, ролевых, имитационных играх; - информационно-коммуникационные (в том числе дистанционные образовательные) технологии.
Bewertung des Wissens der Studierenden
| Period | Art der Aufgabe | Gesamt |
|---|---|---|
| Endkontrolle | экзамен | 0-100 |
Die Bewertungspolitik der Lernergebnisse nach Arbeitstyp
| Art der Aufgabe | 90-100 | 70-89 | 50-69 | 0-49 |
|---|---|---|---|---|
| Exzellent | Gut | Befriedigend | Ungenügend |
Bewertungsbogen
Итоговая оценка знаний обучающего по дисциплине осуществляется по 100 балльной системе и включает:
- 40% результата, полученного на экзамене;
- 60% результатов текущей успеваемости.
Формула подсчета итоговой оценки:
| И= 0,6 | Р1+Р2 | +0,4Э |
| 2 |
где, Р1, Р2 – цифровые эквиваленты оценок первого, второго рейтингов соответственно; Э – цифровой эквивалент оценки на экзамене.
Итоговая буквенная оценка и ее цифровой эквивалент в баллах:
Буквенная система оценки учебных достижений обучающихся, соответствующая цифровому эквиваленту по четырехбалльной системе:
| Оценка по буквенной системе | Цифровой эквивалент | Баллы (%-ное содержание) | Оценка по традиционной системе |
|---|---|---|---|
| A | 4.0 | 95-100 | Отлично |
| A- | 3.67 | 90-94 | |
| B+ | 3.33 | 85-89 | Хорошо |
| B | 3.0 | 80-84 | |
| B- | 2.67 | 75-79 | |
| C+ | 2.33 | 70-74 | |
| C | 2.0 | 65-69 | Удовлетворительно |
| C- | 1.67 | 60-64 | |
| D+ | 1.33 | 55-59 | |
| D | 1.0 | 50-54 | |
| FX | 0.5 | 25-49 | Неудовлетворительно |
| F | 0 | 0-24 |
Темы лекционных занятий
- Введение в курс и общая характеристика турбоустановок ТЭС. Классификация электрических станций и место турбомашин в них: маркировки паровых турбин ТЭС и АЭС и основные сведения об их конструкциях; историческая справка о развитии теплоэнергетики и турбостроения.
- Турбинные ступени, их расчет и проектирование. Конструкция ступени осевого типа: система уравнений для расчетов термо- и газодинамических процессов в проточной части турбинной ступени; тепловая диаграмма процессов преобразования энергии в турбинных решетках; степень реактивности турбинной ступени; треугольники скоростей и методика их расчета.
- Конструкции и особенности проектирования паровых турбин. Компоновки паровых турбин различного назначения: предельная мощность однопоточной конденсационной турбины; способы повышения предельной мощности; определение размеров последней ступени; компоновочные решения, показатели надежности и экономичности паровых турбин.
- Переменные режимы работы паровых турбин и системы их парораспределения. Способы парораспределения паровых турбин: дроссельное парораспределение; сопловое парораспределение; обводное парораспределение; выбор системы парораспределения; регулирование мощности турбоагрегатов способом скользящего давления
- Турбины для комбинированной выработки теплоты и электрической энергии. Турбины для комбинированной выработки тепловой и электрической энергии: турбины с противодавлением; турбины с промежуточным регулируемым отбором пара (тип Т) и их диаграммы режимов; турбины с двумя регулируемыми отборами пара (тип ПТ) и их диаграммы режимов; турбины с двухступенчатым отопительным отбором пара; энергетические характеристики теплофикационных паровых турбин.
- Конденсационные установки. Турбины для комбинированной выработки тепловой и электрической энергии: турбины с противодавлением; турбины с промежуточным регулируемым отбором пара (тип Т) и их диаграммы режимов; турбины с двумя регулируемыми отборами пара (тип ПТ) и их диаграммы режимов; турбины с двухступенчатым отопительным отбором пара; энергетические характеристики теплофикационных паровых турбин.
- Системы автоматического регулирования, защиты и маслоснабжения турбоагрегатов. Системы автоматического регулирования: основные задачи САР и принципиальная схема САР турбоагрегата; статическое и астатическое регулирование; параллельная работа турбоагрегатов в сети; схемы САР конденсационных и теплофикационных турбин.
- Вибрационная надежность турбин и оценки прочности их основных элементов. Вибрационная надежность турбоагрегатов: низкочастотная вибрация; вибрация оборотной частоты; высокочастотная вибрация; контроль и нормы вибрации; предупреждение повышенной вибрации валопровода; системы вибромониторинга и диагностики.
- Основы эксплуатации и ремонта паровых турбин. Основы эксплуатации турбоагрегатов: задачи эксплуатации и критерии надежности в работе турбин; особенности пусков и останова турбин.
- Основы эксплуатации и ремонта паровых турбин. Основы ремонта паровых турбин: характерные неполадки при эксплуатации паровых турбин; организация ремонта паротурбинных агрегатов.
- Конструкции газовых турбин и компрессоров ГТУ. Энергетические газотурбинные установки: общие сведения об энергетических ГТУ и примеры их исполнения; термодинамический цикл и схемы ГТУ; показатели экономичности ГТУ и способы их повышения; применение ГТУ в тепловых электростанциях; ГТУ-ТЭЦ; применение ГТУ на базе авиационных двигателей.
- Применение ГТУ в теплоэнергетике. Газовые турбины: процесс расширения в газовой турбине и выбор числа ее ступеней; особенности турбинных ступеней газовой турбины; методика расчета проточной части; системы охлаждения газовых турбин.
- Турбомашины парогазовых установок, их конструкции и особенности выбора. Парогазовые установки: тепловые схемы, состав и показатели экономичности ПГУ; Особенности параметров паровых и газовых турбин для парогазовых установок с одно, двух и трехконтурными котлами-утилизаторами.
- Конструкция конденсатора, конденсатного насоса и эжекторной установки. Назначение и состав конденсационной установки. Схемы включения
- Эксплуатация турбинных установок. Задачи эксплуатации. Критерии надѐжности работы турбин. Пуск турбины. Стационарная работа. Изменение аксиальных и радиальных зазоров в проточной части турбины. Техника безопасности и вопросы экологии при эксплуатации паровых турбин.
Основная литература
- Паровые и газовые турбины для электростанций. / А.Г. Костюк, В.В. Фролов, А.Е. Булкин, А.Д. Трухний; под ред. А.Г. Костюка. – М.: Издательский дом МЭИ, 2012. 556 с.
- Турбины тепловых и атомных электростанций. Проект многоступенчатой паровой турбины : учебное пособие / В. И. Беспалов, С. У. Беспалова; Томский политехнический университет (ТПУ), Институт дистанционного образования (ИДО). — Томск: Изд-во ТПУ, 2016. — 100 с.: ил.. — Библиогр.: с. 76-78.
- Трухний А.Д., Ломакин Б.В. Теплофикационные паровые турбины и турбоустановки. – М.: Издательство МЭИ, 2012. – 540 с.
Дополнительная литература
- Щегляев А.В. Паровые турбины. - М.: Энергия, 1976. - 368 с.
- Паровые и газовые турбины: Сборник задач: Учебное пособие для вузов. /Г.С.Самойлович, Б.М.Трояновский, В.Б.Нитусов, А.Н.Занин. Под ред. Г.С. Самойловича и Б.М.Трояновского. - М.: Энергоатомиздат, 1987.
