25mw凝汽式汽輪機(jī)組熱力設(shè)計(jì)資料

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書25MW凝汽式汽輪機(jī)組熱力設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：陳淑婧學(xué)號(hào)：1227024207學(xué)院：中北大學(xué)（朔州校區(qū)）專業(yè)：熱能與動(dòng)力工程指導(dǎo)教師：張志香2016年6月30MW凝汽式汽輪機(jī)組熱力設(shè)計(jì)摘要本課題針對30MW凝汽式汽輪機(jī)組進(jìn)行熱力設(shè)計(jì)，在額定功率下確定汽輪機(jī)型 式及參數(shù)，使其運(yùn)行時(shí)具有較高的經(jīng)濟(jì)性，并考慮汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、布置等方 面的因素，以達(dá)到“節(jié)能降耗，保護(hù)環(huán)境”的目的。本文首先對汽輪機(jī)進(jìn)行了選型，對汽輪機(jī)總進(jìn)汽量進(jìn)行了計(jì)算、通流部分的選 型、壓力級(jí)比焓降分配及級(jí)數(shù)的確定、汽輪機(jī)級(jí)的熱力計(jì)算、漏氣量的計(jì)算與整機(jī) 校核等。根據(jù)通流部分選型，確定排汽口數(shù)與末級(jí)葉片、配汽方式和調(diào)節(jié)級(jí)的

2、選型， 并進(jìn)行各級(jí)比焓降分配與級(jí)數(shù)的確定； 對各級(jí)進(jìn)行熱力計(jì)算，求出各級(jí)通流部分的 幾何尺寸，相對內(nèi)效率，實(shí)際熱力過程曲線。根據(jù)熱力計(jì)算結(jié)果，修正各回?zé)岢槠?點(diǎn)壓力達(dá)到符合實(shí)際熱力過程曲線的要求， 并修正回?zé)嵯到y(tǒng)的熱力平衡計(jì)算， 分析 并確定汽輪機(jī)熱力設(shè)計(jì)的基本參數(shù)。關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)，凝汽式，熱力系統(tǒng)，熱力計(jì)算Thermod yn amic desig n of 30MW condensing steam turb ineAbstractThis topic for 30MW steam turbine unit for thermal design, seek appropriate turb

3、ine at rated power, to make it run with higher economic and to considered to steam turb ine structure, system and arran geme nt and parts. So it can achieve en ergy sav ing, en vir onmen tal protecti on purpose.Determ in ati on of mach ine, firstly, the steam turb ine for the selecti on of the turbi

4、 ne total in let were calculated through flow part of the selecti on pressure en thalpy drop distribution and series, steam turbine thermodynamic calculation, the leakage amount of calculati on and check. Accordi ng to the through flow part of selecti on to determ ine the exhaust port number and the

5、 last stage blades of steam distribution mode and regulation level select ion, and for differe nt levels of specific en thalpy drop distributi on and the series of levels with a thermodynamic calculation for at all levels through flow part of the geometry and relative in ternal efficie ncy, the actu

6、al thermod yn amic process curve. Accord ing to the thermod yn amic calculati on results, correct ion of rege nerative extracti on steam pressure to conform to the actual thermod yn amic process curve, and repair Thermod yn amic equilibrium calculati on, an alysis and determ in ati on of the basic p

7、arameters of the thermal desig n of the turb ine.keywords:steam turbi ne, condensing type,thermod yn amicsystem, thermod yn amic calculati on1 緒論12汽輪機(jī)基本參數(shù)確定2.2.1原始數(shù)據(jù)2.2.2汽輪機(jī)的基本參數(shù)確定 2.3 汽輪機(jī)總進(jìn)汽量的初步估算 5.3.1回?zé)岢槠麎毫Υ_定5.3.2熱經(jīng)濟(jì)性初步計(jì)算6.4通流部分的選型1.54.1排汽口數(shù)與末級(jí)葉片154.2配汽方式和調(diào)節(jié)級(jí)的選型154.3壓力級(jí)設(shè)計(jì)特點(diǎn)1.85壓力級(jí)比焓降分配及級(jí)數(shù)的確定205.1

8、蒸汽通道的合理形狀 205.2各級(jí)平均直徑的確定205.3級(jí)數(shù)的確定與比焓降的分配226汽輪機(jī)級(jí)的熱力計(jì)算256.1葉型及其選擇256.2級(jí)的熱力計(jì)算276.3級(jí)的詳細(xì)計(jì)算3.47汽輪機(jī)漏汽量的計(jì)算與整機(jī)校核 377.1閥桿漏汽量的計(jì)算 377.2軸封漏汽量的計(jì)算377.3汽封直徑的確定 387.4整機(jī)校核.3.98結(jié)論40致謝4.1.參考文獻(xiàn)42第I頁共I頁1緒論蒸汽輪機(jī)從1883年第一臺(tái)實(shí)用性機(jī)組問世至今，已有 100多年的歷史。汽 輪機(jī)的發(fā)展經(jīng)由單級(jí)沖動(dòng)式汽輪機(jī)到多級(jí)沖動(dòng)式汽輪機(jī)再到多級(jí)反動(dòng)式汽輪機(jī)，汽輪機(jī)隨著時(shí)代和科技的進(jìn)步而進(jìn)步。19世紀(jì)以來，在不斷提高安全可靠性、耐用 性和保證運(yùn)行

9、方便的基礎(chǔ)上，汽輪機(jī)是通過增大單機(jī)功率和提高裝置的熱經(jīng)濟(jì)性來 發(fā)展的，汽輪機(jī)的出現(xiàn)推動(dòng)了電力工業(yè)的發(fā)展；20世紀(jì)初，電站汽輪機(jī)單機(jī)功率已達(dá)10MW;隨著電力應(yīng)用的日益廣泛，美國紐約等大城市的電站尖峰負(fù)荷在20年代已接近1000MW，如果單機(jī)功率只有10MW，則需要裝機(jī)近百臺(tái)，因此 20年 代時(shí)單機(jī)功率就已增大到60MW ,30年代初又出現(xiàn)了 165MW和208MW的汽輪機(jī)； 但是之后的經(jīng)濟(jì)衰退、第二次世界大戰(zhàn)的爆發(fā)，使得汽輪機(jī)單機(jī)功率的增大處于停 頓狀態(tài)；50年代，隨著戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力需求突飛猛進(jìn)，單機(jī)功率又開 始不斷增大，陸續(xù)出現(xiàn)了 325600MW的大型汽輪機(jī)；60年代制成了 10

10、00MW汽 輪機(jī)；70年代，制成了 1300MW汽輪機(jī)。但是機(jī)組過大又帶來可靠性、可用率的 降低，因而到90年代初，火力發(fā)電單機(jī)容量穩(wěn)定在 300700MW。21世紀(jì)，為提 高發(fā)電效率，我國對電廠機(jī)組實(shí)行“上大壓小”政策。高參數(shù)大容量凝汽式機(jī)組成 為火力發(fā)展不可抗拒的發(fā)展趨勢?，F(xiàn)在許多國家常用的單機(jī)功率為300600MW。近幾年來，國家大力提倡節(jié)能減排。這就需要在額定功率下尋求合適汽輪機(jī)， 使運(yùn)行時(shí)具有較高的經(jīng)濟(jì)性，在不同工況下工作時(shí)均有比較高的可靠性，滿足經(jīng)濟(jì) 性和可靠性要求的同時(shí)需要考慮到汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、布置、成本、安裝和維修 以及零件等方面的因素，在確保汽輪機(jī)熱力設(shè)計(jì)在適用性、 可靠

11、性和經(jīng)濟(jì)性的前提 下，能達(dá)到“節(jié)能降耗，保護(hù)環(huán)境”的目的。而且汽輪機(jī)在計(jì)算機(jī)方面應(yīng)用的廣度 與深度一直在更進(jìn)一步的發(fā)展。已經(jīng)大大減小了手工計(jì)算的負(fù)擔(dān)， 但我們目前仍與 其他國家存在著一定的差距，遇與挑戰(zhàn)，這就需要我們大膽創(chuàng)新，不斷提高汽輪機(jī) 在國際上的競爭力，加大研究高參數(shù)、高效率、高可靠性和自動(dòng)化的汽輪機(jī)產(chǎn)品的 力度，不斷推動(dòng)我國汽輪機(jī)的發(fā)展與進(jìn)步。2汽輪機(jī)基本參數(shù)確定2.1原始數(shù)據(jù)機(jī)型：25 MW凝汽式；蒸汽初參數(shù)：po=3.43MPa, to=435C；凝汽器出口壓力：pc=1.9kPa；給水溫度：tfw=160C；經(jīng)濟(jì)功率：Pc=12000kW;汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速：3000r/mi n；汽輪機(jī)

12、內(nèi)效率：0.8。2.2汽輪機(jī)的基本參數(shù)確定(1) 汽輪機(jī)功率汽輪機(jī)額定功率也稱銘牌功率，由國產(chǎn)發(fā)電用汽輪機(jī)功率系列(見表 2.1)可 知，本課題25MW汽輪機(jī)屬于中壓汽輪機(jī)。表2.1國產(chǎn)發(fā)電用汽輪機(jī)功率系列汽輪機(jī)型式低壓汽輪機(jī)中壓汽輪機(jī)高壓汽輪機(jī)超高壓汽輪機(jī)亞臨界汽輪機(jī)超臨界汽輪機(jī)額定功率(MW)0.751.5 36122550100125200300600 600汽輪機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)所依據(jù)的功率稱為設(shè)計(jì)功率 Pe，又稱為經(jīng)濟(jì)功率，其大小由機(jī)組 本身額定功率大小級(jí)運(yùn)行時(shí)所承擔(dān)負(fù)荷的變化而定。表 2.2給出了國產(chǎn)汽輪機(jī)選用 的設(shè)計(jì)功率與額定功率之比。表2.2國產(chǎn)汽輪機(jī)不同額定功率的設(shè)計(jì)功率額定功率W61

13、2 2550 100設(shè)計(jì)功率與額定功率之比758090100為了確保汽輪機(jī)在初參數(shù)下降或背壓升高時(shí)仍能發(fā)出額定功率，在設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)閥與噴嘴進(jìn)汽能力及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時(shí)，需要考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?。因此，在正常的參?shù)級(jí)提高初參數(shù)或降低背壓時(shí)，汽輪機(jī)發(fā)出的功率可能大于額定值，此功率為最大功率。(2) 進(jìn)汽參數(shù) 新蒸汽參數(shù)汽輪機(jī)的新蒸汽參數(shù)是指主氣門的蒸汽壓力與溫度，通常又稱為初壓、初溫我國對電站汽輪機(jī)采用按功率劃分新蒸汽參數(shù)等級(jí)的產(chǎn)品系列，見表2.3。表2.3國產(chǎn)汽輪機(jī)新蒸汽參數(shù)額定功率(MW)0.75，1.5，36，12，2550， 100125， 200300， 600新蒸汽壓力(MPa)1.273.438.82

14、12.7 13.2316.1 16.66新蒸汽溫度(C)340435535535550535550 排汽壓力凝汽式汽輪機(jī)的排汽壓力要綜合考慮汽輪機(jī)運(yùn)行地點(diǎn)的氣候條件，供水方式,末級(jí)葉片等因素。我國凝汽式汽輪機(jī)常用的排汽壓力見表2.4。表2.4我國凝汽式汽輪機(jī)常用的排汽壓力冷卻水溫C101520252730排汽壓力(MPa)0.0030.0040.0040.0050.0050.0060.0060.0070.0070.0080.0080.01 汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速由電網(wǎng)頻率決定，我國電網(wǎng)頻率為50Hz，故我國生產(chǎn)的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速采用 3000r/min。 調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)的抽汽壓力調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)除

15、了能滿足供電外，還能滿足供熱需要。調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)的抽汽往往由熱用戶的需要決定。其抽汽壓力一般綜合用戶要求和產(chǎn)品系列規(guī)范決 定，表2.5為國產(chǎn)調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)常用抽汽壓力。表2.5國產(chǎn)調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)常用抽汽壓力3額定抽汽壓力（MPa）0.120.501.001.30調(diào)整范圍0.07 0.250.40 0.700.80 1.301.00 1.60 給水溫度與回?zé)峒?jí)數(shù)通常給水溫度選為初蒸汽壓力下飽和溫度的 65%75%較為經(jīng)濟(jì)，由文檔3可 知回?zé)峒?jí)數(shù)選4段，采用“兩高、一低、一除氧”的形式。表 2.6為不同回?zé)峒?jí)數(shù) 和給水溫度。表2.6不同回?zé)峒?jí)數(shù)和給水溫度新汽壓力MPa2.353.438.82

16、12.7413.2316.1716.6623.5新汽溫度C390435535535/535535/535565/565回?zé)峒?jí)數(shù)133567787889給水溫度C1051501501702102302202502452702703003汽輪機(jī)總進(jìn)汽量的初步估算一般凝汽式汽輪機(jī)的總蒸汽量可由下式估算：D03.6Pei_m D(t/h)(式 3.1)Ht m g ri式中：m為考慮回?zé)岢槠疬M(jìn)汽量增加的系數(shù)，它與回?zé)峒?jí)數(shù)、給水溫度、汽輪 機(jī)容量及參數(shù)有關(guān)，對中壓機(jī)組 m=1.081.15，高壓機(jī)組 m=1.181.15, 背壓式汽輪機(jī)m=1;?D為考慮閥桿漏汽和前軸封漏汽，并保證在初參數(shù)下降或背壓

17、升高時(shí)仍能發(fā) 出設(shè)計(jì)功率的蒸汽裕量，通常??？D/Do =3%5%;Pel為汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組出線端的電功率，kW ；?Ht為汽輪機(jī)的理想比焓降，kJ/kg；n ri為汽輪機(jī)的相對內(nèi)效率；n m為汽輪機(jī)的機(jī)械效率；n g為發(fā)電機(jī)的效率；D0為汽輪機(jī)的進(jìn)汽量，kg/h?；?zé)嵯到y(tǒng)的熱平衡初步計(jì)算在汽輪機(jī)進(jìn)汽量估算及汽輪機(jī)近似熱力過程曲線擬定以后進(jìn)行。3.1回?zé)岢槠麎毫Υ_定(1) 除氧器的工作壓力給水溫度tfw和回?zé)峒?jí)數(shù)Zfw確定之后，根據(jù)機(jī)組的初參數(shù)和容量確定除氧器的工作壓力。大氣式除氧器的工作壓力一般選擇略高于大氣壓力即0.118MPa,高壓除氧器的工作壓力一般為0.3430.588MPa,我國定壓運(yùn)

18、行的高壓除氧器壓力為0.588MPa。(2) 抽汽管中壓力損失巾e在進(jìn)行熱力計(jì)算時(shí)，要求厶Pe不超過抽汽壓力的10%,取厶Pe=( 0.040.08) Pe , 級(jí)間抽汽時(shí)取較大值，高中壓排汽時(shí)取較小值 。(3) 表面式加熱器出口傳熱端差、：t一般無蒸汽冷卻段的加熱器取、：t =35 C,有蒸汽冷卻段的加熱器取 4=-12C。(4) 回?zé)岢槠麎毫Φ拇_定在確定了給水溫度tfw，回?zé)岢槠?jí)數(shù)Zfw，上端差江和抽汽管道壓損-Pe等參 數(shù)后，根據(jù)除氧器的工作壓力，確定除氧器前的低壓加熱器數(shù)和除氧器后的高壓加 熱器數(shù)，同時(shí)確定各級(jí)加熱器的比焓升 hw或溫升厶tw，這樣就確定了各級(jí)加熱器 的給水出口水溫t

19、W2。(5) 回?zé)嵯到y(tǒng)的熱平衡初步估算汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)熱平衡計(jì)算的目的是確定汽輪機(jī)在設(shè)計(jì)工況下的汽耗量、各級(jí)回?zé)岢槠?、汽輪機(jī)各級(jí)組蒸汽流量及汽輪機(jī)裝置的熱經(jīng)濟(jì)性。3.2熱經(jīng)濟(jì)性初步計(jì)算對25MW凝汽式汽輪機(jī)的回?zé)嵯到y(tǒng)進(jìn)行熱平衡估算。額定功率為 P =25MW， 因 Pe/Pr=80%=巳=80% R= 0.8 25MW=20MW，新蒸汽壓力 p。=3.43MPa,凝結(jié) 水泵壓頭Pcp=1.18Mpa，射汽抽氣耗汽量 Dej=0.5 t/h，抽汽冷卻器內(nèi)蒸汽比焓降譏j =2302.7kJ/kg。(1)近似熱力過程曲線的擬定在h-s圖上根據(jù)新蒸汽壓力po =3.43MPa和新蒸汽溫度t=435C確

20、定汽輪機(jī)進(jìn) 汽狀態(tài)點(diǎn)0 (主汽閥前)，并查出比焓h=3304.2kJ/kg,設(shè)進(jìn)汽機(jī)構(gòu)的節(jié)流損失祁o=0.04 Po，得調(diào)節(jié)級(jí)前壓力Po=P0-P0=3.3MPa，汽輪機(jī)級(jí)的理想比焓降Ht等于1176.9kJ/kg,汽輪機(jī)內(nèi)效率為80%，有效比焓降 H為1000.365kJ/kg,排汽 比焓降為 2303.835 kJ/kg, h2t =2127.3kJ/kg。圖3.1非再熱凝汽式汽輪機(jī)近似熱力過程曲線（2）估算汽輪機(jī)的進(jìn)汽量Do考慮回?zé)岢槠疬M(jìn)汽量增加的系數(shù)，它與回?zé)峒?jí)數(shù)、給水溫度、汽輪機(jī)容量及參數(shù)有關(guān)，對中壓機(jī)組m=1.081.15,高壓機(jī)組m=1.181.15,背壓式汽輪機(jī)m=1 取得

21、m=1.12;取慮閥桿漏汽和前軸封漏汽，并保證在初參數(shù)下降或背壓升高時(shí)仍 能發(fā)出設(shè)計(jì)功率的蒸汽裕量，通常?。緿/Do =3%5%，在這里取3%，?D=O.O3Do ；另外取 m=99.0%, g =97.5%，帶入式 3.1 可得 Do =86（t/h）。蒸汽量厶Do包括前軸封漏氣量Di =1.OOOt/h，Di待汽輪機(jī)通流部分有關(guān)尺寸確定后計(jì)算。（3）抽汽壓力確定本課題汽輪機(jī)采用大氣式除氧器，除氧器壓力為 O.118MPa,對應(yīng)的飽和水溫 度ted =104.250?？紤]到調(diào)節(jié)抽汽隨負(fù)荷變化的特點(diǎn)，為了維持所有工況下除氧器 定壓運(yùn)行，供給除氧器的回?zé)岢槠麎毫σ话惚瘸跗鞴ぷ鲏毫Ω?0.20.

22、3MP5。本機(jī)采用70%負(fù)荷以下時(shí)除氧器與H2高壓加熱器供汽源的運(yùn)行方式，故除氧器的回?zé)岢槠麎毫H比除氧器工作壓力高出0.024MP&根據(jù)給水溫度tfw=160C,可得比高壓加熱器給水出口溫度tw2=160C,且除氧器出口水溫twd=104.25C，根據(jù)等溫升(等比焓升)分配原則得H2高壓加熱器給水溫tw2:104.25嚴(yán)一104.25_5) C,取為132.125;凝汽器壓力對應(yīng)下的飽和水溫為167C，同理的低壓加熱器的出口給水溫度tw2，見表3.1表3.1 25MW凝汽式汽輪機(jī)加熱器汽水參數(shù)加加 熱 器 號(hào)抽汽壓力Pe(MPa)抽汽比焓he(kJ/kg)抽汽管壓損也Pe/ Pe(%)加熱器

23、工作壓力Pe(MPa)飽和水溫度te(C)飽和水比 焓he(kJ/kg)岀口 端差dt(C)給水岀口溫度tw2(C)給水岀口比焓hw2(kJ/kg)H10.7622996.780.701165697.25160675.5H20.3612832.480.333137.125576.845132.125555.46Hd0.1422703.4170.118104.25437.30104.25437.3H30.0252629.680.02363.475265.73360.475253.169由各加熱器的出口水溫tw2和出口端差-t得加熱器疏水溫度te二tw2，t。查得te對應(yīng)的飽和壓力R (加熱器的工

24、作壓力)?？紤]抽氣管壓損后，確定各級(jí)回?zé)岢闅鈮毫e。然后在擬定的近似熱力過程曲線上求出各級(jí)回?zé)岢槠褥手礹e，如圖3.2h,kJ/kg3.432MPa3300435 Ch0=3304.2320031000.944MPa30002900280027002600250024002300L6.512h2=2832.40.142Ma115. 8C0.3 61MPa185. 4C3 hd=2703.40.025MPa71.1 Ch3=2629.60.0019MP16.7 C2 hc=2531.47.07.58.08.5S,kJ（kg C）圖3.2汽輪機(jī)組的蒸汽熱力膨脹過程線(4) 各級(jí)加熱器回?zé)岢槠?/p>

25、計(jì)算已咼壓加熱器（式 3.2）D =1.000t/h,01=O.77t/h,：Dej=0.5t/h。則給水量為Df, =D - D Pu ：Dej =86.27（t/h式中：Di為高壓端軸封漏汽量，t/h;LDl1為漏入H2咼壓加熱器的軸圭寸漏汽量，t/h;Dej為射汽抽氣器耗汽量，t/h。由表3.1得給水出口比焓hw2=675.5kJ/kg,抽汽比焓hel =2996.7kJ/kg,飽和水比焓hei=697.2kJ/kg,加熱器進(jìn)口水比焓hwi =555.46kJ/kg, 般加熱效率 h =0.98，因此該級(jí)回?zé)岢槠繛?D el (hel - hei )- D fw ( hw2 - hw1

26、 )(式 3.3)除氧器除氧器為混合式加熱器，它的熱平衡圖如圖3.3（ a）。hed =2703.4kJ/kg，hed =437.3kJ/kg。列除氧器的熱平衡方程式：Dedhed C De - De Dl1 ）he2 Dew hwl 二 D fW 2d質(zhì)量方程式：DewDl1 Ded Del ：De2 二 D fw整理后得：2703 4 Ded 378.4D w =32830.853（ 1） ：Ded Dw = 77.522（ 2）由（1 ）和（2）聯(lián)立解得：除氧器抽汽量.Ded為1.504t/h, 76.018t/h。低壓加熱器其熱平衡見圖3.3 （b）,查表3.1、3.2可得hw1=26

27、6.1kJ/kg,hea =2629.6kJ/kg, he3 =390.2kJ/kg回?zé)岢槠?De3為：由表3.1可得(式 3.4)(式 3.5)凝結(jié)水量D w為hw2 =378.4kJ/kg, DDhw2 - hw16=Dw(KER= 76.018378.4-266.1(2629.6-390.2) 0.98-3.98(t/h)(式 3.6)內(nèi)A圖3.3 (a)加熱器熱平衡圖D(b)除氧器器熱平衡圖(5) 流經(jīng)汽輪機(jī)各級(jí)組的蒸汽流量和內(nèi)功率計(jì)算調(diào)節(jié)級(jí)(雙列)：查表 3.1、3.3 可得：D0=86t/h， h0 =3304.2kJ/kg, h,二 h=3098.1kJ/kg,Po =二 86

28、 （3304.3098, 4924（kW）（式 3.7）3.63.6第一級(jí)組：已知.Dl =1.000t/h，館=2996.7kJ/kg, D D0 - 0 =86 十 85（t/h）R,3 甩-85 3098.1 29967 =2394（ kW）（式 3.8）3.63.6其它級(jí)計(jì)算方法與第一級(jí)組相同。整機(jī)內(nèi)功率：6R Rj =4924 2394 36422706 1548 29213361 二 21550 （ kW）j （6）汽輪機(jī)的熱經(jīng)濟(jì)性計(jì)算機(jī)械損失：吒二 R（1 - m 21550 （1 -0.99） =216（kW）（式 3.9）汽輪機(jī)軸端功率：Pa 二 R -Pm =21550 -

29、216 = 21334（kW）（式 3.10）發(fā)電機(jī)功率：Pe 二 Pag =21334 0.975 =20800.65（kW）（式 3.11）由此可見，符合設(shè)計(jì)工況 R, =20000kW的要求，說明原估計(jì)的蒸汽量 D0正確。若功率達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，則需修正蒸汽量Do并重新進(jìn)行計(jì)算，直到達(dá)到為止。D k103汽耗量：d 04.134kg/(kW h)(式 3.12)Pe不抽汽時(shí)(回?zé)岢槠Ｓ?估計(jì)汽耗量：d= 3.725kg /(kW h)汽輪機(jī)的汽耗率：=675.2kJ / kgq =4.134 (3304.2 -675.2) =10868kJ/(kW h)汽輪機(jī)的絕對電效率：e3600 1

30、00%=衛(wèi)600 100% =33.13%q10868表3.2各級(jí)加熱器回?zé)岢闅饬康挠?jì)算數(shù)據(jù)單位H1H2Hd給水量Dfwt/h86.27凝結(jié)水量Dewt/h76.018實(shí)際抽氣量ADeit/h5.1942.7841.504計(jì)算抽氣量ADeit/h3.957上級(jí)加熱器疏水相當(dāng)量ADe(i_l)et/h0.313上級(jí)加熱器漏氣相當(dāng)量 D|(j j)et/h0.86表3.3流經(jīng)汽輪機(jī)各級(jí)組的蒸汽流量及其內(nèi)功率計(jì)算數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)級(jí)第一級(jí)組第二級(jí)組第三級(jí)組第四級(jí)組第五級(jí)組第六級(jí)組整機(jī)內(nèi)功率蒸汽流量D868579.80677.02275.51871.62867.60121550t/h內(nèi)功率49923.52394

31、36422760154829213361RkW表3.4 25MW凝汽式汽輪機(jī)熱平衡計(jì)算數(shù)據(jù)汽輪機(jī)初壓P0MPa3.43射汽抽氣器汽耗量 D cjt/h0.5汽輪機(jī)初溫toC435射汽抽氣式比焓量 hjkJ/kg2302.7汽輪機(jī)初比焓hokJ/kg3304.2汽輪機(jī)總進(jìn)汽量也D。t/h86工作轉(zhuǎn)速Nr/min3000前軸封漏汽量gt/h1冷卻水溫tclC15流入蒸汽器蒸汽量Det/h67.601汽輪機(jī)背壓Pc / PcMPa0.0049/0.0047凝汽器出口水溫tcC31.80抽氣冷卻器出口水溫tejC34.80給水泵壓頭PfpMPa6.27凝結(jié)水泵壓頭PepMPa1.18表3.5熱平衡計(jì)算

32、數(shù)據(jù)加熱器H1H2Hd加熱抽汽抽汽壓力巳MPa0.7450.3610.142抽汽比焓heikJ/kg2996.72832.42703.4加熱器壓力MPa0.7010.3330.118凝結(jié)給水Pe下飽和水溫teiC164.17132.42104.25Pe下飽和水比焓heikJ/kg693.6556.6437.01kg蒸汽的放熱量心hekJ/kg2303.12275.82266.4被加熱的凝結(jié)水量Dwt/h86.27086.27076.018加熱器進(jìn)口水溫twlC132.125104.2560.475加熱器進(jìn)口水比焓hlkJ/kg555.46437.3253.169加熱器出口端差C550出口水溫t

33、w2C160132.125104.25出口水比焓hw2kJ/kg675.5555.46437.3給水比焓量gkJ/kg135.9102.358.6抽汽量計(jì)算抽汽量也 Deit/h5.1943.9571.967實(shí)際抽汽量也Delt/h5.1942.7841.504表3.6汽機(jī)裝置的熱力特性數(shù)據(jù)排汽比焓hzkJ/kg2297.9發(fā)電效率ng%97.5等比熵排汽比焓h2tkJ/kg2127.3給水溫度t fwC160汽輪機(jī)內(nèi)效率i%80給水比焓hfwkJ/kg675.5回?zé)嵯到y(tǒng)熱平衡初步計(jì)算所得的抽汽壓力與壓力級(jí)比焓降分配后所確定的各 級(jí)壓力往往不能完全吻合，必須進(jìn)行調(diào)整，通常需反復(fù)幾次。表格中所有

34、數(shù)據(jù)為已 經(jīng)過調(diào)整后確定的熱平衡計(jì)算數(shù)據(jù)。通過回?zé)嵯到y(tǒng)熱平衡計(jì)算可得機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性，當(dāng)機(jī)組的效率、級(jí)數(shù)、抽汽點(diǎn) 位置和回?zé)嵯到y(tǒng)布置有變化時(shí)，系統(tǒng)的熱平衡及機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性發(fā)生相應(yīng)變化， 必 須重新計(jì)算。4通流部分的選型4.1排汽口數(shù)與末級(jí)葉片凝汽式汽輪機(jī)的汽缸數(shù)目與排汽口數(shù)都根據(jù)功率和單排汽口凝汽式汽輪機(jī)的 極限功率共同確定的。當(dāng)汽輪機(jī)的功率大于單排汽口凝汽式汽輪機(jī)的工作極限時(shí)， 采用多缸和多排汽口。若轉(zhuǎn)速和初始參數(shù)一定，則排汽口數(shù)主要取決于末級(jí)通道的排汽面積。末級(jí)通道的排汽面積需要對末級(jí)長葉片特性、材料、強(qiáng)度、汽輪機(jī)背壓、末級(jí)余速損失大 小及制造成本等因素進(jìn)行綜合比較后才能確定，通?？砂聪率焦?/p>

35、算排汽面積。a2(式 4.1)3162pc式中：已為機(jī)組電功率，kW ；Pc為汽輪機(jī)排汽壓力，kPa。汽缸數(shù)增加，軸承數(shù)也增加，機(jī)組的總長度會(huì)增長，遠(yuǎn)離推力軸承的汽缸，轉(zhuǎn) 子和靜子的熱膨脹差值也相應(yīng)增大，這既增加了機(jī)組的造價(jià)又不利于機(jī)組的安全經(jīng) 濟(jì)運(yùn)行。為了減少汽缸數(shù)，采用高、中壓部分汽缸和較先進(jìn)的低壓長葉片兩方法 。根據(jù)總體設(shè)計(jì)決定排汽口數(shù)時(shí)要盡量在已有的葉片系列中選擇與排汽面積相 近的末級(jí)葉片或一組葉片，并續(xù)進(jìn)行蒸汽彎曲應(yīng)力的校核。新設(shè)計(jì)的末級(jí)葉片一般 應(yīng)使徑高比v =d/l 2.5，軸向排汽速度CZa三300m/s。4.2配汽方式和調(diào)節(jié)級(jí)的選型電站用汽輪機(jī)的配汽方式又稱調(diào)節(jié)方式，同機(jī)組運(yùn)

36、行要求密切相關(guān)。常有噴嘴 配汽、節(jié)流配汽、變壓配汽和旁通配汽四種。噴嘴配汽是絕大多數(shù)國產(chǎn)汽輪機(jī)所采 用的配汽方式。采用噴嘴配汽汽輪機(jī)，其蒸汽流量的改變主要是有改變第一級(jí)噴嘴 的工作面積實(shí)現(xiàn)的，所以該機(jī)的第一級(jí)又稱調(diào)節(jié)級(jí)。調(diào)節(jié)級(jí)各噴嘴組的通道面積及 通過其內(nèi)的蒸汽流量是不一定相同的。調(diào)節(jié)級(jí)的形式與參數(shù)的選擇在熱力設(shè)計(jì)中相 當(dāng)重要，與機(jī)組容量大小、運(yùn)行方式等因素有關(guān)。(1) 調(diào)節(jié)級(jí)選型現(xiàn)常用的調(diào)節(jié)級(jí)有單列級(jí)與雙列級(jí)兩種。 主要依據(jù)設(shè)計(jì)工況下調(diào)節(jié)理想的比焓降的大小來決定其形式。兩種調(diào)節(jié)級(jí)的主要特點(diǎn)是： 雙列級(jí)一般能承擔(dān)較大的理想比焓降，約為160500kJ/kg；單列級(jí)能承擔(dān)的理想焓降比較小，為70

37、125kJ/kg。 雙列級(jí)的效率和整機(jī)效率都比較低，在變工況時(shí)其級(jí)效率變化比單列級(jí)??； 單列級(jí)在設(shè)計(jì)工況下效率較高，在變工況時(shí)級(jí)效率變化較大。 采用單列級(jí)的汽輪機(jī)級(jí)數(shù)多，費(fèi)用高。采用雙列級(jí)的汽輪機(jī)級(jí)數(shù)少，結(jié)構(gòu)緊 湊，且由于其調(diào)節(jié)級(jí)低的蒸汽壓力與溫度下降較多，故除調(diào)節(jié)級(jí)、噴嘴等部件用較 好的材料外，汽缸與轉(zhuǎn)子的材料等級(jí)可適當(dāng)降低，從而可降低機(jī)組造價(jià)，提高機(jī)組 運(yùn)行的可靠性。因此，在電網(wǎng)中承擔(dān)尖峰負(fù)荷時(shí)，對參數(shù)不高的中小型汽輪機(jī)宜采用雙列級(jí)。 如國產(chǎn)100MW以下的汽輪機(jī)絕大多數(shù)采用雙列級(jí)，對于在電網(wǎng)中承擔(dān)基本負(fù)荷的 高參數(shù)、大容量汽輪機(jī)，則最好采用單列級(jí)。（2）理想比焓降的選擇 理想比焓降目前國

38、產(chǎn)汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)理想比焓降選取范圍已經(jīng)敘述過了，單列級(jí)在 75125kJ/kg,雙列級(jí)在160500kJ/kg,功率較大者選取較小值。選擇設(shè)計(jì)工況下調(diào)節(jié)級(jí)理想比焓降時(shí)，還要考慮工況變動(dòng)后的一些因素。如為了保證一定的給水溫度，調(diào)節(jié)級(jí)后壓力到第一級(jí)回?zé)岢槠麎毫χg的比焓降需要 在保證壓力級(jí)的平均直徑平滑變化時(shí)的條件下，分為整數(shù)級(jí)。當(dāng)?shù)谝患?jí)抽汽位于調(diào) 節(jié)級(jí)后時(shí)，調(diào)節(jié)級(jí)后壓力需要根據(jù)給水溫度進(jìn)行選取。 選擇調(diào)節(jié)級(jí)速比Xa二J/Ca選取適當(dāng)?shù)乃俣缺仁菫榱吮ＷC調(diào)節(jié)級(jí)的級(jí)效率，級(jí)效率與選擇的調(diào)節(jié)級(jí)形式有關(guān)。通常單列調(diào)節(jié)級(jí)速比選擇范圍Xa=0.350.44，雙列級(jí)速比選擇的范圍在Xa=0.220.2 &低的反動(dòng)

39、度和小的部分進(jìn)汽度對應(yīng)較低的速度比9 o 選擇調(diào)節(jié)級(jí)反動(dòng)度為了提高調(diào)節(jié)級(jí)的級(jí)效率，所以一般調(diào)節(jié)級(jí)都帶有一定的反動(dòng)度。由于調(diào)節(jié) 級(jí)為部分進(jìn)汽級(jí)，故為了減少漏汽損失其反動(dòng)度不宜選的過大。雙列調(diào)節(jié)級(jí)各列 葉柵反動(dòng)度之和 缶=Qb + Qg +必，一般在13%20%之間，當(dāng)壓力比；0.4時(shí)，Qm可在0.140.25之間選取。反動(dòng)度的分配以各列葉柵通道光滑變化為原則,大小由調(diào)節(jié)級(jí)各列葉柵的出口面積予以保證10。表4.1為雙列級(jí)各列葉柵的面積 比，經(jīng)過了實(shí)驗(yàn)證明的具有較高級(jí)效率。表4.1雙列級(jí)各列葉柵的面積比理想比焓降壓力比第一列動(dòng)葉出口面積比導(dǎo)葉出口面積比第二列動(dòng)葉出口面積比也ht （ kJ/kg）ZA

40、 b/A nA g/AnAB An200.0120.02；-m為第一壓力級(jí)平均反動(dòng)度；Un為噴嘴流量系數(shù)，過熱取通常取 0.97；e為第一壓力級(jí)部分進(jìn)汽，盡量使 e=1需與葉高ln相應(yīng)估?。? ：1為第一壓力級(jí)噴嘴出口角；V1t第一壓力級(jí)噴嘴出口理想比熔 m /kg（2）凝汽式汽輪機(jī)末級(jí)直徑的估算 當(dāng)末級(jí)不為通用級(jí)時(shí)，最后一級(jí)的平均直徑可用下式估算：GcV仁 2000g htsin： 2d m =JGM 日 pghtmacsin.（式 5.3）18.8 30 1011140、0.02 1000.365二 3m（查表得，Gc =Dc=67.601t/h =18.8kg/s, ；=0.0150.0

41、25,取 =0.02,： 2=90210,查 h-s 圖得 V2 =30 m/kg,：htmac=1000.365kJ/kg） 式中：Gc為通過末級(jí)的蒸汽流量kJ/kg；：2為末級(jí)動(dòng)葉出汽角，一般取90 ；為末級(jí)余速損失系數(shù) 川htmach：2，般；=0.0150.025;V2為末級(jí)動(dòng)葉排汽比容m3/kg ；為末級(jí)徑高比，亠dm/l；，對于小功率汽輪機(jī)盡量使三812，因避免采 用扭葉片，大容量機(jī)組可取較小值，但一般 二2.53。(3) 確定壓力級(jí)平均直徑的變化根據(jù)前面描述的蒸汽通道形狀來確定壓力級(jí)平均直徑的變化規(guī)律。一般采用作圖法(如圖5.1):橫坐標(biāo)上任取長度為a的線段BD( 般為25cm)

42、來表示第一壓 力級(jí)至末級(jí)動(dòng)葉中心之軸向距離。 在BD兩端分別按比例畫出第一壓力級(jí)與末級(jí)的 平均直徑值如圖中的 AB與CD，一般AB=如二08 =0.08m,CD=30.3m.10 10 10 10根據(jù)所選的通道形狀，用光滑曲線將 A、C連接起來，AC曲線即為壓力級(jí)各直徑 的變化規(guī)律3。CD圖5.1壓力級(jí)平均直徑變化規(guī)律5.3級(jí)數(shù)的確定與比焓降的分配(1)級(jí)數(shù)的確定 圖中壓力級(jí)的平均直徑dm將BD線段分為m等份（m5），量出圖中各段 長度，求出平均直徑:AB +（11）十（2 2）十+CDdm10m +1（式 5.4）（式 5.5）（式 5.6）0.08 0.10.15 0.18 0.25 0.

43、3 “=心05 1=1.8m 壓力級(jí)理想比焓降 ht可由下式確定為:d 21 82二 ht二 12.337 単 二 12.3372 二 249.82 kJ/kgX a20.42 壓力級(jí)組的級(jí)數(shù)可由下式求得（結(jié)果取整）：r AhtP（VHa） 117.3x（1 + 0.05Z5Aht2 4 冊 2式中：htp為壓力級(jí)理想比焓降，取1176.9kJ/kg；a為重?zé)嵯禂?shù)，取0.05。重?zé)嵯禂?shù)a般通過估取，凝汽式汽輪機(jī)取a = 0.03 0.08，等級(jí)數(shù)確定后，用 :二K（1-；：HtP =0.15 （1-0.85）= 0.05來校核。z419（2）比焓降的分配 求取各級(jí)平均直徑求得壓力級(jí)級(jí)數(shù)后，再將

44、圖中線段 BD重新分為（Z-1）等份，在原擬定的平 均直徑變化曲線AC上求出各級(jí)的平均直徑。 分配各級(jí)比焓降相應(yīng)的速度比是根據(jù)求出的各級(jí)平均直徑來選取的，然后根據(jù)式5.5求出各級(jí)的理想比焓降是為了方便比較與修正，將上述參數(shù)進(jìn)行整理，如表5.1。表5.1各級(jí)比焓降的分配級(jí)號(hào)12Z總和平均直徑dm0.811.51.82.53速度比Xa0.40.410.420.430.4350.44計(jì)算理想比焓降也ht49.34873.39100.71216.18407.48573.521420.628 各級(jí)比焓降的修正必須對分配的比焓降進(jìn)行修正的情況是在擬定的熱力過程曲線上逐級(jí)作出各 級(jí)理想比焓降.ht,當(dāng)最后一級(jí)背壓p2與排汽壓力pC不能重合在擬定的熱力過程曲線上，將經(jīng)過修正后的各級(jí)比焓降 .ht進(jìn)行分配，然后找 出各級(jí)所對應(yīng)的回?zé)岢槠麎毫Α⒋顺槠麎毫εc回?zé)嵯到y(tǒng)