汽輪機(jī)的變工況特性

1、 設(shè)計(jì)工況：設(shè)計(jì)工況：汽輪機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，各種參數(shù)都保持設(shè)計(jì)值的運(yùn)行工況稱(chēng)為汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)工況，也稱(chēng)為經(jīng)濟(jì)工況。 變工況：變工況：汽輪機(jī)在偏離設(shè)計(jì)參數(shù)值時(shí)的運(yùn)行工況，稱(chēng)為變工況。 漸縮噴嘴壓力與流量的關(guān)系 級(jí)的變工況 級(jí)前后壓力與流量的關(guān)系 級(jí)組前后壓力與流量的關(guān)系 壓力與流量的關(guān)系式（弗留格爾公式）的應(yīng)用 對(duì)于漸縮噴嘴，當(dāng)其初參數(shù)及出口面積不變時(shí)，通過(guò)噴嘴的流量為：*000*00.6480.648nnpgapa*0111*010.648npga*01011*001pggp*01011*001ptggpt根據(jù)上述兩式，有：將蒸汽看作理想氣體，根據(jù)氣體狀態(tài)方程，上式變?yōu)椋合旅嫠姆N情況可以忽略溫度的

2、變化下面四種情況可以忽略溫度的變化 噴嘴前壓力變動(dòng)是由節(jié)流引起的 噴嘴前溫度不變 溫度變化很小而可以忽略 因近似計(jì)算而可以忽略溫度變化 當(dāng)不考慮變工況時(shí)溫度的影響，上式可簡(jiǎn)化為：*0111*0pggp*101*0crcrgpgp 當(dāng)不考慮溫度影響時(shí)：*1010*001crcrgptgpt 如果工況變動(dòng)前后均為臨界工況，有： 結(jié)論： 當(dāng)前后兩種工況均為非臨界工況時(shí)，通過(guò)噴嘴的流量和噴嘴 前、后的參數(shù)變化都有關(guān)系。 當(dāng)前后兩種工況都為臨界工況時(shí)，通過(guò)噴嘴的流量只和噴嘴 前的參數(shù)變化有關(guān)。 主要研究級(jí)中諸參數(shù)隨流量變化而變化的基本規(guī)律。 噴嘴前、后壓力發(fā)生變化引起流量的變化。反之，當(dāng)流經(jīng)噴嘴的流量變

3、化時(shí)，噴嘴和動(dòng)葉前后的壓力也要隨之變化，從而引起級(jí)內(nèi)各個(gè)參數(shù)發(fā)生變化。（一）級(jí)前后壓力與流量的關(guān)系 1、級(jí)在臨界工況下工作*01*0*0*011ttppggcrcr*101*0crcrgpgp 2、級(jí)在亞臨界工況下工作22012101220201pptggppt22012112202ppggpp 結(jié)論： 當(dāng)級(jí)內(nèi)流動(dòng)未達(dá)到臨界狀態(tài)時(shí)，通過(guò)該級(jí)的流量不僅與級(jí)前 壓力有關(guān)，而且與級(jí)后壓力有關(guān)。 二、級(jí)組前后壓力與流量的關(guān)系 1、級(jí)組內(nèi)各級(jí)均未達(dá)到臨界狀態(tài)220110122001zzpptggppt220111220zzppggpp 弗留格爾公式 2、級(jí)組內(nèi)達(dá)到臨界狀態(tài)0110pggp0101001p

4、tggpt 弗留格爾公式應(yīng)用條件 1、級(jí)組中各級(jí)流量相同（有回?zé)岢槠部蓱?yīng)用）； 2、級(jí)組中各級(jí)的通流面積變工況前后保持不變（結(jié)垢后需修正）； 3、級(jí)組中級(jí)數(shù)不少于34級(jí)。 弗留格爾公式的應(yīng)用 1、監(jiān)視汽輪機(jī)通流部分運(yùn)行是否正常； 2、推算不同流量下各級(jí)的級(jí)前壓力。 一、工況變動(dòng)時(shí)各級(jí)比焓降變化一、工況變動(dòng)時(shí)各級(jí)比焓降變化 （一）凝汽式汽輪機(jī)（一）凝汽式汽輪機(jī) 1 1、凝汽式汽輪機(jī)各中間級(jí)、凝汽式汽輪機(jī)各中間級(jí)1212gpgp221001pppp0110pggp 當(dāng)初壓變化時(shí)，結(jié)果將導(dǎo)制各級(jí)壓力也相應(yīng)當(dāng)初壓變化時(shí)，結(jié)果將導(dǎo)制各級(jí)壓力也相應(yīng)的變化，但壓力比不變，故焓降不變。又因?yàn)閴旱淖兓珘毫?/p>

5、比不變，故焓降不變。又因?yàn)閴毫τ凶兓势淞髁肯鄳?yīng)變化，功率也隨之變化。力有變化，故其流量相應(yīng)變化，功率也隨之變化。工況變動(dòng)時(shí)各中間級(jí)的內(nèi)功率工況變動(dòng)時(shí)各中間級(jí)的內(nèi)功率與流量成正比與流量成正比itripg hbg（二）背壓式汽輪機(jī)中間級(jí)的變工況（二）背壓式汽輪機(jī)中間級(jí)的變工況222221010()zzgppppg 222221212()zzgppppg220111220()()zzppggpp結(jié)論：背壓式汽輪機(jī)各中間級(jí)級(jí)前壓力與流量的關(guān)系按照雙曲線函數(shù)規(guī)律變化。當(dāng)背壓不變時(shí)，上式變?yōu)椋?221010gppg當(dāng)汽輪機(jī)級(jí)數(shù)比較多時(shí)：工況變動(dòng)時(shí)的損失：2111sin2wh121121111221bn

6、bnacawcwconstaccwaw假設(shè)工況變動(dòng)前后，級(jí)都處于亞臨界狀態(tài)，不考慮級(jí)內(nèi)間隙漏氣或者吸氣，有： 結(jié)論：在流量保持連續(xù)條件下，工況變動(dòng)時(shí)，噴嘴出口氣流速度 及動(dòng)葉出口氣流速度前后之比是不變的。1. 工況變動(dòng)時(shí)，級(jí)的理想比焓降減小 結(jié)論：動(dòng)葉中比焓降增加，因此級(jí)的反動(dòng)度增加，即111cmc212wmw11tthm hm111coswmw212/wwm1mm 2. 工況變動(dòng)時(shí)，級(jí)的理想比焓降增大 結(jié)論：動(dòng)葉中比焓降減小，因此級(jí)的反動(dòng)度減小，即111cmc212wmw11tthm hm111coswmw212/wwm1mm 一、滑參數(shù)運(yùn)行與定參數(shù)運(yùn)行eltrimelpg h 滑參數(shù)運(yùn)行:

7、通過(guò)改變整機(jī)理想比焓降來(lái)調(diào)節(jié)汽輪機(jī)機(jī)組的功 率的運(yùn)行方式； 定參數(shù)運(yùn)行：通過(guò)改變流量來(lái)調(diào)節(jié)機(jī)組的功率的運(yùn)行方式。 配汽機(jī)構(gòu)：汽輪機(jī)上用于控制進(jìn)汽量的條件機(jī)構(gòu)。 由于鍋爐的熱慣性比較大，滑參數(shù)對(duì)變工況的響應(yīng)速度有限； 而定參數(shù)運(yùn)行時(shí)，汽輪機(jī)的功率調(diào)節(jié)由改變進(jìn)口蒸汽量來(lái)實(shí) 現(xiàn)，調(diào)節(jié)閥門(mén)的動(dòng)作響應(yīng)快，很快就可以滿足工況變化的需 要。 節(jié)流調(diào)節(jié)和噴嘴調(diào)節(jié)兩種功率調(diào)節(jié)方式。 節(jié)流調(diào)節(jié)iitririthttthhhhhh thri 汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率為： 其中： 汽輪機(jī)通流部分的相對(duì)內(nèi)效率； 為節(jié)流調(diào)節(jié)閥的節(jié)流 效率。特點(diǎn)：特點(diǎn)：汽輪機(jī)第一級(jí)是調(diào)節(jié)級(jí)，調(diào)節(jié)級(jí)分為幾個(gè)噴嘴組，蒸汽經(jīng)過(guò)主汽門(mén)和調(diào)節(jié)汽門(mén)，通向調(diào)

8、節(jié)級(jí)。噴嘴配汽的主要缺點(diǎn)：定壓運(yùn)行時(shí)調(diào)節(jié)級(jí)汽室及各高壓級(jí)在變工況下溫度變化都較大，從而引起較大的熱應(yīng)力，這常成為這種汽輪機(jī)迅速改變負(fù)荷的主要因素。 一、調(diào)節(jié)級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率 熱平衡方程： 調(diào)節(jié)級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率： 二、調(diào)節(jié)級(jí)前后壓力與流量的關(guān)系 通過(guò)噴嘴的流量：0100.648iiniipdav2121111111ncrcrnss漸縮噴嘴縮放噴嘴 二、調(diào)節(jié)級(jí)前后壓力與流量的關(guān)系 二、調(diào)節(jié)級(jí)效率曲線 一、沖動(dòng)式汽輪機(jī)軸向推力的變化 工況變化時(shí)，軸向推力的變化可表示為： 1）凝汽式汽輪機(jī)軸向推力的變化 節(jié)流配汽方式 2）噴嘴配汽方式 2.背壓式汽輪機(jī)軸向推力的變化 汽耗特性：汽輪發(fā)電機(jī)組功率與流量之間的關(guān)系。表示這種關(guān) 系的數(shù)學(xué)表達(dá)式稱(chēng)為汽耗特性方程，而表示這種關(guān)系的曲線稱(chēng) 為汽輪機(jī)的工況圖。 一、節(jié)流配汽凝汽式汽輪機(jī)的工況圖 汽輪發(fā)電機(jī)組功率與汽耗量之間的關(guān)系： 機(jī)組的汽耗特性方程 當(dāng)功率小于設(shè)計(jì)功率時(shí)，即 當(dāng)功率大于設(shè)計(jì)功率時(shí)，即1、若噴嘴前的蒸汽壓力為p0=5.87mpa,噴嘴前的蒸汽溫度恒定不變，當(dāng)噴嘴后的蒸汽壓力從p01=2.94mpa增加到p11=4.42mpa時(shí)，問(wèn)通過(guò)漸縮噴嘴的蒸汽改變了多