汽輪機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

1、汽輪機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 目 錄一、課程設(shè)計(jì)的目的與意義1二、設(shè)計(jì)題目及已知條件22.1 機(jī)組概況22.2 本次設(shè)計(jì)與改造的基本要求4三、設(shè)計(jì)過程63.1 汽輪機(jī)的熱力總體任務(wù)63.2 汽輪機(jī)變工況熱力核算的方法介紹63.3 本課程設(shè)計(jì)的基本方法73.3.1 級(jí)的變工況熱力核算方法倒序算法83.3.2 級(jí)的變工況熱力核算方法順序算法183.4 上述計(jì)算過程需要注意的問題23四、參考文獻(xiàn)：34附：機(jī)組原始資料35II 汽輪機(jī)課程設(shè)計(jì)一、課程設(shè)計(jì)的目的與意義汽輪機(jī)是按照經(jīng)濟(jì)功率設(shè)計(jì)的，即根據(jù)給定的設(shè)計(jì)要求如功率、蒸汽初參數(shù)、轉(zhuǎn)速以及汽輪機(jī)所承擔(dān)的任務(wù)等，確定機(jī)組的汽耗量、級(jí)數(shù)、通流部分的結(jié)構(gòu)尺寸、蒸汽

2、參數(shù)在各級(jí)的分布以及效率、功率等。汽輪機(jī)在設(shè)計(jì)條件下運(yùn)行稱為設(shè)計(jì)工況。由于此工況下蒸汽在通流部分的流動(dòng)與結(jié)構(gòu)相適應(yīng)，使汽輪機(jī)有最高的效率，所以設(shè)計(jì)工況亦稱為經(jīng)濟(jì)工況。由于要適應(yīng)電網(wǎng)的調(diào)峰以及機(jī)組實(shí)際運(yùn)行過程中運(yùn)行參數(shù)的偏差等原因，汽輪機(jī)不可能始終保持在設(shè)計(jì)條件下，即負(fù)荷的變化不可避免的，蒸汽初終參數(shù)偏離設(shè)計(jì)值，通流部分的結(jié)垢、腐蝕甚至損壞，回?zé)峒訜崞魍Ｓ玫仍趯?shí)際運(yùn)行中也時(shí)有發(fā)生等等。汽輪機(jī)在偏離設(shè)計(jì)條件下的工作，稱為汽輪機(jī)的變工況。在變工況下，蒸汽量、各級(jí)的汽溫汽壓、反動(dòng)度、比焓降等可能發(fā)生變化，從而引起汽輪機(jī)功率、效率、軸向推力、零件強(qiáng)度、熱膨脹、熱應(yīng)力等隨之改變。通過本課程設(shè)計(jì)加深、鞏固汽

3、輪機(jī)原理中所學(xué)的理論知識(shí)，了解汽輪機(jī)熱力設(shè)計(jì)的一般步驟，掌握每級(jí)焓降以及有關(guān)參數(shù)的選取，熟練各項(xiàng)損失和速度三角形的計(jì)算，通過課程設(shè)計(jì)以期達(dá)到對(duì)汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步了解，明確主要零部件的位置與作用。具體要求就是按照某機(jī)組存在的問題，根據(jù)實(shí)際情況，制定改造方案，通過理論與設(shè)計(jì)計(jì)算，解決該汽輪機(jī)本體存在的問題，達(dá)到汽輪機(jī)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的1-4。二、設(shè)計(jì)題目及已知條件內(nèi)容：某12MW背壓機(jī)組小流量工況下通流部分改造方案的制定機(jī)組型式：B12-5010型背壓式汽輪機(jī)配汽方式：噴嘴配汽調(diào)節(jié)級(jí)選型：復(fù)速級(jí)設(shè)計(jì)工況下的參數(shù)：附錄2.1 機(jī)組概況該機(jī)組是武漢汽輪機(jī)廠早期生產(chǎn)的B12-5010型背壓式汽輪機(jī)。調(diào)

4、節(jié)級(jí)為復(fù)速級(jí)，3個(gè)壓力級(jí)，級(jí)的類型為沖動(dòng)級(jí)。(1)機(jī)組額定參數(shù)主蒸汽壓力：4.9MPa主蒸汽溫度：435總進(jìn)汽流量：150t/h排汽壓力：0.98MPa額定功率：12MW額定轉(zhuǎn)速：3000rpm(2)原機(jī)組改造技術(shù)參數(shù)與要求 由于實(shí)際供熱負(fù)荷的改變，曾對(duì)該機(jī)組進(jìn)行過通流部分改造，改造原則為減小汽輪機(jī)的通流面積，以適應(yīng)新的蒸汽流量，避免產(chǎn)生鼓風(fēng)工況。由于受到現(xiàn)場施工難度限制，采取了保持噴嘴高度和動(dòng)葉高度不變，封堵部分噴嘴的改造方案，該機(jī)組改造前為次高壓背壓機(jī)組，改造后為抽背機(jī)組，原機(jī)組改造方案與技術(shù)參數(shù)要均依據(jù)汽輪機(jī)廠家說明書參數(shù)確定。主蒸汽壓力：4.9MPa主蒸汽溫度：435總進(jìn)汽流量：55t

5、/h復(fù)速級(jí)后壓力2.2MPa復(fù)速級(jí)后溫度355抽汽流量：1012t/h排汽壓力0.98MPa排汽溫度 300額定功率3000kW額定汽耗16.87kg/kW·h汽輪機(jī)內(nèi)效率63.6%以上數(shù)據(jù)為機(jī)組改造時(shí)的技術(shù)參數(shù)要求。但實(shí)際運(yùn)行時(shí)抽汽并沒有投用。改造后機(jī)組初參數(shù)未能達(dá)到要求的參數(shù)，新蒸汽壓力為4.2MPa4.3MPa，終參數(shù)（背壓）在設(shè)計(jì)值高限運(yùn)行（0.951.0MPa表），機(jī)組各種損失較大，相對(duì)內(nèi)效率很低。復(fù)速級(jí)后經(jīng)常超溫，有時(shí)級(jí)后可高達(dá)395（原廠家要求最高不超過350），機(jī)組排汽溫度達(dá)到350（原機(jī)組額定流量下為300），由于該機(jī)組轉(zhuǎn)子為套裝轉(zhuǎn)子，復(fù)速級(jí)超溫對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行帶來嚴(yán)

6、重的隱患，且機(jī)組出力不足2000kW。2.2 本次設(shè)計(jì)與改造的基本要求該機(jī)組由于實(shí)際供熱負(fù)荷的大幅增加，汽輪機(jī)偏離原有設(shè)計(jì)工況，主蒸汽流量由150t/h降低至55t/h(工況1)和40t/h(工況2)。汽輪機(jī)在極端變工況下運(yùn)行時(shí)，汽輪機(jī)各級(jí)焓降分配、熱力參數(shù)均發(fā)生改變，在極低負(fù)荷情況下還會(huì)發(fā)生鼓風(fēng)現(xiàn)象。從運(yùn)行安全經(jīng)濟(jì)性出發(fā)，需要對(duì)該機(jī)組再次進(jìn)行改造，以解決復(fù)速級(jí)后超溫問題，同時(shí)提高機(jī)組的效率。本次設(shè)計(jì)的任務(wù)：（1）能對(duì)原機(jī)組額定工況進(jìn)行核算（2）能對(duì)機(jī)組03年改造工況進(jìn)行核算和分析（3）通過對(duì)機(jī)組03年改造工況的核算分析，提出有效解決措施，同時(shí)保證機(jī)組安全運(yùn)行。（4）能夠使機(jī)組在該改造工況下優(yōu)

7、化運(yùn)行，不僅解決復(fù)速級(jí)后超溫問題，同時(shí)能夠提高機(jī)組的效率。 本次設(shè)計(jì)的要求：（1）改造后機(jī)組形式：背壓機(jī)組，運(yùn)行方式仍采用以熱定電方式運(yùn)行。（2）機(jī)組參數(shù)要求：工況1：主蒸汽溫度435 ，主蒸汽壓力4.2MPa，排汽壓力0.95MPa，主蒸汽流量 55t/h；工況2：主蒸汽溫度435 ，主蒸汽壓力4.3MPa，排汽壓力0.85MPa，主蒸汽流量 40t/h。（3）設(shè)計(jì)限制條件通流尺寸 通流面積的改變方法為封堵壓力級(jí)部分噴嘴，噴嘴封堵數(shù)目為整數(shù)，限制噴嘴出口面積取值；蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)的膨脹是按照葉柵面積比膨脹的，動(dòng)葉計(jì)算通流面積取值需要由噴嘴出口面積求得；調(diào)節(jié)級(jí)后蒸汽溫度 調(diào)節(jié)級(jí)后蒸汽溫度<

8、350，調(diào)節(jié)級(jí)后蒸汽溫度超限的原因?yàn)檎{(diào)節(jié)級(jí)焓降過小，增加調(diào)節(jié)級(jí)整級(jí)理想焓降可以降低調(diào)節(jié)級(jí)的級(jí)后溫度；壓力級(jí)級(jí)數(shù) 壓力級(jí)級(jí)數(shù)可減少，至少保留1級(jí)，不可增加；調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴前壓力 全開調(diào)節(jié)汽門時(shí)，調(diào)節(jié)汽門及管道壓降取0.15MPa，工況1設(shè)計(jì)結(jié)果調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴前壓力<4.05MPa，工況2設(shè)計(jì)結(jié)果調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴前壓力<4.15MPa。 機(jī)組排汽壓力機(jī)組排汽壓力滿足要求：工況一，排汽壓力0.95MPa 工況二，排汽壓力0.85MPa（計(jì)算時(shí)可不考慮沖角損失和極限膨脹損失；軸封系統(tǒng)及門桿漏汽按5t/h考慮）三、設(shè)計(jì)過程3.1 汽輪機(jī)的熱力總體任務(wù)汽輪機(jī)熱力設(shè)計(jì)的任務(wù)是，按給定的設(shè)計(jì)條件，確定通流部分的

9、幾何尺寸，力求獲得高的相對(duì)內(nèi)效率。汽輪機(jī)的通流部分即汽輪機(jī)本體中汽流的通道，包括調(diào)節(jié)閥、級(jí)的通流部分和排汽部分。就汽輪機(jī)課程設(shè)計(jì)而言，其任務(wù)通常是指各級(jí)幾何尺寸的確定及級(jí)效率和內(nèi)功率的計(jì)算。3.2 汽輪機(jī)變工況熱力核算的方法介紹 汽輪機(jī)整機(jī)的熱力計(jì)算是建立在單級(jí)計(jì)算的基礎(chǔ)上的，因此研究單級(jí)的熱力核算對(duì)于保證順利完成整機(jī)核算任務(wù)有重要的意義。 目前，在變工況計(jì)算中，根據(jù)不同的給定原始條件，單級(jí)的詳細(xì)熱力計(jì)算可分為：順序計(jì)算和倒序計(jì)算兩種基本算法，此外還有將倒序和順序結(jié)合起來的混合算法。對(duì)調(diào)節(jié)級(jí)的熱力核算還有特性曲線算法。順序算法以給定的級(jí)前狀態(tài)為起點(diǎn)，由前向后計(jì)算；順序算法的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算簡單，缺點(diǎn)

10、之一是不能計(jì)算臨界工況，因?yàn)榕R界工況下，小于臨界壓力的任一壓力值均可作為噴嘴背壓，背壓不易確定。順序算法的另一缺點(diǎn)是調(diào)節(jié)級(jí)有部分開啟調(diào)節(jié)汽門時(shí)不能計(jì)算，因?yàn)椴糠珠_啟時(shí)噴嘴前的壓力無法求得，但對(duì)全開調(diào)門后的噴嘴與動(dòng)葉可以計(jì)算。 倒序算法則以級(jí)后狀態(tài)為起點(diǎn)，由后向前計(jì)算。倒序算法的優(yōu)點(diǎn)是可以計(jì)算級(jí)的臨界工況，也可以計(jì)算調(diào)節(jié)級(jí)部分開啟調(diào)節(jié)汽門后的噴嘴與動(dòng)葉。它的缺點(diǎn)是計(jì)算繁瑣。 混合算法中，每級(jí)都包括先是倒序后是順序的若干次混合計(jì)算。只有當(dāng)?shù)剐蚝晚樞蛴?jì)算結(jié)果相符合時(shí)，級(jí)的核算才可以結(jié)束，然后逐級(jí)向前推進(jìn)。這三種方法都建立在噴嘴和動(dòng)葉出口截面連續(xù)方程和單級(jí)工作原理的基礎(chǔ)上，并且計(jì)算時(shí)，級(jí)的流量和幾何尺

11、寸是已知的。 本設(shè)計(jì)題目中，配汽方式對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響進(jìn)行簡化處理。改造后配汽方式采用關(guān)閉部分閥門，其余閥門節(jié)流配汽方式。進(jìn)行熱力設(shè)計(jì)時(shí)，所選取的工況均認(rèn)為是節(jié)流配汽時(shí)閥門全開工況，可以采用順序算法。本題目中背壓汽輪機(jī)各級(jí)壓比較大，復(fù)速級(jí)及各壓力級(jí)中流動(dòng)為臨界狀態(tài)的可能性較小，可以采用順序算法，如計(jì)算中出現(xiàn)臨界狀態(tài)，可嘗試調(diào)整級(jí)的焓降改變汽流速度。3.3 本課程設(shè)計(jì)的基本方法 調(diào)節(jié)級(jí)后蒸汽熱力狀態(tài)對(duì)其后面的流通部分的熱力過程影響很大，故而調(diào)節(jié)級(jí)變工況計(jì)算對(duì)于整個(gè)汽輪機(jī)熱力工況計(jì)算非常重要。以下給出雙列調(diào)節(jié)級(jí)熱力計(jì)算算法。為簡單起見，僅研究噴嘴調(diào)節(jié)的配汽方式，并忽略調(diào)節(jié)中重疊度的影響。 單列級(jí)的熱

12、力計(jì)算往往采用由級(jí)后到級(jí)前的逆序計(jì)算，然后再進(jìn)行順序校核計(jì)算的迭代算法。對(duì)于雙列級(jí)，如果仍然整級(jí)采用這種逆、順序算法，則在初次逆序計(jì)算時(shí)假設(shè)參數(shù)較多，如各項(xiàng)有關(guān)損失、動(dòng)葉入口速度和導(dǎo)葉入口速度等，將它們放在同一層迭代，由于彼此之間相互耦合，使得迭代次數(shù)較多，影響了計(jì)算速度。為此，本設(shè)計(jì)可以采用將雙列級(jí)從結(jié)構(gòu)上分為兩組的算法：第一組由轉(zhuǎn)向?qū)~和第二列動(dòng)葉構(gòu)成，第二組由噴嘴和第一列動(dòng)葉構(gòu)成；首先對(duì)單個(gè)組進(jìn)行熱力計(jì)算，然后對(duì)級(jí)整體做進(jìn)一步計(jì)算，這樣，將多個(gè)假設(shè)量分割開而分別進(jìn)行迭代計(jì)算，使迭代次數(shù)降低，從而提高了計(jì)算速度。同時(shí)，僅須已知該級(jí)的有關(guān)幾何特性及級(jí)前蒸汽參數(shù)和級(jí)后壓力便可進(jìn)行熱力計(jì)算。單組

13、的熱力計(jì)算采取迭代法，每輪計(jì)算分逆序計(jì)算和順序計(jì)算兩步。倒序計(jì)算目的是在已知蒸汽流量、通流部分結(jié)構(gòu)和組后蒸汽狀態(tài)的前提下，噴嘴(導(dǎo)葉)和動(dòng)葉出口截面連續(xù)流動(dòng)方程為基礎(chǔ)確定組的各處蒸汽狀態(tài)，具體思路與方法提供如下參考：3.3.1 級(jí)的變工況熱力核算方法倒序算法圖1 級(jí)的熱力過程線 圖2 倒序計(jì)算程序圖3.3.1.1 汽輪機(jī)熱力核算倒序計(jì)算示例（1） 對(duì)原機(jī)組額定工況進(jìn)行校核下面給出單級(jí)的倒序計(jì)算過程，其余各級(jí)方法相同，其計(jì)算步驟如下：1. 排汽壓力，排汽溫度已知，則由蒸汽焓值計(jì)算軟件可查出3點(diǎn)比焓值2. 根據(jù) 、估計(jì)這四部分損失3. 計(jì)算4. 已知5. 已知、可查出6. 估計(jì)噴嘴個(gè)數(shù)7. 動(dòng)葉出

14、口面積8. 動(dòng)葉流量9. 計(jì)算動(dòng)葉出口相對(duì)速度10. 計(jì)算馬赫數(shù)是否滿足亞臨界工況11. 計(jì)算圓周速度12. 動(dòng)葉出口相對(duì)速度角已知可求得13. 計(jì)算動(dòng)葉出口絕對(duì)速度根據(jù)余弦定理可求得14. 計(jì)算動(dòng)葉出口汽流角15. 計(jì)算余速損失與之前估計(jì)值相比，計(jì)算相對(duì)誤差并在范圍內(nèi)，若不在調(diào)整估計(jì)值，重新計(jì)算16. 動(dòng)葉速度系數(shù)根據(jù)0.850.95進(jìn)行取值，取0.9217. 計(jì)算動(dòng)葉滯止比焓降18. 計(jì)算動(dòng)葉損失19. 估計(jì)動(dòng)葉進(jìn)口有效相對(duì)速度20. 計(jì)算動(dòng)葉理想比焓降21. 點(diǎn)壓力已知即排氣壓力22. 計(jì)算點(diǎn)的焓23. 計(jì)算點(diǎn)的熵，由蒸汽焓值計(jì)算軟件可得24. 計(jì)算的焓值25. 動(dòng)葉前滯止壓力可由軟件查

15、得（由、）26. 計(jì)算動(dòng)葉進(jìn)口動(dòng)能為27. 計(jì)算點(diǎn)焓值28. 的壓力可由軟件查得（、）29. 的比體積由軟件查得（、）30. 估計(jì)撞擊損失31. 1點(diǎn)壓力32. 1點(diǎn)的焓值33. 1點(diǎn)的比體積，可由軟件查得（、）34. 計(jì)算噴嘴流量35. 計(jì)算噴嘴流通面積36. 計(jì)算噴嘴出口絕對(duì)速度37. 計(jì)算馬赫數(shù)是否滿足亞臨界工況38. 動(dòng)葉進(jìn)口相對(duì)速度角比大39. 動(dòng)葉進(jìn)口絕對(duì)速度角給定值40. 計(jì)算動(dòng)葉進(jìn)口相對(duì)速度，由余弦定理可求得41. 計(jì)算動(dòng)葉進(jìn)口相對(duì)速度角正弦定理可求得42. 計(jì)算沖角43. 計(jì)算動(dòng)葉進(jìn)口有效相對(duì)速度進(jìn)而分析誤差44. 計(jì)算撞擊損失進(jìn)而分析誤差45. 噴嘴速度系數(shù)根據(jù)0.920.

16、98進(jìn)行取值，取0.9746. 計(jì)算噴嘴滯止比焓降47. 計(jì)算噴嘴損失48. 點(diǎn)的壓力49. 計(jì)算點(diǎn)的焓50. 的比容由軟件可查（、）51. 的熵同上52. 計(jì)算的焓53. 點(diǎn)壓力由軟件可查（、）54. 點(diǎn)溫度由軟件可查（、）55. 估計(jì)噴嘴進(jìn)口速度56. 計(jì)算上級(jí)余速損失57. 計(jì)算0點(diǎn)焓58. 0點(diǎn)壓力由軟件可查（、）59. 0點(diǎn)比體積由軟件可查（、）60. 0點(diǎn)溫度由軟件可查（、）61. 計(jì)算噴嘴理想比焓降62. 點(diǎn)的焓由軟件可查（、）63. 計(jì)算整級(jí)理想比焓降64. 計(jì)算反動(dòng)度65. 計(jì)算輪周損失=66. 計(jì)算輪周比焓降67. 計(jì)算葉高損失進(jìn)行誤差分析68. 計(jì)算葉輪摩擦損失進(jìn)行誤差分

17、析69. 計(jì)算級(jí)的假想速度70. 計(jì)算假想速比71. 計(jì)算速比72. 計(jì)算部分進(jìn)汽度73. 計(jì)算鼓風(fēng)損失系數(shù)74. 計(jì)算斥汽損失系數(shù)75. 計(jì)算本級(jí)理想焓降76. 計(jì)算部分進(jìn)汽損失（）進(jìn)行誤差分析77. 級(jí)內(nèi)損失78. 計(jì)算級(jí)內(nèi)有效比焓降79. 計(jì)算級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率80. 計(jì)算級(jí)的內(nèi)功率（2）機(jī)組03年改造工況進(jìn)行核算算例首先需假設(shè)排汽溫度t3，其余計(jì)算過程和額定工況校核相同。通過對(duì)03年改造工況的核算，我們發(fā)現(xiàn)在調(diào)節(jié)級(jí)處出現(xiàn)了倒速度三角形，處于鼓風(fēng)工況，并且復(fù)速級(jí)后出現(xiàn)超溫，機(jī)組出力不足。正是由于調(diào)節(jié)級(jí)進(jìn)汽量太低，由于汽輪機(jī)在低負(fù)荷下，進(jìn)汽量和噴嘴組的面積配合不好，致使汽輪機(jī)在低負(fù)荷下焓降不正

18、常，最終造成在汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)后混合汽室的h2很高，最終造成汽輪機(jī)后汽室溫度高，出現(xiàn)調(diào)節(jié)級(jí)后超溫。 對(duì)于背壓機(jī)組來說，在相同初參數(shù)下蒸汽的理想焓降同凝汽式相比較小，對(duì)于多數(shù)情況下，背壓式汽輪機(jī)采用噴嘴調(diào)節(jié)，閥門個(gè)數(shù)較多，調(diào)節(jié)級(jí)焓降則根據(jù)熱負(fù)荷變化情況而定，當(dāng)機(jī)組熱負(fù)荷變化較大時(shí)，宜采用焓降較大的雙列速度級(jí)，以保持背壓式汽輪機(jī)在較大工況范圍內(nèi)效率變化不大，如下圖可知，在改造后的流量比通過讀圖可知，當(dāng)調(diào)節(jié)級(jí)焓降較大時(shí)汽輪機(jī)的效率較高，所以我們可知由于調(diào)節(jié)級(jí)的噴嘴和導(dǎo)葉面積與流量不適合導(dǎo)致蒸汽在調(diào)節(jié)級(jí)內(nèi)焓降減小，導(dǎo)致級(jí)后超溫，而且機(jī)組出力不夠。a調(diào)節(jié)級(jí)焓降較大時(shí)b調(diào)節(jié)級(jí)焓降較小時(shí)圖3 流量比（3） 通過

19、對(duì)機(jī)組03年改造工況的核算分析，提出有效解決措施，同時(shí)保證機(jī)組安全運(yùn)行通過對(duì)03年改造方案的分析可看出03年改造工況是對(duì)壓力級(jí)通流面積的改造，經(jīng)過對(duì)壓力級(jí)通流面積的核算得知，每一壓力級(jí)都是和額定工況的流動(dòng)情況相似的原則進(jìn)行堵噴嘴，有計(jì)算數(shù)據(jù)可知，由于對(duì)噴嘴堵得比較嚴(yán)重，而使得級(jí)后超溫，導(dǎo)致機(jī)組出力不足。鑒于上述情況，本次改造提出方案為：通過熱力核算，對(duì)調(diào)節(jié)級(jí)以及壓力級(jí)噴嘴進(jìn)行合適封堵，并分為夏季工況和冬季工況分別找出合適的封堵噴嘴數(shù)目，如果冬季和夏季都按照夏季工況進(jìn)行對(duì)壓力機(jī)的噴嘴進(jìn)行堵，由于調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴出口面積可以進(jìn)行調(diào)節(jié)級(jí)前噴嘴組進(jìn)行調(diào)節(jié)，所以調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴出口面積可以隨著負(fù)荷的大小進(jìn)行變化，所

20、以調(diào)節(jié)級(jí)的噴嘴出口面積可以隨負(fù)荷大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，但是由于壓力級(jí)噴嘴出口面積只能按照一個(gè)工況進(jìn)行堵，所以現(xiàn)在對(duì)壓力機(jī)的冬季工況和夏季工況的噴嘴面積經(jīng)過核算得知：噴嘴面積調(diào)節(jié)級(jí)第一列噴嘴面積（所留噴嘴數(shù)目）第一壓力級(jí)噴嘴面積（所留噴嘴數(shù)目）第二壓力級(jí)噴嘴面積（所留噴嘴數(shù)目）第三壓力級(jí)噴嘴面積（所留噴嘴數(shù)目）冬季工況（55噸）11403838夏季工況（40噸）8403838（導(dǎo)葉能不能堵，如果能堵該如何封堵，提出自己的創(chuàng)新方案?）（4）能夠使機(jī)組在該改造工況下優(yōu)化運(yùn)行，不僅解決復(fù)速級(jí)后超溫問題，同時(shí)能夠提高機(jī)組的效率。通過以上改造優(yōu)化，成功解決了汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)級(jí)后超溫問題，冬季工況下調(diào)節(jié)級(jí)后溫度322.

21、8579，調(diào)節(jié)級(jí)功率2214.8kW，機(jī)組有效比焓降248.355967 kJ/kg，機(jī)組相對(duì)內(nèi)效率 61.6582%，機(jī)組出力大幅增加，最終機(jī)組出力達(dá)到3449.168kW。夏季工況下調(diào)節(jié)級(jí)后溫度297.6765，調(diào)節(jié)級(jí)功率1644.178kW，機(jī)組有效比焓降218.290544 kJ/kg，機(jī)組相對(duì)內(nèi)效率 53.2621%，最終機(jī)組出力達(dá)到2122.221kW。3.3.2級(jí)的變工況熱力核算方法順序算法 采用順序計(jì)算，即由級(jí)前的狀態(tài)為起點(diǎn)，向級(jí)后計(jì)算，并以級(jí)后狀態(tài)點(diǎn)作為下一級(jí)的級(jí)前狀態(tài)，繼續(xù)計(jì)算下一級(jí)，以此類推，由前往后，逐級(jí)進(jìn)行且超臨界不能使用順序算法。 圖4 級(jí)的熱力過程線 圖5順序計(jì)算

22、程序圖3.3.2.1 汽輪機(jī)熱力核算順序計(jì)算具體過程 （1）對(duì)原機(jī)組額定工況進(jìn)行校核1.已知級(jí)前蒸汽參數(shù)、滯止參數(shù)及流量，假設(shè)噴嘴流量Gn1、動(dòng)葉流量Gb1都等于級(jí)流量，即Gn1=Gb1=G12.計(jì)算噴嘴臨界流量是否>Gn1滿足亞臨界工況3.在不小于臨界壓力P1cr范圍內(nèi)，假設(shè)噴嘴后壓力P114.由P11及S00可得5.計(jì)算噴嘴滯止理想比焓降6.計(jì)算噴嘴理想比焓降7.噴嘴個(gè)數(shù)8.噴嘴的部分進(jìn)汽度9.噴嘴速度系數(shù)根據(jù)0.920.98進(jìn)行取值，取0.9710.計(jì)算噴嘴出口流速11.計(jì)算噴嘴損失12.計(jì)算噴嘴出口比焓13.計(jì)算噴嘴流通面積14.由P11、h1可得15.由連續(xù)方程可得噴嘴計(jì)算流量

23、16.用求得與已知流量相比，計(jì)算相對(duì)誤差，建議取0.005左右，若不滿足誤差條件，重新進(jìn)行估算17.動(dòng)葉進(jìn)口絕對(duì)速度角給定值可求得18.計(jì)算動(dòng)葉進(jìn)口相對(duì)速度，由余弦定理 可求得19.動(dòng)葉出口相對(duì)速度角已知可求得20.動(dòng)葉進(jìn)口相對(duì)速度角比大21.計(jì)算動(dòng)葉進(jìn)口相對(duì)速度角正弦定理可求得22.計(jì)算動(dòng)葉沖角23.計(jì)算動(dòng)葉進(jìn)口有效相對(duì)速度24.計(jì)算動(dòng)葉撞擊損失25.計(jì)算動(dòng)葉進(jìn)口動(dòng)能26.計(jì)算11點(diǎn)比焓27.11點(diǎn)壓力28.由11點(diǎn)壓力及比焓可得t11、v11、s1129.計(jì)算1*點(diǎn)比焓30.計(jì)算動(dòng)葉出口面積31.由、s11可得、32.計(jì)算動(dòng)葉的臨界流量是否>Gb1滿足亞臨界工況33.在不小于臨界壓力

24、P2cr范圍內(nèi)，假設(shè)動(dòng)葉后壓力P2134.由P21、s11可得35.計(jì)算動(dòng)葉滯止理想比焓降36.計(jì)算動(dòng)葉理想比焓降37.動(dòng)葉速度系數(shù)根據(jù)0.850.95進(jìn)行取值，取0.9238.計(jì)算動(dòng)葉出口流速39.計(jì)算動(dòng)葉損失40.計(jì)算動(dòng)葉出口比焓41.由h2、p21可得42.計(jì)算動(dòng)葉流量計(jì)算相對(duì)誤差，建議取0.005左右，若不滿足誤差條件，重新進(jìn)行估算43.計(jì)算動(dòng)葉出口絕對(duì)速度44.計(jì)算動(dòng)葉出口汽流角45.計(jì)算余速損失46.由p2、可得47.計(jì)算級(jí)滯止比焓降48.計(jì)算反動(dòng)度49.計(jì)算輪周比焓降50.計(jì)算輪周損失=51.計(jì)算葉高損失其中52.計(jì)算葉輪摩擦損失53.計(jì)算鼓風(fēng)損失系數(shù) 54.計(jì)算斥汽損失系數(shù) 5

25、5.計(jì)算本級(jí)理想焓降 56.計(jì)算部分進(jìn)汽損失 （）57.計(jì)算級(jí)的假想速度 58.計(jì)算假想速比 59.計(jì)算速比 60.級(jí)內(nèi)損失 61.計(jì)算級(jí)內(nèi)有效比焓降 62.計(jì)算級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率 63.計(jì)算級(jí)的內(nèi)功率 （2）（3）（4）步驟同上，采用順序計(jì)算是對(duì)倒序計(jì)算的校核，故計(jì)算結(jié)果參照倒序算法結(jié)果。3.4 上述計(jì)算過程需要注意的問題（1）對(duì)雙列級(jí)的核算要按照雙列調(diào)節(jié)級(jí)的變工況計(jì)算方法進(jìn)行核算。（2）蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)的膨脹是按照葉柵面積比膨脹的。（3）增加調(diào)節(jié)級(jí)整級(jí)理想焓降可以降低調(diào)節(jié)級(jí)的級(jí)后溫度。（4）通過對(duì)各個(gè)工況下的計(jì)算，分析出調(diào)節(jié)級(jí)后超溫原因，提出自己的認(rèn)為合適的解決方案。四、 參考文獻(xiàn)：1 沈士一,

26、 莊賀慶, 康松, 龐立云. 汽輪機(jī)原理 M. 北京: 中國電力出版社. 1992.2 李維特, 黃保海. 汽輪機(jī)變工況熱力計(jì)算 M. 北京: 中國電力出版社. 2001.3 馮慧雯. 汽輪機(jī)課程設(shè)計(jì)參考資料 M. 北京: 水利電力出版社. 1992.4 王乃寧, 張志剛. 汽輪機(jī)熱力設(shè)計(jì) M. 北京: 水利電力出版社. 1987.5 付林, 江億. 雙列調(diào)節(jié)級(jí)變工況熱力計(jì)算方法及應(yīng)用 J. 熱能動(dòng)力工程, 1999, 6:473-476.附：機(jī)組原始資料一、B12-5010型背壓式汽輪機(jī)原始資料1. 基本參數(shù)：項(xiàng)目正常參數(shù)工作轉(zhuǎn)速額定功率背壓背壓變化范圍數(shù)據(jù)4.94353000120000.

27、98071.2748-0.78452. 熱力特性：項(xiàng)目單位工況汽輪機(jī)內(nèi)效率電機(jī)效率機(jī)械損失背壓進(jìn)汽量汽耗計(jì)算值保證值設(shè)計(jì)工況74.63972500.9807151.712.3412.796高背壓工況74.37972501.274117214.114.622低背壓工況73.93972500.78453136.611.02511.4333. 配汽數(shù)據(jù)：項(xiàng)目噴嘴進(jìn)汽度噴嘴出口面積噴嘴數(shù)閥徑閥數(shù)10.07240.072417.317.307750220.10350.175924.7242.02101760230.10350.279424.7266.74102760240.05180.331212.36

28、79.1053260150.05180.383012.3691.465376014. 各級(jí)溫度、壓力及功率：級(jí)別CZ34設(shè)計(jì)工況級(jí)后溫度343314291266背壓1.98961.56491.233450.9807內(nèi)功率6970210719741932高背壓工況級(jí)后溫度352325298269背壓2.32581.86251.53731.2748內(nèi)功率6650222019451857低背壓工況級(jí)后溫度339301275248背壓1.70161.31310.98550.78453內(nèi)功率70181997186219965. 各接管口徑及流速：項(xiàng)目主汽管排汽管接管內(nèi)徑接管面積0.05970.2666設(shè)計(jì)工況流量 41.66741比容 0.0630.245流速 43.96337.678變工況 2.97514.167 46.81753.1386. 通流部分熱力過程線（設(shè)計(jì)工況）：7. 通流部分尺寸及動(dòng)靜葉片：級(jí)別C23412噴嘴