汽輪機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

1、第三章 幾種典型的熱力循環(huán)熱力循環(huán)：工質(zhì)從某一狀態(tài)點(diǎn)開始，經(jīng)過一系列狀態(tài)變化有回到原來這一狀態(tài)點(diǎn)的封閉變化過程叫做熱力循環(huán)，簡(jiǎn)稱循環(huán)。什么是循環(huán)熱效率?它說明了什么? 工質(zhì)每完成一個(gè)熱力循環(huán)所做的有用功和工質(zhì)在每個(gè)熱循環(huán)過程中從熱源吸收的熱量的比值叫做循環(huán)熱效率. 循環(huán)熱效率說明了循環(huán)中熱能轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ某潭?效率越高,說明工質(zhì)從熱源吸收的熱量轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ谋壤礁?；反?效率越小,說明轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ臒崃吭缴?卡諾循環(huán)是由哪些過程組成的?它在 T-S 圖上如何表示？ 卡諾循環(huán)是由兩個(gè)可逆的定溫過程和兩個(gè)可逆和絕熱過程組成的.它在 T- S 圖上所示.1-2 過程是可逆的等溫吸熱過程；2-3 過程是

2、可逆的絕熱膨脹過程；3-4 為可逆的等溫放熱過程；4-1 為可逆的絕熱壓縮過程. 卡諾循環(huán)的熱效率怎樣計(jì)算? 卡諾循環(huán)熱效率用卡表示. q1- q2 T1(S2- S1) - T2(S2- S1) 卡 = - = - q1 T1(S2 - S1) T1- T2 = - = 1 - - T1 T1式中 卡 - 卡諾循環(huán)熱效率； q1 - 工質(zhì)由高溫?zé)嵩次盏臒崃? 焦耳/千克 ； q2 - 工質(zhì)向低溫?zé)嵩捶懦龅臒崃? 焦耳/千克 ； T1 - 高溫?zé)嵩吹慕^對(duì)溫度, K ； T2 - 低溫?zé)嵩吹慕^對(duì)溫度, K ； 在相同的溫度范圍內(nèi),卡諾循環(huán)的熱效率最高,但總是小于1.朗肯循環(huán)是通過哪些設(shè)備實(shí)現(xiàn)的

3、?各熱力設(shè)備在熱力循環(huán)中起什么作用? 朗肯循環(huán)是火力發(fā)電廠的基本熱力循環(huán),它是通過蒸汽鍋爐、汽輪機(jī)、凝汽器和給水泵這四個(gè)主要熱力設(shè)備實(shí)現(xiàn)的. 各熱力設(shè)備所起的作用如下: (1) 鍋爐的作用: 鍋爐包括省煤器、爐膛水冷壁和過熱器,它將給水定壓加熱,最終產(chǎn)生過熱蒸汽,即主蒸汽,然后通過主蒸汽管路送入汽輪機(jī)； (2) 汽輪機(jī)的作用: 蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)進(jìn)行絕熱膨脹做功,將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能,做完功的排汽排入凝汽器； (3) 凝汽器的作用:將汽輪機(jī)的排汽加以冷卻,使其在定壓下凝結(jié)成飽合水,其壓力等于汽輪機(jī)排汽壓力 (4) 給水泵將凝結(jié)水進(jìn)行絕熱壓縮,升高壓力送回鍋爐,送入鍋爐的水稱為給水.朗肯循環(huán)第四章熱量

4、傳遞的幾種基本方式什么是導(dǎo)熱? 直接接觸的物體或物體本身各部之間的熱量傳遞現(xiàn)象叫導(dǎo)熱. 火力發(fā)電廠中常見的導(dǎo)熱現(xiàn)象如管壁、汽缸壁、汽包壁內(nèi)外表面間的熱量傳遞.什么是對(duì)流換熱? 流動(dòng)的流體與固體壁面之間的熱量交換或流動(dòng)的流體與流體之間的熱量交換均稱為對(duì)流換熱.火力發(fā)電廠中常見的對(duì)流換熱現(xiàn)象如:煙氣對(duì)省煤器；工質(zhì)對(duì)水冷壁；汽機(jī)排汽對(duì)凝汽器銅管；循環(huán)水對(duì)銅管；空氣對(duì)暖器等.什么是熱輻射? 波長(zhǎng)在0.4 - 40 微米的射線能被物體吸收后又可能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?這樣的射線叫熱射線.熱射線傳播熱能的過程叫熱輻射.熱輻熱是一種不需要物質(zhì)直接接觸而進(jìn)行的熱量傳遞方式.如火電廠中,爐膛內(nèi)火焰與水冷壁屏式過熱式,墻式

5、再熱式之間的傳熱. 一切物質(zhì)只要溫度高于絕對(duì)零度，總是隨時(shí)隨地向外界發(fā)出輻射，溫度越高，輻射能越大。 物體吸收輻射的能力越強(qiáng)，其輻射能力也越強(qiáng)。在物體溫度一定時(shí)，其黑度越大，輻射力越大。（黑度取決于材料表面的輻射力強(qiáng)弱程度，只取決于材料的熱輻射性能，與溫度和表面狀況有關(guān)）穩(wěn)定導(dǎo)熱：物體各點(diǎn)的溫度不隨著時(shí)間變化而變化的導(dǎo)熱叫做穩(wěn)定導(dǎo)熱。（火電廠中的大多數(shù)熱力設(shè)備在穩(wěn)定運(yùn)行的時(shí)候其壁面間的傳熱都屬于穩(wěn)定導(dǎo)熱。對(duì)厚重的金屬部件受單向加熱和冷卻時(shí),其各部分的溫度是不均勻的,這樣,熱膨脹也不均勻.作為部件的整體是有連續(xù)性的,各部分之間有著相互約束和牽制的作用力,這使熱的部分膨脹不出去而受到壓縮；冷的部分

6、被拉長(zhǎng),因而在部件內(nèi)部產(chǎn)生了應(yīng)力.這種由于加熱不均而產(chǎn)生的應(yīng)力稱為熱應(yīng)力.（由于零部件的內(nèi)、外或兩側(cè)溫差引起的零部件變形受到約束，而在物體內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力）熱沖擊：金屬材料受到急劇的加熱和冷卻時(shí)，其內(nèi)部將產(chǎn)生很大的溫差，從而引起很大的沖擊熱應(yīng)力，這種現(xiàn)象稱為熱沖擊。一次大的熱沖擊，產(chǎn)生的熱應(yīng)力能超過材料的屈服極限，而導(dǎo)致金屬部件損壞。熱疲勞：金屬部件被反復(fù)的加熱和冷卻時(shí)，其內(nèi)部產(chǎn)生交變熱應(yīng)力，在此交變熱應(yīng)力反復(fù)作用下零部件遭到破壞的現(xiàn)象叫熱疲勞。金屬材料在長(zhǎng)期交變應(yīng)力的作用下,雖然應(yīng)力數(shù)值遠(yuǎn)比強(qiáng)度極限小,但是仍能使金屬材料遭到破壞,這種現(xiàn)象稱為金屬疲勞.汽輪機(jī)在啟動(dòng)、停機(jī)過程中,如果蒸汽溫度變化

7、較大,與金屬溫差加大,轉(zhuǎn)子表面和汽缸壁都要受到很大的熱應(yīng)力的沖擊.沖擊時(shí)間雖短,但其沖擊力很大,如果材料呈現(xiàn)脆性時(shí)更為危險(xiǎn),不僅要校檢材料的屈服極限,也要考慮所引起的熱疲勞損傷.汽輪機(jī)動(dòng)葉片在沖擊汽流力的多次反復(fù)作用發(fā)生共振現(xiàn)象,如果發(fā)生共振,嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致疲勞斷裂.由于轉(zhuǎn)子遭受到的熱疲勞損傷則是由于多次交變的熱應(yīng)力所造成的.由于熱應(yīng)力循環(huán)的頻率非常低,例如,啟、停一次或負(fù)荷升、降一次做為一個(gè)同期，就整緞轉(zhuǎn)子而言，啟動(dòng)時(shí)有熱拉應(yīng)力，停機(jī)時(shí)則有熱壓應(yīng)力，整緞轉(zhuǎn)子熱應(yīng)力方向與內(nèi)孔相反，其熱應(yīng)力幅值疊加。在溫度突變時(shí)可以達(dá)到8-10倍，所以容易產(chǎn)生熱疲勞裂紋，在工況突變時(shí)使轉(zhuǎn)子損壞。什么是金屬的蠕變

8、?蠕變過程分哪幾個(gè)階段？ 金屬材料在長(zhǎng)期高溫和靜應(yīng)力的作用下,逐漸產(chǎn)生塑性變形的過程稱為金屬的蠕變. 材料在一定壓力、溫度下被加上一定的載荷后，就會(huì)產(chǎn)生彈性變形，其過程為OA，這段不是蠕變?cè)斐傻?。第階段AB為不穩(wěn)定階段，塑性變形發(fā)展很快，但為時(shí)不久。第階段BC為穩(wěn)定階段，塑性變形發(fā)展緩慢，而且蠕變速度不變。第階段CD不加速階段，蠕變速度又迅速加快，到達(dá)D點(diǎn)時(shí)材料破裂損壞。我們決不允許材料在第階段的狀態(tài)下工作。什么是脆性轉(zhuǎn)變溫度FATT？FATT是指在不同溫度下對(duì)金屬材料進(jìn)行的沖擊試驗(yàn)，脆性斷口占試驗(yàn)斷口5%時(shí)的溫度。含有缺陷的轉(zhuǎn)子如果工作在脆性轉(zhuǎn)變溫度下，其沖擊韌性顯著下降，容易發(fā)生脆性破壞。

9、CrMoV的FATT 為80130，并因熱處理不同，而使FATT有所不同，且隨高溫運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，F(xiàn)ATT有逐漸升高的現(xiàn)象。 低壓轉(zhuǎn)子的FATT一般在0100發(fā)生低溫脆性斷裂的條件：金屬材料在低與FATT溫度下工作；具有臨界盈利或臨界裂紋流體力學(xué)基礎(chǔ)作用在液體上的力有表面力（外力和內(nèi)力），和質(zhì)量力（重力和慣性力）層流：各流體微團(tuán)彼此平行地分層流動(dòng)，互不干擾與混雜，軌跡是直線或是有規(guī)律的平滑曲線。紊流：流體各微團(tuán)間互相強(qiáng)烈的混合和摻雜，不僅有沿著主流方向的運(yùn)動(dòng)，還有垂直于主流方向的運(yùn)動(dòng)。（電廠的汽、水、風(fēng)、煙等各種管道中的流動(dòng)，絕大多數(shù)屬于紊流）流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過過流斷面（與流線相垂直的截面）

10、的液體數(shù)量（體積流量和質(zhì)量流量）平均流速：過流斷面上各點(diǎn)流速的平均值（過流斷面上的實(shí)際流速是不相同的）穩(wěn)定流（流速不隨時(shí)間變化而變化）方程式穩(wěn)定流連續(xù)性方程 m=Ac/v穩(wěn)定流能量方程 z1+p1/g +c12/2g= z2+p2/g +c22/2g +hsZ 位置水頭 ，p/g 壓力水頭 c2/2g 流速水頭 hs 水頭損失 總水頭 H= z+p/g +c2/2g H1=H2+ hs汽水流動(dòng)時(shí)的阻力損失沿程損失：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的液體在流動(dòng)過程中用于各副沿程阻力而損失的能量。局部損失：當(dāng)管道形狀或大小改變而引起的斷面流速的分布發(fā)生急劇的變化時(shí)，產(chǎn)生的阻力。減少汽水流動(dòng)損失的方法：縮短管道長(zhǎng)度，合理選

11、擇管徑，減少管壁粗糙度，盡量采用圓管，提高流體輸送溫度，減少局部損失什么是管道中的水錘現(xiàn)象？有何危害？消除水錘現(xiàn)象的發(fā)生一般應(yīng)采取哪些辦法？答：A.當(dāng)壓力管道中的液體，遇到閥門突然關(guān)閉或開啟以及水泵的突然停運(yùn)或啟動(dòng)時(shí)，在瞬間內(nèi)液體運(yùn)動(dòng)速度發(fā)生急劇的變化，引起其動(dòng)量的迅速改變，從而造成管道中液體的壓力顯著地、反復(fù)地、迅速變化，這種現(xiàn)象稱為水錘現(xiàn)象。（水錘有正水錘和負(fù)水錘之分,正水錘時(shí),管道壓力升高可以超過管道正常壓力的幾十乃至幾百倍,致使管壁產(chǎn)生很大的應(yīng)力,而壓力反復(fù)變化將引起管道和設(shè)備震動(dòng),應(yīng)力的交變變化,將造成管道及其管件和設(shè)備的損壞:負(fù)水錘是同樣壓力應(yīng)力的變化也對(duì)設(shè)備不利,壓力過低也可能使

12、管道形成不利的真空)B.發(fā)生水錘現(xiàn)象時(shí)，管道內(nèi)液體壓力驟然大幅度波動(dòng)，其壓力可能達(dá)到管中液體原來正常壓力的幾十倍甚至上百倍，可能導(dǎo)致管道系統(tǒng)的強(qiáng)烈振動(dòng)、噪音、甚至使管道嚴(yán)重變形、爆裂及損壞水力設(shè)備等。C.消除水錘現(xiàn)象的發(fā)生一般采取如下措施：（1）增加閥門的啟動(dòng)時(shí)間；（2）盡量縮短管道的長(zhǎng)度：（3）在管道上裝設(shè)安全閥，以限制壓力升高的數(shù)值。D 產(chǎn)生水錘的內(nèi)應(yīng)因是流體的慣性和壓縮性,外因是外部的擾動(dòng),如閥門的開關(guān)水泵的啟停.E 為防止出現(xiàn)水錘現(xiàn)象,可采取增加閥門的啟閉時(shí)間,盡量縮短管道的長(zhǎng)度,在管道上裝設(shè)安全閥或空氣室,以限制壓力突然升高的數(shù)值或壓力降的太低的數(shù)值.例：閥門突然關(guān)閉，在閥門附近水受

13、壓縮，壓力升高，管壁也相應(yīng)膨脹-回流-閥門處形成真空，水體膨脹，密度減少管壁收縮-順流第二篇 汽輪機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié) 汽輪機(jī)工作原理 蒸汽的沖動(dòng)作用原理和反動(dòng)作用原理 沖動(dòng)作用原理沖動(dòng)力：改變其速度的大小和方向則產(chǎn)生一沖動(dòng)力或汽流改變流動(dòng)方向?qū)ζ喇a(chǎn)生一離心力，此力為沖動(dòng)力，此力的大小取決于單位時(shí)間內(nèi)通過動(dòng)葉通道的蒸汽質(zhì)量及其速度的變化 。反動(dòng)作用原理反動(dòng)力：因汽流膨脹產(chǎn)生一相反力（汽體壓力變化），如火箭。此力的大小取決于汽體壓力的變化。 作用在動(dòng)葉片上的里有：沖動(dòng)力和反動(dòng)力沖動(dòng)式汽輪機(jī)級(jí)的工作原理和級(jí)內(nèi)能量轉(zhuǎn)換過程及特點(diǎn)。 蒸汽在汽輪機(jī)級(jí)內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換過程，是先將蒸汽的熱能在其噴嘴葉柵中轉(zhuǎn)換為蒸

14、汽所具有的動(dòng)能，然后再將蒸汽的動(dòng)能在動(dòng)葉柵中轉(zhuǎn)換為軸所輸出的機(jī)械功。具有一定溫度和壓力的蒸汽先在固定不動(dòng)的噴嘴流道中進(jìn)行膨脹加速，蒸汽的壓力、溫度降低，速度增加，將蒸汽所攜帶的部分熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝膭?dòng)能。從噴嘴葉柵噴出的高速汽流，以一定的方向進(jìn)入裝在葉輪上的動(dòng)葉柵，在動(dòng)葉流道中繼續(xù)膨脹，改變汽流速度的方向和大小，對(duì)動(dòng)葉柵產(chǎn)生作用力，推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)作功，通過汽輪機(jī)軸對(duì)外輸出機(jī)械功，完成動(dòng)能到機(jī)械功的轉(zhuǎn)換。由上述可知，汽輪機(jī)中的能量轉(zhuǎn)換經(jīng)歷了兩個(gè)階段：第一階段是在噴嘴葉柵和動(dòng)葉柵中將蒸汽所攜帶的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝哂械膭?dòng)能，第二階段是在動(dòng)葉柵中將蒸汽的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)橥苿?dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)機(jī)械功，通過汽輪機(jī)軸對(duì)外輸出。

15、汽輪機(jī)分類 1.按照熱力特性分凝汽式汽輪機(jī)蒸汽在汽輪機(jī)中膨脹做功后，在高度真空狀態(tài)下進(jìn)入凝汽器凝結(jié)成水。有些給水泵汽輪機(jī)沒有回?zé)嵯到y(tǒng)，稱為純凝汽式汽輪機(jī)背壓式汽輪機(jī)蒸汽在汽輪機(jī)中膨脹做功后，排汽直接用于供熱，不設(shè)凝汽器。當(dāng)排汽作為其他中低壓汽輪機(jī)的工作蒸汽時(shí)，稱為前置式汽輪機(jī)調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)從汽輪機(jī)某級(jí)后抽出一定壓力的部分蒸汽對(duì)外供熱，其余排汽仍進(jìn)入凝汽器。由于熱用戶對(duì)供熱蒸汽壓力有一定要求，需要對(duì)抽汽供熱壓力進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，故稱為調(diào)節(jié)抽汽。根據(jù)供熱需進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽膨脹到某一要，有一次調(diào)節(jié)抽汽和兩次調(diào)節(jié)抽汽之分抽汽背壓式汽輪機(jī) 具有調(diào)節(jié)抽汽的背壓式汽輪機(jī)中間再熱式汽輪機(jī)進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽膨脹到某

16、一壓力后，被送往鍋爐的再熱器進(jìn)行再熱，再熱后返回汽輪機(jī)繼續(xù)膨脹做功混壓式汽輪機(jī)利用其他來源的蒸汽引入汽輪機(jī)相應(yīng)的中間級(jí)，與原來的蒸汽一起工作。通常用于工業(yè)生產(chǎn)的流程中，用來綜合利用蒸汽的熱能汽輪機(jī)其他分類1.工作原理沖動(dòng)式汽輪機(jī)主要由沖動(dòng)級(jí)組成，蒸汽主要在噴嘴葉柵中膨脹，在動(dòng)葉柵中只有少量膨脹反動(dòng)式汽輪機(jī)主要由反動(dòng)級(jí)組成，蒸汽在噴嘴葉柵和動(dòng)葉柵中膨脹程度相同。由于反動(dòng)級(jí)不能做成部分進(jìn)汽，故調(diào)節(jié)級(jí)常采用單列沖動(dòng)級(jí)或復(fù)速級(jí)2.按照主蒸汽壓力低壓汽輪機(jī) 主蒸汽壓力 0.121.5MPa中壓汽輪機(jī) 主蒸汽壓力 MPa高壓汽輪機(jī) 主蒸汽壓力 MPa超高壓汽輪機(jī) 主蒸汽壓力 MPa亞臨界壓力汽輪機(jī) 主蒸汽

17、壓力 MPa超臨界壓力汽輪機(jī) 主蒸汽壓力 大于.MPa超超臨界壓力汽輪機(jī) 主蒸汽壓力 大于MPa反動(dòng)式汽輪機(jī)和沖動(dòng)式汽輪機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)比較？不論沖動(dòng)式汽輪機(jī)還是反動(dòng)式汽輪機(jī)，其靜葉片的格道都是收縮形的，既槽道的進(jìn)口寬度大，出口寬度小，蒸汽經(jīng)過這種槽道后，壓力降低，速度增加。但動(dòng)葉片的槽道則不一樣，沖動(dòng)式汽輪機(jī)的槽道進(jìn)出口寬度基本差不多，從靜野流來的蒸汽只在其中改變方向，沒有加速，動(dòng)葉進(jìn)出口的速度相等；反動(dòng)式汽輪機(jī)動(dòng)野形成的槽道和靜葉相同，也呈收縮形，只是安裝方向相反，蒸汽在槽道中不但改變方向，還增加（）了速度，出口壓力也比進(jìn)口壓力低。反動(dòng)式汽輪機(jī)的級(jí)效率比沖動(dòng)式高，大部分為短葉片，制造簡(jiǎn)單，但每級(jí)

18、的壓力降較小，總級(jí)數(shù)較沖動(dòng)式汽輪機(jī)多得多，一般來講，小容量汽輪機(jī)用沖動(dòng)式為宜，大容量汽輪機(jī)采用反動(dòng)式可改善經(jīng)濟(jì)性。提高電廠熱力循環(huán)效率的途徑電廠熱力循環(huán)以朗肯循環(huán)為基礎(chǔ)，根據(jù)上面的分析可知，提高電廠熱力循環(huán)效率的途徑有：提高循環(huán)的平均吸熱溫度，降低循環(huán)的平均放熱溫度，采用給水回?zé)?、蒸汽再熱、熱電?lián)產(chǎn)和雙工質(zhì)復(fù)合循環(huán)等。提高蒸汽初參數(shù)提高循環(huán)效率在平均放熱溫度不變的情況下，提高蒸汽的初溫可以提高循環(huán)的平均吸熱溫度，因此可以提高循環(huán)效率。提高蒸汽初溫，也提高了汽輪機(jī)排汽干度，減少汽輪機(jī)末級(jí)葉片水蝕。提高蒸汽的初壓力可以提高蒸汽的飽和溫度，從而提高循環(huán)的平均吸熱溫度，提高循環(huán)效率。但隨著蒸汽初壓的提

19、高，汽輪機(jī)的排汽干度降低，從而限制了蒸汽初壓的提高。提高熱力循環(huán)初參數(shù)受到金屬材料所能承受的最高溫度的限制。目前，電廠熱力循環(huán)蒸汽初溫在550到600度以下。降低排汽壓力提高循環(huán)效率汽輪機(jī)的排汽是濕蒸汽，降低了汽輪機(jī)的排汽壓力就降低了熱力循環(huán)的平均放熱溫度，從而使熱力循環(huán)的效率提高。但是排汽壓力的降低會(huì)使汽輪機(jī)排汽的干度下降，造成汽輪機(jī)最后幾級(jí)蒸汽中的水滴增加，對(duì)汽輪機(jī)葉片產(chǎn)生水蝕，影響機(jī)組運(yùn)行的安全。另外電廠一般以大氣環(huán)境作為冷源，排汽溫度的降低還受到環(huán)境溫度的限制。排汽壓力的降低會(huì)增大排汽容積流量，從而要求汽輪機(jī)有更大的排汽面積，增加了汽輪機(jī)末級(jí)葉片的長(zhǎng)度和凝汽器的尺寸，提高了造價(jià)和制造難

20、度。同時(shí)循環(huán)水泵容量及其耗電景也會(huì)增加。因此，汽輪機(jī)排汽壓力的選擇應(yīng)綜合考慮冷卻水溫度、末級(jí)葉片尺寸、凝汽器和循環(huán)水泵的投資費(fèi)用等因素，在進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。采用中間再熱提高循環(huán)效率提高電廠熱力循環(huán)的蒸汽初壓力可以提高循環(huán)效率，但是蒸汽初壓力的提高卻使排汽干度下降，使得提高受到了限制。為了進(jìn)一步提高蒸汽的初壓力，可以當(dāng)蒸汽在汽輪機(jī)中膨脹到一定壓力時(shí)，將蒸汽引入鍋爐進(jìn)行再熱，從而提高汽輪機(jī)排汽干度。再熱汽輪機(jī)組不僅可以減少汽輪機(jī)低壓段的蒸汽含水量，也提高了循環(huán)效率。采用給水回?zé)崽岣哐h(huán)效率給水回?zé)峋褪抢闷啓C(jī)中間級(jí)抽汽加熱鍋爐給水，從而提高鍋爐的給水溫度熱力循環(huán)方式。采用給水回?zé)峥梢允构べ|(zhì)

21、在熱力循環(huán)內(nèi)部互相傳遞熱量，減少蒸汽在凝汽器中的冷源損失，使循環(huán)的效率得以提高。從理論上講，給水回?zé)峒?jí)數(shù)越多，給水溫度越高，整個(gè)熱力循環(huán)越接近卡諾循環(huán)，回?zé)嵫h(huán)效率越高。但隨著回?zé)峒?jí)數(shù)的增加，循環(huán)效率的提高越來越小，回?zé)峒?jí)數(shù)的增加受到設(shè)備投資的限制。在一定的回?zé)峒?jí)數(shù)下，給水溫度有一個(gè)最佳值。目前對(duì)于大型機(jī)組來說，給水回?zé)峒?jí)數(shù)一般為 級(jí)，給水溫度為度。熱電聯(lián)合循環(huán)提高循環(huán)效率利用汽輪機(jī)中作過功的蒸汽（抽汽或排汽）為熱用戶供熱，這種既發(fā)電又供熱的熱力循環(huán)方式稱為熱電聯(lián)合循環(huán)。熱電聯(lián)產(chǎn)中，由于部分或全部蒸汽供給熱用戶使用，減少了冷源損失，從而提高了燃料的利用率。雙工質(zhì)復(fù)合循環(huán)提高循環(huán)效率雙工質(zhì)復(fù)合循

22、環(huán)是利用不同工質(zhì)的熱力特性組成復(fù)合循環(huán)，從而提高循環(huán)的熱經(jīng)濟(jì)性。目前使用最多是燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)。燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)是利用燃?xì)庋h(huán)平均吸熱溫度高和蒸汽循環(huán)平均放熱溫度低的特點(diǎn)，用燃?xì)廨啓C(jī)和汽輪機(jī)組成聯(lián)合循環(huán)，提高循環(huán)效率蒸汽在噴嘴中的熱力過程基本假設(shè)和基本方程式 基本假設(shè) 為了討論問題的方便，除把蒸汽當(dāng)作理想氣體處理外，還假設(shè)： 1)蒸汽在級(jí)內(nèi)的流動(dòng)是穩(wěn)定流動(dòng)，即蒸汽的所有參數(shù)在流動(dòng)過程中與時(shí)間尤關(guān)。實(shí)際上，絕對(duì)的穩(wěn)定流動(dòng)是沒有的，蒸汽流過一個(gè)級(jí)時(shí)，由于有動(dòng)葉在噴嘴柵后轉(zhuǎn)過，蒸汽參數(shù)總有一些波動(dòng)。當(dāng)汽輪機(jī)穩(wěn)定工作時(shí)，由于蒸汽參數(shù)波動(dòng)不大，可以相對(duì)地認(rèn)為是穩(wěn)定流動(dòng)。 (2)蒸汽在級(jí)內(nèi)的流動(dòng)是一元流動(dòng)

23、，即級(jí)內(nèi)蒸汽的任一參數(shù)只是沿一個(gè)坐標(biāo)(流程)方向變化，而在垂直截面上沒有任何變化。顯然，這和實(shí)際情況也是不相符的，但當(dāng)級(jí)內(nèi)通道彎曲變化不激烈，即曲率牛徑較大時(shí)，可以認(rèn)為是一元流動(dòng)。 (3)蒸汽在級(jí)內(nèi)的流動(dòng)是絕熱流動(dòng)，即蒸汽流動(dòng)的過程中與外界無熱交換。由于蒸汽流經(jīng)一個(gè)級(jí)的時(shí)間很短暫，可近似認(rèn)為正確。 基本方程式 在汽乾機(jī)的熱力計(jì)算中，往往需要應(yīng)用可壓縮流體一元流動(dòng)方程式，這些基本方程式有：狀態(tài)及過程方程式，連續(xù)性方程式和能量守恒方程式。 狀態(tài)及過程方程式 理想氣體的狀態(tài)方程式為 pv=RT 式中p絕對(duì)壓力，Pa； v氣體比容，m3kg； T熱力學(xué)溫度，K； R氣體常數(shù)，對(duì)于蒸汽，R=461.5J

24、(kgK)。 當(dāng)蒸汽進(jìn)行等熵膨脹時(shí)，膨脹過程可用下列方程式表示 pvk=常數(shù) 其微分形式為 式中：k為絕熱指數(shù)。對(duì)于過熱蒸汽，k=1.3；對(duì)于濕蒸汽，k=1.035+0.1x，其中x是膨脹過程初態(tài)的蒸汽干度。 連續(xù)性方程式 在穩(wěn)定流動(dòng)的情況下，每單位時(shí)間流過流管任一截面的蒸汽流量不變，用公式表示為 Gv=cA 式中G-蒸汽流量，kgs； A-流管內(nèi)任一截面積，m3 c-垂直于截面的蒸汽速度，m/s v-在截面上的蒸汽比容，m3/kg 能量守恒方程式 根據(jù)能量守恒定律可知，加到汽流中的熱量與氣體壓縮功的總和必等于機(jī)械功、摩擦功、內(nèi)能、位能及動(dòng)能增值的總和。而在汽輪機(jī)中，氣體位能的變化以及與外界的

25、熱交換常可略去不計(jì)，同時(shí)蒸汽通過葉柵槽道時(shí)若只有能量形式的轉(zhuǎn)換，對(duì)外界也不做功，則能量守恒方程可表達(dá)為 式中h0、h1-蒸汽進(jìn)入和流出葉柵的焓值，J/kg； c0、c1-蒸汽進(jìn)入和流出葉柵的速度，m/s； 對(duì)于在理想條件下的流動(dòng)，沒有流動(dòng)損失，與外界沒有熱交換，也就是說在比等熵條件下，在葉柵出口處的流動(dòng)速度為理想速度c1t，則 蒸汽在噴嘴中的膨脹過程 滯止參數(shù)在h-s，圖上的表示如圖所示。 噴嘴出口汽流速度 對(duì)于穩(wěn)定的絕熱流動(dòng)過程(等比熵過程)，噴嘴出口蒸汽的理想速度為 :噴嘴速度系數(shù)及動(dòng)能損失速度系數(shù)及動(dòng)能損失 由于蒸汽在實(shí)際流動(dòng)過程中總是有損失的，所以噴嘴出口蒸汽的實(shí)際速度c1總是要小于理

26、想速度clt，速度系數(shù)正是反映噴嘴內(nèi)由于各種損失而使汽流速度減小的一個(gè)修正值。為噴嘴速度系數(shù)，是一個(gè)小于1的數(shù)，其值主要與噴嘴高度、葉型、噴嘴槽道形狀、汽體的性質(zhì)、流動(dòng)狀況及噴嘴表面粗糙度等因素有關(guān)。 噴嘴的實(shí)際汽流速度c1比理想速度c1t要小，所損失的動(dòng)能又重新轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，在等壓下被蒸汽吸收，比熵增加，使噴嘴出口汽流的比焓值升高。因此，蒸汽在噴嘴?nèi)的實(shí)際膨脹過程不再按等比熵線進(jìn)行，而是一條熵增曲線。 噴嘴中的臨界條件在噴嘴中，當(dāng)蒸汽作等比熵膨脹到某一狀態(tài)時(shí)，汽流速度就和當(dāng)?shù)匾羲傧嗟?，即c1t=a，則稱這時(shí)蒸汽達(dá)到臨界狀態(tài)，此時(shí)馬赫數(shù)Ma=c1ta=1，這一條件稱為臨界條件。臨界條件下的所有參

27、數(shù)均稱為臨界參數(shù)，在右下角以“c”表示，如臨界速度c1c、臨界壓力p1c等。臨界速度為噴嘴臨界壓力比 實(shí)踐和理論都可以證明，初壓為P0的蒸汽，通過噴嘴后，如果不發(fā)生紊亂膨脹，其后邊的壓力P1不可能無限度降低，對(duì)于過熱蒸汽，P1只能降至0.546P0，對(duì)于干飽和蒸汽，P1只能降至0.577P0蒸汽通過噴嘴后，壓力降至最低的那個(gè)極限壓力，稱為臨界壓力 ，臨界壓力和噴嘴前的蒸汽壓力之比，稱為臨界壓力比nc縮放噴嘴和漸縮噴嘴蒸汽在噴嘴中流動(dòng)的連續(xù)流動(dòng)方程 q=Ac/v 或A=qv/c當(dāng)蒸汽流過噴嘴時(shí)，比容和流速都增大，如果比容和流速增加的速率相等，則噴嘴的面積相等，-等截面噴嘴如果比容的增長(zhǎng)的速率小于

28、流速增長(zhǎng)的速率，這時(shí)的v/c的數(shù)值是不斷縮小的，噴嘴面積A就不斷縮小，-漸縮噴嘴如果比容的增長(zhǎng)的速率大于流速增長(zhǎng)的速率，這時(shí)的v/c的數(shù)值是不斷增加的，噴嘴面積A就不斷增加，-漸擴(kuò)噴嘴如果蒸汽在噴嘴中比容的增長(zhǎng)的速率先是小于流速增長(zhǎng)的速率，當(dāng)流到某一截面后，又變成比容的增長(zhǎng)的速率大于流速增長(zhǎng)的速率，-縮放噴嘴當(dāng)P1/P0 nc 選用漸縮噴嘴當(dāng)P1/P0 nc 選用縮放噴嘴蒸汽在噴嘴斜切部分的膨脹 在汽輪機(jī)的一個(gè)級(jí)中，為保證汽流進(jìn)入動(dòng)葉時(shí)有良好的方向，在噴嘴出口處總具有一個(gè)斜切部分采用斜切噴嘴可以獲得超音速汽流，但只有噴嘴出口處壓力p1大于膨脹極限壓力p1d，即p1p1d時(shí)，采用斜切噴嘴得到超音

29、速汽流才是合理有效的。否則，若p1p1d，則將引起汽流在噴嘴出口處突然膨脹，產(chǎn)生附加損失。 斜切噴嘴可以在一定范圍內(nèi)取代縮放噴嘴 蒸汽在動(dòng)葉中的流動(dòng) 蒸汽在靜止的噴嘴中從壓力p0(當(dāng)噴嘴進(jìn)口蒸汽速度不為0時(shí)，則應(yīng)為p0*)膨脹到出口壓力p1,速度c1流向旋轉(zhuǎn)的動(dòng)葉柵。當(dāng)蒸汽通過動(dòng)葉時(shí)，它一般還要繼續(xù)作一定膨脹，從噴嘴后的壓力p1膨脹到動(dòng)葉后的壓力p2在有損失的情況下，對(duì)整個(gè)級(jí)來說，其理想比焓降ht*該是噴嘴中的理想比焓降hn*和動(dòng)葉中的理想比焓降hb*之和 反動(dòng)度：為了表明在一級(jí)中，蒸汽在動(dòng)葉內(nèi)膨脹程度的大小，我們引入反動(dòng)度的概念。級(jí)的平均直徑處的反動(dòng)度m是動(dòng)葉內(nèi)理想比焓降hb和級(jí)的理想比焓降

30、ht*之比，即 什么是汽輪機(jī)的級(jí)？汽輪機(jī)的級(jí)可分為哪幾類？ 一列噴嘴葉柵和其后面相鄰的一列動(dòng)葉柵構(gòu)成的基本作功單元稱為汽輪機(jī)的級(jí)，它是蒸汽進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的基本單元。 根據(jù)蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的特點(diǎn)，可將汽輪機(jī)的級(jí)分為純沖動(dòng)級(jí)、反動(dòng)級(jí)、帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級(jí)和復(fù)速級(jí)等幾種。汽輪機(jī)各類級(jí)的特點(diǎn) 1）純沖動(dòng)級(jí)：蒸汽只在噴嘴葉柵中進(jìn)行膨脹，而在動(dòng)葉柵中蒸汽不膨脹。它僅利用沖擊力來作功。在這種級(jí)中：p1 = p2；Dhb =0；m=0。（2）反動(dòng)級(jí)：蒸汽的膨脹一半在噴嘴中進(jìn)行，一半在動(dòng)葉中進(jìn)行。它的動(dòng)葉柵中不僅存在沖擊力，蒸汽在動(dòng)葉中進(jìn)行膨脹還產(chǎn)生較大的反擊力作功。反動(dòng)級(jí)的流動(dòng)效率高于純沖動(dòng)級(jí)，但作功能力較小

31、。在這種級(jí)中：p1 p2；DhnDhb0.5Dht；m=0.5。（3）帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級(jí)：蒸汽的膨脹大部分在噴嘴葉柵中進(jìn)行，只有一小部分在動(dòng)葉柵中進(jìn)行。這種級(jí)兼有沖動(dòng)級(jí)和反動(dòng)級(jí)的特征，它的流動(dòng)效率高于純沖動(dòng)級(jí)，作功能力高于反動(dòng)級(jí)。在這種級(jí)中：p1 p2；Dhn Dhb 0；m=0.050.35。（4）復(fù)速級(jí)：復(fù)速級(jí)有兩列動(dòng)葉，現(xiàn)代的復(fù)速級(jí)都帶有一定的反動(dòng)度，即蒸汽除了在噴嘴中進(jìn)行膨脹外，在兩列動(dòng)葉和導(dǎo)葉中也進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐蛎洝Ｓ捎趶?fù)速級(jí)采用了兩列動(dòng)葉柵，其作功能力要比單列沖動(dòng)級(jí)大。壓力級(jí)和速度級(jí)（按照蒸汽的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)子的機(jī)械能的過程不同，汽輪機(jī)可以分為壓力級(jí)和速度級(jí)）壓力級(jí)：蒸汽的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)子的

32、機(jī)械能的過程在級(jí)內(nèi)只進(jìn)行一次的級(jí)。壓力級(jí)是以利用級(jí)組中合理分配的壓力降或比焓降為主的級(jí)，效率較高速度級(jí)：蒸汽的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)子的機(jī)械能的過程在級(jí)內(nèi)進(jìn)行一次以上的級(jí)。 速度級(jí)有雙列和多列之分，如復(fù)速級(jí)，它是以利用蒸汽流速為主的級(jí)，級(jí)的比焓降較大 調(diào)節(jié)級(jí)和非調(diào)節(jié)級(jí)調(diào)節(jié)級(jí)：通流面積能隨負(fù)荷改變的級(jí)，如噴嘴調(diào)節(jié)的第一級(jí) 非調(diào)節(jié)級(jí)：通流面積能不隨負(fù)荷改變的級(jí)，可以全周進(jìn)汽，也可以部分進(jìn)汽。動(dòng)葉進(jìn)出口速度三角形 級(jí)的輪周效率和最佳速比級(jí)的輪周有效焓降：1kg蒸汽所做的輪周功 級(jí)的輪周效率 ：蒸汽在級(jí)內(nèi)所作的輪周功Wu1與蒸汽在該級(jí)中所具有的理想能量E0之比 速比：圓周速度與噴嘴出口汽流速度之比。最佳速比：輪

33、周效率最高時(shí)的速比。最佳速比：輪周效率最高時(shí)的速比。汽輪發(fā)電機(jī)組的效率汽輪發(fā)電機(jī)組的各種效率反映各個(gè)設(shè)備在能量轉(zhuǎn)換和能力傳遞方面的完善程度。汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率 ：在沒有任何損失的理想汽輪機(jī)中，蒸汽的理想焓降將全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械功 ，但在實(shí)際汽輪機(jī)中，由于存在各種損失，蒸汽在汽輪機(jī)中的實(shí)際焓降要小于理想焓降，實(shí)際發(fā)出的功率（即內(nèi)功率）小于理想功率內(nèi)功率與理想功率之比（實(shí)際焓降和理想焓降之比）稱為汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率 汽輪機(jī)內(nèi)效率考慮了所有的內(nèi)部損失，是一個(gè)表示汽輪機(jī)內(nèi)部工作完善程度的指標(biāo)。目前汽輪機(jī)的內(nèi)效率已達(dá)。汽輪發(fā)電機(jī)組的相對(duì)電效率。 機(jī)械效率：由于存在軸承摩擦、驅(qū)動(dòng)主油泵和調(diào)速器等機(jī)械損失，汽輪

34、機(jī)軸端輸出的功率并不是內(nèi)功率，而是有功功率（軸端功率）有功功率和汽輪機(jī)內(nèi)功率之比稱為機(jī)械效率 機(jī)械效率表示了汽輪機(jī)的機(jī)械損失程度，一般為發(fā)電機(jī)效率：由于發(fā)電機(jī)中存在電氣損失和機(jī)械損失，發(fā)電機(jī)出線端的電功率要小于汽輪機(jī)的有功功率，發(fā)電機(jī)的輸出電功率和有功功率之比稱為發(fā)電機(jī)效率汽輪發(fā)電機(jī)組的相對(duì)電效率：發(fā)電機(jī)的輸出電功率和汽輪機(jī)理想功率之比 多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)點(diǎn) (1)在全機(jī)總比焓降一定時(shí)，每個(gè)級(jí)的比焓降較小，每級(jí)都可在材料強(qiáng)度允許的條件下，設(shè)計(jì)在最佳速度比附近工作，使級(jí)效率較高； (2)除級(jí)后有抽汽口，或進(jìn)汽度改變較大等特殊情況外，多級(jí)汽輪機(jī)各級(jí)的余速動(dòng)能可以全部或部分地被下一級(jí)所利用，提高了級(jí)的效

35、率； (3)多級(jí)汽輪機(jī)的大多數(shù)級(jí)可在不超臨界的條件下工作，使噴嘴和動(dòng)葉在工況變動(dòng)條件下仍保持一定的效率。同時(shí)，由于各級(jí)的比焓降較小，速度比一定時(shí)級(jí)的圓周速度和平均直徑也較小，根據(jù)連續(xù)性方程可知，在容積流量相同的條件下，更使得噴嘴和動(dòng)葉的出口高度增大，減小了葉高損失，或使得部分進(jìn)汽度增大，減小了部分進(jìn)汽損失，這都有利于級(jí)效率的提高； (4)與單級(jí)汽輪機(jī)相比，多級(jí)汽輪機(jī)的比焓降增大很多，相應(yīng)地進(jìn)汽參數(shù)大大提高，排汽壓力也可顯著降低，同時(shí)，由于是多級(jí)，還可采用回?zé)嵫h(huán)和中間再熱循環(huán)，這些都使循環(huán)熱效率大大提高； (5)由于重?zé)岈F(xiàn)象的存在，多級(jí)汽輪機(jī)前面級(jí)的損失可以部分地被后面各級(jí)利用，使全機(jī)效率提高

36、。 此外，多級(jí)汽輪機(jī)的單位功率造價(jià)、材料消耗和占地面積都比單級(jí)汽輪機(jī)明顯減小，機(jī)組容量越大減小越顯著，大大節(jié)省了投資。 第二章多級(jí)汽輪機(jī) 隨著對(duì)電力需求的日益增長(zhǎng)，對(duì)汽輪機(jī)的要求也越來越高，不僅要求汽輪機(jī)有更大的單機(jī)容量，而且要有更高的經(jīng)濟(jì)性。為提高汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，除應(yīng)努力減小汽輪機(jī)內(nèi)的各種損失外，還應(yīng)努力提高蒸汽的初參數(shù)和降低背壓，以提高循環(huán)熱效率；為提高汽輪機(jī)的單機(jī)功率，除應(yīng)增大汽輪機(jī)的進(jìn)汽量外，還應(yīng)增大蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)的比焓降?？梢钥闯?，這兩方面的共同要求是增大蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)的比焓降。 如果一個(gè)比較大的比焓降只在單級(jí)內(nèi)加以利用，其結(jié)果將是：要么因?yàn)榧?jí)的最佳速度比大大偏離最佳值而使效率顯著降

37、低；要么因?yàn)檎羝娜莘e流量急驟增大，要求有相當(dāng)大的級(jí)的直徑和葉片高度，這在制造上是無法實(shí)現(xiàn)的。因此，為保證汽輪機(jī)有較高的效率和較大的單機(jī)功率，就必須將汽輪機(jī)設(shè)計(jì)成多級(jí)汽輪機(jī)。在多級(jí)汽輪機(jī)中每個(gè)級(jí)只承擔(dān)部分比焓降，使很大的比焓降逐級(jí)有效地加以利用。 多級(jí)汽輪機(jī)的重?zé)岈F(xiàn)象和重?zé)嵯禂?shù) 在水蒸氣的h-s圖上等壓線是沿著比熵增大的方向逐漸擴(kuò)張的，也就是說，等壓線之間的理想比焓降隨著比熵的增大而增大。這樣上一級(jí)的損失(客觀存在)造成比熵的增大將使后面級(jí)的理想比焓降增大，即上一級(jí)損失中的一小部分可以在以后各級(jí)中得到利用，這種現(xiàn)象稱為多級(jí)汽輪機(jī)的重?zé)岈F(xiàn)象。由于在各個(gè)級(jí)中存在損失，使各級(jí)的累計(jì)理想比焓降hi，大

38、于沒有損失時(shí)全機(jī)總的理想比焓降himac。各級(jí)的累計(jì)理想比焓降hi，兩者之差，即增大的那部分比焓降與沒有損失時(shí)全機(jī)總的理想比降之比，稱為重?zé)嵯禂?shù)。它永由于重?zé)岈F(xiàn)象的存在，使全機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率高于各級(jí)平均的相對(duì)內(nèi)效率。這里需特別指出，這一結(jié)論只表明當(dāng)各級(jí)有損失時(shí)，全機(jī)的效率要比各級(jí)平均的效率好一些，而不是說有損失時(shí)全機(jī)的效率比沒有損失時(shí)全機(jī)的效率高。更不應(yīng)從上式中簡(jiǎn)單地得出越大，全機(jī)效率越高的結(jié)論，這是因?yàn)榭诘奶岣呤窃诟骷?jí)存在損失，各級(jí)效率降低的前提下實(shí)現(xiàn)的，重?zé)岈F(xiàn)象的存在僅僅是使多級(jí)汽輪機(jī)能回收其損失的一部分而已。永遠(yuǎn)是一個(gè)正值 汽輪機(jī)的損失由于各種實(shí)際原因，汽輪機(jī)在工作中會(huì)產(chǎn)生多種形式的損失。

39、汽輪機(jī)的損失可以分為內(nèi)部損失和外部損失，對(duì)蒸汽的熱力過程和狀態(tài)不發(fā)生影響的損失叫外部損失，對(duì)蒸汽熱力過程和狀態(tài)發(fā)生影響的叫內(nèi)部損失。汽輪機(jī)的外部損失1.端部軸封漏汽損失。端部軸封中漏出高壓端的和進(jìn)入低壓端的蒸汽都不作任何游泳功。2.汽缸散熱損失。汽缸雖然敷設(shè)了保溫層，但仍向周圍低溫空氣散熱，形成汽缸散熱損失。3.機(jī)械損失。汽輪機(jī)的內(nèi)部損失1.進(jìn)汽閥門節(jié)流損失 。蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)工作級(jí)前必須先經(jīng)過主汽閥、調(diào)節(jié)閥和蒸汽室 ，蒸汽通過這些部件時(shí)就會(huì)產(chǎn)生壓力降 ，雖然比焓值不變 ，但理想比焓降 降低，形成損失。2.排汽管阻力損失。汽輪機(jī)的排汽從末級(jí)動(dòng)葉流出后通過排汽管進(jìn)人凝汽器。蒸汽在排汽中流動(dòng)時(shí)，由于

40、存在摩擦、渦流等產(chǎn)生的阻力，造成蒸汽的壓力降落。這部分蒸汽壓降并沒有做功，形成損失，稱為排汽管阻力損失。3.汽輪機(jī)的級(jí)內(nèi)損失 。汽輪機(jī)的級(jí)內(nèi)損失一般包括：噴嘴損失；動(dòng)葉損失；余速損失；葉高損失；扇形損失；葉輪摩擦損失；部分進(jìn)汽損失；漏汽損失；濕汽損失 汽輪機(jī)的級(jí)內(nèi)損失（1）噴嘴損失：蒸汽在噴嘴葉柵內(nèi)流動(dòng)時(shí)，汽流與流道壁面之間、汽流各部分之間存在碰撞和摩擦，產(chǎn)生的損失。（2）動(dòng)葉損失：因蒸汽在動(dòng)葉流道內(nèi)流動(dòng)時(shí)，因摩擦而產(chǎn)生損失。（3）余速損失：當(dāng)蒸汽離開動(dòng)葉柵時(shí)，仍具有一定的絕對(duì)速度，動(dòng)葉柵的排汽帶走一部分動(dòng)能，稱為余速損失。（4）葉高損失：由于葉柵流道存在上下兩個(gè)端面，當(dāng)蒸汽流動(dòng)時(shí)，在端面附面

41、層內(nèi)產(chǎn)生摩擦損失，使其中流速降低。其次在端面附面層內(nèi)，凹弧和背弧之間的壓差大于彎曲流道造成的離心力，產(chǎn)生由凹弧向背弧的二次流動(dòng)，其流動(dòng)方向與主流垂直，進(jìn)一步加大附面層內(nèi)的摩擦損失。（5）扇形損失：汽輪機(jī)的葉柵安裝在葉輪外圓周上，為環(huán)形葉柵。當(dāng)葉片為直葉片時(shí)，其通道截面沿葉高變化，葉片越高，變化越大。另外，由于噴嘴出口汽流切向分速的離心作用，將汽流向葉柵頂部擠壓，使噴嘴出口蒸汽壓力沿葉高逐漸升高。而按一元流動(dòng)理論進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，所有參數(shù)的選取，只能保證平均直徑截面處為最佳值，而沿葉片高度其它截面的參數(shù)，由于偏離最佳值將引起附加損失，統(tǒng)稱為扇形損失。 （6）葉輪摩擦損失：葉輪在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，輪面與其兩側(cè)

42、的蒸汽發(fā)生摩擦，為了克服摩擦阻力將損耗一部分輪周功。又由于蒸汽具有粘性，緊貼著葉輪的蒸汽將隨葉輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并受離心力的作用產(chǎn)生向外的徑向流動(dòng)，而周圍的蒸汽將流過來填補(bǔ)產(chǎn)生的空隙，從而在葉輪的兩側(cè)形成渦流運(yùn)動(dòng)。為克服摩擦阻力和渦流所消耗的能量稱為葉輪摩擦損失。 （7）部分進(jìn)汽損失：它由鼓風(fēng)損失和斥汽損失兩部分組成。在沒有布置噴嘴葉柵的弧段處，蒸汽對(duì)動(dòng)葉柵不產(chǎn)生推動(dòng)力，而需動(dòng)葉柵帶動(dòng)蒸汽旋轉(zhuǎn)，從而損耗一部分能量；另外動(dòng)葉兩側(cè)面也與弧段內(nèi)的呆滯蒸汽產(chǎn)生摩擦損失，這些損失稱為鼓風(fēng)損失。當(dāng)不進(jìn)汽的動(dòng)葉流道進(jìn)入布置噴嘴葉柵的弧段時(shí)，由噴嘴葉柵噴出的高速汽流要推動(dòng)殘存在動(dòng)葉流道內(nèi)的呆滯汽體，將損耗一部分動(dòng)能

43、。此外，由于葉輪高速旋轉(zhuǎn)和壓力差的作用，在噴嘴組出口末端的軸向間隙會(huì)產(chǎn)生漏汽，而在噴嘴組出口起始端將出現(xiàn)吸汽現(xiàn)象，使間隙中的低速蒸汽進(jìn)入動(dòng)葉流道，擾亂主流，形成損失，這些損失稱為斥汽損失。 （8）漏汽損失：汽輪機(jī)的級(jí)由靜止部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分組成，動(dòng)靜部分之間必須留有間隙，而在間隙的前后存在有一定的壓差時(shí)，會(huì)產(chǎn)生漏汽，使參加作功的蒸汽量減少，造成損失，這部分能量損失稱為漏汽損失。 （9）濕汽損失：在濕蒸汽區(qū)工作的級(jí)，將產(chǎn)生濕汽損失。其原因是：濕蒸汽中的小水滴，因其質(zhì)量比蒸汽的質(zhì)量大，所獲得的速度比蒸汽的速度小，故當(dāng)蒸汽帶動(dòng)水滴運(yùn)動(dòng)時(shí)，造成兩者之間的碰撞和摩擦，損耗一部分蒸汽動(dòng)能；在濕蒸汽進(jìn)入動(dòng)葉柵時(shí)

44、，由于水滴的運(yùn)動(dòng)速度較小，在相同的圓周速度下，水滴進(jìn)入動(dòng)葉的方向角與動(dòng)葉柵進(jìn)口幾何角相差很大，使水滴撞擊在動(dòng)葉片的背弧上，對(duì)動(dòng)葉柵產(chǎn)生制動(dòng)作用，阻止葉輪的旋轉(zhuǎn)，為克服水滴的制動(dòng)作用力，將損耗一部分輪周功；當(dāng)水滴撞擊在動(dòng)葉片的背弧上時(shí)，水滴就四處飛濺，擾亂主流，進(jìn)一步加大水滴與蒸汽之間的摩擦，又損耗一部分蒸汽動(dòng)能。以上這些損失稱為濕汽損失 汽輪機(jī)在變工況下的工作 和弗留蓋爾公式 當(dāng)噴嘴前、后壓比變化時(shí)，流經(jīng)噴嘴的蒸汽流量要相應(yīng)發(fā)生變化。反之，當(dāng)流過噴嘴的蒸汽流量變化時(shí)，噴嘴及動(dòng)葉前后的壓力也要隨之變化，從而引起級(jí)內(nèi)各項(xiàng)損失、反動(dòng)度、級(jí)的功率、效率、軸向推力及其他的特性的變化 級(jí)組是一些流量相等，

45、通流面積不隨工況而變(或變化程度相同)的依次串聯(lián)排列的若干級(jí)的組合。當(dāng)級(jí)組內(nèi)各級(jí)的汽流速度均小于臨界速度時(shí)，稱級(jí)組為亞臨界工況；當(dāng)級(jí)組內(nèi)至少有一列葉柵(如某一級(jí)的噴嘴或動(dòng)葉)的出口流速達(dá)到或超過臨界速度時(shí)，稱級(jí)組為臨界工況。討論級(jí)組的變工況主要是研究級(jí)組前后蒸汽參數(shù)與流量之間的變化關(guān)系。 弗留格爾公式 對(duì)于凝汽式汽輪機(jī)，若所取級(jí)組的級(jí)數(shù)較多時(shí)弗留格爾公式可近似簡(jiǎn)化為 弗留蓋爾公式應(yīng)用的條件有哪些？ 弗留蓋爾公式的應(yīng)用條件是：要求級(jí)組內(nèi)的級(jí)數(shù)較多；各級(jí)流量相等；變工況時(shí)各級(jí)通流面積不變；如果級(jí)組中某一級(jí)后有抽汽，只要抽汽量隨進(jìn)汽量的變化而按比例變化，各級(jí)蒸汽流量按比例變化的條件下，弗留蓋爾公式仍

46、然成立。對(duì)于調(diào)節(jié)級(jí)，只有當(dāng)?shù)谝徽{(diào)節(jié)汽門開大或關(guān)小而其他調(diào)節(jié)汽門均關(guān)閉時(shí)，通汽面積才不變，才可把調(diào)節(jié)級(jí)包括在級(jí)組內(nèi)。若調(diào)節(jié)級(jí)在變工況過程中多開了或關(guān)閉了一個(gè)調(diào)節(jié)汽門，則改變了通汽面積，就不能包括在級(jí)組內(nèi)，也不能對(duì)調(diào)節(jié)級(jí)單獨(dú)應(yīng)用流量與壓力的關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算。 弗留格爾公式在工程中的應(yīng)用 監(jiān)視汽輪機(jī)通流部分運(yùn)行是否正常。在已知汽輪機(jī)功率或流量的條件下，根據(jù)弗留格爾公式的計(jì)算結(jié)果監(jiān)視某些級(jí)組(監(jiān)視段)前的壓力，借此判斷該級(jí)組是否損壞或結(jié)垢等異?，F(xiàn)象。 可以推算出不同流量(功率)時(shí)各級(jí)的壓差和比焓降，從而計(jì)算出相應(yīng)的功率、效率及零部件的受力情況。也可以由壓力推算出通過各級(jí)的流量 調(diào)節(jié)級(jí)壓力與流量的關(guān)系 在

47、噴嘴配汽的汽輪機(jī)中，調(diào)節(jié)級(jí)是特殊級(jí)，它的變工況與中間級(jí)和末級(jí)都不同 調(diào)節(jié)級(jí)動(dòng)葉最危險(xiǎn)工況 噴嘴調(diào)節(jié)汽輪機(jī)在工況變動(dòng)時(shí)，調(diào)節(jié)級(jí)始終為部分進(jìn)汽。因此，調(diào)節(jié)級(jí)存在部分損失。盡管如此，由于在任一工況下，只有通過尚未完全開啟調(diào)節(jié)閥的那部分蒸汽才有節(jié)流作用，所以在部分負(fù)荷時(shí)噴嘴調(diào)節(jié)的效率仍較高。噴嘴調(diào)節(jié)使機(jī)組的高壓部分(尤其是調(diào)節(jié)汽室中)在工況變動(dòng)時(shí)溫度變化較大，從而引起較大的熱應(yīng)力。因此這種機(jī)組在調(diào)節(jié)級(jí)汽室處的汽缸壁可能產(chǎn)生的較大熱應(yīng)力常常成為限制這種機(jī)組迅速改變負(fù)荷的重要因素。 調(diào)節(jié)級(jí)動(dòng)葉最危險(xiǎn)工況不是在最大負(fù)荷，而是在當(dāng)?shù)谝徽{(diào)節(jié)閥剛?cè)_時(shí)的負(fù)荷。 采用噴嘴調(diào)節(jié)的汽輪機(jī)進(jìn)汽量減小時(shí)，各類級(jí)的理想焓降如

48、何變化？反動(dòng)度、速度比、級(jí)效率如何變化？當(dāng)汽輪機(jī)的工況變化時(shí)，按各級(jí)在工況變化時(shí)的特點(diǎn)通常級(jí)分為調(diào)節(jié)級(jí)、中間級(jí)和末級(jí)組三類。 （1）中間級(jí)：在工況變化時(shí)，壓力比不變是中間級(jí)的特點(diǎn)。汽輪機(jī)級(jí)的理想焓降是級(jí)前溫度和級(jí)的壓力比的函數(shù)，在工況變化范圍不大時(shí)，中間級(jí)的級(jí)前蒸汽溫度基本不變。此時(shí)級(jí)內(nèi)蒸汽的理想焓降不變，級(jí)的速度比和反動(dòng)度也不變，故級(jí)效率不變。隨著工況變化范圍增大，壓力最低的中間級(jí)前蒸汽溫度開始變化，并逐漸向前推移。當(dāng)流量減小，級(jí)前蒸汽溫度降低，中間級(jí)的理想焓降減小，其速度比和反動(dòng)度相應(yīng)增大。由于設(shè)計(jì)工況級(jí)的速度比為最佳值，級(jí)內(nèi)效率最高，當(dāng)速度比偏離最佳值時(shí)，級(jí)內(nèi)效率降低。而且速度比偏離最佳

49、值愈遠(yuǎn)，級(jí)內(nèi)效率愈低。（2）末級(jí)組：其特點(diǎn)是級(jí)前蒸汽壓力與其流量的關(guān)系不能簡(jiǎn)化為正比關(guān)系，且級(jí)組內(nèi)級(jí)數(shù)較少。由于在工況變化流量下降時(shí)，汽輪機(jī)的排汽壓力變化不大，級(jí)前壓力減小較多。且變工況前級(jí)組前后的壓力差越大，級(jí)前壓力降低的多，級(jí)后壓力降低的少。此時(shí)級(jí)的壓力比增大，級(jí)內(nèi)理想焓降減小，而且末級(jí)的壓力比和理想焓降變化最大。級(jí)的速度比和反動(dòng)度隨理想焓降的減小而增大，速度比偏離最佳值，級(jí)效率相應(yīng)降低。（3）調(diào)節(jié)級(jí)：調(diào)節(jié)級(jí)前后壓力比隨流量的改變而改變，其理想焓降亦隨之變化。當(dāng)汽輪機(jī)流量減小時(shí)，調(diào)節(jié)級(jí)的壓力比逐漸減小，調(diào)節(jié)級(jí)焓降逐漸增大。在第一調(diào)節(jié)閥全開而第二調(diào)節(jié)閥剛要開啟時(shí)，級(jí)的壓力比最小，故此時(shí)調(diào)節(jié)級(jí)

50、理想焓降達(dá)到最大值。級(jí)的理想焓降增大，其速度比和反動(dòng)度隨之減小，速度比偏離最佳值，級(jí)效率相應(yīng)降低。調(diào)節(jié)級(jí)和壓力級(jí)各自有何特點(diǎn)？ （1）調(diào)節(jié)級(jí)的特點(diǎn)：在工況變化時(shí)，通流面積呈階梯形變化，其理想焓降變化最大。為使其在工況變化時(shí)效率相對(duì)變化小一些，應(yīng)盡可能增大調(diào)節(jié)級(jí)的理想焓降。通常其平均直徑比高壓非調(diào)節(jié)級(jí)大，同時(shí)速度比小于最佳值。調(diào)節(jié)級(jí)的效率相對(duì)比較低，其理想焓降的取值需考慮汽輪機(jī)的效率和整體結(jié)構(gòu)。為了提高調(diào)節(jié)級(jí)的級(jí)效率，其應(yīng)具有一定的反動(dòng)度?？紤]到調(diào)節(jié)級(jí)為部分進(jìn)汽的級(jí)，且葉片較短，為了減小漏汽損失，一般反動(dòng)度值不宜過大。（2）壓力級(jí)的特點(diǎn)：壓力級(jí)一般是指調(diào)節(jié)級(jí)后各非調(diào)節(jié)級(jí)。根據(jù)蒸汽容積流量的大小和

51、壓力的高低，將壓力級(jí)分為三種不同的級(jí)組：高壓級(jí)組、中壓級(jí)組和低壓級(jí)組。A 高壓級(jí)組：高壓級(jí)組中蒸汽容積流量不大，其變化相對(duì)較小。高壓級(jí)組的通流部分葉柵高度一般不大，平均直徑和葉柵高度變化比較平緩，其各級(jí)的能量損失中葉柵端部損失、級(jí)內(nèi)間隙漏汽損失所占比例較大。當(dāng)蒸汽容積流量較小，可采用部分進(jìn)汽的措施來提高葉片高度。對(duì)于大容量汽輪機(jī)，高壓級(jí)組通流部分葉柵高度雖較大，但為了保證必要的剛度和強(qiáng)度，往往采用較厚的高壓隔板和較寬的噴嘴，這將導(dǎo)致噴嘴相對(duì)高度降低，端部損失較大。B中壓級(jí)組：中壓級(jí)組介與高壓級(jí)組與低壓級(jí)組之間，隨著蒸汽的不斷膨脹，其容積流量已較大。中壓級(jí)組一般工作在過熱蒸汽區(qū)，無濕汽損失，同時(shí)

52、各級(jí)的端部損失和漏汽損失相對(duì)較小，級(jí)組中各級(jí)的級(jí)效率較高。C低壓級(jí)組：低壓級(jí)組指包括最末級(jí)在內(nèi)的幾個(gè)壓力級(jí)，其蒸汽壓力低，容積流量大，一般工作于濕蒸汽區(qū)。由于低壓級(jí)組蒸汽容積流量急劇增大，導(dǎo)致低壓級(jí)組的葉柵高度和平均直徑相應(yīng)增大。一般加大直徑可限制葉柵高度過分增大，又可增加級(jí)的理想焓降，減少級(jí)數(shù)，但末級(jí)的余速損失也會(huì)相應(yīng)增大。低壓級(jí)由于平均直徑增加，葉柵高度增大，圓周速度相應(yīng)增加，使離心力增大。在目前的技術(shù)條件下，末級(jí)葉片長(zhǎng)度可達(dá)1000mm左右，末級(jí)的平均直徑可達(dá)2500mm左右。單排汽口的汽輪機(jī)，其最大額定功率可達(dá)150MW左右。因此大功率汽輪機(jī)的低壓部分必須進(jìn)行分流。為減少濕汽損失，降低

53、濕汽對(duì)葉片的沖蝕，限制汽輪機(jī)排汽的濕度應(yīng)不超過1213%，并設(shè)置去濕裝置和采用去濕措施來降低蒸汽濕度對(duì)葉柵的沖蝕。監(jiān)督各監(jiān)視段壓力有何作用？如何監(jiān)督？ 在凝汽式汽輪機(jī)中，除最后一。二級(jí)外，調(diào)節(jié)級(jí)汽室壓力和各段抽汽壓力均與主蒸汽流量成正比例變化；可以在汽輪機(jī)運(yùn)行中監(jiān)視這些壓力的變化，以判斷蒸汽流量的變化及通流部分是否結(jié)垢，從而保證機(jī)組的安全運(yùn)行。汽輪機(jī)運(yùn)行中的監(jiān)視段壓力，可與該機(jī)組大修后，在初、終參數(shù)相同的工況下的監(jiān)視段壓力相比較。如果在同一負(fù)荷下，其監(jiān)視段壓力升高，或者在相同監(jiān)視段壓力下機(jī)組負(fù)荷減少時(shí)，則表明該監(jiān)視段以后的各級(jí)有結(jié)垢現(xiàn)象。 監(jiān)視段壓力升高有哪些原因？監(jiān)視抽汽壓差的意義是什么？

54、監(jiān)視段壓力升高有以下幾個(gè)原因；（1）負(fù)荷增加； （2）汽輪機(jī)通流部分結(jié)垢； （3）蒸汽參數(shù)降低時(shí)不減負(fù)荷，就必須增加進(jìn)汽量，因而使監(jiān)視段壓力升高；（4）抽汽突然停止；（5）葉片斷落時(shí)；（6）凝結(jié)器的真空降低時(shí)。對(duì)抽汽壓差進(jìn)行監(jiān)視有兩個(gè)目的：（A）使葉片和隔板不致過負(fù)荷損壞；（B）監(jiān)視抽汽工況的運(yùn)行情況。多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力及其平衡 在軸流式汽輪機(jī)中，通常是高壓蒸汽由一端進(jìn)入，低壓蒸汽由另一端流出，從整體來看，蒸汽對(duì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子施加了一個(gè)由高壓端指向低壓端的軸向力，使轉(zhuǎn)子存在一個(gè)向低壓端移動(dòng)的趨勢(shì)，這個(gè)力就稱為轉(zhuǎn)子的軸向推力。 整個(gè)轉(zhuǎn)子上的軸向推力實(shí)際上差不多就是各級(jí)葉輪上推力的總和，因此對(duì)一個(gè)級(jí)

55、或單級(jí)汽輪機(jī)來說也存在著軸向推力及其平衡的問題，只不過在多級(jí)汽輪機(jī)中這個(gè)問題更加突出而己。 沖動(dòng)級(jí)上的軸向推力是由作用在動(dòng)葉上的軸向推力和作用在葉輪輪面上的軸向推力以及作用在軸的凸肩處的軸向推力三部分組成 軸向推力的平衡方法 ：1）葉輪輪面上開平衡孔 ；2）平衡活塞法。在轉(zhuǎn)子通流部分的對(duì)側(cè)，加大高壓外軸封的直徑，加大了直徑的鼓形部分稱為平衡活塞。在活塞的兩端作用著不同的蒸汽壓力，以產(chǎn)生相反方向的軸向推力，這就是平衡活塞法。3）相反流動(dòng)布置法。將蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)的流動(dòng)安排成有相反方向的流動(dòng)，使其產(chǎn)生的軸向推力相反，軸向推力得到了平衡；4）止推軸承蒸汽的去濕減少濕汽損失：采用去濕裝置（去濕和回?zé)岢槠Y(jié)合），減少濕蒸汽中的水分。去濕裝置可去掉蒸汽中含水分的20%25%. 提高動(dòng)葉片的抗侵蝕能力；末級(jí)葉片蒸汽濕度小于12%15%減少濕蒸汽中的水分?？刹捎糜刹端?、捕水室和疏水通道組成的級(jí)內(nèi)捕水裝置（它是利用水珠受離心力的作用被拋向通流部分外緣的特性而設(shè)計(jì)的）這些吸水縫可以吸去噴