章7汽輪機設(shè)備1

1、第六章 汽輪機設(shè)備第一節(jié) 概述第二節(jié) 汽輪機的一般概念 第三節(jié) 汽輪機本體的主要結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 級內(nèi)熱力過程分析 第五節(jié) 汽輪機的損失、效率和功率第六節(jié) 汽輪機的主要輔助設(shè)備 第一節(jié) 概 述1汽輪機基本概念和對汽輪機本體結(jié)構(gòu)；2汽輪機內(nèi)工作過程及其熱經(jīng)濟性的分析；3汽輪機的主要輔助設(shè)備。 主要內(nèi)容：汽輪機（Turbine）：是一種將蒸汽熱能轉(zhuǎn)換成機械功的高速旋轉(zhuǎn)設(shè)備。它是由串聯(lián)在同一軸上的多上級組合而成的。 （火電廠和核電廠）與其它類型的原動機相比 （電動機、水輪機等）單機功率大效率高運轉(zhuǎn)平穩(wěn)單位功率制造成本低使用壽命長 各種泵、風(fēng)機、壓縮機和船舶螺旋槳 冶金、化工、船運等部門火電廠和核電廠 汽

2、輪機驅(qū)動 發(fā)電機 電能 生產(chǎn)故汽輪機和發(fā)電機稱為汽輪發(fā)電機組 汽輪機用來直接拖動全世界發(fā)電總量的80%是由汽輪發(fā)電機組發(fā)出的 汽輪機設(shè)備：汽輪機本體及其輔助設(shè)備由管道和閥門 連成的一個整體。 汽輪機設(shè)備汽輪機本體調(diào)節(jié)保安及供油系統(tǒng)輔助設(shè)備1-主汽門；2-調(diào)節(jié)閥；3-汽輪機；4-凝汽器；5-抽氣器；6-循環(huán)水泵；7-凝結(jié)水泵；8-低壓加熱器；9-除氧器；10-給水泵；11-高壓加熱器主蒸汽來處鍋爐至鍋爐汽輪機設(shè)備組合示意圖4567891011輔助設(shè)備3本體供油系統(tǒng)調(diào)節(jié)裝置保護裝置至各軸承12調(diào)節(jié)保安及供油系統(tǒng)第六章 汽輪機設(shè)備第一節(jié) 概述第二節(jié) 汽輪機的一般概念 第三節(jié) 汽輪機本體的主要結(jié)構(gòu) 第

3、四節(jié) 級內(nèi)熱力過程分析 第五節(jié) 汽輪機的損失、效率和功率第六節(jié) 汽輪機的主要輔助設(shè)備 第二節(jié) 汽輪機的一般概念一、級的概念及分類1、汽輪機的級 由一列噴嘴葉柵和其后緊鄰的一列動葉柵構(gòu)成的基本做功單元。高溫高壓蒸汽：在一級內(nèi)進行兩次能量轉(zhuǎn)換 在噴嘴內(nèi):熱能動能 在動葉片上:動能機械能（旋轉(zhuǎn)）級做功能力的大小，取決于該級的焓降。 焓降=噴嘴焓降+動葉焓降工作過程工作過程-蒸汽在噴嘴(nozzle)中降壓增速，熱力勢能轉(zhuǎn)變?yōu)槠鞯膭幽?在動葉(blade)中一方面繼續(xù)降壓增速，熱力勢能轉(zhuǎn)變?yōu)槠鞯膭幽?，另一方面汽流在動葉中改變運動方向，將動能轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)機械能。前者屬于反動能，后者屬于沖動能。反

4、動級反動級-hn=hb=ht，動靜葉中焓降相等.結(jié)構(gòu)特點:動、靜葉通道的截面基本相同；流動特點:動、靜葉中增速相等.沖動級沖動級-膨脹主要發(fā)生于噴嘴中,一般 0.050.30p0c0c1c2p1p2反動級c1p0c0c2p1p2沖動級三種級的壓力、速度變化示意圖p0c0c1c2p1p2純沖動級級的類型和特點級的類型和特點反動度結(jié)構(gòu)特點做功能力（焓降）效率純沖動級=0隔板葉輪型較高較低反動級=0.5轉(zhuǎn)鼓型最低最高沖動級 =0.050.3隔板葉輪型較低較高復(fù)速級 =0.050.3隔板葉輪型最高最低 按照工作特點按照工作特點速度級（又稱調(diào)節(jié)級）：速度級（又稱調(diào)節(jié)級）：對于用噴嘴調(diào)節(jié)的汽輪機，其第一級

5、即稱為速度級。它以利用蒸汽流速為主的級，級的焓降選用得較大，故采用純沖動級。 （因該級的通流面積隨負荷而改變，故又稱為調(diào)節(jié)級。）壓力級：壓力級：調(diào)節(jié)級以后的其它級的統(tǒng)稱。它利用級組中合理分配的壓力降或焓降為主。 （近年來大型汽輪機趨向于采用反動級）。壓力級壓力級速度級速度級(調(diào)節(jié)級調(diào)節(jié)級)二、汽輪機的分類1.按工作原理2.按熱力特性3.按汽流方向4.按用途5.按進汽參數(shù)6.按功率7.外形結(jié)構(gòu) 1.按工作原理分：沖動式?jīng)_動式汽輪機-由沖動級組成，蒸汽主要在噴嘴噴嘴中膨脹，在動葉中只有少數(shù)膨脹。反動式反動式汽輪機-由反動級組成，蒸汽在噴嘴和動葉噴嘴和動葉中膨脹程度相同。由于反動級不能做成部分進汽，

6、故調(diào)節(jié)機采用單列沖動機或復(fù)速級。2.按熱力特性分：凝汽式凝汽式汽輪機-排汽在高度真空狀態(tài)下進入凝汽器凝結(jié)成水，有些小汽輪機沒有回?zé)嵯到y(tǒng)，成為純凝汽式汽輪機。背壓式背壓式汽輪機-排汽直接用于供熱，沒有凝汽器。當(dāng)排汽作為其他中低壓汽輪機的工作蒸汽時，稱為前制式汽輪機。調(diào)節(jié)抽汽式調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機-從汽輪機某級后抽出一定壓力的部分蒸汽對外供熱，其余排汽仍進入凝汽器。由于熱用戶對供熱壓力有一定的要求，需要對抽汽壓力進行自動調(diào)節(jié)，故稱為調(diào)節(jié)抽汽。根據(jù)用戶需要，有一次調(diào)節(jié)抽汽和兩次調(diào)節(jié)抽汽。3.按汽流方向分：軸流式軸流式汽輪機-組成汽輪機的各級葉柵沿軸向依次排列，汽流組成汽輪機的各級葉柵沿軸向依次排列，汽流

7、方向的總趨勢是軸向的，絕大多數(shù)汽輪機都是軸流式汽輪機方向的總趨勢是軸向的，絕大多數(shù)汽輪機都是軸流式汽輪機。輻流式輻流式汽輪機-組成汽輪機的各級葉柵沿半徑方向依次排列，組成汽輪機的各級葉柵沿半徑方向依次排列，汽流方向的總趨勢是沿半徑方向的。汽流方向的總趨勢是沿半徑方向的。4.按用途分：電站電站汽輪機-用于拖動發(fā)電機，汽輪發(fā)電機組需按供電頻率定轉(zhuǎn)速運行，故也稱為定轉(zhuǎn)速汽輪機，主要采用凝汽式汽輪機。也采用同時供熱的供電的汽輪機，通常稱為熱電汽輪機或供熱式汽輪機。工業(yè)工業(yè)汽輪機-用于拖動風(fēng)機，水泵等轉(zhuǎn)動機械，其運行速度經(jīng)常是變化的，也稱為變轉(zhuǎn)速汽輪機。凝汽式供暖凝汽式供暖汽輪機-在中低壓缸連通管上加裝

8、蝶閥來調(diào)節(jié)供暖抽汽量，抽汽壓力不像調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機那樣維持規(guī)定的數(shù)值，而是隨流量大小基本上按直線規(guī)律變化。5.按進汽參數(shù)分：低壓低壓汽輪機汽輪機 新蒸汽壓力小于新蒸汽壓力小于1.5MPa中壓中壓汽輪機汽輪機 新蒸汽壓力為新蒸汽壓力為2.0-4.0MPa高壓高壓汽輪機汽輪機 新蒸汽壓力為新蒸汽壓力為6.0-10.0MPa超高壓超高壓汽輪機汽輪機 新蒸汽壓力為新蒸汽壓力為12.0-14.0MPa亞臨界亞臨界汽輪機汽輪機 新蒸汽壓力為新蒸汽壓力為16.0-18.0MPa超臨界超臨界汽輪機汽輪機 新蒸汽壓力大于新蒸汽壓力大于22.2MPa6.按功率分：大功率大功率汽輪機汽輪機 大于大于200MW小功率

9、小功率汽輪機汽輪機 小于小于200MW7.外形結(jié)構(gòu)G12334單軸雙缸雙排汽（300MW）G12334332單軸四缸四排汽（600MW）G1233433單軸四缸四排汽（300MW）G2333314單軸三缸三排汽（進口，300MW）1-高壓缸；2-中壓缸；3-低壓缸；4-再熱器三、國產(chǎn)汽輪機類型的代號三、國產(chǎn)汽輪機類型的代號N: 凝汽式凝汽式C: 一次調(diào)節(jié)抽汽式一次調(diào)節(jié)抽汽式CC: 兩次調(diào)節(jié)抽汽式兩次調(diào)節(jié)抽汽式B: 背壓式背壓式CB: 抽汽背壓式抽汽背壓式H: 船用船用Y: 移動式移動式k: 空冷式空冷式X XX XX 變形設(shè)計次序蒸汽參數(shù)額定功率(MW)汽輪機類型例如：N300-16.7/53

10、7/537哈爾濱汽輪機廠生產(chǎn)的山西漳山電廠2臺直冷300MW汽輪機主要技術(shù)規(guī)范及熱力參數(shù)：型號NZK300-16.7/537/537型式亞臨界中間再熱、兩缸兩排汽、直接空冷凝汽式額定功率300MW300MW主蒸汽額定參數(shù)16.7MPa/53716.7MPa/537最大進汽量1045t/h設(shè)計氣溫17額定背壓15Kpa滿發(fā)最高背壓29.41Kpa (TMCR工況)允許最高背壓65Kpa轉(zhuǎn)速3000r/min轉(zhuǎn)向機頭看為順時針給水系統(tǒng)7級回?zé)?，給水泵由電動機驅(qū)動汽封系統(tǒng)自密封系統(tǒng)汽輪機通流級數(shù)高壓1+12級、中壓9級、低壓26級，共34級空冷式機組一例空冷式機組一例n東方汽輪機廠：N30016.7

11、/537/5374型汽輪機n其中調(diào)節(jié)級吸取了美國西屋公司技術(shù)，低壓部分吸取了GE公司和日立公司的技術(shù)。為亞臨界，一次中間再熱，單軸、高中壓合缸、雙缸雙排汽、沖動式水冷式凝汽式汽輪機。n主要技術(shù)規(guī)范：n額定功率：300MW 最大功率：330MWn額定蒸汽參數(shù)：n新蒸汽：16.7MPa/537；再熱蒸汽：3.3MPa/537；背壓：冷卻水溫度為20時，設(shè)計背壓為5.2kPa；額定新汽流量：935t/h；最大新汽流量：1025t/h；給水溫度：271；n通流級數(shù)：總共28級。其中：高壓缸1個單列調(diào)節(jié)級+9個沖動壓力級；中壓缸6個沖動壓力級；低壓缸26個沖動壓力級。n給水回?zé)嵯到y(tǒng)：3高加+1除氧+4低

12、加；n給水泵拖動方式：1100%BMCR小汽輪機拖動n 150%BMCR電動調(diào)速水泵作備用；n末級葉片高度：851mm;n汽輪機本體外形（長寬高）：18055mm7464mm6434mmn兩缸兩排汽型式：高中壓合缸。n熱耗：8005kJ/kwh水冷式機組一例水冷式機組一例1883年瑞典工程師拉伐爾（Laval）第一臺軸流軸流式式汽輪機。3.7kW單級沖動式汽輪機。轉(zhuǎn)速26000r/min,相應(yīng)輪周速度475m/s。18841894年，英國工程師巴森斯(C.A.Parsons)，相繼創(chuàng)造了軸流式多級反動式軸流式多級反動式汽輪機、輻流式輻流式汽輪機。1900年前后，法國工程師拉透(Rateau)和

13、瑞士工程師崔利(Zoelly)分別在拉伐爾單級汽輪機的基礎(chǔ)上應(yīng)用了分級的原理，制造出了多級沖動式多級沖動式汽輪機。19031907年間，為滿足其它工業(yè)部門對蒸汽的需要，出現(xiàn)了熱能電能聯(lián)合生產(chǎn)的汽輪機，即背壓式背壓式及調(diào)節(jié)抽汽式調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機。1920年左右，隨著蒸汽動力裝置循環(huán)的改進，出現(xiàn)了給水回?zé)崾浇o水回?zé)崾狡啓C。1925年，出現(xiàn)了第一臺中間再熱式中間再熱式汽輪機。20世紀40年代以后，現(xiàn)代汽輪機發(fā)展的基本方向是以增大單機功率為中心線索的。70年代，美國：雙軸最大單機功率1300MW。1980年蘇聯(lián)：單軸1200MW目前為止火電站中最大單軸機組。3000r/min，23.5MPa，540

14、。世界最大的汽輪發(fā)電機組: 安裝于法國Chooz B核電站的汽輪發(fā)電機組, 其單機容量達到1580MW，創(chuàng)下了新的世界紀錄。我國我國：1955年第一臺中壓6MW汽輪機?，F(xiàn)在已能生產(chǎn)600MW（哈爾濱汽輪機廠、上海汽輪機廠、東方汽輪機廠）。全球汽輪機生產(chǎn)主要廠商美國通用電氣公司(General.Electric Co.GE)沖動式汽輪輪，年生產(chǎn)20000MW，最世界上最大的汽輪機制造業(yè)。美國西屋電氣公司(Westing House Electric Co. WH)反動式汽輪機，年生產(chǎn)10000MW。瑞士勃朗.鮑維利公司（Brown .Boveri Co. BBC）跨國公司，反動式汽輪機，年生產(chǎn)1

15、0000MW。法國阿爾斯通大西洋公司(Alsthon _Atlantague Co. AA)沖動式和反動式汽輪輪10000MW。蘇聯(lián)：列寧格勒金屬工廠()2001200MW，凝汽式汽輪機和60200MW供熱式汽輪機。第六章 汽輪機設(shè)備第一節(jié) 概述第二節(jié) 汽輪機的一般概念 第三節(jié) 汽輪機本體的主要結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 級內(nèi)熱力過程分析 第五節(jié) 汽輪機的損失、效率和功率第六節(jié) 汽輪機的主要輔助設(shè)備 一、汽缸汽缸的作用：將工作蒸汽與大氣隔開，內(nèi)壁支撐噴嘴靜葉片、隔板、汽封環(huán)等；外部與進汽管、抽汽管、排汽管、疏水管等相接。汽缸按作用分按作用分內(nèi)缸內(nèi)缸外缸外缸按結(jié)構(gòu)分按結(jié)構(gòu)分下缸下缸上缸上缸按工作壓力分按工作壓

16、力分中壓缸中壓缸高壓缸高壓缸低壓缸低壓缸汽缸外形汽缸外形汽缸外形汽缸外形國產(chǎn)國產(chǎn)2020萬汽輪機外觀萬汽輪機外觀汽缸起吊汽缸起吊揭去上汽缸的國產(chǎn)揭去上汽缸的國產(chǎn)3030萬汽輪機汽缸和轉(zhuǎn)子萬汽輪機汽缸和轉(zhuǎn)子圖圖汽缸法蘭螺栓，用于連接上下汽缸汽缸法蘭螺栓，用于連接上下汽缸二、噴嘴與隔板三、轉(zhuǎn)子與動葉片轉(zhuǎn)子按主軸與葉輪按主軸與葉輪制造組合分制造組合分焊接轉(zhuǎn)子焊接轉(zhuǎn)子套裝轉(zhuǎn)子套裝轉(zhuǎn)子整鍛轉(zhuǎn)子整鍛轉(zhuǎn)子從軸向分從軸向分中壓轉(zhuǎn)子中壓轉(zhuǎn)子高壓轉(zhuǎn)子高壓轉(zhuǎn)子低壓轉(zhuǎn)子低壓轉(zhuǎn)子按工作轉(zhuǎn)速是否按工作轉(zhuǎn)速是否高于臨界轉(zhuǎn)速高于臨界轉(zhuǎn)速撓性轉(zhuǎn)子撓性轉(zhuǎn)子剛性轉(zhuǎn)子剛性轉(zhuǎn)子套裝轉(zhuǎn)子套裝轉(zhuǎn)子鍛件尺寸小，加工方便，鍛件尺寸小，加工方便

17、，質(zhì)量易得保證，不同部件質(zhì)量易得保證，不同部件可用不同材料?？捎貌煌牧?。-只只適合低壓轉(zhuǎn)子適合低壓轉(zhuǎn)子國產(chǎn)國產(chǎn)200MW200MW汽輪機低壓轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖汽輪機低壓轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖整鍛轉(zhuǎn)子整鍛轉(zhuǎn)子整鍛整鍛-套裝套裝組合組合轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子焊接轉(zhuǎn)子焊接轉(zhuǎn)子高壓缸轉(zhuǎn)子高壓缸轉(zhuǎn)子高壓缸轉(zhuǎn)子，第一級為復(fù)速級高壓缸轉(zhuǎn)子，第一級為復(fù)速級中低壓缸轉(zhuǎn)子中低壓缸轉(zhuǎn)子中低壓缸轉(zhuǎn)子中低壓缸轉(zhuǎn)子低壓缸轉(zhuǎn)子，前兩級有圍帶，后三級有拉筋低壓缸轉(zhuǎn)子，前兩級有圍帶，后三級有拉筋低壓轉(zhuǎn)子低壓轉(zhuǎn)子吊起來的低壓轉(zhuǎn)子吊起來的低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子起吊轉(zhuǎn)子起吊托電托電600MW動葉動葉動葉動葉扭葉片扭葉片帶拉筋和圍帶的動葉片帶拉筋和圍帶的動葉片末級動葉片，對著

18、外面的是進汽側(cè)末級動葉片，對著外面的是進汽側(cè)動葉片動葉片扭葉片扭葉片四、汽封及軸封系統(tǒng)汽封按結(jié)構(gòu)形式按結(jié)構(gòu)形式碳精環(huán)式碳精環(huán)式梳齒形曲徑式（迷宮式）汽封梳齒形曲徑式（迷宮式）汽封水封式水封式按密封位置按密封位置軸端汽封軸端汽封級間汽封級間汽封隔板汽封隔板汽封葉頂汽封葉頂汽封齒形軸封分為高低齒軸封(曲徑軸封)和平齒軸封(光軸軸封)兩種。在汽輪機的高壓段采用曲徑軸封，在低壓段采用光軸軸封。蜂窩式軸封齒形軸封高壓轉(zhuǎn)子軸封段低壓轉(zhuǎn)子軸封段五、軸承軸承推力軸承推力軸承支持軸承支持軸承可傾瓦軸承可傾瓦軸承圓柱形軸承圓柱形軸承金斯里式軸承金斯里式軸承密切爾式軸承密切爾式軸承推力支持聯(lián)合軸承推力支持聯(lián)合軸承六

19、、聯(lián)軸器及盤車裝置聯(lián)軸器半撓性聯(lián)軸器半撓性聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器撓性聯(lián)軸器撓性聯(lián)軸器撓性聯(lián)軸器撓性聯(lián)軸器（四）盤車裝置1、概念 在汽輪機不進蒸汽時驅(qū)在汽輪機不進蒸汽時驅(qū)動轉(zhuǎn)子以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的設(shè)備稱為盤車裝的設(shè)備稱為盤車裝置。置。 2、位置、位置 安裝在汽輪機轉(zhuǎn)子與發(fā)電安裝在汽輪機轉(zhuǎn)子與發(fā)電機轉(zhuǎn)子連接處的軸承箱上。機轉(zhuǎn)子連接處的軸承箱上。盤車裝置外觀盤車裝置外觀 3、盤車裝置的作用、盤車裝置的作用n在汽輪機啟動沖轉(zhuǎn)前或停機后，讓轉(zhuǎn)子以一定的轉(zhuǎn)速連續(xù)轉(zhuǎn)動，以保證轉(zhuǎn)子均勻受熱或冷卻，從而避免轉(zhuǎn)子產(chǎn)生熱彎曲；啟動前盤動轉(zhuǎn)子，可以檢查動靜部件間是否有摩擦、潤滑油系統(tǒng)工作是否正常及

20、主軸彎曲是否過大等，用來檢查汽輪機是否具備正常啟動條件。4、特點、特點 操作簡便，投入平穩(wěn)，對高壓油頂起要求低。功耗低，備有電液操作系統(tǒng)，可以實現(xiàn)電動盤車。 第六章 汽輪機設(shè)備第一節(jié) 概述第二節(jié) 汽輪機的一般概念 第三節(jié) 汽輪機本體的主要結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 級內(nèi)熱力過程分析 第五節(jié) 汽輪機的損失、效率和功率第六節(jié) 汽輪機的主要輔助設(shè)備 第四節(jié) 級內(nèi)熱力過程分析 熱能到機械能的轉(zhuǎn)換，是在軸向串聯(lián)的各個級內(nèi)完成的，即在噴嘴內(nèi)和動葉流道內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換過程。因此研究汽輪機的工作過程，就是研究級的工作過程，也就是研究蒸汽在噴嘴內(nèi)和動葉流道內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換過程。1蒸汽在噴嘴內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換1111?ttcccc而是原因：

21、噴嘴內(nèi)氣流是具有粘性的實際氣體，在流動過程中會因氣體內(nèi)部、氣體與噴嘴壁間存在摩擦以及氣流內(nèi)出現(xiàn)渦流與擾動等能量會有損失，噴嘴氣流實際獲得動能減少，使其出口實際速度c1低于理想速度c1t。作用？加速，方向作用？加速，方向 11hhttthhcchn112121)(2000198. 092. 011tcc實際 這部分動能損失稱為噴嘴損失: kJ/kg為試驗數(shù)據(jù)其值與噴嘴高度、汽道形狀、壁面粗糙度等因素有關(guān)噴嘴速度系數(shù)：10101172.4472.44hhhhcctt20101)72.44()(72.44chhct20)72.44(ctcc100c注意：實際應(yīng)該即忽略了： 因而忽略了初速的影響。m/

22、s 原因：流動過程絕熱，損失的動能轉(zhuǎn)變?yōu)槟Σ翢崃恐赜旨訜嵴羝旧恚箛娮斐隹谄鲗嶋H焓值h1高于理想焓值h1t112c21c1221c1212由動葉進口速度三角形可方便地求出相對速度及利用動葉出口速度三角形可求出絕對速度及（將及、及等作為已知量。的方向角1117、對沖動級約比小24，2030）1c2112211cos2ucucw求得和后， 2蒸汽在動葉內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換)()(21)(12212212ZZgwwhhqtt321222110)(21wwhhhttbt kJ/kg21102)72.44()(72.44whhwttm/s 動葉損失： 動葉損失： 動葉損失： ttbhhwwh21322221

23、0)(21動葉速度系數(shù)： 95. 085. 022tww212122)72.44()(72.44whhwwtt3蒸汽作用在動葉柵上的力與輪周功率對純沖動級，動葉片只受到?jīng)_動力（壓差力）FuFFcFzFfu動葉柵受到的輪周力對于反動級和帶一定反動度的沖動級，動葉受到?jīng)_動力和反動力，及壓差力。Fu輪向力 Fz軸向力 Fc沖動力 Ff 反擊力1122(coscos)uFG cc若通過動葉柵的蒸汽流量為Gkg/s，則動葉柵所受輪周力為：則輪周功率為：1122(coscos).()uuPF uGu ccWn從能量平衡來看，輪軸功率還可表示成級的理想焓降扣除級內(nèi)所有損失，即：().()ustPGhhWst

24、h級的理想焓降，等于噴嘴與動葉的理想焓降之和可見，級的各種損失越小，蒸汽做的功就越多，級的熱經(jīng)濟性就越好。第六章 汽輪機設(shè)備第一節(jié) 概述第二節(jié) 汽輪機的一般概念 第三節(jié) 汽輪機本體的主要結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 級內(nèi)熱力過程分析 第五節(jié) 汽輪機的損失、效率和功率第六節(jié) 汽輪機的主要輔助設(shè)備 第五節(jié) 汽輪機的損失、效率和功率一、多級汽輪機損失級內(nèi)損失級內(nèi)損失動葉損失動葉損失噴嘴損失噴嘴損失余速損失余速損失級內(nèi)漏汽損失級內(nèi)漏汽損失葉輪磨擦損失葉輪磨擦損失部分進汽損失部分進汽損失濕汽損失濕汽損失葉高損失葉高損失扇形損失扇形損失整機損失整機損失內(nèi)部損失內(nèi)部損失各級損失之和各級損失之和進汽損失（節(jié)流損失）進汽損失（

25、節(jié)流損失） 排汽管阻力損失排汽管阻力損失 外部損失外部損失軸承磨擦損失軸承磨擦損失 端封漏汽損失端封漏汽損失 主油泵、調(diào)節(jié)保安功率損失主油泵、調(diào)節(jié)保安功率損失 裸露的主軸段與外界空氣磨擦損失裸露的主軸段與外界空氣磨擦損失 聯(lián)軸器傳遞功率損失聯(lián)軸器傳遞功率損失 葉高損失 葉高損失也就是葉片的端部損失，本質(zhì)上仍是噴嘴和動葉的流動損失。但在某些工程計算中，當(dāng)計算噴嘴和動葉的損失時，不考慮其高度的影響，也就是認為葉片足夠長，而達到無限高的程度時，端部損失為零。實際情況是葉片并不無限高，端部損失并不為零。為此，需在已計算得出的噴嘴損失和動葉損失之外，另單獨計算一項葉柵的端部損失，這就是葉高損失。扇形損失

26、扇形損失 汽輪機中實際應(yīng)用的是環(huán)列葉柵(如圖)，與平面直葉柵相比，有兩個特點:葉柵的相對節(jié)距t/b不是常數(shù),而是從內(nèi)徑向外徑成正比例增加的，這樣除了平均直徑處的相對節(jié)距為最佳外，其他各截面偏離最佳值，這就帶來了流動損失。葉柵出口汽流在軸向間隙中存在著壓力梯度，即由內(nèi)徑向外徑靜壓力逐漸增加，所以會產(chǎn)生徑向流動損失。葉輪摩擦損失hf由兩部分組成：（1）葉輪兩側(cè)及圍帶表面的粗糙度引起的摩擦損失（2）子午面內(nèi)的渦流運動引起的損失部分進汽損失he噴嘴葉柵不是整圈布置，而是只占據(jù)部分圓周，這種布置叫部分進汽。如小汽機高壓級和調(diào)節(jié)級需要采用部分進汽。部分進汽損失有鼓風(fēng)損失和斥汽損失：（1）鼓風(fēng)損失發(fā)生在不裝

27、噴嘴的弧段內(nèi)（2）斥汽損失和鼓風(fēng)損失相反，它發(fā)生在裝有噴嘴的弧段內(nèi)漏汽損失h-沖動級和反動級分開討論。 對于沖動級沖動級，存在隔板漏汽損失-在葉輪上開設(shè)平衡孔，在動葉根部設(shè)置汽封片，設(shè)計時選取合理的反動度，使動葉根部不出現(xiàn)吸汽漏汽現(xiàn)象。葉頂漏汽損失-減小間隙面積和兩側(cè)壓差，如采用高低齒封。 對于反動級反動級，其漏汽損失比沖動級大，因為：內(nèi)徑汽封的漏汽量比沖動級的隔板漏汽量大，這主要是因為內(nèi)徑汽封直徑比隔板汽封直徑大，而汽封齒數(shù)又比較少。動葉前后的壓差較大，所以葉頂漏汽量相當(dāng)可觀。隔板的汽封裝置動葉頂部汽封示意圖(a)隔板漏汽和葉頂漏汽(b)高低齒汽封 濕蒸汽的過飽和現(xiàn)象對級的能量轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的影

28、響表現(xiàn)為理想比焓降的減少。 濕蒸汽在膨脹過程中析出水珠，在汽水兩相流動中，低速的水珠被高速的蒸汽挾帶著流動，從而消耗了氣流的一部分動能，稱之為挾帶損失挾帶損失。 水珠的速度小于汽相的速度，偏離動葉入口方向的水珠撞在動葉進口處的背弧上，產(chǎn)生了阻止葉輪旋轉(zhuǎn)的制動作用，克服它就要消耗一部分有用功，稱之為制動損失制動損失。 水珠撞在噴嘴進口處的壁面上，擾亂了主汽流，造成損失，稱之為擾流損失擾流損失。 采用捕水裝置，當(dāng)從級內(nèi)排除部分液相的同時，都不可避免的伴 隨著一部分蒸汽同時被抽出汽輪機，造成工質(zhì)損失工質(zhì)損失。濕氣損失hx 飽和蒸汽輪機的各級和普通凝汽式汽輪機的最后幾級都工作于濕蒸汽區(qū)。由于水分存在，

29、干蒸汽的工作也將受到一定的影響，產(chǎn)生濕氣損失的原因，有以下幾個方面： 濕氣損失與蒸汽的平均濕度（1-xm）成正比，濕度越大，損失也就越大，級的效率也就越低。為提高濕蒸汽級的效率和防止動葉被沖蝕損壞，一方面可采取有效的去濕方法，另一方面應(yīng)提高葉片本身的抗沖蝕能力。常用的去濕的方法有：由捕水口，捕水室和疏水通道組成的級內(nèi)捕水裝置(圖)。具有吸水縫的空心噴嘴(圖)。采用出汽邊噴射蒸汽的空心噴嘴(圖)。 常用的提高動葉本身抗沖蝕能力采取的措施有：采用耐沖蝕性能強的葉片材料（如鈦合金）；在葉片進汽邊背弧上鑲焊硬質(zhì)合金；對葉片表面鍍鉻，局部高頻淬硬，電火花強化，氮化等。大功率汽輪機中水珠的運動軌跡和去濕裝

30、置大功率汽輪機中水珠的運動軌跡和去濕裝置級內(nèi)捕水裝置示意圖1-捕水口槽道2-捕水室3-疏水通道（接低壓加熱 器或凝汽器）具有吸水縫的空心噴嘴二多級汽輪機效率與功率stsinoihhtiiHH1級的相對內(nèi)效率：2多級汽輪機的相對內(nèi)效率： 反映了汽輪機內(nèi)部損失的大小，是衡量汽輪機通流部分完善程度的指標。0.80.93600imiiHDPiemPP3多級汽輪機的內(nèi)功率：4、汽輪機機械效率：機械損失：用于克服軸承磨擦阻力及帶動主油泵、調(diào)速器等所消耗的部分有用功。Pi汽輪機內(nèi)功率；Pe汽輪機的有效功率（即汽輪機傳給發(fā)電機輸入端的功率）或稱軸端功率。其值反映了機械損失的大小。KW （無回?zé)岢槠﹥?nèi)功率體現(xiàn)

31、在轉(zhuǎn)子上， 但不是在轉(zhuǎn)子軸端，軸端功率還應(yīng)考慮外部損失。98%99%三、多級汽輪機發(fā)電機組熱經(jīng)濟性eeogPPgmoitfwmgmoitmgmimgmigeeohhDhDhDPPP3600)(3600/36000fwfwtthhhhhhhqw0210101發(fā)電機效率：Peo發(fā)電機輸出端的功率h0汽輪機主汽閥前的新蒸汽焓,kJ/kg；hfw鍋爐入口的給水焓,kJ/kg；空冷、水冷、氫冷、雙氟內(nèi)冷98%99%10036000QPeoeo)(000fwmhhDQgmoitfwmeoeoeohhDPQP)(36003600000hfwh)()(1200zrzrzrfwmhhDhhDQ2汽輪發(fā)電機組絕對

32、電效率：如果沒有再熱（只有回?zé)幔?即 0.450.50主蒸汽焓值經(jīng)過回?zé)峒訜幔鹘o水焓值 如有再熱，則：00emoPdd eoeoPQq3600003汽耗率每生產(chǎn)1KWh電能所消耗的蒸汽質(zhì)量不同機組，不具有可比性，如300MW機組，滿負荷925t/h，則汽耗為3.08Kg/KWh。 kJ/(kwh)目前：我國熱耗約：9000KJ/ KWh200MW機組；8000KJ/ KWh300MW機組。熱耗率比汽耗率更能直接反映汽輪發(fā)電機組的熱經(jīng)濟性。4熱耗率 kg/(kwh)第六章 汽輪機設(shè)備第一節(jié) 概述第二節(jié) 汽輪機的一般概念 第三節(jié) 汽輪機本體的主要結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 級內(nèi)熱力過程分析 第五節(jié) 汽輪機的

33、損失、效率和功率第六節(jié) 汽輪機的主要輔助設(shè)備 第六節(jié) 汽輪機的主要輔助設(shè)備作用：1、在熱力循環(huán)作為冷源，降低汽輪機排汽的壓力和溫度，就可以減小冷源損失，提高循環(huán)熱效率。2、建立和保持汽輪機排汽口的高度真空，使蒸汽在汽輪機中有較大的理想焓降；3、回收乏汽的凝結(jié)水，作為鍋爐給水循環(huán)使用。 一、凝汽設(shè)備以東方汽輪機廠生產(chǎn)的N300166.67/537/537汽輪機為例，若沒有凝汽設(shè)備，排汽最低壓力和大氣壓力，理想循環(huán)效率等于37.12%，而當(dāng)排汽壓力為5.0kPa，熱效率為45.55%，后者的經(jīng)濟性顯著提高。sb203561Tad41凝汽設(shè)備的組成及作用 以水為冷卻介質(zhì)的凝汽設(shè)備包括凝汽器、凝結(jié)水泵

34、、抽氣器、循環(huán)水泵以及它們之間的連接管道和附件組成。 最簡單的凝汽設(shè)備系統(tǒng)簡圖1-汽輪機；2-發(fā)電機；3-凝汽器；4-循環(huán)水泵；5-凝結(jié)水泵；6-抽氣器蒸汽冷卻水凝結(jié)水蒸汽空氣混合物1345G26凝汽器冷卻介質(zhì)的不同單流程（大型機組多采用此）空氣冷卻式雙流程多流程冷卻水的流程不同汽流流動形式不同汽流向心式汽流向側(cè)式水冷式2凝汽器凝汽器：外殼常呈圓柱形、橢圓柱形或方柱形。 （大機組一般都采用方柱形）1-二次濾網(wǎng)；2-反沖洗蝶閥；3-注球管；4-凝汽器；5-膠球；6-收球網(wǎng)；7-膠球泵；8-加球室 卵形管束布置的凝汽器在組裝中教堂窗式管束布置的凝汽器-元寶山300MW向心式管束布置的凝汽器在組裝中向心式管束布置的凝汽器在組裝中-法國600MW將軍帽水冷式凝汽器水冷式凝汽器組裝中的凝汽器外殼安裝凝汽器內(nèi)的擋汽板凝汽器隔板凝汽器的隔板在安裝中組裝中的凝汽器隔板組裝中的凝汽器隔板帶狀管束布置的凝汽器隔板及水室汽輪發(fā)電機組空氣冷卻凝汽器外觀3抽氣器抽氣器射流式抽氣器水環(huán)式真空泵抽氣器射汽式抽氣器射水式抽氣器容積式（或機械式）機械離心式真空泵抽氣器吸氣管泵殼排汽管空腔水環(huán)葉片葉輪三、回?zé)峒訜嵩O(shè)備 作用：減小抽汽在凝汽器中的冷源損失，提高循環(huán)的熱效率?；?zé)峒訜崞靼磦鳠岱绞讲煌旌鲜郊訜崞鞅砻媸郊訜崞靼此畟?cè)壓力不同低壓加熱器按結(jié)構(gòu)形式不同立式加熱器臥