汽輪機(jī)課程設(shè)計(jì)低壓缸

1、目 錄第一章 摘要 . . .2第二章 汽輪機(jī)熱力計(jì)算的技術(shù)條件和參數(shù). .3第三章 汽輪機(jī)低壓部分介紹. .4第四章 擬定汽輪機(jī)近似熱力過程曲線. 5第五章 回?zé)嵯到y(tǒng)的計(jì)算.7第六章 低壓缸的壓力級(jí)的級(jí)數(shù)和排汽口數(shù)的確定.9第七章 各級(jí)詳細(xì)的熱力計(jì)算. . .10第八章 參考文獻(xiàn). . .15第九章 總結(jié).16第一章 摘 要 本次課程設(shè)計(jì)主要對(duì)200MW亞臨界沖動(dòng)式汽輪機(jī)通流部分（低壓缸）進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)和計(jì)算。先后完成了汽輪機(jī)近似熱力過程曲線的擬定、原則性回?zé)嵯到y(tǒng)的計(jì)算、低壓缸進(jìn)汽量的估算、低壓缸級(jí)數(shù)的確定、比焓降的分配和各級(jí)詳細(xì)的熱力計(jì)算，初步完成了汽輪機(jī)低壓缸的設(shè)計(jì)。 汽輪機(jī)是以水蒸氣

2、為工質(zhì)，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的外燃高速旋轉(zhuǎn)式原動(dòng)機(jī)。它具有單機(jī)功率大、效率高、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、單位功率制造成本低和使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。汽輪機(jī)是現(xiàn)代化國(guó)家中重要的動(dòng)力機(jī)械設(shè)備。汽輪機(jī)設(shè)備是火電廠的三大主要設(shè)備之一，汽輪機(jī)設(shè)備及系統(tǒng)包括汽輪機(jī)本體、調(diào)節(jié)保安油系統(tǒng)、輔助設(shè)備及熱力系統(tǒng)等。汽輪機(jī)本體是由汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分（轉(zhuǎn)子）和固定部分（靜子）組成，調(diào)節(jié)保安油系統(tǒng)主要包括調(diào)節(jié)氣閥、調(diào)速器、調(diào)速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、主油泵、油箱、安全保護(hù)裝置等；輔助設(shè)備主要包括凝汽器、抽氣器、高低壓加熱器、除氧器、給水泵、凝結(jié)水泵、凝升泵、循環(huán)水泵等；熱力系統(tǒng)主要指主蒸汽系統(tǒng)、再熱蒸汽系統(tǒng)、旁路系統(tǒng)、凝汽系統(tǒng)、給水回?zé)嵯到y(tǒng)、給水除氧系統(tǒng)等。

3、 汽輪機(jī)是以水蒸氣為工質(zhì)，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的外燃高速旋轉(zhuǎn)式原動(dòng)機(jī)。它具有單機(jī)功率大、效率高、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、單位功率制造成本低和使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。汽輪機(jī)是現(xiàn)代化國(guó)家中重要的動(dòng)力機(jī)械設(shè)備。汽輪機(jī)設(shè)備是火電廠的三大主要設(shè)備之一，汽輪機(jī)設(shè)備及系統(tǒng)包括汽輪機(jī)本體、調(diào)節(jié)保安油系統(tǒng)、輔助設(shè)備及熱力系統(tǒng)等。汽輪機(jī)本體是由汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分（轉(zhuǎn)子）和固定部分（靜子）組成，調(diào)節(jié)保安油系統(tǒng)主要包括調(diào)節(jié)氣閥、調(diào)速器、調(diào)速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、主油泵、油箱、安全保護(hù)裝置等；輔助設(shè)備主要包括凝汽器、抽氣器、高低壓加熱器、除氧器、給水泵、凝結(jié)水泵、凝升泵、循環(huán)水泵等；熱力系統(tǒng)主要指主蒸汽系統(tǒng)、再熱蒸汽系統(tǒng)、旁路系統(tǒng)、凝汽系統(tǒng)、給水回?zé)嵯到y(tǒng)

4、、給水除氧系統(tǒng)等。第2章 汽輪機(jī)熱力計(jì)算的技術(shù)條件和參數(shù)已知技術(shù)條件和參數(shù)：額定功率 P=200MW 轉(zhuǎn) 速 n=3000r/min主蒸汽壓力 主蒸汽溫度低壓缸排汽壓力設(shè)計(jì)冷卻水溫度設(shè)計(jì)要求：運(yùn)行時(shí)具有較高的經(jīng)濟(jì)性；不同工況下工作時(shí)均有高的可靠性；滿足經(jīng)濟(jì)性、可靠性，保證汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、布置合理。提交的文件：相關(guān)計(jì)算程序一份；繪制通流部分方案圖及縱剖面圖；設(shè)計(jì)、計(jì)算說明書一冊(cè)；詳細(xì)的設(shè)計(jì)過程、思路說明。第三章 汽輪機(jī)低壓部分介紹 汽缸即汽輪機(jī)的外殼，是汽輪機(jī)靜止部件的主要部分之一。它的作用是將汽輪機(jī)的通流部分與大氣隔絕，以形成蒸汽能量轉(zhuǎn)換的封閉空間，以及支撐其他靜止部件。對(duì)于軸承座固定在汽缸上

5、的機(jī)組，汽缸還要承受汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的部分質(zhì)量。 由于汽輪機(jī)的型式、容量、蒸汽參數(shù)、是否采用中間再熱以及制造廠家的不同，汽缸結(jié)構(gòu)型式也不一樣。 汽缸一般為水平中分型式，上、下兩個(gè)缸通過水平法蘭用螺栓緊固。國(guó)產(chǎn)600MW汽輪機(jī)有高壓、中壓和兩個(gè)低壓缸共四個(gè)缸。低壓缸工作壓力不高、溫度較低，但由于蒸汽容積大、低壓缸的尺寸很大，尤其是排汽部分。因此，在低壓缸的設(shè)計(jì)中，強(qiáng)度已不成為主要問題，而如何保證其剛度，防止缸提產(chǎn)生撓曲和變形，合理設(shè)計(jì)排汽通道則成為了主要問題。另外，為了改善低壓缸的熱膨脹，大機(jī)組采用多層低壓缸，將通流部分設(shè)計(jì)在內(nèi)缸中，使體積小的內(nèi)缸承受溫度變化而外缸和龐大的排汽缸則處于排汽低溫狀態(tài)，使

6、其膨脹變形較小。這種結(jié)構(gòu)有利于設(shè)計(jì)成徑向擴(kuò)壓排汽，使末級(jí)的余速損失減少，并可縮短尺寸，大多低壓缸采用對(duì)稱分流布置。第四章 擬定汽輪機(jī)近似熱力過程曲線由主蒸汽壓力 、主蒸汽溫度 ，取進(jìn)汽機(jī)構(gòu)的節(jié)流損失，得調(diào)節(jié)級(jí)前壓力查hs圖得，由進(jìn)汽狀態(tài)點(diǎn)O等熵到高壓缸排汽壓力，查hs圖得， ，由可確定高壓缸排汽點(diǎn)2。取主蒸汽管道損失 得，查得： 考慮損失得4點(diǎn)，得3點(diǎn)作等熵線交排汽壓力0.0049KPa等壓線于3點(diǎn),查得.由此得: ,由以上數(shù)據(jù)與估測(cè)，可得到如下的汽輪機(jī)近似熱力過程曲線：第五章 回?zé)嵯到y(tǒng)的計(jì)算1. 排汽參數(shù)的確定 由中壓缸進(jìn)汽參數(shù),蒸汽溫度 ，查hs圖得，等熵變化到時(shí), ,對(duì)應(yīng)的凝汽器中的飽和

7、水溫度 ，經(jīng)過軸封加熱器時(shí)溫升 ,即。2: 回?zé)峒?jí)數(shù)的確定: 由除氧器溫度為,低壓進(jìn)口水溫,高加出口,且已知有8級(jí)回?zé)?得每級(jí)平均溫升為:低加級(jí)數(shù) 2.88去除除氧器可得低加級(jí)數(shù)為3級(jí)因此,整個(gè)機(jī)組的回?zé)嵯到y(tǒng)由三高四低一除氧組成.3: 低加回?zé)釁?shù)的確定由,根據(jù)低加等溫升分配各級(jí)溫升,則.以第8級(jí)加熱器計(jì)算為例:取出口端差 ,則飽和水溫度查得對(duì)應(yīng)得出口水焓和飽和水比焓分別為: 和 又可查得加熱器工作壓力,取抽汽管壓損得抽汽壓力為 同理可得第5、6、7號(hào)加熱器的相關(guān)參數(shù)由中壓缸進(jìn)汽參數(shù), 查hs圖得等熵變化到壓力分別為抽汽壓力時(shí)可查得各段抽汽得比焓和抽汽溫度: 4: 各級(jí)回?zé)岢槠康挠?jì)算假定各加

8、熱器的效率,低加進(jìn)入除氧器的水量為(1) 低壓加熱器:由熱平衡方程式: (2) 低壓加熱器:該級(jí)加熱器的計(jì)算抽汽量 由上級(jí)的疏水使本級(jí)抽汽量減少的相當(dāng)量為:本級(jí)加熱器的實(shí)際抽汽量為:同理可求得：（已知中壓缸的排氣量為812.17t/h）第六章 低壓缸的壓力級(jí)的級(jí)數(shù)和排汽口數(shù)的確定1、排氣口數(shù)的確定由已知條件可知排氣口數(shù)為3排氣口2、低壓缸壓力級(jí)級(jí)數(shù)的確定第一壓力級(jí)的平均直徑估取： 先假定 凝汽式汽輪機(jī)末級(jí)直徑的估取取確定壓力級(jí)平均直徑但的變化 在橫坐標(biāo)上任取a=25cm的線段用以表示第一級(jí)至末級(jí)動(dòng)葉中心之間的距離，在BD兩端分別按比例畫出第一級(jí)至末級(jí)的平均直徑值，據(jù)所選擇的通道形狀，用光滑曲線

9、將A.C連接起來，壓力級(jí)平均直徑在圖上將BD分為7等份，從圖中可以看出各段長(zhǎng)度，求出平均直徑為：壓力級(jí)平均理想比焓降： 級(jí)數(shù)的確定 ，取為7各級(jí)比焓降的分配： 級(jí)號(hào)1234567平均直徑1.921.9351.95822.0522.2462.58速度比0.650.650.6460.6460.650.660.67計(jì)算理想焓降107.6109113.3118.24124.2142.8164.4第七章 各級(jí)詳細(xì)的熱力計(jì)算第一級(jí)：1. 噴嘴出口汽流速度及噴嘴損失 2. 噴嘴出口面積Ab和噴嘴出口高度ln： 3. 動(dòng)葉出口汽流速度及動(dòng)葉損失 4. Ab和ln計(jì)算 級(jí)效率與內(nèi)功率1 輪周有效比焓降： (取)

10、2.頁(yè)高損失(考慮扇形損失取)得 3.級(jí)后各項(xiàng)能量損失：隔板漏氣損失：其中 得 葉頂漏氣損失 取由于該級(jí)前后蒸汽干度均為1，故不考慮（僅7、8級(jí)要考慮）故該級(jí)有效比焓降：級(jí)效率：=86.07%級(jí)內(nèi)功率： =9293.919kw同理可得其余各級(jí)參數(shù)列表如下：項(xiàng) 目單 位第一級(jí)第二級(jí)第三級(jí)第四級(jí)第七級(jí)級(jí)進(jìn)汽壓力/P0MPa0.7860.5230.340.1950.0624級(jí)進(jìn)汽比焓/h0kJ/kg3132.13038.92930.128322981.7級(jí)進(jìn)汽滯止壓力/P00MPa0.825.60.360.230.024上一級(jí)余速利用系數(shù)/1-01111上一級(jí)余速損失/hc2kJ/kg5.4643.

11、9913.988.117.75上一級(jí)余速動(dòng)能利用/hc0kJ/kg03.9913.988.117.75級(jí)進(jìn)汽滯止比焓/h00kJ/kg3132.13042.924293428422499.5本級(jí)比焓降/htkJ/kg107.6109113.3118.24164.9本級(jí)滯止比焓降/ht0kJ/kg107.6112.99117.28128.2190.1本級(jí)平均直徑/dmm1.921.9351.95822.58速度比/Xa-0.650.650.650.6470.67級(jí)的蒸汽流量/G0kg/s104.219104.298.798.788.6平均反動(dòng)度估算/m-0.450.450.520.520.66噴

12、嘴理想比焓降/hnkJ/kg53.862.145556.766.5噴嘴滯止理想比焓降/hn0kJ/kg53.866.1458.9866.784.36理想噴嘴出口氣流速度/c1tm/s328.02342.01343.3365.2410.51實(shí)際噴嘴出口氣流速度/c1m/s318.18331.7333354.2398.19噴嘴損失/hnkJ/kg3.183.93.483.944.98圓周速度/um/s301.59303.795307314405.26噴嘴等比熵出口焓/h1tkJ/kg3078.32980.82871.12775.32415.242噴嘴等比熵出口壓力/P1MPa0.6440.400.

13、2650.1690.016噴嘴等比熵出口比容/V1tm3/kg0.410.5830.811.1398.725噴嘴出口面積/Anm20.1340.1720.230.301.94部分進(jìn)汽度/e-11111噴嘴高度/lnm0.0910.1090.1410.1890.852噴嘴出口實(shí)際比焓降/h1kJ/kg3081.482984.72874.62779.242420.221動(dòng)葉進(jìn)口汽流角/1°85.10468.3680.661-78.27動(dòng)葉進(jìn)口相對(duì)速度/w1m/s78.87995.788.895.8115.5動(dòng)葉動(dòng)能/hw1kJ/kg3.1114.583.444.606.67動(dòng)葉前滯止比焓

14、/h10kJ/kg3084.5912989.32878.52783.842426.89動(dòng)葉前滯止壓力/P10MPa0.6520.450.2740.170.017動(dòng)葉理想比焓降/hbkJ/kg53.844.0558.7661.464129.09動(dòng)葉滯止比焓降/hb0kJ/kg56.91159.0862.666.06135.76動(dòng)葉出口理想汽流速度/w2tm/s337.375343.5353.8363.48521.08動(dòng)葉出口實(shí)際汽流速度/w2m/s316.45319.45328.03338.03488.7動(dòng)葉損失/hbkJ/kg6.8387.248.38.9116.3動(dòng)葉后壓力/P2MPa0.5

15、230.370.20.13100.006動(dòng)葉后比容/V2m3/kg0.4860.620.991.3821.119動(dòng)葉后比焓/h2kJ/kg3024.52942.82824.142726.682307.438動(dòng)葉出口面積/Abm20.1600.200.2760.373.83蓋度/mm33333動(dòng)葉高度/lbm0.0940.1120.1440.1920.855動(dòng)葉出汽角/2°16.39517.0917.7517.533.543動(dòng)葉出口絕對(duì)速度/c2m/s89.34389.28101.592270.135絕對(duì)速度方向角/2°88.71988.986.3885.2989.557余速

16、損失/hc2kJ/kg3.9913.9815.15.136.48輪周效率比焓降/hu'(無限長(zhǎng)葉片)kJ/kg93.59193.8898.4110.25155.57級(jí)消耗的理想能量/E0kJ/kg103.6105.02103.2122.9213輪周效率/u'9.3389.399289.773單位質(zhì)量蒸汽輪周功/WukJ/kg93.7949595.6111.2115.578輪周效率/u''90.0490.292.790.572.9兩種輪周效率誤差/u0.30.960.80.890.01葉高損失/hlkJ/kg1.6461.0330.810.6980.292輪周有效

17、比焓降/hukJ/kg91.44692.8544.59109.5155.286輪周效率/u89.1488.4191.6589.0972.78級(jí)效率/i86.078588.1389.1172.61級(jí)內(nèi)功率/PiskW9293.99361.019079.410741.613733.6 參考文獻(xiàn)【1】馮慧雯.汽輪機(jī)課程設(shè)計(jì)參考資料.中國(guó)電力出版社，1998.【2】王乃寧.汽輪機(jī)熱力設(shè)計(jì).水利電力出版社，1987.【3】沈士一.汽輪機(jī)原理.中國(guó)電力出版社，1992.【4】翦天聰.汽輪機(jī)原理.水利電力出版社，1992.【5】靳智平.電廠汽輪機(jī)原理及系統(tǒng).中國(guó)電力出版社,2004.【6】葉濤.熱力發(fā)電廠.

18、中國(guó)電力出版社，2004.【7】王乃寧汽輪機(jī)熱力設(shè)計(jì)水利電力出版社，1987【8】朱新華.電廠汽輪機(jī). 水利電力出版社,1993第十章 總 結(jié)時(shí)間過得真快，轉(zhuǎn)眼間為期三周的汽輪機(jī)課程設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束。時(shí)間雖短，但我收獲頗豐，給我的大學(xué)生涯寫下了濃墨重彩的一筆。在這三周時(shí)間里，我們組對(duì)300MW亞臨界沖動(dòng)式汽輪機(jī)通流部分（低壓缸）進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)和計(jì)算，克服了種種困難，先后完成了汽輪機(jī)近似熱力過程曲線的擬定、原則性回?zé)嵯到y(tǒng)的計(jì)算、低壓缸進(jìn)汽量的估算、低壓缸級(jí)數(shù)的確定、比焓降的分配和各級(jí)詳細(xì)的熱力計(jì)算，初步完成了課程設(shè)計(jì)任務(wù)書中規(guī)定的任務(wù)。在設(shè)計(jì)過程中，對(duì)所學(xué)的相關(guān)理論知識(shí)有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，擴(kuò)大了自己的知識(shí)面，提高了自己的動(dòng)手操作能力，培養(yǎng)了一定的專業(yè)素養(yǎng)。不足的地方很多，離達(dá)到任務(wù)書中設(shè)計(jì)的要求還有很大的差距，更不用提對(duì)整個(gè)汽輪機(jī)整體設(shè)計(jì)任務(wù)的把握了?？傊€不夠完