汽輪機(jī)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、汽輪機(jī)原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書12MW凝汽式汽輪機(jī)熱力設(shè)計(jì)2014年6月28日、題目12MW凝汽式汽輪機(jī)熱力設(shè)計(jì)二、目的與意義汽輪機(jī)原理課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的汽輪機(jī)知識(shí)，訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力、理論和實(shí)踐相結(jié)合能力的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。通過(guò)該課程設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，學(xué)生應(yīng)該能夠全面掌握汽輪機(jī)的熱力設(shè)計(jì)方法、汽輪機(jī)基本結(jié)構(gòu)和零部件組成，系統(tǒng)地總結(jié)、鞏固并應(yīng)用汽輪機(jī)原理課程中已學(xué)過(guò)的理論知識(shí)，達(dá)到理論和實(shí)際相結(jié)合的目的。重點(diǎn)掌握汽輪機(jī)熱力設(shè)計(jì)的方法、步驟。三、要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、設(shè)計(jì)要求、圖紙量、工作量要求等）主要技術(shù)參數(shù)：額定功率：12MW新汽壓力：3.43MR排汽壓力：0.006

2、0MP給水溫度：160 c設(shè)計(jì)功率：10.5MW ;新汽溫度：435c ; 冷卻水溫：20 c ;機(jī)組轉(zhuǎn)速：3000r/min ;主要內(nèi)容:1、確定汽輪機(jī)型式及配汽方式2、擬定熱力過(guò)程及原則性熱力系統(tǒng)，進(jìn)行汽耗量與熱經(jīng)濟(jì)性的初步計(jì)算3、確定調(diào)節(jié)級(jí)形式、比始降、葉型及尺寸等4、確定壓力級(jí)級(jí)數(shù)，進(jìn)行比始降分配5、各級(jí)詳細(xì)熱力計(jì)算，確定各級(jí)通流部分的幾何尺寸、相對(duì)內(nèi)效率、內(nèi)功率與整機(jī)實(shí)際熱力過(guò)程曲線6、整機(jī)校核，匯總計(jì)算表格要求：1、嚴(yán)格遵守作息時(shí)間，在規(guī)定地點(diǎn)認(rèn)真完成設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)共計(jì)二周。2、按照統(tǒng)一格式要求，完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份，要求過(guò)程完整，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。3、完成通流部分縱剖面圖一張（一號(hào)圖）4、計(jì)算

3、結(jié)果以表格匯總四、工作內(nèi)容、進(jìn)度安排1、通流部分熱力設(shè)計(jì)計(jì)算（9天）（1）熟悉主要參數(shù)及設(shè)計(jì)內(nèi)容、過(guò)程等（2）熟悉機(jī)組型式，選擇配汽方式（3）蒸汽流量的估算（4）原則性熱力系統(tǒng)、整機(jī)熱力過(guò)程擬定及熱經(jīng)濟(jì)性的初步計(jì)算（5）調(diào)節(jié)級(jí)選型及詳細(xì)熱力計(jì)算（6）壓力級(jí)級(jí)數(shù)的確定及始降分配（7）壓力級(jí)的詳細(xì)熱力計(jì)算（8）整機(jī)的效率、功率校核2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1天）進(jìn)行通流部分和進(jìn)出口結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)3、繪制汽輪機(jī)通流部分縱剖面圖一張（一號(hào)圖）（2天）4、編寫課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書（2天）五、主要參考文獻(xiàn)汽輪機(jī)課程設(shè)計(jì)參考資料.馮慧雯.水利電力出版社.1992汽輪機(jī)原理（第一版）.康松、楊建明編.中國(guó)電力出版社.2000.9汽

4、輪機(jī)原理（第一版）.康松、中士一、龐立云、莊賀慶合編.水利電力出版社.1992.6300MW力發(fā)電機(jī)組叢書一一汽輪機(jī)設(shè)備及系統(tǒng)（第一版）.吳季蘭主編.中國(guó)電力出版社.1998.8指導(dǎo)教師下達(dá)時(shí)間2014年6月15日指導(dǎo)教師簽字：審核意見系（教研室）主任（簽字）、夕4刖百汽輪機(jī)原理是一門涉及基礎(chǔ)理論面較廣，而專業(yè)實(shí)踐性較強(qiáng)的課程。該課程的教學(xué)必須有相應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)相配合，而課程設(shè)計(jì)就是讓學(xué)生全面運(yùn)用所學(xué)的汽輪機(jī)原理知識(shí)設(shè)計(jì)一臺(tái)汽輪機(jī)，因此，它是汽輪機(jī)原理課程理論聯(lián)系實(shí)際的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。它對(duì)加強(qiáng)學(xué)生的能力培養(yǎng)起著重要的作用。本設(shè)計(jì)說(shuō)明書詳細(xì)地記錄了汽輪機(jī)通流的結(jié)構(gòu)特征及工作過(guò)程。內(nèi)容包括汽輪機(jī)通

5、流部分的機(jī)構(gòu)尺寸、各級(jí)的設(shè)計(jì)與熱力計(jì)算及校核。由于知識(shí)掌握程度有限以及二周的設(shè)計(jì)時(shí)間對(duì)于我們難免有些倉(cāng)促，此次設(shè)計(jì)一定存在一些錯(cuò)誤和遺漏，希望指導(dǎo)老師給予指正。編者2014年6月28日目錄第一章12MW®汽式汽輪機(jī)設(shè)計(jì)任務(wù)書11.1 設(shè)計(jì)題目：10.5MW凝汽式汽輪機(jī)熱力設(shè)計(jì)11.2 設(shè)計(jì)任務(wù)及內(nèi)容11.3 設(shè)計(jì)原始資料11.4 設(shè)計(jì)要求1第二章多級(jí)汽輪機(jī)熱力計(jì)算22.1 近似熱力過(guò)程曲線的擬定22.2 汽輪機(jī)總進(jìn)汽量的初步估算42.3 回?zé)嵯到y(tǒng)的熱平衡初步計(jì)算42.4 流經(jīng)汽輪機(jī)各級(jí)機(jī)組的蒸汽兩級(jí)及其內(nèi)功率計(jì)算82.5 計(jì)算汽輪機(jī)裝置的熱經(jīng)濟(jì)性9第三章通流部分選型及熱力計(jì)算103.

6、1 通流部分選型10第四章壓力級(jí)的計(jì)算123.2 各級(jí)平均直徑的確定：123.3 級(jí)數(shù)的確定及比始降的分配：133.4 各級(jí)的熱力計(jì)算143.5 第一壓力級(jí)的熱力計(jì)算24第五章整機(jī)校核及計(jì)算結(jié)果的匯總305.1 整機(jī)校核305.2 級(jí)內(nèi)功率校核：305.3 壓力級(jí)計(jì)算結(jié)果匯總21參考文獻(xiàn)21汽輪機(jī)原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書第一章12MW凝汽式汽輪機(jī)設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1 設(shè)計(jì)題目：10.5MW凝汽式汽輪機(jī)熱力設(shè)計(jì)1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)及內(nèi)容根據(jù)給定條件完成汽輪機(jī)各級(jí)尺寸的確定及級(jí)效率和內(nèi)功率的計(jì)算。在保證運(yùn)行安全的基礎(chǔ)上，力求達(dá)到結(jié)構(gòu)緊湊、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、布置合理、使用經(jīng)濟(jì)性高。汽輪機(jī)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：1 .確定汽輪機(jī)型

7、式及配汽方式；2 .擬定熱力過(guò)程及原則性熱力系統(tǒng)，進(jìn)行汽耗量于熱經(jīng)濟(jì)性的初步計(jì)算；3 .確定調(diào)節(jié)級(jí)型式、比始降、葉型及尺寸等；4 .確定壓力級(jí)級(jí)數(shù)，進(jìn)行比始降分配；5 .各級(jí)詳細(xì)熱力計(jì)算，確定各級(jí)通流部分的幾何尺寸、相對(duì)內(nèi)效率、內(nèi)功率與整機(jī)實(shí)際熱力過(guò)程曲線；6 .整機(jī)校核，匯總計(jì)算表格。7 .3設(shè)計(jì)原始資料額定功率：12MW設(shè)計(jì)功率：10.5MW新汽壓力：3.43MR新汽溫度：435c排汽壓力：0.0060MP冷卻水溫：20C給水溫度：160c回?zé)岢槠?jí)數(shù)：4機(jī)組轉(zhuǎn)速：3000r/min8 .4設(shè)計(jì)要求1 .嚴(yán)格遵守作息時(shí)間，在規(guī)定地點(diǎn)認(rèn)真完成設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)共計(jì)兩周；2 .完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份，要求

8、過(guò)程完整，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確；3 .完成通流部分縱剖面圖一張（A1圖）4 .計(jì)算結(jié)果以表格匯總第二章多級(jí)汽輪機(jī)熱力計(jì)算2.1 近似熱力過(guò)程曲線的擬定一、進(jìn)排汽機(jī)構(gòu)及連接管道的各項(xiàng)損失蒸汽流過(guò)各閥門及連接管道時(shí)，會(huì)產(chǎn)生節(jié)流損失和壓力損失。表2-1列出了這些損失通常選取范圍。表2-1汽輪機(jī)各閥門及連接管道中節(jié)流損失和壓力估取范圍損失名稱符號(hào)估算范圍主汽管和調(diào)節(jié)閥節(jié)流損失p0P=(0.030.05)po排汽管中壓力損失PcP=(0.020.06)pc回?zé)岢槠苤袎毫p失PeP=(0.040.08)pes圖2-1進(jìn)排汽機(jī)構(gòu)損失的熱力過(guò)程曲線二、汽輪機(jī)近似熱力過(guò)程曲線的擬定根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)一般非中間再熱凝汽式汽輪機(jī)可

9、近似地按圖2-2所示方法擬定近似熱力過(guò)程曲線。由已知的新汽參數(shù)p。、t。，可得汽輪機(jī)進(jìn)汽狀態(tài)點(diǎn)0,并查得初比始ho=3310KJ/kg。由-一/前所得，設(shè)進(jìn)汽機(jī)構(gòu)的節(jié)流損失APo=0.04P。，得到調(diào)節(jié)級(jí)前壓力P。=P。-AP°=3.3MPa并確定調(diào)節(jié)級(jí)前蒸汽狀態(tài)點(diǎn)1。過(guò)1點(diǎn)作等比嫡線向下交于Px線于2點(diǎn)，查得h2t=2145KJ/kg,_'整機(jī)的理想比始降Sh)=3310-2145=1165KJ/kg。由上估計(jì)進(jìn)汽量后得到的相對(duì)內(nèi)效率4ri=84%有效比始降A(chǔ)htmac=(Ahtmac)-i=978.6KJ/kg,排汽比始hz=%-Ahtmac=3310-978.6=233

10、1.4KJ/kg,在h-s圖上得排汽點(diǎn)Z。用直線連接1、Z兩點(diǎn)，在中間3點(diǎn)處沿等壓線下移25KJ/kg得3點(diǎn)，用光滑連接1、3、Z點(diǎn)，得該機(jī)設(shè)計(jì)工況下的近似熱力過(guò)程曲線，如圖2-2所示3.43Mh2t=2145kJ/圖2-217MW凝汽式汽輪機(jī)近似熱力過(guò)程曲線2.2 汽輪機(jī)總進(jìn)汽量的初步估算股凝汽式汽輪機(jī)的總蒸汽流量Do可由下式估算:Do3.6Pet/hhtmacgm式中Pe汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)功率，KW；'一.(hTc)通流部分的理想比始降，KJ/kg;，汽輪機(jī)通流部分相對(duì)內(nèi)效率的初步估算值；%機(jī)組的發(fā)電機(jī)效率；機(jī)組的機(jī)械效率；D考慮閥桿漏氣和前軸封漏汽及保證在處參數(shù)下降或背壓升高時(shí)仍能發(fā)出

11、設(shè)計(jì)功率的蒸汽余量，通常??；：D/Do=3流右,t/hm考慮回?zé)岢槠疬M(jìn)汽量增大的系數(shù)，它與回?zé)峒?jí)數(shù)、給水溫度、汽輪機(jī)容量及參數(shù)有關(guān)，通常取m=1.081.25,設(shè)m=1.13AD=0t/h0m=0.99%=0.97則D0=3.6X10500X1.13/(978.6X0.99X0.97)=45.5t/h蒸汽量AD包括前軸封漏汽量AD=1.000t/h調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)通流部分設(shè)計(jì)式，要考慮到調(diào)節(jié)抽汽工況及純凝汽工況。般高壓部分的進(jìn)汽量及幾何尺寸以調(diào)節(jié)抽汽工況作為設(shè)計(jì)工況進(jìn)行計(jì)算，低壓部分的進(jìn)汽量及幾何下以純凝汽工況作為設(shè)計(jì)工況進(jìn)行計(jì)算。2.3回?zé)嵯到y(tǒng)的熱平衡初步計(jì)算汽輪機(jī)進(jìn)汽量估算及汽輪機(jī)近似

12、熱力過(guò)程曲線擬定以后，就可進(jìn)行回?zé)嵯到y(tǒng)的熱平衡計(jì)算。一、回?zé)岢槠麎毫Φ拇_定1 .除氧器的工作壓力給水溫度tfw和回?zé)峒?jí)數(shù)Zfw確定之后，應(yīng)根據(jù)機(jī)組的初參數(shù)和容量確定除氧器的工作壓力。除氧器的工作壓力與除氧效果關(guān)系不大，一般根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和實(shí)用條件來(lái)確定。通常在中低參數(shù)機(jī)組中采用大氣式除氧器。大氣式除氧器的工作壓力一般選擇略高于大氣壓力即0.118MR2 .抽汽管中壓力損失&pe在進(jìn)行熱力設(shè)計(jì)時(shí)，要求Ape不超過(guò)抽汽壓力的10%通常取Ape=(0.040.08)Pe,級(jí)間抽汽時(shí)取較大值，高中壓排汽時(shí)取較小值。3 .表面式加熱器出口傳熱端差6t由于金屬表面的傳熱阻力，表面式加熱器的給水出

13、口水溫tw2與回?zé)岢槠诩訜崞髦心Y(jié)的飽和水溫te間存在溫差6t=te-tw2稱為加熱器的出口端差，又稱上端差，經(jīng)濟(jì)上合理的端差需通過(guò)綜合的技術(shù)比較確定。一般無(wú)蒸汽冷卻段的加熱器取6t=36c4 .回?zé)岢槠麎毫Φ拇_定在確定了給水溫度tfw、回?zé)岢槠?jí)數(shù)Zfw、上端差6t和抽汽管道壓損Ape等參數(shù)后，可以根據(jù)除氧器的工作壓力，確定除氧器前的低壓加熱器數(shù)和除氧器后的高壓加熱器數(shù)，同時(shí)確定各級(jí)加熱器的比始升Ahw或溫升&w。這樣，各級(jí)加熱器的給水出口水溫tw2也就確定了。根據(jù)上端差6t可確定各級(jí)加熱器內(nèi)的疏水溫度te,即te=tw2+每t。從水和水蒸氣熱力性質(zhì)圖表中可查得te所對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽

14、壓力-個(gè)加熱器的工作壓力pe?？紤]回?zé)岢槠苤械膲毫p失，可求出汽輪機(jī)得抽汽壓力pe,即pe=pe+Apeo在汽輪機(jī)近似熱力過(guò)程曲線中分別找出個(gè)抽汽點(diǎn)得比始值he,并將上述參數(shù)列成表格如下：表2-218MW凝汽式汽輪機(jī)即熱汽水參數(shù)加熱器號(hào)抽汽壓力Pe(MPa)抽汽比始he(KJ/kg)抽汽管壓損Pe/(%)加熱器工作Pe壓力'Pe(MPa飽和水溫度teC飽和水比始he(KJ/kg)出口端差6tC給水出口水溫tw2C給水出口比始hw2(KJ/kg)H0.7612965.380.7003165697.385160675.6H20.312286580.2875132.12555.455127

15、.12534.1Hd0.1412695.1170.1177104.25437.020104.25437.020.0892634.780.081993.15394.5390.15377.631二、各級(jí)加熱器回?zé)岢槠坑?jì)算1. Hi高壓加熱器具給水量為Dfw=D0-AD+ADi+ADj=45.5-0.6+0.42+0.3=45.62t/h式中AD高壓端軸封漏汽量，0.6t/h;AD漏入H2高壓加熱器的軸封漏氣量，0.42t/hADj射汽漏汽器耗汽量，0.3t/h該級(jí)回?zé)岢槠繛椋篲Dfw(hw2-hwi)Del=一一=2.9t/h(hei-%)h2. %高壓加熱器具熱平衡圖見2-11先不考慮漏入心

16、高壓加熱器的那部分軸封漏汽量ADii以及上級(jí)加熱器的疏水量ADei,則該級(jí)加熱器的計(jì)算抽汽量為Qe2Dfw(hw2 -hwi)， j(hei - hei) h=2.0t/h考慮上級(jí)加熱器疏水流入出高壓加熱器并放熱可使本級(jí)抽汽量減少的相當(dāng)量為Re''、Dei(hei -兒2)一 ' 一(he2 - he2)h=0.i8t/h考慮前軸封一部分漏汽量AD”漏入本級(jí)加熱器并放熱可使本級(jí)回?zé)岢槠繙p少的相當(dāng)量為Dt=0.47t/hh軸封漏汽比始值，相當(dāng)于調(diào)節(jié)級(jí)后汽室中蒸汽比烙，hi=3098.ikj/kg。本級(jí)高壓加熱器人實(shí)際所需回?zé)岢槠繛镈e2=i.9-0.i8-0.47=i

17、.35t/h3. Hd(除氧器)除氧器為混合式加熱器分別列出除氧器的熱平衡方程是與質(zhì)量平衡式：''DDedhied(DDel'LDe2，DDl1)hle2Dcwhw1=DfwhedDcwQid.Ri=Dfw代入數(shù)據(jù)解得：抽汽量除氧器QedR.Qh凝結(jié)水量Dfw=40t/h4. 也低壓加熱器Pc'=Pz=0.006MPaPc=0.0058MPa凝結(jié)水飽和溫度Tc=35.6 C比始值 hc' =148.870.3*2302.7/38.862=17.8 tej=3 CTw1=35.6+3=38.6 C比始值148.87 De3=40* (377.6-148.8

18、7 )/ (2634.7-394.5 ) *0.98=4.17h/h2.4流經(jīng)汽輪機(jī)各級(jí)機(jī)組的蒸汽兩級(jí)及其內(nèi)功率計(jì)算調(diào)節(jié)級(jí)：D0 =24536t7hPi0=45.5*(3310-2098.1 ) /3.6=2678第一級(jí)組：D1=45.5-0.6=44.9 t/hPi1=D (hi-he。/3.6=44.9 乂 (3098.1 -2965.3) /3.6=1656kw 第二級(jí)組：D2=D- A Dei =44.9-2.9=42 t/hP2=D (he1-he2)/3.6=42 X (2965.3-2865 ) /3.6=1170 kw 第三級(jí)組：D3=D2- Ad=42-1.35=40.65t

19、/hPi3=D (he2-hed) /3.6=40.65 乂 (2865-2695.1 ) /3.6 =1918 kw 第四級(jí)組：D4=D- A Ded=40.65-0.95=39.7t/hPi4=D4 (hed-he3)/3.6=39.7 乂 (2695.1-2634.7 ) /3.6=666 kw第五級(jí)組：D5=D4- Ad=39.7-4.17=35.53t/hPi5=D5 (he3-he4)/3.6=35.53 X (2634.7-2331.4 ) /3.6=2993 kw整機(jī)內(nèi)功率：Pi= 2 Pi= ii08ikw2.5計(jì)算汽輪機(jī)裝置的熱經(jīng)濟(jì)性機(jī)械損失APn=P(1- 4m)= 11

20、081 X(1-0.99)=110.81kw軸端功率 P a=P-APm=11081-110.81=10970.19kw發(fā)電機(jī)功率 Pe=Pa T g=10970.19 X 0.97=10641 kw校核 (11081-10641) /11081 X100%=1.3%符合設(shè)計(jì)工況Pe=10500kw的要求，原估計(jì)的蒸汽量 D)正確、公虹生 ,D0 103汽耗率：d = 0Pe二4輜7w.3)74不抽汽時(shí)估計(jì)汽耗率:,Do 103d Do(h0 -hz) _ P 3.6 m mt/h2436724.367 (3305 -2312.8)3.8273.6= 3.733-88.23 0.985汽輪機(jī)裝

21、置汽耗率:q=d(h0-hfw)=4.285X(3310-675.6)=11275KJ/(kw.h)汽輪機(jī)裝置的絕對(duì)電效率：el=竺0°=3600/11275.30700%=29.8%q11706.5第三章通流部分選型及熱力計(jì)算3.1 通流部分選型一、排汽口數(shù)和末級(jí)葉片凝汽式汽輪機(jī)的汽缸數(shù)和排氣口數(shù)是根據(jù)其功率和單排汽口凝汽式汽輪機(jī)的極限功率確定的。當(dāng)汽輪機(jī)的功率大于單排汽口凝汽式汽輪機(jī)的極限功率時(shí)，需要采用多缸和多排汽口，但很少采用五個(gè)以上汽缸的。當(dāng)轉(zhuǎn)速和初終參數(shù)一定時(shí)，排汽口數(shù)主要取決于末級(jí)通道的排汽面積。末級(jí)通道的排汽面積需結(jié)合末級(jí)長(zhǎng)葉片特性、材料強(qiáng)度、汽輪機(jī)背壓、末級(jí)余速損失

22、大小及制造成本等因素，進(jìn)行綜合比較后確定。通常可按下式估算排汽面積：Pel3162pc式中Pel機(jī)組電功率， KW ；Pc汽輪機(jī)排汽壓力，KPa。二、配汽方式和調(diào)節(jié)級(jí)選型電站用汽輪機(jī)的配汽方式有稱調(diào)節(jié)方式，與機(jī)組的運(yùn)行要求密切相關(guān)。通常有噴嘴配汽、節(jié)流配汽、變壓配汽及旁通配汽四種方式。我國(guó)絕大多數(shù)采用噴嘴配汽方式。采用噴嘴配汽的汽輪機(jī)，其蒸汽流量的改變主要是通過(guò)改變第一級(jí)組的工作面積來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以該機(jī)的第一級(jí)又稱調(diào)節(jié)級(jí)。調(diào)節(jié)級(jí)各噴嘴組的通道面積及通過(guò)其內(nèi)的蒸汽流量是不一定相同的。調(diào)節(jié)級(jí)型式與參數(shù)的選擇在設(shè)計(jì)中是相當(dāng)重要的，與汽輪機(jī)的容量大小、運(yùn)行方式等因素有關(guān)。1 .調(diào)節(jié)級(jí)選型由于雙列級(jí)能承擔(dān)

23、較大的理想比始降，一般約為160500KJ/kg;但它的級(jí)效率及整機(jī)效率較低，在工況變動(dòng)時(shí)其級(jí)效率變化較單級(jí)?。徊捎秒p列級(jí)的汽輪機(jī)級(jí)數(shù)較少，結(jié)構(gòu)緊湊，因?yàn)槠湔{(diào)節(jié)級(jí)后的蒸汽壓力與溫度下降較多，所以除調(diào)節(jié)級(jí)汽室及噴嘴組等部件需較好的材料外，汽缸與轉(zhuǎn)子的材料等級(jí)可適當(dāng)降低，從而降低機(jī)組造價(jià)，提高機(jī)組運(yùn)行的可靠性。故選用雙列調(diào)節(jié)級(jí)。2 .調(diào)節(jié)級(jí)熱力參數(shù)的選擇(1)理想比始降的選擇目前國(guó)產(chǎn)汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)理想比始降選取范圍如前所述：雙列級(jí)約為160500KJ/kg。故選調(diào)節(jié)級(jí)比始降為212KJ/kg。(2)調(diào)節(jié)級(jí)速度比xa=u/ca的選擇為了保證調(diào)節(jié)級(jí)的級(jí)效率，應(yīng)該選取適當(dāng)?shù)乃俣缺龋c所選擇的調(diào)節(jié)級(jí)型式有

24、關(guān)。通常雙列級(jí)速度比的選擇范圍為Xa=0.220.28。(3)調(diào)節(jié)級(jí)反動(dòng)度的選擇為提高調(diào)節(jié)級(jí)的級(jí)效率，一般調(diào)節(jié)級(jí)都帶有一定的反動(dòng)度。由于調(diào)節(jié)級(jí)為部分進(jìn)汽級(jí)，為了減少漏汽損失反動(dòng)度不適宜選的過(guò)大。雙列調(diào)節(jié)級(jí)各列葉柵反動(dòng)度之和Cm不超過(guò)13%-20%故選取.=20%3、調(diào)節(jié)級(jí)幾何參數(shù)的選擇(1)調(diào)節(jié)級(jí)平均直徑的選擇選擇調(diào)節(jié)級(jí)平均直徑是通常要考慮制造工藝調(diào)節(jié)級(jí)葉片的高度以及第一壓力級(jí)的平均直徑。一般在下列范圍內(nèi)選?。褐械蛪浩啓C(jī)(套裝葉輪)取dm=10001200mm。(2)調(diào)節(jié)級(jí)葉型及其幾何特性調(diào)節(jié)級(jí)的葉型，尤其是雙列調(diào)節(jié)級(jí)的葉型，通常是成組套裝選擇使用的。國(guó)產(chǎn)汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)最常用的葉型組合為蘇字葉

25、型。故可選擇如表3-1的葉型：表3-1雙列調(diào)節(jié)級(jí)的葉型名稱噴嘴第一列動(dòng)葉導(dǎo)葉第二列動(dòng)葉葉片型線30TC-2B38TP-1B32TP-3A38TP-5A(3)相對(duì)節(jié)距r和葉片數(shù)z的確定t_在選取噴嘴和動(dòng)葉出口角和冉時(shí)，還需要選擇相對(duì)節(jié)距tn和tb：tn=',bnt.tb=生。一定的葉型對(duì)應(yīng)有最佳的相對(duì)節(jié)距范圍。所以在選擇tn和tb時(shí)應(yīng)注意的最佳bb范圍內(nèi)選取。則葉柵的上述各項(xiàng)幾何參數(shù)選定之后，即可根據(jù)平均直徑dn和db確定噴嘴與動(dòng)葉數(shù)z=ndne/tn,Zb=ndbe/tb,然后取整。從葉片強(qiáng)度考慮，通常葉片數(shù)偶數(shù)。(4)汽流出口角四和團(tuán)的選擇噴嘴與動(dòng)葉汽流出口角色和P2對(duì)葉柵的通流能力

26、作功大小及效率高低有較大的影響。決定葉柵出口角大小的最主要因素是對(duì)節(jié)距和安裝角，噴嘴與動(dòng)葉有一確定的出口角,往往需要通過(guò)對(duì)葉片數(shù)及相對(duì)節(jié)距的試湊來(lái)滿足5和團(tuán)的要求。第四章壓力級(jí)的計(jì)算4.1各級(jí)平均直徑的確定:(1)第一壓力級(jí)平均直徑的確定：選取速度比：Xa=n,，級(jí)的理想比始降A(chǔ)ht=500.5KJ/kgd；=0.2847Xa7T=854X0.5X屈=1.006m(2)凝汽式汽輪機(jī)末級(jí)直徑的估取：d；=1.9mGV土,140-Lhtmacsin二：2(3)確定壓力級(jí)平均直徑的變化:在橫坐標(biāo)上取長(zhǎng)度為a的線段BR用以表示第一壓力級(jí)至末級(jí)動(dòng)葉中心的軸向距離，在BD兩端分別按比例畫出第一壓力級(jí)的平均

27、直徑。根據(jù)所選擇的通道形狀，用光滑的曲線將AC兩點(diǎn)連接起來(lái)，AC曲線即為壓力級(jí)各級(jí)的直徑變化規(guī)律，如圖3-1。123m-1圖4-1壓力級(jí)平均直徑變化規(guī)律4.2級(jí)數(shù)的確定及比始降的分配:(1)級(jí)數(shù)的確定:壓力級(jí)的平均直徑確定:dm=1.373mAB+(11)十(22)十十CDm-1壓力級(jí)平均理想比始降坨(見圖2-5)dm2.m=12.337()2=93.03KJ/kgXa級(jí)數(shù)的確定：壓力級(jí)的理想比始降為：,hp=楂-hc=953.1KJ/kg選取重?zé)嵯禂?shù)：0=0.030.08Z-.a+內(nèi)取整=10.75。故z取11.hp Z -1 宣ot=Ka(1_, ) a 取 0.06419 Z校核：(2)

28、比始降的分配：各級(jí)平均直徑的求取在原擬定的平均直徑變化曲線各級(jí)比始降的分配(其中求得壓力級(jí)段后，在將圖中線段AC上求出各級(jí)的平均直徑。n。組)riBD重新分為(z-1 )等分,根據(jù)求出的各級(jí)的平均直徑，選取相應(yīng)的速度比，根據(jù)ht=12.337(dm/Xa)2求出各級(jí)的比始降級(jí)號(hào)1234567891011平均直徑dm1.0061.0101.061.131.211.31.41.511.661.821.9速度比Xa1.460.470.480.4850.490.4950.50.510.520.530.55理想比焰降A(chǔ)ht59576067758597108126145.5147理想比焰A52.350.3

29、53.360.368.78.390.3101.119.3138.140.3降修正值ht338各級(jí)比始降的修正在擬定的熱力過(guò)程曲線上逐級(jí)作出各級(jí)理想比始降A(chǔ)ht,當(dāng)最后一級(jí)的被壓于排汽壓力不重合時(shí)，必須對(duì)分配的比始降進(jìn)行修正。4.3各級(jí)的熱力計(jì)算(1)第一列噴嘴熱力計(jì)算:一列噴嘴出口汽流出口速度及噴嘴損失第一列噴嘴中理想比始降hn-(1-0.2)/211.9KJ/kg=169.52初速動(dòng)能=-c°-=oKJ/kg2000式中co進(jìn)入噴嘴的蒸汽初速，m/s滯止理想比始降*：hn=hnhc0=169.5KJ/kg第一列噴嘴出口汽流理想速度c1t=582.3m/s第一列噴嘴出口汽流實(shí)際速度C

30、1Ct=564J8m/s第一列噴嘴損失10.02KJ/kg式中噴嘴速度系數(shù)第一列噴嘴出口面積H1=3310-169.5-3140.5.P1=1.7MPaP1/P0=0.4960.5460.4<0.496<0.5462An=32.26cm第一列噴嘴出口高度Ln=16.53mme=0.7(2)第一列動(dòng)葉熱力計(jì)算：jm=0.2b=0Jgb=0.08,叱=0.12(:-1-;i)_-_1_,_=sinsin%K1)1K4K-1K1=14.1第一列動(dòng)葉進(jìn)口速度及能量損失動(dòng)葉進(jìn)口汽流速度w1=；564.82141.22-2*564.8*141.2*C0S14.1=429.23進(jìn)汽角度7=18.

31、7.Cb=0.w1=w2t=429.23'-b=0.887w2"bw2t=0.887*429.23=380.7%=-1-4.7=140出口c2=w22u2-2w2ucos-2=246.08= 22°.-1w2sin：2：-2:sinc2動(dòng)葉進(jìn)口比始h1=3130.48v2t=0.18Jb=0.95動(dòng)葉出口面積Ab=62.9cm2動(dòng)葉損失hbU=19.64.、.、.動(dòng)葉進(jìn)口圖度lb1=16.532=18.53mm動(dòng)葉出口高度lb1=13.16mm動(dòng)葉出口比始h2=h1+4hb.二二3130.48+19.64=3150.12v2=0.17(3)導(dǎo)葉熱力計(jì)算：P1=P2導(dǎo)

32、葉出口汽流出口速度及噴嘴損失：導(dǎo)葉中理想比始降hgb=Ggbzht=0.08*212=16.96kJ/kg進(jìn)口hgb1=hb2=3150.12KJ/kg出口h1t=3150.12-16.96=3133.16kJ/kg.v1t=0.18出口速度2c1t=lAhgbc2=247m/s'.'_G=gbct=0.925*247=228.5m/s出口汽流角:i=22-5=17°進(jìn)口高度lab=13.162=15.16gu漏汽量Ggbt=1.23kg/s出口面積2Agb=98.1cm出口高度,98.1lab=二16.9mmg0.7二*0.899*sin15.一，一一lgb-lgb

33、-1.74mm損失24722hgbC=4*(1-0.9252)=4.4kJ/kg2000實(shí)際出口始_'_一.h二3133.164.4=3137.56kJ/kg(4)第二列動(dòng)葉熱力計(jì)算:理想始降hb=0.13*212=25.44kJ/kg出口理想始值-'_h2t=3137.56-25.44=3112.12kJ/kg，一一，-3p2t=1.42MPav2t=0.18m/kg進(jìn)口相對(duì)w1=c2u2-2cucos.：i1=102.2m/sB.-1asin%._°-1=sin=40W1出口相對(duì)w2t=246.38m/s，w2=0.932*246.38=229.62m/s:-2=

34、40-18=22損失，一'一一hb=3.99kJ/kg余速損失動(dòng)葉出口實(shí)際比始動(dòng)葉進(jìn)口高度動(dòng)葉頂部漏氣量動(dòng)葉出口面積動(dòng)葉出口高度l(4)輪周功c1122h：=-=6.3kJ/kg2000h2=h2t+hb,二=3112.12+3.99=3116.11kJ/kgv2=0.18m2/kglb2=lgb+=18.9mm,_'.Gbt=1.52kg/sAb二Gb-141.9ubW2tlb2=19.1mmb2-lb2=0.2mmP：1=u,=一，.，11cos：T、1c1cos：1c2cos二2c2cos2150.56KJPu2=167.65kJ:upu21=10.2%輪周效率級(jí)內(nèi)損失計(jì)

35、算1.2.1=16.93.4.Pfhf級(jí)內(nèi)功率=84%'-0=K12J<100J21v12v2J=15.61kW3600*15.6=1.25kJ/kg44.9ahl=-Ahu=21.02kJ/kglhehtP=1481kcake:ek'二zk1-e-ke2db=1.72132152-*177.67-10.06=36.4kJ/kg12.64內(nèi)效率117.28=55%Gb212表4-3雙列調(diào)節(jié)級(jí)熱力計(jì)算數(shù)據(jù)表序號(hào)名稱符號(hào)單位噴嘴A列動(dòng)葉導(dǎo)葉第二列動(dòng)葉1蒸汽流量GT/h45.52級(jí)前壓力PoMpa3.433級(jí)前烝汽比烙hoKJ/kg33104級(jí)前烝汽比容vom3/kg0.095

36、級(jí)平均直徑dmmm11006級(jí)后壓力P2Mpa1.197級(jí)理想比始降A(chǔ)htKJ/kg2128級(jí)假象速度Cam/s690.89圓周速度um/s141.210速度比Xa0.511部分進(jìn)汽度e0.712進(jìn)口蒸汽壓力P0(P1)Mpa3.261.71.71.4213進(jìn)口蒸汽溫度t0(t1)C43534033032814進(jìn)口蒸汽比燃h0(h1)KJ/kg33103140.53130.483150.1215葉柵進(jìn)汽角3i(a0)(o)18.714402216進(jìn)口汽流初速Co(wi)m/s0429.23288.04102.217初速動(dòng)能Ahc0(Ahw1)KJ/kg088.741.489.7318反動(dòng)度Qb

37、(Qg)%120819葉柵理想比始降A(chǔ)hn(Ahb)KJ/kg169.510.0216.9625.4420葉柵后理想比始Ah1t(Ah2t)KJ/kg3140.53130.483150.123112.1221滯止理想比烙降,.*一hn(*hb)KJ/kg169.5122.116.9625.4422出口汽流理想速度C1t(W2t)m/s582.3246.08247246.3823速度系數(shù)D0.950.90.9350.93524出口汽流實(shí)際速度C1（W2）m/s564.8246.08276.95229.6225流量系數(shù)心n0.970.970.970.9726出口面積An(Ab)3cm32.3662

38、.998.1141.927葉柵損失AhnE(AhbOKJ/kg10.0241.485.522.7228排汽速度C2m/s11229余速方向a2m/s-77.530余速損失Ahc2KJ/kg6.331輪周有效比烙降A(chǔ)huzKJ/kg177.6732輪周效率/YU%8433單位蒸汽輪周功wjKJ/kg160.5634輪周效率YU%8435相對(duì)誤差A(yù)YU%10.236葉高損失AhiKJ/kg21.0237輪周有效比烙降A(chǔ)huKJ/kg163.1738輪周效率刀U%8639扇形損失AheKJ/kg1.7240葉輪摩擦損失AhfKJ/kg1.2541部分進(jìn)汽損失AheKJ/kg1.342級(jí)有效比始降A(chǔ)h

39、iKJ/kg143.6243級(jí)效率Yi%5544內(nèi)功率Pikw1481第五章整機(jī)校核及計(jì)算結(jié)果的匯總5.1 整機(jī)校核1 .效率與功率的校核計(jì)算出的實(shí)際相對(duì)內(nèi)效率與進(jìn)汽量估算時(shí)所估取得相對(duì)內(nèi)效率之相對(duì)誤差A(yù)4在1%內(nèi)為優(yōu)，不應(yīng)大于3%2 .額定功率的保證全機(jī)設(shè)計(jì)功率計(jì)算完畢后還應(yīng)計(jì)算該汽輪機(jī)在額定功率下所需蒸汽量，并保證通道能通過(guò)此蒸汽流量。在選定調(diào)節(jié)級(jí)進(jìn)汽度時(shí)，還需考慮最大功率時(shí)的蒸汽流量，并留有足夠的余量以保證在初參數(shù)降低或被壓升高時(shí)仍然能發(fā)出額定功率。h-0.84Amac校核:= 11.2% 注：誤差大hi0.845.2級(jí)內(nèi)功率校核：校核:P-P= 2.4%5.3壓力級(jí)計(jì)算結(jié)果匯總序號(hào)12

40、3456項(xiàng)目蒸汽流量噴嘴平均直徑動(dòng)葉平均直徑級(jí)前壓力級(jí)前溫度/干度級(jí)前比次含值符號(hào)DdndbP0t0/X0h0單位t/hmmmmMPaCkJ/kg144.901006.001007.501.0501.03098.00244.9010101011.500.851.03020.23344.9010601061.500.651.02978.73444.9011301131.500.451.02934.27542.0012101211.500.351.02884.05640.6513001301.500.291.02828.12740.6514001401.500.211.02764.30840.65

41、15101511.500.151.02692.46939.7016601661.500.0161.02614.271035.5318201821.500.00812523.801135.5319001901.500.00612423.20序號(hào)789101112項(xiàng)目圓周速度級(jí)理想比始降級(jí)假想出口速度速度比平均反動(dòng)度利用上級(jí)的余速動(dòng)能符號(hào)u單位m/skJ/kgm/s%kJ/kg1141.2052.3338.780.469.5005.0902141.2050.3323.290.479.41.963141.2053.3332.010.489.81.824141.2060.3354.020.4859.8

42、2.375141.2068.3379.110.49103.576141.2078.3406.840.495104.467141.2090.3440.900.510.76.908141.20101.3471.880.5110.710.049141.20119.3514.620.5211.213.1310141.20138.8562.740.5311.719.5511141.20140.3575.810.5512.525.49序號(hào)131415161718項(xiàng)目級(jí)的滯止理想比烙降噴嘴理想比始降噴嘴滯止比烙降噴嘴出口理想速度噴嘴速度系數(shù)噴嘴出口實(shí)際速度符號(hào)C1tC1單位m/sm/sm/s157.3904

43、7.33252.422307.6640.960295.358252.2645.5747.53301.890.96289.82355.1248.0849.89310.080.96297.67462.6754.3956.76329.810.96316.62571.8761.4765.04350.620.96336.59682.7670.4774.93375.410.96360.39797.2080.6487.54401.580.96385.528111.3490.46100.50425.340.96408.329132.43105.94119.06460.290.96441.8810158.351

44、22.56142.11495.080.96475.2811165.79122.76148.25495.490.96475.67序號(hào)192021222324項(xiàng)目噴嘴損失噴嘴后壓力噴嘴后溫度/干度噴嘴出口比容噴嘴出口面積噴嘴出汽角正弦符號(hào)P1力僅1V1tAnsina1單位kJ/kgMPaCm3/kg2cm13.7110.8701.0000.282119.0820.20823.570.7610.36155.790.2133.770.5410.46191.060.2144.260.4510.68267.080.2154.820.2111.01350.080.2165.520.1711.64515.09

45、0.2176.320.1012.55600.000.2187.090.0713.41655.000.2198.310.0115.461362.640.21109.610.0118.231709.010.21119.620.0119.301929.610.21序號(hào)252627282930項(xiàng)目噴嘴出汽角噴嘴節(jié)距噴嘴寬度噴嘴數(shù)噴嘴高度部分進(jìn)汽度符號(hào)a1tnBnZnlne單位mmmmmm112.00038.36025.00082.34718.1411212.0038.3625.0082.6723.641312.0038.3625.0086.7727.621412.0038.3625.0092.5036

46、.221512.0038.3625.0099.0544.341612.0038.3625.00106.4160.721712.0038.3625.00114.6065.681812.0038.3625.00123.6066.481912.0038.3625.00135.88125.6811012.0038.3625.00148.98143.9111112.0038.3625.00155.53155.641序號(hào)313233343536項(xiàng)目動(dòng)葉進(jìn)口相對(duì)速度相應(yīng)于W1的比始降動(dòng)葉理想比始降動(dòng)葉滯止比次含降動(dòng)葉出口理想速度動(dòng)葉速度系數(shù)符號(hào)W1W2t單位m/skJ/kgkJ/kgkJ/kgm/s1160.45412.8734.96917.841188.8920.9372155.0012.014.7316.74182.970.943162.7413.245.2218.46192.160.944181.4416.465.9122.37211.510.945201.2120