華北電力大學汽輪機課件2

1、第二章第二章 多級汽輪機多級汽輪機l第一節(jié)第一節(jié) 多級汽輪機的優(yōu)越性及其特點多級汽輪機的優(yōu)越性及其特點l第二節(jié)第二節(jié) 進汽阻力損失和排氣阻力損失進汽阻力損失和排氣阻力損失l第三節(jié)第三節(jié) 汽輪機及其裝置的評價指標汽輪機及其裝置的評價指標l第四節(jié)第四節(jié) 軸封及其系統(tǒng)軸封及其系統(tǒng)l第五節(jié)第五節(jié) 多級汽輪機的軸向推力及其平多級汽輪機的軸向推力及其平衡衡l第六節(jié)第六節(jié) 單排汽口凝汽式汽輪機的極限單排汽口凝汽式汽輪機的極限功率功率第二章第二章 多級汽輪機多級汽輪機2.1 2.1 多級汽輪機的優(yōu)越性及其特點多級汽輪機的優(yōu)越性及其特點一、多級汽輪機的應用一、多級汽輪機的應用增大容量和提高機組效率要求蒸汽在汽輪

2、機中有較大的比增大容量和提高機組效率要求蒸汽在汽輪機中有較大的比焓降。焓降。單級汽輪機受葉輪和葉片材料強度的限制，所能承擔的焓單級汽輪機受葉輪和葉片材料強度的限制，所能承擔的焓降有限。降有限。在最佳速比下，單級焓降越大，圓周速度越大在最佳速比下，單級焓降越大，圓周速度越大？現代大容量汽輪機都采用多級設計！現代大容量汽輪機都采用多級設計！東方汽輪機廠東方汽輪機廠N300N30016.7/537/53716.7/537/5374 4型汽輪機型汽輪機 總共總共2828級，其中：級，其中： 高壓缸：高壓缸：1 1個單列調節(jié)級個單列調節(jié)級+9+9個沖動壓力級個沖動壓力級 中壓缸：中壓缸：6 6個沖動壓力

3、級個沖動壓力級 低壓缸：低壓缸：2 2 6 6個沖動壓力級個沖動壓力級 東方汽輪機廠生產的東方汽輪機廠生產的N300N30016.7/537/53716.7/537/5374 4型汽輪機縱剖面圖型汽輪機縱剖面圖 2.1 2.1 多級汽輪機的優(yōu)越性及其特點多級汽輪機的優(yōu)越性及其特點上海汽輪機廠引進型上海汽輪機廠引進型N300N30016.7/538/53816.7/538/538型汽輪機型汽輪機 全機共由全機共由3535級組成，其中級組成，其中 高壓缸：高壓缸：1 1個單列調節(jié)級個單列調節(jié)級+11+11個反動壓力級個反動壓力級 中壓缸：中壓缸：9 9個反動壓力級個反動壓力級 低壓缸：低壓缸：2

4、27 7個反動壓力級個反動壓力級上海汽輪機廠生產的反動式上海汽輪機廠生產的反動式N300N30016.7/538/53816.7/538/538型汽輪機縱剖面圖型汽輪機縱剖面圖 二、二、 優(yōu)點優(yōu)點及存在的問題及存在的問題( (一一) )優(yōu)點優(yōu)點(1)(1)多級汽輪機循環(huán)熱效率大大提高多級汽輪機循環(huán)熱效率大大提高(2)(2)多級汽輪機相對內效率明顯提高多級汽輪機相對內效率明顯提高設計工況下，每級都在最佳速設計工況下，每級都在最佳速比附近工作比附近工作多數級余速可全部或部分利用多數級余速可全部或部分利用噴嘴和動葉的出口高度增大，噴嘴和動葉的出口高度增大，減小了葉高損失減小了葉高損失1n 11sin

5、tnmtGe d l c 存在重熱現象存在重熱現象蒸汽參數提高，實現抽汽回熱和蒸汽參數提高，實現抽汽回熱和中間再熱。中間再熱。2.1 2.1 多級汽輪機的優(yōu)越性及其特點多級汽輪機的優(yōu)越性及其特點此外，多級汽輪機的單位功率造價、材料消耗和占地面積都比此外，多級汽輪機的單位功率造價、材料消耗和占地面積都比單級汽輪機明顯減小，機組容量越大減小越顯著，大大節(jié)省了單級汽輪機明顯減小，機組容量越大減小越顯著，大大節(jié)省了投資。投資。( (二二) )存在的問題存在的問題 (1)(1)增加了一些附加損失；增加了一些附加損失； (2) (2)增加了機組的長度和質量；增加了機組的長度和質量；(3)(3)高中壓缸前面

6、若干級的工作溫度高，對零部件的高中壓缸前面若干級的工作溫度高，對零部件的金屬材料要求提高了；金屬材料要求提高了；(4)(4)級數增多，零部件增多，結構復雜，制造成本高。級數增多，零部件增多，結構復雜，制造成本高。2th21pT、二、重熱現象和重熱系數二、重熱現象和重熱系數重熱現象重熱現象-在水蒸氣的在水蒸氣的h-sh-s圖上等壓線是沿著比熵增大的方向逐圖上等壓線是沿著比熵增大的方向逐漸擴張的，也就是說，等壓線之間的理想比焓降隨著比熵的增大漸擴張的，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。這樣上一級的損失而增大。這樣上一級的損失( (客觀存在客觀存在) )造成比熵的增大將使后面造成

7、比熵的增大將使后面級的理想比焓降增大，即級的理想比焓降增大，即上一級損失中的一小部分可以在以后各上一級損失中的一小部分可以在以后各級中得到利用，這種現象稱為多級汽輪機的重熱現象級中得到利用，這種現象稱為多級汽輪機的重熱現象。 概念：概念：重熱現象的解釋重熱現象的解釋h hs s1p2p2th3p將蒸汽作為理想氣體：將蒸汽作為理想氣體：第一級沒有損失時：第一級沒有損失時：第二級的初始蒸汽參數為第二級的初始蒸汽參數為 。1T2.1 2.1 多級汽輪機的優(yōu)越性及其特點多級汽輪機的優(yōu)越性及其特點2.1 2.1 多級汽輪機的優(yōu)越性及其特點多級汽輪機的優(yōu)越性及其特點1231211kktpkhRTkp第一級

8、總是有損失存在的，因此第一級排汽的比熵和溫度將增加，第一級總是有損失存在的，因此第一級排汽的比熵和溫度將增加，實際第二級實際第二級初始蒸汽參數初始蒸汽參數21pT、1231211-kktpkhRTkp2211tt,TThh在前一級有損失的情況下，本級進口溫度升高，級的理想比焓降在前一級有損失的情況下，本級進口溫度升高，級的理想比焓降稍有增大，這就是重熱現象。稍有增大，這就是重熱現象。 重熱系數重熱系數重熱系數重熱系數-各級理想焓降之和大于各級理想焓降之和大于整機理想焓降的增量與整機理想焓降整機理想焓降的增量與整機理想焓降的比。重熱系數的比。重熱系數2.1 2.1 多級汽輪機的優(yōu)越性及其特點多級

9、汽輪機的優(yōu)越性及其特點1212leviiitthhhh1macmacttttmacthhhhh即（+ ）levi式中式中 即為多級汽輪機即為多級汽輪機的重熱量，表示前面級的損失中被后面的重熱量，表示前面級的損失中被后面級利用了的小部分熱量。級利用了的小部分熱量。m actthh 為討論方便，假設汽輪機中各級的相為討論方便，假設汽輪機中各級的相對內效率對內效率 都相等，則有都相等，則有12121levleviiittitmacmacmaclevleviiiitimactthhhhhhhhhhh 或（ +）另一方面，整個多級汽輪機的相對內效率為另一方面，整個多級汽輪機的相對內效率為：可得可得：因此

10、因此2.1 2.1 多級汽輪機的優(yōu)越性及其特點多級汽輪機的優(yōu)越性及其特點macmaciimacthh1m a cl e vii重獲熱量使整個汽輪機的相對內效率重獲熱量使整個汽輪機的相對內效率 大于各級的平均大于各級的平均內效率內效率也就是也就是 些等式相加，可得：些等式相加，可得：1122levleviitiithhhh，m a cile vi2.1 2.1 多級汽輪機的優(yōu)越性及其特點多級汽輪機的優(yōu)越性及其特點(1)(1)由于重熱現象的存在，多級汽輪機中前一級的損失，可以小部由于重熱現象的存在，多級汽輪機中前一級的損失，可以小部分在后面級中得到重新利用，使多級汽輪機全機的效率要比各級分在后面級

11、中得到重新利用，使多級汽輪機全機的效率要比各級平均的效率好一些。平均的效率好一些。(2)(2)不應從上式中簡單地得出不應從上式中簡單地得出越大，全機效率越高的結論，越大，全機效率越高的結論，這是因為這是因為的提高是在各級存在損失，各級效率降低的前的提高是在各級存在損失，各級效率降低的前提下實現的，重熱現象的存在僅僅是使多級汽輪機能回收提下實現的，重熱現象的存在僅僅是使多級汽輪機能回收其損失的一部分而已。其損失的一部分而已。討論討論(3)(3)提高汽輪機效率的根本途徑是提高各級的相對內效率。提高汽輪機效率的根本途徑是提高各級的相對內效率。2thh hs s2p2th3p級的能量損失增大，級的能量

12、損失增大，重熱系數增加，重重熱系數增加，重熱量是增加的損失熱量是增加的損失中很小一部分中很小一部分三、三、 多級汽輪機各級段的工作特點多級汽輪機各級段的工作特點1n 11sintnmtGe d l c 2.1 2.1 多級汽輪機的優(yōu)越性及其特點多級汽輪機的優(yōu)越性及其特點( (一一) )高壓段高壓段 蒸汽特性：蒸汽特性：高壓、高溫，比容小，蒸汽容積流量小。高壓、高溫，比容小，蒸汽容積流量小。結構特點：結構特點：噴嘴出口汽流方向角噴嘴出口汽流方向角l l較小，以保證葉片高度。較小，以保證葉片高度。一般情況下，沖動式汽輪機的一般情況下，沖動式汽輪機的l l= 11= 111414，反動式汽輪機，反動

13、式汽輪機的的l l= 14= 142020。 氣動特性：氣動特性：各級比焓降不大，比焓降的變化也不大。各級比焓降不大，比焓降的變化也不大。在沖動汽輪機的高壓段，級的反動度一般不大。在沖動汽輪機的高壓段，級的反動度一般不大。級內損失特點：級內損失特點：可能存在的級內損失有：輪周損失、葉高損失、扇形損失、漏可能存在的級內損失有：輪周損失、葉高損失、扇形損失、漏汽損失、葉輪摩擦損失、部分進汽損失等。汽損失、葉輪摩擦損失、部分進汽損失等。高壓段各級的效率相對較低。高壓段各級的效率相對較低。葉高損失、漏汽損失、葉輪摩擦損失、部分進汽損失相對較大葉高損失、漏汽損失、葉輪摩擦損失、部分進汽損失相對較大2.1

14、 2.1 多級汽輪機的優(yōu)越性及其特點多級汽輪機的優(yōu)越性及其特點1n 11sintnmtGe d l c 低壓段低壓段蒸汽特性：蒸汽特性：低壓、低溫，末幾級處于濕汽區(qū)，比容大，蒸汽容積低壓、低溫，末幾級處于濕汽區(qū)，比容大，蒸汽容積流量大。流量大。結構特點：結構特點：噴嘴出口汽流方向角噴嘴出口汽流方向角l l大，避免葉高過大。大，避免葉高過大。氣動特性：氣動特性：級內損失特點：級內損失特點：可能存在的級內損失有：輪周損失、葉高損失、扇形損失、漏可能存在的級內損失有：輪周損失、葉高損失、扇形損失、漏汽損失、葉輪摩擦損失、濕汽損失等。汽損失、葉輪摩擦損失、濕汽損失等。余速損失大，但一般可被下級利用，葉

15、輪摩擦損失、漏汽損失、余速損失大，但一般可被下級利用，葉輪摩擦損失、漏汽損失、葉高損失很小，主要是濕氣損失大。葉高損失很小，主要是濕氣損失大。理想比焓降較大，且相應增加較快理想比焓降較大，且相應增加較快葉高大，末兩級葉高擴張很快葉高大，末兩級葉高擴張很快級的反動度明顯增大級的反動度明顯增大效率介于高壓級和中壓級之間。效率介于高壓級和中壓級之間。2.1 2.1 多級汽輪機的優(yōu)越性及其特點多級汽輪機的優(yōu)越性及其特點( (三三) )中壓段中壓段 蒸汽特性：蒸汽特性：中壓、高溫，中比容，蒸汽容積流量中等。中壓、高溫，中比容，蒸汽容積流量中等。結構特點：結構特點：氣動特性：氣動特性：級的反動度介于高壓缸

16、與低壓缸之間，且逐漸增大。級的反動度介于高壓缸與低壓缸之間，且逐漸增大。級內損失特點：級內損失特點：中等葉高，各級葉片高度沿流動方向逐漸增大。中等葉高，各級葉片高度沿流動方向逐漸增大?？赡艽嬖诘募墐葥p失有：輪周損失、葉高損失、扇形損失、漏可能存在的級內損失有：輪周損失、葉高損失、扇形損失、漏汽損失、葉輪摩擦損失等。汽損失、葉輪摩擦損失等。葉高損失較??；一般為全周進汽，沒有部分進汽損失，中壓級葉高損失較??；一般為全周進汽，沒有部分進汽損失，中壓級漏汽損失較小，葉輪摩擦損失也較小，也沒有濕汽損失。漏汽損失較小，葉輪摩擦損失也較小，也沒有濕汽損失。效率要比高壓級和低壓級都高。效率要比高壓級和低壓級都

17、高。多級汽輪機各缸工作特點小結多級汽輪機各缸工作特點小結 蒸汽 參數 汽缸 汽缸 受力 容積 流量 葉片 型式 平均 直徑 級 焓降 反 動度 主 要損失 效率 功率 高 壓 缸 高溫 高壓 多層缸 較厚 壓力 熱應 力 小 較短 直葉 微彎 小 小 較小 葉高 漏汽 部分 較低 不足 1/3 中 壓 缸 高溫 中壓 多層 較薄 壓力 熱應 力 中 扭葉 較長 中 中 中等 漏汽 較高 大于 1/3 低 壓 缸 低溫 低壓 多層 薄 壓力 熱應 力 大 扭葉 長 大 大 較大 濕汽 稍低 近 1/3 2.1 2.1 多級汽輪機的優(yōu)越性及其特點多級汽輪機的優(yōu)越性及其特點2.1 2.1 多級汽輪機

18、的優(yōu)越性及其特點多級汽輪機的優(yōu)越性及其特點1.1.描述多級汽輪機的性能與特點。描述多級汽輪機的性能與特點。2.2.解釋重熱現象和重熱系數。解釋重熱現象和重熱系數。2.1 2.1 多級汽輪機的優(yōu)越性及其特點多級汽輪機的優(yōu)越性及其特點G鍋爐鍋爐高壓缸高壓缸中壓缸中壓缸凝汽器凝汽器再熱器再熱器主汽閥主汽閥調節(jié)閥調節(jié)閥低壓缸低壓缸中壓主汽閥中壓主汽閥中壓調節(jié)閥中壓調節(jié)閥過熱器過熱器LP一、多級汽輪機蒸汽流程一、多級汽輪機蒸汽流程2.2 進汽阻力損失和排汽阻力損失進汽阻力損失和排汽阻力損失主要原因是汽流的沿程摩擦、轉向和渦流損失三方面。主要原因是汽流的沿程摩擦、轉向和渦流損失三方面。蒸汽在汽輪機本體之外

19、流道中的流動必然產生損失，將使機組的效蒸汽在汽輪機本體之外流道中的流動必然產生損失，將使機組的效率下降。這些損失歸結為率下降。這些損失歸結為進汽損失進汽損失和和排汽損失排汽損失兩部分。兩部分。二、進汽機構節(jié)流損失二、進汽機構節(jié)流損失由于通過這些部件時蒸汽的散熱損失可忽略，因此蒸汽通過汽閥由于通過這些部件時蒸汽的散熱損失可忽略，因此蒸汽通過汽閥的熱力過程是一個的熱力過程是一個節(jié)流過程節(jié)流過程，即蒸汽通過進汽部分到達調節(jié)級噴，即蒸汽通過進汽部分到達調節(jié)級噴嘴前后雖有嘴前后雖有壓力降落，但比焓值不變壓力降落，但比焓值不變。蒸汽進入汽輪機工作級前必須先經過主汽閥、調節(jié)閥和蒸汽室。蒸汽進入汽輪機工作級前

20、必須先經過主汽閥、調節(jié)閥和蒸汽室。蒸汽通過這些部件時就會產生壓力降，主汽閥和調節(jié)閥最為嚴重。蒸汽通過這些部件時就會產生壓力降，主汽閥和調節(jié)閥最為嚴重。2.2 2.2 進汽節(jié)流損失和排汽阻力損失進汽節(jié)流損失和排汽阻力損失macth()macmacmactthhh 2.2 2.2 進汽節(jié)流損失和排汽阻力損失進汽節(jié)流損失和排汽阻力損失0000.03 0.05oppppr00(0.12 0.15)rrppp高壓缸排汽壓力ss(0.02 0.03)sppp中壓缸排汽壓力汽輪機進汽節(jié)流損失：進汽機構阻力使汽輪機進汽節(jié)流損失：進汽機構阻力使進入汽輪機第一級的蒸汽節(jié)流降壓，從進入汽輪機第一級的蒸汽節(jié)流降壓，從

21、而引起的理想比焓降損失。而引起的理想比焓降損失。該損失的表示方法：該損失的表示方法：通常用壓損占新汽壓力的百分數來表示通常用壓損占新汽壓力的百分數來表示對高壓進汽部分壓損對高壓進汽部分壓損對于再熱管道及再熱器，壓損對于再熱管道及再熱器，壓損對于中低壓缸連通管，壓損對于中低壓缸連通管，壓損2.2 2.2 進汽節(jié)流損失和排汽阻力損失進汽節(jié)流損失和排汽阻力損失損失的大小取決于損失的大小取決于汽流速度汽流速度控制閥門與管道中蒸汽流速控制閥門與管道中蒸汽流速404060m/s60m/s主汽門及調門主汽門及調門的氣動特性的氣動特性優(yōu)化閥芯型線和汽室形狀，優(yōu)化閥芯型線和汽室形狀，采用帶擴壓管的閥門。采用帶擴

22、壓管的閥門。mach2.2 2.2 進汽節(jié)流損失和排汽阻力損失進汽節(jié)流損失和排汽阻力損失三、三、 排汽阻力損失排汽阻力損失排汽在排汽管中流動時，由于摩擦，渦排汽在排汽管中流動時，由于摩擦，渦流，轉向等阻力作用而有壓力下降，這流，轉向等阻力作用而有壓力下降，這部分沒做功的壓降損失，稱為汽輪機的部分沒做功的壓降損失，稱為汽輪機的排汽阻力損失。排汽阻力損失。cccppp定義式：定義式：cpcp-末級動葉出口的靜壓末級動葉出口的靜壓-凝汽器喉部靜壓凝汽器喉部靜壓2100excccpp 估算式：估算式：凝汽式機排汽管中汽流速度凝汽式機排汽管中汽流速度c cexex100100120m/s 120m/s

23、，背壓機，背壓機c cexex404060m/s,60m/s,排汽管阻力系數排汽管阻力系數=0.05=0.050.1(0.1(下置式下置式凝汽器凝汽器).).(0.02 0.06)ccpp一般情況下：一般情況下：減小排汽阻力損失方法：減小排汽阻力損失方法：通過擴壓把排汽動能轉化為靜壓，以補償排汽管中的壓力損失。通過擴壓把排汽動能轉化為靜壓，以補償排汽管中的壓力損失。2.2 2.2 進汽節(jié)流損失和排汽阻力損失進汽節(jié)流損失和排汽阻力損失對擴壓型排汽管：對擴壓型排汽管：如果排汽管進口馬赫數如果排汽管進口馬赫數MaMa0.50.52222111ccccexGpppAf則排汽壓損可由下式計算：則排汽壓損

24、可由下式計算：排汽部分通常做成蝸殼擴散式，盡可能使排汽的余速動能轉變?yōu)榕牌糠滞ǔＷ龀晌仛U散式，盡可能使排汽的余速動能轉變?yōu)閴毫δ埽a償流動產生的損失，并內裝導流環(huán)，使乏汽均勻地布壓力能，補償流動產生的損失，并內裝導流環(huán)，使乏汽均勻地布滿整個排汽通道，保持排汽暢通。由于排氣管中擴壓器的位置不滿整個排汽通道，保持排汽暢通。由于排氣管中擴壓器的位置不同，所以有不同的排氣管形式，如圖表示了兩種不同形式的排氣管。同，所以有不同的排氣管形式，如圖表示了兩種不同形式的排氣管。排汽管評價指標：排汽管評價指標： 能量損失系數能量損失系數exex和靜壓恢復系數和靜壓恢復系數exex22112212022ccp

25、p 進入排汽管的汽流速度的馬赫數進入排汽管的汽流速度的馬赫數MaMa0.30.3時，排汽可視為不可壓縮時，排汽可視為不可壓縮流體，其能量方程為：流體，其能量方程為：21221 11 1122ppcc整理為：整理為：21112()e xbc2121112()e xppac2.2 2.2 進汽節(jié)流損失和排汽阻力損失進汽節(jié)流損失和排汽阻力損失2121112e xppc21112e xc令：令：1exex則有則有ex靜壓恢復系數靜壓恢復系數 ：排汽通道出口、進口靜壓差與末級動葉出口：排汽通道出口、進口靜壓差與末級動葉出口蒸汽動能之比。蒸汽動能之比。 即式即式(a)(a)：ex能量損失系數能量損失系數

26、：排汽通道總損失與末級動葉出口蒸汽動能：排汽通道總損失與末級動葉出口蒸汽動能之比。即式之比。即式(b)(b)：22202c 式中：蒸汽在排汽管的總損失，進入凝汽器的蒸汽動能和排汽式中：蒸汽在排汽管的總損失，進入凝汽器的蒸汽動能和排汽通道的流動壓力損失。即通道的流動壓力損失。即0 ;1e xe x(2)(2)0 ;1e xe x0 ;1e xe x部分汽流動能轉化為壓力能。部分汽流動能轉化為壓力能。減少能量損失系數及提高靜壓減少能量損失系數及提高靜壓恢復系數是排汽管設計目標。恢復系數是排汽管設計目標。0;1exex擴壓回收壓力不足以彌補沿程擴壓回收壓力不足以彌補沿程阻力損失，應盡量避免這種情阻力

27、損失，應盡量避免這種情況出現。況出現。2.2 2.2 進汽節(jié)流損失和排汽阻力損失進汽節(jié)流損失和排汽阻力損失12pp21pp21pp回收壓頭正好補償流動損失壓頭；回收壓頭正好補償流動損失壓頭；討論：討論：(1)(1)(3)(3)2.2 2.2 進汽節(jié)流損失和排汽阻力損失（作業(yè)）進汽節(jié)流損失和排汽阻力損失（作業(yè)）1.1.汽輪機高、中、低壓缸的主要損失有哪幾種？汽輪機高、中、低壓缸的主要損失有哪幾種？2.2.解釋進汽阻力損失和排氣阻力損失，并在解釋進汽阻力損失和排氣阻力損失，并在h-h-s s 圖上表示出來。圖上表示出來。 2.3 2.3 汽輪機及其裝置的評價指標汽輪機及其裝置的評價指標ma cii

28、ma cthh003.6macmactiitiDhpGh汽輪機性能汽輪機性能評價指標評價指標以整機理想焓降為基礎以整機理想焓降為基礎以單位質量蒸汽在熱力循環(huán)中所吸收熱以單位質量蒸汽在熱力循環(huán)中所吸收熱量為基礎量為基礎絕對效率絕對效率相對效率相對效率一、一、 汽輪機的相對內效率汽輪機的相對內效率以下以無回熱抽汽、無再熱、無前后端軸封漏汽和門桿漏汽的以下以無回熱抽汽、無再熱、無前后端軸封漏汽和門桿漏汽的純凝汽式機組說明相關效率的定義式。純凝汽式機組說明相關效率的定義式。汽輪機的相對內效率汽輪機的相對內效率-有效比焓降與理想比焓降之比有效比焓降與理想比焓降之比相應的，汽輪機的內功率相應的，汽輪機的內

29、功率式中，式中， 和和 分別是以分別是以 和和 為單位的進汽流為單位的進汽流量量0G/ t h/kg s0D/meiPP即：即：003.6macmactimemitimDhPPGh /ge lePP汽輪發(fā)電機組相對電效率汽輪發(fā)電機組相對電效率elimg 即：即：003.6m actimgm acelegtimgDhPPGh 2.3 2.3 汽輪機及其裝置的評價指標汽輪機及其裝置的評價指標機械效率機械效率-汽輪機的軸端功率汽輪機的軸端功率 與汽輪機的內功率與汽輪機的內功率 之比，之比，其描述了軸承摩擦、主油泵的功率損耗。其描述了軸承摩擦、主油泵的功率損耗。ePiP發(fā)電機效率發(fā)電機效率-發(fā)電機輸出

30、功率發(fā)電機輸出功率 與汽輪機軸端功率與汽輪機軸端功率 之比。之比。elPeP003.6m acm acteleltelDhPGh電功率電功率汽輪機組的絕對內效率汽輪機組的絕對內效率-全機實際比焓降與整個循環(huán)中加給全機實際比焓降與整個循環(huán)中加給1kg1kg蒸汽的熱量之比蒸汽的熱量之比,0m a ciaitichhh 絕對電效率絕對電效率-1kg-1kg蒸汽理想比焓降蒸汽理想比焓降 中轉換成電能的部中轉換成電能的部分分 與整個熱力循環(huán)中加給與整個熱力循環(huán)中加給1kg1kg蒸汽的能量之比蒸汽的能量之比macthmactelh.0mactela elchhh 2.3 2.3 汽輪機及其裝置的評價指標汽

31、輪機及其裝置的評價指標二、二、 汽輪機組的絕對內效率汽輪機組的絕對內效率0m a cttchhh式中循環(huán)熱效率：式中循環(huán)熱效率：. a elteltimg 汽耗率汽耗率-每生產每生產1kW1kWh h電能所消耗的蒸汽量電能所消耗的蒸汽量01 0 0 03 6 0 0m a ce lte lDdPh熱耗率熱耗率-每生產每生產1kW1kWh h電能所消耗的熱量電能所消耗的熱量00.36003600ccmactela elhhqd hhh中間再熱機組：中間再熱機組：00rcrrDqhhhhD 2.3 2.3 汽輪機及其裝置的評價指標汽輪機及其裝置的評價指標機組發(fā)出機組發(fā)出1kW1kWh h電量所消耗

32、的標煤量電量所消耗的標煤量( (標準煤標準煤g/kWg/kWh h）。）。(1kg(1kg標準煤標準煤發(fā)熱量為發(fā)熱量為7000kCal)7000kCal)。發(fā)電煤耗、供電煤耗。發(fā)電煤耗、供電煤耗。三、三、 汽輪發(fā)電機組的汽耗率汽輪發(fā)電機組的汽耗率四、四、 熱耗率熱耗率 五、煤耗率五、煤耗率 2.3 2.3 汽輪機及其裝置的評價指標汽輪機及其裝置的評價指標討論：討論：(1)(1)相對效率是衡量某個能量轉換環(huán)節(jié)設計的完善程度相對效率是衡量某個能量轉換環(huán)節(jié)設計的完善程度的指標。的指標。(2)(2)絕對電效率和熱耗率是衡量汽輪發(fā)電機組經濟性的主絕對電效率和熱耗率是衡量汽輪發(fā)電機組經濟性的主要指標。要指

33、標。(3)(3)汽耗率由于和機組的初終參數有關，因此只能用于比汽耗率由于和機組的初終參數有關，因此只能用于比較同類型同參數機組的運行管理水平。較同類型同參數機組的運行管理水平。(4)(4)汽輪發(fā)電機組的絕對電效率和熱耗率由于沒有考慮鍋汽輪發(fā)電機組的絕對電效率和熱耗率由于沒有考慮鍋爐效率、管道效率和廠用電等，因此高于機組電效率爐效率、管道效率和廠用電等，因此高于機組電效率和熱耗率。和熱耗率。(5)(5)未扣除廠用電的煤耗率稱為發(fā)電煤耗，扣除廠用電的未扣除廠用電的煤耗率稱為發(fā)電煤耗，扣除廠用電的稱為供電煤耗，因此稱為供電煤耗，因此供電煤耗總是高于發(fā)電煤耗供電煤耗總是高于發(fā)電煤耗。 2.3 2.3

34、汽輪機及其裝置的評價指標（作業(yè)與思考）汽輪機及其裝置的評價指標（作業(yè)與思考）1.1.解釋汽輪機的相對內效率、汽輪發(fā)電機組的解釋汽輪機的相對內效率、汽輪發(fā)電機組的相對內效率、汽輪機的絕對內效率、絕對電效相對內效率、汽輪機的絕對內效率、絕對電效率。率。2.2.解釋汽耗率及熱耗率，并寫出定義式。解釋汽耗率及熱耗率，并寫出定義式。2.4 2.4 軸封及其系統(tǒng)軸封及其系統(tǒng) 汽輪機是高速旋轉的機械。在汽缸、隔板等靜子部分與主軸、汽輪機是高速旋轉的機械。在汽缸、隔板等靜子部分與主軸、葉輪（包括動葉）等轉子部分之間，必須有一定的軸向和徑向間葉輪（包括動葉）等轉子部分之間，必須有一定的軸向和徑向間隙，以免機組在

35、工作時動靜部件之間發(fā)生摩擦。既然有間隙存在，隙，以免機組在工作時動靜部件之間發(fā)生摩擦。既然有間隙存在，間隙前后又存在壓差，就可能漏汽（氣），為了減少蒸汽的泄漏間隙前后又存在壓差，就可能漏汽（氣），為了減少蒸汽的泄漏和防止空氣漏入，需要有汽封裝置。和防止空氣漏入，需要有汽封裝置。汽封按用途分類：汽封按用途分類：隔板汽封隔板汽封葉根及葉頂汽封葉根及葉頂汽封軸端汽封軸端汽封 ( (軸封軸封) )隔板內圓處的汽封，用來阻礙蒸汽繞過噴嘴而引起能隔板內圓處的汽封，用來阻礙蒸汽繞過噴嘴而引起能量損失并使葉輪上的軸向推力增大。量損失并使葉輪上的軸向推力增大。動葉柵頂部和根部處的汽封，通稱通流部分汽封，動葉柵頂

36、部和根部處的汽封，通稱通流部分汽封，用來阻礙蒸汽從動葉柵兩端逸散致使做功能力降低。用來阻礙蒸汽從動葉柵兩端逸散致使做功能力降低。轉子穿過汽缸兩端處的汽封，高壓軸封防止蒸汽漏出汽缸，造成轉子穿過汽缸兩端處的汽封，高壓軸封防止蒸汽漏出汽缸，造成工質損失，惡化運行環(huán)境，并且加熱軸頸或沖進軸承使?jié)櫥唾|工質損失，惡化運行環(huán)境，并且加熱軸頸或沖進軸承使?jié)櫥唾|劣化；低壓軸封用來防止空氣漏入汽缸，破壞凝汽器正常工作。劣化；低壓軸封用來防止空氣漏入汽缸，破壞凝汽器正常工作。2.4 2.4 軸封及其系統(tǒng)軸封及其系統(tǒng)主要形式：齒形軸封、蜂窩式軸封等。主要形式：齒形軸封、蜂窩式軸封等。一、一、 齒形軸封齒形軸封齒

37、形軸封分為高低齒軸封齒形軸封分為高低齒軸封( (曲徑軸封曲徑軸封) )和平齒軸封和平齒軸封( (光軸軸封光軸軸封) )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。軸封。工作原理：工作原理：當漏汽漏過汽封時，每通過一個汽封片所形成當漏汽漏過汽封時，每通過一個汽封片所形成的孔口，就產生一次節(jié)流作用，即蒸汽的壓力的孔口，就產生一次節(jié)流作用，即蒸汽的壓力就降低一次，每一汽室中的壓力都低于前一汽就降低一次，每一汽室中的壓力都低于前一汽室中的壓力，每一汽封片前后壓差之和就等于室中的壓力，每一汽封片前后壓差之和就等于汽封前后的總壓差汽封前后的

38、總壓差P P0 0P Pg g。由于孔口的漏汽面。由于孔口的漏汽面積是積是A Ap pddp p定值（定值（dpdp是汽封片處軸的直徑是汽封片處軸的直徑，是汽封間隙），因此在給定的總壓差下，是汽封間隙），因此在給定的總壓差下，如果汽封片數越多，則每一汽封片兩側的壓力如果汽封片數越多，則每一汽封片兩側的壓力差就越小，漏汽量也就越少。差就越小，漏汽量也就越少。 蒸汽在汽封中的流動當作絕熱等焓過程。蒸汽在流經汽封片時節(jié)流蒸汽在汽封中的流動當作絕熱等焓過程。蒸汽在流經汽封片時節(jié)流加速加速, ,然后在腔室中產生渦流，將汽流動能轉變?yōu)闊崮?。隨壓力降然后在腔室中產生渦流，將汽流動能轉變?yōu)闊崮堋ｋS壓力降低低,

39、 ,蒸汽比容增大蒸汽比容增大, ,故對相同故對相同結構的汽封結構的汽封, ,汽流速度和焓降汽流速度和焓降是逐級增大是逐級增大。又因蒸汽在汽封。又因蒸汽在汽封中膨脹時逐級焓值變小、音速中膨脹時逐級焓值變小、音速降低、流速增加降低、流速增加, ,汽封孔口汽封孔口只能看作無斜切部分的漸縮噴只能看作無斜切部分的漸縮噴嘴，因此在嘴，因此在汽封中只可能出汽封中只可能出現臨界流動現臨界流動, ,且只能在最后且只能在最后一個汽封片處出現。一個汽封片處出現。2.4 2.4 軸封及其系統(tǒng)軸封及其系統(tǒng)蒸汽在汽封中的流動過程：蒸汽在汽封中的流動過程：芬諾曲線芬諾曲線( (等流量線等流量線) )等焓線等焓線漏汽量計算分

40、亞臨界和超臨界兩種工況漏汽量計算分亞臨界和超臨界兩種工況亞臨界工況的漏汽量采用不可壓縮流動方程，汽流通過某一片孔口亞臨界工況的漏汽量采用不可壓縮流動方程，汽流通過某一片孔口的流速為的流速為2xxpc 對應的流量為對應的流量為122lllxxllxllxGAcApAp20102lxllGppAp 由于等焓線上壓力與密度之商為常數，從而求得腔室壓力與前由于等焓線上壓力與密度之商為常數，從而求得腔室壓力與前后壓差的關系后壓差的關系2.4 2.4 軸封及其系統(tǒng)軸封及其系統(tǒng)漏汽量計算漏汽量計算 ：1.1.最后一片孔口處流速未達臨界速度最后一片孔口處流速未達臨界速度1010 xxppconst212lxl

41、lGpA1xxppp2.4 2.4 軸封及其系統(tǒng)軸封及其系統(tǒng)20102lxllGpppco n stA孔口前壓力孔口前壓力 越低，壓差越低，壓差 越大，孔口中的比焓降越大，孔口中的比焓降 越大。越大。1xpph201102zlxllzpGppconstAZ Z片軸封相加片軸封相加 改寫為積分式：改寫為積分式：00222210010222zzppxzlxpllppppzpGppA亞臨界時通過汽封的蒸汽量亞臨界時通過汽封的蒸汽量22000zlllppGAzp00.20.40.60.811.2123456系列1 最后一片孔口處流速達臨界速度最后一片孔口處流速達臨界速度 臨界工況時，將最后一個孔口當作

42、噴嘴。由臨界流量計算公式臨界工況時，將最后一個孔口當作噴嘴。由臨界流量計算公式得通過最后一個孔口的漏汽量為得通過最后一個孔口的漏汽量為因最后一片軸封孔口前均為亞臨界，由前面亞臨界漏汽量計算公式因最后一片軸封孔口前均為亞臨界，由前面亞臨界漏汽量計算公式求得末道軸封孔口前壓力求得末道軸封孔口前壓力112,111kkl cllzzkGAkp1110021111.31 0.445(1)1(1)kkzkpppkzkz定熵指數2.4 2.4 軸封及其系統(tǒng)軸封及其系統(tǒng)1010 xxpp由112012,10kkzl cllkpGAkp判定是否臨界的準則判定是否臨界的準則 100.820.5461.25zzpp

43、pz因而，最后一片中流速達臨界時漏汽量因而，最后一片中流速達臨界時漏汽量00,1.25l cllpGAz3 3 軸封孔口流量系數軸封孔口流量系數2.4 2.4 軸封及其系統(tǒng)軸封及其系統(tǒng)蒸汽通過軸封孔口的流速是用漸縮噴嘴的蒸汽通過軸封孔口的流速是用漸縮噴嘴的流速公式計算的，其與實際有一定的差異，流速公式計算的，其與實際有一定的差異，由實驗求取流量系數由實驗求取流量系數 ，其與軸封齒的形，其與軸封齒的形狀及幾何參數有關，可查右圖狀及幾何參數有關，可查右圖. .l(1)(1)齒進汽側不應作成圓弧狀或斜面狀，齒進汽側不應作成圓弧狀或斜面狀，應保持齒的尖銳邊緣應保持齒的尖銳邊緣 (2)(2)齒的尖銳邊緣

44、在運行中會因為摩齒的尖銳邊緣在運行中會因為摩擦而鈍化，流量系數會增大擦而鈍化，流量系數會增大 4 4光軸軸封漏汽量修正系數光軸軸封漏汽量修正系數 與曲徑軸封的區(qū)別是蒸汽進入下一空口前還有一定的初速，與曲徑軸封的區(qū)別是蒸汽進入下一空口前還有一定的初速，故漏汽量增大，其計算結果只需在曲徑軸封的計算結果上乘一故漏汽量增大，其計算結果只需在曲徑軸封的計算結果上乘一修正系數修正系數 ， 可由光軸軸封尺寸可由光軸軸封尺寸 和軸封片數和軸封片數z z查得，查得，圖：圖：lklk/s2.4 2.4 軸封及其系統(tǒng)軸封及其系統(tǒng)計算時必須先判別在軸封段的最末一片計算時必須先判別在軸封段的最末一片中是否達到臨界速度。

45、中是否達到臨界速度。000.667llllGAp 00./0.667/llllll cGApGG 若算平齒式光軸軸封的軸封若算平齒式光軸軸封的軸封漏汽量，則需再乘上修正系數漏汽量，則需再乘上修正系數 lk2.4 2.4 軸封及其系統(tǒng)軸封及其系統(tǒng)計算漏汽量前，不必事先判斷軸計算漏汽量前，不必事先判斷軸封最后一片孔口處是否達到臨界封最后一片孔口處是否達到臨界速度，只需根據速度，只需根據Z Z與與 查得查得 應用上式計算。應用上式計算。 0/zppl5 5 計算曲徑軸封的漏汽量單一表達式計算曲徑軸封的漏汽量單一表達式軸封漏汽量比：軸封漏汽量比：二、二、 軸封系統(tǒng)軸封系統(tǒng)2.4 2.4 軸封及其系統(tǒng)軸

46、封及其系統(tǒng)作用：在任何運行工況下作用：在任何運行工況下保證蒸汽不外泄、空氣不內漏，同時回收保證蒸汽不外泄、空氣不內漏，同時回收泄漏蒸汽的熱能（軸封加熱器）和組織汽流冷卻轉子的軸端泄漏蒸汽的熱能（軸封加熱器）和組織汽流冷卻轉子的軸端。端軸封和與它相連的管道和附屬設備端軸封和與它相連的管道和附屬設備組成：軸封系統(tǒng)由軸封、供汽母管及均壓箱、軸封調節(jié)器、軸封加組成：軸封系統(tǒng)由軸封、供汽母管及均壓箱、軸封調節(jié)器、軸封加熱器和軸封抽汽器等組成。軸封系統(tǒng)的型式有熱器和軸封抽汽器等組成。軸封系統(tǒng)的型式有外供汽式和自密封式外供汽式和自密封式兩種，不同制造廠采用不同的軸封系統(tǒng)和軸封汽流組織方式。兩種，不同制造廠采

47、用不同的軸封系統(tǒng)和軸封汽流組織方式。特點：軸封分成多段多室，與特點：軸封分成多段多室，與大氣環(huán)境接近的腔室的壓力大氣環(huán)境接近的腔室的壓力由抽汽器由抽汽器或風機維持或風機維持略低于大氣壓力略低于大氣壓力，緊鄰的腔室壓力緊鄰的腔室壓力由壓力調節(jié)器維持略由壓力調節(jié)器維持略高于大氣壓力高于大氣壓力，從而保證蒸汽不外泄、空氣不內漏。，從而保證蒸汽不外泄、空氣不內漏。 軸封主要由三段二室組成。高負荷運行時，低壓軸封的供汽來自軸封主要由三段二室組成。高負荷運行時，低壓軸封的供汽來自于高壓軸封的漏汽，高壓漏汽經噴水減溫后進入低壓軸封；啟動于高壓軸封的漏汽，高壓漏汽經噴水減溫后進入低壓軸封；啟動或低負荷時，軸封

48、汽由外部提供?；虻拓摵蓵r，軸封汽由外部提供。優(yōu)點：系統(tǒng)簡單；優(yōu)點：系統(tǒng)簡單；缺點：不能充分冷卻高、中壓缸高溫軸端。缺點：不能充分冷卻高、中壓缸高溫軸端。2 2 外供汽式軸封系統(tǒng)外供汽式軸封系統(tǒng)高、中缸高溫端軸封由多高、中缸高溫端軸封由多( (大于大于3 3）段多室組成，部分漏汽被引至）段多室組成，部分漏汽被引至低壓加熱器。軸封的供汽來自于輔助蒸汽系統(tǒng)。低壓加熱器。軸封的供汽來自于輔助蒸汽系統(tǒng)。優(yōu)點：低溫輔助蒸汽對高、中壓段高溫軸端起到冷卻作用；優(yōu)點：低溫輔助蒸汽對高、中壓段高溫軸端起到冷卻作用；缺點：系統(tǒng)復雜。缺點：系統(tǒng)復雜。2.4 2.4 軸封及其系統(tǒng)軸封及其系統(tǒng)三、軸封系統(tǒng)的特點三、軸封系

49、統(tǒng)的特點1 1自密封式軸封系統(tǒng)自密封式軸封系統(tǒng)4 4、防止空氣漏入真空部分、防止空氣漏入真空部分-在低壓端軸封次外腔室通入比大氣壓在低壓端軸封次外腔室通入比大氣壓力稍高的蒸汽，沿著主軸向背離汽缸方向流動，以阻止外界空氣流力稍高的蒸汽，沿著主軸向背離汽缸方向流動，以阻止外界空氣流入。入。 2.4 2.4 軸封及其系統(tǒng)軸封及其系統(tǒng) 1 1、軸封汽的利用、軸封汽的利用-將漏汽從軸封中間腔室引出加以利用或回收將漏汽從軸封中間腔室引出加以利用或回收漏汽漏汽( (含空氣含空氣) )混合物的熱量以加熱凝結水混合物的熱量以加熱凝結水( (多于兩個腔室時多于兩個腔室時) )； 2 2、低壓低溫汽源的利用、低壓低

50、溫汽源的利用-高壓缸兩端與主軸承靠近，為防止傳出高壓缸兩端與主軸承靠近，為防止傳出高溫蒸汽使軸承超溫，常向高壓軸封供低壓低溫蒸汽高溫蒸汽使軸承超溫，常向高壓軸封供低壓低溫蒸汽( (非自密封系非自密封系統(tǒng)統(tǒng)) ) ；或在啟動及低負荷時，向軸封供備用蒸汽；或在啟動及低負荷時，向軸封供備用蒸汽( (各種系統(tǒng)各種系統(tǒng)) )。3 3、防止蒸汽由端軸封漏入大氣、防止蒸汽由端軸封漏入大氣-防止蒸汽漏入軸承使油質惡化、防止蒸汽漏入軸承使油質惡化、車間濕度增大及汽水損失，通常在高低壓端軸封最外腔室人為地車間濕度增大及汽水損失，通常在高低壓端軸封最外腔室人為地造成一個比大氣壓力稍低的壓力，將漏出的蒸汽和漏入的空氣

51、一造成一個比大氣壓力稍低的壓力，將漏出的蒸汽和漏入的空氣一起抽出，經冷卻后排入大氣；起抽出，經冷卻后排入大氣；2.4 2.4 軸封及其系統(tǒng)（作業(yè)與思考）軸封及其系統(tǒng)（作業(yè)與思考）1.1.簡述軸封概念、作用及主要形式。簡述軸封概念、作用及主要形式。2.2.簡述軸封系統(tǒng)的組成及作用。簡述軸封系統(tǒng)的組成及作用。3.3.軸封漏汽量在亞臨界和超臨界兩種工況時軸封漏汽量在亞臨界和超臨界兩種工況時的計算公式。的計算公式。 一一 軸向推力軸向推力2.5 2.5 多級汽輪機的軸向推力及其平衡多級汽輪機的軸向推力及其平衡 軸流式汽輪機中，高壓蒸汽由一端進入，低壓蒸汽由另一端軸流式汽輪機中，高壓蒸汽由一端進入，低壓

52、蒸汽由另一端流出，整體來看，蒸汽對轉子施加了一個由高壓端指向低壓端的流出，整體來看，蒸汽對轉子施加了一個由高壓端指向低壓端的軸向力，使轉子存在一個向低壓端移動的趨勢，這個力就稱為轉軸向力，使轉子存在一個向低壓端移動的趨勢，這個力就稱為轉子的軸向推力。子的軸向推力。軸向推力由推力軸承承擔。軸向推力由推力軸承承擔。計算軸向推力，為推力軸承的設計提供依椐。計算軸向推力，為推力軸承的設計提供依椐。對軸向推力采取平衡措施，平衡掉部分軸向推力，減少推力對軸向推力采取平衡措施，平衡掉部分軸向推力，減少推力軸承的設計制造難度。軸承的設計制造難度。例如對高壓反動式機組，它的推力可高達例如對高壓反動式機組，它的推

53、力可高達1.961.962.94MN2.94MN二二 沖動式汽輪機的軸向推力沖動式汽輪機的軸向推力 轉子上的軸向推力是各級軸向推力的總合，包括轉子上的軸向推力是各級軸向推力的總合，包括作用在各級動葉作用在各級動葉上的軸向推力上的軸向推力、作用在葉輪面上的軸向推力作用在葉輪面上的軸向推力和和作用在轉子凸肩上的作用在轉子凸肩上的軸向推力軸向推力三部分。三部分。zzzzFFFF 動葉上的軸向推力是由動葉前后的動葉上的軸向推力是由動葉前后的靜壓差和汽流在動葉中軸向分速度靜壓差和汽流在動葉中軸向分速度的改變所產生的的改變所產生的 112212sinsinzm bFG ccd l pp引入引入壓力反動度壓

54、力反動度1202ppppp 由于軸向分速度變化很小，上式可寫由于軸向分速度變化很小，上式可寫02zmbpFd lpp2.5 2.5 多級汽輪機的軸向推力及其平衡多級汽輪機的軸向推力及其平衡zF. .作用在動葉上的軸向推力作用在動葉上的軸向推力速度級：計算兩列動葉受力之和速度級：計算兩列動葉受力之和部分進汽級：乘上部分進汽度部分進汽級：乘上部分進汽度e e2.5 2.5 多級汽輪機的軸向推力及其平衡多級汽輪機的軸向推力及其平衡在在h-sh-s圖上，同一壓差的等壓線距離越向下越大，即焓降增大，故圖上，同一壓差的等壓線距離越向下越大，即焓降增大，故壓力反動度小于焓降反動度，壓力反動度小于焓降反動度，

55、用替代計算偏于安全，用替代計算偏于安全，故故可認為正比與可認為正比與 。mpmp02mppzF1ph hs s0p2p. .作用在葉輪面上的軸向推力作用在葉輪面上的軸向推力zF葉輪上的軸向力決定于葉輪上的軸向力決定于葉輪兩側的壓差葉輪兩側的壓差和和輪盤面積輪盤面積。由于輪盤面積很大，故輪面上的軸向推由于輪盤面積很大，故輪面上的軸向推力也很大。為減小此項推力，常在輪盤力也很大。為減小此項推力，常在輪盤面上面上開設平衡孔，以減小輪盤兩側的壓開設平衡孔，以減小輪盤兩側的壓差。差。 作用在葉輪輪面上的軸向推力作用在葉輪輪面上的軸向推力 可寫成可寫成 zF222212244zmbdmbFdldpdldp

56、2.5 2.5 多級汽輪機的軸向推力及其平衡多級汽輪機的軸向推力及其平衡漏汽流動情況可歸納為：漏汽流動情況可歸納為：1 1 動葉動葉根部吸汽根部吸汽時：時：123lllGGG123lllGGG或或2 2 動葉動葉根部漏汽根部漏汽時：時：213lllGGG如果葉輪兩側的輪轂直徑相同，即如果葉輪兩側的輪轂直徑相同，即d d1 1=d=d2 2=d=d，則上式可簡化為，則上式可簡化為 2224zmbddFdldpp對部分進汽級上式應加上對部分進汽級上式應加上21m bded lpp202ddpppp定義：定義：葉輪反動度葉輪反動度22024zmbddFdldpp葉輪反動度的確定葉輪反動度的確定需要進

57、行漏汽量計算需要進行漏汽量計算1lGdp3lG 不一定等于噴嘴后葉根壓力不一定等于噴嘴后葉根壓力 ，其大小決定于隔板漏，其大小決定于隔板漏汽汽 、平衡孔漏汽、平衡孔漏汽 和葉根漏汽和葉根漏汽 的平衡關系。的平衡關系。2lG1rp( (不進汽的動葉不進汽的動葉) )2.5 2.5 多級汽輪機的軸向推力及其平衡多級汽輪機的軸向推力及其平衡10.81.3l110110212()2(1)()ldldlddAppAppGzz 在汽輪機設計時，應盡量使動葉根部不吸不漏或動葉根部稍在汽輪機設計時，應盡量使動葉根部不吸不漏或動葉根部稍有蒸汽漏過平衡孔。有蒸汽漏過平衡孔。3 3 動葉動葉根部不吸汽也不漏汽根部不

58、吸汽也不漏汽時：時：123,0lllGGG202222222()2()ddlllddppppGAA20.3 0.45l 隔板漏汽量隔板漏汽量 -根據連續(xù)性方程和伯努利方程根據連續(xù)性方程和伯努利方程1lG 平衡孔漏汽量平衡孔漏汽量 -計算采用不可壓縮流體的流量計算公計算采用不可壓縮流體的流量計算公式計算式計算2lG2l平衡孔處圓周速度與反向變化漏汽流速常取常取0.40.42.5 2.5 多級汽輪機的軸向推力及其平衡多級汽輪機的軸向推力及其平衡抽氣效應抽氣效應-噴嘴中流出的高速汽流在葉根處對隔板與葉輪間腔噴嘴中流出的高速汽流在葉根處對隔板與葉輪間腔室內的蒸汽產生抽吸作用，其效應相當于增大腔室中的壓

59、力。抽室內的蒸汽產生抽吸作用，其效應相當于增大腔室中的壓力。抽氣效應的大小可由抽氣效應反動度氣效應的大小可由抽氣效應反動度 表示表示c 動葉根部漏汽量動葉根部漏汽量 -按不可壓縮流體流量計算公式計算按不可壓縮流體流量計算公式計算3332rlldpGA30.4l3lG 為動葉根部軸向間隙兩側壓差，是動葉根部壓力為動葉根部軸向間隙兩側壓差，是動葉根部壓力 與葉輪前壓與葉輪前壓力力 考慮考慮抽汽、泵浦抽汽、泵浦效應后的等效壓差效應后的等效壓差rp1rpdp02ccppp式中式中 為抽氣效應產生的壓差，為抽氣效應產生的壓差，cp與間隙、葉根蓋度的大小與間隙、葉根蓋度的大小及圓周速度有關及圓周速度有關c

60、0.01 0.02c 一般情況一般情況與間隙大小有關與間隙大小有關02bbpppbp2.5 2.5 多級汽輪機的軸向推力及其平衡多級汽輪機的軸向推力及其平衡0.01 0.02b b泵浦效應泵浦效應-高速旋轉的葉輪帶動周圍蒸汽旋轉運動，離心力使高速旋轉的葉輪帶動周圍蒸汽旋轉運動，離心力使部分蒸汽產生指向葉根的徑向運動，葉輪和葉根間隙兩側增加一部分蒸汽產生指向葉根的徑向運動，葉輪和葉根間隙兩側增加一壓差壓差 ，其效應相當于增大腔室中的壓力。泵浦效應的大小可，其效應相當于增大腔室中的壓力。泵浦效應的大小可由泵浦效應反動度由泵浦效應反動度 表示表示一般情況一般情況從而有從而有102()()rrdcbr