《能源動力裝置基礎》04a

1、整理課件1任課教師任課教師： 劉劉 華華 堂堂華中科技大學 能源學院 文華學院 2009年2月整理課件2 渦輪機又稱渦輪機又稱透平機透平機，它是，它是汽輪機、燃氣輪機、透平膨脹汽輪機、燃氣輪機、透平膨脹機、水輪機機、水輪機等旋轉(zhuǎn)葉輪動力機械的總稱，是輸出動力的等旋轉(zhuǎn)葉輪動力機械的總稱，是輸出動力的原動原動機機。 其中，其中， 汽輪機汽輪機在火電廠、核電廠用作拖動發(fā)電機發(fā)電的原動機，現(xiàn)在火電廠、核電廠用作拖動發(fā)電機發(fā)電的原動機，現(xiàn)代大型火力發(fā)電機組給水泵的動力，也用汽輪機。代大型火力發(fā)電機組給水泵的動力，也用汽輪機。 水輪機水輪機通常用作水電廠的動力。通常用作水電廠的動力。 燃氣輪機燃氣輪機用作

2、燃氣電廠的動力，也作為航空飛機、輪船的動用作燃氣電廠的動力，也作為航空飛機、輪船的動力機械。力機械。 透平膨脹機透平膨脹機用作能量回收和低溫制冷領域之中。用作能量回收和低溫制冷領域之中。整理課件3 第第 一一 節(jié)節(jié) 概概 述述汽輪機、燃氣輪機、透平膨脹機汽輪機、燃氣輪機、透平膨脹機的工質(zhì)都是氣體，高溫、高的工質(zhì)都是氣體，高溫、高壓氣體在通流部分膨脹做功，對外輸出機械功率。壓氣體在通流部分膨脹做功，對外輸出機械功率。我國目前火電廠主要是燃煤電廠。在燃煤電廠中，汽輪機就我國目前火電廠主要是燃煤電廠。在燃煤電廠中，汽輪機就是利用高溫、高壓氣體在通流部分膨脹做功，使轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，是利用高溫、高壓氣體在通流

3、部分膨脹做功，使轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，從而拖動發(fā)電機發(fā)電從而拖動發(fā)電機發(fā)電。燃氣輪機發(fā)電機組在以石油為主要能源的國家發(fā)展也很快。燃氣輪機發(fā)電機組在以石油為主要能源的國家發(fā)展也很快。近年來，我國也開始建造近年來，我國也開始建造燃氣燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠。發(fā)電廠。整理課件4 汽輪機、燃氣輪機、透平膨脹機汽輪機、燃氣輪機、透平膨脹機的的工質(zhì)工質(zhì)都是氣體，都是氣體，都是都是膨脹成膨脹成，同時對外輸，同時對外輸出機械功，氣體渦輪機的主要結構形式有徑流式和軸出機械功，氣體渦輪機的主要結構形式有徑流式和軸流式，它們的結構盡管有很大不同，但是其基本工作流式，它們的結構盡管有很大不同，但是其基本工作原理是相同的

4、。原理是相同的。本章以本章以軸流汽輪機為主軸流汽輪機為主，介紹其工作，介紹其工作原理原理。 汽輪機是電廠三大主機之一汽輪機是電廠三大主機之一整理課件5 汽輪機分類汽輪機分類 （1 1）按）按作功原理作功原理分類分類可分為可分為沖動式、反動式汽輪機沖動式、反動式汽輪機。（2 2）按）按汽輪機功能汽輪機功能分類分類可分為可分為凝汽式、供凝汽式、供 熱式汽輪機熱式汽輪機 （3 3）按蒸汽）按蒸汽參數(shù)高低參數(shù)高低分類分類可分為可分為低壓、中壓、高壓、超低壓、中壓、高壓、超高壓、亞臨界壓力、高壓、亞臨界壓力、 超臨界壓力汽輪機超臨界壓力汽輪機。 此外，還有此外，還有單缸、多缸汽輪機單缸、多缸汽輪機；按汽

5、輪機軸的個數(shù)多少又；按汽輪機軸的個數(shù)多少又分為分為單軸、雙軸汽輪機單軸、雙軸汽輪機。 整理課件6整理課件7一、汽輪機級的工作原理一、汽輪機級的工作原理1, 汽輪機的級：汽輪機的級： 級級由一組由一組靜葉靜葉柵柵和一組和一組動葉柵動葉柵所所組成組成 。為汽輪機。為汽輪機最小作功單元最小作功單元圖41整理課件8整理課件9 具有一定壓力、溫度的蒸汽首先在靜具有一定壓力、溫度的蒸汽首先在靜葉柵通道葉柵通道中中膨脹加膨脹加速速，將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為高速汽流的，將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為高速汽流的動能動能， 然后進入然后進入動葉通道動葉通道，在其中，在其中或者或者，推動葉輪旋轉(zhuǎn)，將高速汽流的動能轉(zhuǎn)變，推動葉輪旋轉(zhuǎn)，

6、將高速汽流的動能轉(zhuǎn)變?yōu)闉樾D(zhuǎn)機械能旋轉(zhuǎn)機械能，完成利用，完成利用 蒸汽熱能作功的任務。蒸汽熱能作功的任務。 2, 2, 級的工作原理級的工作原理整理課件10 級中總的理想焓降：級中總的理想焓降： h ht t* * 反動度：反動度： 級的平均反級的平均反 動度為蒸汽在動度為蒸汽在動葉動葉 通道通道中膨脹時的中膨脹時的焓降焓降 h hb b和和 在在整個級整個級的的理想焓降理想焓降 h ht t* *之比，之比， 即：即： (4-1)bnbtbmhhhhh* 級的熱力過程曲線級的熱力過程曲線（如圖（如圖42）圖圖42整理課件11 蒸汽對動葉片產(chǎn)生的作用力蒸汽對動葉片產(chǎn)生的作用力 沖動力沖動力：當

7、汽流通過：當汽流通過動葉通道動葉通道時，由于受到動葉通道時，由于受到動葉通道形狀的限制而形狀的限制而彎曲彎曲被迫改變方向，因而產(chǎn)生離心力，被迫改變方向，因而產(chǎn)生離心力，離心力作用于葉片內(nèi)弧上，被稱為離心力作用于葉片內(nèi)弧上，被稱為沖動力沖動力。反動力：反動力：當汽流通過動葉通道時，要當汽流通過動葉通道時，要膨脹加速膨脹加速，會對，會對葉片產(chǎn)生一個反葉片產(chǎn)生一個反 作用力，即作用力，即反動力反動力。整理課件12二、沖動級和反動級二、沖動級和反動級 1. 1. 沖動級的形式?jīng)_動級的形式 1 1） 純沖動級：純沖動級：通常把反動度通常把反動度 m m等于零的級稱為純沖動級。對于純沖動級等于零的級稱為純

8、沖動級。對于純沖動級來說，來說，p p1 1= p= p2 2、 h hb b=0=0、 h ht t* *= h= hs s* *= = h hn n* *， 余速損失：余速損失：蒸汽流出動葉的速度蒸汽流出動葉的速度c c2 2, ,具有一定的動能具有一定的動能1/2 c1/2 c2 22 2未被利未被利用而損失，稱這種損失為余速損失，用用而損失，稱這種損失為余速損失，用 表示表示2) 2) 帶反動度的沖動級：帶反動度的沖動級：為了提高級的效率，通常使沖動級也帶有一定的為了提高級的效率，通常使沖動級也帶有一定的反動度（反動度（ m m =0.05 =0.05 0.200.20），這種級稱為帶

9、反動度的沖動級，它具有作），這種級稱為帶反動度的沖動級，它具有作功能力大、效率高的特點。功能力大、效率高的特點。2ch整理課件133）復速級：）復速級： 由由一組靜葉柵一組靜葉柵和安裝在同一葉輪上的和安裝在同一葉輪上的兩列動葉柵兩列動葉柵及一組及一組介于第一、二列動葉柵之間、固定在汽缸上的介于第一、二列動葉柵之間、固定在汽缸上的導向葉柵導向葉柵所組成所組成的級，稱為復速級。的級，稱為復速級。* * 蒸汽在復速級中的作功過程：蒸汽在復速級中的作功過程： * * 為了提高復速級的效率，也采用一定為了提高復速級的效率，也采用一定 的的反動度反動度。* * 復速級具有作功能力大的特點，在復速級具有作功

10、能力大的特點，在 中小型汽輪機中，中小型汽輪機中，通常用復速級作通常用復速級作 為為調(diào)節(jié)級調(diào)節(jié)級。 整理課件142反動級：反動級：在汽輪機中通常把反動度在汽輪機中通常把反動度 m m =0.5 =0.5的級稱為反動級。的級稱為反動級。1)1) 對于反動級，蒸汽在對于反動級，蒸汽在靜葉靜葉和和動葉動葉通道的通道的膨脹程度相同膨脹程度相同，即，即， 反動級是在沖動力和反動力同時作用下作功。反動級是在沖動力和反動力同時作用下作功。2)2) 反動級的效率比沖動級高，但作功能力小。反動級的效率比沖動級高，但作功能力小。3)3) 和和： 采用噴嘴調(diào)節(jié)功率大小的汽輪機，它的采用噴嘴調(diào)節(jié)功率大小的汽輪機，它的

11、第一級通常稱為調(diào)節(jié)級，其余的級統(tǒng)稱為壓力級。第一級通常稱為調(diào)節(jié)級，其余的級統(tǒng)稱為壓力級。*21tnbhhh整理課件15作業(yè)與思考作業(yè)與思考1，敘述汽輪機級的工作原理；2，汽輪機的分類；3，解釋專業(yè)名詞：級，反動度，沖動級，反動級，復速級；4，畫出級的熱力過程曲線。整理課件16第第 二二 節(jié)節(jié) 級內(nèi)能量轉(zhuǎn)換過程及效率級內(nèi)能量轉(zhuǎn)換過程及效率 葉柵通道中流動具有葉柵通道中流動具有三元流動三元流動特性，但是，為了研究方特性，但是，為了研究方便，忽略蒸汽的粘性，并便，忽略蒸汽的粘性，并假設假設： 1 1蒸汽在葉柵通道的流動是蒸汽在葉柵通道的流動是 即在流動過程中，通即在流動過程中，通道中任意一點的蒸汽參

12、數(shù)不隨時間變化而改變。道中任意一點的蒸汽參數(shù)不隨時間變化而改變。2. 2. 蒸汽在葉柵通道的流動是蒸汽在葉柵通道的流動是 即蒸汽在葉柵通道中即蒸汽在葉柵通道中流動時，其參數(shù)只沿流動方向變化，而在與流動方向相垂直流動時，其參數(shù)只沿流動方向變化，而在與流動方向相垂直的截面上不變化。的截面上不變化。3 3蒸汽在葉柵通道的流動是蒸汽在葉柵通道的流動是 即蒸汽在葉柵通道中流即蒸汽在葉柵通道中流動時與外界沒有熱交換。動時與外界沒有熱交換。整理課件17基本方程式基本方程式 在汽輪機熱力計算中，要用到可壓縮氣體的一元流動基本方程式有：在汽輪機熱力計算中，要用到可壓縮氣體的一元流動基本方程式有： 連續(xù)方程式：連

13、續(xù)方程式： 能量方程式：能量方程式： 狀態(tài)及過程方程式：狀態(tài)及過程方程式： 動量方程式：動量方程式： 氣動方程式：氣動方程式：Wchqch22211200acM kvppkapRTpvRT或.kpvconst .cAGcAconstv1 cdc-vdpvdpR dxcdc整理課件18一、蒸汽在靜葉柵通道中的膨脹過程一、蒸汽在靜葉柵通道中的膨脹過程 噴嘴的作用噴嘴的作用：是讓蒸汽在其中流動時得到膨脹加速，將熱：是讓蒸汽在其中流動時得到膨脹加速，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?。噴嘴是能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?。噴嘴是固定不動固定不動的，蒸汽流過時，的，蒸汽流過時，不對外不對外作功作功，W=0W=0；同時與外界；同時與外界無熱

14、交換無熱交換，q=0q=0。(4-2)上式可寫成： (43) )(1)(211100102221vpvpkkhhccWchqch22211200整理課件19（一）噴嘴出口汽流速度計算一）噴嘴出口汽流速度計算 1 1噴嘴出口的汽流理想速度噴嘴出口的汽流理想速度 ：噴嘴前的參數(shù)：噴嘴前的參數(shù) p p0 0 t t0 0 h h0 0 c c0 0。按等熵過。按等熵過程膨脹（圖程膨脹（圖4 43 3）。根據(jù)式（）。根據(jù)式（4 42 2），則），則噴嘴出口汽流噴嘴出口汽流理想速度理想速度為為 （4-4） 20101)(2chhctt整理課件20圖圖4-3 蒸汽在噴嘴中的膨脹過程曲線蒸汽在噴嘴中的膨脹過

15、程曲線 在焓熵圖中表示為右圖：在焓熵圖中表示為右圖：其中，其中， 稱為稱為噴嘴的理想焓降噴嘴的理想焓降， 稱為稱為噴嘴滯止焓降噴嘴滯止焓降。nh*nh整理課件21 利用滯止點利用滯止點0 0* *的的滯止參數(shù)滯止參數(shù), ,分別代入式分別代入式(4(44) 4) ，則，則 （4545） 2 2噴嘴出口的汽流實際速度噴嘴出口的汽流實際速度由于流動是有損失的，汽流實際速度小于理想速度。這樣，噴由于流動是有損失的，汽流實際速度小于理想速度。這樣，噴嘴出口的汽流實際速度為嘴出口的汽流實際速度為 (4(46)6)其中，其中，為為噴嘴速度系數(shù)噴嘴速度系數(shù)，通常取，通常取=0.97。*12nthctcc11整

16、理課件223噴嘴損失噴嘴損失 噴嘴損失噴嘴損失：蒸汽在噴嘴通道中流動時，動能的損失稱：蒸汽在噴嘴通道中流動時，動能的損失稱為噴嘴損失，用為噴嘴損失，用 h h表示：表示： (4(47)7) 噴嘴能量損失系數(shù)噴嘴能量損失系數(shù) 噴嘴損失與噴嘴理想焓降之噴嘴損失與噴嘴理想焓降之比，用比，用 表示表示： (4-8) 22222*11111()(1)(1)22nttnhccch2*(1)nnnhh整理課件23(二二)噴嘴中汽流的臨界狀態(tài)噴嘴中汽流的臨界狀態(tài)1 1臨界速度臨界速度 汽流音速汽流音速： 當用當用0 0* *點的滯止參數(shù)表示時，代入音速公式，則有點的滯止參數(shù)表示時，代入音速公式，則有 (4(4

17、9)9) 臨界狀態(tài)、臨界參數(shù)臨界狀態(tài)、臨界參數(shù) 、臨界速度、臨界速度 當蒸汽在噴嘴通道中膨脹時，速度逐漸增加，壓力和焓值逐漸降低，當蒸汽在噴嘴通道中膨脹時，速度逐漸增加，壓力和焓值逐漸降低，音速也降低，如圖音速也降低，如圖4 44 4所示。到某一截面會出現(xiàn)汽流速度等于所示。到某一截面會出現(xiàn)汽流速度等于當?shù)匾羲佼數(shù)匾羲佟．斊魉俣鹊扔诋數(shù)匾羲贂r，則稱此時的流動狀態(tài)為當汽流速度等于當?shù)匾羲贂r，則稱此時的流動狀態(tài)為臨界狀態(tài)臨界狀態(tài)。這時的參。這時的參數(shù)為數(shù)為臨界參數(shù)臨界參數(shù) 。則則臨界速度臨界速度為為： (4-10) kRTkpva1212*022kackacrcrcrvkpvpkkakc*0*0*

18、01212整理課件242臨界壓力臨界壓力根據(jù)根據(jù)(3(310),10),臨界壓力為：臨界壓力為： (4-11)(4-11)對于等熵膨脹過程，則上式為對于等熵膨脹過程，則上式為 (4-12)(4-12)上式表明：上式表明： 臨界壓力只與蒸汽指數(shù)臨界壓力只與蒸汽指數(shù) k k 和初壓有關和初壓有關。 臨界壓力比臨界壓力比： 臨界壓力與初壓之比稱為臨界壓力比臨界壓力與初壓之比稱為臨界壓力比 (4-13)(4-13)過熱蒸汽過熱蒸汽（k=1.3k=1.3）則）則 =0.546=0.546；飽和蒸汽飽和蒸汽（k=1.135）則 = 0.577.crcrvvpkp*0*0121*012kkcrkppcrcr

19、cr1*021kkcrcrppk整理課件25（三）噴嘴截面積的變化規(guī)律（三）噴嘴截面積的變化規(guī)律 根據(jù)根據(jù)連續(xù)性方程式連續(xù)性方程式的微分形式、的微分形式、動量方程式動量方程式和和等熵等熵過程方程式、馬赫數(shù)過程方程式、馬赫數(shù)可推出下式：可推出下式： (4-14)(4-14)上式可看到，噴嘴截面積的變化，不僅和汽流速度有關，同時還和馬赫數(shù)上式可看到，噴嘴截面積的變化，不僅和汽流速度有關，同時還和馬赫數(shù)M M的的大小有關：根據(jù)上式進行分析：大小有關：根據(jù)上式進行分析：（1 1）當汽流速度小于音速，即當汽流速度小于音速，即M1M1M1時時：若要使汽流能繼續(xù)加速，則噴嘴截面：若要使汽流能繼續(xù)加速，則噴嘴

20、截面積必須沿流動方向逐漸增加，即做成漸擴噴嘴。積必須沿流動方向逐漸增加，即做成漸擴噴嘴。（3 3）當汽流速度在噴嘴某截面上剛好等于音速，即當汽流速度在噴嘴某截面上剛好等于音速，即M=1M=1：表明橫截面：表明橫截面A A達到最達到最小值，即喉部截面。小值，即喉部截面。cdcMAdA) 1(2整理課件26 簡單的漸縮噴嘴是得不到超音速汽流的。為了使噴嘴中的簡單的漸縮噴嘴是得不到超音速汽流的。為了使噴嘴中的汽流達到超音速，除了噴嘴出口汽流達到超音速，除了噴嘴出口蒸汽壓力必須小于臨界壓力蒸汽壓力必須小于臨界壓力外，外，還必須在還必須在噴嘴形狀上加以保證噴嘴形狀上加以保證，即作成，即作成縮放噴嘴縮放噴

21、嘴?？s放噴嘴是?？s放噴嘴是由漸縮和漸擴噴嘴組合而成的。汽流通過縮放噴嘴時，在噴嘴由漸縮和漸擴噴嘴組合而成的。汽流通過縮放噴嘴時，在噴嘴喉部達音速，然后在漸擴部分達超音速。喉部達音速，然后在漸擴部分達超音速。整理課件27（四）噴嘴流量計算（四）噴嘴流量計算1 1噴嘴的理想流量噴嘴的理想流量q qmthmth計算計算 噴嘴的理想流量噴嘴的理想流量q qmthmth可用下式計算可用下式計算: : (4-15) (4-15)式中，式中， 噴嘴出口處截面積，噴嘴出口處截面積，(m)(m)； 噴嘴出口處理想汽流速度，噴嘴出口處理想汽流速度，(m/s)(m/s)； 噴嘴出口處比容，（噴嘴出口處比容，（m/k

22、qm/kq）。）。2 2噴嘴流量曲線噴嘴流量曲線 噴嘴理想流量（噴嘴理想流量（ ）也可用下式計算）也可用下式計算 （416416）式中，式中， 稱為稱為噴嘴前后壓力比噴嘴前后壓力比ttnmthvcAq11nAtv1tc1mthq)(1212*0*0kknknnmthvpkkAq*01ppn整理課件28用式用式(416)來計算通過噴嘴的流量可得出：來計算通過噴嘴的流量可得出： 當噴嘴前的當噴嘴前的參數(shù)參數(shù)和噴和噴嘴嘴出口截面積出口截面積（ ）一定時，通過噴嘴的一定時，通過噴嘴的只取決于只取決于（ ）。它們的）。它們的關系如圖關系如圖4-54-5中中ABCABC曲線曲線所示。即：所示。即： nAn

23、圖 4-5整理課件29 當壓力比當壓力比 =1=1時，噴嘴前后壓力時，噴嘴前后壓力相等相等，則流量，則流量 =0=0；當壓力比（當壓力比（ ）從）從1 1 逐漸縮小時（逐漸縮小時（ ），）， 流量逐漸增加；流量逐漸增加；當噴嘴前后壓力比（當噴嘴前后壓力比（ ）等于臨界壓力等于臨界壓力比（比（ ），）， 達最大值，達最大值，如如B B點所示。這時的流量稱為點所示。這時的流量稱為臨界流量臨界流量，用，用 表示。表示。當噴嘴前后壓力比（當噴嘴前后壓力比（ ）小于小于臨界壓力比（臨界壓力比（ ）時，流量保持最大值）時，流量保持最大值不變，如不變，如ABAB所示，其值為：所示，其值為： (4 -17)(

24、4 -17)式中，式中， 只與只與k k值有關。值有關。對于對于過熱蒸汽，過熱蒸汽，（k=1.3k=1.3）, , =0.667=0.667；對于對于飽和蒸汽飽和蒸汽（k=1.135k=1.135）, , =0.635=0.635。nn1ncrncrmthqmcrqmthqncr*0*0*0*01112vpAvpkkAqnkknmcr整理課件303通過噴嘴的實際流量的計算通過噴嘴的實際流量的計算 通過噴嘴的實際流量為：通過噴嘴的實際流量為： (418)式中：式中： 稱為稱為。 對于對于過熱蒸汽過熱蒸汽，取，取 = 0.97= 0.97； 飽和蒸汽飽和蒸汽，取，取 =1.02。11vvtnnn1

25、1111111tttmcrnnmnmthtc vvcqAAqqvvvv整理課件31(五）蒸汽在噴嘴斜切部分的流動五）蒸汽在噴嘴斜切部分的流動圖圖4 46 6 帶帶的噴嘴的噴嘴 為了使噴嘴中流出的汽流順利進入動葉通道，在噴嘴出口處為了使噴嘴中流出的汽流順利進入動葉通道，在噴嘴出口處必須有一段必須有一段, ,如圖如圖4-64-6所示。實際噴嘴由所示。實際噴嘴由兩部分兩部分所組成：一部分是漸縮部分所組成：一部分是漸縮部分ABDEABDE，ABAB為最小截面處；另一為最小截面處；另一部分為斜切部分部分為斜切部分ABCABC。 圖46整理課件321,1,當斜切壓力等于背壓（當斜切壓力等于背壓（ ）時，汽

26、流只在漸縮部分膨脹加速，而）時，汽流只在漸縮部分膨脹加速，而在斜在斜切部分切部分ABCABC處不膨脹處不膨脹，斜切部分只起，斜切部分只起導向作用導向作用。2,2,當噴嘴出口壓力（背壓）小于臨界壓力時，汽流在當噴嘴出口壓力（背壓）小于臨界壓力時，汽流在ABAB截面上截面上達臨界狀態(tài)達臨界狀態(tài)，汽，汽流在斜切部分要流在斜切部分要繼續(xù)膨脹加速繼續(xù)膨脹加速，蒸汽壓力由臨界壓力下降為，蒸汽壓力由臨界壓力下降為 ，汽流速度由汽流速度由臨界速度臨界速度到到大于音速，并且由于垂大于音速，并且由于垂直于汽流方向的壓力不直于汽流方向的壓力不平衡，氣流發(fā)生了平衡，氣流發(fā)生了偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)，如圖如圖4 47 7所示。所示。

27、bpp1分析分析：bp1整理課件33二、蒸汽在動葉柵中的流動與能量轉(zhuǎn)換過程二、蒸汽在動葉柵中的流動與能量轉(zhuǎn)換過程1 1，動葉進、出口速度三角形動葉進、出口速度三角形 汽輪機級的動葉進、出口速度三角形如圖汽輪機級的動葉進、出口速度三角形如圖448 8所示。所示。其中，其中， 為噴嘴出口汽流速度，為噴嘴出口汽流速度， 為噴嘴為噴嘴出汽角，出汽角， 為動葉進口相對速度，為動葉進口相對速度， 為動葉進汽方向角，為動葉進汽方向角，u u為圓周速度。為圓周速度。其動葉進口其動葉進口和和為：為： (419) (420)1c1c111w12211112coswcuuc11111111sinsinarcsina

28、rctancosccwcu整理課件34 蒸汽最后以蒸汽最后以和和流出動葉通道。對于沖動級來說，流出動葉通道。對于沖動級來說， 比比 小小, , 的大小取決于反動度的大小，一般來說，的大小取決于反動度的大小，一般來說， 。C C2 2和可和可用下式求得：用下式求得：其動葉其動葉和和（421421） （422422）2 2，動葉柵出口汽流相對理想速度為，動葉柵出口汽流相對理想速度為 因因 則有：則有： 12ww 2w1221212)(2whhwtt*tbhh*21*222btmthwhw2w22222222coscwuuw22222sinarctancoswwu整理課件353，動葉出口的動葉出口的

29、w w2 2 動葉中的動葉中的熱力過程曲線熱力過程曲線如右圖如右圖4848*222bthww整理課件364，輪周功和輪周功率，輪周功和輪周功率 輪周功輪周功: :蒸汽通過汽輪機的級在動葉片上所作的有效機械功稱為蒸汽通過汽輪機的級在動葉片上所作的有效機械功稱為輪周功輪周功。輪周功率輪周功率: :而單位時間內(nèi)作出的輪周功稱為而單位時間內(nèi)作出的輪周功稱為輪周功率輪周功率。每。每1kq1kq蒸汽所作出蒸汽所作出的輪周功的輪周功WuWu： 或者或者 一般來說，一般來說，沖動級沖動級的的 比比反動級反動級的小，所以沖動級的作功能力比的小，所以沖動級的作功能力比反動級大。反動級大。也可以用下式表示：也可以用

30、下式表示： )coscos(2211ccuwu)coscos(2211wwuwu21、222212211()()2uWccww整理課件37動葉柵的能量損失系數(shù)動葉柵的能量損失系數(shù)定義為定義為 通常取通常取 =0.85-0.95=0.85-0.95。6 6，余速損失，余速損失: : 蒸汽在動葉柵中作功之后，最后以絕蒸汽在動葉柵中作功之后，最后以絕對速度對速度C C離開動葉，其具有的動能稱為余速損失：離開動葉，其具有的動能稱為余速損失： 在多級汽輪機中，余速可以被下一級所利用，其利在多級汽輪機中，余速可以被下一級所利用，其利用程度用用程度用余速利用系數(shù)余速利用系數(shù) = 01 = 01表示。表示。

31、*22222)1 ()(21btbhwwhb2*1bbhh5， 動葉損失：動葉損失：22221Chc整理課件387，級的過程曲線，級的過程曲線 考慮了噴嘴損失、動葉損失考慮了噴嘴損失、動葉損失和余速損失之后，汽輪機的級在和余速損失之后，汽輪機的級在h-h-s-s圖上的過程曲線如圖圖上的過程曲線如圖4 41111所示。所示。 8，級的輪周有效焓降，級的輪周有效焓降： = )(22200cbnthhhhc uh整理課件39三、級的輪周效率和速度比三、級的輪周效率和速度比 為了描述蒸汽在級內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的完善程度，通常用各種不為了描述蒸汽在級內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的完善程度，通常用各種不同的效率來加以說明。同的效率

32、來加以說明。 1,1,級的輪周效率級的輪周效率 蒸汽在汽輪機級內(nèi)所作出蒸汽在汽輪機級內(nèi)所作出WuWu與它在與它在級內(nèi)所具有的級內(nèi)所具有的E E0 0之比稱為之比稱為, ,即即 (4(431)31)2 2，級的理想能量，級的理想能量一般來說，級的理想能量是級的理想焓降、進入本級的動能和一般來說，級的理想能量是級的理想焓降、進入本級的動能和本級余速動能被下一級所利用部分的代數(shù)和，即本級余速動能被下一級所利用部分的代數(shù)和，即 00EhEWuuu22*020011222ttcccEhhh 整理課件40 為了研究方便，這里引入一個級的理想速度為了研究方便，這里引入一個級的理想速度, , 這樣，這樣，級的

33、輪周效率級的輪周效率可用下式表示：可用下式表示： 或者或者 式中，式中， ，它們分別為噴嘴損失、動葉損失和余速損失與級的理想能量之它們分別為噴嘴損失、動葉損失和余速損失與級的理想能量之比。比。bntahhhc*2213，級的理想速度，級的理想速度2cbn、21)1 (1cbnu1122221 22 (coscos)uau cccc整理課件41 為了提高輪周效率，則應減少噴嘴損失、動葉損失和余為了提高輪周效率，則應減少噴嘴損失、動葉損失和余速損失。如果選定了動、靜葉柵的葉型，系數(shù)速損失。如果選定了動、靜葉柵的葉型，系數(shù) 、 就確定就確定了。則只能減少余速損失（了。則只能減少余速損失（ 使使C C

34、2 2 最?。Ｓ勺钚。Ｓ伤俣热切嗡俣热切? (圖圖4 410)10)可以知道，圖可以知道，圖b b中速度中速度C C2 2剛好為剛好為軸向排汽軸向排汽，其余速損失，其余速損失最少。因此，只要最少。因此，只要u/ Cu/ C1 1選用合理，就能做到軸向排汽。選用合理，就能做到軸向排汽。（圖（圖410） 不同速度比下純沖動級的速度三角形不同速度比下純沖動級的速度三角形 （圖b） 為軸向排汽opx )(14 4，最佳速度比，最佳速度比整理課件42 而圖而圖a a、b b中的中的u/ Cu/ C1 1都不可能使都不可能使C C2 2軸向排汽軸向排汽，就不可能使，就不可能使余速損失最少。而能使余

35、速損失最少。而能使C C2 2達到軸向排汽的達到軸向排汽的速度比速度比u/ Cu/ C1 1稱為稱為最最佳速度比佳速度比，用，用 表示。級的速度比通常用表示。級的速度比通常用 X X 表示。表示。不同級的最佳速度比不同級的最佳速度比： 純沖動級純沖動級 （4 43535） 復速級復速級 (4(436)36) 反動級反動級 (437)opx )(1aacuxcu/11、或者opx )(1opx )(1opx )(11cos211cos411cos整理課件43四、級內(nèi)損失和級效率四、級內(nèi)損失和級效率（一）級內(nèi)損失（一）級內(nèi)損失 前面提到的前面提到的噴嘴損失噴嘴損失、動葉損失動葉損失、余余速損失速損

36、失都是級內(nèi)損失。除此之外，都是級內(nèi)損失。除此之外，還存在著其他方面的損失。當然，不是每一個級都同時具有這所有損失，還存在著其他方面的損失。當然，不是每一個級都同時具有這所有損失，而是根據(jù)具體情況而定。下面簡單地介紹這些損失及產(chǎn)生原因。而是根據(jù)具體情況而定。下面簡單地介紹這些損失及產(chǎn)生原因。 1 1，葉高損失，葉高損失: : 將噴嘴和動葉中將噴嘴和動葉中與葉高有關與葉高有關的損失稱為級的的損失稱為級的葉高損失葉高損失、或、或叫端部損失，通常用叫端部損失，通常用 h hl l表示。它是由汽道上下端面附面層內(nèi)的表示。它是由汽道上下端面附面層內(nèi)的摩擦損失摩擦損失和和端部的端部的二次流渦流二次流渦流所引

37、起的。試驗證明，所引起的。試驗證明，當，當葉片較長時，二次渦流對主汽的影響較少，故葉高損失小。相反，當葉片葉片較長時，二次渦流對主汽的影響較少，故葉高損失小。相反，當葉片較短（葉高較短（葉高l12-15mm)l12-15mm)時，葉高損失明顯增加。這時，必須采用部分進汽，時，葉高損失明顯增加。這時，必須采用部分進汽，以增加葉高，減小葉高損失。以增加葉高，減小葉高損失。整理課件44 由于汽輪機的葉柵是呈由于汽輪機的葉柵是呈環(huán)形環(huán)形。汽流參數(shù)和葉片幾何參數(shù)。汽流參數(shù)和葉片幾何參數(shù)（節(jié)距節(jié)距、進汽角進汽角）沿葉高是變化的。葉片越長，諸參數(shù)變化）沿葉高是變化的。葉片越長，諸參數(shù)變化越大。在進行汽輪機設

38、計時，通常以級的平均直徑處的各種越大。在進行汽輪機設計時，通常以級的平均直徑處的各種參數(shù)作為依據(jù)的。對于葉高不太長的級，其計算結果的誤差參數(shù)作為依據(jù)的。對于葉高不太長的級，其計算結果的誤差不大。但對于葉片較長的級，其計算結果的誤差就會很大，不大。但對于葉片較長的級，其計算結果的誤差就會很大，不能滿足設計要求。這是因為，只有在不能滿足設計要求。這是因為，只有在平均直徑處平均直徑處，設計條，設計條件才能得到滿足。而其他截面上，由于偏離設計條件將會引件才能得到滿足。而其他截面上，由于偏離設計條件將會引起起附加損失附加損失。這個附加損失稱為。這個附加損失稱為，通常用，通常用 h h 表示。表示。為了減

39、少扇形損失，對于為了減少扇形損失，對于徑高比徑高比 101215mm,L1215mm,設計時，就得采用部分進汽以減小葉高損設計時，就得采用部分進汽以減小葉高損失。但采用部分進汽，又產(chǎn)生了部分進汽損失。部分進汽損失是由失。但采用部分進汽，又產(chǎn)生了部分進汽損失。部分進汽損失是由鼓鼓風風損失損失和和斥汽斥汽損失損失所組成的。所組成的。鼓風鼓風損失發(fā)生在沒有噴嘴葉片損失發(fā)生在沒有噴嘴葉片的弧段內(nèi)。斥汽損失發(fā)生在安裝有噴嘴葉片的弧段內(nèi)。另外，如圖的弧段內(nèi)。斥汽損失發(fā)生在安裝有噴嘴葉片的弧段內(nèi)。另外，如圖4-4-1313由于葉輪作高速旋轉(zhuǎn)，這樣，在噴嘴出口端的由于葉輪作高速旋轉(zhuǎn)，這樣，在噴嘴出口端的A A

40、點存在著點存在著漏汽漏汽；而在；而在B B點又存在著點又存在著抽吸抽吸作用，將一部分蒸汽吸入動葉道，干擾主流。這樣就形作用，將一部分蒸汽吸入動葉道，干擾主流。這樣就形成了斥汽損失成了斥汽損失。 4，部分進汽損失he 圖圖 413 部分進汽時蒸汽部分進汽時蒸汽 流動流動示意圖示意圖整理課件47隔板漏汽損失隔板漏汽損失（ h hp p）。 汽輪機動靜之間有間隙。由于壓差的作用，蒸汽就會漏過間隙，汽輪機動靜之間有間隙。由于壓差的作用，蒸汽就會漏過間隙，如圖如圖4 41313所示。在隔板前后有很大的壓差，又有間隙。就必然有一部分所示。在隔板前后有很大的壓差，又有間隙。就必然有一部分蒸汽通過隔板間隙流到

41、級后。這部分蒸汽蒸汽通過隔板間隙流到級后。這部分蒸汽，減少了作功蒸汽量。，減少了作功蒸汽量。另外漏汽不是從噴嘴中以正確方向流入動葉通道，它不但不做功，反而另外漏汽不是從噴嘴中以正確方向流入動葉通道，它不但不做功，反而要要，就形成了就形成了隔板漏汽損失隔板漏汽損失（ h hp p）。leakh 為了減少部分進汽損失，則部分進汽度為了減少部分進汽損失，則部分進汽度e e不宜太大；不宜太大； 但在有些級中，但在有些級中，為了減小葉高損失為了減小葉高損失，部分進汽度部分進汽度e e又不宜又不宜太小。因此，二者應綜合考慮。太小。因此，二者應綜合考慮。5，漏汽損失 （兩部分組成） 整理課件48 葉頂損失葉

42、頂損失（ht） 另外，由于反動度，另外，由于反動度，動葉動葉前后有壓力差前后有壓力差。蒸汽必然有。蒸汽必然有一部分漏汽不通過動葉通道一部分漏汽不通過動葉通道而從葉頂間漏到級后。這部而從葉頂間漏到級后。這部分蒸汽也分蒸汽也，形成了，形成了葉葉頂損失頂損失（ h ht t）。圖413整理課件49 為了減少漏汽損失，就應該減小間隙面積和蒸汽壓力為了減少漏汽損失，就應該減小間隙面積和蒸汽壓力差。通常采用差。通常采用齒形軸封齒形軸封。蒸汽每通過一個齒就有一次。蒸汽每通過一個齒就有一次節(jié)流節(jié)流過程過程，壓力降低一次，從而減小了漏汽速度，從而減小了，壓力降低一次，從而減小了漏汽速度，從而減小了漏汽量。漏汽量

43、。 6 6，濕汽損失，濕汽損失 h hk k 蒸汽在汽輪機中最后幾級時便進入蒸汽在汽輪機中最后幾級時便進入，將產(chǎn)生濕汽損失（，將產(chǎn)生濕汽損失（ h hk k）。）。 濕汽損失的原因濕汽損失的原因：（1 1）一部分蒸汽凝結成水滴，減少了作功蒸汽量）一部分蒸汽凝結成水滴，減少了作功蒸汽量（2 2）水滴不作功，反而要為高速汽流所夾帶前進，要消耗一）水滴不作功，反而要為高速汽流所夾帶前進，要消耗一部分輪周功；部分輪周功；（3 3）由于水滴前進速度低于蒸汽速度。）由于水滴前進速度低于蒸汽速度。 齒形軸封的采用齒形軸封的采用整理課件50 這樣，從速度三角形上分析：這樣，從速度三角形上分析： 水滴從噴嘴中流

44、出時，正好水滴從噴嘴中流出時，正好打擊動葉背弧打擊動葉背弧，阻止動葉前進，阻止動葉前進，減小了有用功；減小了有用功； 而水滴從動葉流出之后又而水滴從動葉流出之后又打擊下一級噴嘴的背弧打擊下一級噴嘴的背弧。 水滴長期沖蝕葉片，形成水滴長期沖蝕葉片，形成麻點麻點，嚴重時會打穿葉片。，嚴重時會打穿葉片。 采用去濕裝置，如采用去濕裝置，如捕水槽、捕水室捕水槽、捕水室等，以減少蒸汽中的水分。等，以減少蒸汽中的水分。 提高葉片本身的抗?jié)衲芰Γ饕窃O法增強葉片進汽邊背弧提高葉片本身的抗?jié)衲芰?，主要是設法增強葉片進汽邊背弧的抗?jié)裥阅?。如，在動葉片進汽邊背弧的抗?jié)裥阅堋Ｈ?，在動葉片進汽邊背弧加焊硬質(zhì)合金、電火

45、加焊硬質(zhì)合金、電火花處理花處理等。等。整理課件51（二）級的相對內(nèi)效率和內(nèi)功率（二）級的相對內(nèi)效率和內(nèi)功率 根據(jù)前面的分析，級內(nèi)存在著許多損失。因此，進入級的根據(jù)前面的分析，級內(nèi)存在著許多損失。因此，進入級的蒸汽所具有的蒸汽所具有的就不可能百分之百地轉(zhuǎn)化為就不可能百分之百地轉(zhuǎn)化為。由于。由于損失的存在，損失又轉(zhuǎn)換為熱能，反過來加熱蒸汽本。從而，使損失的存在，損失又轉(zhuǎn)換為熱能，反過來加熱蒸汽本。從而，使動葉出口動葉出口排汽焓值排汽焓值升高。升高。考慮了各種損失之后級的考慮了各種損失之后級的如圖如圖4 41616所示。所示。 0 0點為級前滯止狀態(tài)點，點為級前滯止狀態(tài)點，3 3為有為有余速利用時的

46、下一級級前進口余速利用時的下一級級前進口狀態(tài)點。狀態(tài)點。 為級的為級的有效焓降有效焓降。ih整理課件52式中，式中， 級內(nèi)各項損失之和。級內(nèi)各項損失之和。 級效率是衡量級內(nèi)能量轉(zhuǎn)換完善成度的最后指標。在進級效率是衡量級內(nèi)能量轉(zhuǎn)換完善成度的最后指標。在進行汽輪機熱力設計時，只有合理地選用葉型、速度比、反動行汽輪機熱力設計時，只有合理地選用葉型、速度比、反動度、進汽度、葉高和有關結構才能得到較高的級效率。度、進汽度、葉高和有關結構才能得到較高的級效率。級的內(nèi)功率為： (kw) (455) 式中，式中， -級的蒸汽量，級的蒸汽量，(kg/h)(kg/h)； -級的有效焓降，級的有效焓降，(kJ/Kg

47、)。 = h級的相對內(nèi)效率（級效率）miqih*001iithhhEE3600miiiqhP整理課件53五、長葉片級五、長葉片級（一）長葉片的采用（一）長葉片的采用 前面討論級的氣動特性和幾何參數(shù)時，都是以前面討論級的氣動特性和幾何參數(shù)時，都是以一元流一元流動動模型為理論依據(jù)，以級的平均直徑截面上的參數(shù)作為代模型為理論依據(jù)，以級的平均直徑截面上的參數(shù)作為代表來進行研究和計算的。這種計算方法對于葉片高度不太表來進行研究和計算的。這種計算方法對于葉片高度不太長的級來說，所引起的誤差是不太大的。按這種計算方法長的級來說，所引起的誤差是不太大的。按這種計算方法設計的葉片，稱為設計的葉片，稱為，即葉片的

48、幾何參數(shù)沿葉，即葉片的幾何參數(shù)沿葉高不變。高不變。 顯然，這種設計方法計算方便，葉片加工簡單。顯然，這種設計方法計算方便，葉片加工簡單。 整理課件54 如果長葉片級仍然按等截面直葉片進行設計，則級的實際輪周效率比計如果長葉片級仍然按等截面直葉片進行設計，則級的實際輪周效率比計算值要低得多。其原因就在于：算值要低得多。其原因就在于： 1 1， 圓周速度相差很大造成的損失圓周速度相差很大造成的損失 從葉根到葉頂，其相應的從葉根到葉頂，其相應的圓周速度圓周速度相差很大。相差很大。 如果仍以平均直徑處如果仍以平均直徑處的速度三角形有關參數(shù)作為依據(jù)來進行設計，并采用等截面直葉片。那么，的速度三角形有關參

49、數(shù)作為依據(jù)來進行設計，并采用等截面直葉片。那么，除了平均直徑附近處之外，其余直徑處的汽流在進入動葉通道時，都會有除了平均直徑附近處之外，其余直徑處的汽流在進入動葉通道時，都會有撞擊現(xiàn)象撞擊現(xiàn)象發(fā)生，在小于平均直徑的地方，汽流將發(fā)生，在小于平均直徑的地方，汽流將撞擊動葉背弧撞擊動葉背弧，而在大于，而在大于平均直徑的地方，汽流將平均直徑的地方，汽流將撞擊動葉內(nèi)弧撞擊動葉內(nèi)弧。這樣都會造成損失。這樣都會造成損失。2 2，節(jié)距沿葉高變化很大造成的損失，節(jié)距沿葉高變化很大造成的損失 由于葉片是安裝在葉輪上的，呈環(huán)形，徑高比很小時由于葉片是安裝在葉輪上的，呈環(huán)形，徑高比很小時, ,節(jié)距沿葉高變化節(jié)距沿葉高

50、變化很大。根據(jù)葉柵試驗得知，每一種葉柵都有一個很大。根據(jù)葉柵試驗得知，每一種葉柵都有一個最佳的相對節(jié)距最佳的相對節(jié)距。當相對。當相對節(jié)距為最佳值時其葉柵的效率最高。只要偏離這一最佳值，都會引起損失，節(jié)距為最佳值時其葉柵的效率最高。只要偏離這一最佳值，都會引起損失，造成效率下降。造成效率下降。整理課件553 3，徑向流動造成損失，徑向流動造成損失 蒸汽從動、靜葉柵通道中流出后，蒸汽從動、靜葉柵通道中流出后，在動、靜軸向間隙中必然產(chǎn)生離心在動、靜軸向間隙中必然產(chǎn)生離心力作用。有離心力，就會產(chǎn)生力作用。有離心力，就會產(chǎn)生。徑向流動就會造成損失。而。徑向流動就會造成損失。而且，葉片越長，徑向流動造成的

51、損且，葉片越長，徑向流動造成的損失就越大。失就越大。 綜合上述分析，對于長葉片級來綜合上述分析，對于長葉片級來說，就不能采用短葉片級的來進行說，就不能采用短葉片級的來進行設計。為了得到效率較高的長葉片設計。為了得到效率較高的長葉片級，就必須把長葉片級設計成型線級，就必須把長葉片級設計成型線沿葉高變化的沿葉高變化的，即，即。扭葉片加工困難，制造成本高。扭葉片加工困難，制造成本高。整理課件56（二）（二）長葉片級的設計方法長葉片級的設計方法 長葉片級的設計普遍采用長葉片級的設計普遍采用徑向平衡法徑向平衡法。其核心問題。其核心問題就是確定動、靜葉柵軸向間隙汽流的平衡條件（徑向平衡條就是確定動、靜葉柵

52、軸向間隙汽流的平衡條件（徑向平衡條件），建立徑向平衡方程式，然后求解徑向平衡方程式。由件），建立徑向平衡方程式，然后求解徑向平衡方程式。由此得出汽流參數(shù)沿葉高的變化規(guī)律。徑向平衡法有此得出汽流參數(shù)沿葉高的變化規(guī)律。徑向平衡法有簡單徑向簡單徑向平衡法平衡法和和完全徑向平衡法完全徑向平衡法。 簡單徑向平衡法是假設動、靜葉柵軸向間隙中汽流作簡單徑向平衡法是假設動、靜葉柵軸向間隙中汽流作軸對稱的圓柱面流動軸對稱的圓柱面流動，其徑向分速為零，子午線曲線半徑無，其徑向分速為零，子午線曲線半徑無窮大。完全徑向平衡法認為，在動、靜葉柵軸向間隙中，圓窮大。完全徑向平衡法認為，在動、靜葉柵軸向間隙中，圓周方向的流

53、面是一個周方向的流面是一個軸對稱的任意回轉(zhuǎn)面軸對稱的任意回轉(zhuǎn)面。整理課件57整理課件58作業(yè)與思考作業(yè)與思考寫出噴嘴出口速度計算式：噴嘴出口理想速度，噴嘴出口實際速度，臨寫出噴嘴出口速度計算式：噴嘴出口理想速度，噴嘴出口實際速度，臨界速度；界速度；寫出流量計算式：噴嘴理想流量，實際流量；寫出流量計算式：噴嘴理想流量，實際流量；寫出噴嘴損失、動葉損失、余速損失的計算式；寫出噴嘴損失、動葉損失、余速損失的計算式；畫出動葉進出口速度三角形；畫出動葉進出口速度三角形；畫出漸縮噴嘴的流量曲線；畫出漸縮噴嘴的流量曲線；畫出級的實際熱力過程曲線；畫出級的實際熱力過程曲線；敘述蒸汽在噴嘴斜切部分的流動規(guī)律；敘

54、述蒸汽在噴嘴斜切部分的流動規(guī)律；敘述噴嘴截面積變化規(guī)律；敘述噴嘴截面積變化規(guī)律；敘述汽輪機級內(nèi)各種損失產(chǎn)生的原因敘述汽輪機級內(nèi)各種損失產(chǎn)生的原因.整理課件59第第 三三 節(jié)節(jié) 多多 級級 汽汽 輪輪 機機多級汽輪機的示意圖一、多級汽輪機的特點和工作過程一、多級汽輪機的特點和工作過程1 1，多級汽輪機的采用，多級汽輪機的采用 為了提高功率，就必須增加進汽量和理想焓降。從經(jīng)為了提高功率，就必須增加進汽量和理想焓降。從經(jīng)濟、安全考慮，只有一個級的汽輪機是不可能有效地利用很濟、安全考慮，只有一個級的汽輪機是不可能有效地利用很大的理想焓降的。大的理想焓降的。，采，采用多級汽輪機。每一級只利用總焓降中的一

55、部分。這樣，用多級汽輪機。每一級只利用總焓降中的一部分。這樣，整理課件60（1 1）使每一級都能在）使每一級都能在附近工作，以提高效率。附近工作，以提高效率。（2 2）只有采用多級汽輪機，）只有采用多級汽輪機，實現(xiàn)提高新蒸汽的參數(shù)實現(xiàn)提高新蒸汽的參數(shù)（提高理想焓降提高理想焓降），），增加機組總進汽量增加機組總進汽量，達到提高汽輪機，達到提高汽輪機的目的。的目的。多級汽輪機的分類多級汽輪機的分類： 有有和和兩種。兩種。國產(chǎn)國產(chǎn)100MW100MW、125MW125MW、 200MW200MW汽輪機都是沖動式多級汽輪機；汽輪機都是沖動式多級汽輪機；國產(chǎn)國產(chǎn)300MW300MW汽輪機有沖動和反動式汽

56、輪機兩種（但是反動式汽輪機的第一級汽輪機有沖動和反動式汽輪機兩種（但是反動式汽輪機的第一級為沖動級）。為沖動級）。調(diào)節(jié)級與壓力級：調(diào)節(jié)級與壓力級：多級汽輪機通常采用多級汽輪機通常采用噴嘴調(diào)節(jié)噴嘴調(diào)節(jié)（控制進汽量），故稱這（控制進汽量），故稱這種汽輪機的第一級為種汽輪機的第一級為調(diào)節(jié)級調(diào)節(jié)級，而把其余的級稱為，而把其余的級稱為壓力級壓力級。對于中小型汽輪。對于中小型汽輪機，通常采用機，通常采用雙列級雙列級作為調(diào)節(jié)級，大功率汽輪機多用作為調(diào)節(jié)級，大功率汽輪機多用單列級單列級作調(diào)節(jié)級。作調(diào)節(jié)級。整理課件612 2，多級汽輪機的工作過程，多級汽輪機的工作過程 蒸汽進入汽輪機后，蒸汽進入汽輪機后，依次通

57、過各級膨脹作功依次通過各級膨脹作功，壓力和溫度逐級降低，壓力和溫度逐級降低，比容不斷增加。通流部分尺寸是逐級增大的，特別是在低壓部分，比容不斷增加。通流部分尺寸是逐級增大的，特別是在低壓部分，平均直徑增加很快。即葉片的高度越來越長。平均直徑增加很快。即葉片的高度越來越長。由于受到材料強度的限制，葉片不可能太長，故大型汽輪機都采用由于受到材料強度的限制，葉片不可能太長，故大型汽輪機都采用多排汽口：多排汽口： 如國產(chǎn)如國產(chǎn)200MW200MW汽輪機，原設計為汽輪機，原設計為三排汽口三排汽口，后改為，后改為兩排汽口兩排汽口； 國產(chǎn)國產(chǎn)300MW300MW汽輪機采用汽輪機采用兩排汽口兩排汽口。整理課件

58、62整理課件633 3，多級汽輪機的，多級汽輪機的熱力過程曲線熱力過程曲線 進汽機構的進汽機構的節(jié)流損失節(jié)流損失 排汽機構的排汽機構的壓力損失壓力損失 級實際膨脹過程級實際膨脹過程 總的總的理想焓降理想焓降 整機的整機的有效焓降有效焓降 余速動能有效地利用余速動能有效地利用整理課件64二、多級汽輪機的損失二、多級汽輪機的損失（一）前后端軸封的漏汽損失（一）前后端軸封的漏汽損失 1，前后端軸封的采用，前后端軸封的采用 由于結構要求，大軸必須從汽缸內(nèi)向外伸出，使汽輪機支持在軸承座上。由于結構要求，大軸必須從汽缸內(nèi)向外伸出，使汽輪機支持在軸承座上。有有間隙間隙存在。汽缸的高壓端，蒸汽存在。汽缸的高壓

59、端，蒸汽向外泄漏向外泄漏。減少了作功蒸汽量，降低了機。減少了作功蒸汽量，降低了機組的經(jīng)濟性。在排汽端，缸內(nèi)為組的經(jīng)濟性。在排汽端，缸內(nèi)為，空氣將通過間隙流入汽缸內(nèi)，空氣將通過間隙流入汽缸內(nèi)，破壞真破壞真空空，也會降低機組的經(jīng)濟性。，也會降低機組的經(jīng)濟性。 為了防止或減小這種漏進、漏出現(xiàn)象，在汽輪機的兩端漏氣（汽）處裝為了防止或減小這種漏進、漏出現(xiàn)象，在汽輪機的兩端漏氣（汽）處裝設汽封。這種汽封稱為設汽封。這種汽封稱為。高壓端的汽封稱為高壓端的汽封稱為前軸封前軸封，作用是減少蒸汽向外泄漏；，作用是減少蒸汽向外泄漏；低壓端的汽封稱為低壓端的汽封稱為后軸封后軸封，作用是防止外界空氣漏向汽缸，保證汽缸

60、內(nèi)的，作用是防止外界空氣漏向汽缸，保證汽缸內(nèi)的。整理課件652 2 ， 齒齒 形軸封形軸封 汽輪機中常見的端軸封汽輪機中常見的端軸封是齒是齒 形軸封，它是由許多固形軸封，它是由許多固定在汽缸上的金屬片組成。其定在汽缸上的金屬片組成。其高低齒與軸或者軸套上的高低齒與軸或者軸套上的、相錯對應，使兩者之間保相錯對應，使兩者之間保持一較小的間隙持一較小的間隙 ，以形成許，以形成許多多。 圖419整理課件66 軸軸 封封 兩齒之間為一環(huán)形汽室，如圖兩齒之間為一環(huán)形汽室，如圖4 41919所示。漏汽依次通過各所示。漏汽依次通過各齒齒隙隙和和環(huán)形汽室環(huán)形汽室。為了減少漏汽量，這里借用噴嘴流量公式。為了減少漏