《汽輪機(jī)原理》第05章01

1、11. 1. 工況工況：設(shè)計工況、額定工況、變動工況。：設(shè)計工況、額定工況、變動工況。 變動工況：當(dāng)外界負(fù)荷變動、蒸汽參數(shù)和轉(zhuǎn)速變動，都變動工況：當(dāng)外界負(fù)荷變動、蒸汽參數(shù)和轉(zhuǎn)速變動，都是變動工況。是變動工況。2. 2. 研究變動工況的目的研究變動工況的目的：l了解汽輪機(jī)在不同工況下的效率變化，以設(shè)法使效率了解汽輪機(jī)在不同工況下的效率變化，以設(shè)法使效率變化不多。變化不多。l了解汽輪機(jī)在不同工況下受力情況，保證機(jī)組安全。了解汽輪機(jī)在不同工況下受力情況，保證機(jī)組安全。2第一節(jié) 變工況下級的壓力與流量的關(guān)系 一、漸縮噴嘴壓力與流量的關(guān)系一、漸縮噴嘴壓力與流量的關(guān)系 對于噴嘴的變工況，主要是討論噴嘴前后

2、壓力與流量的變化關(guān)系。對于噴嘴的變工況，主要是討論噴嘴前后壓力與流量的變化關(guān)系。根據(jù)第二章式（根據(jù)第二章式（2-272-27），通過噴嘴的流量和噴嘴前后壓力的變化關(guān)系為：），通過噴嘴的流量和噴嘴前后壓力的變化關(guān)系為：（5-1）*0*0*0*01 011*111*001*010.6480.648nnpGAvpGAvp vGGp v工況變動后，上二式相除得：3如果將過熱蒸汽視作理想氣體，利用氣體狀態(tài)方程如果將過熱蒸汽視作理想氣體，利用氣體狀態(tài)方程 ，則上式為，則上式為*01011*001*0111*0pTGGpTpGGp當(dāng)忽略溫度影響、則上升為pvRT（5-2）（5-3）上二式中，上二式中， 為工

3、況變動前通過噴嘴的流量、噴嘴前的為工況變動前通過噴嘴的流量、噴嘴前的蒸汽壓力、溫度和流量比蒸汽壓力、溫度和流量比 （彭臺門系數(shù)）；（彭臺門系數(shù)）； 為工況變動后通過噴嘴的流量、噴嘴前的為工況變動后通過噴嘴的流量、噴嘴前的蒸汽壓力、溫度和流量比蒸汽壓力、溫度和流量比 （彭臺門系數(shù)）。（彭臺門系數(shù)）。如果工況變動前后均為臨界工況，即如果工況變動前后均為臨界工況，即 ，則，則*00GpT、 、*101011GpT、11*1010*001crcrGpTGpT（5-4a）4當(dāng)不考慮溫度影響時，上升為：當(dāng)不考慮溫度影響時，上升為：*101*0crcrGpGp（5-4b）前前2 2式表明：式表明： 當(dāng)前后兩

4、種狀態(tài)均為非臨界工況時，通過噴嘴的流量和噴嘴前后蒸汽壓力、當(dāng)前后兩種狀態(tài)均為非臨界工況時，通過噴嘴的流量和噴嘴前后蒸汽壓力、溫度都有溫度都有 關(guān)系；關(guān)系； 當(dāng)前后兩種狀態(tài)均為臨界工況時，通過噴嘴的流量只和噴嘴前的參數(shù)有關(guān)。當(dāng)前后兩種狀態(tài)均為臨界工況時，通過噴嘴的流量只和噴嘴前的參數(shù)有關(guān)。 通過噴嘴的流量曲線：通過噴嘴的流量曲線： 根據(jù)第二章有關(guān)內(nèi)容可知，當(dāng)噴嘴前的參數(shù)根據(jù)第二章有關(guān)內(nèi)容可知，當(dāng)噴嘴前的參數(shù)（ ）和噴嘴出口面積（）和噴嘴出口面積（ ）一定時，通過通過噴嘴的流量曲線如圖）一定時，通過通過噴嘴的流量曲線如圖5-15-1中的中的ABCABC所示。當(dāng)噴嘴前的參數(shù)為另一值（所示。當(dāng)噴嘴前的

5、參數(shù)為另一值（ ）時，流量曲線如圖）時，流量曲線如圖5-15-1中的中的ABCABC所示，如此類推。為了方便常用所示，如此類推。為了方便常用相對坐標(biāo)相對坐標(biāo)作圖（圖作圖（圖5-25-2）。）。設(shè)設(shè)在最大臨界工況下；噴嘴前最大初壓為在最大臨界工況下；噴嘴前最大初壓為 ，其相應(yīng)最大臨界流量為，其相應(yīng)最大臨界流量為 ；彭；彭臺門系數(shù)臺門系數(shù) 定義為任一流量定義為任一流量 G G與最大臨界流量之比與最大臨界流量之比 ； 定義為噴嘴定義為噴嘴*00pv、nA*0101pv、*0mp*0mGm*0mG05前的壓力和噴嘴前最大初壓之比，前的壓力和噴嘴前最大初壓之比， 。 定義為噴嘴后的壓力和噴定義為噴嘴后的

6、壓力和噴嘴前最大初壓之比嘴前最大初壓之比， 。圖5-1圖5-2*0010mpp*110mpp16例題例題1： 假設(shè)一漸縮噴嘴前的壓力從假設(shè)一漸縮噴嘴前的壓力從 下降到下降到 ，而，而噴嘴后的壓力從噴嘴后的壓力從 下降到下降到 ，噴嘴前的，噴嘴前的溫度保持不變。求通過噴嘴的流量變化。溫度保持不變。求通過噴嘴的流量變化。解解：根據(jù)題意取最大壓力為 。（1）對原工況）對原工況： 。在流量網(wǎng)中，對應(yīng) 的曲線，按 查得 ，見圖。（2）對于新工況：）對于新工況： ，在流量網(wǎng)中查得對應(yīng) 的曲線，按 查得 。則可求得流量變化為：即新工況下通過噴嘴的流量為原工況的83%.09pMPa017.2pMPa16.3p

7、MPa114.5pMpa09mpMPa0101001,0.7mmpppp10.70100.94mmGG01110111007.20.8,0.59mmpppp010.8110.51100.78mGG10110000.780.830.94mmmmGGGGGGGGGG78作業(yè)與思考題：作業(yè)與思考題：1、在設(shè)計工況下漸縮噴嘴前的蒸汽壓力 =2.16MPa，溫度 =350 ，噴 嘴后的壓力 =0.589MPa，流量為3kg/s。 若流量保持為臨界值，則最大背壓（ ）可以為多少？ 若要流量減少為原設(shè)計值的1/3，則在初壓、初溫不變時，背壓 應(yīng)增高 至何值？ 又設(shè)背壓維持為0.589MPa不變，則初壓 應(yīng)降

8、低到何數(shù)值（假定初溫不 變）才能使流量為原設(shè)計值的4/7？2、工況變動前，漸縮噴嘴的初壓 =8.83MPa，初溫 = 500 ，背壓 = 4 .9MPa ，工況變動后，初壓降為 =7.06MPa，背壓降為 =4.413MPa。試用分析法和查流量網(wǎng)圖解法確定工況變動前后通過噴嘴的流量比系數(shù)（溫度變化忽略）。0p0tC01pmax1)(p11p01p0p0tC01p01p11p9二、級的變動工況二、級的變動工況（一）級前后壓力與流量的關(guān)系（一）級前后壓力與流量的關(guān)系1. 1. 級在臨界工況下工作級在臨界工況下工作v對于噴嘴在臨界下工作對于噴嘴在臨界下工作：這時，流量均為臨界流量，與背壓無關(guān)，只與級

9、前：這時，流量均為臨界流量，與背壓無關(guān)，只與級前參數(shù)有關(guān)。參數(shù)有關(guān)。 或者，或者，*1010*001crcrGpTGpT*101*0crcrGpGp（5-5）（5-5a）10 對于動葉在臨界下工作：對于動葉在臨界下工作： 式（式（5-5a5-5a）對動葉同樣適用，即有，流量）對動葉同樣適用，即有，流量G G和動葉前的滯止壓力成正比，和動葉前的滯止壓力成正比，則則 *101*0crcrGpGp（5-5b）上式表明，在各種工況下，動葉內(nèi)流動均達(dá)臨上式表明，在各種工況下，動葉內(nèi)流動均達(dá)臨界時，通過該級的流量與級前壓力比成正比，界時，通過該級的流量與級前壓力比成正比，與級后壓力無關(guān)。與級后壓力無關(guān)。1

10、12. 2. 級均在亞臨界工況下工作時級均在亞臨界工況下工作時 根據(jù)連續(xù)性方程，經(jīng)過一系列推導(dǎo)，可得出級均在亞臨界工況下根據(jù)連續(xù)性方程，經(jīng)過一系列推導(dǎo)，可得出級均在亞臨界工況下工作時級的流量與壓力的關(guān)系：工作時級的流量與壓力的關(guān)系： （5-8）當(dāng)忽略溫度影響時，有當(dāng)忽略溫度影響時，有 （58a）22012101220201ppTGGppT22012112202ppGGpp3.3. 在一種情況下，級處于臨界狀態(tài)，而另一種情況下，級處于亞臨界狀態(tài)在一種情況下，級處于臨界狀態(tài)，而另一種情況下，級處于亞臨界狀態(tài) 這種情況一般只發(fā)生在汽輪機(jī)最后一級和調(diào)節(jié)級，這時只能進(jìn)行即這種情況一般只發(fā)生在汽輪機(jī)最后一

11、級和調(diào)節(jié)級，這時只能進(jìn)行即的詳細(xì)核算。的詳細(xì)核算。121. 1. 級組中各級均未達(dá)臨界工況級組中各級均未達(dá)臨界工況： 級組為流量相同的若干連續(xù)幾級組成，根據(jù)第二節(jié)式（級組為流量相同的若干連續(xù)幾級組成，根據(jù)第二節(jié)式（5 58 8），級組），級組 中中每一級每一級均有均有 同樣的關(guān)系存在。將其同樣的關(guān)系存在。將其改寫改寫成成01022202212011TTppppGGiiiippppTTGG221201222000121設(shè)級內(nèi)有設(shè)級內(nèi)有Z Z級，則級，則第一級： 1221201122201001211ppppTTGG13第二級第二級：2221201222202001221ppppTTGG第第Z級級

12、：各級相加得各級相加得：這里，這里，有有 為常數(shù)，而溫度比可看作不變?yōu)槌?shù)，而溫度比可看作不變，這樣一來，有，這樣一來，有同理可得同理可得zzzzppppTTGG221201222000121zi 1iziiiippppTTGG2212011222000121GG1izipp22201izipp221201121201zpp=220zpp =所以所以經(jīng)改寫得經(jīng)改寫得：2222201100110zzTGppppGT14當(dāng)忽當(dāng)忽略溫度影響略溫度影響時，為時，為 ： （5-10b5-10b）上式稱為上式稱為弗留格爾公式弗留格爾公式。* * * 對于凝汽式汽輪機(jī)來說，對于凝汽式汽輪機(jī)來說，可把調(diào)節(jié)級之

13、外的所有級看成一個級組，這樣，可把調(diào)節(jié)級之外的所有級看成一個級組，這樣，級組前后壓力（級組前后壓力（ 、 ）相差很大，則）相差很大，則 （5-11）（5-10a）0pzp220111220zzppGGpp220110122001zzppTGGppT220110112200zzpppGGppp152.2. 級組均達(dá)臨界狀態(tài)級組均達(dá)臨界狀態(tài) 在進(jìn)行汽輪機(jī)熱力設(shè)計時，各級焓降是逐級增加的，如果級組達(dá)臨界狀在進(jìn)行汽輪機(jī)熱力設(shè)計時，各級焓降是逐級增加的，如果級組達(dá)臨界狀態(tài)，首先在末級達(dá)臨界流動。如圖態(tài)，首先在末級達(dá)臨界流動。如圖5-45-4所示由所示由3 3級組成的級組，假定第三級達(dá)級組成的級組，假定第

14、三級達(dá)臨界。根據(jù)前面的討論，則通過第三級的流量與級前壓力的關(guān)系為臨界。根據(jù)前面的討論，則通過第三級的流量與級前壓力的關(guān)系為而其余的級未達(dá)臨界，則倒數(shù)第二級而其余的級未達(dá)臨界，則倒數(shù)第二級的流量與級前壓力的關(guān)系為：的流量與級前壓力的關(guān)系為：但通過同一機(jī)組的流量相同，即但通過同一機(jī)組的流量相同，即最后可求得通過級組的流量與級前壓力的關(guān)系為最后可求得通過級組的流量與級前壓力的關(guān)系為圖5-41414GpGp221214122224GppGpp1412142GppGpp0110pGGp（5-12a）16由此得出結(jié)論由此得出結(jié)論：在工況發(fā)生變動時，如果機(jī)組最后一級發(fā)生臨界流動，則通：在工況發(fā)生變動時，如果

15、機(jī)組最后一級發(fā)生臨界流動，則通過級組的流量與各級前壓力成正比。當(dāng)需要考慮溫度修正時，則過級組的流量與各級前壓力成正比。當(dāng)需要考慮溫度修正時，則0101001pTGGpT（5-12b ）（三）弗留格爾公式的應(yīng)用條件（三）弗留格爾公式的應(yīng)用條件1. 1. 通過同一級組各級的通過同一級組各級的流量應(yīng)相同流量應(yīng)相同； 對于凝汽機(jī)組，各級回?zé)岢槠前匆欢ū壤?，可不考慮其影響，對于凝汽機(jī)組，各級回?zé)岢槠前匆欢ū壤?，可不考慮其影響，而把除而把除調(diào)節(jié)級之外的所有壓力級看成一個級組調(diào)節(jié)級之外的所有壓力級看成一個級組。2. 2. 在不同工況下，組各級的在不同工況下，組各級的面積應(yīng)保持不變面積應(yīng)保持不變。而調(diào)節(jié)級

16、是部分進(jìn)汽，而且進(jìn)。而調(diào)節(jié)級是部分進(jìn)汽，而且進(jìn) 汽度要發(fā)生變化，因此調(diào)節(jié)級不能同壓力級合為一組。假設(shè)級組內(nèi)各級汽度要發(fā)生變化，因此調(diào)節(jié)級不能同壓力級合為一組。假設(shè)級組內(nèi)各級通流面積發(fā)生了相同程度的變化，則弗留格爾公式須作修正：通流面積發(fā)生了相同程度的變化，則弗留格爾公式須作修正：或者2201111220zzppGAGApp11100pAGGpA（5-13a）（5-13b）3. 3. 弗留格爾公式適用于弗留格爾公式適用于“無窮多無窮多”級，一般級，一般4545級以上。級以上。17例題：例題：已知某級組進(jìn)汽壓力已知某級組進(jìn)汽壓力 =4.0MPa=4.0MPa，溫度，溫度 = 400 = 400 ，

17、級，級組排汽壓力組排汽壓力 =0.16MPa=0.16MPa，通過級組的流量，通過級組的流量G=48t/hG=48t/h。試求：當(dāng)。試求：當(dāng)級組初溫和背壓不變，而流量減半時級組的初壓級組初溫和背壓不變，而流量減半時級組的初壓 。0p0tC01p01p解：解：根據(jù)弗留格爾公式：根據(jù)弗留格爾公式：將有關(guān)數(shù)據(jù)代人后得：將有關(guān)數(shù)據(jù)代人后得：得流量減半使，級組得初壓為：得流量減半使，級組得初壓為：答：當(dāng)級組初溫和背壓不變而流量減半時，級組初壓為答：當(dāng)級組初溫和背壓不變而流量減半時，級組初壓為1.442MPa1.442MPa220111220zzppGGpp2201221.624484.01.6p 011

18、.442pMpa18作業(yè)與思考題：作業(yè)與思考題：1、已知某級組進(jìn)汽壓力 =3.0MPa，溫度 = 400 ，級組排汽壓力 =0.12MPa，通過級組的流量G=36t/h。試求：當(dāng)級組初溫和背壓不變，而流量減半時級組的初壓 。2、已知某汽輪機(jī)級原設(shè)計在速度比 =0.495下工作，這時噴嘴中的理想焓降 =83.74kJ/kg，噴嘴出汽角 =14 。當(dāng)工況改變時，噴嘴中的理想焓降減少一半（轉(zhuǎn)速不變）。試計算當(dāng)蒸汽進(jìn)入葉片時，由于相對速度的大小和方向發(fā)生變化，因而產(chǎn)生的撞擊損失，并計算汽流進(jìn)入動葉的動能。3、某汽輪機(jī)級設(shè)計條件下 =0.42，級的理想焓降 =104.67kJ/kg，級別的反動度 =0.

19、05，工況改變后， = 125.6kJ/kg，而圓周速度u 不變。試計算工況改變后的反動度 。1p0tC001p0p11cux nh1aacux thm1th1m19第二節(jié)第二節(jié) 工況變動時汽輪機(jī)各級焓降和反動度的變化工況變動時汽輪機(jī)各級焓降和反動度的變化 根據(jù)第一章的討論，根據(jù)第一章的討論，級的理想速度和焓降級的理想速度和焓降可近似寫成可近似寫成 所以所以kktappvpkkhc1*02*0*0*112211220 000011 ()11kkkktppkkhp vRTkpkp（5-0）20上式表明，當(dāng)工況變動時，凝汽式汽輪機(jī)各上式表明，當(dāng)工況變動時，凝汽式汽輪機(jī)各中間級前后壓力比不變中間級前

20、后壓力比不變。這樣，代。這樣，代入式（入式（5-05-0）后，）后，級的理想焓降不變級的理想焓降不變。當(dāng)然，。當(dāng)然，級的速度比級的速度比和和級效率也不變。級效率也不變。 而級的而級的內(nèi)功率內(nèi)功率為：為： （5-155-15）這就說明：這就說明：在計算汽輪機(jī)各中間級的變動工況時，不需要逐級進(jìn)行詳細(xì)計算，在計算汽輪機(jī)各中間級的變動工況時，不需要逐級進(jìn)行詳細(xì)計算，只需求得各級前的壓力，然后將熱力過程曲線平移即可只需求得各級前的壓力，然后將熱力過程曲線平移即可。而調(diào)節(jié)級和末級的變。而調(diào)節(jié)級和末級的變動工況，則要進(jìn)行詳細(xì)計算。動工況，則要進(jìn)行詳細(xì)計算。（一）（一）凝汽式汽輪機(jī)各中間機(jī)焓降的變化規(guī)律凝汽式

21、汽輪機(jī)各中間機(jī)焓降的變化規(guī)律 根據(jù)前面的討論可知，當(dāng)工況變動時，通過級的流量與級前壓力成根據(jù)前面的討論可知，當(dāng)工況變動時，通過級的流量與級前壓力成正比，即正比，即 所以2210011ppppGG012102ppppitiPG hB G21（二）背壓式汽輪機(jī)（二）背壓式汽輪機(jī)1. 1. 如果背壓式汽輪機(jī)如果背壓式汽輪機(jī)最后一級達(dá)臨界最后一級達(dá)臨界，則各級前的壓力與流量成正比。其，則各級前的壓力與流量成正比。其焓降、效率、反動度、功率的變化規(guī)律和凝汽式汽輪機(jī)各中間級一樣。焓降、效率、反動度、功率的變化規(guī)律和凝汽式汽輪機(jī)各中間級一樣。2. 2. 但是，背壓式汽輪機(jī)的但是，背壓式汽輪機(jī)的末級一般不會達(dá)

22、臨界末級一般不會達(dá)臨界，其壓力與流量的關(guān)系應(yīng)按，其壓力與流量的關(guān)系應(yīng)按弗留格爾公式進(jìn)行計算弗留格爾公式進(jìn)行計算220111220zzppGGpp(5-16)22上式經(jīng)變換后為：上式經(jīng)變換后為： （5-17a)5-17a)同樣有：同樣有： 上式中，上式中， 、 、 分別為某中間級前后壓力和整機(jī)背壓。分別為某中間級前后壓力和整機(jī)背壓。對上式的兩邊同除以對上式的兩邊同除以 得得 （5-185-18）上式表明，上式表明，當(dāng)背壓不變時，背壓式汽輪機(jī)各級前壓力與流量的關(guān)系按雙曲線當(dāng)背壓不變時，背壓式汽輪機(jī)各級前壓力與流量的關(guān)系按雙曲線規(guī)律變化。規(guī)律變化。離末級越遠(yuǎn)，越近于直線，如圖離末級越遠(yuǎn)，越近于直線，

23、如圖5-75-7所示。所示。2122021201zzpppGGp2122221221zzpppGGp0p2pzp20p(5-17b）2222011220001zzppGpppGp23從圖上分析：從圖上分析：1 1，對于背壓式汽輪機(jī)的前幾級，對于背壓式汽輪機(jī)的前幾級，當(dāng)工況偏離設(shè)計值不遠(yuǎn)時，級前當(dāng)工況偏離設(shè)計值不遠(yuǎn)時，級前壓力與流量的關(guān)系近于直壓力與流量的關(guān)系近于直 線；線；2 2，當(dāng)流量在設(shè)計值附件變化時，當(dāng)流量在設(shè)計值附件變化時，可認(rèn)為各中間級焓降不變，或變可認(rèn)為各中間級焓降不變，或變化很??；化很??；3 3，當(dāng)流量變化較大時，各級焓降，當(dāng)流量變化較大時，各級焓降都要變化，并且最后一、二級變都

24、要變化，并且最后一、二級變化最大?；畲?。24（三）末級的變工況特性（三）末級的變工況特性（圖（圖5-95-9）為背壓為常數(shù)時，最末級壓力與流量的關(guān)系。）為背壓為常數(shù)時，最末級壓力與流量的關(guān)系。1.1.在工況變動時（背壓不變），在工況變動時（背壓不變），級前后壓力比（級前后壓力比（ ）不是常數(shù)，所）不是常數(shù)，所 以級的焓降要變化。以級的焓降要變化。2.2.當(dāng)流量增加時，當(dāng)流量增加時， 上升，而上升，而 不變，則壓差不變，則壓差 增大，末級焓降增大，末級焓降 增加；增加；3.3.當(dāng)流量減小時，當(dāng)流量減小時， 降低，而降低，而 不變，則壓差不變，則壓差 減小，末級焓降減小，末級焓降 減小。減小。

25、因此，因此，在工況變動時，末級焓降、效率、反動度、功率都要變化在工況變動時，末級焓降、效率、反動度、功率都要變化。1zzpp1zpzppth1zpzppth25圖5-7）圖5-9）26* * * 總結(jié)總結(jié)：1 1）對于噴嘴調(diào)節(jié)的凝汽式汽輪機(jī)，當(dāng)流量（功率）變化時，其焓降的變）對于噴嘴調(diào)節(jié)的凝汽式汽輪機(jī)，當(dāng)流量（功率）變化時，其焓降的變化化 ， 主要發(fā)生在調(diào)節(jié)級和末級；主要發(fā)生在調(diào)節(jié)級和末級；2 2）當(dāng)流量增加時，調(diào)節(jié)級焓降減小，末級焓降增加，各中間級焓降近乎）當(dāng)流量增加時，調(diào)節(jié)級焓降減小，末級焓降增加，各中間級焓降近乎不變；不變；3 3）當(dāng)流量減小時，調(diào)節(jié)級焓降增大，末級焓降減小，各中間級焓降

26、近乎）當(dāng)流量減小時，調(diào)節(jié)級焓降增大，末級焓降減小，各中間級焓降近乎不變；不變；4 4）對于背壓式汽輪機(jī)，調(diào)節(jié)級和末級的焓降都要隨流量）對于背壓式汽輪機(jī)，調(diào)節(jié)級和末級的焓降都要隨流量G G而變化。而變化。27二、工況變動時級的反動度變化二、工況變動時級的反動度變化（一）動葉進(jìn)口處的撞擊損失（一）動葉進(jìn)口處的撞擊損失 在設(shè)計工況下，汽流進(jìn)口角和動葉幾何角是相適應(yīng)的。但是，在設(shè)計工況下，汽流進(jìn)口角和動葉幾何角是相適應(yīng)的。但是，當(dāng)工當(dāng)工況變動后，級的理想焓降況變動后，級的理想焓降 會變化，從而會引起速度會變化，從而會引起速度 變化，則變化，則 也要也要變化，變化， 的方向角的方向角 也要變化也要變化。

27、這樣一來，就會引起動葉進(jìn)口處的撞擊損。這樣一來，就會引起動葉進(jìn)口處的撞擊損失。從速度三角形（圖失。從速度三角形（圖5-105-10）上就可以看到其產(chǎn)生撞擊損失的情況。）上就可以看到其產(chǎn)生撞擊損失的情況。th1c1w11w28分析：分析：1.1.當(dāng)級的焓降當(dāng)級的焓降 增加時，增加時， 增加，增加， ， ， ，打擊內(nèi)弧打擊內(nèi)?。?.2.當(dāng)級的焓降當(dāng)級的焓降 減小時，減小時， 減小，減小， ， ，打擊背弧打擊背弧；3.3.沖角沖角： = - = - 。有正沖角和負(fù)沖角，不論是打擊內(nèi)弧還是打擊背弧，。有正沖角和負(fù)沖角，不論是打擊內(nèi)弧還是打擊背弧，都會引起撞擊都會引起撞擊 損失損失，使效率降低。，使效率

28、降低。4.4.撞擊損失的計算撞擊損失的計算： （5 51919）5. 5. 為了減少撞擊損失，動葉進(jìn)口邊多做成為了減少撞擊損失，動葉進(jìn)口邊多做成圓頭形。圓頭形。有效分量為有效分量為：th1c11c11w1w1112111)sin(21wh1c1cth11c1c11w1w111111（5-10）11cosw29（二）工況變化時引起級內(nèi)反動度的變化（二）工況變化時引起級內(nèi)反動度的變化 假定在工況變化前后，級都處于亞臨界狀態(tài)，不考慮級內(nèi)漏汽，為了保證假定在工況變化前后，級都處于亞臨界狀態(tài)，不考慮級內(nèi)漏汽，為了保證連續(xù)性，必有：連續(xù)性，必有：（5-20）1c2w1c1211121212nbbnAcAw

29、AccwAwcw則有和常數(shù)式（式（5-205-20）表明：流量保持連續(xù)條件）表明：流量保持連續(xù)條件下，工況變動時，噴嘴出口速度下，工況變動時，噴嘴出口速度 及動葉出口速度及動葉出口速度 前后之比不變，前后之比不變，即即 與與 按同一比例變化。按同一比例變化。2w30（1 1）工況變動后，若級的理想焓降減小工況變動后，若級的理想焓降減小，即，即 。因轉(zhuǎn)速不變，。因轉(zhuǎn)速不變，即即u u不變，級的速度比增大。則不變，級的速度比增大。則噴嘴出口速度噴嘴出口速度 由由 減小為減小為 ， 。而而動葉出口速度動葉出口速度由由 減小到減小到 ， 。這樣流入動葉通道的有效。這樣流入動葉通道的有效分速應(yīng)是分速應(yīng)是

30、 。 但分析圖但分析圖5-10b5-10b可知，若級的理想焓降減小，必定有可知，若級的理想焓降減小，必定有 。這。這時有（時有（ ），不能滿足式（），不能滿足式（5-205-20）。即）。即動葉出口的流量小于動葉進(jìn)動葉出口的流量小于動葉進(jìn)口的流量。即蒸汽在動葉中不連續(xù)口的流量。即蒸汽在動葉中不連續(xù)。為了滿足連續(xù)性，蒸汽在動葉通道中一定。為了滿足連續(xù)性，蒸汽在動葉通道中一定是膨脹加速了，使動葉出口速度是膨脹加速了，使動葉出口速度 增大，滿足增大，滿足 。蒸汽在動葉通。蒸汽在動葉通道中膨脹加速，說明動葉焓降增加，即道中膨脹加速，說明動葉焓降增加，即反動度增大了反動度增大了 （ ）。）。2w1(1)

31、tthm h m1c11c111cmc21w212wmw111coswmw111coswmw212(/)wwm21w212(/)wwm1mm 31（2 2）工況變動后，若級的理想焓降增加工況變動后，若級的理想焓降增加，即，即 。則級的速度。則級的速度比減小。其速度三角形如圖（比減小。其速度三角形如圖（5-10a5-10a）所示。）所示。動葉出口的流量大于動葉進(jìn)動葉出口的流量大于動葉進(jìn)口的流量。即蒸汽在動葉中不連續(xù)口的流量。即蒸汽在動葉中不連續(xù)。為了滿足連續(xù)性，蒸汽在動葉出口速。為了滿足連續(xù)性，蒸汽在動葉出口速度度 相應(yīng)減少，滿足相應(yīng)減少，滿足 。蒸汽在動葉出口速度減少，說明動。蒸汽在動葉出口速

32、度減少，說明動葉焓降減小，即葉焓降減小，即反動度減少了反動度減少了 （ ）。）。1. 1. 級的反動度變化規(guī)律：級的反動度變化規(guī)律： 經(jīng)過討論動葉通道的流動情況之后，得出下面的經(jīng)過討論動葉通道的流動情況之后，得出下面的結(jié)論結(jié)論。當(dāng)級的焓降當(dāng)級的焓降 減小（速度比減?。ㄋ俣缺?增加）時，則反動度增加）時，則反動度 增大；增大；當(dāng)級的焓降當(dāng)級的焓降 增加（速度比增加（速度比 減小）時，則反動度減小）時，則反動度 減小。減小。并且，反動度的變化與原設(shè)計值大小有關(guān)，原設(shè)計值大，變化就??；并且，反動度的變化與原設(shè)計值大小有關(guān)，原設(shè)計值大，變化就??； 相反，原設(shè)計值小，變化就大。相反，原設(shè)計值小，變化就大

33、。1(1)tthm h m21w212(/)wwm1mm th1xmm1xth322. 反動度變化的計算反動度變化的計算 由于級的焓降由于級的焓降 變化引起反動度變化，通常用下式計算：變化引起反動度變化，通常用下式計算：（1 1）當(dāng)當(dāng) 在很大范圍內(nèi)變化時，可用下式計算在很大范圍內(nèi)變化時，可用下式計算 （5 52222）（2 2）當(dāng)當(dāng) 在（在（-0.1 0.2-0.1 0.2）范圍內(nèi)變化時，可用下式計算）范圍內(nèi)變化時，可用下式計算 (5-22)thaaxxaaxxaaxx(0.5)1mammaxx20.50.31maamaaxxxx33三、級的經(jīng)濟(jì)性和安全性分析三、級的經(jīng)濟(jì)性和安全性分析 汽輪機(jī)

34、在設(shè)計工況下效率最高。偏離了設(shè)計工況，效率就會降低。并且，汽輪機(jī)在設(shè)計工況下效率最高。偏離了設(shè)計工況，效率就會降低。并且，負(fù)荷變化越大，效率降低越多。所以，調(diào)峰機(jī)組負(fù)荷變化最大，效率降低越負(fù)荷變化越大，效率降低越多。所以，調(diào)峰機(jī)組負(fù)荷變化最大，效率降低越多。多。 對于噴嘴調(diào)節(jié)的汽輪機(jī)，在工況變化引起流量變化時，焓降變化主要發(fā)對于噴嘴調(diào)節(jié)的汽輪機(jī)，在工況變化引起流量變化時，焓降變化主要發(fā)生在調(diào)節(jié)級和末級，中間級變化不大（幾乎不變）。所以中間級的效率也近生在調(diào)節(jié)級和末級，中間級變化不大（幾乎不變）。所以中間級的效率也近乎不變。乎不變。 另一方面，在工況變化引起流量變化時，調(diào)節(jié)級和末級的受力情況也要

35、另一方面，在工況變化引起流量變化時，調(diào)節(jié)級和末級的受力情況也要發(fā)生變化。發(fā)生變化。 當(dāng)流量減小時當(dāng)流量減小時，由于調(diào)節(jié)級前壓力不變，而級后壓力降低，則級的焓，由于調(diào)節(jié)級前壓力不變，而級后壓力降低，則級的焓降增大，級前后壓力差增大，調(diào)節(jié)級靜、動葉片所受汽流力增大。降增大，級前后壓力差增大，調(diào)節(jié)級靜、動葉片所受汽流力增大。 相反，當(dāng)流量增加時相反，當(dāng)流量增加時，由于調(diào)節(jié)級前壓力不變，而級后壓力升高，則，由于調(diào)節(jié)級前壓力不變，而級后壓力升高，則級的焓降減小，級前后壓力差減小，調(diào)節(jié)級靜、動葉片所受汽流力減少。末級的焓降減小，級前后壓力差減小，調(diào)節(jié)級靜、動葉片所受汽流力減少。末級受力增加，末級靜、動葉片

36、所受汽流力增大。因此，對其強(qiáng)度要進(jìn)行校核。級受力增加，末級靜、動葉片所受汽流力增大。因此，對其強(qiáng)度要進(jìn)行校核。34作業(yè)與思考題：作業(yè)與思考題：1 1、在設(shè)計工況下汽輪機(jī)的流量、在設(shè)計工況下汽輪機(jī)的流量 =132.6t/h=132.6t/h，調(diào)節(jié)級汽室壓力，調(diào)節(jié)級汽室壓力 =1.67MPa=1.67MPa。當(dāng)流量變?yōu)?。?dāng)流量變?yōu)?= 90t/h= 90t/h，試問調(diào)節(jié)級汽室壓力應(yīng)為多少？若，試問調(diào)節(jié)級汽室壓力應(yīng)為多少？若壓力級結(jié)垢使通流面積減少壓力級結(jié)垢使通流面積減少5%5%，則調(diào)節(jié)級汽室壓力又為多少？，則調(diào)節(jié)級汽室壓力又為多少？2 2、某級組在設(shè)計工況下調(diào)節(jié)級汽室壓力、某級組在設(shè)計工況下調(diào)節(jié)級

37、汽室壓力 =40MPa=40MPa，凝汽器壓力，凝汽器壓力 =0.006MPa =0.006MPa 。當(dāng)負(fù)荷降低到。當(dāng)負(fù)荷降低到76%76%額定負(fù)荷時，調(diào)節(jié)級汽室壓力為多少？此時，額定負(fù)荷時，調(diào)節(jié)級汽室壓力為多少？此時，凝汽器壓力降到凝汽器壓力降到 =0.005MPa=0.005MPa。1p0D01D1pcp1cp35第三節(jié)第三節(jié) 汽輪機(jī)的配汽方式和汽輪機(jī)的配汽方式和調(diào)節(jié)級的變動工況調(diào)節(jié)級的變動工況 一、滑參數(shù)運行與額度參數(shù)運行一、滑參數(shù)運行與額度參數(shù)運行 電網(wǎng)的負(fù)荷是時刻在變化的，對網(wǎng)內(nèi)各機(jī)組的功率必須隨時進(jìn)行調(diào)電網(wǎng)的負(fù)荷是時刻在變化的，對網(wǎng)內(nèi)各機(jī)組的功率必須隨時進(jìn)行調(diào)節(jié)，使之與外界負(fù)荷相適

38、應(yīng)。汽輪發(fā)電機(jī)組的功率可表達(dá)為：節(jié)，使之與外界負(fù)荷相適應(yīng)。汽輪發(fā)電機(jī)組的功率可表達(dá)為： 在工況發(fā)生變動時，式中的三個效率變化不大，改變在工況發(fā)生變動時，式中的三個效率變化不大，改變汽輪機(jī)汽輪機(jī)的內(nèi)功率就的內(nèi)功率就取決于進(jìn)汽量取決于進(jìn)汽量 和整機(jī)理想焓降和整機(jī)理想焓降 的大小。因此，對的大小。因此，對汽輪機(jī)汽輪機(jī)的功率進(jìn)行調(diào)的功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，就是對節(jié)，就是對進(jìn)汽量進(jìn)汽量或或整機(jī)理想焓降整機(jī)理想焓降進(jìn)行調(diào)節(jié)。改變機(jī)組進(jìn)行調(diào)節(jié)。改變機(jī)組整機(jī)理想焓降整機(jī)理想焓降 ，可以，可以采用滑參數(shù)運行方式。定壓調(diào)節(jié)是改變機(jī)組的流量，其采用滑參數(shù)運行方式。定壓調(diào)節(jié)是改變機(jī)組的流量，其常用的常用的調(diào)節(jié)方式有：調(diào)節(jié)方式有

39、：節(jié)流調(diào)節(jié)、旁通調(diào)節(jié)、噴嘴調(diào)節(jié)。節(jié)流調(diào)節(jié)、旁通調(diào)節(jié)、噴嘴調(diào)節(jié)。 滑參數(shù)運行：滑參數(shù)運行：就是使機(jī)組調(diào)節(jié)閥全開，根據(jù)外界負(fù)荷變化來調(diào)節(jié)新蒸汽壓就是使機(jī)組調(diào)節(jié)閥全開，根據(jù)外界負(fù)荷變化來調(diào)節(jié)新蒸汽壓力（即改變整機(jī)理想焓降力（即改變整機(jī)理想焓降 ）以改變機(jī)組功率，滿足外界負(fù)荷變化的要求。）以改變機(jī)組功率，滿足外界負(fù)荷變化的要求。 定壓調(diào)節(jié)：定壓調(diào)節(jié)：汽輪機(jī)進(jìn)汽參數(shù)保持不變（如額度參數(shù)），通過改變汽輪機(jī)汽輪機(jī)進(jìn)汽參數(shù)保持不變（如額度參數(shù)），通過改變汽輪機(jī)的進(jìn)汽量的進(jìn)汽量 ，以改變機(jī)組功率，滿足外界負(fù)荷變化的要求。，以改變機(jī)組功率，滿足外界負(fù)荷變化的要求。eltrimelPG H GtHtHG36二、功率

40、調(diào)節(jié)方式二、功率調(diào)節(jié)方式（一）（一）節(jié)流調(diào)節(jié)節(jié)流調(diào)節(jié) 節(jié)流調(diào)節(jié)節(jié)流調(diào)節(jié) 這種調(diào)節(jié)方式就是用一個（或兩個）調(diào)節(jié)閥對進(jìn)入汽輪機(jī)這種調(diào)節(jié)方式就是用一個（或兩個）調(diào)節(jié)閥對進(jìn)入汽輪機(jī)的全部進(jìn)汽量的全部進(jìn)汽量 進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)功率增加時，開大進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)功率增加時，開大調(diào)節(jié)閥的開度（調(diào)節(jié)閥的開度（L L）。在額定工況下，全開）。在額定工況下，全開（L=1L=1）。）。當(dāng)功率減小時，關(guān)小當(dāng)功率減小時，關(guān)小調(diào)節(jié)閥的開度（調(diào)節(jié)閥的開度（L L），進(jìn)入汽輪機(jī)），進(jìn)入汽輪機(jī)的的全部進(jìn)汽全部進(jìn)汽量都受到節(jié)流作用量都受到節(jié)流作用。當(dāng)機(jī)組功率變化時，流量和焓降都要變化。如圖。當(dāng)機(jī)組功率變化時，流量和焓降都要變化。如圖5-12

41、5-12和和我圖我圖5-135-13所示。所示。0D37 節(jié)流調(diào)節(jié)的熱力過程曲線節(jié)流調(diào)節(jié)的熱力過程曲線（圖5-13）；38 節(jié)流調(diào)節(jié)的效率節(jié)流調(diào)節(jié)的效率 蒸汽經(jīng)節(jié)流之后，焓值不變壓力降低（蒸汽經(jīng)節(jié)流之后，焓值不變壓力降低（ 降到降到 ），節(jié)流后的內(nèi)），節(jié)流后的內(nèi)效率為：效率為： (5-23)(5-23)式中，式中， 通流部分的相對內(nèi)效率；通流部分的相對內(nèi)效率； 調(diào)節(jié)閥的節(jié)流效率，為部分開啟和全開時理想焓降之比。調(diào)節(jié)閥的節(jié)流效率，為部分開啟和全開時理想焓降之比。節(jié)流效率曲線節(jié)流效率曲線（圖（圖5-145-14）（根據(jù)曲線分析）（根據(jù)曲線分析）0p0prithiitririthtttHHHHHH3

42、9（二）（二）噴嘴調(diào)節(jié)噴嘴調(diào)節(jié) 這是一種應(yīng)用最廣泛的調(diào)節(jié)方式。每一個調(diào)節(jié)閥控制一組噴嘴組。中這是一種應(yīng)用最廣泛的調(diào)節(jié)方式。每一個調(diào)節(jié)閥控制一組噴嘴組。中小型機(jī)組一般有小型機(jī)組一般有4747個調(diào)節(jié)閥，大型機(jī)組一般有個調(diào)節(jié)閥，大型機(jī)組一般有4646個調(diào)節(jié)閥。個調(diào)節(jié)閥。在這種調(diào)節(jié)方式中，機(jī)組運行時，只有一組噴嘴的蒸汽受到節(jié)流作用，節(jié)流在這種調(diào)節(jié)方式中，機(jī)組運行時，只有一組噴嘴的蒸汽受到節(jié)流作用，節(jié)流損失小。第四調(diào)節(jié)閥一般是在過負(fù)荷時（或者在初參數(shù)降低而要求發(fā)額定負(fù)損失小。第四調(diào)節(jié)閥一般是在過負(fù)荷時（或者在初參數(shù)降低而要求發(fā)額定負(fù)荷時）才使用。荷時）才使用。圖3_2540三、三、調(diào)節(jié)級的變工況調(diào)節(jié)級的

43、變工況先假定：（先假定：（1 1）調(diào)節(jié)級的反動度調(diào)節(jié)級的反動度 = 0= 0，則，則 ；各閥無重疊度。；各閥無重疊度。（一）（一）調(diào)節(jié)級的熱力過程曲線調(diào)節(jié)級的熱力過程曲線（圖（圖5-15,5-15,圖圖5-165-16）：）： 在某一工況下，第一、二閥全開，閥后壓力為在某一工況下，第一、二閥全開，閥后壓力為 = = ； 第三閥部分開啟，第三閥部分開啟，閥后壓力為閥后壓力為 ( ， 流量為亞臨界，流量為亞臨界， 點點n n之后，之后， ）；）；（3 3）噴嘴組后的壓力：）噴嘴組后的壓力： ；（4 4）亞臨界流動。）亞臨界流動。4. 4. 第四閥開啟過程第四閥開啟過程：L4=01.0L4=01.0

44、時，時， ，過負(fù)荷，亞臨界流動。，過負(fù)荷，亞臨界流動。0p2pcrpcrp2p11GG475. 調(diào)節(jié)級的焓降變化：調(diào)節(jié)級的焓降變化：從圖從圖3 327a27a可見，隨著流量增加，可見，隨著流量增加，壓差（壓差（ - - ）是逐漸減少的，焓）是逐漸減少的，焓降也是逐漸減少的降也是逐漸減少的。相反，。相反，則壓差（則壓差（ - - ）和焓降也是逐漸增加的）和焓降也是逐漸增加的。特別。特別是第一調(diào)節(jié)閥全開而第二閥還未開啟之時，焓降最大，壓差（是第一調(diào)節(jié)閥全開而第二閥還未開啟之時，焓降最大，壓差（ - - ）最大，）最大，是是調(diào)節(jié)級的最危險工況調(diào)節(jié)級的最危險工況。6. 6. 調(diào)節(jié)級后的溫度變化較大，不

45、能忽略，在計算時應(yīng)修正；調(diào)節(jié)級后的溫度變化較大，不能忽略，在計算時應(yīng)修正；0p2p2p0p0p2p48（四）調(diào)節(jié)級的效率曲線：（四）調(diào)節(jié)級的效率曲線：在前面的討論中，就可以求得在前面的討論中，就可以求得任意流量下通過各閥的流量、閥后任意流量下通過各閥的流量、閥后壓力、級后壓力、各組噴嘴的焓降。壓力、級后壓力、各組噴嘴的焓降。這樣就可以求得整個調(diào)節(jié)級的效率。這樣就可以求得整個調(diào)節(jié)級的效率。如圖如圖5 518 18 所示的效率曲線所示的效率曲線 0-0-a-b-c-da-b-c-d， 曲線呈波折狀曲線呈波折狀。原因。原因在于各閥在開啟過程中有節(jié)流存在。在于各閥在開啟過程中有節(jié)流存在。49（五）滑壓

46、調(diào)節(jié)（五）滑壓調(diào)節(jié)1. 1. 電網(wǎng)負(fù)荷變化問題：電網(wǎng)負(fù)荷變化問題：峰谷差問題；電網(wǎng)調(diào)峰：水電，抽水蓄能，火電。峰谷差問題；電網(wǎng)調(diào)峰：水電，抽水蓄能，火電。 而火電調(diào)峰辦法：（而火電調(diào)峰辦法：（1 1）低負(fù)荷運行；（）低負(fù)荷運行；（2 2）兩班制啟停。）兩班制啟停。2. 2. 滑壓運行：滑壓運行：對于調(diào)峰機(jī)組，啟停頻繁，負(fù)荷變化大。為了適應(yīng)這一特點，通常采用對于調(diào)峰機(jī)組，啟停頻繁，負(fù)荷變化大。為了適應(yīng)這一特點，通常采用滑壓運行。根據(jù)外界負(fù)荷變化情況，調(diào)整滑壓運行。根據(jù)外界負(fù)荷變化情況，調(diào)整燃燒量燃燒量和和給水壓力給水壓力，使鍋爐出，使鍋爐出口蒸汽壓力變化，而溫度不變。汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥全開，沒有節(jié)流損

47、失?？谡羝麎毫ψ兓?，而溫度不變。汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥全開，沒有節(jié)流損失。3. 3. 滑壓運行的特點：滑壓運行的特點：（1 1）提高了部分負(fù)荷下的經(jīng)濟(jì)性：）提高了部分負(fù)荷下的經(jīng)濟(jì)性：* * 調(diào)節(jié)閥全開，無節(jié)流損失；調(diào)節(jié)閥全開，無節(jié)流損失；* * 變速給變速給水泵，減少廠用電；水泵，減少廠用電；* * 提高了末級的干度，減少了濕汽損失；提高了末級的干度，減少了濕汽損失；（2 2）提高了機(jī)組運行的）提高了機(jī)組運行的可靠性可靠性和和負(fù)荷的適應(yīng)性負(fù)荷的適應(yīng)性。504. 4. 滑壓運行的方式：滑壓運行的方式：（1 1）純滑壓運行：）純滑壓運行：（2 2）節(jié)流滑壓運行：）節(jié)流滑壓運行：* * 機(jī)組穩(wěn)定運行時，機(jī)組穩(wěn)

48、定運行時，調(diào)節(jié)閥有一定余量調(diào)節(jié)閥有一定余量；* * 降負(fù)荷時，采用滑壓運行；降負(fù)荷時，采用滑壓運行；* * 升負(fù)荷時，采用定壓運行。升負(fù)荷時，采用定壓運行。（3 3）復(fù)合滑壓運行：）復(fù)合滑壓運行：高負(fù)荷高負(fù)荷時，定壓運行；時，定壓運行；中間負(fù)荷中間負(fù)荷時，變壓運行；時，變壓運行；低負(fù)荷低負(fù)荷時，定壓運行。時，定壓運行。51四、工況變動時，軸向推力的變化四、工況變動時，軸向推力的變化（一）沖動式汽輪機(jī)軸向推力的變化級的軸向推力的大小取決于幾前后壓力差和反動度。因此級的軸向推力的級的軸向推力的大小取決于幾前后壓力差和反動度。因此級的軸向推力的變化可近似表示為：變化可近似表示為：式中，式中， 。1.

49、 1. 凝汽式汽輪機(jī)軸向推力的變化：凝汽式汽輪機(jī)軸向推力的變化：（1 1）對于節(jié)流調(diào)節(jié)凝汽式汽輪機(jī)：除了最末一、二級外，各級）對于節(jié)流調(diào)節(jié)凝汽式汽輪機(jī)：除了最末一、二級外，各級焓降焓降和和反反動度動度近似近似不變不變，可導(dǎo)出，可導(dǎo)出軸向推力與功率（流量）成正比軸向推力與功率（流量）成正比；但最末一、二；但最末一、二級焓降和反動度要變化，但對總推力影響不大。因此，最大軸向推力發(fā)級焓降和反動度要變化，但對總推力影響不大。因此，最大軸向推力發(fā)生在最大功率時；生在最大功率時；（2 2）對于噴嘴調(diào)節(jié)凝汽式汽輪機(jī)：在工況變動時，壓力級）對于噴嘴調(diào)節(jié)凝汽式汽輪機(jī)：在工況變動時，壓力級焓降焓降和和反動度反動度

50、近似近似不變不變，可導(dǎo)出，可導(dǎo)出軸向推力與功率（流量）成正比軸向推力與功率（流量）成正比；而；而調(diào)節(jié)級的軸向推調(diào)節(jié)級的軸向推力變化復(fù)雜力變化復(fù)雜，但對總的軸向推力影響不大。因此，最大軸向推力發(fā)生在，但對總的軸向推力影響不大。因此，最大軸向推力發(fā)生在最大功率時。最大功率時。smsmzzppFF11120ppps522. 2. 背壓式汽輪機(jī)軸向推力的變化：背壓式汽輪機(jī)軸向推力的變化：（1 1）調(diào)節(jié)級的軸向推力變化同上；調(diào)節(jié)級的軸向推力變化同上；（2 2）壓力級）壓力級的軸向推力不與流量成正比，最大軸向推力發(fā)生在中間負(fù)荷。的軸向推力不與流量成正比，最大軸向推力發(fā)生在中間負(fù)荷。（二）（二）反動式汽輪機(jī)

51、軸向推力的變化反動式汽輪機(jī)軸向推力的變化：對于反動式汽輪機(jī)，由于設(shè)計反動度大，因此變化小。軸向推力只與動對于反動式汽輪機(jī)，由于設(shè)計反動度大，因此變化小。軸向推力只與動葉前后壓力差成正比，最大軸向推力發(fā)生在最大功率時。葉前后壓力差成正比，最大軸向推力發(fā)生在最大功率時。（三）（三）軸向推力的監(jiān)督：軸向推力的監(jiān)督：由于由于軸向推力難以準(zhǔn)確計算，在實際中，通常通過測量推力軸承的油膜軸向推力難以準(zhǔn)確計算，在實際中，通常通過測量推力軸承的油膜溫度來監(jiān)督軸向推力的變化。溫度來監(jiān)督軸向推力的變化。53 工況圖：汽輪機(jī)功率與汽耗量的關(guān)系曲線工況圖：汽輪機(jī)功率與汽耗量的關(guān)系曲線汽耗特性。汽耗特性。一、節(jié)流配汽凝汽

52、式汽輪機(jī)的工況圖：一、節(jié)流配汽凝汽式汽輪機(jī)的工況圖：1. 1. 功率與流量的關(guān)系功率與流量的關(guān)系：而汽輪機(jī)的功率可分為兩部分：而汽輪機(jī)的功率可分為兩部分：n（1 1）有效功率）有效功率 ；（；（2 2）克服機(jī)械損失）克服機(jī)械損失 耗功（耗功（ ）；）；n汽輪機(jī)的汽輪機(jī)的內(nèi)效率內(nèi)效率（ ）等于汽輪機(jī)）等于汽輪機(jī)通流部分的內(nèi)效率通流部分的內(nèi)效率（ ）與調(diào)節(jié)閥）與調(diào)節(jié)閥節(jié)流效率節(jié)流效率的乘積（的乘積（ ）。）。 riri036003600elelmtrimeltrithelPPDPHH （5-28）elelPmPririth 54當(dāng)負(fù)荷變化不大時，可認(rèn)為效率（當(dāng)負(fù)荷變化不大時，可認(rèn)為效率（ ）近似不

53、變。另外，當(dāng)轉(zhuǎn)速）近似不變。另外，當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時，機(jī)械損失一定時，機(jī)械損失 為常數(shù)，則上式可寫出：為常數(shù)，則上式可寫出： （5-29）式中，式中， 汽耗微增率汽耗微增率，即每增加單位功率所需增加的汽耗量；，即每增加單位功率所需增加的汽耗量； 空載汽耗量空載汽耗量， 通常為（通常為（0.050.10.050.1）DoDo。1dnlDrimel、mP01elnlDd PD13600eltrithelPdH 3600mnltrithPDH552. 2. 工況圖工況圖圖圖5-215-21表示汽輪機(jī)表示汽輪機(jī)D D、d d、 與功率（與功率（ ）的關(guān)系：隨著功率（）的關(guān)系：隨著功率（ ）的增加，）的增加，

54、流量流量D D、效率、效率 增加，汽耗率增加，汽耗率(d) (d) 減少，空載汽耗量（減少，空載汽耗量（ ）不變。）不變。D D 近似直線。近似直線。elr.elr.elPnlDelPelP56二、噴嘴調(diào)節(jié)二、噴嘴調(diào)節(jié)凝汽式汽輪機(jī)的凝汽式汽輪機(jī)的工況圖：工況圖：1. 1. 噴嘴調(diào)節(jié)噴嘴調(diào)節(jié)凝汽式汽輪機(jī)的凝汽式汽輪機(jī)的工況圖工況圖 如圖如圖5-225-22所示。由于噴嘴調(diào)節(jié)所示。由于噴嘴調(diào)節(jié)汽輪汽輪機(jī)的效率曲線機(jī)的效率曲線呈波折形呈波折形，所以，所以汽耗率和電效率曲線也呈汽耗率和電效率曲線也呈波折形。由于波折形。由于重疊度重疊度的原因，的原因，汽耗量與功率的關(guān)系近似為一直線（汽耗量與功率的關(guān)系近

55、似為一直線（ABCABC）。其中）。其中B B點對應(yīng)額定負(fù)荷，點對應(yīng)額定負(fù)荷，BCBC為過負(fù)荷。為過負(fù)荷。圖5-23圖5-22572. 2. 汽耗特性方程：汽耗特性方程：（1 1）當(dāng)功率小于經(jīng)濟(jì)功率時，）當(dāng)功率小于經(jīng)濟(jì)功率時，（2 2）當(dāng)功率大于經(jīng)濟(jì)功率時，）當(dāng)功率大于經(jīng)濟(jì)功率時，式中，式中， 過負(fù)荷時的汽耗微增率。過負(fù)荷時的汽耗微增率。當(dāng)大于額定負(fù)荷當(dāng)大于額定負(fù)荷 時，時， 下降，下降， 。1dri1d1d01nlelDDd P（5-30）011()() nleleleleDDd Pd PP（5-31）()eleP58三、蒸汽量調(diào)節(jié)方式的比較和選擇：三、蒸汽量調(diào)節(jié)方式的比較和選擇：1. 1.

56、 調(diào)節(jié)方式的選擇：調(diào)節(jié)方式的選擇：（1 1）承擔(dān)基本負(fù)荷的機(jī)組：要求效率高，多采用節(jié)流調(diào)節(jié)）承擔(dān)基本負(fù)荷的機(jī)組：要求效率高，多采用節(jié)流調(diào)節(jié)和單列級作調(diào)節(jié)級的噴嘴調(diào)節(jié)方式；和單列級作調(diào)節(jié)級的噴嘴調(diào)節(jié)方式；（2 2）承擔(dān)尖峰負(fù)荷的機(jī)組：要求負(fù)荷適應(yīng)性好，當(dāng)工況變）承擔(dān)尖峰負(fù)荷的機(jī)組：要求負(fù)荷適應(yīng)性好，當(dāng)工況變動時效率變化不大，常選用雙列級作調(diào)節(jié)級的噴嘴調(diào)節(jié)方式。動時效率變化不大，常選用雙列級作調(diào)節(jié)級的噴嘴調(diào)節(jié)方式。（3 3）背壓機(jī)：采用噴嘴調(diào)節(jié)方式。）背壓機(jī)：采用噴嘴調(diào)節(jié)方式。592. 2. 調(diào)節(jié)級焓降大小的選用調(diào)節(jié)級焓降大小的選用：調(diào)節(jié)級焓降大小對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性影響很大，圖調(diào)節(jié)級焓降大小對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性

57、影響很大，圖3 34545表示功率相同的兩臺機(jī)組，在設(shè)計工況下，調(diào)節(jié)級焓降大小不同，在工況變表示功率相同的兩臺機(jī)組，在設(shè)計工況下，調(diào)節(jié)級焓降大小不同，在工況變 動時，級后壓力與流量的關(guān)系。其規(guī)律：動時，級后壓力與流量的關(guān)系。其規(guī)律： 設(shè)計工況下，調(diào)節(jié)級設(shè)計工況下，調(diào)節(jié)級焓降大焓降大（ ），流量減小時，），流量減小時，焓降變化焓降變化（ ）小；）??； 設(shè)計工況下，調(diào)節(jié)級設(shè)計工況下，調(diào)節(jié)級焓降小焓降?。?），流量減小時，），流量減小時，焓降變化焓降變化（ ）大；）大；所以：所以：* * 承擔(dān)基本負(fù)荷的機(jī)組，運行時，負(fù)荷變化不大，則調(diào)節(jié)級焓降應(yīng)取小些，承擔(dān)基本負(fù)荷的機(jī)組，運行時，負(fù)荷變化不大，則調(diào)節(jié)

58、級焓降應(yīng)取小些， 以求較高的效率；以求較高的效率；* * 承擔(dān)尖峰負(fù)荷的機(jī)組，運行時，負(fù)荷變化大，則調(diào)節(jié)級焓降應(yīng)取大些（雙承擔(dān)尖峰負(fù)荷的機(jī)組，運行時，負(fù)荷變化大，則調(diào)節(jié)級焓降應(yīng)取大些（雙 列級），使之在工況變動時，調(diào)節(jié)級焓降變化不大，效率變化不大。列級），使之在工況變動時，調(diào)節(jié)級焓降變化不大，效率變化不大。1th1th1th1th60第五節(jié)第五節(jié) 蒸汽初終參數(shù)的變化對汽輪機(jī)工作的影響蒸汽初終參數(shù)的變化對汽輪機(jī)工作的影響 工況變動時，除流量變化之外，汽輪機(jī)的初終參數(shù)也有變動。當(dāng)初終參工況變動時，除流量變化之外，汽輪機(jī)的初終參數(shù)也有變動。當(dāng)初終參數(shù)變化超過一定范圍后，不僅影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，對機(jī)組的

59、安全也會有影響。數(shù)變化超過一定范圍后，不僅影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，對機(jī)組的安全也會有影響。一、初溫、背壓不變，初壓變化對功率的影響一、初溫、背壓不變，初壓變化對功率的影響蒸汽初壓的變化，將會引起進(jìn)汽量、理想焓降和內(nèi)效率的變化。汽輪機(jī)蒸汽初壓的變化，將會引起進(jìn)汽量、理想焓降和內(nèi)效率的變化。汽輪機(jī) 的內(nèi)功率為：的內(nèi)功率為：當(dāng)初壓變化不大時，當(dāng)初壓變化不大時，汽輪機(jī)的內(nèi)功率變化為三部分變化之和汽輪機(jī)的內(nèi)功率變化為三部分變化之和： 3600triiG HP000000360036003600tririttriiHGHG HGPpppppp（A）（B）61（一）（一）當(dāng)初壓變化而調(diào)節(jié)閥開度不變當(dāng)初壓變化而調(diào)節(jié)

60、閥開度不變 對式（對式（B B）的各項進(jìn)行簡化、推導(dǎo)可得：）的各項進(jìn)行簡化、推導(dǎo)可得： （5-32）上式兩邊同除以式（上式兩邊同除以式（A A）得相對值）得相對值：（5-33）上式表明，上式表明，當(dāng)初溫、背壓不變時當(dāng)初溫、背壓不變時，功率變功率變化量（化量（ ） 正比于初壓改變量正比于初壓改變量（ ），），而背壓越高，初壓對功率的而背壓越高，初壓對功率的影響就越大影響就越大，即對背壓機(jī)影響更大。如圖，即對背壓機(jī)影響更大。如圖5-265-26所示，在不同背壓下，功率增加與初所示，在不同背壓下，功率增加與初壓的關(guān)系。壓的關(guān)系。0p圖5-2610 002001kkiitPp vppPHppiP100