汽輪機設(shè)備教學課件下載-樣章

1、汽輪機設(shè)備教學課件下載-樣章.ppt第二章 多級汽輪機 第一節(jié) 多級汽輪機的工作特點 第二節(jié) 多級汽輪機的損失及其裝置的效率和熱 經(jīng)濟指標第三節(jié) 多級汽輪機的軸向推力 第二章 多級汽輪機第一節(jié) 多級汽輪機的工作特點引言 單級汽輪機增大圓周速度和蒸汽流量都受到材料強度的限制，因此增大汽輪機的功率和保證高效率唯一的途徑，就是采用多級汽輪機。 組成：由工作壓力上下順序排列的假設(shè)干級組成。 種類：多級沖動式汽輪機 多級反動式汽輪機多級汽輪機的熱力過程 一、多級汽輪機的特點 一多級汽輪機的優(yōu)越性 1、多級汽輪機的循環(huán)熱效率大大提高 2、多級汽輪機的相對內(nèi)效率明顯提高 3、多級汽輪機單位功率的投資大大減小

2、 二多級汽輪機存在的問題 1增加了一些附加的能量損失，如級間漏汽損失、濕汽損失等。 2由于級數(shù)多，相應地增加了機組的長度 和質(zhì)量。 3由于新蒸汽和再熱蒸汽溫度的提高，多 極汽輪機高中壓缸前面假設(shè)干級的工作溫度較高， 故對零部件的金屬材料要求高。 4級數(shù)增加，零部件增多，使多級汽輪機 的結(jié)構(gòu)更為復雜。 二、多級汽輪機的余速利用 2、余速利用對整機效率的影響 整機熱力過程線左移，整個過程的熵增減小，效率提高。 3、實現(xiàn)余速利用的條件 1相鄰兩級的局部進汽度相同。 2相鄰兩級的通流局部過渡平滑。 3相鄰兩級之間的軸向間隙要小，流量變化不大。 4前一級的排汽角2應與后一級噴管的進汽角0g一致。 三、多

3、級汽輪機的重熱現(xiàn)象 重熱現(xiàn)象：在汽輪機中，前級的損失在后面各級中還能局部地得到利用，這種現(xiàn)象稱為多級汽輪機的重熱現(xiàn)象。 結(jié)論：由于重熱現(xiàn)象，使多級汽輪機內(nèi) 的效率大于各級的平均內(nèi)效率。重熱系數(shù)越大，多級汽輪機的內(nèi) 效率就越高。四、多級汽輪機各級段的工作特點 1、高壓段：在多級汽輪機的的高壓段，工作蒸汽的壓力、溫度很高，比體積較小。 2、低壓段：蒸汽的容積流量很大。 3、中壓段：介于高壓段和低壓段之間。 第二節(jié) 多級汽輪機的損失及其 裝置的效率和熱經(jīng)濟指標 一、多級汽輪機的損失 損失分類： 1、 外部損失：不直接影響蒸汽狀態(tài)的損失。 2、 內(nèi)部損失：直接影響蒸汽狀態(tài)的損失。 一外部損失 1、 機

4、械損失：汽機運行時，克服支持軸承和 推力軸承的摩擦阻力，帶動主油泵、調(diào)速器等消 耗一局部有用功造成的損失。 外部漏汽損失 產(chǎn)生原因： 汽輪機的主軸在穿出汽缸兩端時，為了 防止動靜局部的摩擦，總要留有一定的 間隙，又由于汽缸內(nèi)外存在著壓差，那么 必然會使高壓端有一局部蒸汽向外漏出， 這局部蒸汽不作功，因而造成了能量損 失 。 在處于真空狀態(tài)下的低壓端會有一局部 空氣從外向里漏入而破壞真空，增大抽 氣器的負擔。 防止漏汽的措施： 安裝齒形汽封 原理：齒形汽封能夠盡量地減少漏汽間隙，并能有效地降低漏汽速度。 安裝軸封系統(tǒng) 正壓軸封：裝在汽側(cè)壓力高于外界大氣壓處的汽封。 作用：在正常負壓下減少汽輪機內(nèi)

5、高壓蒸汽向外的漏汽量。 負壓軸封：裝在汽側(cè)壓力低于外界大氣壓處的汽封。 作用：防止外界空氣漏入汽缸。 軸封系統(tǒng)：汽輪機各汽缸端部的軸封及其之間相連接的管道和附屬設(shè)備，稱為汽輪機的軸封系統(tǒng)上海汽輪機廠300MW汽輪機軸封系統(tǒng)。 自密封軸封系統(tǒng)：在機組正常運行時，靠高中壓缸兩端軸封漏汽為低壓端軸封的供汽，不需要另供軸封用汽的系統(tǒng)。 二內(nèi)部損失 1、汽輪機進汽機構(gòu)的節(jié)流損失 定義：由于節(jié)流作用引起的焓降損失稱為進汽機構(gòu)中的節(jié)流損失。 2、排汽管中的壓力損失 定義：由于排汽管壓力損失而引起的汽輪機整機理想焓降的減少。 3、中間再熱管道的壓力損失考慮進排汽機構(gòu)中損失的熱力過程曲線，如圖2-6二、 汽輪機

6、及其裝置的效率一相對效率汽輪機的相對內(nèi)效率 理想焓降 理想功率 內(nèi)功率 汽輪機的相對有效效率 機械效率 相對內(nèi)效率 汽輪發(fā)電機組的相對電效率 電功率 發(fā)電機效率 相對有效效率 二絕對效率 1、絕對效率 定義：以汽輪發(fā)電機組不同的功率作為輸出能量所得到的一組效率稱為絕對效率。 2、循環(huán)熱效率 3、絕對電效率三、汽輪發(fā)電機組的經(jīng)濟指標一汽耗率 定義：汽輪發(fā)電機組每發(fā)1kwh的電所消耗的蒸汽量。 符號：d 單位： 二熱耗率 定義：汽輪發(fā)電機組每發(fā)1kwh的電所消耗 的熱量。 符號：q 單位： 對于中間再熱機組： 汽輪機總進汽量，kg/h 再熱蒸汽量，kg/h 再熱蒸汽熱段焓和冷段焓,kJ/kg 汽輪

7、發(fā)電機組各種效率及經(jīng)濟指標的大致范圍四、汽輪機的極限功率和提高單機功率的途徑一汽輪機的極限功率 定義： 指在一定的蒸汽初終參數(shù)和轉(zhuǎn)速下，單排汽口凝汽式汽輪機所能獲得的最大功率。 從國產(chǎn)30MW雙排汽、600MW四排汽與進口360MW雙排汽亞臨界一次中間再熱汽輪機了解到， 汽輪機的極限功率可達150180MW。 二提高單機功率的途徑 1、 增大末級葉片軸向面積； 2、 采用高強度、低密度材料，可使末級葉片高大 大增加； 3、 增加單機功率的最有效措施是增加汽輪機的排汽口； 4、 采用低轉(zhuǎn)速，如轉(zhuǎn)速降低一半。 第三節(jié) 多級汽輪機的軸向推力一、概念 蒸汽在軸流式多級汽輪機的通流局部膨脹作功時，除了對

8、轉(zhuǎn)子作用一個輪周力對外作功之外，還作用一個使轉(zhuǎn)子由高壓端向低壓端移動的軸向力，這個力稱為軸向推力。二、軸向推力產(chǎn)生的原因 1、作用在動葉片上的軸向推力FzlFzl=G(c1sin1 - c2sin2) +dblb(p1- p2) 在沖動級中，汽流的向分速度通常變化不大，故可略去上式中的第一項，而且一般情況下mp。 對于局部進汽的沖動級，其軸向推力假設(shè)是雙列速度級，那么兩列動葉上的軸向推力應分別計算，之后相加。所以為了計算方便和平安起見，一般用m (p 0 p2) 代替(p1-p2)，因此，上式變?yōu)镕zldblbm(p0-p2) 2、作用在葉輪輪面上的軸向推力Fz2 當葉輪兩側(cè)輪轂直徑相等，即d

9、1=d2=d時。那么 對于 局部進汽的級，由于不進汽的動葉所受的壓力差也為pd-p2，因此，在 Fz2 的計算式中應增加 (1-e)dblb(pd-p2) 一項。 3、作用在輪轂上或轉(zhuǎn)子凸肩上的軸向推力FZ3對于反動式汽輪機，動葉設(shè)置在輪轂上，故只計算輪轂上的軸向推力。 式中，d1、d2對應計算面上的內(nèi)徑和外徑； Px對應計算面上的靜壓力。4、作用在軸封凸肩上的軸向推力FZ4 式中 dp軸封凸肩的直徑， m；h凸肩的高度，m；n凸肩的數(shù)目。pi 任一凸肩兩側(cè)的壓力差，假設(shè)Z個齒隙的壓力降相等，那么(2-29) 對于齒形軸封，其齒數(shù)Z2n，那么式2-29可寫成 FZ4=0.5dph(p0-pd)

10、 對于平齒軸封，由于凸肩高度h=0,故FZ4=0。 運用上面的公式，將轉(zhuǎn)子上各側(cè)的軸向推力計算出來以后，再將它們都疊加起來，就得出整個轉(zhuǎn)子的軸向推力FZ，即 Fz=Fz1+Fz2+Fz3+Fz4 實際上Fz3 和Fz4的值相對于Fz來說是很小的,故可以不計算。 三、多級汽輪機軸向推力的平衡方法 常見的平衡措施有以下幾種：1、設(shè)置平衡活塞 如圖 2-9 所示，就是將高壓軸封套的直徑 dx 加大。由于平衡活塞上裝有齒形軸封，所以使蒸汽壓力由活塞高壓側(cè)的壓力 p1 降低到低壓側(cè)的 p2 。這樣，在平衡活塞兩側(cè)壓差p1-pX的作用下，產(chǎn)生一個方向與軸向推力相反的力，從而平衡了一局部軸向推力。2、采用具有平衡孔的葉輪 平衡孔用于減少葉輪兩側(cè)的壓差，以減少轉(zhuǎn)子的軸向推力，特別是對葉輪兩側(cè)壓差較大的高壓級葉輪常采用這種方法。3、采用相反流動的布置 如果汽輪機是多缸的，那么可適當布置汽缸，使不同汽缸的汽流作相反方向流動，這樣不同方向的汽流所引起的軸向推力方向相反，可相互抵消一局部。 在反動式汽輪機中也應充分利用汽缸或級組對置排列來減少軸向推力。 對于反動式汽輪機，由于其動葉前后壓差比沖動式汽輪機大，所以它的軸向推力也比同類型沖動式汽輪機要大得多，為減小其軸向推力，反動式汽輪機毫無例外地采用轉(zhuǎn)鼓和平衡活塞，活塞直徑和前軸封漏汽量也比沖動式汽輪機大。 此外，在反動式汽輪機中也應充