汽輪機(jī)復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)

1、汽輪機(jī)整理知識(shí)點(diǎn)2第一章1、級(jí)的概念由一列靜葉柵和一列動(dòng)葉柵組成完成蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子的機(jī)械能的最基本工作單元2、分類純沖動(dòng)級(jí)熱力特點(diǎn)：Qm=0，汽流在動(dòng)葉通道中不膨脹。hb=0結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：動(dòng)葉葉型為對(duì)稱彎曲，即動(dòng)葉內(nèi)各流通截面相同流動(dòng)特點(diǎn)：動(dòng)葉進(jìn)出口處壓力P1=P2，汽流的相對(duì)速度W=w2；性能特點(diǎn)：做功能力大，但效率較低，損失大。反動(dòng)級(jí)：熱力特點(diǎn)：動(dòng)靜葉中蒸汽膨脹程度（焓降）相等。hn=hb=0.5ht,Qm=0.5,實(shí)際略小于0.5結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：動(dòng)、靜葉通道的截面基本相同；動(dòng)靜葉型相同流動(dòng)特點(diǎn)：壓降基本相同，c1=w2。性能特點(diǎn)：做功能力最小，流動(dòng)效率最高。沖動(dòng)級(jí)熱力特點(diǎn)：膨脹主要發(fā)生于噴嘴

2、中,為提高流動(dòng)效率動(dòng)葉中也有少量膨脹，hnhb,般Q=0.050.30結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：動(dòng)葉通道的彎曲程度小于靜葉。流動(dòng)特點(diǎn)：動(dòng)葉中增速小于靜葉。性能特點(diǎn)：相同幾何尺寸下做功能力比反動(dòng)級(jí)大流動(dòng)效率較純沖動(dòng)級(jí)高。復(fù)速級(jí)（雙列速度級(jí)）熱力特點(diǎn):汽流在導(dǎo)葉和動(dòng)葉通道中膨脹較小。結(jié)構(gòu)特點(diǎn):導(dǎo)葉和動(dòng)葉為等截面通道流動(dòng)特點(diǎn):導(dǎo)葉中汽流只轉(zhuǎn)向不加速.性能特點(diǎn)：做功能力最大，流動(dòng)效率最低。3、反動(dòng)度Ah=b沁bAhoAho+Atnb表示蒸汽在動(dòng)葉通道中的膨脹程度。定義為動(dòng)葉中的理想比焓降與級(jí)的滯止理想Ah比焓降之比,級(jí)的平均直徑處的反動(dòng)度用Qm來表示。Qm4、熱力過程線繪制級(jí)的滯止理想比焓降A(chǔ)ho=Ah+Ah+8ht

3、nbco輪周有效比焓降A(chǔ)h=Aho-8h-8h-8h噴嘴損失動(dòng)葉損失余速損失之動(dòng)葉損失8h=hb82tnbc2u8噴嘴損失h=hn1-hh2t=c2余速損失-噴嘴理想比焓降動(dòng)葉理想比焓降-AhnAhb-h1tc222噴嘴的滯止理想比焓降A(chǔ)hon級(jí)的滯止理想比焓降A(chǔ)ht08、1111urC1CPS十CjCOS*21-hWjC-DS2.tb)兀dnubu表示動(dòng)葉平均直徑處的圓周速度60c噴嘴1(動(dòng)葉2)出口氣流的絕對(duì)速度w氣流相對(duì)速度離開噴嘴1(動(dòng)葉2)A葉輪旋轉(zhuǎn)平面與絕對(duì)氣流速度c的夾角B葉輪旋轉(zhuǎn)平面與相對(duì)氣流速度w的夾角5、臨界壓力與臨界速度1)臨界速度噴嘴的臨界速度僅與進(jìn)口參數(shù)有關(guān)與流動(dòng)中有

4、無(wú)損失和損失的大小無(wú)關(guān)與當(dāng)?shù)芈曀傧嗟鹊臍饬魉俣?2)臨界壓力c1cnc2亠P1c()k-1P8(丄菟ncp0K+16、蒸汽在噴嘴斜切部分內(nèi)的膨脹(1)nnc斜切部分不膨脹，噴嘴喉部截面AB上cPpAB1cAB1ABasin-1(=)只起導(dǎo)流作用，流速小于或等于音速。1ACp1cAAB-1sina-1-1nn1nnABsina-1Ac-11n(3)臨界壓比=臨界壓力p1c與滯止壓力p00之比，叫臨界壓比8(2)8噴嘴喉部截面AB上c二cp二p在斜切部分，汽流從nncAB1cAB1c膨脹到背壓，A點(diǎn)成為擾動(dòng)源，發(fā)出一組特性線形成膨脹波區(qū)。汽流通過特性線后，速度增加，壓力下降，直到壓力為背壓，此時(shí)汽

5、流偏轉(zhuǎn)q7、(1)輪周效率nu定義：1kg蒸汽所作出的輪周功Wu與蒸汽在該級(jí)所消耗的理想能量E0之比稱為級(jí)的輪周效率。Wn=uuE0t1ET0cc1_c22M余速利用系數(shù)2u(ccosa+ccosa)=1122c2pc2a12M0表示本級(jí)利用上一級(jí)余速動(dòng)能的份額M1表示本級(jí)余速動(dòng)能被下一級(jí)利用的份額ux=1c2)級(jí)的速比c1最佳速比：對(duì)應(yīng)最高輪周效率的速(xi)opa.純沖動(dòng)級(jí)最佳速比(x)1op1=cosa2軸向排汽，效率最高1ca為級(jí)的假想理想速度，即假定級(jí)的滯止理想焓降全部在噴嘴中等比熵膨脹所獲a得的理想速度。軸向排汽，效率最高b典型反動(dòng)最佳速比(x)=cosa1op1c.典型復(fù)速級(jí)最佳

6、速比(x)=1cosa軸向排汽，效率最高1op41(3)能損分析式用來分析各種輪周損失所占比例較為方便E+h6h6h6hn=01cnb片=i匚一匚(1p)CuEnb1c20噴嘴損失系數(shù)，n=5hn/E0動(dòng)葉損失系數(shù)，zb=6hb/E0c2余速損失系數(shù)，c2=&hc2/E0（1）葉柵損失a.葉型損失機(jī)理1.邊界層（附面層）摩擦損失邊界層摩擦損失的大小i）葉型ii）表面光潔度iii）葉型表面壓力分布2.邊界層脫離引起的渦流損失3.尾跡損失4.沖波損失葉型損失的影響因素：1.進(jìn)汽角的影響2.相對(duì)節(jié)距影響b.端部損失（葉高損失）機(jī)理:端部損失是指氣流流過葉頂及葉根邊界區(qū)域時(shí)產(chǎn)生的能量損失。端部損失的影

7、響因素:葉型、相對(duì)節(jié)距、安裝角進(jìn)氣角等;相對(duì)咼度Tl/b（2）級(jí)內(nèi)損失包括噴嘴損失&hn、動(dòng)葉損失6hb余速損失6hc2、葉咼損失您、扇形損失6h0、葉輪摩擦損失6hf部分進(jìn)汽損失&he、漏汽損失Sh6、濕汽損失6hx葉高損失Shl也稱端部損失5h=aAh匕=ShiluiE葉輪摩擦損失Shf0組成:1.葉輪兩側(cè)及圍帶表面粗糙度引起的摩擦損失2.子午面內(nèi)的渦流運(yùn)動(dòng)引起的損失扇形損失She特點(diǎn)：1.葉柵的相對(duì)節(jié)距t/b不是常數(shù)（,而是從內(nèi)徑向外徑成正比例增加的這樣除了平均直徑處的相對(duì)節(jié)距為最佳外，其他各截面偏離最佳值，這就帶來了流動(dòng)損失。）2.葉柵出口汽流在軸向間隙中存在著壓力梯度，即由內(nèi)徑向外徑

8、靜壓力逐漸增加，所以會(huì)產(chǎn)生徑向流動(dòng)損失。zten_n_兀dd.部分進(jìn)汽損失Shem組成:鼓風(fēng)損失:發(fā)生在不加噴嘴的弧段內(nèi)；斥汽損失:發(fā)生在裝有噴嘴的工作弧段內(nèi)（當(dāng)e1時(shí)，只有當(dāng)動(dòng)葉通過噴嘴弧段時(shí)，才有工作蒸汽通過作功。當(dāng)動(dòng)葉通過無(wú)噴嘴弧段時(shí)，不但沒有工作蒸汽作功，反而象鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)扇一樣，與充滿停滯的蒸汽摩擦，產(chǎn)生損失。）漏汽損失ShS沖動(dòng)級(jí)（隔板漏汽損失5h、動(dòng)葉頂部的漏汽損失5h）pt防治措施：開設(shè)平衡孔，動(dòng)葉根部設(shè)汽封片，選擇合理的反動(dòng)度使根部不吸不漏；隔板汽封使用高低齒汽封反動(dòng)級(jí)漏汽量要比沖動(dòng)級(jí)漏汽量大防止措施：盡量減少?gòu)较蜷g隙，采用徑向軸向汽封結(jié)構(gòu)；較長(zhǎng)扭葉片無(wú)圍帶時(shí)，可削弱動(dòng)葉頂部；設(shè)

9、法減小葉頂反動(dòng)度。濕汽損失5hx1、損失產(chǎn)生原因：濕蒸汽過飽和現(xiàn)象對(duì)級(jí)的能量轉(zhuǎn)換產(chǎn)生影響為理想比焓降減少形成過冷損失濕蒸汽在膨脹過程中析出水珠，在汽水兩相流動(dòng)中，低速的水珠被高速的蒸汽挾帶著流動(dòng)，從而消耗了汽流的一部分動(dòng)能，稱之為挾帶損失。水珠的速度小于汽相的速度，偏離動(dòng)葉入口方向的水珠撞在動(dòng)葉進(jìn)口處的背弧上，產(chǎn)生阻止葉輪旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)作用，克服它要消耗一部分有用功，稱之為制動(dòng)損失。水珠撞在噴嘴進(jìn)口處的壁面上，擾亂了主汽流，造成損失，稱之為擾流損失。采用捕水裝置，當(dāng)從級(jí)內(nèi)排除部分液相的同時(shí)，都不可避免的伴隨著一部分蒸汽同時(shí)被抽出汽輪機(jī)，造成工質(zhì)損失。2、常用去濕方法及防護(hù)措施（1）.由捕水口，捕水

10、室和疏水通道組成的級(jí)內(nèi)捕水裝置（2）.具有吸水縫的空心噴嘴（3）.采用出汽邊噴射蒸汽的空心噴嘴損失分析：例全周進(jìn)氣的級(jí)沒有部分進(jìn)氣損失采用轉(zhuǎn)鼓的反動(dòng)式汽輪機(jī)不考慮葉輪摩擦損失過熱蒸汽區(qū)工作的級(jí)沒有濕氣損失采用扭葉片的級(jí)不存在扇形損失調(diào)節(jié)級(jí)不考慮隔板漏氣損失低壓級(jí)有時(shí)可不考慮葉輪摩擦損失較長(zhǎng)葉片中不考慮葉高損失9、級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率：級(jí)的有效比焓降4hj與級(jí)的理想可用能量E0之比稱為級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率，簡(jiǎn)稱級(jí)效率，用i表示，級(jí)的有效比焓降4hi可表示為Ah二Aho-8h-8h-8h-8h-8h-8h-8h-8h-8hitnbl0fe8xc?=Aho工8htAhAho一丫8h耳=卜=tm為余速利用率，n為

11、衡量汽輪機(jī)的重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)EoAht0-78hc210、級(jí)的實(shí)際熱力過程曲線E8h是該級(jí)除輪周損失外的另外幾種損失之和3點(diǎn)是該級(jí)的實(shí)際排汽點(diǎn)如果余速被利用，3o點(diǎn)是下級(jí)進(jìn)口滯止?fàn)顟B(tài)點(diǎn)第二章1、重?zé)岈F(xiàn)象和重?zé)嵯禂?shù)1)重?zé)岈F(xiàn)象：上一級(jí)的損失造成比熵的增大將使后面級(jí)的理想比焓降增大，即上一級(jí)損失中的一小部分可以在以后各級(jí)中得到利用的現(xiàn)象等壓線之間的理想比焓降隨著比熵的增大而增大SAh-Ahmac(2)重?zé)嵯禂?shù)a-ttAhmact各級(jí)具有相同的相對(duì)內(nèi)效率levi整臺(tái)多級(jí)汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率耳mac=iAhmaciAhmac=qlev-(1+a)i2、多級(jí)汽輪機(jī)各級(jí)段的特點(diǎn)(一)高壓段：特點(diǎn)：(1)高壓、高溫

12、，比容小，蒸汽容積流量小噴嘴出口汽流方向角al較小。沖動(dòng)式a=1114，反式汽輪機(jī)取a=1420。(3)在沖動(dòng)汽輪機(jī)的高壓段，級(jí)的反動(dòng)度一般不大。(4)各級(jí)比焓降不大，比焓降的變化也不大。漏汽損失較大。葉輪摩擦損失也較大，高壓段各級(jí)的效率較低，葉高損失也較大(二)低壓段特點(diǎn)(1)蒸汽容積流量很大，要求很大的通流面積，葉片高度勢(shì)必很大。(2)級(jí)的反動(dòng)度在低壓段也明顯增大(3)余速損失較大；濕汽損失，而且越往后該項(xiàng)損失越大；漏汽損失很??；葉輪摩擦損失很小；沒有部分進(jìn)汽損失。(4)對(duì)于低壓級(jí)，由于濕汽損失很大，使效率降低，特別是最后幾級(jí)，效率降低更多。三)中壓段特點(diǎn)（1）葉高損失較?。粵]有部分進(jìn)汽損

13、失；漏汽損失較小，葉輪摩擦損失也較小，也沒有濕汽損失；中壓各級(jí)的級(jí)內(nèi)損失較小，效率要比高壓級(jí)和低壓級(jí)都高（2）中壓各級(jí)反動(dòng)度一般介于高壓級(jí)和低壓級(jí)之間，且逐漸增大。（3）高壓缸效率最低，中壓缸的工況較好，故效率最高。3、汽輪機(jī)裝置的評(píng)價(jià)指標(biāo)、汽耗率、熱耗率與煤耗率的定義及用途1）相對(duì)效率-汽輪機(jī)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)中有絕對(duì)效率和相對(duì)效率兩種,相對(duì)內(nèi)效率-汽輪機(jī)有效焓降與理想焓降之比耳=i=iiAhmacPtta.b.c.AhmacP汽輪機(jī)的機(jī)械效率：汽輪機(jī)的軸端功率與汽輪機(jī)的內(nèi)功率之比耳二P/Pmei發(fā)電機(jī)效率：發(fā)電機(jī)的輸出功率與汽輪機(jī)的軸端功率之比“=P/Pgeled.汽輪發(fā)電機(jī)組的相對(duì)電效率：前三

14、者乘積耳=耳耳耳elimg（2）絕對(duì)效率（公式不記）循環(huán)熱效率：1kg蒸汽具有的理想比焓降與1kg蒸汽在鍋爐中的吸熱量之比絕對(duì)電效率：1kg蒸汽理想比焓降中轉(zhuǎn)換成電能部分與整個(gè)熱力循環(huán)中加給1kg蒸汽的能量之比電廠熱效率：在絕對(duì)電效率基礎(chǔ)上考慮鍋爐效率、管道效率和廠用電率等所得到的效率3）其他熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)汽耗率-每生產(chǎn)1kWh電能所消耗的蒸汽量。汽耗率只能對(duì)同型號(hào)的機(jī)組評(píng)價(jià)其運(yùn)行管理水平。熱耗率每生產(chǎn)1kWh電能所消耗的熱量。熱耗率不僅反映汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)的完善程度，也反映發(fā)電廠熱力循環(huán)的效率和運(yùn)行技術(shù)水平。C.煤耗率-機(jī)組發(fā)出1KWh電量所消耗的標(biāo)煤量（標(biāo)準(zhǔn)煤g/KWh）。（1kg標(biāo)準(zhǔn)煤發(fā)熱量為7

15、000Kcal）。分為發(fā)電煤耗、供電煤耗。4、軸向推力產(chǎn)生的原因和平衡方法(1)軸向推力產(chǎn)生的原因：在軸流式汽輪機(jī)中，通常是高壓蒸汽由一端進(jìn)入，低壓蒸汽由另一端流出，從整體來看，蒸汽對(duì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子施加了一個(gè)由高壓端指向低壓端的軸向力，使轉(zhuǎn)子存在一個(gè)向低壓端移動(dòng)的趨勢(shì)，這個(gè)力就稱為轉(zhuǎn)子的軸向推力。(2)軸向推力的平衡方法：a開平衡孔b平衡活塞法c.轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)成轉(zhuǎn)鼓形式d相反流動(dòng)布置法e采用推力軸承第三章1、汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)工況和變工況汽輪機(jī)在設(shè)計(jì)參數(shù)(進(jìn)行汽輪機(jī)熱力設(shè)計(jì)時(shí)確定的各參數(shù))下運(yùn)行為設(shè)計(jì)工況，也稱設(shè)計(jì)工況(在此工況下運(yùn)行效率最高)變工況：汽輪機(jī)在偏離設(shè)計(jì)參數(shù)的條件下運(yùn)行的工況2、節(jié)流配汽：全部

16、蒸汽通過一個(gè)或幾個(gè)同時(shí)開啟閥門，進(jìn)入汽輪機(jī)優(yōu)點(diǎn)：(1)沒有調(diào)節(jié)級(jí)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低。(2)在定壓運(yùn)行時(shí)，各級(jí)溫度變化較小，對(duì)負(fù)荷適應(yīng)性較好。缺點(diǎn)：部分負(fù)荷時(shí)，節(jié)流損失較大，效率低3、噴嘴配汽：每一噴嘴組由1個(gè)獨(dú)立的調(diào)節(jié)汽門控制。變負(fù)荷時(shí)，這些調(diào)節(jié)汽門依次開啟或關(guān)閉，改變進(jìn)汽量。這種配汽方式稱為噴嘴配汽。優(yōu)點(diǎn)：定壓運(yùn)行時(shí)節(jié)流損失較少.效率高于節(jié)流配汽。缺點(diǎn)：變工況時(shí)，溫度變化較大，引起的熱應(yīng)力較大。4、定壓運(yùn)行：機(jī)組負(fù)荷變化時(shí)，汽輪機(jī)的進(jìn)汽參數(shù)不變。通過調(diào)整汽門開度調(diào)節(jié)進(jìn)汽量，改變機(jī)組負(fù)荷?；瑝哼\(yùn)行：調(diào)節(jié)汽門全開或開度不變，汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力與流量都隨負(fù)荷升降而增減。安全性：主要考核機(jī)組在變負(fù)荷

17、時(shí)，汽輪機(jī)零部件熱應(yīng)力大?。混`活性：是指允許機(jī)組負(fù)荷變化速率的大小。汽輪機(jī)零部件的熱應(yīng)力，主要與溫度變化大小及變化速率有關(guān)，溫度變化越大，熱應(yīng)力越大，安全性越差。對(duì)于同等幅度的負(fù)荷變化，溫度變化越大，靈活性就越差。因此，安全性和靈活性是統(tǒng)一的，滑壓運(yùn)行機(jī)組的安全性和靈活性都高于定壓運(yùn)行，滑壓運(yùn)行適于調(diào)峰第四章蕤汽；冷卻水（循環(huán)水）；P慕汽空一二凝結(jié)水；4氣棍合物P:汽輪機(jī)：2.發(fā)電機(jī)：E凝汽器：抽氣設(shè)備：心5循環(huán)水泵：6凝結(jié)水泵團(tuán)4-1是春輪機(jī)凝汽系SE示意團(tuán)41、凝汽設(shè)備示意圖，凝汽設(shè)備的作用及任務(wù)作用：凝汽設(shè)備在汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)中起著冷源作用。降低汽輪機(jī)排汽的壓力和溫度，就可以減小冷源

18、損失，提高循環(huán)熱效率。任務(wù)：1、建立并維持高度真空2、生成潔凈的凝結(jié)水，為鍋爐提供給水3、對(duì)凝結(jié)水進(jìn)行除氧，減少對(duì)設(shè)備的氧化腐蝕2、主凝結(jié)區(qū)、空氣冷卻區(qū)作用：蒸汽在主凝結(jié)區(qū)大量凝結(jié)，空冷區(qū)為再次冷卻凝結(jié)被抽出的空氣、蒸汽混合物到空氣出口處，蒸汽和空氣的質(zhì)量流量已經(jīng)是同一數(shù)量級(jí)，蒸汽壓力明顯減小，飽和度降低，使空氣容積流量減小，抽氣器負(fù)荷減輕，抽氣效果好3、凝汽器的極限真空：指使汽輪機(jī)作功達(dá)到最大值排汽壓力所對(duì)應(yīng)的真空凝汽器的最佳真空：背壓降低時(shí)，機(jī)組電功率增量，與增加循環(huán)水量循環(huán)水泵所消耗的電功率增量之間的差值最大的循環(huán)水量所對(duì)應(yīng)的真空4、過冷度：凝水溫度低于凝汽器入口蒸汽溫度所低的度數(shù)稱為過冷度過冷度過大危害：會(huì)使凝結(jié)水中的含氧量增加,加速設(shè)備的氧腐蝕不利安全運(yùn)行（凝結(jié)水過冷卻時(shí),凝結(jié)水身的熱額外地被冷卻水帶走一部分,這使凝結(jié)水回?zé)峒訜釙r(shí),又額外地多消耗一些汽輪機(jī)抽汽）降低了電廠的熱經(jīng)濟(jì)性5、冷卻倍率：為冷卻水量與被凝結(jié)蒸汽量的比值mD/Dwc6、抽氣器的作用：（1）機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，在汽輪機(jī)內(nèi)部建立真空；（2）抽取凝汽器汽側(cè)空間的不凝結(jié)氣體，以保持汽側(cè)良好的傳熱狀態(tài)和凝汽器真空。分類：射流式抽氣器：射汽抽氣器（小型機(jī)組）射水抽氣器（大型機(jī)組）水環(huán)式真空泵、亠&亠第六章1、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的速度