汽機(jī)工作原理

1、汽輪機(jī)工作原理1熱力過程分析熱力過程線-蒸汽在動(dòng)、靜葉柵中膨脹過程在h-s圖上的表示。2熱力過程分析理想過程-可逆的等熵過程。實(shí)際過程-不可逆絕熱膨脹過程（耗散效應(yīng)，轉(zhuǎn)換效率低于理想過程） 1.部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽芰抠H值）-熱能被蒸汽重新吸收 2.實(shí)際過程噴嘴和動(dòng)葉出口汽流的焓與熵相對(duì)理想過程增加34hs動(dòng)葉進(jìn)口噴嘴進(jìn)口0入口初速動(dòng)能12余速動(dòng)能噴嘴損失動(dòng)葉損失噴嘴理想比焓降+=動(dòng)葉理想比焓降 5輪周損失噴嘴損失、動(dòng)葉損失、余速損失統(tǒng)稱為級(jí)的輪周損失。6噴嘴損失噴嘴出口汽流的實(shí)際比焓值與理想比焓值之差即是噴嘴中的能量損失7動(dòng)葉損失動(dòng)葉出口汽流的實(shí)際比焓值與理想比焓值之差即是動(dòng)葉中的能量損失8

2、余速損失汽流離開動(dòng)葉通道時(shí)具有一定的速度，這個(gè)速度對(duì)應(yīng)的動(dòng)能在該級(jí)內(nèi)已不能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，因而對(duì)該級(jí)而言就是一種能量損失，稱為余速損失9噴嘴(或動(dòng)葉)效率-實(shí)際焓降與理想焓降之比1kg蒸汽在級(jí)的理想過程中輸出給動(dòng)葉柵的機(jī)械功稱為級(jí)的滯止理想比焓降1kg蒸汽實(shí)際轉(zhuǎn)換為動(dòng)葉柵上機(jī)械功的有效焓降稱為輪周有效比焓降10反動(dòng)度又稱為反動(dòng)率,表征蒸汽在動(dòng)葉通道中的膨脹程度。定義為動(dòng)葉中的理想焓降與級(jí)的等熵絕熱焓降之比,級(jí)的平均直徑(1/2葉高)處的反動(dòng)度用m來表示。即11級(jí)的分類純沖動(dòng)級(jí)反動(dòng)級(jí)沖動(dòng)級(jí)復(fù)速級(jí)12純沖動(dòng)級(jí)熱力特點(diǎn):汽流在動(dòng)葉通道中不膨脹動(dòng)葉受力特點(diǎn)：沖動(dòng)力，無膨脹加速的反動(dòng)力結(jié)構(gòu)特點(diǎn):動(dòng)葉葉型幾

3、乎為對(duì)稱彎曲，即動(dòng)葉內(nèi)各流通截面近似相同流動(dòng)特點(diǎn):動(dòng)葉進(jìn)出口處壓力P1=P2和汽流的相對(duì)速度w1=w2相等性能特點(diǎn)：做功能力大，但效率較低，損失大，故現(xiàn)已不在采用。13反動(dòng)級(jí)熱力特點(diǎn):動(dòng)靜葉中蒸汽膨脹程度相等動(dòng)葉受力特點(diǎn)：既受沖動(dòng)力和汽流在動(dòng)葉中轉(zhuǎn)向的反動(dòng)力，又受膨脹加速的反動(dòng)力結(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):動(dòng)、靜葉中增速相等.性能特點(diǎn)：做功能力最小，流動(dòng)效率最高，動(dòng)葉頂部漏汽大。14沖動(dòng)級(jí)熱力特點(diǎn):膨脹主要發(fā)生于噴嘴中,為提高流動(dòng)效率動(dòng)葉中也有少量膨脹動(dòng)葉受力特點(diǎn)：既受沖動(dòng)力和汽流在動(dòng)葉中轉(zhuǎn)向的反動(dòng)力，又受膨脹加速的反動(dòng)力結(jié)構(gòu)特點(diǎn):動(dòng)葉通道的彎曲程度小于靜葉；

4、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15復(fù)速級(jí)（速度級(jí)）定義：蒸汽動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)子機(jī)械能的過程在級(jí)內(nèi)進(jìn)行一次以上的級(jí)目前常用的是進(jìn)行兩次轉(zhuǎn)換的級(jí)，故又稱為雙列速度級(jí)或復(fù)速級(jí)，即由固定的噴嘴葉柵、導(dǎo)向葉柵和安裝在同一葉輪上的兩列動(dòng)葉柵所組成的級(jí)復(fù)速級(jí)通常在一級(jí)內(nèi)要求承擔(dān)很大焓降時(shí)采用。如單級(jí)汽輪機(jī)或作為中、小型多級(jí)沖動(dòng)式汽輪機(jī)和多級(jí)反動(dòng)式汽輪機(jī)的第一級(jí)（調(diào)節(jié)級(jí)）16復(fù)速級(jí)熱力特點(diǎn):汽流在導(dǎo)葉和動(dòng)葉通道中不膨脹。動(dòng)葉受力特點(diǎn)：沖動(dòng)力，無膨脹加速的反動(dòng)力結(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，動(dòng)葉中也不增速.性能特點(diǎn)

5、：做功能力最大，流動(dòng)效率最低。17復(fù)速級(jí)的結(jié)構(gòu)18級(jí)的類型和特點(diǎn)反動(dòng)度葉片類型做功能力（焓降）效率純沖動(dòng)級(jí)m=0隔板葉輪型較高較低反動(dòng)級(jí) 轉(zhuǎn)鼓型最低最高沖動(dòng)級(jí)m=0.050.3隔板葉輪型較低較高復(fù)速級(jí)隔板葉輪型最高最低19調(diào)節(jié)級(jí)隨負(fù)荷變化，級(jí)內(nèi)通流面積也發(fā)生變化的級(jí)為調(diào)節(jié)級(jí)。采用噴嘴調(diào)節(jié)的汽輪機(jī)的第一級(jí)都是調(diào)節(jié)級(jí)。20按照汽輪機(jī)的能量轉(zhuǎn)換特點(diǎn)，還可以把級(jí)分為速度級(jí)和壓力級(jí)。速度級(jí)以利用汽流速度為主，復(fù)速級(jí)是一列，還有多列速度級(jí)。壓力級(jí)以利用汽輪機(jī)內(nèi)分配給該級(jí)的壓力降或焓降為主，單列沖動(dòng)級(jí)和反動(dòng)級(jí)均屬于壓力級(jí)。21輪周損失相對(duì)內(nèi)效率hu輪周效率hi1.噴嘴損失hn2.動(dòng)葉損失hb3.余速損失hc

6、2汽輪機(jī)的級(jí)內(nèi)損失濕氣損失hx4.葉高損失hl5.扇形損失h6.葉輪摩擦損失hf部分進(jìn)汽損失he漏汽損失h級(jí)內(nèi)損失 九項(xiàng)22葉高損失hl本質(zhì)：葉片的端部損失，本質(zhì)上仍是噴嘴和動(dòng)葉的流動(dòng)損失。工程上為了方便，把它單獨(dú)分出來計(jì)算。葉高損失主要決定于葉高，當(dāng)葉片很高時(shí)可以忽略不計(jì)。23扇形損失h 形成原因：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。葉柵出口汽流在軸向間隙中存在著壓力梯度，即由內(nèi)徑向外徑靜壓力逐漸增加，所以會(huì)產(chǎn)生徑向流動(dòng)損失。采用扭葉片較直葉片該損失要小。24葉輪摩擦損失hf組成：葉輪兩

7、側(cè)及圍帶表面粗糙度引起的摩擦損失；葉輪和隔板間的渦流運(yùn)動(dòng)引起的損失減小葉輪與隔板間的腔室容積，降低粗糙度，可減少葉輪摩擦損失25部分進(jìn)汽損失he定義：噴嘴葉柵不是整圈布置，而是只占據(jù)部分圓周，這種布置叫部分進(jìn)汽。如小汽機(jī)高壓級(jí)和噴嘴調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)級(jí) 26部分進(jìn)汽損失he的組成1鼓風(fēng)損失：發(fā)生在不裝噴嘴的弧段內(nèi)。當(dāng)動(dòng)葉片蒸汽進(jìn)入到?jīng)]有噴嘴段的空間中，對(duì)周圍不工作的蒸汽起鼓風(fēng)作用，經(jīng)蒸汽從葉片的一側(cè)移向另一側(cè)所耗機(jī)械功的損失部分進(jìn)汽度越小，鼓風(fēng)損失越大。27部分進(jìn)汽損失he的組成2斥汽損失：發(fā)生在裝有噴嘴的工作弧段內(nèi)。當(dāng)動(dòng)葉由非工作弧段進(jìn)入工作弧段時(shí)，從噴嘴噴出的高速汽流，要排斥并加速停滯在動(dòng)葉

8、汽道中的蒸汽，消耗了工作蒸汽的一部分動(dòng)能動(dòng)葉每經(jīng)過一組噴嘴弧段就產(chǎn)生一次斥汽損失，所以在相同的部分進(jìn)汽度下，噴嘴沿圓周分布的組數(shù)越多，斥汽損失越大。調(diào)節(jié)級(jí)的噴嘴組數(shù)不超過6組。28漏汽損失h組成：隔板漏汽損失hp，葉頂漏汽損失ht在汽輪機(jī)通流部分中，隔板和轉(zhuǎn)軸之間、動(dòng)葉頂部和汽缸之間，在轉(zhuǎn)鼓結(jié)構(gòu)的反動(dòng)級(jí)中靜葉與轉(zhuǎn)鼓之間都存在著間隙，并且各間隙前后的蒸汽都存在壓差，因此都會(huì)發(fā)生不同程度的漏汽，造成漏汽損失。漏汽量正比于間隙面積和間隙兩側(cè)壓差，為了減少漏汽損失，應(yīng)從減少間隙面積和間隙兩側(cè)壓差著手29隔板的汽封裝置動(dòng)葉頂部汽封示意圖(a)隔板漏汽和葉頂漏汽(b)高低齒汽封30反動(dòng)級(jí)漏汽損失較沖動(dòng)級(jí)大

9、的原因反動(dòng)級(jí)內(nèi)徑汽封的漏汽量比沖動(dòng)級(jí)的隔板漏汽量大，主要是因?yàn)閮?nèi)徑汽封的直徑比隔板汽封大，而汽封齒數(shù)又比較少反動(dòng)級(jí)動(dòng)葉前后的壓差較大，其葉頂漏汽量相當(dāng)可觀。31濕氣損失hx飽和蒸汽輪機(jī)的各級(jí)和普通凝汽式汽輪機(jī)的最后幾級(jí)都工作于濕蒸汽區(qū)。濕蒸汽的過飽和現(xiàn)象對(duì)級(jí)的能量轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的影響表現(xiàn)為理想比焓降的減少，形成過冷損失。(2)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)生了阻止葉輪旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)作用，克服它就要消耗一部分有用功，稱之為制動(dòng)損失32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。 33*除三項(xiàng)輪周損失外，一個(gè)級(jí)的內(nèi)部不會(huì)存在所有這些損失。一般講，噴嘴、動(dòng)葉、余速、漏汽、摩擦損失級(jí)內(nèi)都存在；部分進(jìn)汽的級(jí)存在部分進(jìn)汽損失；當(dāng)壓力級(jí)的葉片較長，而又不扭曲時(shí)，將會(huì)有扇形損失；在濕蒸汽區(qū)工作時(shí)，還會(huì)有濕汽損失等;因此，在具體進(jìn)行級(jí)的熱力分析計(jì)算時(shí)，一定要根據(jù)該級(jí)的實(shí)際情況來確定具有哪些損失。 當(dāng)制造不良，或運(yùn)行工