多級(jí)汽輪機(jī)課件

第二章多級(jí)汽輪機(jī)多級(jí)汽輪機(jī)第二章多級(jí)汽輪機(jī)多級(jí)汽輪機(jī)

第一節(jié)多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)第二節(jié)進(jìn)汽阻力損失和排氣阻力損失第三節(jié)汽輪機(jī)及其裝置的評(píng)價(jià)指標(biāo)第四節(jié)軸封及其系統(tǒng)第五節(jié)多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力及其平衡第六節(jié)單排汽口凝汽式汽輪機(jī)的極限功率第二章多級(jí)汽輪機(jī)

第一節(jié)多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)第二章多級(jí)汽輪機(jī)§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)一、多級(jí)汽輪機(jī)的應(yīng)用增大容量和提高機(jī)組效率要求蒸汽在汽輪機(jī)中有較大的比焓降。單級(jí)汽輪機(jī)受葉輪和葉片材料強(qiáng)度的限制，所能承擔(dān)的焓降有限。在最佳速比下，單級(jí)焓降越大，圓周速度越大？現(xiàn)代大容量汽輪機(jī)都采用多級(jí)設(shè)計(jì)！東方汽輪機(jī)廠N300－16.7/537/537－4型汽輪機(jī)總共28級(jí)，其中：高壓缸：1個(gè)單列調(diào)節(jié)級(jí)+9個(gè)沖動(dòng)壓力級(jí)中壓缸：6個(gè)沖動(dòng)壓力級(jí)低壓缸：2×6個(gè)沖動(dòng)壓力級(jí)東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的N300—16.7/537/537—4型汽輪機(jī)縱剖面圖§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)一、多級(jí)汽輪機(jī)的應(yīng)用增§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)上海汽輪機(jī)廠引進(jìn)型N300－16.7/538/538型汽輪機(jī)

全機(jī)共由35級(jí)組成，其中高壓缸：1個(gè)單列調(diào)節(jié)級(jí)+11個(gè)反動(dòng)壓力級(jí)中壓缸：9個(gè)反動(dòng)壓力級(jí)低壓缸：2×7個(gè)反動(dòng)壓力級(jí)上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的反動(dòng)式N300—16.7/538/538型汽輪機(jī)縱剖面圖二、優(yōu)點(diǎn)及存在的問題(一)優(yōu)點(diǎn)(1)多級(jí)汽輪機(jī)循環(huán)熱效率大大提高(2)多級(jí)汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率明顯提高設(shè)計(jì)工況下，每級(jí)都在最佳速比附近工作多數(shù)級(jí)余速可全部或部分利用噴嘴和動(dòng)葉的出口高度增大，減小了葉高損失存在重?zé)岈F(xiàn)象蒸汽參數(shù)提高，實(shí)現(xiàn)抽汽回?zé)岷椭虚g再熱。§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)上海汽輪機(jī)廠引進(jìn)型N3§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)此外，多級(jí)汽輪機(jī)的單位功率造價(jià)、材料消耗和占地面積都比單級(jí)汽輪機(jī)明顯減小，機(jī)組容量越大減小越顯著，大大節(jié)省了投資。(二)存在的問題

(1)增加了一些附加損失；(2)增加了機(jī)組的長(zhǎng)度和質(zhì)量；(3)高中壓缸前面若干級(jí)的工作溫度高，對(duì)零部件的金屬材料要求提高了；(4)級(jí)數(shù)增多，零部件增多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高?！?.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)此外，多級(jí)汽輪機(jī)的單位二、重?zé)岈F(xiàn)象和重?zé)嵯禂?shù)重?zé)岈F(xiàn)象---在水蒸氣的h-s圖上等壓線是沿著比熵增大的方向逐漸擴(kuò)張的，也就是說，等壓線之間的理想比焓降隨著比熵的增大而增大。這樣上一級(jí)的損失(客觀存在)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，這種現(xiàn)象稱為多級(jí)汽輪機(jī)的重?zé)岈F(xiàn)象。

概念：重?zé)岈F(xiàn)象的解釋hs將蒸汽作為理想氣體：第一級(jí)沒有損失時(shí)：第二級(jí)的初始蒸汽參數(shù)為。§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)二、重?zé)岈F(xiàn)象和重?zé)嵯禂?shù)重?zé)岈F(xiàn)象---在水蒸氣的h-s圖上等壓§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)第一級(jí)總是有損失存在的，因此第一級(jí)排汽的比熵和溫度將增加，實(shí)際第二級(jí)初始蒸汽參數(shù)在前一級(jí)有損失的情況下，本級(jí)進(jìn)口溫度升高，級(jí)的理想比焓降稍有增大，這就是重?zé)岈F(xiàn)象?！?.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)第一級(jí)總是有損失存在的

重?zé)嵯禂?shù)重?zé)嵯禂?shù)----各級(jí)理想焓降之和大于整機(jī)理想焓降的增量與整機(jī)理想焓降的比。重?zé)嵯禂?shù)§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)式中即為多級(jí)汽輪機(jī)的重?zé)崃?，表示前面?jí)的損失中被后面級(jí)利用了的小部分熱量。為討論方便，假設(shè)汽輪機(jī)中各級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率都相等，則有重?zé)嵯禂?shù)重?zé)嵯禂?shù)----各級(jí)理想焓降之和大于§2.1多另一方面，整個(gè)多級(jí)汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率為：可得：因此§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)重獲熱量使整個(gè)汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率大于各級(jí)的平均內(nèi)效率也就是些等式相加，可得：另一方面，整個(gè)多級(jí)汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率為：可得：因此§2.1§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)(1)由于重?zé)岈F(xiàn)象的存在，多級(jí)汽輪機(jī)中前一級(jí)的損失，可以小部分在后面級(jí)中得到重新利用，使多級(jí)汽輪機(jī)全機(jī)的效率要比各級(jí)平均的效率好一些。(2)不應(yīng)從上式中簡(jiǎn)單地得出α越大，全機(jī)效率越高的結(jié)論，這是因?yàn)棣恋奶岣呤窃诟骷?jí)存在損失，各級(jí)效率降低的前提下實(shí)現(xiàn)的，重?zé)岈F(xiàn)象的存在僅僅是使多級(jí)汽輪機(jī)能回收其損失的一部分而已。討論(3)提高汽輪機(jī)效率的根本途徑是提高各級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率。hs級(jí)的能量損失增大，重?zé)嵯禂?shù)增加，重?zé)崃渴窃黾拥膿p失中很小一部分§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)(1)由于重?zé)岈F(xiàn)象的存三、多級(jí)汽輪機(jī)各級(jí)段的工作特點(diǎn)§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)

(一)高壓段

蒸汽特性：高壓、高溫，比容小，蒸汽容積流量小。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：噴嘴出口汽流方向角αl較小，以保證葉片高度。一般情況下，沖動(dòng)式汽輪機(jī)的αl=11°～14°，反動(dòng)式汽輪機(jī)的αl=14°～20°。氣動(dòng)特性：各級(jí)比焓降不大，比焓降的變化也不大。在沖動(dòng)汽輪機(jī)的高壓段，級(jí)的反動(dòng)度一般不大。級(jí)內(nèi)損失特點(diǎn)：可能存在的級(jí)內(nèi)損失有：輪周損失、葉高損失、扇形損失、漏汽損失、葉輪摩擦損失、部分進(jìn)汽損失等。高壓段各級(jí)的效率相對(duì)較低。葉高損失、漏汽損失、葉輪摩擦損失、部分進(jìn)汽損失相對(duì)較大三、多級(jí)汽輪機(jī)各級(jí)段的工作特點(diǎn)§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)低壓段蒸汽特性：低壓、低溫，末幾級(jí)處于濕汽區(qū)，比容大，蒸汽容積流量大。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：噴嘴出口汽流方向角αl大，避免葉高過大。氣動(dòng)特性：級(jí)內(nèi)損失特點(diǎn)：可能存在的級(jí)內(nèi)損失有：輪周損失、葉高損失、扇形損失、漏汽損失、葉輪摩擦損失、濕汽損失等。余速損失大，但一般可被下級(jí)利用，葉輪摩擦損失、漏汽損失、葉高損失很小，主要是濕氣損失大。理想比焓降較大，且相應(yīng)增加較快葉高大，末兩級(jí)葉高擴(kuò)張很快級(jí)的反動(dòng)度明顯增大效率介于高壓級(jí)和中壓級(jí)之間。§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)低壓段蒸汽特性：低壓、§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)

(三)中壓段蒸汽特性：中壓、高溫，中比容，蒸汽容積流量中等。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：氣動(dòng)特性：級(jí)的反動(dòng)度介于高壓缸與低壓缸之間，且逐漸增大。級(jí)內(nèi)損失特點(diǎn)：中等葉高，各級(jí)葉片高度沿流動(dòng)方向逐漸增大。可能存在的級(jí)內(nèi)損失有：輪周損失、葉高損失、扇形損失、漏汽損失、葉輪摩擦損失等。葉高損失較??；一般為全周進(jìn)汽，沒有部分進(jìn)汽損失，中壓級(jí)漏汽損失較小，葉輪摩擦損失也較小，也沒有濕汽損失。效率要比高壓級(jí)和低壓級(jí)都高?！?.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)(三)中壓段蒸汽特多級(jí)汽輪機(jī)各缸工作特點(diǎn)小結(jié)§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)多級(jí)汽輪機(jī)各缸工作特點(diǎn)小結(jié)§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)1.描述多級(jí)汽輪機(jī)的性能與特點(diǎn)。2.解釋重?zé)岈F(xiàn)象和重?zé)嵯禂?shù)。§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)1.描述多級(jí)汽輪機(jī)的性能與特點(diǎn)?！?.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越HPIPLPG鍋爐高壓缸中壓缸凝汽器再熱器主汽閥調(diào)節(jié)閥低壓缸中壓主汽閥中壓調(diào)節(jié)閥過熱器LP一、多級(jí)汽輪機(jī)蒸汽流程§2.2進(jìn)汽阻力損失和排汽阻力損失HPIPLPG鍋爐高壓缸中壓缸凝汽器再熱器主汽閥調(diào)節(jié)閥低壓缸主要原因是汽流的沿程摩擦、轉(zhuǎn)向和渦流損失三方面。蒸汽在汽輪機(jī)本體之外流道中的流動(dòng)必然產(chǎn)生損失，將使機(jī)組的效率下降。這些損失歸結(jié)為進(jìn)汽損失和排汽損失兩部分。二、進(jìn)汽機(jī)構(gòu)節(jié)流損失由于通過這些部件時(shí)蒸汽的散熱損失可忽略，因此蒸汽通過汽閥的熱力過程是一個(gè)節(jié)流過程，即蒸汽通過進(jìn)汽部分到達(dá)調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴前后雖有壓力降落，但比焓值不變。蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)工作級(jí)前必須先經(jīng)過主汽閥、調(diào)節(jié)閥和蒸汽室。蒸汽通過這些部件時(shí)就會(huì)產(chǎn)生壓力降，主汽閥和調(diào)節(jié)閥最為嚴(yán)重?！?.2進(jìn)汽節(jié)流損失和排汽阻力損失主要原因是汽流的沿程摩擦、轉(zhuǎn)向和渦流損失三方面。蒸汽在汽輪機(jī)§2.2進(jìn)汽節(jié)流損失和排汽阻力損失汽輪機(jī)進(jìn)汽節(jié)流損失：進(jìn)汽機(jī)構(gòu)阻力使進(jìn)入汽輪機(jī)第一級(jí)的蒸汽節(jié)流降壓，從而引起的理想比焓降損失。該損失的表示方法：通常用壓損占新汽壓力的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示對(duì)高壓進(jìn)汽部分壓損對(duì)于再熱管道及再熱器，壓損對(duì)于中低壓缸連通管，壓損§2.2進(jìn)汽節(jié)流損失和排汽阻力損失汽輪機(jī)進(jìn)汽節(jié)流損失：進(jìn)§2.2進(jìn)汽節(jié)流損失和排汽阻力損失損失的大小取決于汽流速度控制閥門與管道中蒸汽流速≤40～60m/s主汽門及調(diào)門的氣動(dòng)特性優(yōu)化閥芯型線和汽室形狀，采用帶擴(kuò)壓管的閥門?！?.2進(jìn)汽節(jié)流損失和排汽阻力損失損失的大小取決于汽流速§2.2進(jìn)汽節(jié)流損失和排汽阻力損失三、排汽阻力損失排汽在排汽管中流動(dòng)時(shí)，由于摩擦，渦流，轉(zhuǎn)向等阻力作用而有壓力下降，這部分沒做功的壓降損失，稱為汽輪機(jī)的排汽阻力損失。定義式：--末級(jí)動(dòng)葉出口的靜壓--凝汽器喉部靜壓

估算式：凝汽式機(jī)排汽管中汽流速度cex≤100～120m/s，背壓機(jī)cex≤40～60m/s,排汽管阻力系數(shù)λ=0.05～0.1(下置式凝汽器).一般情況下：減小排汽阻力損失方法：通過擴(kuò)壓把排汽動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓，以補(bǔ)償排汽管中的壓力損失?！?.2進(jìn)汽節(jié)流損失和排汽阻力損失三、排汽阻力損失排汽§2.2進(jìn)汽節(jié)流損失和排汽阻力損失對(duì)擴(kuò)壓型排汽管：如果排汽管進(jìn)口馬赫數(shù)Ma≤0.5則排汽壓損可由下式計(jì)算：排汽部分通常做成蝸殼擴(kuò)散式，盡可能使排汽的余速動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?，補(bǔ)償流動(dòng)產(chǎn)生的損失，并內(nèi)裝導(dǎo)流環(huán)，使乏汽均勻地布滿整個(gè)排汽通道，保持排汽暢通。由于排氣管中擴(kuò)壓器的位置不同，所以有不同的排氣管形式，如圖表示了兩種不同形式的排氣管。排汽管評(píng)價(jià)指標(biāo)：能量損失系數(shù)ξex和靜壓恢復(fù)系數(shù)ηex進(jìn)入排汽管的汽流速度的馬赫數(shù)Ma≤0.3時(shí)，排汽可視為不可壓縮流體，其能量方程為：整理為：§2.2進(jìn)汽節(jié)流損失和排汽阻力損失對(duì)擴(kuò)壓型排汽管：如果排§2.2進(jìn)汽節(jié)流損失和排汽阻力損失令：則有☆靜壓恢復(fù)系數(shù)：排汽通道出口、進(jìn)口靜壓差與末級(jí)動(dòng)葉出口蒸汽動(dòng)能之比。即式(a)：☆能量損失系數(shù)：排汽通道總損失與末級(jí)動(dòng)葉出口蒸汽動(dòng)能之比。即式(b)：式中：△蒸汽在排汽管的總損失，進(jìn)入凝汽器的蒸汽動(dòng)能和排汽通道的流動(dòng)壓力損失。即§2.2進(jìn)汽節(jié)流損失和排汽阻力損失令：則有☆靜壓恢復(fù)系數(shù)(2)部分汽流動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能。減少能量損失系數(shù)及提高靜壓恢復(fù)系數(shù)是排汽管設(shè)計(jì)目標(biāo)。擴(kuò)壓回收壓力不足以彌補(bǔ)沿程阻力損失，應(yīng)盡量避免這種情況出現(xiàn)?！?.2進(jìn)汽節(jié)流損失和排汽阻力損失回收壓頭正好補(bǔ)償流動(dòng)損失壓頭；討論：(1)(3)(2)部分汽流動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能。減少能量損失系數(shù)及提高靜壓恢§2.2進(jìn)汽節(jié)流損失和排汽阻力損失（作業(yè)）1.汽輪機(jī)高、中、低壓缸的主要損失有哪幾種？2.解釋進(jìn)汽阻力損失和排氣阻力損失，并在h-s圖上表示出來(lái)。§2.2進(jìn)汽節(jié)流損失和排汽阻力損失（作業(yè)）1.汽輪機(jī)高、§2.3汽輪機(jī)及其裝置的評(píng)價(jià)指標(biāo)汽輪機(jī)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)以整機(jī)理想焓降為基礎(chǔ)以單位質(zhì)量蒸汽在熱力循環(huán)中所吸收熱量為基礎(chǔ)絕對(duì)效率相對(duì)效率一、汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率以下以無(wú)回?zé)岢槠?、無(wú)再熱、無(wú)前后端軸封漏汽和門桿漏汽的純凝汽式機(jī)組說明相關(guān)效率的定義式。汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率----有效比焓降與理想比焓降之比相應(yīng)的，汽輪機(jī)的內(nèi)功率式中，和分別是以和為單位的進(jìn)汽流量§2.3汽輪機(jī)及其裝置的評(píng)價(jià)指標(biāo)汽輪機(jī)性能以整機(jī)理想焓即：汽輪發(fā)電機(jī)組相對(duì)電效率即：§2.3汽輪機(jī)及其裝置的評(píng)價(jià)指標(biāo)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，其描述了軸承摩擦、主油泵的功率損耗。發(fā)電機(jī)效率----發(fā)電機(jī)輸出功率與汽輪機(jī)軸端功率之比。電功率即：汽輪發(fā)電機(jī)組相對(duì)電效率即：§2.3汽輪機(jī)及其裝置的汽輪機(jī)組的絕對(duì)內(nèi)效率----全機(jī)實(shí)際比焓降與整個(gè)循環(huán)中加給1kg蒸汽的熱量之比絕對(duì)電效率----1kg蒸汽理想比焓降中轉(zhuǎn)換成電能的部分與整個(gè)熱力循環(huán)中加給1kg蒸汽的能量之比§2.3汽輪機(jī)及其裝置的評(píng)價(jià)指標(biāo)二、汽輪機(jī)組的絕對(duì)內(nèi)效率式中循環(huán)熱效率：汽輪機(jī)組的絕對(duì)內(nèi)效率----全機(jī)實(shí)際比焓降與整個(gè)循環(huán)中加給1汽耗率----每生產(chǎn)1kW·h電能所消耗的蒸汽量熱耗率----每生產(chǎn)1kW·h電能所消耗的熱量中間再熱機(jī)組：§2.3汽輪機(jī)及其裝置的評(píng)價(jià)指標(biāo)機(jī)組發(fā)出1kW·h電量所消耗的標(biāo)煤量(標(biāo)準(zhǔn)煤g/kW·h）。(1kg標(biāo)準(zhǔn)煤發(fā)熱量為7000kCal)。發(fā)電煤耗、供電煤耗。三、汽輪發(fā)電機(jī)組的汽耗率四、熱耗率

五、煤耗率汽耗率----每生產(chǎn)1kW·h電能所消耗的蒸汽量熱耗率---§2.3汽輪機(jī)及其裝置的評(píng)價(jià)指標(biāo)討論：(1)相對(duì)效率是衡量某個(gè)能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)的完善程度的指標(biāo)。(2)絕對(duì)電效率和熱耗率是衡量汽輪發(fā)電機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的主要指標(biāo)。(3)汽耗率由于和機(jī)組的初終參數(shù)有關(guān)，因此只能用于比較同類型同參數(shù)機(jī)組的運(yùn)行管理水平。(4)汽輪發(fā)電機(jī)組的絕對(duì)電效率和熱耗率由于沒有考慮鍋爐效率、管道效率和廠用電等，因此高于機(jī)組電效率和熱耗率。(5)未扣除廠用電的煤耗率稱為發(fā)電煤耗，扣除廠用電的稱為供電煤耗，因此供電煤耗總是高于發(fā)電煤耗?！?.3汽輪機(jī)及其裝置的評(píng)價(jià)指標(biāo)討論：(1)相對(duì)效率是§2.3汽輪機(jī)及其裝置的評(píng)價(jià)指標(biāo)（作業(yè)與思考）1.解釋汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率、汽輪發(fā)電機(jī)組的相對(duì)內(nèi)效率、汽輪機(jī)的絕對(duì)內(nèi)效率、絕對(duì)電效率。2.解釋汽耗率及熱耗率，并寫出定義式?！?.3汽輪機(jī)及其裝置的評(píng)價(jià)指標(biāo)（作業(yè)與思考）1.解釋§2.4軸封及其系統(tǒng)汽輪機(jī)是高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械。在汽缸、隔板等靜子部分與主軸、葉輪（包括動(dòng)葉）等轉(zhuǎn)子部分之間，必須有一定的軸向和徑向間隙，以免機(jī)組在工作時(shí)動(dòng)靜部件之間發(fā)生摩擦。既然有間隙存在，間隙前后又存在壓差，就可能漏汽（氣），為了減少蒸汽的泄漏和防止空氣漏入，需要有汽封裝置。汽封按用途分類：隔板汽封葉根及葉頂汽封軸端汽封(軸封)隔板內(nèi)圓處的汽封，用來(lái)阻礙蒸汽繞過噴嘴而引起能量損失并使葉輪上的軸向推力增大。動(dòng)葉柵頂部和根部處的汽封，通稱通流部分汽封，用來(lái)阻礙蒸汽從動(dòng)葉柵兩端逸散致使做功能力降低。轉(zhuǎn)子穿過汽缸兩端處的汽封，高壓軸封防止蒸汽漏出汽缸，造成工質(zhì)損失，惡化運(yùn)行環(huán)境，并且加熱軸頸或沖進(jìn)軸承使?jié)櫥唾|(zhì)劣化；低壓軸封用來(lái)防止空氣漏入汽缸，破壞凝汽器正常工作?！?.4軸封及其系統(tǒng)汽輪機(jī)是高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械。在汽§2.4軸封及其系統(tǒng)主要形式：齒形軸封、蜂窩式軸封等。一、齒形軸封齒形軸封分為高低齒軸封(曲徑軸封)和平齒軸封(光軸軸封)兩種。在汽輪機(jī)的高壓段采用曲徑軸封，在低壓段采用光軸軸封。工作原理：當(dāng)漏汽漏過汽封時(shí)，每通過一個(gè)汽封片所形成的孔口，就產(chǎn)生一次節(jié)流作用，即蒸汽的壓力就降低一次，每一汽室中的壓力都低于前一汽室中的壓力，每一汽封片前后壓差之和就等于汽封前后的總壓差P0－Pg。由于孔口的漏汽面積是Ap＝πdpδ定值（dp是汽封片處軸的直徑，δ是汽封間隙），因此在給定的總壓差下，如果汽封片數(shù)越多，則每一汽封片兩側(cè)的壓力差就越小，漏汽量也就越少?！?.4軸封及其系統(tǒng)主要形式：齒形軸封、蜂窩式軸封等。一蒸汽在汽封中的流動(dòng)當(dāng)作絕熱等焓過程。蒸汽在流經(jīng)汽封片時(shí)節(jié)流加速,然后在腔室中產(chǎn)生渦流，將汽流動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋ｋS壓力降低,蒸汽比容增大,故對(duì)相同結(jié)構(gòu)的汽封,汽流速度和焓降是逐級(jí)增大。又因蒸汽在汽封中膨脹時(shí)逐級(jí)焓值變小、音速降低、流速增加,汽封孔口只能看作無(wú)斜切部分的漸縮噴嘴，因此在汽封中只可能出現(xiàn)臨界流動(dòng),且只能在最后一個(gè)汽封片處出現(xiàn)?！?.4軸封及其系統(tǒng)蒸汽在汽封中的流動(dòng)過程：芬諾曲線(等流量線)等焓線蒸汽在汽封中的流動(dòng)當(dāng)作絕熱等焓過程。蒸汽在流經(jīng)汽封片時(shí)節(jié)流加漏汽量計(jì)算分亞臨界和超臨界兩種工況亞臨界工況的漏汽量采用不可壓縮流動(dòng)方程，汽流通過某一片孔口的流速為

對(duì)應(yīng)的流量為

由于等焓線上壓力與密度之商為常數(shù)，從而求得腔室壓力與前后壓差的關(guān)系§2.4軸封及其系統(tǒng)漏汽量計(jì)算：1.最后一片孔口處流速未達(dá)臨界速度漏汽量計(jì)算分亞臨界和超臨界兩種工況亞臨界工況的漏汽量采用不可§2.4軸封及其系統(tǒng)孔口前壓力越低，壓差越大，孔口中的比焓降越大。Z片軸封相加改寫為積分式：亞臨界時(shí)通過汽封的蒸汽量§2.4軸封及其系統(tǒng)孔口前壓力越低，壓差越大最后一片孔口處流速達(dá)臨界速度

臨界工況時(shí)，將最后一個(gè)孔口當(dāng)作噴嘴。由臨界流量計(jì)算公式得通過最后一個(gè)孔口的漏汽量為因最后一片軸封孔口前均為亞臨界，由前面亞臨界漏汽量計(jì)算公式求得末道軸封孔口前壓力§2.4軸封及其系統(tǒng)最后一片孔口處流速達(dá)臨界速度臨界工況時(shí)，將最后一個(gè)孔判定是否臨界的準(zhǔn)則因而，最后一片中流速達(dá)臨界時(shí)漏汽量3軸封孔口流量系數(shù)§2.4軸封及其系統(tǒng)蒸汽通過軸封孔口的流速是用漸縮噴嘴的流速公式計(jì)算的，其與實(shí)際有一定的差異，由實(shí)驗(yàn)求取流量系數(shù)，其與軸封齒的形狀及幾何參數(shù)有關(guān)，可查右圖.(1)齒進(jìn)汽側(cè)不應(yīng)作成圓弧狀或斜面狀，應(yīng)保持齒的尖銳邊緣(2)齒的尖銳邊緣在運(yùn)行中會(huì)因?yàn)槟Σ炼g化，流量系數(shù)會(huì)增大判定是否臨界的準(zhǔn)則因而，最后一片中流速達(dá)臨界時(shí)漏汽量3軸4光軸軸封漏汽量修正系數(shù)

與曲徑軸封的區(qū)別是蒸汽進(jìn)入下一空口前還有一定的初速，故漏汽量增大，其計(jì)算結(jié)果只需在曲徑軸封的計(jì)算結(jié)果上乘一修正系數(shù)，可由光軸軸封尺寸和軸封片數(shù)z查得，圖：§2.4軸封及其系統(tǒng)計(jì)算時(shí)必須先判別在軸封段的最末一片中是否達(dá)到臨界速度。4光軸軸封漏汽量修正系數(shù)與曲徑軸封的區(qū)別是蒸汽進(jìn)入下一空口

若算平齒式光軸軸封的軸封漏汽量，則需再乘上修正系數(shù)§2.4軸封及其系統(tǒng)計(jì)算漏汽量前，不必事先判斷軸封最后一片孔口處是否達(dá)到臨界速度，只需根據(jù)Z與查得應(yīng)用上式計(jì)算。5計(jì)算曲徑軸封的漏汽量單一表達(dá)式軸封漏汽量比：若算平齒式光軸軸封的軸封漏汽量，則需再乘上修正系數(shù)二、軸封系統(tǒng)§2.4軸封及其系統(tǒng)作用：在任何運(yùn)行工況下保證蒸汽不外泄、空氣不內(nèi)漏，同時(shí)回收泄漏蒸汽的熱能（軸封加熱器）和組織汽流冷卻轉(zhuǎn)子的軸端。端軸封和與它相連的管道和附屬設(shè)備組成：軸封系統(tǒng)由軸封、供汽母管及均壓箱、軸封調(diào)節(jié)器、軸封加熱器和軸封抽汽器等組成。軸封系統(tǒng)的型式有外供汽式和自密封式兩種，不同制造廠采用不同的軸封系統(tǒng)和軸封汽流組織方式。特點(diǎn)：軸封分成多段多室，與大氣環(huán)境接近的腔室的壓力由抽汽器或風(fēng)機(jī)維持略低于大氣壓力，緊鄰的腔室壓力由壓力調(diào)節(jié)器維持略高于大氣壓力，從而保證蒸汽不外泄、空氣不內(nèi)漏。二、軸封系統(tǒng)§2.4軸封及其系統(tǒng)作用：在任何運(yùn)行工況下

軸封主要由三段二室組成。高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，低壓軸封的供汽來(lái)自于高壓軸封的漏汽，高壓漏汽經(jīng)噴水減溫后進(jìn)入低壓軸封；啟動(dòng)或低負(fù)荷時(shí)，軸封汽由外部提供。優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)：不能充分冷卻高、中壓缸高溫軸端。2外供汽式軸封系統(tǒng)高、中缸高溫端軸封由多(大于3）段多室組成，部分漏汽被引至低壓加熱器。軸封的供汽來(lái)自于輔助蒸汽系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)：低溫輔助蒸汽對(duì)高、中壓段高溫軸端起到冷卻作用；缺點(diǎn)：系統(tǒng)復(fù)雜?！?.4軸封及其系統(tǒng)三、軸封系統(tǒng)的特點(diǎn)1自密封式軸封系統(tǒng)軸封主要由三段二室組成。高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，低壓軸封的供汽來(lái)自24、防止空氣漏入真空部分---在低壓端軸封次外腔室通入比大氣壓力稍高的蒸汽，沿著主軸向背離汽缸方向流動(dòng)，以阻止外界空氣流入。§2.4軸封及其系統(tǒng)1、軸封汽的利用---將漏汽從軸封中間腔室引出加以利用或回收漏汽(含空氣)混合物的熱量以加熱凝結(jié)水(多于兩個(gè)腔室時(shí))；2、低壓低溫汽源的利用---高壓缸兩端與主軸承靠近，為防止傳出高溫蒸汽使軸承超溫，常向高壓軸封供低壓低溫蒸汽(非自密封系統(tǒng))；或在啟動(dòng)及低負(fù)荷時(shí)，向軸封供備用蒸汽(各種系統(tǒng))。3、防止蒸汽由端軸封漏入大氣---防止蒸汽漏入軸承使油質(zhì)惡化、車間濕度增大及汽水損失，通常在高低壓端軸封最外腔室人為地造成一個(gè)比大氣壓力稍低的壓力，將漏出的蒸汽和漏入的空氣一起抽出，經(jīng)冷卻后排入大氣；4、防止空氣漏入真空部分---在低壓端軸封次外腔室通入比大氣§2.4軸封及其系統(tǒng)（作業(yè)與思考）1.簡(jiǎn)述軸封概念、作用及主要形式。2.簡(jiǎn)述軸封系統(tǒng)的組成及作用。3.軸封漏汽量在亞臨界和超臨界兩種工況時(shí)的計(jì)算公式?！?.4軸封及其系統(tǒng)（作業(yè)與思考）1.簡(jiǎn)述軸封概念、作用

一軸向推力§2.5多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力及其平衡

軸流式汽輪機(jī)中，高壓蒸汽由一端進(jìn)入，低壓蒸汽由另一端流出，整體來(lái)看，蒸汽對(duì)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。軸向推力由推力軸承承擔(dān)。計(jì)算軸向推力，為推力軸承的設(shè)計(jì)提供依椐。對(duì)軸向推力采取平衡措施，平衡掉部分軸向推力，減少推力軸承的設(shè)計(jì)制造難度。例如對(duì)高壓反動(dòng)式機(jī)組，它的推力可高達(dá)1.96～2.94MN二沖動(dòng)式汽輪機(jī)的軸向推力

轉(zhuǎn)子上的軸向推力是各級(jí)軸向推力的總合，包括作用在各級(jí)動(dòng)葉上的軸向推力、作用在葉輪面上的軸向推力和作用在轉(zhuǎn)子凸肩上的軸向推力三部分。一軸向推力§2.5多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力及其平衡

動(dòng)葉上的軸向推力是由動(dòng)葉前后的靜壓差和汽流在動(dòng)葉中軸向分速度的改變所產(chǎn)生的

引入壓力反動(dòng)度由于軸向分速度變化很小，上式可寫§2.5多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力及其平衡１.作用在動(dòng)葉上的軸向推力速度級(jí)：計(jì)算兩列動(dòng)葉受力之和部分進(jìn)汽級(jí)：乘上部分進(jìn)汽度e動(dòng)葉上的軸向推力是由動(dòng)葉前后的靜壓差和汽流在動(dòng)葉中軸向分速§2.5多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力及其平衡在h-s圖上，同一壓差的等壓線距離越向下越大，即焓降增大，故壓力反動(dòng)度小于焓降反動(dòng)度，用替代計(jì)算偏于安全，故可認(rèn)為正比與。hs２.作用在葉輪面上的軸向推力葉輪上的軸向力決定于葉輪兩側(cè)的壓差和輪盤面積。由于輪盤面積很大，故輪面上的軸向推力也很大。為減小此項(xiàng)推力，常在輪盤面上開設(shè)平衡孔，以減小輪盤兩側(cè)的壓差。作用在葉輪輪面上的軸向推力可寫成§2.5多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力及其平衡在h-s圖上，同一壓§2.5多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力及其平衡漏汽流動(dòng)情況可歸納為：1動(dòng)葉根部吸汽時(shí)：或2動(dòng)葉根部漏汽時(shí)：如果葉輪兩側(cè)的輪轂直徑相同，即d1=d2=d，則上式可簡(jiǎn)化為對(duì)部分進(jìn)汽級(jí)上式應(yīng)加上定義：葉輪反動(dòng)度葉輪反動(dòng)度的確定需要進(jìn)行漏汽量計(jì)算

不一定等于噴嘴后葉根壓力，其大小決定于隔板漏汽、平衡孔漏汽和葉根漏汽的平衡關(guān)系。(不進(jìn)汽的動(dòng)葉)§2.5多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力及其平衡漏汽流動(dòng)情況可歸納為§2.5多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力及其平衡在汽輪機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量使動(dòng)葉根部不吸不漏或動(dòng)葉根部稍有蒸汽漏過平衡孔。3動(dòng)葉根部不吸汽也不漏汽時(shí)：隔板漏汽量----根據(jù)連續(xù)性方程和伯努利方程平衡孔漏汽量----計(jì)算采用不可壓縮流體的流量計(jì)算公式計(jì)算常取0.4§2.5多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力及其平衡在汽輪機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡§2.5多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力及其平衡抽氣效應(yīng)----噴嘴中流出的高速汽流在葉根處對(duì)隔板與葉輪間腔室內(nèi)的蒸汽產(chǎn)生抽吸作用，其效應(yīng)相當(dāng)于增大腔室中的壓力。抽氣效應(yīng)的大小可由抽氣效應(yīng)反動(dòng)度表示動(dòng)葉根部漏汽量----按不可壓縮流體流量計(jì)算公式計(jì)算

為動(dòng)葉根部軸向間隙兩側(cè)壓差，是動(dòng)葉根部壓力與葉輪前壓力考慮抽汽、泵浦效應(yīng)后的等效壓差式中為抽氣效應(yīng)產(chǎn)生的壓差，與間隙、葉根蓋度的大小及圓周速度有關(guān)一般情況與間隙大小有關(guān)§2.5多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力及其平衡抽氣效應(yīng)----噴嘴§2.5多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力及其平衡泵浦效應(yīng)----高速旋轉(zhuǎn)的葉輪帶動(dòng)周圍蒸汽旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，離心力使部分蒸汽產(chǎn)生指向葉根的徑向運(yùn)動(dòng)，葉輪和葉根間隙兩側(cè)增加一壓差，其效應(yīng)相當(dāng)于增大腔室中的壓力。泵浦效應(yīng)的大小可由泵浦效應(yīng)反動(dòng)度表示一般情況從而有式中根部壓力反動(dòng)度因此：與葉根處最小軸向間隙有關(guān)§2.5多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力及其平衡泵浦效應(yīng)----高速§2.5多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力及其平衡葉輪上的軸向推力正比于

，如果動(dòng)葉根部稍有漏汽，那么動(dòng)葉的壓力反動(dòng)度。前面已介紹過，動(dòng)葉的焓降反動(dòng)度，故用代替

計(jì)算

所得結(jié)果將偏大，偏于安全。因此，可近似地認(rèn)為葉輪上的軸向推力也正比于。 通過流量平衡求得進(jìn)而可確定3作用軸的凸肩上的軸向推力先算出凸肩上受壓面積和其上的壓力，再算出總的向前與向后的推力差值即可。通常該力較小。三反動(dòng)式汽輪機(jī)的軸向推力①作用在葉片上的軸向推力；②作用在輪鼓錐形面上的軸向推力；③作用在轉(zhuǎn)子階梯上的軸向推力?！?.5多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力及其平衡葉輪上的軸向推力正比平衡活塞法----在轉(zhuǎn)子通流部分的對(duì)側(cè)，加大高壓外軸封的直徑，以產(chǎn)生相反方向的軸向推力。相反流動(dòng)布置法----將蒸汽在汽輪機(jī)兩汽缸或兩部分內(nèi)的流動(dòng)安排成相反的方向，使其產(chǎn)生相反的軸向推力，相互平衡。沖動(dòng)式為主的汽輪機(jī)，因葉輪兩側(cè)的壓差較小，通常采用高、中壓缸對(duì)置，低壓缸雙分流布置基本上平衡軸向推力，其余部分由推力軸承來(lái)承擔(dān)；對(duì)反動(dòng)式機(jī)組，高、中壓缸轉(zhuǎn)子采用鼓式結(jié)構(gòu)，減小葉輪的軸向推力，除采用高、中壓對(duì)置低壓缸雙分流布置外，還在高、中壓缸轉(zhuǎn)子上增設(shè)平衡活塞，減小轉(zhuǎn)子上的凈軸向推力。§2.5多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力及其平衡四軸向推力的平衡平衡活塞法----在轉(zhuǎn)子通流部分的對(duì)側(cè)，加大高壓外軸封的直徑§2.5多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力及其平衡（作業(yè)）1.沖動(dòng)式汽輪機(jī)和反動(dòng)式汽輪機(jī)軸向推力的組成。2什么叫抽汽效應(yīng)什么叫泵浦效應(yīng)，葉根處軸向間隙兩側(cè)的壓差如何確定。3.軸向推力的平衡方法?！?.5多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力及其平衡（作業(yè)）1.沖動(dòng)式汽一、極限功率的概念與計(jì)算極限功率---在一定的初終參數(shù)和轉(zhuǎn)速下，單排汽口凝汽式汽輪機(jī)所能發(fā)出的最大功率?；?zé)岢槠狡啓C(jī)組的發(fā)電極限功率為式中，為通過汽輪機(jī)末級(jí)的最大流量，m為回?zé)岢槠奖燃兡皆龃蟮谋稊?shù)，對(duì)中小型機(jī)組哈爾濱汽輪機(jī)廠制造的600MW汽輪機(jī)組m＝1.362。而影響極限功率的主要因素是末級(jí)蒸汽流量，可用下式表示：一般??；末級(jí)余速c2=205～300m/s范圍內(nèi)；比容決定于末級(jí)排汽壓力，降低凝結(jié)器真空可使比容減小，增大，極限功率增大，循環(huán)熱效率降低。因此，末級(jí)流量取決于排汽面積?！?.6單排汽口凝汽式汽輪機(jī)的極限功率一、極限功率的概念與計(jì)算極限功率---在一定的初終參數(shù)和轉(zhuǎn)§2.6單排汽口凝汽式汽輪機(jī)的極限功率作業(yè)：1.極限功率的概念。2.討論提高單機(jī)最大功率的途徑。二、提高單機(jī)最大功率的途徑①采用高強(qiáng)度、低密度材料，增加末級(jí)葉高②排汽分流，采用多排汽口③采用低轉(zhuǎn)速末級(jí)流量變化成則極限功率

§2.6單排汽口凝汽式汽輪機(jī)的極限功率作業(yè)：二、提高單機(jī)光軸軸封及修正系數(shù)(a)光軸軸封示意圖(b)光軸軸封校正系數(shù)

§2.4軸封及其系統(tǒng)光軸軸封及修正系數(shù)§2.4軸封及其系統(tǒng)§2.4軸封及其系統(tǒng)§2.4軸封及其系統(tǒng)§2.4軸封及其系統(tǒng)0.095MPa（a）0.123–0.128MPa(a)§2.4軸封及其系統(tǒng)0.095MPa（a）0.123–0§2.4軸封及其系統(tǒng)自密封時(shí)汽封內(nèi)蒸汽流向§2.4軸封及其系統(tǒng)自密封時(shí)汽封內(nèi)蒸汽流向多級(jí)汽輪機(jī)課件§2.4軸封及其系統(tǒng)§2.4軸封及其系統(tǒng)東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的N300—16.7/537/537—4型汽輪機(jī)縱剖面圖東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的N300—16.7/537/537—4型汽多級(jí)汽輪機(jī)課件多級(jí)汽輪機(jī)課件多級(jí)汽輪機(jī)課件多級(jí)汽輪機(jī)課件多級(jí)汽輪機(jī)課件位置：主軸穿出汽缸處的汽封作用：減少蒸汽自缸內(nèi)向缸外漏或防止空氣漏入汽缸？高壓內(nèi)軸封高壓外軸封123外界大氣汽缸內(nèi)部微負(fù)壓正壓？軸封冷卻器去低加凝結(jié)水泵來(lái)軸封段位置：主軸穿出汽缸處的汽封作用：減少蒸汽自缸內(nèi)向缸外漏或防止蜂窩式軸封齒形軸封蜂窩式軸封齒形軸封高壓轉(zhuǎn)子軸封段高壓轉(zhuǎn)子軸封段（a）先擴(kuò)壓后轉(zhuǎn)向（b）先轉(zhuǎn)向后擴(kuò)壓（a）先擴(kuò)壓后轉(zhuǎn)向（b）先轉(zhuǎn)向后擴(kuò)壓第二章多級(jí)汽輪機(jī)多級(jí)汽輪機(jī)第二章多級(jí)汽輪機(jī)多級(jí)汽輪機(jī)

第一節(jié)多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)第二節(jié)進(jìn)汽阻力損失和排氣阻力損失第三節(jié)汽輪機(jī)及其裝置的評(píng)價(jià)指標(biāo)第四節(jié)軸封及其系統(tǒng)第五節(jié)多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力及其平衡第六節(jié)單排汽口凝汽式汽輪機(jī)的極限功率第二章多級(jí)汽輪機(jī)

第一節(jié)多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)第二章多級(jí)汽輪機(jī)§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)一、多級(jí)汽輪機(jī)的應(yīng)用增大容量和提高機(jī)組效率要求蒸汽在汽輪機(jī)中有較大的比焓降。單級(jí)汽輪機(jī)受葉輪和葉片材料強(qiáng)度的限制，所能承擔(dān)的焓降有限。在最佳速比下，單級(jí)焓降越大，圓周速度越大？現(xiàn)代大容量汽輪機(jī)都采用多級(jí)設(shè)計(jì)！東方汽輪機(jī)廠N300－16.7/537/537－4型汽輪機(jī)總共28級(jí)，其中：高壓缸：1個(gè)單列調(diào)節(jié)級(jí)+9個(gè)沖動(dòng)壓力級(jí)中壓缸：6個(gè)沖動(dòng)壓力級(jí)低壓缸：2×6個(gè)沖動(dòng)壓力級(jí)東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的N300—16.7/537/537—4型汽輪機(jī)縱剖面圖§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)一、多級(jí)汽輪機(jī)的應(yīng)用增§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)上海汽輪機(jī)廠引進(jìn)型N300－16.7/538/538型汽輪機(jī)

全機(jī)共由35級(jí)組成，其中高壓缸：1個(gè)單列調(diào)節(jié)級(jí)+11個(gè)反動(dòng)壓力級(jí)中壓缸：9個(gè)反動(dòng)壓力級(jí)低壓缸：2×7個(gè)反動(dòng)壓力級(jí)上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的反動(dòng)式N300—16.7/538/538型汽輪機(jī)縱剖面圖二、優(yōu)點(diǎn)及存在的問題(一)優(yōu)點(diǎn)(1)多級(jí)汽輪機(jī)循環(huán)熱效率大大提高(2)多級(jí)汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率明顯提高設(shè)計(jì)工況下，每級(jí)都在最佳速比附近工作多數(shù)級(jí)余速可全部或部分利用噴嘴和動(dòng)葉的出口高度增大，減小了葉高損失存在重?zé)岈F(xiàn)象蒸汽參數(shù)提高，實(shí)現(xiàn)抽汽回?zé)岷椭虚g再熱?！?.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)上海汽輪機(jī)廠引進(jìn)型N3§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)此外，多級(jí)汽輪機(jī)的單位功率造價(jià)、材料消耗和占地面積都比單級(jí)汽輪機(jī)明顯減小，機(jī)組容量越大減小越顯著，大大節(jié)省了投資。(二)存在的問題

(1)增加了一些附加損失；(2)增加了機(jī)組的長(zhǎng)度和質(zhì)量；(3)高中壓缸前面若干級(jí)的工作溫度高，對(duì)零部件的金屬材料要求提高了；(4)級(jí)數(shù)增多，零部件增多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高?！?.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)此外，多級(jí)汽輪機(jī)的單位二、重?zé)岈F(xiàn)象和重?zé)嵯禂?shù)重?zé)岈F(xiàn)象---在水蒸氣的h-s圖上等壓線是沿著比熵增大的方向逐漸擴(kuò)張的，也就是說，等壓線之間的理想比焓降隨著比熵的增大而增大。這樣上一級(jí)的損失(客觀存在)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，這種現(xiàn)象稱為多級(jí)汽輪機(jī)的重?zé)岈F(xiàn)象。

概念：重?zé)岈F(xiàn)象的解釋hs將蒸汽作為理想氣體：第一級(jí)沒有損失時(shí)：第二級(jí)的初始蒸汽參數(shù)為?！?.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)二、重?zé)岈F(xiàn)象和重?zé)嵯禂?shù)重?zé)岈F(xiàn)象---在水蒸氣的h-s圖上等壓§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)第一級(jí)總是有損失存在的，因此第一級(jí)排汽的比熵和溫度將增加，實(shí)際第二級(jí)初始蒸汽參數(shù)在前一級(jí)有損失的情況下，本級(jí)進(jìn)口溫度升高，級(jí)的理想比焓降稍有增大，這就是重?zé)岈F(xiàn)象?！?.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)第一級(jí)總是有損失存在的

重?zé)嵯禂?shù)重?zé)嵯禂?shù)----各級(jí)理想焓降之和大于整機(jī)理想焓降的增量與整機(jī)理想焓降的比。重?zé)嵯禂?shù)§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)式中即為多級(jí)汽輪機(jī)的重?zé)崃?，表示前面?jí)的損失中被后面級(jí)利用了的小部分熱量。為討論方便，假設(shè)汽輪機(jī)中各級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率都相等，則有重?zé)嵯禂?shù)重?zé)嵯禂?shù)----各級(jí)理想焓降之和大于§2.1多另一方面，整個(gè)多級(jí)汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率為：可得：因此§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)重獲熱量使整個(gè)汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率大于各級(jí)的平均內(nèi)效率也就是些等式相加，可得：另一方面，整個(gè)多級(jí)汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率為：可得：因此§2.1§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)(1)由于重?zé)岈F(xiàn)象的存在，多級(jí)汽輪機(jī)中前一級(jí)的損失，可以小部分在后面級(jí)中得到重新利用，使多級(jí)汽輪機(jī)全機(jī)的效率要比各級(jí)平均的效率好一些。(2)不應(yīng)從上式中簡(jiǎn)單地得出α越大，全機(jī)效率越高的結(jié)論，這是因?yàn)棣恋奶岣呤窃诟骷?jí)存在損失，各級(jí)效率降低的前提下實(shí)現(xiàn)的，重?zé)岈F(xiàn)象的存在僅僅是使多級(jí)汽輪機(jī)能回收其損失的一部分而已。討論(3)提高汽輪機(jī)效率的根本途徑是提高各級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率。hs級(jí)的能量損失增大，重?zé)嵯禂?shù)增加，重?zé)崃渴窃黾拥膿p失中很小一部分§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)(1)由于重?zé)岈F(xiàn)象的存三、多級(jí)汽輪機(jī)各級(jí)段的工作特點(diǎn)§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)

(一)高壓段

蒸汽特性：高壓、高溫，比容小，蒸汽容積流量小。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：噴嘴出口汽流方向角αl較小，以保證葉片高度。一般情況下，沖動(dòng)式汽輪機(jī)的αl=11°～14°，反動(dòng)式汽輪機(jī)的αl=14°～20°。氣動(dòng)特性：各級(jí)比焓降不大，比焓降的變化也不大。在沖動(dòng)汽輪機(jī)的高壓段，級(jí)的反動(dòng)度一般不大。級(jí)內(nèi)損失特點(diǎn)：可能存在的級(jí)內(nèi)損失有：輪周損失、葉高損失、扇形損失、漏汽損失、葉輪摩擦損失、部分進(jìn)汽損失等。高壓段各級(jí)的效率相對(duì)較低。葉高損失、漏汽損失、葉輪摩擦損失、部分進(jìn)汽損失相對(duì)較大三、多級(jí)汽輪機(jī)各級(jí)段的工作特點(diǎn)§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)低壓段蒸汽特性：低壓、低溫，末幾級(jí)處于濕汽區(qū)，比容大，蒸汽容積流量大。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：噴嘴出口汽流方向角αl大，避免葉高過大。氣動(dòng)特性：級(jí)內(nèi)損失特點(diǎn)：可能存在的級(jí)內(nèi)損失有：輪周損失、葉高損失、扇形損失、漏汽損失、葉輪摩擦損失、濕汽損失等。余速損失大，但一般可被下級(jí)利用，葉輪摩擦損失、漏汽損失、葉高損失很小，主要是濕氣損失大。理想比焓降較大，且相應(yīng)增加較快葉高大，末兩級(jí)葉高擴(kuò)張很快級(jí)的反動(dòng)度明顯增大效率介于高壓級(jí)和中壓級(jí)之間。§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)低壓段蒸汽特性：低壓、§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)

(三)中壓段蒸汽特性：中壓、高溫，中比容，蒸汽容積流量中等。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：氣動(dòng)特性：級(jí)的反動(dòng)度介于高壓缸與低壓缸之間，且逐漸增大。級(jí)內(nèi)損失特點(diǎn)：中等葉高，各級(jí)葉片高度沿流動(dòng)方向逐漸增大?？赡艽嬖诘募?jí)內(nèi)損失有：輪周損失、葉高損失、扇形損失、漏汽損失、葉輪摩擦損失等。葉高損失較??；一般為全周進(jìn)汽，沒有部分進(jìn)汽損失，中壓級(jí)漏汽損失較小，葉輪摩擦損失也較小，也沒有濕汽損失。效率要比高壓級(jí)和低壓級(jí)都高?！?.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)(三)中壓段蒸汽特多級(jí)汽輪機(jī)各缸工作特點(diǎn)小結(jié)§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)多級(jí)汽輪機(jī)各缸工作特點(diǎn)小結(jié)§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)§2.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)1.描述多級(jí)汽輪機(jī)的性能與特點(diǎn)。2.解釋重?zé)岈F(xiàn)象和重?zé)嵯禂?shù)?！?.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)1.描述多級(jí)汽輪機(jī)的性能與特點(diǎn)?！?.1多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越HPIPLPG鍋爐高壓缸中壓缸凝汽器再熱器主汽閥調(diào)節(jié)閥低壓缸中壓主汽閥中壓調(diào)節(jié)閥過熱器LP一、多級(jí)汽輪機(jī)蒸汽流程§2.2進(jìn)汽阻力損失和排汽阻力損失HPIPLPG鍋爐高壓缸中壓缸凝汽器再熱器主汽閥調(diào)節(jié)閥低壓缸主要原因是汽流的沿程摩擦、轉(zhuǎn)向和渦流損失三方面。蒸汽在汽輪機(jī)本體之外流道中的流動(dòng)必然產(chǎn)生損失，將使機(jī)組的效率下降。這些損失歸結(jié)為進(jìn)汽損失和排汽損失兩部分。二、進(jìn)汽機(jī)構(gòu)節(jié)流損失由于通過這些部件時(shí)蒸汽的散熱損失可忽略，因此蒸汽通過汽閥的熱力過程是一個(gè)節(jié)流過程，即蒸汽通過進(jìn)汽部分到達(dá)調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴前后雖有壓力降落，但比焓值不變。蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)工作級(jí)前必須先經(jīng)過主汽閥、調(diào)節(jié)閥和蒸汽室。蒸汽通過這些部件時(shí)就會(huì)產(chǎn)生壓力降，主汽閥和調(diào)節(jié)閥最為嚴(yán)重。§2.2進(jìn)汽節(jié)流損失和排汽阻力損失主要原因是汽流的沿程摩擦、轉(zhuǎn)向和渦流損失三方面。蒸汽在汽輪機(jī)§2.2進(jìn)汽節(jié)流損失和排汽阻力損失汽輪機(jī)進(jìn)汽節(jié)流損失：進(jìn)汽機(jī)構(gòu)阻力使進(jìn)入汽輪機(jī)第一級(jí)的蒸汽節(jié)流降壓，從而引起的理想比焓降損失。該損失的表示方法：通常用壓損占新汽壓力的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示對(duì)高壓進(jìn)汽部分壓損對(duì)于再熱管道及再熱器，壓損對(duì)于中低壓缸連通管，壓損§2.2進(jìn)汽節(jié)流損失和排汽阻力損失汽輪機(jī)進(jìn)汽節(jié)流損失：進(jìn)§2.2進(jìn)汽節(jié)流損失和排汽阻力損失損失的大小取決于汽流速度控制閥門與管道中蒸汽流速≤40～60m/s主汽門及調(diào)門的氣動(dòng)特性優(yōu)化閥芯型線和汽室形狀，采用帶擴(kuò)壓管的閥門?！?.2進(jìn)汽節(jié)流損失和排汽阻力損失損失的大小取決于汽流速§2.2進(jìn)汽節(jié)流損失和排汽阻力損失三、排汽阻力損失排汽在排汽管中流動(dòng)時(shí)，由于摩擦，渦流，轉(zhuǎn)向等阻力作用而有壓力下降，這部分沒做功的壓降損失，稱為汽輪機(jī)的排汽阻力損失。定義式：--末級(jí)動(dòng)葉出口的靜壓--凝汽器喉部靜壓

估算式：凝汽式機(jī)排汽管中汽流速度cex≤100～120m/s，背壓機(jī)cex≤40～60m/s,排汽管阻力系數(shù)λ=0.05～0.1(下置式凝汽器).一般情況下：減小排汽阻力損失方法：通過擴(kuò)壓把排汽動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓，以補(bǔ)償排汽管中的壓力損失?！?.2進(jìn)汽節(jié)流損失和排汽阻力損失三、排汽阻力損失排汽§2.2進(jìn)汽節(jié)流損失和排汽阻力損失對(duì)擴(kuò)壓型排汽管：如果排汽管進(jìn)口馬赫數(shù)Ma≤0.5則排汽壓損可由下式計(jì)算：排汽部分通常做成蝸殼擴(kuò)散式，盡可能使排汽的余速動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?，補(bǔ)償流動(dòng)產(chǎn)生的損失，并內(nèi)裝導(dǎo)流環(huán)，使乏汽均勻地布滿整個(gè)排汽通道，保持排汽暢通。由于排氣管中擴(kuò)壓器的位置不同，所以有不同的排氣管形式，如圖表示了兩種不同形式的排氣管。排汽管評(píng)價(jià)指標(biāo)：能量損失系數(shù)ξex和靜壓恢復(fù)系數(shù)ηex進(jìn)入排汽管的汽流速度的馬赫數(shù)Ma≤0.3時(shí)，排汽可視為不可壓縮流體，其能量方程為：整理為：§2.2進(jìn)汽節(jié)流損失和排汽阻力損失對(duì)擴(kuò)壓型排汽管：如果排§2.2進(jìn)汽節(jié)流損失和排汽阻力損失令：則有☆靜壓恢復(fù)系數(shù)：排汽通道出口、進(jìn)口靜壓差與末級(jí)動(dòng)葉出口蒸汽動(dòng)能之比。即式(a)：☆能量損失系數(shù)：排汽通道總損失與末級(jí)動(dòng)葉出口蒸汽動(dòng)能之比。即式(b)：式中：△蒸汽在排汽管的總損失，進(jìn)入凝汽器的蒸汽動(dòng)能和排汽通道的流動(dòng)壓力損失。即§2.2進(jìn)汽節(jié)流損失和排汽阻力損失令：則有☆靜壓恢復(fù)系數(shù)(2)部分汽流動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能。減少能量損失系數(shù)及提高靜壓恢復(fù)系數(shù)是排汽管設(shè)計(jì)目標(biāo)。擴(kuò)壓回收壓力不足以彌補(bǔ)沿程阻力損失，應(yīng)盡量避免這種情況出現(xiàn)?！?.2進(jìn)汽節(jié)流損失和排汽阻力損失回收壓頭正好補(bǔ)償流動(dòng)損失壓頭；討論：(1)(3)(2)部分汽流動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能。減少能量損失系數(shù)及提高靜壓恢§2.2進(jìn)汽節(jié)流損失和排汽阻力損失（作業(yè)）1.汽輪機(jī)高、中、低壓缸的主要損失有哪幾種？2.解釋進(jìn)汽阻力損失和排氣阻力損失，并在h-s圖上表示出來(lái)。§2.2進(jìn)汽節(jié)流損失和排汽阻力損失（作業(yè)）1.汽輪機(jī)高、§2.3汽輪機(jī)及其裝置的評(píng)價(jià)指標(biāo)汽輪機(jī)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)以整機(jī)理想焓降為基礎(chǔ)以單位質(zhì)量蒸汽在熱力循環(huán)中所吸收熱量為基礎(chǔ)絕對(duì)效率相對(duì)效率一、汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率以下以無(wú)回?zé)岢槠?、無(wú)再熱、無(wú)前后端軸封漏汽和門桿漏汽的純凝汽式機(jī)組說明相關(guān)效率的定義式。汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率----有效比焓降與理想比焓降之比相應(yīng)的，汽輪機(jī)的內(nèi)功率式中，和分別是以和為單位的進(jìn)汽流量§2.3汽輪機(jī)及其裝置的評(píng)價(jià)指標(biāo)汽輪機(jī)性能以整機(jī)理想焓即：汽輪發(fā)電機(jī)組相對(duì)電效率即：§2.3汽輪機(jī)及其裝置的評(píng)價(jià)指標(biāo)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，其描述了軸承摩擦、主油泵的功率損耗。發(fā)電機(jī)效率----發(fā)電機(jī)輸出功率與汽輪機(jī)軸端功率之比。電功率即：汽輪發(fā)電機(jī)組相對(duì)電效率即：§2.3汽輪機(jī)及其裝置的汽輪機(jī)組的絕對(duì)內(nèi)效率----全機(jī)實(shí)際比焓降與整個(gè)循環(huán)中加給1kg蒸汽的熱量之比絕對(duì)電效率----1kg蒸汽理想比焓降中轉(zhuǎn)換成電能的部分與整個(gè)熱力循環(huán)中加給1kg蒸汽的能量之比§2.3汽輪機(jī)及其裝置的評(píng)價(jià)指標(biāo)二、汽輪機(jī)組的絕對(duì)內(nèi)效率式中循環(huán)熱效率：汽輪機(jī)組的絕對(duì)內(nèi)效率----全機(jī)實(shí)際比焓降與整個(gè)循環(huán)中加給1汽耗率----每生產(chǎn)1kW·h電能所消耗的蒸汽量熱耗率----每生產(chǎn)1kW·h電能所消耗的熱量中間再熱機(jī)組：§2.3汽輪機(jī)及其裝置的評(píng)價(jià)指標(biāo)機(jī)組發(fā)出1kW·h電量所消耗的標(biāo)煤量(標(biāo)準(zhǔn)煤g/kW·h）。(1kg標(biāo)準(zhǔn)煤發(fā)熱量為7000kCal)。發(fā)電煤耗、供電煤耗。三、汽輪發(fā)電機(jī)組的汽耗率四、熱耗率

五、煤耗率汽耗率----每生產(chǎn)1kW·h電能所消耗的蒸汽量熱耗率---§2.3汽輪機(jī)及其裝置的評(píng)價(jià)指標(biāo)討論：(1)相對(duì)效率是衡量某個(gè)能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)的完善程度的指標(biāo)。(2)絕對(duì)電效率和熱耗率是衡量汽輪發(fā)電機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的主要指標(biāo)。(3)汽耗率由于和機(jī)組的初終參數(shù)有關(guān)，因此只能用于比較同類型同參數(shù)機(jī)組的運(yùn)行管理水平。(4)汽輪發(fā)電機(jī)組的絕對(duì)電效率和熱耗率由于沒有考慮鍋爐效率、管道效率和廠用電等，因此高于機(jī)組電效率和熱耗率。(5)未扣除廠用電的煤耗率稱為發(fā)電煤耗，扣除廠用電的稱為供電煤耗，因此供電煤耗總是高于發(fā)電煤耗?！?.3汽輪機(jī)及其裝置的評(píng)價(jià)指標(biāo)討論：(1)相對(duì)效率是§2.3汽輪機(jī)及其裝置的評(píng)價(jià)指標(biāo)（作業(yè)與思考）1.解釋汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率、汽輪發(fā)電機(jī)組的相對(duì)內(nèi)效率、汽輪機(jī)的絕對(duì)內(nèi)效率、絕對(duì)電效率。2.解釋汽耗率及熱耗率，并寫出定義式?！?.3汽輪機(jī)及其裝置的評(píng)價(jià)指標(biāo)（作業(yè)與思考）1.解釋§2.4軸封及其系統(tǒng)汽輪機(jī)是高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械。在汽缸、隔板等靜子部分與主軸、葉輪（包括動(dòng)葉）等轉(zhuǎn)子部分之間，必須有一定的軸向和徑向間隙，以免機(jī)組在工作時(shí)動(dòng)靜部件之間發(fā)生摩擦。既然有間隙存在，間隙前后又存在壓差，就可能漏汽（氣），為了減少蒸汽的泄漏和防止空氣漏入，需要有汽封裝置。汽封按用途分類：隔板汽封葉根及葉頂汽封軸端汽封(軸封)隔板內(nèi)圓處的汽封，用來(lái)阻礙蒸汽繞過噴嘴而引起能量損失并使葉輪上的軸向推力增大。動(dòng)葉柵頂部和根部處的汽封，通稱通流部分汽封，用來(lái)阻礙蒸汽從動(dòng)葉柵兩端逸散致使做功能力降低。轉(zhuǎn)子穿過汽缸兩端處的汽封，高壓軸封防止蒸汽漏出汽缸，造成工質(zhì)損失，惡化運(yùn)行環(huán)境，并且加熱軸頸或沖進(jìn)軸承使?jié)櫥唾|(zhì)劣化；低壓軸封用來(lái)防止空氣漏入汽缸，破壞凝汽器正常工作?！?.4軸封及其系統(tǒng)汽輪機(jī)是高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械。在汽§2.4軸封及其系統(tǒng)主要形式：齒形軸封、蜂窩式軸封等。一、齒形軸封齒形軸封分為高低齒軸封(曲徑軸封)和平齒軸封(光軸軸封)兩種。在汽輪機(jī)的高壓段采用曲徑軸封，在低壓段采用光軸軸封。工作原理：當(dāng)漏汽漏過汽封時(shí)，每通過一個(gè)汽封片所形成的孔口，就產(chǎn)生一次節(jié)流作用，即蒸汽的壓力就降低一次，每一汽室中的壓力都低于前一汽室中的壓力，每一汽封片前后壓差之和就等于汽封前后的總壓差P0－Pg。由于孔口的漏汽面積是Ap＝πdpδ定值（dp是汽封片處軸的直徑，δ是汽封間隙），因此在給定的總壓差下，如果汽封片數(shù)越多，則每一汽封片兩側(cè)的壓力差就越小，漏汽量也就越少?！?.4軸封及其系統(tǒng)主要形式：齒形軸封、蜂窩式軸封等。一蒸汽在汽封中的流動(dòng)當(dāng)作絕熱等焓過程。蒸汽在流經(jīng)汽封片時(shí)節(jié)流加速,然后在腔室中產(chǎn)生渦流，將汽流動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。隨壓力降低,蒸汽比容增大,故對(duì)相同結(jié)構(gòu)的汽封,汽流速度和焓降是逐級(jí)增大。又因蒸汽在汽封中膨脹時(shí)逐級(jí)焓值變小、音速降低、流速增加,汽封孔口只能看作無(wú)斜切部分的漸縮噴嘴，因此在汽封中只可能出現(xiàn)臨界流動(dòng),且只能在最后一個(gè)汽封片處出現(xiàn)?！?.4軸封及其系統(tǒng)蒸汽在汽封中的流動(dòng)過程：芬諾曲線(等流量線)等焓線蒸汽在汽封中的流動(dòng)當(dāng)作絕熱等焓過程。蒸汽在流經(jīng)汽封片時(shí)節(jié)流加漏汽量計(jì)算分亞臨界和超臨界兩種工況亞臨界工況的漏汽量采用不可壓縮流動(dòng)方程，汽流通過某一片孔口的流速為

對(duì)應(yīng)的流量為

由于等焓線上壓力與密度之商為常數(shù)，從而求得腔室壓力與前后壓差的關(guān)系§2.4軸封及其系統(tǒng)漏汽量計(jì)算：1.最后一片孔口處流速未達(dá)臨界速度漏汽量計(jì)算分亞臨界和超臨界兩種工況亞臨界工況的漏汽量采用不可§2.4軸封及其系統(tǒng)孔口前壓力越低，壓差越大，孔口中的比焓降越大。Z片軸封相加改寫為積分式：亞臨界時(shí)通過汽封的蒸汽量§2.4軸封及其系統(tǒng)孔口前壓力越低，壓差越大最后一片孔口處流速達(dá)臨界速度

臨界工況時(shí)，將最后一個(gè)孔口當(dāng)作噴嘴。由臨界流量計(jì)算公式得通過最后一個(gè)孔口的漏汽量為因最后一片軸封孔口前均為亞臨界，由前面亞臨界漏汽量計(jì)算公式求得末道軸封孔口前壓力§2.4軸封及其系統(tǒng)最后一片孔口處流速達(dá)臨界速度臨界工況時(shí)，將最后一個(gè)孔判定是否臨界的準(zhǔn)則因而，最后一片中流速達(dá)臨界時(shí)漏汽量3軸封孔口流量系數(shù)§2.4軸封及其系統(tǒng)蒸汽通過軸封孔口的流速是用漸縮噴嘴的流速公式計(jì)算的，其與實(shí)際有一定的差異，由實(shí)驗(yàn)求取流量系數(shù)，其與軸封齒的形狀及幾何參數(shù)有關(guān)，可查右圖.(1)齒進(jìn)汽側(cè)不應(yīng)作成圓弧狀或斜面狀，應(yīng)保持齒的尖銳邊緣(2)齒的尖銳邊緣在運(yùn)行中會(huì)因?yàn)槟Σ炼g化，流量系數(shù)會(huì)增大判定是否臨界的準(zhǔn)則因而，最后一片中流速達(dá)臨界時(shí)漏汽量3軸4光軸軸封漏汽量修正系數(shù)

與曲徑軸封的區(qū)別是蒸汽進(jìn)入下一空口前還有一定的初速，故漏汽量增大，其計(jì)算結(jié)果只需在曲徑軸封的計(jì)算結(jié)果上乘一修正系數(shù)，可由光軸軸封尺寸和軸封片數(shù)z查得，圖：§2.4軸封及其系統(tǒng)計(jì)算時(shí)必須先判別在軸封段的最末一片中是否達(dá)到臨界速度。4光軸軸封漏汽量修正系數(shù)與曲徑軸封的區(qū)別是蒸汽進(jìn)入下一空口

若算平齒式光軸軸封的軸封漏汽量，則需再乘上修正系數(shù)§2.4軸封及其系統(tǒng)計(jì)算漏汽量前，不必事先判斷軸封最后一片孔口處是否達(dá)到臨界速度，只需根據(jù)Z與查得應(yīng)用上式計(jì)算。5計(jì)算曲徑軸封的漏汽量單一表達(dá)式軸封漏汽量比：若算平齒式光軸軸封的軸封漏汽量，則需再乘上修正系數(shù)二、軸封系統(tǒng)§2.4軸封及其系統(tǒng)作用：在任何運(yùn)行工況下保證蒸汽不外泄、空氣不內(nèi)漏，同時(shí)回收泄漏蒸汽的熱能（軸封加熱器）和組織汽流冷卻轉(zhuǎn)子的軸端。端軸封和與它相連的管道和附屬設(shè)備組成：軸封系統(tǒng)由軸封、供汽母管及均壓箱、軸封調(diào)節(jié)器、軸封加熱器和軸封抽汽器等組成。軸封系統(tǒng)的型式有外供汽式和自密封式兩種，不同制造廠采用不同的軸封系統(tǒng)和軸封汽流組織方式。特點(diǎn)：軸封分成多段多室，與大氣環(huán)境接近的腔室的壓力由抽汽器或風(fēng)機(jī)維持略低于大氣壓力，緊鄰的腔室壓力由壓力調(diào)節(jié)器維持略高于大氣壓力，從而保證蒸汽不外泄、空氣不內(nèi)漏。二、軸封系統(tǒng)§2.4軸封及其系統(tǒng)作用：在任何運(yùn)行工況下

軸封主要由三段二室組成。高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，低壓軸封的供汽來(lái)自于高壓軸封的漏汽，高壓漏汽經(jīng)噴水減溫后進(jìn)入低壓軸封；啟動(dòng)或低負(fù)荷時(shí)，軸封汽由外部提供。優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)：不能充分冷卻高、中壓缸高溫軸端。2外供汽式軸封系統(tǒng)高、中缸高溫端軸封由多(大于3）段多室組成，部分漏汽被引至低壓加熱器。軸封的供汽來(lái)自于輔助蒸汽系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)：低溫輔助蒸汽對(duì)高、中壓段高溫軸端起到冷卻作用；缺點(diǎn)：系統(tǒng)復(fù)雜?！?.4軸封及其系統(tǒng)三、軸封系統(tǒng)的特點(diǎn)1自密封式軸封系統(tǒng)軸封主要由三段二室組成。高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，低壓軸封的供汽來(lái)自24、防止空氣漏入真空部分---在低壓端軸封次外腔室通入比大氣壓力稍高的蒸汽，沿著主軸向背離汽缸方向流動(dòng)，以阻止外界空氣流入。§2.4軸封及其系統(tǒng)1、軸封汽的利用---將漏汽從軸封中間腔室引出加以利用或回收漏汽(含空氣)混合物的熱量以加熱凝結(jié)水(多于兩個(gè)腔室時(shí))；2、低壓低溫汽源的利用---高壓缸兩端與主軸承靠近，為防止傳出高溫蒸汽使軸承超溫，常向高壓軸封供低壓低溫蒸汽(非自密封系統(tǒng))；或在啟動(dòng)及低負(fù)荷時(shí)，向軸封供備用蒸汽(各種系統(tǒng))。3、防止蒸汽由端軸封漏入大氣---防止蒸汽漏入軸承使油質(zhì)惡化、車間濕度增大及汽水損失，通常在高低壓端軸封最外腔室人為地造成一個(gè)比大氣壓力稍低的壓力，將漏出的蒸汽和漏入的空氣一起抽出，經(jīng)冷卻后排入大氣；4、防止空氣漏入真空部分---在低壓端軸封次外腔室通入比大氣§2.4軸封及其系統(tǒng)（作業(yè)與思考）1.簡(jiǎn)述軸封概念、作用及主要形式。2.簡(jiǎn)述軸封系統(tǒng)的組成及作用。3.軸封漏汽量在亞臨界和超臨界兩種工況時(shí)的計(jì)算公式?！?.4軸封及其系統(tǒng)（作業(yè)與思考）1.簡(jiǎn)述軸封概念、作用

一軸向推力§2.5多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力及其平衡

軸流式汽輪機(jī)中，高壓蒸汽由一端進(jìn)入，低壓蒸汽由另一端流出，整體來(lái)看，蒸汽對(duì)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。軸向推力由推力軸承承擔(dān)。計(jì)算軸向推力，為推力軸承的設(shè)計(jì)提供依椐。對(duì)軸向推力采取平衡措施，平衡掉部分軸向推力，減少推力軸承的設(shè)計(jì)制造難度。例如對(duì)高壓反動(dòng)式機(jī)組，它的推力可高達(dá)1.96～2.94MN二沖動(dòng)式汽輪機(jī)的軸向推力

轉(zhuǎn)子上的軸向推力是各級(jí)軸向推力的總合，包括作用在各級(jí)動(dòng)葉上的軸向推力、作用在葉輪面上的軸向推力和作用在轉(zhuǎn)子凸肩上的軸向推力三部分。一軸向推力§2.5多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力及其平衡

動(dòng)葉上的軸向推力是由動(dòng)葉前后的靜壓差和汽流在動(dòng)葉中軸向分速度的改變所產(chǎn)生的

引入壓力反動(dòng)度由于軸向分速度變化很小，上式可寫§2.5多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力及其平衡１.作用在動(dòng)葉上的軸向推力速度級(jí)：計(jì)算兩列動(dòng)葉受力之和部分進(jìn)汽級(jí)：乘上部分進(jìn)汽度e動(dòng)葉上的軸向推力是由動(dòng)葉前后的靜壓差和汽流在動(dòng)葉中軸向分速§2.5多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力及其平衡在h-s圖上，同一壓差的等壓線距離越向下越大，即焓降增大，故壓力反動(dòng)度小于焓降反動(dòng)度，用替代計(jì)算偏于安全，故可認(rèn)為正比與。hs２.作用在葉輪面上的軸向推力葉輪上的軸向力決定于葉輪兩側(cè)的壓差和輪盤面積。由于輪盤面積很大，故輪面上的軸向推力也很大。為減小此項(xiàng)推力，常在輪盤面上開設(shè)平衡孔，以減小輪盤兩側(cè)的壓差。作用在葉輪輪面上的軸向推力可寫成§2.5多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力及其平衡在h-s圖上，同一壓§2.5多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力及其平衡漏汽流動(dòng)情況可歸納為：1動(dòng)葉根部吸汽時(shí)：或2動(dòng)葉根部漏汽時(shí)：如果葉輪兩側(cè)的輪轂直徑相同，即d1=d2=d，則上式可簡(jiǎn)化為對(duì)部分進(jìn)汽級(jí)上式應(yīng)加上定義：葉輪反動(dòng)度葉輪反動(dòng)度的確定需要進(jìn)行漏汽量計(jì)算

不一定等于噴嘴后葉根壓力，其大小決定于隔板漏汽、平衡孔漏汽和葉根漏汽的平衡關(guān)系。(不進(jìn)汽的動(dòng)葉)§2.5多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力及其平衡漏汽流動(dòng)情況可歸納為§2.5多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力及其平衡在汽輪機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量使