汽輪機(jī)第二章

第二章多級(jí)汽輪機(jī)§2－1多級(jí)汽輪機(jī)的特點(diǎn)與損失一、多級(jí)汽輪機(jī)的工作過(guò)程二、多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)點(diǎn)（一）多級(jí)汽輪機(jī)的效率大大提高1.多級(jí)汽輪機(jī)的循環(huán)熱效率大大提高現(xiàn)代多級(jí)汽輪機(jī)（2）在一定條件下，多級(jí)汽輪機(jī)的余速動(dòng)能可以全部或部分地被下一級(jí)利用（3）多級(jí)汽輪機(jī)各級(jí)的比焓降較小，速比一定時(shí)級(jí)的圓周速度和平均直徑較小，所以在容積流量相同的條件下，噴嘴出口高度增大，葉高損失減小，噴嘴流動(dòng)效率較高。（4）多級(jí)汽輪機(jī)前面級(jí)的損失可以部分地被下面各級(jí)利用，使全機(jī)相對(duì)內(nèi)效率提高（1）多級(jí)汽輪機(jī)各級(jí)都在最佳速比附近工作2.多級(jí)汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率明顯提高（二）多級(jí)汽輪機(jī)單位功率的投資大大減小存在的問(wèn)題：（1）增加了一些附加損失（2）由于級(jí)數(shù)多，相應(yīng)地增加了機(jī)組的長(zhǎng)度和質(zhì)量（3）由于新蒸汽與再熱蒸汽溫度的提高，多級(jí)汽輪機(jī)高中壓缸前面若干級(jí)的工作溫度較高，對(duì)零部件的金屬材料要求提高了（4）級(jí)數(shù)增加，零部件增多，使多級(jí)汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，全機(jī)制造成本提高1.高壓段(效率相對(duì)較低)三、多級(jí)汽輪機(jī)各級(jí)段的工作特點(diǎn)back2.低壓段back3.中壓段我國(guó)電站典型600MW汽輪機(jī)基本特點(diǎn)平圩電廠石洞口北倫港鄒縣電廠型號(hào)廠家N600-16.7/537/537哈汽D4Y454瑞士ABBTC4F-33.5日本東芝DH-600-40-T東汽（日立技術(shù)）主汽壓力16.5724.216.5616.7汽輪機(jī)級(jí)數(shù)高壓缸1單列調(diào)節(jié)級(jí)+10反動(dòng)級(jí)1單列調(diào)節(jié)級(jí)+21反動(dòng)級(jí)1單列調(diào)節(jié)級(jí)+7壓力級(jí)1單列調(diào)節(jié)級(jí)+6壓力級(jí)中壓缸2×9反動(dòng)級(jí)2×17反動(dòng)級(jí)2×6壓力級(jí)5個(gè)壓力級(jí)低壓缸2×2×7反動(dòng)級(jí)2×2×5反動(dòng)級(jí)2×2×7壓力級(jí)2×2×7壓力級(jí)合計(jì)57級(jí)76級(jí)48級(jí)40級(jí)四、重?zé)岈F(xiàn)象和重?zé)嵯禂?shù)1.重?zé)岈F(xiàn)象：上一級(jí)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)中得到利用第二級(jí)理想比焓降變?yōu)榈诙?jí)理想比焓降2.重?zé)嵯禂?shù)假設(shè)汽輪機(jī)各級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率相等，則有：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)效率重?zé)嵯禂?shù)的影響因素：（1）多級(jí)汽輪機(jī)各級(jí)的效率（2）多級(jí)汽輪機(jī)的級(jí)數(shù)（3）各級(jí)的初參數(shù)五、進(jìn)汽阻力損失和排汽阻力損失（一）進(jìn)汽阻力損失減少進(jìn)汽損失的措施：限制蒸汽流速改善蒸汽在汽門(mén)中的流動(dòng)特性（二）排汽阻力損失排汽阻力損失：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降落，這部分沒(méi)有做功的壓降損失，稱為汽輪機(jī)的排汽阻力損失。§2－2汽輪機(jī)及其裝置的評(píng)價(jià)指標(biāo)1.汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率：汽輪機(jī)的內(nèi)功率：2.機(jī)械效率：3.發(fā)電機(jī)效率4.汽輪發(fā)電機(jī)組的相對(duì)電效率5.汽輪發(fā)電機(jī)組的絕對(duì)電效率6.汽耗率7.熱耗率§2－3多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力及其平衡一、沖動(dòng)式汽輪機(jī)的軸向推力在軸流式汽輪機(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，使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子有向低壓端移動(dòng)的趨勢(shì)，這個(gè)力就稱為轉(zhuǎn)子的軸向推力。作用在動(dòng)葉上的軸向推力、作用在葉輪面上的軸向推力以及作用在軸的凸肩處的軸向推力三部分組成p0p1p2pd作用在一個(gè)級(jí)上的軸向推力為三部分之和:在反動(dòng)式汽輪機(jī)中，作用在通流部分轉(zhuǎn)子上的軸向推力由下列三部分組成：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。二、反動(dòng)式汽輪機(jī)的軸向推力三、軸向推力的平衡1.平衡活塞法2.葉輪上開(kāi)平衡孔3.相反流動(dòng)布置法4.采用推力軸承再熱器§2－4軸封及其系統(tǒng)漏汽：高壓缸和中壓缸的兩端蒸汽向外泄漏，效率降低，凝結(jié)水失增大；漏氣：低壓缸和低壓缸的兩端，空氣向內(nèi)泄漏，機(jī)組真空惡化，抽氣器負(fù)荷增大；軸封：高壓缸或高壓段采用高低齒曲徑軸封低壓缸或低壓段采用平齒光軸軸封一、汽封的結(jié)構(gòu)與種類位置通流部分汽封：動(dòng)葉柵與隔板及汽缸之間間隙處的汽封隔板汽封：隔板內(nèi)孔與主軸間隙處的汽封軸端汽封：主軸穿出汽缸處的汽封結(jié)構(gòu)形式曲徑式碳精式水封式1.汽封的結(jié)構(gòu)曲徑式汽封：也稱迷宮式密封。由汽封體、汽封環(huán)及軸套三部分組成2.通流部分汽封3.隔板汽封4.平衡活塞汽封5.軸端汽封二、曲徑軸封（一）曲徑軸封的工作原理任一軸封孔口的汽流速度小于等于臨界速度可以減小漏汽量，提高機(jī)組效率汽封片與主軸發(fā)生摩擦（二）曲徑軸封漏汽量計(jì)算1.曲徑軸封漏汽量的基本計(jì)算公式（1）當(dāng)最后一片軸封孔口處流速未達(dá)到臨界速度時(shí)（2）當(dāng)最后一片軸封孔口處流速達(dá)到臨界速度時(shí)判斷汽流在最后一片軸封孔口中是否達(dá)到臨界速度：2.軸封孔口流量系數(shù)但是尖銳邊緣在汽機(jī)運(yùn)行中會(huì)因摩擦鈍化，此時(shí)流動(dòng)情況接近噴嘴，由圖可以看出，軸封齒在進(jìn)汽側(cè)不應(yīng)做成圓弧狀或斜面狀，應(yīng)保持軸封齒的尖銳邊緣，此時(shí)流量系數(shù)較小，3.光軸軸封漏汽量修正系數(shù)二、軸封系統(tǒng)1.軸封系統(tǒng)實(shí)例2.軸封系統(tǒng)的特點(diǎn)（1）軸封汽的利用（2）低壓低溫汽源的利用（3）防止蒸汽由軸封漏入大氣（4）防止空氣漏入真空部分七、提高汽輪機(jī)單機(jī)容量凝汽式汽輪機(jī)的功率:回?zé)岢槠狡啓C(jī)的功率:汽輪機(jī)的極限功率:

單缸單排汽的汽輪機(jī)的最大功率

提高汽輪機(jī)單機(jī)容量的措施:提高新蒸汽的參數(shù)采用高強(qiáng)度低重度的合金材料采用多排汽口采用給水回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)提高背壓、采用雙層葉片、采用低轉(zhuǎn)速再熱器600MW四缸四排汽汽輪機(jī)組BHPIP給水回?zé)峒訜酟P作業(yè)與思考題：1、為什么要采用多級(jí)汽輪機(jī)？2、畫(huà)出多級(jí)汽輪機(jī)的熱力過(guò)程曲線。3、多級(jí)汽輪機(jī)有哪些損失？各是如何產(chǎn)生的？又如何減少？4、敘述齒型軸封的工作原理。5、解釋：汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率、內(nèi)功率、軸端功率、機(jī)械效率；相對(duì)電效率、循環(huán)熱效率、絕對(duì)電效率；汽耗率、熱耗率。6、多級(jí)汽輪機(jī)軸向推力的平衡辦法。動(dòng)力工程及工程熱物理全國(guó)排名

一級(jí)學(xué)科代碼及名稱：0807動(dòng)力工程及工程熱物理

110698西安交通大學(xué)98210003清華大學(xué)93310335浙江大學(xué)92410248上海交通大學(xué)89510056天津大學(xué)80610487華中科技大學(xué)79710213哈爾濱工業(yè)大學(xué)78810358中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)910006北京航空航天大學(xué)771010251華東理工大學(xué)731110286東南大學(xué)熱能與動(dòng)力工程專業(yè)全國(guó)排名1、西安交通大學(xué)A+2、上海交通大學(xué)A+3、浙江大學(xué)A+4、清華大學(xué)A+5、華中科技大學(xué)A+6、天津大學(xué)A+7、哈爾濱工業(yè)大學(xué)A8、大連理工大學(xué)A9、北京航空航天大學(xué)A10、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)A11、重慶大學(xué)A12、東南大學(xué)A13、上海理工大學(xué)A14、江蘇大學(xué)A15、北京理工大學(xué)A16、華北電力大學(xué)A17、南京理工大學(xué)A18、東北大學(xué)A19、北京科技大學(xué)A20、同濟(jì)大學(xué)A21、山東大學(xué)A動(dòng)力工程及工程熱物理

學(xué)位授予單位名稱

整體水平

分項(xiàng)指標(biāo)

學(xué)術(shù)隊(duì)伍

科學(xué)研究

人才培養(yǎng)

學(xué)術(shù)聲譽(yù)

排名

得分

排名

得分

排名

得分

排名

得分

排名

得分

清華大學(xué)

1

91.84

2

90.39

1

90.50

2

89.55

1

100

浙江大學(xué)

2

87.52

1

92.42

3

79.82

1

89.56

3

94.67

西安交通大學(xué)

3

84.55

4

86.26

2

82.69

5

77.91

2

96.52

上海交通大學(xué)

4

84.50

3

87.83

4

77.98

3

84.57

4

94.09

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)

5

75.99

7

80.90

5

73.73

8

69.76

10

84.23

哈爾濱工業(yè)大學(xué)

6

75.90

5

82.55

6

70.14

10

68.71

5

90.90

華中科技大學(xué)

7

74.64

11

74.98

8

69.02

6

73.91

7

87.25

北京航空航天大學(xué)

8

73.46

6

81.09

7

69.51

17

65.35

9

84.81

東南大學(xué)

9

73.11

8

78.91

10

67.02

11

68.22

8

86.32

天津大學(xué)

10

72.72

12

74.82

9

68.00

12

67.01

6

88.87

大連理工大學(xué)

11

70.57

10

75.05

13

64.88

13

66.71

11

82.96

上海理工大學(xué)

12

69.94

9

75.52

21

63.63

7

70.43

14

75.65

海軍工程大學(xué)

13

69.77

23

66.08

11

66.65

4

79.34

20

66.32

北京理工大學(xué)

14

68.46

15

72.92

19

64.09

19

63.59

12

79.65

中南大學(xué)

15

68.39

14

74.08

12

66.48

16

65.44

18

69.91

江蘇大學(xué)

16

67.04

19

69.81

14

64.85

18

64.96

16

71.42

湖南大學(xué)

17

66.88

16

70.63

20

63.93

14

66.54

19

68.99

浙江工業(yè)大學(xué)

18

66.54

13

74.27

16

64.51

15

65.91

22

62.26

吉林大學(xué)

19

66.15

18

69.83

24

61.78

23

61.73

13

77.62

北京工業(yè)大學(xué)

20

65.61

17

70.36

23

62.09

22

62.24

15

72.35

青島科技大學(xué)

21

65.49

21

67.63

17

64.48

9

68.75

25

60.00

哈爾濱工程大學(xué)

22

64.91

24

65.42

18

64.15

25

61.51

17

71.07

武漢理工大學(xué)

23

6