汽輪機第二章

第二章多級汽輪機§2－1多級汽輪機的特點與損失一、多級汽輪機的工作過程二、多級汽輪機的優(yōu)點（一）多級汽輪機的效率大大提高1.多級汽輪機的循環(huán)熱效率大大提高現(xiàn)代多級汽輪機（2）在一定條件下，多級汽輪機的余速動能可以全部或部分地被下一級利用（3）多級汽輪機各級的比焓降較小，速比一定時級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，噴嘴流動效率較高。（4）多級汽輪機前面級的損失可以部分地被下面各級利用，使全機相對內(nèi)效率提高（1）多級汽輪機各級都在最佳速比附近工作2.多級汽輪機的相對內(nèi)效率明顯提高（二）多級汽輪機單位功率的投資大大減小存在的問題：（1）增加了一些附加損失（2）由于級數(shù)多，相應(yīng)地增加了機組的長度和質(zhì)量（3）由于新蒸汽與再熱蒸汽溫度的提高，多級汽輪機高中壓缸前面若干級的工作溫度較高，對零部件的金屬材料要求提高了（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，全機制造成本提高1.高壓段(效率相對較低)三、多級汽輪機各級段的工作特點back2.低壓段back3.中壓段我國電站典型600MW汽輪機基本特點平圩電廠石洞口北倫港鄒縣電廠型號廠家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汽輪機級數(shù)高壓缸1單列調(diào)節(jié)級+10反動級1單列調(diào)節(jié)級+21反動級1單列調(diào)節(jié)級+7壓力級1單列調(diào)節(jié)級+6壓力級中壓缸2×9反動級2×17反動級2×6壓力級5個壓力級低壓缸2×2×7反動級2×2×5反動級2×2×7壓力級2×2×7壓力級合計57級76級48級40級四、重熱現(xiàn)象和重熱系數(shù)1.重熱現(xiàn)象：上一級損失造成比熵的增大將使后面級的理想比焓降增大，即上一級損失中的一小部分可以在以后各級中得到利用第二級理想比焓降變?yōu)榈诙壚硐氡褥式?.重熱系數(shù)假設(shè)汽輪機各級的相對內(nèi)效率相等，則有：提高汽輪機效率的根本途徑是提高各級的相對內(nèi)效率重熱系數(shù)的影響因素：（1）多級汽輪機各級的效率（2）多級汽輪機的級數(shù)（3）各級的初參數(shù)五、進汽阻力損失和排汽阻力損失（一）進汽阻力損失減少進汽損失的措施：限制蒸汽流速改善蒸汽在汽門中的流動特性（二）排汽阻力損失排汽阻力損失：排汽在排汽管中流動時，由于摩擦、渦流、轉(zhuǎn)向等阻力作用而有壓力降落，這部分沒有做功的壓降損失，稱為汽輪機的排汽阻力損失?！?－2汽輪機及其裝置的評價指標1.汽輪機的相對內(nèi)效率：汽輪機的內(nèi)功率：2.機械效率：3.發(fā)電機效率4.汽輪發(fā)電機組的相對電效率5.汽輪發(fā)電機組的絕對電效率6.汽耗率7.熱耗率§2－3多級汽輪機的軸向推力及其平衡一、沖動式汽輪機的軸向推力在軸流式汽輪機中，通常是高壓蒸汽由一端進入，低壓蒸汽由另一端流出，從整體看，蒸汽對汽輪機轉(zhuǎn)子施加了一個由高壓端指向低壓端的軸向力，使汽輪機轉(zhuǎn)子有向低壓端移動的趨勢，這個力就稱為轉(zhuǎn)子的軸向推力。作用在動葉上的軸向推力、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作用在一個級上的軸向推力為三部分之和:在反動式汽輪機中，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、反動式汽輪機的軸向推力三、軸向推力的平衡1.平衡活塞法2.葉輪上開平衡孔3.相反流動布置法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，機組真空惡化，抽氣器負荷增大；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，提高機組效率汽封片與主軸發(fā)生摩擦（二）曲徑軸封漏汽量計算1.曲徑軸封漏汽量的基本計算公式（1）當最后一片軸封孔口處流速未達到臨界速度時（2）當最后一片軸封孔口處流速達到臨界速度時判斷汽流在最后一片軸封孔口中是否達到臨界速度：2.軸封孔口流量系數(shù)但是尖銳邊緣在汽機運行中會因摩擦鈍化，此時流動情況接近噴嘴，由圖可以看出，軸封齒在進汽側(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)實例2.軸封系統(tǒng)的特點（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、提高汽輪機單機容量凝汽式汽輪機的功率:回熱抽汽式汽輪機的功率:汽輪機的極限功率:

單缸單排汽的汽輪機的最大功率

提高汽輪機單機容量的措施:提高新蒸汽的參數(shù)采用高強度低重度的合金材料采用多排汽口采用給水回熱加熱系統(tǒng)提高背壓、采用雙層葉片、采用低轉(zhuǎn)速再熱器600MW四缸四排汽汽輪機組BHPIP給水回熱加熱LP作業(yè)與思考題：1、為什么要采用多級汽輪機？2、畫出多級汽輪機的熱力過程曲線。3、多級汽輪機有哪些損失？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：汽輪機的相對內(nèi)效率、內(nèi)功率、軸端功率、機械效率；相對電效率、循環(huán)熱效率、絕對電效率；汽耗率、熱耗率。6、多級汽輪機軸向推力的平衡辦法。動力工程及工程熱物理全國排名

一級學科代碼及名稱：0807動力工程及工程熱物理

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

學位授予單位名稱

整體水平

分項指標

學術(shù)隊伍

科學研究

人才培養(yǎng)

學術(shù)聲譽

排名

得分

排名

得分

排名

得分

排名

得分

排名

得分

清華大學

1

91.84

2

90.39

1

90.50

2

89.55

1

100

浙江大學

2

87.52

1

92.42

3

79.82

1

89.56

3

94.67

西安交通大學

3

84.55

4

86.26

2

82.69

5

77.91

2

96.52

上海交通大學

4

84.50

3

87.83

4

77.98

3

84.57

4

94.09

中國科學技術(shù)大學

5

75.99

7

80.90

5

73.73

8

69.76

10

84.23

哈爾濱工業(yè)大學

6

75.90

5

82.55

6

70.14

10

68.71

5

90.90

華中科技大學

7

74.64

11

74.98

8

69.02

6

73.91

7

87.25

北京航空航天大學

8

73.46

6

81.09

7

69.51

17

65.35

9

84.81

東南大學

9

73.11

8

78.91

10

67.02

11

68.22

8

86.32

天津大學

10

72.72

12

74.82

9

68.00

12

67.01

6

88.87

大連理工大學

11

70.57

10

75.05

13

64.88

13

66.71

11

82.96

上海理工大學

12

69.94

9

75.52

21

63.63

7

70.43

14

75.65

海軍工程大學

13

69.77

23

66.08

11

66.65

4

79.34

20

66.32

北京理工大學

14

68.46

15

72.92

19

64.09

19

63.59

12

79.65

中南大學

15

68.39

14

74.08

12

66.48

16

65.44

18

69.91

江蘇大學

16

67.04

19

69.81

14

64.85

18

64.96

16

71.42

湖南大學

17

66.88

16

70.63

20

63.93

14

66.54

19

68.99

浙江工業(yè)大學

18

66.54

13

74.27

16

64.51

15

65.91

22

62.26

吉林大學

19

66.15

18

69.83

24

61.78

23

61.73

13

77.62

北京工業(yè)大學

20

65.61

17

70.36

23

62.09

22

62.24

15

72.35

青島科技大學

21

65.49

21

67.63

17

64.48

9

68.75

25

60.00

哈爾濱工程大學

22

64.91

24

65.42

18

64.15

25

61.51

17

71.07

武漢理工大學

23

6