汽輪機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書2023版

本文格式為Word版，下載可任意編輯——汽輪機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書2023版第一部分汽輪機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

一、課程設(shè)計(jì)的目的與要求

1．系統(tǒng)地總結(jié)、穩(wěn)定并應(yīng)用《汽輪機(jī)原理》課程中已學(xué)過的理論知識(shí)，重點(diǎn)把握汽輪機(jī)熱力設(shè)計(jì)的方法、步驟。

2．汽輪機(jī)熱力設(shè)計(jì)的任務(wù)，一般是依照給定的設(shè)計(jì)條件,確定流通部分的幾何參數(shù)，力求獲得較高的相對(duì)內(nèi)效率。就汽輪機(jī)課程設(shè)計(jì)而言其任務(wù)尋常是指各級(jí)幾何尺寸的確定及級(jí)效率和內(nèi)功率的計(jì)算。

3．汽輪機(jī)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容與設(shè)計(jì)程序大致包括：

(1)分析并確定汽輪機(jī)熱力設(shè)計(jì)的基本參數(shù)，如汽輪機(jī)容量、進(jìn)汽參數(shù)、轉(zhuǎn)速、排汽壓力或循環(huán)水溫度、回?zé)峒訜峒?jí)數(shù)及給水溫度、供熱汽輪機(jī)的供汽壓力等。

(2)分析并選擇汽輪機(jī)的型式、配汽機(jī)構(gòu)型式、通流部分形狀及有關(guān)參數(shù)。

(3)擬定汽輪機(jī)近似熱力過程線和原則性熱力系統(tǒng)，進(jìn)行汽耗量與熱經(jīng)濟(jì)性的初步計(jì)算。

(4)根據(jù)汽輪機(jī)運(yùn)行特性、經(jīng)濟(jì)要求及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等因素，比較和確定調(diào)理級(jí)的型式、比焓降、葉型及尺寸等。

(5)根據(jù)流通部分形狀和回?zé)岢槠麎毫σ?，確定壓力級(jí)的級(jí)數(shù)，并進(jìn)行各級(jí)比焓降分派。

(6)對(duì)各級(jí)進(jìn)行詳細(xì)的熱力計(jì)算，求出各級(jí)流通部分的幾何尺寸、相對(duì)內(nèi)效率和內(nèi)功率，確定汽輪機(jī)的實(shí)際熱力過程線。

(7)根據(jù)各級(jí)熱力計(jì)算的結(jié)果，修正各回?zé)岢槠c(diǎn)壓力以符合實(shí)際熱力過程線的要求。(8)根據(jù)需要修正熱力計(jì)算結(jié)果。(9)繪制流通部分及縱剖面圖。

4．通過設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步的了解，明確主要部件在整個(gè)機(jī)組中的作用、位置及相互關(guān)系。

5．通過設(shè)計(jì)了解并把握我國當(dāng)前的技術(shù)政策和國家標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)資料等。6．所設(shè)計(jì)的汽輪機(jī)應(yīng)滿足以下要求：(1)運(yùn)行時(shí)具有較高的經(jīng)濟(jì)性。

(2)不同工況下工作時(shí)均有高的可靠性。

(3)在滿足經(jīng)濟(jì)性和可靠性要求的同時(shí)，還應(yīng)考慮到汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)緊湊、系統(tǒng)簡單、布局合理、成本低廉、安裝與維修便利以及零部件通用化、系列標(biāo)準(zhǔn)化等因素。

7．由于課程設(shè)計(jì)的題目接近實(shí)際，與當(dāng)前國民經(jīng)濟(jì)的要求相適應(yīng)，因而要求設(shè)計(jì)者具有高度的責(zé)任感，嚴(yán)肅認(rèn)真。應(yīng)做到選擇及計(jì)算數(shù)據(jù)確切、合理、繪圖規(guī)范，明白美觀。

二、課程設(shè)計(jì)題目

以下為典型常規(guī)題目，也可以設(shè)計(jì)其他類型的機(jī)組。機(jī)組型號(hào)：B25-8.83/0.981

機(jī)組型式：多級(jí)沖動(dòng)式背壓汽輪機(jī)

1

新汽壓力：Po=8.83Mpa(90ata)新汽溫度：to=535℃

排汽壓力：Pc=0.981Mpa(10ata)額定功率：Pel=25000KW轉(zhuǎn)速：n=3000rpm

三、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容與步驟

（一）設(shè)計(jì)工況下的熱力計(jì)算

1．確定機(jī)組配汽方式（采用噴嘴配汽）2．調(diào)理級(jí)選型（采用單列級(jí)）3．主要參數(shù)⑴已知設(shè)計(jì)參數(shù)

Po=8.83Mpa，to=535℃，Pc=0.981Mpa，Pel=25000KW，n=3000rpm⑵選取設(shè)計(jì)參數(shù)①設(shè)計(jì)功率

一般凝汽式機(jī)組有統(tǒng)一系列標(biāo)準(zhǔn)，而背壓機(jī)組在國內(nèi)目前尚無統(tǒng)一系列標(biāo)準(zhǔn)。可?。涸O(shè)計(jì)功率=經(jīng)濟(jì)功率=額定功率。②汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率ηri

選取某一ηri值，待各級(jí)詳細(xì)計(jì)算后與所得ηri'進(jìn)行比較，直到符合要求為止。③機(jī)械效率：取ηm=99%④發(fā)電效率：取ηg=97%

⑤給水回?zé)嵯到y(tǒng)及參數(shù)：采用兩級(jí)加熱器,一級(jí)除氧器。系統(tǒng)及參數(shù)詳見給水回?zé)嵯到y(tǒng)

圖。

圖1給定題目的回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)

4．近似熱力過程線的擬定

（1）進(jìn)汽機(jī)構(gòu)的節(jié)流損失ΔPo

2

閥門全開時(shí)，ΔPo=(0.03~0.05)Po，尋常取調(diào)理級(jí)噴嘴前Po'=0.95Po

（2）排汽管中壓力損失ΔPc：對(duì)于本機(jī),認(rèn)為Pc'=Pc，即ΔPc=0（3）末級(jí)余速損失δhc2：本機(jī)取C2=70m／s（4）調(diào)理級(jí)效率

調(diào)理級(jí)效率較低，而中間級(jí)效率較高。假定調(diào)理級(jí)ηri=70%而調(diào)理級(jí)后壓力Pa=5.88Mpa，作為初擬熱力過程線的參數(shù)?？刹捎梅侄螖M定熱力過程線。

圖2調(diào)理級(jí)熱力過程線

5．汽輪機(jī)總進(jìn)汽量的初步估算D3.6*Pel

o=—————————————(Δhtmac

)'*η*m+ΔDriηgηm

Pel——汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)功率，kW

(Δhtmac)'——汽輪機(jī)通流部分的理想比焓降，kJ/kgηri——汽輪機(jī)通流部分相對(duì)內(nèi)效率之初估值；ηg——機(jī)組的發(fā)電機(jī)效率；ηm——機(jī)組的機(jī)械效率；

3

m——考慮回?zé)岢槠鹌吭龃蟮南禂?shù),它與回?zé)峒?jí)數(shù)、給水溫度、汽機(jī)容量及參數(shù)有關(guān)，取m=1.05；

ΔD是考慮門桿漏汽及前軸封漏汽的蒸汽余量，（t/h）

ΔD=ΔDl+ΔDv給定前軸封漏汽ΔDl=3.8t/h，門桿漏汽ΔDv=1.2t/h；Do是汽輪機(jī)總進(jìn)汽量。

6．調(diào)理級(jí)的詳細(xì)熱力計(jì)算（1）確定調(diào)理級(jí)進(jìn)汽量DgDg=Do-ΔDv（t／h）

（2）確定速比Xa和理想比焓降Δht

取Xa=0.3535，取調(diào)理級(jí)平均直徑dm=1100mm，計(jì)算時(shí)取dm=dn=db

由u=π*dm*n/60和Xa=u/Ca，Δht=Ca2/2(備注：軟件中^是指數(shù)符號(hào))，檢查Δht是否在70~125kJ/kg范圍內(nèi)。

（3）平均反動(dòng)度Ωm的選?。喝ˇ竚=6.5%（4）計(jì)算嘴理想比焓降ΔhnΔhn=(1-Ωm)*Δht

（5）計(jì)算噴嘴前后壓比εn

根據(jù)Po'、ho以及Δhn查焓熵圖，得到噴嘴后壓力P1和比容V1t由εn=Po/Po'判斷滾動(dòng)狀態(tài)，選擇噴嘴葉型和噴嘴出口角α1。(參見噴嘴葉型表)

（6）計(jì)算噴嘴出口汽流速度C1

C1t?2??hn

C1=φ*C1t，取φ=0.97

（7）計(jì)算噴嘴損失δhnδhn=(1-φ2)*Δhn

（8）確定噴嘴出口面積AnAn=Gn*V1t/μn*C1t

Gn——噴嘴流量，kg/s

V1t——噴嘴出口理想比容，m3/kgμn——噴嘴流量系數(shù)，取μn=0.97（9）確定部分進(jìn)汽度e

確定部分進(jìn)汽度的原則是選擇部分進(jìn)汽度e和噴嘴高度ln的最正確組合，使葉高損失δhl和部分進(jìn)汽損失δhe之和為最小。由An=e*π*dm*ln*sin(α1)得ln=An/(e*π*dm*sin(α1))

而δhl=ξl*Eo=a1/ln*Xa^2*Eo，取a1=9.9δhe=ξe*Eo=(ξw+ξs)*Eo

鼓風(fēng)損失系數(shù)ξe=Be*1/e*(1-e-ec/2)*Xa3，取Be=0.15，ec=0.4

斥汽損失系數(shù)ξs=Ce*1/e*Sn/dn*Xa，取Ce=0.012，Sn=3(噴嘴組數(shù))，dn=dm=1100mm

4

令y=δhl+δhe