汽輪機(jī)設(shè)備課程教案

汽輪機(jī)設(shè)備課程教案

授課時(shí)間第周次

課題緒論

理論課(V)、實(shí)踐課()、習(xí)題題()、其教學(xué)

課型

它()時(shí)數(shù)2

教

學(xué)

1.了解汽輪機(jī)的用途。根本原理

目

的

2.能識(shí)讀汽輪機(jī)的型號(hào)

3.掌握不同汽輪機(jī)的工作特點(diǎn)

教

學(xué)

法

方講授、啟發(fā)、做練習(xí)

教學(xué)難點(diǎn)：汽輪機(jī)的原理

重點(diǎn)

審批

教學(xué)內(nèi)容

課堂組織(lOmin)

1.檢查到課人數(shù)

2.說明本課程的重要性

新課內(nèi)容(80min)

緒論

一、汽輪機(jī)的用途：

汽輪機(jī)是將蒸汽的能量轉(zhuǎn)換成為機(jī)械功的旋轉(zhuǎn)式動(dòng)力機(jī)械。

二、汽輪機(jī)開展概述：

自1883年第一臺(tái)軸流式汽輪機(jī)誕生至今，汽輪機(jī)開展經(jīng)歷了兩個(gè)階段，第

一階段是各類型汽輪機(jī)全面問世階段(18837925),第二階段是向高參數(shù)、高

效率、大容量方向開展階段。

1883年拉伐爾創(chuàng)造第一臺(tái)軸流式汽輪機(jī)；

1884?1894年巴森斯(英)軸流式多級(jí)反動(dòng)式汽輪機(jī)、輻流式汽輪機(jī)、背

壓式汽輪機(jī)；

1900年寇蒂斯造復(fù)速級(jí)汽輪機(jī)；造多級(jí)沖動(dòng)式汽輪機(jī)；

1920年造給水回?zé)崾狡啓C(jī)；

1925年造出中間再熱式汽輪機(jī)。

三：汽輪機(jī)級(jí)的工作原理

(一)沖動(dòng)作用原理。沖動(dòng)力：改變其速度的大小和方向那么產(chǎn)生一沖動(dòng)

力或汽流改變流動(dòng)方|R對(duì)汽道產(chǎn)生一離心力，此力為沖動(dòng)力。此力的大小取決于

單位時(shí)間內(nèi)通過動(dòng)葉通道的蒸汽質(zhì)量及其速度的變化。

（二）反動(dòng)作用原理。反動(dòng)力：因汽流膨脹產(chǎn)生一相反力（汽體壓力變化），

如火箭。此力的大小取決于汽體壓力的變化。作用在動(dòng)葉片上的里有：沖動(dòng)力，

反動(dòng)力

四、汽輪機(jī)分類和型號(hào)：

1.按工作原理：沖動(dòng)式、反動(dòng)式；

2.按熱力特性：凝汽式、背壓式、調(diào)整抽汽式、抽汽背壓式、中間再熱式、

混壓式；

3.按汽流方向；軸流式、輻流式；

4.按用途：電站、工業(yè)汽輪機(jī)、船用、凝汽供暖式；

5、按進(jìn)汽參數(shù)：低壓、中壓、高壓、超高壓、亞臨界、超

臨界；

6、按容量：大功率、小功率；

型號(hào)：△**__**;**/**__*

△一汽輪機(jī)類型，用漢語拼音表示。

N—凝汽式汽輪機(jī)B—背壓式汽輪機(jī)

C—一次調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)CC—二次調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)

CB—調(diào)節(jié)抽汽背壓式汽輪機(jī)H—船用汽輪機(jī)Y—移動(dòng)式汽輪機(jī)

**—額定功率％*/**/**—蒸汽參數(shù)*一變型序號(hào)

內(nèi)容小結(jié)（5min）汽輪機(jī)是將工質(zhì)（蒸汽）的能量轉(zhuǎn)變?yōu)槠啓C(jī)機(jī)械能的一個(gè)能量

轉(zhuǎn)換過程。工質(zhì)的熱能在噴嘴柵中（也可以有局部在動(dòng)葉柵中）首先轉(zhuǎn)變?yōu)楣べ|(zhì)的

動(dòng)能，然后在動(dòng)葉柵中再使這局部動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能"

作業(yè)布置（5min）

第8頁

教學(xué)

后記

汽輪機(jī)設(shè)備課程教案

授課時(shí)間第周節(jié)次

單元一：汽輪機(jī)工作原理

課題課題一：蒸汽在噴嘴中的流動(dòng)

理論課（V）、實(shí)踐課（）、習(xí)題題（）、其教學(xué)

課型

它（）時(shí)數(shù)2

教學(xué)1.掌握蒸汽在噴嘴里的能量轉(zhuǎn)換過程

目的2.學(xué)會(huì)能量轉(zhuǎn)換的計(jì)算方法

教

學(xué)

方

法講授、啟發(fā)、做練習(xí)

教

學(xué)難點(diǎn)：能量轉(zhuǎn)換的計(jì)算方法

重

點(diǎn)

難

點(diǎn)

重點(diǎn)：能量轉(zhuǎn)換過程

審批

教學(xué)內(nèi)容

課堂組織（lOmin）

1.檢查到課人數(shù)

2.總結(jié)上課引出新課

新課內(nèi)容（80min）

課題一：蒸汽在噴嘴中的流動(dòng)

級(jí)的簡(jiǎn)化一元流動(dòng)模型和根本方程：

1.模型（1）穩(wěn)定的；（2）、絕熱的；（3）、一元的；（4）、工質(zhì)是理想氣體；

1.根本方程式：

蒸汽在噴嘴里的熱力過程

（一）蒸汽在噴嘴里的熱力過程

（二）滯止參數(shù)

當(dāng)用下角0與1分別表示噴嘴進(jìn)出口處的狀態(tài)時(shí)，上式說明，蒸汽在噴嘴出

口處的動(dòng)能是由噴嘴進(jìn)口和出口的蒸汽參數(shù)決定的，并和噴嘴進(jìn)口蒸汽的動(dòng)能有

關(guān)。當(dāng)噴嘴進(jìn)口蒸汽動(dòng)能很小，并可忽略不計(jì)時(shí)，噴嘴出口的蒸汽流速僅是熱力

學(xué)參數(shù)的函數(shù)。假設(shè)噴嘴進(jìn)口蒸汽的動(dòng)能不能忽略不計(jì)，那么我們可以假定這一

動(dòng)能是由于蒸汽從某一假想狀態(tài)0*等比燃膨脹到噴嘴進(jìn)口狀態(tài)0時(shí)所產(chǎn)生的，

在這一假想狀態(tài)下，蒸汽的初速為零。換言之，參數(shù)〃0*、vO*是以初速d）從

4）、M）等比焙滯止到速度為零時(shí)的狀態(tài)，我們稱〃（）*、vO*、汛）*等為滯止參

數(shù)。滯止參數(shù)在〃7圖上的表示如下圖。

（三）噴嘴斜切局部的膨脹極限內(nèi)容小結(jié)（5min）

具有一定壓力、溫度的蒸汽通過汽輪機(jī)的級(jí)時(shí)，首先在靜葉柵通道中得到膨

脹加速，在此過程中流量和速度都有損失，其實(shí)際流量和速度的計(jì)算都是建立在

理想根底之上的。

作業(yè)布置（5min）

第37頁4

教

學(xué)

后

記

汽輪機(jī)設(shè)備課程教案

授課時(shí)間第周節(jié)次

單元一：汽輪機(jī)工作原理

課題

課題二：蒸汽在動(dòng)口1中的流動(dòng)

理論課（）、實(shí)踐課（）、習(xí)題題（）、其教學(xué)

課型J

它（）時(shí)數(shù)2

教學(xué)1.掌握蒸汽在動(dòng)葉里的能量轉(zhuǎn)換過程

目的2.學(xué)會(huì)能量轉(zhuǎn)換的計(jì)算方法

教

學(xué)

方

法講授、啟發(fā)、做練習(xí)

教學(xué)難點(diǎn)：能量轉(zhuǎn)換的計(jì)算方法

重點(diǎn)

難點(diǎn)重點(diǎn)：能埴轉(zhuǎn)換過程

審批

教學(xué)內(nèi)容

課堂組織（lOmin）

1.檢查到課人數(shù)

2.總結(jié)上課引出新課

新課內(nèi)容（80min）

課題二：蒸汽在動(dòng)葉中的流動(dòng)

一、蒸汽在動(dòng)葉里的熱力過程

動(dòng)葉片實(shí)際是“旋轉(zhuǎn)的噴嘴”將C轉(zhuǎn)換成W,那么一切運(yùn)算規(guī)律與蒸汽在噴

嘴中的情況一樣。

二、動(dòng)葉的速度三角形

（一）動(dòng)葉柵進(jìn)出口速度三角形

叫=淚2+U2-iTjnCOStTj

1

Di=sin(—sina{)

(二)動(dòng)葉柵進(jìn)出口速度三角形

1.動(dòng)葉出口蒸汽的相對(duì)速度

(1)理想相對(duì)速度

%排

(2)動(dòng)葉速度系數(shù)

動(dòng)葉速度系數(shù)力：動(dòng)葉出口實(shí)際相對(duì)速度與動(dòng)葉出口理想相對(duì)速度之比。

(3)實(shí)際相對(duì)速度

而-4）+（卬；一%2）］

>19.1）1/,999\

h+C=,1+CC+WW

\~\2~2+T\cr~22~\）

則卬2,=J2（%-%）+W；）

=J2Q,”△〃：+叱2=J2M；

14)動(dòng)葉損失:

動(dòng)葉能量損失系數(shù):

中的大小與葉型、葉高、反動(dòng)度、外表光潔度等有關(guān)，通常取中=

2.動(dòng)葉出口蒸汽的絕對(duì)速度

q=、『一&%co他

心=sin'(—sina)

%

3.余速損失：

劭,22:—2

中間級(jí):余速可被卜.一級(jí)利用;

孤立級(jí)：余速不被下一級(jí)利用。

用R=0?1來表示余速利用的程度。

三、蒸汽對(duì)動(dòng)葉的輪周功率

(一)蒸汽對(duì)動(dòng)葉的作用力

作用在動(dòng)葉上的汽流力可歸結(jié)為產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)機(jī)械功的切向力(又稱輪周力)和不產(chǎn)

生機(jī)械功的軸向力。由動(dòng)量定律求得。利用速度三角形關(guān)系進(jìn)行計(jì)算。

1.輪周力Fu：是對(duì)動(dòng)葉做功的力

2.軸向力：產(chǎn)生軸向推力不做功

式中：全周進(jìn)汽：Az=ndmlb

局部進(jìn)汽：Az=ndmlbe

蒸汽對(duì)動(dòng)葉總作用力Fb

(二)輪周功率和輪周功

1.輪周功率

概念：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)蒸汽推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)所作出的機(jī)械功稱為輪周功率。

計(jì)算式；尸"Gu、)=Gu(瞑+c弱)

2.輪周功

1kg蒸汽產(chǎn)生的輪周功Wu等于級(jí)的輪周有效比熔降A(chǔ)huo

內(nèi)容小結(jié)(5min)

動(dòng)葉柵可以看作旋轉(zhuǎn)的噴嘴，引入相對(duì)速度的概念和冬夜速度三角形后，

噴嘴的計(jì)算方法同樣適用于動(dòng)葉，蒸汽在動(dòng)葉中膨脹做功，沖動(dòng)力和反動(dòng)力共同

作用，將蒸汽的動(dòng)能進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，其轉(zhuǎn)換過程有輪周功率和輪周功公式

定量計(jì)算而得。

作業(yè)布置(5min)

第37頁5

教學(xué)

后記

汽輪機(jī)設(shè)備課程教案

授課時(shí)間第周節(jié)次

單元一：汽輪機(jī)工作原理

課題課題三：級(jí)內(nèi)損失級(jí)效率

課題四：級(jí)的速比與級(jí)效率之間的關(guān)系

理論課(J)、實(shí)踐課()、習(xí)題題()、其教學(xué)

課型

它()時(shí)數(shù)2

教學(xué)1.了解級(jí)內(nèi)損失有哪些

目的2.能分析級(jí)內(nèi)損失產(chǎn)生的原因

教

學(xué)

法

方講授、啟發(fā)、做練習(xí)

教學(xué)難點(diǎn)：分析級(jí)內(nèi)損失產(chǎn)生的原因

重占分析輪周功率與最正確速比之間的關(guān)系

審批

教學(xué)內(nèi)容

課堂組織（lOmin）

1.檢查到課人數(shù)

2.總結(jié)上課引出新課

新課內(nèi)容（80min）

第三節(jié)：級(jí)內(nèi)損失與級(jí)效率

一：級(jí)內(nèi)損失

（一）葉高損失

5hi葉柵損失：葉型損失［包括噴嘴損失、動(dòng)葉損失，由附面層中摩擦損失、

附面層脫離引起的渦流損失、尾跡損失、沖波損失組成）

（二）扇形損失5hq

6>12時(shí),采用直葉片

0V8時(shí)，采用扭葉片（變截面葉片）

（三）葉輪摩擦損失bhf

蒸汽之間，蒸汽與葉輪之間都存在摩擦。

bhfoc——1，bhfcc1——

%R

高壓局部V2i小，shf■那么增加；

低壓局部V2t大，6hf那么減少；

小汽輪機(jī)，D較小，8hf那么增加；

（四）局部進(jìn)汽損失6he（e<l=

1、鼓風(fēng)損失Shw

2、斥汽損失6hs

（五）漏汽損失Shleak

1、隔板漏汽損失ShP

2、葉頂漏汽損失6ht

（六）濕汽損失3hx

二、汽輪機(jī)級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率和內(nèi)功率

（1）級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率［級(jí)效率）

定義：級(jí)的有效焰降與級(jí)的理想能量之比

A/r

（M；—弗〃一弗〃一U冽一西-科一"一劭J

"瓦

E0=Ah；-以風(fēng)2

或5=1一￡一晨一€f一晨一加一心2一￡一蜀e〃一晨

級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率是衡量級(jí)內(nèi)能量轉(zhuǎn)換完善程度的最終指標(biāo)，與所選用的葉

型、速比、反動(dòng)度、葉柵的高度等有密切美系，也與蒸汽的性質(zhì)、級(jí)的結(jié)構(gòu)有關(guān)。

（2）級(jí)的內(nèi)功率（有效功率）

p=M

’3600

第四節(jié)：級(jí)的輪周功率與最正確速比

一、輪周效率與速比的關(guān)系

令司=巴，?稱為速比。（一）純沖動(dòng)級(jí)

假設(shè)級(jí)的理想滯止比焙降不變，對(duì)于純沖動(dòng)級(jí)來說也就是噴嘴滯止理想比焰

降和q均不變，以改變圓周速度〃到達(dá)改變速比為

（二）反動(dòng)級(jí)

為了得到輪周效率的最大值，必須使用（2cos%-乂）之值為最大

（三）.沖動(dòng)級(jí)

0.30之間，對(duì)于余速可被利用的沖動(dòng)級(jí)，根據(jù)速度三角形和這種級(jí)的特點(diǎn)，由

式（1.3.20）可推導(dǎo)出它的輪周效率的表達(dá)式:

2.%(夕《一旦”cos?+〃cos4一兒)

1一從(y―2工〃0cos42+x；)

其中央%/%=W+6m）+￡_2（px小-Q"cos"

（四）速度級(jí)

1.速度級(jí)的特點(diǎn)

其構(gòu)造特點(diǎn)是在一個(gè)級(jí)的葉輪上安裝有兩列動(dòng)葉柵，在兩列動(dòng)葉柵之間再

加裝一列轉(zhuǎn)向?qū)~，以改變第一列動(dòng)葉出口的汽流方向與噴嘴出口汽流的方向一

致，如圖1T6所示。因此，應(yīng)用速度級(jí)可在葉輪直徑較小的條件下，利用較大

的蒸汽比焰降，而仍能保持有較高的效率。速度級(jí)一般是用于汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)級(jí),

或制成單級(jí)汽輪機(jī)。

因?yàn)閺?fù)速級(jí)常單獨(dú)做成單級(jí)汽輪機(jī)或做成多級(jí)汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)級(jí)，故余速利用系數(shù)

從=0。速度三角形可以畫成下列圖

3.速度級(jí)的輪周功率和輪周功

(1)輪周功率(

(2)輪周功

(3)速度級(jí)的損失及輪周功率

4.速度級(jí)的最正確速比

5.速度級(jí)與單列級(jí)的比擬

(1)比丁降

(2)輪周功率

在最正確速比時(shí)_1述級(jí)的最高輪周效率，反動(dòng)級(jí)的最高，復(fù)速級(jí)的最低。

只有在中、小型機(jī)組上才采用復(fù)速級(jí)；

在xi=0?之間，復(fù)速級(jí)的才高于單列級(jí)，因此在xiV時(shí)復(fù)速級(jí)才有被采用

的價(jià)值。

內(nèi)容小結(jié)(5min)級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率考慮了幾內(nèi)各項(xiàng)損失，減小級(jí)內(nèi)損失，可提

高相對(duì)內(nèi)效率。輪周效率與噴嘴能量損失、動(dòng)葉能量損失和余速損失有關(guān)。速比

是確定輪周效率的重要參數(shù)，也是影響級(jí)的作功能力的因素，隨轉(zhuǎn)速或級(jí)焰降的

變化，而在較大范圍內(nèi)變化。

作業(yè)布置(5min)

第37頁6、7

教學(xué)

后記

汽輪機(jī)設(shè)備課程教案

授課時(shí)間笫周節(jié)次

單元一：汽輪機(jī)工作原理

課題課題五：多級(jí)汽輪機(jī)

課題六：汽輪發(fā)電機(jī)組的效率和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

理論課(V)、實(shí)踐課()、習(xí)題題()、其教學(xué)

課型

它()時(shí)數(shù)2

教學(xué)1.掌握多級(jí)汽輪機(jī)各種損失產(chǎn)生的原因及效率的亍卜算

目的2.里了解汽輪發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

教

學(xué)

方

法講授、啟發(fā)、做練習(xí)

教

學(xué)

難點(diǎn)：多級(jí)汽輪機(jī)的損失產(chǎn)生的原因

重

點(diǎn)

審批

教學(xué)內(nèi)容

課堂組織(lOmin)

3.檢查到課人數(shù)

總結(jié)上課引出新課

新課內(nèi)容(80min)

一、多級(jí)汽輪機(jī)的損失

外部損失：不直接影響蒸汽狀態(tài)的損失；

內(nèi)部損失：直接影響蒸汽狀態(tài)的損失；

1.多級(jí)汽輪機(jī)的外部損失

(1)外部漏汽損失

軸封系統(tǒng)：正壓軸封負(fù)壓軸封

1)齒形汽封的工作原理.：

漏汽量：要減少漏汽量，那么應(yīng)減小漏汽面積、降低流速、但不能隨意改

變。

只有一個(gè)方法降低C：將漏汽間隙用齒片分成間隙，即加裝汽封，所以應(yīng)減小齒

隙兩側(cè)的壓差。蒸汽通過汽封是一個(gè)節(jié)流過程，壓力不斷降低，將總壓差分成份，

分配在每一片汽封齒上，使每一汽封片兩側(cè)的壓差很小，減少了漏汽量。

2)芬諾曲線：漏汽在汽封齒中流動(dòng)時(shí)遵循的CP=常數(shù)的曲線，反映蒸汽

通過汽封齒的熱力過程。

2.多級(jí)汽輪機(jī)的內(nèi)部損失

1)汽輪機(jī)進(jìn)汽機(jī)構(gòu)的節(jié)流損失：與管道的長(zhǎng)短、閥門的型線、蒸汽的流速等

因素有關(guān)。Apo=(0.03-0.05)po

2)汽輪機(jī)的級(jí)內(nèi)損失

3)汽缸導(dǎo)汽管之間的阻力損失：Aps=(O.O2-O.O3)Aps

4)排氣阻力損失由于損失的存在，有時(shí)會(huì)使末級(jí)后壓力高于凝汽器內(nèi)的

壓力)

△pc=()pc

5)中間再熱管道的損失：Apr=(8%~12%)Pr

二、多級(jí)汽輪機(jī)的熱力過程：多級(jí)沖動(dòng)式汽輪機(jī)熱力過程線：如圖

三、多級(jí)汽輪機(jī)的重?zé)岈F(xiàn)象和重?zé)嵯禂?shù)

（一）重?zé)岈F(xiàn)象

在水藍(lán)氣的As圖上等壓線是沿著比烯增大的方向逐漸擴(kuò)張的，也就是說,

等壓線之間的理想比焰降隨著比燧的增大而增大。這樣上一級(jí)的損失（客觀存在）

造成比端的增大將使后面級(jí)的理想比焰降增大，即上一級(jí)損失中的一小局部可以

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。

（二）重?zé)岈F(xiàn)象對(duì)相對(duì)內(nèi)效率的影響

此時(shí)全機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率為

△4

（三）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).當(dāng)級(jí)數(shù)越多，那么上一級(jí)的損失被后面級(jí)利用的可

能性越大，利用的份額也越大，。值將增大。

四.多級(jí)汽輪機(jī)的余速利用

1.余速利用對(duì)多級(jí)汽輪機(jī)熱力過程的影響

一余速利用后，整機(jī)熱力過程線左移，整個(gè)過程的燧增減小，汽輪機(jī)的效率提

lW]o

2.余速利用對(duì)級(jí)效率的影響

iEoM

3.實(shí)現(xiàn)余速利用的條件

五、多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力

(一)多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力

1、作用在動(dòng)葉上的Fzi

2、作用在葉輪面上的FZ2

3、作用在輪轂上或轉(zhuǎn)子凸肩上的FZ3

4、作用在軸封凸肩上的FZ4

單級(jí)所受的軸向推力：Fi=Fzi+FzzFZ3+FZ4

汽輪機(jī)所受的總軸向推力Fz=Fzi

(二)多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力的平衡方法

1、加裝平衡活塞［常用于反動(dòng)時(shí)汽輪機(jī))；

2、葉輪上開平衡孔；

3、汽缸的反向布置和汽缸內(nèi)的分流；

4、加裝推力軸承。

課題六：汽輪發(fā)電機(jī)組的效率和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

一、汽輪發(fā)電機(jī)組的效率

絕對(duì)效率：將發(fā)電廠熱力系統(tǒng)作為研究對(duì)象，輸入能量為每千克蒸汽在我爐

中的吸熱量。

相對(duì)效率：將汽輪機(jī)組為研究對(duì)象，輸入能量為汽輪機(jī)的理想焰降。

0g=Pel/Pe

Hcl=Pcl/Pt=(Pcl/Pc)(Pc/Pi)(Pi/Pi)=QgQmQi

ng=97%?99%

Pcl=G△H(QgQmHi

=DAHtngnmni/3600

有同熱抽汽時(shí)用折合焰降計(jì)算

絕對(duì)效率

循環(huán)效率：

任一絕對(duì)效率等于同一相對(duì)效率與循環(huán)效率的乘積。

nai=nint

nae=neht=nin^ni

nael=rlein(=rlirliirlgrlt

內(nèi)容小結(jié)(5min)

增加汽輪機(jī)單機(jī)功率的途徑，為采用多級(jí)汽輪機(jī)。上一級(jí)損失中的一小

局部可以在以后各級(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。重?zé)岈F(xiàn)

象可以提高汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率。由于重?zé)岈F(xiàn)象還存在余速利用的問題

作業(yè)布置(5min)

第37頁8、10、11

教學(xué)

后記

汽輪機(jī)設(shè)備及運(yùn)行課程教案

授課時(shí)間第周節(jié)次

單元二：汽輪機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)

課題課題一：動(dòng)葉片

課題二：葉片的振動(dòng)

理論課（J）、實(shí)踐課（）、習(xí)題題（）、其教學(xué)

課型

它（）時(shí)數(shù)2

教學(xué)1.掌握葉片的作用、結(jié)構(gòu)和形式

目的2.了解葉片的受力情況

教

學(xué)

方

法講授、啟發(fā)

教學(xué)難點(diǎn)：葉片受力分析

重點(diǎn)

難點(diǎn)重點(diǎn)：葉片的作用、結(jié)構(gòu)和形式

審批

教學(xué)內(nèi)容

課堂組織（lOmin）

1、檢查到課人數(shù)

2、總結(jié)上課引出新課

新課內(nèi)容（80min）

單元二：汽輪機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)

課題一：動(dòng)葉片

一、葉片的結(jié)構(gòu)和類型

葉片的結(jié)構(gòu)一般由葉型、葉根和葉頂三局部組成。

1葉.根

2葉.型

3葉.頂

拉筋為JI2mm的實(shí)心或空心金屬圓桿，穿在葉型局部的拉筋孔中。拉筋

與葉片間可以采用焊接結(jié)構(gòu)（焊接拉筋），也可以采用松裝結(jié)構(gòu)（松裝拉筋或阻尼拉

筋）。通常每級(jí)葉片上穿1一2圈拉筋，最多不超過3圈。

二、葉片的受力

〔一）葉片的拉應(yīng)力

（二）葉片的彎應(yīng)力

課題二：葉片的振動(dòng)

動(dòng)葉片的振動(dòng)

根本型式葉片在不均勻汽流力的作用下，可以產(chǎn)牛彎曲振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)

兩種型式。

彎曲振動(dòng)又可分為切（即輪周向）向振動(dòng)和軸向振動(dòng)，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)主要發(fā)生于長(zhǎng)

扭葉片。

單葉片振型分類

彎曲振動(dòng)撓最大、最小主慣性軸的振動(dòng)。

切向振動(dòng)由于葉片的最大主慣性軸與輪周方向的夾角較小，故將繞截面

最小主慣性軸的振動(dòng)稱為切向振動(dòng)。

一、引起葉片振動(dòng)的激振力

二、葉片的振型

工程上根據(jù)鼓勵(lì)力的諧波特征和葉片自振頻率的分布，將實(shí)際中對(duì)葉片運(yùn)

行平安影響較大的振型稱之為主振型。主振型有三個(gè)，即切向A。型振動(dòng)的動(dòng)頻

率與低頻激振kn；切向B0型振動(dòng)的動(dòng)頻率與高頻激振znn；切向A0型振動(dòng)的

動(dòng)頻率與高頻激振znn

三、葉片的自振頻率

自振頻率的大小，與葉片的截面形狀I(lǐng)、材料機(jī)械特性E、密度等有關(guān)，要

改變自頻率，應(yīng)著重于改變?nèi)~片的抗彎剛度和材料的線密度。

四、葉片的振動(dòng)平安準(zhǔn)那么

五、葉片的調(diào)頻

葉片調(diào)頻和減小葉片動(dòng)應(yīng)力的方法

內(nèi)容小結(jié)(5min)

動(dòng)葉片安裝在轉(zhuǎn)子葉輪(沖動(dòng)式汽輪機(jī))或轉(zhuǎn)鼓上，把蒸汽的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成磯械

能，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。動(dòng)葉片由于受到周期性變化的氣流力的影響，將產(chǎn)生振動(dòng)，

他們必須滿足各自的強(qiáng)度平安準(zhǔn)那么

作業(yè)布置(5min)

第85頁1、2、3、4、5、6

教

學(xué)

后

記

汽輪機(jī)設(shè)備及運(yùn)行課程教案

授課時(shí)間第周節(jié)次

單元二汽輪機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)

課題課題三轉(zhuǎn)子

課題四聯(lián)軸器和盤車裝置

理論課(7)、實(shí)踐課()、習(xí)題題()、其教學(xué)

課型

它()時(shí)數(shù)2

1.掌握轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)、形式和特點(diǎn)

教學(xué)

2.理解臨界轉(zhuǎn)速的概念

目的

3.理解聯(lián)軸器和盤車裝置的工作原理

教

學(xué)

方

法講授、啟發(fā)

學(xué)

教難點(diǎn)：臨界轉(zhuǎn)速

重

點(diǎn)

難

點(diǎn)

重點(diǎn)：轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)、盤車裝置的工作原理

審批

教學(xué)內(nèi)容

課堂組織(lOmin)

1、檢查到課人數(shù)

2、總結(jié)上課引出新課

新課內(nèi)容(80min)

課題三：轉(zhuǎn)子

一、轉(zhuǎn)子的分類

汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子可分為輪式轉(zhuǎn)子和鼓式轉(zhuǎn)子兩種根本類型。

1.套裝轉(zhuǎn)子

2.整鍛轉(zhuǎn)子

3.組合轉(zhuǎn)子

4.焊接轉(zhuǎn)子

二、葉輪的結(jié)構(gòu)和分類

沖動(dòng)式汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子上都有葉輪，用來裝置動(dòng)葉片并將葉片上的轉(zhuǎn)矩傳澧到

主軸上。

葉輪由輪緣和輪面組成，安裝式葉輪還有輪鼓。輪緣是安裝葉片的部位，其

結(jié)構(gòu)取決葉根型式，輪轂是為了減小內(nèi)孔應(yīng)力的加厚局部；輪面將輪緣與輪轂連

成一體。

高、中壓級(jí)葉輪上通常開有5—7個(gè)平衡孔，以疏通隔板漏汽和平衡軸向推

力。

葉輪的結(jié)構(gòu)形式

等厚度葉輪錐形葉輪雙曲線葉輪等強(qiáng)度葉輪

三、轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速

汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速的概念

汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速升高到一定值時(shí)，轉(zhuǎn)子會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)，軸承座的振幅

明顯增加，轉(zhuǎn)速高于這值后，振幅又減小，轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高至另一值時(shí)，振幅又增

加，在工程中，把出現(xiàn)振幅峰值的轉(zhuǎn)速稱為轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速。

（一）等直徑均布質(zhì)量轉(zhuǎn)軸的臨界轉(zhuǎn)速

（二）汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速

（三）轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的校核標(biāo)準(zhǔn)

以汽輪機(jī)的工作轉(zhuǎn)速高于還是低于第一臨界轉(zhuǎn)速分類，把轉(zhuǎn)子分為撓性轉(zhuǎn)子

和剛性轉(zhuǎn)子兩大類，高于第一臨界轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子稱為撓性轉(zhuǎn)子，低于第一臨界轉(zhuǎn)速

的轉(zhuǎn)子稱為剛性轉(zhuǎn)子。

轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，隨著轉(zhuǎn)速的提高，轉(zhuǎn)子的振幅逐漸減小，即振幅等于偏心

距，但方向相反，意味著偏心離心力方向繞幾何中心點(diǎn)轉(zhuǎn)過180度，與彈性“灰復(fù)

力方向一致，并把轉(zhuǎn)子質(zhì)心拉向軸承連線的中點(diǎn)，于是質(zhì)心點(diǎn)和軸承中心點(diǎn)重合,

這種現(xiàn)象稱為自動(dòng)定心。

轉(zhuǎn)子的橫向轉(zhuǎn)速與該臨界轉(zhuǎn)速相等，說明：

轉(zhuǎn)子在臨界轉(zhuǎn)速條件下的運(yùn)動(dòng)與受力情況和轉(zhuǎn)子在橫向振動(dòng)時(shí)不一致。

臨界轉(zhuǎn)速運(yùn)動(dòng)為轉(zhuǎn)子繞軸線渦動(dòng)，在旋轉(zhuǎn)過程中應(yīng)力的方向不改變，無疲勞

問題，轉(zhuǎn)子在作橫向振動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子上各點(diǎn)在振動(dòng)一次的過程中，應(yīng)力方向在改變,

存在疲勞問題。

臨界轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)子橫向振動(dòng)都是共振現(xiàn)象，在本質(zhì)上是一樣的，軸系的自強(qiáng)頻

率等于激振力頻率或整數(shù)被，只是表現(xiàn)形式不同c

汽輪發(fā)電機(jī)組的軸系扭振原因是軸承中心，轉(zhuǎn)子軸心，旋轉(zhuǎn)中心三者不再同

一直線上。

油膜振蕩：動(dòng)膜作用能引起油膜自激振動(dòng)，先由小擾動(dòng)把軸心壓下，使釉承

下部油膜變薄，油量變化，使軸頸中心供軸瓦甩動(dòng)，軸下面的油膜厚度變化，當(dāng)

油渦動(dòng)角速度與臨界速度合拍出現(xiàn)油膜共振，即油膜振蕩或油擊。

汽輪機(jī)啟動(dòng)或停機(jī)過程中，對(duì)其零件而言，是加熱和冷卻的過程，這些零件

由于溫度變化而產(chǎn)生的膨脹或收縮變形稱為熱變形；又溫度變化引起的應(yīng)力稱為

溫度應(yīng)力，又稱熱應(yīng)力。

第七節(jié)：盤車裝置

課題四：聯(lián)軸器和盤車裝置

一、聯(lián)軸器

聯(lián)軸器又叫靠背輪，用來連接汽輪機(jī)的各個(gè)轉(zhuǎn)子以及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，并將汽輪

機(jī)的扭矩傳給發(fā)電機(jī)。

在多缸汽輪機(jī)中，如果幾個(gè)轉(zhuǎn)子合用一個(gè)推力軸承，那么聯(lián)軸器還將傳遞軸

向推力；如果每個(gè)轉(zhuǎn)子都有自己的推力軸承，那么聯(lián)軸器應(yīng)保證各轉(zhuǎn)子的軸向位

移互不干擾，即不允許傳遞軸向推力。

聯(lián)軸器通常有三種型式，即剛性聯(lián)軸器、半撓性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器。

剛性連軸器

聯(lián)軸器螺栓盤車齒輪

半撓性聯(lián)軸器

聯(lián)軸器波形套筒螺栓

二、盤車裝置

1）提供一套盤車裝置，在汽機(jī)轉(zhuǎn)速降至零轉(zhuǎn)速時(shí)，既能電動(dòng)盤車，也能手

動(dòng)盤車。

2）采用低速盤車，盤車裝置是自動(dòng)嚙合型的，能使汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子從靜

止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)起來。

3）盤車裝置的設(shè)計(jì)能做到在停機(jī)時(shí)自動(dòng)投入，并能在汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)到達(dá)一定

轉(zhuǎn)速后自動(dòng)退出。盤車裝置與頂軸油系統(tǒng)間設(shè)聯(lián)鎖。

4）提供一套壓力開關(guān)和壓力聯(lián)鎖保護(hù)裝置，防止在油壓建立之前投入盤車,

盤車裝置正在運(yùn)行而油壓降低到不平安值時(shí)能發(fā)出報(bào)警，當(dāng)供油中斷時(shí)能自動(dòng)停

止運(yùn)行。

內(nèi)容小結(jié)（5min）

轉(zhuǎn)子是汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部件的總和，轉(zhuǎn)子可分為輪式轉(zhuǎn)子和鼓式轉(zhuǎn)子兩種根本類

型。輪式轉(zhuǎn)子有套裝轉(zhuǎn)子；整鍛轉(zhuǎn)子；組合轉(zhuǎn)子；焊接轉(zhuǎn)子兒種，適用于不

同場(chǎng)合。但汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速等于其軸系臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，機(jī)組要發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)，所以汽輪

機(jī)的工作轉(zhuǎn)速要避開臨界轉(zhuǎn)速。為保證汽輪機(jī)啟停過程對(duì)轉(zhuǎn)子的較小影響，通常

采用盤車裝置帶動(dòng)轉(zhuǎn)子以一定速度轉(zhuǎn)動(dòng)。

作業(yè)布置（5min）

第85頁9、11、14、15

教學(xué)

后記

汽輪機(jī)設(shè)備及運(yùn)行課程教案

授課時(shí)間第周節(jié)次

單元二汽輪機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)

課題課題五氣缸

課題六噴嘴組、隔板及汽封

理論課（J）、實(shí)踐課（）、習(xí)題題（）、其教學(xué)

課型

它（）時(shí)數(shù)2

教學(xué)1.掌握氣缸的作用及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

目的2.掌握法蘭螺栓加熱裝置和滑銷系統(tǒng)的作用

3.熟悉氣缸的支承式

4.掌握隔板、隔板套的作用和形式

5.理解汽封的工作原理

教

學(xué)

方

法講授、啟發(fā)

教

學(xué)難點(diǎn)：想象實(shí)物的能力

重

點(diǎn)

難

點(diǎn)

重點(diǎn)：氣缸的結(jié)構(gòu)

審批

教學(xué)內(nèi)容

課堂組織（lOmin）

1、檢查到課人數(shù)

2、總結(jié)上課引出新課

新課內(nèi)容（80min）

課題五：氣缸

一、汽缸的作用

汽缸的作用是汽缸是汽輪機(jī)的外殼，其作用是將汽輪機(jī)的通流局部與大氣隔

離，保證蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)部完成能量轉(zhuǎn)換過程，形成封閉的汽室。汽缸內(nèi)安裝著

蒸汽室、隔板、隔板套等零部件，以外連接著進(jìn)汽、排汽、抽汽等管道。

二、汽缸的結(jié)構(gòu)

汽缸多做成水平對(duì)分形式，即分為上、下汽缸，水平結(jié)合面用法蘭螺栓連接。

1.總體結(jié)構(gòu)

2.高、中壓缸雙層缸結(jié)構(gòu)

優(yōu)點(diǎn)：（1）把原單層缸承受的巨大蒸汽壓力分?jǐn)偨o內(nèi)外兩層缸，減少了每層

缸的壓差與溫差。

（2）內(nèi)缸主要承受高溫及局部蒸汽壓力作用，故可做得較薄，那么所

耗用的貴重耐熱金屬材料相對(duì)減少。而外缸因設(shè)計(jì)有蒸汽內(nèi)部冷卻，運(yùn)行溫度較

低，故E用較廉價(jià)的合金鋼制造，節(jié)約優(yōu)質(zhì)貴重合金材料。

（3）外缸的內(nèi)、外壓差比單層汽缸時(shí)降低了許多，因此減少了漏汽的

可能，汽缸的嚴(yán)密性能夠得到保障。

3.排汽缸

單缸汽輪機(jī)的低壓段以及多缸汽輪機(jī)的低壓缸，統(tǒng)稱汽輪機(jī)的排汽缸?，F(xiàn)代

大功率凝汽式汽輪機(jī)，由于容積流量很大，因而排汽缸尺寸很大，排汽口數(shù)目往

往不止一個(gè)。

由于排汽缸內(nèi)承受的蒸汽壓力、溫度都比擬低，它的強(qiáng)度一般沒有什么問題。

但是為充分利用排汽余速、減小流動(dòng)損失，要求排汽缸有合理導(dǎo)流形狀以及防止

因剛度缺乏而產(chǎn)生變形等成了考慮的主要問題。

4.法蘭和連接螺栓

汽缸內(nèi)部承受很大的蒸汽壓力，因此水平結(jié)合向的密封是一個(gè)非常重要的問

題。高參數(shù)汽輪機(jī)汽缸所承受的壓力很高（特別是高壓缸），要保證水平結(jié)合面的

汽密件，就必須采用很厚的法蘭和排列很緊密、尺寸很大的連接螺栓

三、汽缸的支承

（一）氣缸的支承

汽缸的支承要平穩(wěn)，因其自重而產(chǎn)生的撓度應(yīng)與轉(zhuǎn)子的撓度近似相等，同時(shí)

要保證汽缸受熱后能自由膨脹，而其動(dòng)、靜局部同心狀態(tài)不變或變動(dòng)很小。

汽缸的支承定位包括外缸在軸承座和根底臺(tái)板（座架、機(jī)架等）上的支承定

位，內(nèi)缸在外缸中的支承定位，以及滑銷系統(tǒng)的布置等。

汽缸的支承

汽缸支承在根底臺(tái)板上，根底臺(tái)板乂用地腳螺栓固定在根底上。汽缸支承方

法一般有兩種：一種是汽缸通過貓爪支承在軸承座上,通過軸承座放置在臺(tái)板上;

另一種是用外伸的撐腳直接放置在臺(tái)板上。

下缸貓爪支承

下汽缸水平法蘭前后延伸的貓爪稱下缸貓爪，又稱工作貓爪（支承貓爪）。在

高壓缸的下缸前后各有兩只貓爪，分別支承在高區(qū)缸前后的軸承座上。下缸貓爪

支承又可分非中分面支承和中分面支承兩種。

上缸貓爪支承

上缸的貓爪文承稱作上缸貓爪支承，它采用中分面支承方式，上缸法蘭延伸

的貓爪（也稱工作貓爪）作為承力面支承在軸承座上，其承力面與汽缸水平中分面

在同一平面內(nèi)。貓爪受熱膨脹時(shí)，汽缸中心仍與轉(zhuǎn)子中心保持一致。

排汽缸的支承和排汽缸噴水減溫裝置

四、滑銷系統(tǒng)

汽輪機(jī)在啟動(dòng)、停機(jī)和運(yùn)行時(shí)，汽缸的溫度變化較大，將沿長(zhǎng)、寬、高幾個(gè)

方向膨脹或收縮。由于根底臺(tái)板的溫度升上下于汽缸，如果汽缸和根底臺(tái)板為固

定連接，那么汽缸將不能自由膨脹，所以汽缸的要設(shè)置滑銷系統(tǒng)來解決汽輪譏運(yùn)

行中的自由膨脹的問題。

滑銷系統(tǒng)通常由橫銷、縱銷、立銷、角銷等組成。

課題六：噴嘴組、隔板及汽封

一、噴嘴組

二、隔板的結(jié)構(gòu)

三、隔板套

近代汽輪機(jī)較多采用噴管調(diào)節(jié)配汽方式，因此汽輪機(jī)的第一級(jí)噴管，通常都

根據(jù)調(diào)節(jié)閥的個(gè)數(shù)成組布置，這些成組布置的噴管稱為噴管組。它一般有兩種結(jié)

構(gòu)形式：一種是中參數(shù)汽輪機(jī)上采用的由單個(gè)銃制的噴管葉片焊接而成的噴管

組，另一種是高參數(shù)汽輪機(jī)上采用的整體銃制焊接而成或精密撓鑄而成的噴管

組。

隔板

隔板的作用是固定靜葉片（噴管葉片）并將汽缸內(nèi)間隔成假設(shè)干個(gè)汽室。

沖動(dòng)式汽輪機(jī)的隔板主要由隔板外緣、靜葉片和隔板體組成。它可以直接固

定在汽缸上或固定在隔板套上，通常都做成水平對(duì)分形式，其內(nèi)園孔處開有隔板

汽封的安裝槽。

四、隔板及隔板套的支撐和定位

反動(dòng)式汽輪機(jī)采用鼓式轉(zhuǎn)子，動(dòng)葉片直接安裝在轉(zhuǎn)鼓上，靜葉環(huán)裝在汽缸內(nèi)

壁或靜葉持環(huán)上，所以該類型的機(jī)組沒有葉輪和隔板。而采用靜葉環(huán)和靜葉存環(huán)

結(jié)構(gòu)。

五、汽封

為了減少蒸汽泄漏和防止空氣漏入，需要有容封裝置，通常稱為汽封。汽封

按其安裝位置的不同，可分為通流局部汽封、隔板（或靜葉環(huán)）汽封、軸端汽封。

反動(dòng)式汽輪機(jī)還裝有高、中壓平衡活塞汽封和低壓平衡活塞汽封。

轉(zhuǎn)子穿過汽缸兩端處的汽封，簡(jiǎn)稱軸封。

（一）汽封作原理

（二）汽封結(jié)構(gòu)

梳齒形汽封

內(nèi)容小結(jié)（5min）

氣缸式汽輪機(jī)的外殼，為了減少熱應(yīng)力，大功率汽輪機(jī)多采用多層缸和法蘭

加熱裝置，為保證氣缸自由膨脹，氣缸上還設(shè)置了花銷系統(tǒng)，并選取適宜的支承

方式。隔板用來固定靜葉片，并作為級(jí)的間隔。隔板支撐在氣缸和隔板套上，可

采用中分面支撐和非中分面支撐，支撐方式的選擇取決于內(nèi)圓中心與主軸中心要

求一致的程度。

作業(yè)布置（5min）

第86頁16、18、20

教

學(xué)

后

記

汽輪機(jī)設(shè)備及運(yùn)行課程教案

授課時(shí)間第周節(jié)次

單元二：汽輪機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)

課題課題七：軸承

課題八：典型汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)

理論課（7）、實(shí)踐課（）、習(xí)題題（）、其教學(xué)

課型

它（）時(shí)數(shù)2

1.掌握軸承的作用、形式

教學(xué)

2.理解軸承的工作原理及油膜振動(dòng)現(xiàn)象

目的

3.了解典型汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)

教

學(xué)

方

法講授、啟發(fā)

教學(xué)難點(diǎn)：原理

重點(diǎn)

難點(diǎn)重點(diǎn)：軸承形式

審批

教學(xué)內(nèi)容

課堂組織（lOmin）

1.檢查到課人數(shù)

2、總結(jié)上課引出新課

新課內(nèi)容（80min）

課題七：軸承

一、軸承的工作原理

軸承分為徑內(nèi)支持軸承和推力軸承兩種類型，它們用來承受轉(zhuǎn)子的全部重量

并且確定轉(zhuǎn)子在汽缸中的正確位置。

二、軸承的油膜振蕩

軸頸在軸承中運(yùn)行不穩(wěn)定的根本原因是軸頸受到擾動(dòng)后產(chǎn)生了失穩(wěn)分力。擾

動(dòng)越大，軸頸偏離其平衡位置的距離越大，失穩(wěn)分力也越大，越容易產(chǎn)生泯動(dòng)和

油膜振蕩。

K=OO7便-方K越大，失穩(wěn)轉(zhuǎn)速越高，越不容易產(chǎn)生半速渦動(dòng)和油膜振蕩。

反之，K越小轉(zhuǎn)軸工作越不穩(wěn)定。通常認(rèn)為K大于時(shí)，軸頸在任何情況下都不會(huì)

發(fā)生油膜振蕩。

防止油膜振蕩措施

(1)增加比壓。增加比壓的方法可以采用縮短軸承長(zhǎng)度，以及調(diào)整軸瓦的中

心等措施來到達(dá)。

(2)降低潤(rùn)滑油黏度。潤(rùn)滑油黏度越大，軸頸旋轉(zhuǎn)時(shí)帶入油楔中的油量越多,

油膜越厚，軸頸在軸瓦中浮得越高，相對(duì)偏心率越小，軸頸就越容易失去穩(wěn)定。

(3)調(diào)整軸承間隙。一般認(rèn)為減少軸瓦頂部間隙可以增加油膜阻尼，產(chǎn)生(圓筒

形軸承)或加大(橢圓形軸承)向下的油膜作用力，從而增大相對(duì)偏心率，同時(shí)加大

軸瓦兩側(cè)間隙時(shí)(相當(dāng)于增大橢圓度，即增大相對(duì)偏心率)效果更為顯著。

軸承的結(jié)構(gòu)

三.軸承的結(jié)構(gòu)

1.徑向支持軸承

支持軸承又稱徑向軸承或主軸承。主要形式有圓筒形軸承、橢圓形支持軸承、

多油楔軸承及可傾瓦軸承等。

用來承擱轉(zhuǎn)子的重量和旋轉(zhuǎn)的不平衡力，以保持轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心與汽缸中心一

致，從而保證轉(zhuǎn)子與汽缸、汽封、廂板等靜止局部的徑向間隙正確。

2.推力軸承

推力軸承的作用是確定轉(zhuǎn)子的軸向位置和承受作用在轉(zhuǎn)子上的軸向推力。

通常應(yīng)用最廣泛的推力軸承是密切爾式推力軸承，它是借助于軸承上的假設(shè)

干片瓦片與推力盤之間構(gòu)成楔形間隙建立液體摩擦的。

推力瓦片與推力盤間抽楔

推力軸承的作用是確定轉(zhuǎn)子的軸向位置和承受作用在轉(zhuǎn)子上的軸向推力。

圓筒形軸承及油膜振蕩

承受蒸汽作用在轉(zhuǎn)子上的軸向推力，并確定轉(zhuǎn)子的軸向位置，以保證通流局

部動(dòng)靜間正確的軸向間隙。所以推力軸承被看成轉(zhuǎn)子的定位點(diǎn)，或稱汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子

對(duì)靜子的相對(duì)死點(diǎn)。

課題八：典型汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)

內(nèi)容小結(jié)(5min)

汽輪機(jī)的支撐軸承和推力軸承都是采用液體摩擦的滑動(dòng)軸承，它們正常工作

的關(guān)鍵是油膜的建立，可根據(jù)不同要求選用不同的軸承形式。為保證汽輪機(jī)電停

過程對(duì)轉(zhuǎn)子的較小影響，通常采用盤車裝置帶動(dòng)轉(zhuǎn)子以一定速度轉(zhuǎn)動(dòng)。

作業(yè)布置(5min)

第86頁29、30、31

教學(xué)

后記

汽輪機(jī)設(shè)備及運(yùn)行課程教案

授課時(shí)間第周節(jié)次

單元三：汽輪機(jī)的變工況

課題課題一：噴嘴的變工況

課題二：級(jí)與機(jī)組的變工況

理論課(J)、實(shí)踐課()、習(xí)題題()、其教學(xué)

課型

它()時(shí)數(shù)2

1.掌握蒸汽壓力變化時(shí)漸縮斜切噴嘴的變工況

教學(xué)

2.掌握蒸汽壓力變化時(shí)級(jí)的變工況

目的

教

學(xué)

方

法講授、啟發(fā)

教學(xué)難點(diǎn)：蒸汽壓力變化所引起的汽輪機(jī)變化

重點(diǎn)

難點(diǎn)重點(diǎn)：級(jí)組的變工況特點(diǎn)

審批

取2多內(nèi)容

課堂組織(lOmin)

1、檢查到課人數(shù)

2、總結(jié)上課引出新詞1

新課內(nèi)容(80min)

課題一：噴口游的變江況

O

一、噴嘴的變工況

分析：噴嘴前后參數(shù)與流量之間卜出史化關(guān)系

(一)漸縮噴嘴的變._1況

試驗(yàn)：調(diào)整噴嘴呈小后閥門,改變栩正和背壓，測(cè)取流量的變化。

(1)初壓P*o不變而背壓Pi3化

1)￡n=l,P尸P*。,G=0,￡■b,d

2)0<￡n<￡cr,GV工cici??a-bi-Ci,1

=

3)￡n￡cr?G=Gcr,a-132-■C2?e

4)Eld<En<￡cr,Ci=Gcrl-b3-C3，3

5)￡n=￡Id,G=Gcra-04,4

6)

￡nV￡Id,G=GCr，a-C4-C5,5

列橢圓方程：

22

/\/G)

r

1一久+=1

X￡

<~cr?\(

J1

J

Gcr)

=0.

G=pGer64

V%

*口7

￡=JL.A)

B\Poi

(2)流量網(wǎng)圖

改變P*?？傻贸?,系列曲線,,B宛量:網(wǎng)圖

橫坐標(biāo)：￡=pi/pOm：

縱坐標(biāo)：氏m=G/GOm；

參變量：F0=p*01/p*0m

P“0m、G”0m：分別為初壓最大值和與之相應(yīng)的臨界流量的最大值。

例1：：po=9MPa,poi,pi,pii=4.5MPa

求：流量的變化。

解：取二9Mpa

原工況：￡0=po/pom=1，￡l=pi/p（）in

查出；Bm二G/Gom

新工況:￡01=p（）l-Om,￡ll=pil/pom

查出：3ml

那么；

G

G二二二1

G,2（）.83

Go,”

例2：：po=lMPa,poi,pi=0.7MPa,pm

U）=320℃,toi=3O5℃

求：流量的變化。

解：原工況：

Per=久”0=0.546

P=\x-[P]~Pcr\=0.94

\IPO-Per）

新工況：

Perl=￡crPo\=0491

那么

5純怪=0635

G"瓦

（二）縮放噴嘴的變工況

設(shè)計(jì)背壓》a：噴嘴喉部保持臨界狀態(tài)的最高背壓。

設(shè)計(jì)背壓pea：保持蒸汽在斜切局部不膨脹的最低背壓。

極限背壓：在斜切局部膨脹到達(dá)極限。

當(dāng)plaVpiVpca時(shí)，出現(xiàn)突擊壓縮（正沖波），使pl>pcr

課題二：級(jí)與機(jī)組的變工況

一、級(jí)的變工況

I.級(jí)在臨界工況下工作

1）工況變動(dòng)前后噴嘴均處于臨界狀態(tài)

工況變動(dòng)前后動(dòng)葉均處于臨界狀態(tài)

(1)與噴嘴一樣：

G“i_—11

至一7T

(2)列動(dòng)葉進(jìn)口和進(jìn)口滯止截面的連續(xù)方程

則.=￡“

由此可得:%_=2=21

G"PiPi

(3)動(dòng)葉進(jìn)出口速度可寫成

則在速度三角形孔1=cu

而G=。

當(dāng)甯=需時(shí)，可得4=與

PoPoi

.G。”_PM_Poi

GerP\PO

結(jié)論：級(jí)在臨界狀態(tài)下工作，不管臨界狀態(tài)發(fā)生在噴嘴或動(dòng)葉，通過該幾的

流量均與前壓力成正比，而與級(jí)后壓力無關(guān)。

2.級(jí)在亞臨界工況下工作

一種工況處于臨界狀態(tài)，另一種工況處于亞臨界狀態(tài)

假設(shè)變動(dòng)前為臨界工況，變動(dòng)后為亞臨界工況，那么可用臨界工況公式計(jì)算

到en=ecr處，再用亞臨界工式由en=ecr算到變動(dòng)后的工況。反之那么計(jì)算

方法相反。

二、級(jí)組的變工況

級(jí)組：流量相同的假設(shè)干個(gè)相繼排列的級(jí)組成C

(一)變工況前后級(jí)組內(nèi)各級(jí)均未到達(dá)臨界狀態(tài)

?個(gè)級(jí)組是否處于臨界狀態(tài)，取決于級(jí)組的末級(jí)是否處于臨界狀態(tài)。

對(duì)某一級(jí)：

忸"if)

(2)~T~\.-I=

上式相加后得：

（p：-〃;）=￡（/*

r=i-

此式為弗留格爾公式

對(duì)于凝汽式汽輪機(jī)：pzl<<p01,pz<<P7

GPoV^oi

最末一、二級(jí)除外。

（二）變工況前后級(jí)組內(nèi)均到達(dá)臨界狀態(tài)

設(shè)末級(jí)到達(dá)臨界狀態(tài)：

（Gxy_p41

.〃4l_-21_〃01_

PAPIPoG

結(jié)論：變工況時(shí)，假設(shè)級(jí)組最后一級(jí)始終處于臨界狀態(tài)，那么通過該級(jí)組

的流量與級(jí)組中所有各級(jí)的初壓成正比。

（三）弗留格爾公式應(yīng)用條件

1、級(jí)組中各級(jí)流量相同（有回?zé)岢槠部蓱?yīng)用）；

2、級(jí)組中各級(jí)的通流面積變T.況前后保持不變（結(jié)垢后需修TF）：

3、級(jí)組中級(jí)數(shù)不少于3?4級(jí)。

（四）弗留格爾公式的應(yīng)用

I、監(jiān)視汽輪機(jī)通流局部運(yùn)行是否正常；

2、推算不同流量下各級(jí)的級(jí)前壓力。

內(nèi)容小結(jié)（5min）

汽輪機(jī)在設(shè)計(jì)工況下有較高的經(jīng)濟(jì)性和平安性，而實(shí)際運(yùn)行中總是發(fā)生變工

況，將對(duì)汽輪機(jī)的平安性和經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生影響，蒸汽流量是變工況的主要原因，所

有的變化都是圍繞它來進(jìn)行的。

作業(yè)布置（5min）

第109頁1、2、4

教學(xué)

后記

汽輪機(jī)設(shè)備及運(yùn)行課程教案

授課時(shí)間第周節(jié)次

單元三：汽輪機(jī)的變工況

課題課題三：調(diào)節(jié)方式及其對(duì)機(jī)組變工況的影響

課題四：蒸汽參數(shù)變化對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行的影響

理論課（V）、實(shí)踐課（）、習(xí)題題（）、教學(xué)

課型

其它（）時(shí)數(shù)2

1.掌握汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)方式種類

教學(xué)

2.了解調(diào)節(jié)方式對(duì)汽輪機(jī)工作的影響

目的

3.掌握蒸汽參數(shù)變化對(duì)汽輪機(jī)平安性和經(jīng)濟(jì)性的影響

教學(xué)

方法講授、啟發(fā)

學(xué)

教難點(diǎn)：調(diào)節(jié)方式對(duì)汽輪機(jī)工作的影響

點(diǎn)

重蒸汽參數(shù)變化為什么會(huì)對(duì)汽輪機(jī)平安性和經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生影響

重點(diǎn)：蒸汽參數(shù)變化對(duì)汽輪機(jī)平安性和經(jīng)濟(jì)性表現(xiàn)在哪里

點(diǎn)

難

調(diào)節(jié)方式

審

批

教學(xué)內(nèi)容

課堂組織（lOmin）

1、檢查到課人數(shù)

2、總結(jié)上課引出新課

新課內(nèi)容（80min）

課題三：調(diào)節(jié)方式及其對(duì)機(jī)組變工況的影響

調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的功率f調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的流量：節(jié)流、噴嘴、旁通、滑壓

一、節(jié)流調(diào)節(jié)

特點(diǎn)：所有進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽都經(jīng)過一個(gè)或幾個(gè)同時(shí)啟閉的調(diào)節(jié)閥，然后流

向第一級(jí)噴嘴。

各級(jí)通流面積不變，變工況時(shí)各級(jí)級(jí)前壓力與流量成正比，8hi幾乎不變，

Q、xi、山根本不變〔凝汽式汽輪機(jī)），但整機(jī)效率降低。

彷=T7T=TTT7T7T=卯

彷：通流部分內(nèi)效率

〃加節(jié)流效率

nth的大小與通流局部結(jié)構(gòu)無關(guān)，而與蒸汽初終參數(shù)和進(jìn)汽量的大小有關(guān)。

背壓機(jī)不宜采用節(jié)流調(diào)節(jié)，一般用在小機(jī)組上及承當(dāng)根本負(fù)荷的機(jī)組。

二、噴嘴調(diào)節(jié)及調(diào)節(jié)級(jí)變工況

（一）噴嘴調(diào)節(jié)的工作原理

當(dāng)汽輪機(jī)負(fù)荷變化時(shí)，依次開啟和關(guān)閉調(diào)節(jié)閥（3?10個(gè)調(diào)節(jié)閥），以調(diào)節(jié)汽

輪機(jī)的進(jìn)汽量。

在局部負(fù)荷下，只有一個(gè)調(diào)節(jié)閥局部開啟，調(diào)節(jié)級(jí)總是局部進(jìn)汽的。

（二）調(diào)節(jié)級(jí)的變工況

假設(shè)：(1)Q=0；

(2)調(diào)節(jié)閥全開壓后p。不隨流量的增加而降低;

⑶各調(diào)節(jié)閥之間無重疊度：

(4)調(diào)節(jié)級(jí)后壓力與蒸汽流量成正比。

1、調(diào)節(jié)級(jí)的內(nèi)效率

Po=695Po

設(shè)：第一、二閥己全開，第三閥局部開啟

那么進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽分兩股，一股通過全開的閥門，過程線為0'2'；另

一股通過局部開啟的調(diào)節(jié)閥，過程線為（「2二這兩股蒸汽都膨脹到壓力P2,

并在級(jí)后的汽室中混合，然后再一起流入第一非調(diào)節(jié)級(jí)。為使這兩股汽流混合均

勻，調(diào)節(jié)級(jí)后的汽室容積較大，混合后的焰值為h2。

［十。2）”2十03"2=（。1+°2十。3）期

.h=。|+3況+4〃；

2D

,（。］+。2Au03

=&-1一~—她+下MI

調(diào)節(jié)級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率為：

_/?0-%_3+。2刈D3Ahi

n；——?

\htD△%D△%

_3+。2，+。3

―一F-7十萬彷

2、調(diào)節(jié)級(jí)前后壓力與流量的關(guān)系

（1）解析法

對(duì)于凝汽式汽輪機(jī)，調(diào)節(jié)級(jí)后的壓力P28D,即

〃2