汽轮机原理课程设计-12mw凝汽式汽轮机热力设计(编辑修改稿)

汽轮机原理课程设计-12mw凝汽式汽轮机热力设计(编辑修改稿)内容摘要：

=D2（ he1he2） /=42（ ） /=1170 kw 第三级组： D3=D2Δ De2==Pi3=D3（ he2hed） /=（ ） / =1918 kw 第四级组： D4=D3Δ Ded==Pi4=D4（ hedhe3） /=（ ） /=666 kw 汽轮机原理课程设计说明书 9 第五级组： D5=D4Δ De3== Pi5=D5（ he3he4） /=（ ） /=2993 kw 整机内功率： Pi=Σ Pi=11081kw 计算汽轮机装置的热经济性 机械损失 Δ Pm=Pi(1η m)= 11081 ()= 轴端功率 Pa=PiΔ Pm == 发电机功率 Pe=Paη g= =10641 kw 校核 （ 1108110641） /11081 100%=% 符合设计工况 Pe=10500kw 的要求，原估计的蒸汽量 D0正确。 汽耗率： 30 10 94200 P   () 不抽汽时估计汽耗率： 300010 24367 ( ) 67 ( 330 5 231 )[ 3 ] 5[] z mmDd D h hP      t/h 汽轮机装置汽耗率： 0()fwq d h h = ()=11275 KJ/() 汽轮机装置的绝对电效率： 3600 3600 q   3600/11275 100%=% 汽轮机原理课程设计说明书 10 第三章 通流部分选型及热力计算 通流部分选型 一 、排汽口数和末级叶片 凝汽式汽轮机的汽缸数和排气口数是根据其功率和单排汽口凝汽式汽轮机的极限功率确定的。 当汽轮机的功率大于单排汽口凝汽式汽轮机的极限功率时，需要采用多缸和多排汽口，但很少采用五个以上汽缸的。 当转速和初终参数一定时，排汽口数主要取决于末级通道的排汽面积。 末级通道的排汽面积需结合末级长叶片特性、材料强度、汽轮机背压、末级余速损失大小及制造成本等因素，进行综合比较后确定。 通常可按下式估算排汽面积： celzb ppA 3162 2m 式中 elp ———— 机组电功率， KW ； cp ———— 汽轮机排汽压力， KPa。 二 、配汽方式和调节级选型 电站用汽轮机的配汽方式有称调节方式，与机组的运行要求密切相关。 通常有喷嘴配汽、节流配汽、变压配汽 及旁通配汽四种方式。 我国绝大多数采用喷嘴配汽方式。 采用喷嘴配汽的汽轮机，其蒸汽流量的改变主要是通过改变第一级组的工作面积来实现的，所以该机的第一级又称调节级。 调节级各喷嘴组的通道面积及通过其内的蒸汽流量是不一定相同的。 调节级型式与参数的选择在设计中是相当重要的，与汽轮机的容量大小、运行方式等因素有关。 1．调节级选型 由于双列级能承担较大的理想比焓降，一般约为 160～ 500KJ/kg；但它的级效 率及整机效率较低，在工况变动时其级效率变化较单级小；采用双列级的汽轮机级数较少，结构紧凑，因为其调节级后的蒸汽压 力与温度下降较多，所以除调节级汽室及喷嘴组等部件需较好的材料外，汽缸与转子的材料等级可适当降低，从而降低机组造价，提高机组运行的可靠性。 故选用双列调节级。 2．调节级热力参数的选择 汽轮机原理课程设计说明书 11 （ 1） 理想比焓降的选择 目前国产汽轮机调节级理想比焓降选取范围如前所述：双列级约为 160～ 500KJ/kg。 故选调节级比焓降为 212 KJ/kg。 （ 2） 调节级速度比 aax uc 的选择 为了保证调节级的级效率，应该选取适当的速度比，它与所选择的调节级型式 有关。 通常双列级速度比的选择 范围为 ax ～。 （ 3） 调节级反动度的选择 为提高调节级的级效率，一般调节级都带有一定的反动度。 由于调节级为部分 进汽级，为了减少漏汽损失反动度不适宜选的过大。 双列调节级各列叶栅反动度之和 m 不超过 13%～ 20%。 故选取 m =20%。 调节级几何参数的选择 （ 1） 调节级平均直径的选择 选择调节级平均直径是通常要考虑制造工艺调节级叶片的 高度以及第一压力级 的平均直径。 一般在下列范围内选取：中低压汽轮机（套装叶轮）取 md =1000～ 1200mm。 （ 2） 调节级叶型及其几何特性 调节级的叶型，尤其是双列调节级的叶型，通常是成组套装选择使用的。 国产 汽轮机调节级最常用的叶型组合为苏字叶型。 故可选择如表 31的叶型： 表 31 双列调节级 的叶型 名 称 喷 嘴 第一列动叶 导 叶 第二列动叶 叶片型线 30TC2B 38TP1B 32TP3A 38TP5A （ 3）相对节 距 t 和叶片数 Z的确定 在选取喷嘴和动叶出口角 1 和 2 时，还需要选择相对节距nt和bt：nt=nntb ， bt= bbt。 一定的叶型对应有最佳的相对节距范围。 所以在选择 nt 和 bt 时应注意的最佳 范围内选取。 则叶栅的上述各项几何参数选定之后，即可根据平均直径 nd 和 bd 确定喷嘴与动叶数 n n nz d e t ， b b bz d e t ，然后取整。 从叶片强度考虑，通常叶片数偶数。 汽轮机原理课程设计说明书 12 （ 4）汽流出口角 1 和 2 的选择 喷嘴与动叶汽流出口角 1 和 2 对叶栅的通流能力作功大小及效率高低有较大的影响。 决定叶栅出口角大小的最主要因素是对节距和安装角，喷嘴与动叶有一确定的出口角，往往需要通过对叶片数及相对节距的试凑来满足 1 和 2 的要求。 第四章 压力级的计算 各级平均直径的确定： （ 1）第一压力级平均直径的确定： 选取速度比： aX ，级的理想比焓降 50th KJ/kg 1 0 .2 8 4 7m a td X h =854 50 = (2)凝汽式汽轮机末级直径的估取： c2m a ct21 4 0 h s inzm Gd   θ == （ 3）确定压力级平均直径的变化： 在横坐标上取长度为 a的线段 BD，用以表示第一压力级至末级动叶中心的轴向距离，在 BD 两端分别按比例画出第一压力级的平均直径。 根据所选择的通道形状，用光滑的曲线将 AC 两点连接起来， AC 曲线即为压力级各级的直径变化规律，如图 31。 图 41 压力级平均直径变化规律 A B C D 1 1 2 2 3 3 m1 m1 汽轮机原理课程设计说明书 13 级数的确定及比焓降的 分配： （ 1）级数的确定： ① 压力级的平均直径确定： (1 1 ) ( 2 2 )1m A B C Dd m       … = ②压力级平均理想比焓降 th （见图 25） 21 2 .3 3 7 ( )mtadh x   = KJ/kg ③级数的确定： 压力级的理想比焓降为： 02tpch h h   ＇ = KJ/kg 选取重热系数：  =～ (1 )ptthZ h   （取整） =。 故 Z取 11. 校核： 1(1 ) 419 tpa r i h ZK Z    取 （其中 piri pthh  ） （ 2）比焓降的分配： ① 各级平均直径的求取 求得压力级段后，在将图中线段 BD重新分为（ z1）等分，在原拟定的平均直径变化曲线 AC上求出各级的平均直径。 ② 各级比焓降的分配 根据求出的各级的平均直径，选取相应的速度比，根据21 2 .3 3 7 ( )t m ah d X 求出各级的比焓降。 级 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 平均直径 dm 0 1 速度比 xa 5 9 5 理想比焓降 Δht 59 57 60 67 75 85 97 108 126 145.5 147 理想比焓 Δ 68. 101. 138. 汽轮机原理课程设计说明书 14 降修正值 ht 3 3 8 各级比焓降的修正 在拟定的热力过程曲线上逐级作出各级理想比焓降Δ ht，当 最后一级的被压于排汽压力不重合时，必须对分配的比焓降进行修正。 各级的热力计算 (1)第一列喷嘴热力计算： ① 一列喷嘴出口汽流出口速度及喷嘴损失 第一列喷嘴中理想比焓降 △ hn=（ ） / 初速动能 200 02020c ch   KJ/kg 式中 0c —————— 进入喷嘴的蒸汽初速， m/s 滞止理想比焓降 * 0n n ch h h     KJ/kg 第一列喷嘴出口汽流理想速度 c1t=第一列喷嘴出口汽流实际速度 11= m/s 第一列喷嘴损失 KJ/。