多級(jí)汽輪機(jī)資料

1、2.1,多級(jí)汽輪機(jī)的特點(diǎn),多級(jí)汽輪機(jī)是提高機(jī)組功率和效率、實(shí)現(xiàn)抽汽回?zé)岷椭虚g再熱的,必然結(jié)果,性能特點(diǎn),循環(huán)效率提高蒸汽參數(shù)提高、焓降增大、實(shí)現(xiàn)抽汽回?zé)岷椭虚g再,熱,相對(duì)內(nèi)效率提高合理分配各級(jí)焙降使之在最佳速比附近工作；大,多數(shù)級(jí)的余速得到利用；平均焓降減小，可使級(jí)的平均直徑減小,提高葉片高度；因存在重?zé)岈F(xiàn)象，前級(jí)產(chǎn)生的損失部分地被下級(jí)利,用,單位功率的投資減小,重?zé)岷椭責(zé)嵯禂?shù),在水蒸汽的焓,熵圖上，等壓線沿熵增方向逐漸擴(kuò)張，即,2.1,多級(jí)汽輪機(jī)的特點(diǎn),等壓線間的理想焓降隨熵增而增大。這種由熵增損失產(chǎn)生的各級(jí),理想焓降之和大于整機(jī)理想焓降的現(xiàn)象稱為多級(jí)汽輪機(jī)的重?zé)岈F(xiàn)象,重?zé)嵯禂?shù),a,各級(jí)理想

2、焓降之和大于整機(jī)理想焓降的增量與整機(jī),理想焓降的比，即,重?zé)崂檬且造卦鰮p失為代價(jià)，只是利用了上級(jí)損失中的部分能,量，即減小上級(jí)損失產(chǎn)生的影響，但總的結(jié)果機(jī)組的次序是下降的,由于級(jí)的焓降決定于最佳速比，在計(jì)及重?zé)岷?，整機(jī)的級(jí)數(shù)增多,多級(jí)汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作特征,蒸汽在多級(jí)汽輪機(jī)中膨脹作功，壓力和溫度降低、比容增大，導(dǎo),致沿蒸汽膨脹流程的通流面積增大，使汽輪機(jī)通流部分的結(jié)構(gòu)和工,作特征沿蒸汽流程發(fā)生很大變化。沿蒸汽流程平均直徑和葉片高度,T,t,t,T,t,h,h,a,h,2.1,多級(jí)汽輪機(jī)的特點(diǎn),增大，反動(dòng)度呈逐級(jí)增大勢(shì)態(tài)。蒸汽比容的減小，漏汽損失的相對(duì),比例呈逐級(jí)下降。葉片的增長(zhǎng)，二次流損失呈

3、下降趨勢(shì)，但葉型損,失相對(duì)增大。對(duì)中間再熱機(jī)組，漏汽及二次流損失較大，加上調(diào)節(jié),級(jí)部分進(jìn)汽，高壓缸效率最低，中壓缸的工況較好，故效率最高,蒸汽,參數(shù),汽缸,汽缸,受力,容積,流量,葉片,型式,平均,直徑,級(jí),焓,降,反,動(dòng),度,主,要,損失,效率,功率,高,壓,缸,高溫,高壓,多層缸,較厚,壓力,熱應(yīng),力,小,較短,直葉,微彎,小,小,較小,葉高,漏汽,部分,較低,不足,1/3,中,壓,缸,高溫,中壓,多層,較薄,壓力,熱應(yīng),力,中,扭葉,較長(zhǎng),中,中,中等,漏汽,較高,大于,1/3,低,壓,缸,低溫,低壓,多層,薄,壓力,熱應(yīng),力,大,扭葉,長(zhǎng),大,大,較大,濕汽,稍低,近,1/3,2.1,

4、多級(jí)汽輪機(jī)的特點(diǎn),28,45,27,23,44,33,18,32,50,0,20,40,60,80,100,1,D,1,1,ABB ,e,2,D,e,t,e,D,1,e,2.2,進(jìn)排汽損失和機(jī)組性能評(píng)價(jià),2.2.1,系統(tǒng)特征,新蒸汽經(jīng)電動(dòng)主汽門、自動(dòng)主汽門和調(diào)節(jié)汽門進(jìn)入汽輪機(jī)，膨脹作,功后由高壓缸排汽回到鍋爐再熱器中加熱，經(jīng)中壓主汽門和中壓調(diào),節(jié)汽門到中、低壓缸中繼續(xù)膨脹作功，再由低壓排汽口排向凝汽器,蒸汽在汽輪機(jī)本體之外流道中的流動(dòng)必然產(chǎn)生損失，將使機(jī)組的效,率下降。這些損失歸結(jié)為進(jìn)汽損失和排汽損失兩部分。主要特征是,汽流的沿程摩擦、轉(zhuǎn)向和渦流損失三方面,2.2.2,進(jìn)汽損失,蒸汽的進(jìn)汽機(jī)構(gòu)

5、通道上流動(dòng)過程簡(jiǎn)化為絕熱等焓過程。進(jìn)汽損,失定義為由進(jìn)汽機(jī)構(gòu)流動(dòng)損失所產(chǎn)生的整機(jī)理想焓降減小的部分,為計(jì)算方便，通常用壓損占新汽壓力的百分?jǐn)?shù)來表示，損失的大小,取決于汽流速度和主汽門及調(diào)門的空氣特性。對(duì)高壓進(jìn)汽部分，壓,損,0,0.03,0.05,p,p,2.2,進(jìn)排汽損失和機(jī)組性能評(píng)價(jià),對(duì)于再熱管道及再熱器，壓損,2.2.3,排汽損失,排汽部分通常做成蝸殼擴(kuò)散式，并內(nèi)裝導(dǎo)流環(huán)，盡可能使排汽的,余速動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?，補(bǔ)償流動(dòng)產(chǎn)生的損失。排汽管內(nèi)的流動(dòng)主,要表現(xiàn)為流動(dòng)壓降損失、動(dòng)能損失轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎徒邓贁U(kuò)壓,排汽損失通常用汽輪機(jī)未級(jí)動(dòng)葉出口靜壓與凝汽器喉部靜壓差表示,由能量平衡得,排汽總損失,進(jìn)入

6、凝汽器的蒸汽動(dòng)能和排汽通道的流動(dòng)壓力損失,即,靜壓恢復(fù)系數(shù),排汽通道出口、進(jìn)口靜壓差與末級(jí)動(dòng)葉出口蒸汽,動(dòng)能之比。即,0,0.12,0.15,r,p,p,2,2,1,1,1,1,1,2,2,2,0,2,2,p,c,p,c,2,1,2,2,0,2,c,2,1,2,1,1,1,2,ex,p,p,c,2.2,進(jìn)排汽損失和機(jī)組性能評(píng)價(jià),能量損失系數(shù),排汽通道總損失與末級(jí)動(dòng)葉出口蒸汽動(dòng)能之比,即,由,可知,當(dāng),回收壓頭正好補(bǔ)償流動(dòng)損失壓頭,當(dāng),余速動(dòng),能全部轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓頭,當(dāng),部,分汽流動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?當(dāng),擴(kuò)壓,回收的壓力不足以彌補(bǔ)沿,程阻力損失,2,1,1,1,2,ex,c,1,ex,ex,0,1,e

7、x,ex,1,0,ex,ex,0,1,ex,ex,0,1,ex,ex,2.2,進(jìn)排汽損失和機(jī)組性能評(píng)價(jià),2.2.4,性能評(píng)價(jià)指標(biāo),汽輪機(jī)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)分絕對(duì)效率和相對(duì)效率兩種。以整機(jī)理想焓,降為基礎(chǔ)的效率是相對(duì)效率，而以單位質(zhì)量蒸汽在熱力循環(huán)中所吸,收熱量為基礎(chǔ)的效率是絕對(duì)效率。相對(duì)效率又分整機(jī)相對(duì)內(nèi)效率和,缸相對(duì)內(nèi)效率,相對(duì)內(nèi)效率,有效焓降與理想焓降之比,絕對(duì)內(nèi)效率,有效焓降與循環(huán)吸熱量之比,循環(huán)熱效率,理想焓降與循環(huán)吸熱量之比,顯然,提高絕對(duì)內(nèi)效率的途徑,是增大循環(huán)熱效率和相對(duì)內(nèi)效率,機(jī)械效率,汽輪機(jī)軸端輸出功率與內(nèi)功率之比,0,T,i,a,i,c,h,h,h,0,T,t,t,c,h,h,h

8、,a,i,t,i,T,i,i,T,t,h,h,e,m,i,P,P,2.2,進(jìn)排汽損失和機(jī)組性能評(píng)價(jià),2.2,進(jìn)排汽損失和機(jī)組性能評(píng)價(jià),機(jī)械效率描述了軸承摩擦、主油泵等的功率消耗,發(fā)電機(jī)效率,發(fā)電機(jī)功率輸出與汽輪機(jī)軸端功率之比,發(fā)電機(jī)損失主要是機(jī)械損失,機(jī)械摩擦和風(fēng)扇功耗,和電氣損失,勵(lì),磁功耗、鐵損、銅損,汽輪發(fā)電機(jī)組相對(duì)電效率,汽輪發(fā)電機(jī)組絕對(duì)電效率,汽耗率,機(jī)組發(fā)出,1KW,h,電量所消耗的蒸汽量，用下式表示,汽耗率并不能完整地表示機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)劣。回?zé)岢槠麢C(jī)組的汽,耗率大于非回?zé)岢槠麢C(jī)組，但前者的循環(huán)效率高于后者,熱耗率,機(jī)組發(fā)出,1KW,h,電量所消耗的熱量，用下式表示,g,el,e,

9、P,P,el,i,m,g,el,t,i,m,g,0,1000,3600,mac,el,t,el,d,kg,kW,h,D,P,h,0,0,3600,mac,c,c,t,el,q,d,h,h,h,h,h,2.2,進(jìn)排汽損失和機(jī)組性能評(píng)價(jià),對(duì)中間再熱機(jī)組,煤耗率,機(jī)組發(fā)出,1KW,h,電量所消耗的標(biāo)煤量,標(biāo)準(zhǔn)煤,g/KW,h,1kg,標(biāo)準(zhǔn)煤發(fā)熱量為,7000Kcal,發(fā)電煤耗、供電煤耗,0,0,r,D,c,r,r,D,q,d,h,h,h,h,2.3,多級(jí)汽輪機(jī)的軸向力及其平衡,2.3.1,軸向力的計(jì)算,轉(zhuǎn)子上的軸向推力包括作用在動(dòng)葉上汽流力和壓差力、葉輪兩側(cè),的壓差力和轉(zhuǎn)子凸肩上壓差力三個(gè)方面,動(dòng)葉

10、上的軸向力,動(dòng)葉上的汽流力正比于流量和級(jí)的反動(dòng)度及動(dòng),葉的有效作用面。即,其中,葉輪上的軸向力,壓力反動(dòng)度,動(dòng)葉前后壓差與級(jí)壓差的比值,在,h-s,圖上，同一壓差的焓降隨壓力降低而增大，故壓力反動(dòng)度,小于焓降反動(dòng)度，用焓降反動(dòng)度替代壓力反動(dòng)度計(jì)算軸向偏于安全,葉輪上的軸向力決定于葉輪兩側(cè)的壓差。而壓差的大小決定于隔,板漏汽,平衡孔漏汽,和葉根漏汽,的平衡，以及動(dòng)葉根部,I,II,III,z,z,z,z,F,F,F,F,1,2,s,z,z,z,F,F,A,p,p,2,2,1,1,2,2,1,1,s,in,s,in,s,in,s,in,s,z,m,m,F,w,w,c,c,t,t,1,2,0,2,p

11、,p,p,p,p,11,G,12,G,13,G,2.3,多級(jí)汽輪機(jī)的軸向力及其平衡,汽流產(chǎn)生的抽汽效應(yīng)和葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn),生的泵浦效應(yīng)。三者的流量決定于,隔板與葉輪空間的壓力,葉輪反動(dòng)度,漏汽量計(jì)算,隔板漏汽量,計(jì)算按汽封漏汽計(jì)算,公式計(jì)算,平衡孔漏汽量,計(jì)算采用不可壓縮,流體的流量計(jì)算公式計(jì)算,d,p,2,0,2,d,d,p,p,p,p,11,G,2,2,2,2,2,d,l,l,d,p,p,G,A,v,12,G,1,1,0,1,2,l,d,l,d,A,p,p,G,v,z,2.3,多級(jí)汽輪機(jī)的軸向力及其平衡,其中,動(dòng)葉根部漏汽量,按不可壓縮流體流量計(jì)算公式計(jì)算，即,動(dòng)葉根部軸向間隙靜壓、抽汽、泵浦效

12、應(yīng)的等效壓差,抽汽效應(yīng),噴嘴中流出的高速汽流在葉根處對(duì)隔板與葉輪間腔室,內(nèi)的蒸汽產(chǎn)生抽吸作用，其效應(yīng)相當(dāng)于增大腔室中的壓力,抽汽效應(yīng)反動(dòng)度,抽汽效應(yīng)產(chǎn)生的壓差與級(jí)壓差的比值,泵浦,pumping,效應(yīng),高速旋轉(zhuǎn)的葉輪帶動(dòng)周圍蒸汽旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),離心力使部分蒸汽產(chǎn)生指向葉根的徑向運(yùn)動(dòng)，增大了葉根兩側(cè)的壓,差,泵浦效應(yīng)反動(dòng)度,泵浦效應(yīng)產(chǎn)生的壓差與級(jí)壓差的比值,3,3,3,2,r,l,l,d,p,G,A,v,2,0.3,0.45,l,3,0.4,l,13,G,0,2,c,c,p,p,p,r,p,0,2,b,b,p,p,p,2.3,多級(jí)汽輪機(jī)的軸向力及其平衡,從而有,即,通過流量平衡求得,2.3.2,軸向推

13、力的平衡,軸向推力的平衡主要由蒸汽膨脹的對(duì)稱反流布置和設(shè)置平衡活,塞實(shí)現(xiàn)的。對(duì)于沖動(dòng)式為主的汽輪機(jī)，因葉輪兩側(cè)的壓差較小，通,常采用高、中壓缸對(duì)置，低壓缸雙分流布置基本上平衡軸向推力,其余部分由推力軸承來承擔(dān)；對(duì)反動(dòng)式機(jī)組，高、中壓缸轉(zhuǎn)子采用,鼓式結(jié)構(gòu)，減小葉輪的軸向推，除采用高、中壓對(duì)置布置外，還在,高、中壓缸轉(zhuǎn)子上增設(shè)平衡活塞，減小轉(zhuǎn)子上的凈軸向推力,1,r,r,d,c,b,p,p,p,p,p,0,2,r,r,d,c,b,p,p,p,或,d,d,p,2.3,多級(jí)汽輪機(jī)的軸向力及其平衡,2.4,軸封及軸封系統(tǒng),軸封,在汽缸兩端轉(zhuǎn)子穿出處，轉(zhuǎn)子與汽缸間的汽封,作用是減小,漏汽損失，防止蒸汽外逸

14、和空氣內(nèi)漏,汽輪機(jī)中汽封有隔板汽封，葉根及葉頂汽封、軸端汽封和門桿汽封,主要型式：曲徑式汽封，平齒汽封、蜂窩式,2.4.1,工作原理和計(jì)算,原理,蒸汽在汽封中的流動(dòng)當(dāng)作絕熱等焓過程。蒸汽在流經(jīng)汽封,片時(shí)節(jié)流加速，然后在腔室中產(chǎn)生渦流，將汽流動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?隨壓力降低，蒸汽比容增大，故對(duì)相同結(jié)構(gòu)的汽封，汽流速度是逐,級(jí)增大。又因膨脹后焓值變小、音速降低，因此在汽封中如果出現(xiàn),超臨界流動(dòng)，只能在最后一個(gè)汽封片處出現(xiàn),漏汽量計(jì)算,漏汽量計(jì)算分亞臨界和超臨界兩種工況,亞臨界,亞臨界工況的漏汽量采用不可壓縮流動(dòng)方程，汽流通過,2.4,軸封及軸封系統(tǒng),2.4,軸封及軸封系統(tǒng),孔口的流速為,對(duì)應(yīng)的流量為,由

15、于等焓線上壓力與比容的乘積為常數(shù)，從而求得腔室壓力與前后,壓差的關(guān)系,由遞推關(guān)系，得亞臨界時(shí)通過汽封的蒸汽量,臨界,臨界工況時(shí)，將最后一個(gè)孔口當(dāng)作噴嘴。由臨界流量計(jì)算,公式得通過最后一個(gè)孔口的漏汽量為,因最后道汽封前均為亞臨界，由前亞臨界漏汽量計(jì)算公式求得末道,前壓力,判定是否臨界的準(zhǔn)則,2,x,x,p,c,1,2,2,l,l,l,x,x,l,l,x,l,l,x,G,A,c,A,p,A,p,2,1,0,2,l,x,l,l,G,p,p,A,p,2,2,0,0,0,z,l,l,l,p,p,G,A,zp,1,1,0.6672,l,c,l,l,z,z,G,A,p,1,0,1,1,0.445,1,z,p

16、,p,z,1,0,0.82,0.546,1.246,z,z,p,p,p,z,2.4,軸封及軸封系統(tǒng),因而，漏汽量,臨界壓比與汽封齒數(shù)有關(guān)，齒數(shù)愈多，臨界壓比愈小。亞臨界的漏,汽量小于臨界工況。減小漏量的措施應(yīng)采用小的汽封間隙和增加汽,封齒數(shù)，以及采用新型高效汽封,流量系數(shù),流量系數(shù)決定于汽封的結(jié)構(gòu)形狀，對(duì)曲徑式汽封有一,組試驗(yàn)曲線，對(duì)光軸則還應(yīng)加上一個(gè)修正系數(shù)。減小流量系數(shù)的途,徑是增大汽封腔室的動(dòng)能損耗,2.4.2,軸封系統(tǒng),作用,在任何運(yùn)行工況下保證蒸汽不外泄、空氣不內(nèi)漏，同時(shí),回收泄漏蒸汽的熱能和組織汽流冷卻的轉(zhuǎn)子軸端,系統(tǒng)組成,軸封系統(tǒng)由軸封、供汽母管及均壓箱、軸封調(diào)節(jié)器,軸封加熱器和軸封抽汽器等組成。軸封系統(tǒng)的型式有外供汽式和自,0,0,1.246,l,c,l,l,p,G,A,z,2.4,軸封及軸封系統(tǒng),密封式兩種，不同制造廠采用不同的軸封系統(tǒng)和軸封汽流組織方式,軸封分成多段多室，與大氣環(huán)境接近的腔室的壓力由抽汽器或風(fēng),機(jī)維持略低于大氣壓力，緊鄰的腔室壓力由壓力調(diào)節(jié)器維持略高于,大氣壓力，從而保證蒸汽不外泄、空氣不內(nèi)漏。高壓缸因壓力較高,軸封的段數(shù)較多，其中高壓段的漏汽被引作回?zé)岢槠?自密封式軸封系統(tǒng),軸封主要由三段二室組成