第五章 汽輪機的變工況特性

1、上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回目錄 第一節(jié) 變工況下級的壓力與流量的關(guān)系 第二節(jié) 變工況下級的比焓降和反動度的變化規(guī)律 第三節(jié) 配汽方式及調(diào)節(jié)級的變工況特性 第四節(jié) 凝汽式汽輪機的工況圖 本章作業(yè)上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回 設(shè)計工況：設(shè)計工況：汽輪機在運行過程中，各種參數(shù)都保持設(shè)計值的運行工況稱為汽輪機的設(shè)計工況，也稱為經(jīng)濟工況。 變工況：變工況：汽輪機在偏離設(shè)計參數(shù)值時的運行工況，稱為變工況。上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回 漸縮噴嘴壓力與流量的關(guān)系 級的變工況 級前后壓力與流量的關(guān)系 級組前后壓力與流量的關(guān)系 壓力與流量的關(guān)系式（弗留格爾公式）的應(yīng)用上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回 對于漸

2、縮噴嘴，當(dāng)其初參數(shù)及出口面積不變時，通過噴嘴的流量為：*000*00.6480.648nnpgapa*0111*010.648npga*01011*001pggp*01011*001ptggpt根據(jù)上述兩式，有：將蒸汽看作理想氣體，根據(jù)氣體狀態(tài)方程，上式變?yōu)椋荷弦粌?nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回下面四種情況可以忽略溫度的變化下面四種情況可以忽略溫度的變化 噴嘴前壓力變動是由節(jié)流引起的 噴嘴前溫度不變 溫度變化很小而可以忽略 因近似計算而可以忽略溫度變化 當(dāng)不考慮變工況時溫度的影響，上式可簡化為：*0111*0pggp上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回*101*0crcrgpgp 當(dāng)不考慮溫度影響時：*1

3、010*001crcrgptgpt 如果工況變動前后均為臨界工況，有： 結(jié)論： 當(dāng)前后兩種工況均為非臨界工況時，通過噴嘴的流量和噴嘴 前、后的參數(shù)變化都有關(guān)系。 當(dāng)前后兩種工況都為臨界工況時，通過噴嘴的流量只和噴嘴 前的參數(shù)變化有關(guān)。上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回 主要研究級中諸參數(shù)隨流量變化而變化的基本規(guī)律。 噴嘴前、后壓力發(fā)生變化引起流量的變化。反之，當(dāng)流經(jīng)噴嘴的流量變化時，噴嘴和動葉前后的壓力也要隨之變化，從而引起級內(nèi)各個參數(shù)發(fā)生變化。上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回（一）級前后壓力與流量的關(guān)系 1、級在臨界工況下工作*01*0*

4、0*011ttppggcrcr*101*0crcrgpgp上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回 2、級在亞臨界工況下工作22012101220201pptggppt22012112202ppggpp 結(jié)論： 當(dāng)級內(nèi)流動未達到臨界狀態(tài)時，通過該級的流量不僅與級前 壓力有關(guān)，而且與級后壓力有關(guān)。上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回 二、級組前后壓力與流量的關(guān)系 1、級組內(nèi)各級均未達到臨界狀態(tài)220110122001zzpptggppt220111220zzppggpp 弗留格爾公式上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回 2、級組內(nèi)達到臨界狀態(tài)0110pggp0101001ptggpt上一

5、內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回 弗留格爾公式應(yīng)用條件 1、級組中各級流量相同（有回?zé)岢槠部蓱?yīng)用）； 2、級組中各級的通流面積變工況前后保持不變（結(jié)垢后需修正）； 3、級組中級數(shù)不少于34級。 弗留格爾公式的應(yīng)用 1、監(jiān)視汽輪機通流部分運行是否正常； 2、推算不同流量下各級的級前壓力。 上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回 一、工況變動時各級比焓降變化一、工況變動時各級比焓降變化 （一）凝汽式汽輪機（一）凝汽式汽輪機 1 1、凝汽式汽輪機各中間級、凝汽式汽輪機各中間級1212gpgp221001pppp0110pggp上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回 當(dāng)初壓變化時，結(jié)果將導(dǎo)制各級壓力也相應(yīng)當(dāng)初壓變化時，結(jié)

6、果將導(dǎo)制各級壓力也相應(yīng)的變化，但壓力比不變，故焓降不變。又因為壓的變化，但壓力比不變，故焓降不變。又因為壓力有變化，故其流量相應(yīng)變化，功率也隨之變化。力有變化，故其流量相應(yīng)變化，功率也隨之變化。上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回工況變動時各中間級的內(nèi)功率工況變動時各中間級的內(nèi)功率與流量成正比與流量成正比itripg hbg上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回（二）背壓式汽輪機中間級的變工況（二）背壓式汽輪機中間級的變工況222221010()zzgppppg 222221212()zzgppppg220111220()()zzppggpp結(jié)論：背壓式汽輪機各中間級級前壓力與流量的關(guān)系按照雙曲線函數(shù)規(guī)律變

7、化。當(dāng)背壓不變時，上式變?yōu)椋荷弦粌?nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回2221010gppg當(dāng)汽輪機級數(shù)比較多時：上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回工況變動時的損失：2111sin2wh上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回121121111221bnbnacawcwconstaccwaw假設(shè)工況變動前后，級都處于亞臨界狀態(tài)，不考慮級內(nèi)間隙漏氣或者吸氣，有： 結(jié)論：在流量保持連續(xù)條件下，工況變動時，噴嘴出口氣流速度 及動葉出口氣流速度前后之比是不變的。上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回1. 工況變動時，級的理想比焓降減小 結(jié)論：動葉中比焓降增加，因此級的反動度增加，即111cmc212wmw

8、11tthm hm111coswmw212/wwm1mm 上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回2. 工況變動時，級的理想比焓降增大 結(jié)論：動葉中比焓降減小，因此級的反動度減小，即111cmc212wmw11tthm hm111coswmw212/wwm1mm 上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回 一、滑參數(shù)運行與定參數(shù)運行eltrimelpg h 滑參數(shù)運行:通過改變整機理想比焓降來調(diào)節(jié)汽輪機機組的功 率的運行方式； 定參數(shù)運行：通過改變流量來調(diào)節(jié)機組的功率的運行方式。 配汽機構(gòu)：汽輪機上用于控制進汽量的條件機構(gòu)。 由于鍋爐的熱慣性比較大，滑參數(shù)對變工況的響應(yīng)速度有限； 而定

9、參數(shù)運行時，汽輪機的功率調(diào)節(jié)由改變進口蒸汽量來實 現(xiàn)，調(diào)節(jié)閥門的動作響應(yīng)快，很快就可以滿足工況變化的需 要。上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回 節(jié)流調(diào)節(jié)和噴嘴調(diào)節(jié)兩種功率調(diào)節(jié)方式。 節(jié)流調(diào)節(jié)上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回iitririthttthhhhhh thri 汽輪機的相對內(nèi)效率為： 其中： 汽輪機通流部分的相對內(nèi)效率； 為節(jié)流調(diào)節(jié)閥的節(jié)流 效率。上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回特點：特點：汽輪機第一級是調(diào)節(jié)級，調(diào)節(jié)級分為幾個噴嘴組，蒸汽經(jīng)過主汽門和調(diào)節(jié)汽門，通向調(diào)節(jié)級。噴嘴配汽的主要缺點：定壓運行時調(diào)節(jié)級汽室及各高壓級在變工況下溫度變化都較大，從而引起較大的熱應(yīng)力，這常成為這種汽輪機迅速改變

10、負荷的主要因素。上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回 一、調(diào)節(jié)級的相對內(nèi)效率 熱平衡方程： 調(diào)節(jié)級的相對內(nèi)效率：上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回 二、調(diào)節(jié)級前后壓力與流量的關(guān)系 通過噴嘴的流量：0100.648iiniipdav2121111111ncrcrnss漸縮噴嘴縮放噴嘴上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回 二、調(diào)節(jié)級前后壓力與流量的關(guān)系上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回 二、調(diào)節(jié)級效率曲線上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回 一、沖動式汽輪機軸向推力的變化 工況變化時，軸向推力的變化可表示為： 1）凝汽式汽輪機軸向推力的變化 節(jié)流配汽方式 2）噴嘴配汽方式上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回 2.背壓式汽輪機軸向推力的變化上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回 汽耗特性：汽輪發(fā)電機組功率與流量之間的關(guān)系。表示這種關(guān) 系的數(shù)學(xué)表達式稱為汽耗特性方程，而表示這種關(guān)系的曲線稱 為汽輪機的工況圖。 一、節(jié)流配汽凝汽式汽輪機的工況圖 汽輪發(fā)電機組功率與汽耗量之間的關(guān)系：上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回 機組的汽耗特性方程 當(dāng)功率小于設(shè)計功率時，即 當(dāng)功率大于設(shè)計功率時，即上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄o返回1、若噴嘴前的蒸汽壓力為p0=5.87mpa,噴嘴前的蒸汽溫度恒定不變，當(dāng)噴嘴后的蒸汽壓力從p01=2.