汽輪機(jī)課程設(shè)計(jì)---23MW凝汽式汽輪機(jī)熱力設(shè)計(jì)

1、汽輪機(jī)原理課程設(shè)計(jì)說明書第一章 23MW凝汽式汽輪機(jī)設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1 設(shè)計(jì)題目 ： 23MW凝汽式汽輪機(jī)熱力設(shè)計(jì)1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)及內(nèi)容根據(jù)給定條件完成汽輪機(jī)各級尺寸的確定及級效率和內(nèi)功率的計(jì)算。在保證運(yùn)行安全的基礎(chǔ)上，力求達(dá)到結(jié)構(gòu)緊湊、系統(tǒng)簡單、布置合理、使用經(jīng)濟(jì)性高。汽輪機(jī)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：1.確定汽輪機(jī)型式及配汽方式；2.擬定熱力過程及原則性熱力系統(tǒng)，進(jìn)行汽耗量于熱經(jīng)濟(jì)性的初步計(jì)算；3.確定調(diào)節(jié)級型式、比焓降、葉型及尺寸等；4.確定壓力級級數(shù)，進(jìn)行比焓降分配；5.各級詳細(xì)熱力計(jì)算，確定各級通流部分的幾何尺寸、相對內(nèi)效率、內(nèi)功率與整機(jī)實(shí)際熱力過程曲線；6.整機(jī)校核，匯總計(jì)算表格。1.3 設(shè)計(jì)原

2、始資料額定功率：23MW 設(shè)計(jì)功率：18.4MW新汽壓力：3.43MPa 新汽溫度：435 排汽壓力：0.005MPa 冷卻水溫：22 機(jī)組轉(zhuǎn)速：3000r/min 回?zé)岢槠墧?shù)：5 給水溫度：1681.4 設(shè)計(jì)要求1.嚴(yán)格遵守作息時(shí)間，在規(guī)定地點(diǎn)認(rèn)真完成設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)共計(jì)兩周；2.完成設(shè)計(jì)說明書一份，要求過程完整，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確；3.完成通流部分縱剖面圖一張（A0圖）4.計(jì)算結(jié)果以表格匯總。第二章 多極汽輪機(jī)熱力計(jì)算2.1 近似熱力過程曲線的擬定一、進(jìn)排汽機(jī)構(gòu)及連接管道的各項(xiàng)損失蒸汽流過個(gè)閥門及連接管道時(shí)，會(huì)產(chǎn)生節(jié)流損失和壓力損失。表2-1列出了這些損失通常選取范圍。表2-1 汽輪機(jī)各閥門及連接管道中

3、節(jié)流損失和壓力估取范圍損 失 名 稱 符 號估 算 范 圍主汽管和調(diào)節(jié)閥節(jié)流損失P=（0.030.05）排汽管中壓力損失P=（0.020.06）回?zé)岢槠苤袎毫p失P=（0.040.08）(htmac) t0P0htmacP0himac0Pc0shP0 PcPc圖2-1 進(jìn)排汽機(jī)構(gòu)損失的熱力過程曲線二、汽輪機(jī)近似熱力過程曲線的擬定 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，對一般非中間再熱凝汽式汽輪機(jī)可近似地按圖2-2所示方法擬定近似熱力過程曲線。 由已知的新汽參數(shù)p0、t0，可得汽輪機(jī)進(jìn)汽狀態(tài)點(diǎn)0，并查得初比焓h0=3304.2kj/kg。由前所得，設(shè)進(jìn)汽機(jī)構(gòu)的節(jié)流損失P0=0.04 P0=0.1372 MPa得到調(diào)節(jié)級前

4、壓力P0= P0 - P0=3.2928MPa，并確定調(diào)節(jié)級前蒸汽狀態(tài)點(diǎn)1。過1點(diǎn)作等比熵線向下交于Px線于2點(diǎn)，查得h2t=2152.1kj/kg，整機(jī)的理想比焓降3304.2-2128=1176 kj/kg。由上估計(jì)進(jìn)汽量后得到的相對內(nèi)效率 ri=83.1%，有效比焓降htmac=（htmac）ri=11760.831=977.3kj/kg，排汽比焓3304.2-977.3=2326.9 kj/kg，在h-s圖上得排汽點(diǎn)Z。用直線連接1、Z兩點(diǎn)，在中間點(diǎn)處沿等壓線下移2125 kj/kg得3點(diǎn)，用光滑連接1、3、Z點(diǎn)，得該機(jī)設(shè)計(jì)工況下的近似熱力過程曲線，如圖2-2所示。 3.43Mpa3.

5、2928Mpah0=3304.2kJ/kg0.005Mpa1176.2kj/kg435z2125kj/kg330977.3 kj/kghz=2326.9kj/kg2th2t=2152.1kj/kg圖2-2 12MW凝汽式汽輪機(jī)近似熱力過程曲線2.2 汽輪機(jī)總進(jìn)汽量的初步估算一般凝汽式汽輪機(jī)的總蒸汽流量可由下式估算：=84.36t/h式中 汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)功率， KW ； 通流部分的理想比焓降，Kj/kg ； 汽輪機(jī)通流部分相對內(nèi)效率的初步估算值 ； 機(jī)組的發(fā)電機(jī)效率 ； 機(jī)組的機(jī)械效率 ；D 考慮閥桿漏氣和前軸封漏汽及保證在處參數(shù)下降或背壓升高時(shí)仍能發(fā)出設(shè)計(jì)功率的蒸汽余量，通常取=3%左右，t/h

6、m 考慮回?zé)岢槠疬M(jìn)汽量增大的系數(shù)，它與回?zé)峒墧?shù)、給水溫度、汽輪機(jī)容量及參數(shù)有關(guān)，通常取m=1.081.25，設(shè)m=1.16 D =2.5t/h =0.99 =0.97則D0=(3.6184001.16/977.30.990.97)+2.5 =84.36t/h蒸汽量D包括前軸封漏汽量Dl=1.500t/h （其中Dl1=0.77t/h漏人H2高壓加熱器），D/D0=3%。調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)通流部分設(shè)計(jì)式，要考慮到調(diào)節(jié)抽汽工況及純凝汽工況。般高壓部分的進(jìn)汽量及幾何尺寸以調(diào)節(jié)抽汽工況作為設(shè)計(jì)工況進(jìn)行計(jì)算，低壓部分的進(jìn)汽量及幾何下以純凝汽工況作為設(shè)計(jì)工況進(jìn)行計(jì)算。2.3 回?zé)嵯到y(tǒng)的熱平衡初步計(jì)算汽輪

7、機(jī)進(jìn)汽量估算及汽輪機(jī)近似熱力過程曲線擬定以后，就可進(jìn)行回?zé)嵯到y(tǒng)的熱平衡計(jì)算。一、回?zé)岢槠麎毫Φ拇_定1. 除氧器的工作壓力給水溫度和回?zé)峒墧?shù)確定之后，應(yīng)根據(jù)機(jī)組的初參數(shù)和容量確定除氧器的工作壓力。除氧器的工作壓力與除氧效果關(guān)系不大，一般根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和實(shí)用條件來確定。通常在中低參數(shù)機(jī)組中采用大氣式除氧器。大氣式除氧器的工作壓力一般選擇略高于大氣壓力即0.118MP.2. 抽汽管中壓力損失 在進(jìn)行熱力設(shè)計(jì)時(shí)，要求不超過抽汽壓力的10%，通常取=（0.040.08），級間抽汽時(shí)取較大值，高中壓排汽時(shí)取較小值。 3. 表面式加熱器出口傳熱端差t由于金屬表面的傳熱阻力，表面式加熱器的給水出口水溫與回?zé)?/p>

8、抽汽在加熱器中凝結(jié)的飽和水溫間存在溫差t=-稱為加熱器的出口端差，又稱上端差，經(jīng)濟(jì)上合理的端差需通過綜合的技術(shù)比較確定。一般無蒸汽冷卻段的加熱器取t=364. 回?zé)岢槠麎毫Φ拇_定在確定了給水溫度、回?zé)岢槠墧?shù)、上端差t和抽汽管道壓損等參數(shù)后，可以根據(jù)除氧器的工作壓力，確定除氧器前的低壓加熱器數(shù)和除氧器后的高壓加熱器數(shù)，同時(shí)確定各級加熱器的比焓升或溫升。這樣，各級加熱器的給水出口水溫也就確定了。根據(jù)上端差t可確定各級加熱器內(nèi)的疏水溫度，即=+t。從水和水蒸氣熱力性質(zhì)圖表中可查得所對應(yīng)的飽和蒸汽壓力-個(gè)加熱器的工作壓力?？紤]回?zé)岢槠苤械膲毫p失，可求出汽輪機(jī)得抽汽壓力，即=+。在汽輪機(jī)近似熱力過

9、程曲線中分別找出個(gè)抽汽點(diǎn)得比焓值，并將上述參數(shù)列成表格如下：表2-2 23MW凝汽式汽輪機(jī)即熱汽水參數(shù)加熱器號抽汽壓力（MPa）抽汽比焓（Kj/kg）抽汽管壓損（%）加熱器工作壓力（MPa）飽和水溫度飽和水比焓（Kj/kg）出口端差t給水出口水溫給水出口比焓（Kj/kg）H10.9253022.480.851173732.45168710.50H20.351284880.322136572.055131550.65Hd0.1422709.5170.118104.254370104.25437H30.0872630.180.08093390.2390.15376.7H40.0312490.880

10、.02968.4284.6365.4273.1二、各級加熱器回?zé)岢槠坑?jì)算1. 高壓加熱器 其給水量為Dfw=D0-Dl+Dej=39.72-1.5+0.77+1=84.67t/h式中 Dl 高壓端軸封漏汽量， t/h；Dl1 漏人H2高壓加熱器的軸封漏汽量， t/h； Dej 射汽漏汽器耗汽量， t/h。該級回?zé)岢槠繛椋?=6.01t/h 2. 考慮前軸封一部分漏氣量漏人本級加熱器并放熱可使本級回?zé)岢闅饬繙p少的相當(dāng)量為：Dl1 =0.77（3116-572.1）/(2848-572.1)=0.75考慮上級加熱器疏水流入高壓加熱器并放熱可使本級回?zé)岢闅饬繙p少的相當(dāng)量為：=6.01（732.4

11、-572.1）/(2482-572.1)=0.35 t/h 3. （除氧器） 除氧器為混合式加熱器，其平衡圖見圖2-3。DelhelDdhedhedhw1hw2DfwhelDcwhw1hel(b) （c） helDl1he2he2hw1hw2DfwDe2圖2-3 混合式加熱器 代入數(shù)字解得： =1.53t/h =73.08 t/h4. 低壓加熱器H4的計(jì)算抽氣量為：=84.76（273.1-147.59）/(2490.8-284.6)0.98 =4.92 t/h2.4 流經(jīng)汽輪機(jī)各級機(jī)組的蒸汽兩級及其內(nèi)功率計(jì)算調(diào)節(jié)級： D0=84.36 t/hPi0=D0(h0-h2)/3.6=84.36（3

12、304.23116）/3.6=4410.1kw （調(diào)節(jié)級后壓力為1.228Mpa，h2=3116kj/kg,待調(diào)節(jié)級型式選定及熱力計(jì)算后求得。第一次估算時(shí)，可估取調(diào)節(jié)級理想比焓降及級效率后在h-s圖的近似熱力過程線上查得）第一級組：D1=D0-Dl=84.36-1.5=82.86 t/hPi1=D1（hl-he1）/3.6=82.86（31163032）/3.6=1979.4 kw第二級組：D2=D1-Del=82.86-6.01=76.86 t/hPi2=D2（he1-hed）/3.6=76.86（30322848）/3.6=3808 kw第三級組：D3=D2-Ded=76.86-3.21=

13、73.65t/hPi3=D3（hed-h2）/3.6=73.65（28482709.5）/3.6 =2823 kw第四級組：D4=D3-De3=73.65-1.53=72.1 t/hPi4=D4（h2-hz）/3.6=72.1（27092630.1）/3.6=1580.1 kw第五級組：D5=72.1-3.5=68.5 t/h Pi5=68.5(2630.1-2490.8)/3.6=2646.8第六級組：D6=68.5-4.92=63.58 t/h Pi6=63.58(2490.8-2330.2)/3.6=2737.5整機(jī)內(nèi)功率：Pi=Pi=4410.1+1979.4+3808+2823+15

14、80.1+2646.8+2737.5=19556.kw2.5 計(jì)算汽輪機(jī)裝置的熱經(jīng)濟(jì)性機(jī)械損失Pm=Pi(1-m)=19556(1-0.99)=196 kw軸端功率Pa=Pi-Pm =19556-196=19360 kw 發(fā)電機(jī)功率Pe=Pag=193600.97=18779 kw 校核（18779-18400）/18400100% =2% 符合設(shè)計(jì)工況Pe=18400kw的要求，原估計(jì)的蒸汽量D0正確。汽耗率：1877984360 = 4.49 kg/(kwh)不抽汽時(shí)(回?zé)岢槠y停用)估計(jì)汽耗率：=3.86t/h汽輪機(jī)裝置汽耗率： =4.49（3304.2710.2）=11647.1KJ/

15、(kw.h)-給水焓，由給水溫度150，給水壓力P=0.543MPa，查得=710.2kj/kg汽輪機(jī)裝置的絕對電效率：=3600/11647.1=31%計(jì)算結(jié)果列于表2-3表2-3 25MW凝汽式汽輪機(jī)熱平衡計(jì)算數(shù)據(jù)基 本 數(shù) 據(jù)0.00532.0535.56.271.18汽輪機(jī)裝置的熱力特性數(shù)據(jù)3.86168710.211647.131MpaMpaMpakg/kWhKJ/kgkg/kWhpc/pctctejpfppcpdtfwhfwqel汽輪機(jī)背壓凝汽器出口水溫抽汽冷卻器出口水溫給水泵壓頭凝結(jié)水泵壓頭不抽氣時(shí)汽耗率給水溫度 給水比焓 熱耗率 絕對電效率1.02299.784.361.563

16、.5819619360971877984.364.49t/hKJ/kgt/ht/ht/hkWkWkWt/hkg/kWhDelhelD0DlDePmPagPeD0d射汽抽汽器汽耗量射汽抽汽器比焓降汽輪機(jī)總進(jìn)汽量前軸封漏氣量流入凝汽器蒸汽量機(jī)械損失連軸器端功率發(fā)電機(jī)效率發(fā)電機(jī)端功率 汽輪機(jī)總進(jìn)汽量 汽耗率3.434353304.23000222330.22128.21176977.383.119556MpaKJ/kgt/minKJ/kgKJ/kgKJ/kgKJ/kgkWP0t0h0ntclhzh2thtmachtmacripi汽輪機(jī)初壓汽輪機(jī)初溫汽輪機(jī)初比焓工作轉(zhuǎn)速冷卻水溫排氣比焓等比熵排氣比焓理

17、想比焓降有效比焓降 汽輪機(jī)內(nèi)效率 汽輪機(jī)內(nèi)功率 熱平衡計(jì)算數(shù)據(jù)H40.0312490.80.02968.4284.62206.276.8635.5148365.42731254.920.34.62H30.0872630.10.08093390.2224076.8665.4273.1390376.7103.73.453.45Hd0.14227090.118104.25437227276.8690376.70104.254 60.31.980.4651.53H20.35128480.3221136572.05227684.67104.254375131550.65113.654.310.750.3

18、53.21H10.92530320.8505173732.4230084.67131550.655168710.51606.016.01加 熱 器MpaKJ/kgMpaKJ/kgKJ/kgt/hKJ/kgKJ/kgKJ/kgt/ht/ht/ht/hpelheipeicteiheiheDwtw1hw1ttw2hw2hwDelDlDe(i1) Del抽汽壓力抽汽比焓加熱器壓力pe下飽和水溫pe下飽和水比焓1kJ蒸汽的放熱量被加熱的凝結(jié)水量加熱器進(jìn)口水溫加熱器進(jìn)口水比焓加熱器出口端茶出口水溫 出口水比焓 給水比焓增 計(jì)算抽氣量前軸封回收相當(dāng)量 上級加熱器疏水相當(dāng)量實(shí)際抽氣量加熱抽汽凝結(jié)給水凝結(jié)給水抽

19、氣量第三章 通流部分選型及熱力計(jì)算3.1 通流部分選型一 、排汽口數(shù)和末級葉片凝汽式汽輪機(jī)得汽缸數(shù)和排氣口數(shù)是根據(jù)其功率和單排汽口凝汽式汽輪機(jī)得極限功率確定得。但汽輪機(jī)的功率大于單排汽口凝汽式汽輪機(jī)的極限功率時(shí)，需要采用多缸和多排汽口，但很少采用五個(gè)以上汽缸的。當(dāng)轉(zhuǎn)速和初終參數(shù)一定時(shí)，排汽口數(shù)主要取決于末級通道的排汽面積。末級通道的排汽面積需結(jié)合末級長葉片特性、材料強(qiáng)度、汽輪機(jī)背壓、末級余速損失大小及制造成本等因素，進(jìn)行綜合比較后確定。通?？砂聪率焦浪闩牌娣e： 式中 機(jī)組電功率， KW ； 汽輪機(jī)排汽壓力，KPa 。二 、配汽方式和調(diào)節(jié)級選型電站用汽輪機(jī)的配汽方式有稱調(diào)節(jié)方式，與機(jī)組的運(yùn)行要

20、求密切相關(guān)。通常有噴嘴配汽、節(jié)流配汽、變壓配汽及旁通配汽四種方式。我國絕大多數(shù)采用噴嘴配汽方式。采用噴嘴配汽的汽輪機(jī)，其蒸汽流量的改變主要是通過改變第一級組的工作面積來實(shí)現(xiàn)的，所以該機(jī)的第一級又稱調(diào)節(jié)級。調(diào)節(jié)級各噴嘴組的通道面積及通過其內(nèi)的蒸汽流量是不一定相同的。調(diào)節(jié)級型式與參數(shù)的選擇在設(shè)計(jì)中是相當(dāng)重要的，與汽輪機(jī)的容量大小、運(yùn)行方式等因素有關(guān)。1調(diào)節(jié)級選型由于雙列級能承擔(dān)較大的理想比焓降，一般約為160500Kj/kg；但它的級效率幾整機(jī)效率較底，在工況變動(dòng)時(shí)其級效率變化較單級??；采用雙列級的汽輪機(jī)級數(shù)較少，結(jié)構(gòu)緊湊，因?yàn)槠湔{(diào)節(jié)級后的蒸汽壓力與溫度下降較多，所以除調(diào)節(jié)級汽室及噴嘴組等部件需較

21、好的材料外，汽缸與轉(zhuǎn)子的材料等級可適當(dāng)降低，從而降低機(jī)組造價(jià)，提高機(jī)組運(yùn)行的可靠性。故選用雙列調(diào)節(jié)級。2調(diào)節(jié)級熱力參數(shù)的選擇（1） 理想比焓降的選擇目前國產(chǎn)汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級理想比焓降選取范圍如前所述：雙列級約為160500Kj/kg。故選調(diào)節(jié)級比焓降為270 Kj/kg。（2） 調(diào)節(jié)級速度比的選擇為了保證調(diào)節(jié)級的級效率，應(yīng)該選取適當(dāng)?shù)乃俣缺?，它與所選擇的調(diào)節(jié)級型式有關(guān)。通常雙列級速度比的選擇范圍為 0.220.28。（3） 調(diào)節(jié)級反動(dòng)度的選擇為提高調(diào)節(jié)級的級效率，一般調(diào)節(jié)級都帶有一定的反動(dòng)度。由于調(diào)節(jié)級為部分進(jìn)汽級，為了減少漏汽損失反動(dòng)度不適宜選的過大。雙列調(diào)節(jié)級各列葉柵反動(dòng)度之和不超過13%20

22、%。故選取= 18%。3、調(diào)節(jié)級幾何參數(shù)的選擇（1） 調(diào)節(jié)級平均直徑的選擇選擇調(diào)節(jié)級平均直徑是通常要考慮制造工藝調(diào)節(jié)級葉片的高度以及第一壓力級的平均直徑。一般在下列范圍內(nèi)選?。褐械蛪浩啓C(jī)（套裝葉輪）取=10001200mm 。故選=1200mm。（2） 調(diào)節(jié)級葉型及其幾何特性調(diào)節(jié)級的葉型，尤其是雙列調(diào)節(jié)級的葉型，通常是成組套裝選擇使用的。國產(chǎn)汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級最常用的葉型組合為蘇字葉型。故可選擇如表3-1的葉型：表3-1 雙列調(diào)節(jié)級的葉型名 稱噴 嘴第一列動(dòng)葉導(dǎo) 葉第二列動(dòng)葉葉片型線32TC-1A40TP-0A20TP-2A30TP-4A如表3-1中所示 噴嘴的寬度=32mm，按參考文獻(xiàn)155頁附

23、錄二常用蘇字葉型及其特性曲線的適用范圍取33，則弦長32/sin33=58.75 mm同理第一列動(dòng)葉寬度40mm選取77，則弦長40/sin77=41.05mm；導(dǎo)葉的寬度20mm，選取76,則弦長20/sin76 =20.61mm；第二列動(dòng)葉的寬度30mm，選取75，則弦長30/sin75=31.06mm。（3）相對節(jié)距和葉片數(shù)Z的確定在選取噴嘴和動(dòng)葉出口角和時(shí)，還需要選擇相對節(jié)距和：=，=。一定的葉型對應(yīng)有最佳的相對節(jié)距范圍。所以在選擇和時(shí)應(yīng)注意的最佳范圍內(nèi)選取。選擇部分進(jìn)汽度e = 0.45 ，則葉柵的上述各項(xiàng)幾何參數(shù)選定之后，即可根據(jù)平均直徑和確定噴嘴與動(dòng)葉數(shù)， ，然后取整。從葉片強(qiáng)度

24、考慮，通常葉片數(shù)偶數(shù)。（4）汽流出口角和的選擇噴嘴與動(dòng)葉汽流出口角和對葉柵的通流能力作功大小及效率高低有較大的影響。決定葉柵出口角大小的最主要因素是相對節(jié)距和安裝角，噴嘴與動(dòng)葉有一確定的出口角，往往需要通過對葉片數(shù)及相對節(jié)距的試湊來滿足和的要求。 3.2調(diào)節(jié)級詳細(xì)熱力計(jì)算1. 第一列噴嘴的計(jì)算（1）第一列噴嘴出口汽流出口速度及噴嘴損失 第一列噴嘴中理想比焓降 （10.21）270213.3kj/kg 初速動(dòng)能 kj/kg 式中 進(jìn)入噴嘴的蒸汽初速，m/s 滯止理想比焓降 213.3kj/kg 第一列噴嘴出口汽流理想速度 m/s第一列噴嘴出口汽流實(shí)際速度 =0.97657.3=637.6 m/s

25、第一列噴嘴損失 =(1-0.972)213.3 =12.6 kj/kg式中 噴嘴速度系數(shù) (2) 第一列噴嘴出口面積 (3) 第一列噴嘴出口高度0.41200sin1467.5100 =18.5 mm2. 第一列動(dòng)葉的計(jì)算 第一列動(dòng)葉中理想比焓降 0.17270=45.9kj/kg 第一列動(dòng)葉進(jìn)口汽流方向 m/s第一列動(dòng)葉進(jìn)口汽流速度 m/s第一列動(dòng)葉進(jìn)口速度動(dòng)能 kj/kg第一列動(dòng)葉滯止比焓降 =45.9+108.9=154.8 kj/kg第一列動(dòng)葉出口汽流理想速度 m/s第一列動(dòng)葉出口汽流實(shí)際速度 0.93556.8=517.8 m/s式中動(dòng)葉速度系數(shù) ，取=0.93第一列動(dòng)葉出口絕對速度

26、之方向 m/s 第一列動(dòng)葉損失 kj/kg余速損失 kj/kg動(dòng)葉一般采用減縮通道,其通道出口面積的計(jì) 算方法與噴嘴相同 式中G通過動(dòng)葉的蒸汽流量,通常取噴嘴中流量值,而將葉頂漏汽作為葉頂漏汽損失予以考慮第一列動(dòng)葉高度90600.451200sin16 =19.3 mm3.導(dǎo)葉的熱力計(jì)算（1）導(dǎo)葉汽流出口速度及噴嘴損失 導(dǎo)葉中理想比焓降 0.0104270=2.82 kj/kg 滯止理想比焓降 2.82+58=60.82 kj/kg 導(dǎo)葉出口汽流理想速度 m/s導(dǎo)葉出口汽流實(shí)際速度 =0.95348.6=331.2 m/s導(dǎo)葉損失 =(1-0.952)60.8=5.9 kj/kg式中 噴嘴速度

27、系數(shù) (2) 導(dǎo)葉出口面積 (3) 導(dǎo)葉出口高度 mm 4. 第二列動(dòng)葉的計(jì)算第二列動(dòng)葉中理想比焓降 0.035270=9.5 kj/kg第二列動(dòng)葉進(jìn)口汽流方向 331.2sin20.8Sin43第二列動(dòng)葉進(jìn)口汽流速度 =164 m/s第二列動(dòng)葉進(jìn)口速度動(dòng)能 kj/kg第二列動(dòng)葉滯止比焓降 =9.5+13.5=23 kj/kg第二列動(dòng)葉出口汽流理想速度 44.7223 =214.5 m/s第二列動(dòng)葉出口汽流實(shí)際速度 0.95214.5=205m/s式中動(dòng)葉速度系數(shù) 第二列動(dòng)葉出口絕對速度之方向 m/s第二列動(dòng)葉損失 kj/kg余速損失 kj/kg 動(dòng)葉一般采用減縮通道,其通道出口面積的計(jì) 算方

28、法與噴嘴相同 式中G通過動(dòng)葉的蒸汽流量,通常取噴嘴中流量值,而將葉頂漏汽作為葉頂漏汽損失予以考慮第二列動(dòng)葉高度0.51200sin23255.36 =28.9 mm表3-2 雙列級葉柵幾何參數(shù)名稱符號單位噴嘴第一列動(dòng)葉導(dǎo)葉第二列動(dòng)葉葉片型線32TC-1A40TP-0A20TP-2A30TP-4A葉片高度l12111117弦長b58.7541.0520.6131.06節(jié)距t46.4126.6812.5718.01葉片數(shù)z28130104192相對節(jié)距t0.790.650.610.58安裝角v/v33777675出口角1/211132029出口角正弦sin1sin2110.190.220.340.

29、48面積比A/An11.071.763.60表3-3 雙列級熱力計(jì)算數(shù)據(jù)表序號名稱符號單位噴嘴第一列動(dòng)葉導(dǎo)葉第二列動(dòng)葉1蒸汽流量GKg/s23.032級前壓力P0Mpa3.433級前蒸汽比焓h0Kj/kg3304.24級前蒸汽比容v0m3/kg0.0965級平均直徑dmmm12006級后壓力p2Mpa1.2287級理想比焓降htKj/kg2708級假象速度cam/s734.89圓周速度um/s188.410速度比xa0.2611部分進(jìn)汽度e0.4512進(jìn)口蒸汽壓力p0(p1)Mpa3.291.541.291.27513進(jìn)口蒸汽溫度t0(t1)43432731431514進(jìn)口蒸汽比焓h0(h1)

30、Kj/kg3304.23096.83074.43079.715葉柵進(jìn)汽角1(0)(o)19.824.84316進(jìn)口汽流初速c0(w1)m/s0466.6340.316417初速動(dòng)能hc0(hw1)Kj/kg0108.95813.218反動(dòng)度b(g)%171.0453.50719葉柵理想比焓降hn(hb)Kj/kg213.345.92.829.520葉柵后理想比焓h1t(h2t)Kj/kg3090.93050.93071.63070.221滯止理想比焓降hn*(hb*)Kj/kg213.3154.860.82322葉柵前滯止壓力p0*(p1*)Mpa3.292.31.61.423葉柵前滯止比容v

31、0*(v1*)m3/kg0.0960.130.170.1924葉柵后壓力p1(p2)Mpa1.541.291.2751.22825葉柵后比容v1t(v2)m3/kg0.180.2080.2110.21726葉柵壓力比n(b)0.4670.5610.7470.87127出口汽流理想速度c1t(w2t)m/s657556.8348.6214.528速度系數(shù)()0.970.930.950.9529出口汽流實(shí)際速度c1(w2)m/s637.6517.8331.220630流量系數(shù)n0.950.940.940.9431出口面積An(Ab)cm367.590.6147.8255.3632葉柵損失hn(hb

32、)Kj/kg12.6215.91.833排汽速度c2m/s8134余速方向a2m/s8735余速損失hc2Kj/kg3.336輪周有效比焓降huKj/kg255.437輪周效率u%84.238單位蒸汽輪周功wuKj/kg227.539輪周效率u%8540相對誤差u%0.85(1%)41葉高損失hlKj/kg21.142輪周有效比焓降huKj/kg204.343輪周效率u%7644扇形損失hKj/kg0.0745葉輪摩擦損失hfKj/kg2.146部分進(jìn)汽損失heKj/kg12.147級有效比焓降hiKj/kg187.148級效率i%6949內(nèi)功率Pikw4308.9三、級效率與內(nèi)功率1.輪周功

33、及輪周效率無限長葉片輪周有效比焓降為 =225.4 輪周效率 =0.842其中 =267.69單位質(zhì)量蒸汽對動(dòng)葉所做輪周功為 輪周效率 =0.85計(jì)算得的輪周效率其誤差為 葉高損失 =21.1 式中 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，通常取2，若扇形損失一起計(jì)算可取1.6。輪周有效比焓降 輪周效率 2.級后各項(xiàng)能量損失級后各項(xiàng)能量損失大部分依靠辦經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。扇形損失 =0.068 葉輪摩擦損失 =2.1 式中 db 動(dòng)葉平均直徑，m葉頂漏氣損失 =2.9 式中 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，查參考文獻(xiàn)1；t 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，查參考文獻(xiàn)1；t 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，查參考文獻(xiàn)1； 葉頂軸向間隙與葉高之比。部分進(jìn)汽損失僅在部分進(jìn)汽級中產(chǎn)生，其常用的辦經(jīng)驗(yàn)公

34、式為：=12.1 式中 ek 加護(hù)罩部分的弧長比；zk 噴嘴組數(shù)；Ke 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，查參考文獻(xiàn)1；Ke 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，查參考文獻(xiàn)1；Ca 級假象速度。濕汽損失僅產(chǎn)生于濕蒸汽區(qū)工業(yè)的汽輪機(jī)級，常用下式計(jì)算： 式中 x0 級前蒸汽干度； x2 級后蒸汽干度。3.級效率和級內(nèi)功率級有效比焓降 級效率 =69%級內(nèi)功率 =4308.9 第四章 壓力級的計(jì)算4.1各級平均直徑的確定（1）第一壓力級平均直徑的確定： 選取速度比：0.48，級的理想比焓降 kj/kgm 選取首末兩級平均直徑比為0.43 (2)凝汽式汽輪機(jī)末級直徑的估?。?=/0.43=0.966/0.43=2.25 m式中 Gc 通過末級的蒸汽流

35、量， kg/s；2 末級動(dòng)葉出汽角，一般取290； 末級余速損失系數(shù)，一般=0.0150.025； 末級徑高比；2 末級動(dòng)葉排汽比容， m3/kg。（3）確定壓力級平均直徑的變化：在橫坐標(biāo)上取長度為25cm的線段BD，用以表示第一壓力級至末級動(dòng)葉中心的軸向距離，在BD兩端分別按比例畫出第一壓力級的平均直徑。根據(jù)所選擇的通道形狀，用光滑的曲線將A,C兩點(diǎn)連接起來，A,C曲線即為壓力級各級的直徑變化規(guī)律，如圖（4-1）。4.2級數(shù)的確定及比焓降的分配（1） 級數(shù)的確定：壓力級的平均直徑確定： ABCD112233m-1m-1圖 4-1 壓力級平均直徑變化規(guī)律設(shè)m=10級壓力級平均理想比焓降 kj/

36、kg 級數(shù)的確定：壓力級的理想比焓降為： kj/kg選取重?zé)嵯禂?shù)：=0.05 取整后為9級校核： 其中 取0.05 （2）比焓降的分配：各級平均直徑的求?。呵蟮脡毫壎魏螅趯D中線段BD重新分為（）= 9等分，在原擬定的平均直徑變化曲線A，C上求出各級的平均直徑。各級比焓降的分配：根據(jù)求出的各級的平均直徑，選取響應(yīng)的速度比，根據(jù)求出各級的比焓降。表4-1比焓降分配輔助用表格123456789平均直徑dm0.971.031.101.231.361.521.721.942.25速度比xa0.4920.4930.4940.4950.960.4970.4980.510.51比焓降ht48.0553.

37、8461.276.1792.75115.38147.1181.72304.3各級的熱力計(jì)算 1根據(jù)噴嘴壓力比和容積流量，選擇噴嘴型線，葉片寬度Bn，葉片數(shù)ZN,節(jié)距tn,及出口角a1;2. 計(jì)算噴嘴出口汽流速度，并根據(jù)連續(xù)方程計(jì)算噴嘴出口面積An及葉片高度ln;3. 根據(jù)噴嘴高度確定動(dòng)葉高度lb,然后用連續(xù)方程計(jì)算動(dòng)葉出口角B2,選定動(dòng)葉型線，葉片高度Bb,葉片數(shù)zb和節(jié)距tb;4. 校核無限長葉片的輪周效率，檢查計(jì)算的正確性；5計(jì)算各項(xiàng)能量損失，最終確定該級所能達(dá)到的級效率和內(nèi)功率。6. 各級的熱力計(jì)算數(shù)據(jù)匯總于表4-20.006Mpa0.006mmmMpa2330.2 kj/kg3304.

38、2 kj/kg3116 kj/kg2128.2 kj/kg1.228 Mpa3.29Mpahs1.1 Mpa0.92Mpa0.73Mpa0.54Mpa0.33Mpa0.176Mpa0.079Mpa0.028Mpa920 kj/kg 730.75 kj/kg 974 kj/kg 3.43Mpa圖4-2 分配比焓降用的熱力過程曲線972.1224822500.0120.9382340253.2230.2678.50.5220.93.4953.4987.13872.1197319740.0790.9872521309.9181.7602.80.5116.83.5953.4965.58773.7171

39、917200.1761382668270.1147.1542.40.49812.33.5963.4963.51676.86152015210.331732783238.8115.4480.40.4979.613.5963.963.02576.86135913600.542412877213.592.75430.70. 4969.023.5843.4963.23482.86122912300.732682953192.976.2390.40.4948.643.5853.4891.83382.86109911000.922893014172.561.2349.80.4938.123.5853.48

40、91.38282.861029.510301753.84328.10.4937.683.5923.4890184.4969.59701.228334.83116152.348.05309.90.4917.063.5083.4890單位 t/hmmmmMpakJ/kgm/skJ/kgm/skJ/kg符號 DdndbP0t0/x0h0uhtcaxamhc0項(xiàng)目 蒸汽流量噴嘴平均直徑動(dòng)葉平均直徑級前壓力級前溫度/干度級前比焓值圓周速度級理想比焓降理想出口速度速度比平均反動(dòng)度噴嘴型線動(dòng)葉型線利用上級余速動(dòng)能序號 12345678910111213149183.1190.261

41、6.70.97598.211.20.010.93312.64305.20.28916.8175.940848151.2156.8559.90.97543.19.270.0690.9912.741031.50.28216.3866.740927129.1132.6514.90.97499.57.840.1531321.72719.80.27415.8959.440806104.3107.3463.20.97449.36.340.271750.755366.40.26915.656.55092584.487.6418.60.97405.95.180.452150.523280.80.26115.1

42、349.35070469.6170.51375.50.97364.24.170.612640.418270.70.25614.8547.23088356.2356.55336.30.97326.23.340.762730.371267.30.25114.5238.33088249.749.7315.30.97305.82.940.912900.285219.00.24514.1838.53248144.6646.46298.90.97290.12.641.023160.157129.60.24314.0638.234.242單位 kJ/kgkJ/k gm/sm/skJ/kgMpam3/kgcm2mmmm符號 hnhn*c1tc1hnp1t1/x1v1tAnsin11tnBnzn項(xiàng)目 噴嘴理想比焓降噴嘴滯止比焓降噴嘴出口理想速度噴嘴速度系數(shù)噴嘴出口實(shí)際速度噴嘴損失噴嘴后壓力噴嘴后溫度/干度噴嘴出口比容噴嘴出口面積噴嘴出汽角正弦噴嘴出汽角噴嘴節(jié)距噴嘴