汽輪機(jī)設(shè)備及運(yùn)行

1、汽輪機(jī)設(shè)備及汽輪機(jī)設(shè)備及運(yùn)行運(yùn)行機(jī)械與電力工程系緒論v汽輪機(jī)是以蒸汽為工質(zhì)的旋轉(zhuǎn)式機(jī)械，主要用作發(fā)電原動(dòng)機(jī)，也用來直接驅(qū)動(dòng)各種泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和船舶螺旋槳等。一、汽輪機(jī)裝置在電廠中的地位 鍋 爐發(fā) 電 機(jī) 蒸 汽化學(xué)能(燃料)熱能機(jī)械能電能二、汽輪機(jī)的分類1、按工作原理分沖動(dòng)式汽輪機(jī)反動(dòng)式汽輪機(jī)2、按熱力特性分凝汽式汽輪機(jī)背壓式汽輪機(jī)抽汽式汽輪機(jī)抽汽背壓式汽輪機(jī)多壓式汽輪機(jī)3、按主蒸汽壓力分汽輪機(jī)類別主蒸汽壓力（MPa)低壓汽輪機(jī)0.121.5中壓汽輪機(jī)24高壓汽輪機(jī)610超高壓汽輪機(jī)1214亞臨界壓力汽輪機(jī)1618超臨界壓力汽輪機(jī)22.1超超臨界壓力汽輪機(jī)32三、汽輪機(jī)型號(hào)的表示方法汽輪機(jī)型

2、號(hào)的組成為： XX - XX - XX變型設(shè)計(jì)次序蒸汽參數(shù)額定功率型式例：N300-16.7/538/538 300MW凝汽式汽輪機(jī),主蒸汽壓力為16.7MPa，溫度為538C,再熱蒸汽溫度538C。汽輪機(jī)型式代號(hào)見下表：代號(hào)型式代號(hào)型式N凝汽式CB抽汽背壓式B背壓式CY船用C一次調(diào)整抽汽式Y(jié)移動(dòng)式CC兩次調(diào)整抽汽式HN核電汽輪機(jī)四、汽輪機(jī)的發(fā)展1、1883年研制出第一臺(tái)軸流式汽輪機(jī) 1903-1907 出現(xiàn)了熱電聯(lián)產(chǎn)的汽輪機(jī) 1920年左右出現(xiàn)回?zé)嵫h(huán) 1925年 第一臺(tái)中間再熱式2、發(fā)展趨勢(shì) （1）增大單機(jī)功率 （2）提高蒸汽參數(shù) （3）采用中間再熱 （4）采用燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán) （5）提高

3、機(jī)組的運(yùn)行水平五、現(xiàn)代汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)1、轉(zhuǎn)動(dòng)部分：主軸、葉輪、動(dòng)葉片、聯(lián)軸器2、靜止部分：汽缸、隔板、靜葉、軸承 六、本書的內(nèi)容：內(nèi)容原理（一、二、三章）結(jié)構(gòu)運(yùn)行（第七章）本體（第四章）輔機(jī)凝汽設(shè)備（第五章）調(diào)節(jié)保護(hù)（第六章）第一章 汽輪機(jī)級(jí)的工作原理級(jí)是汽輪機(jī)中最基本的工作單位級(jí)由靜葉柵（噴嘴柵）和動(dòng)葉柵組成本章著重闡述單級(jí)汽輪機(jī)的工作原理第一節(jié)概述一、汽輪機(jī)通流部分結(jié)構(gòu)1、通流部分：蒸汽流動(dòng)做功的通道2、通流部分的結(jié)構(gòu)： 級(jí)：是汽輪機(jī)中最基本的工作單元。在結(jié)構(gòu)上它是由靜葉（噴嘴）和對(duì)應(yīng)的動(dòng)葉所組成；一列固定的噴嘴和與它配合的動(dòng)葉片構(gòu)成了汽輪機(jī)的基本作功單元，稱為汽輪機(jī)的級(jí)。1軸2葉輪3動(dòng)葉柵

4、4噴嘴二、沖動(dòng)作用原理和反動(dòng)作用原理（一）沖動(dòng)作用原理v沖動(dòng)力的定義：沖動(dòng)力的定義：根據(jù)力學(xué)知識(shí)，當(dāng)一運(yùn)動(dòng)物體碰到另一個(gè)靜止的物體或者運(yùn)動(dòng)速度低于它的物體時(shí)，就會(huì)受到阻礙而改變其速度的大小或方向，同時(shí)給阻礙它的物體的一個(gè)作用力v特點(diǎn)：特點(diǎn)：蒸汽僅把從噴嘴中獲得的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功，蒸汽在動(dòng)葉通道中不膨脹，動(dòng)葉通道不收縮（一）沖動(dòng)作用原理v 噴嘴出口處：噴嘴出口處：蒸汽以相對(duì)速度w1進(jìn)入動(dòng)葉通道，由于受到動(dòng)葉的阻礙，汽流方向不斷改變，最后以相對(duì)速度w2流出動(dòng)葉通道，v在流道中蒸汽對(duì)動(dòng)葉產(chǎn)生一個(gè)輪周方向的沖動(dòng)力F1，該力對(duì)動(dòng)葉作功使動(dòng)葉轉(zhuǎn)動(dòng) （二）反動(dòng)作用原理v反動(dòng)力定義：反動(dòng)力定義：蒸汽在動(dòng)葉汽道

5、內(nèi)膨脹時(shí)對(duì)動(dòng)葉的作用力。根據(jù)動(dòng)量守恒定律，當(dāng)氣體從容器中加速流出時(shí)，要對(duì)容器產(chǎn)生個(gè)與流動(dòng)方向相反的力。v基本特點(diǎn)：基本特點(diǎn)：蒸汽在動(dòng)葉流道中不僅要改變方向，而且還要膨脹加速，從結(jié)構(gòu)上看動(dòng)葉通道是逐漸收縮的。從作用力方面分析原理v蒸汽流經(jīng)級(jí)時(shí)先在噴嘴中膨脹壓力降低，速度增加一方面通過速度方向的改變，產(chǎn)生沖動(dòng)力F1v蒸汽在動(dòng)葉中繼續(xù)膨脹，壓力降低，所產(chǎn)生的焓降轉(zhuǎn)化為動(dòng)能造成動(dòng)葉出口的相對(duì)速度w2大于進(jìn)口相對(duì)速度w1，使汽流產(chǎn)生了作用于動(dòng)葉上的與汽流方向相反的反動(dòng)力Fr。v在蒸汽的沖動(dòng)力和反動(dòng)力合力作用下推動(dòng)動(dòng)葉旋轉(zhuǎn)作功。動(dòng)葉通道是逐漸收縮的 基本概念基本概念v級(jí)滯止理想焓降：級(jí)滯止理想焓降：0點(diǎn)是

6、級(jí)前的蒸汽狀態(tài)點(diǎn)，0*點(diǎn)是汽流被等熵滯止到初速等于零的狀態(tài)，p1、p2分別為噴嘴出口壓力和動(dòng)葉出口壓力，蒸汽在級(jí)內(nèi)從滯止?fàn)顟B(tài)0*等熵膨脹到p2時(shí)的焓降稱為級(jí)的滯止理想焓降v級(jí)理想焓降：級(jí)理想焓降：蒸汽在級(jí)內(nèi)從0點(diǎn)等熵膨脹到p2時(shí)的焓降 稱為級(jí)的理想焓降。th三、反動(dòng)度和級(jí)的類型二、反動(dòng)度和級(jí)的類型汽輪機(jī)的反動(dòng)度 蒸汽在動(dòng)葉通道內(nèi)膨脹時(shí)的理想焓降hb， 和在整個(gè)級(jí)的滯止理想焓降ht* 之比，即*tbmhhbnbbnbmhhhhhh*tmbhh*1tmnhh反動(dòng)度v反動(dòng)度：反動(dòng)度：表示蒸汽在動(dòng)葉通道內(nèi)膨脹程度大小的指標(biāo)。v它等于蒸汽在動(dòng)葉通道中的理想焓降與噴嘴的滯止理想焓降和動(dòng)葉通道中理想焓降之和

7、的比值v級(jí)的平直徑處（即1/2葉高處）的反動(dòng)度用m表示，其表達(dá)式為：*tbbnbbnbmhhhhhhhh（二）汽輪機(jī)級(jí)的類型和特點(diǎn)1.按反動(dòng)度的大小進(jìn)行分類2.按通流面積是否隨負(fù)荷而變分類3.按蒸汽的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)子機(jī)械能的過程分類級(jí)的類型及特點(diǎn)汽輪機(jī)的級(jí)可分為沖動(dòng)級(jí)和反動(dòng)級(jí)兩大類沖動(dòng)級(jí)沖動(dòng)級(jí)沖動(dòng)級(jí)又分：純沖動(dòng)級(jí)、帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級(jí)速度級(jí) 1) 純沖動(dòng)級(jí)：反動(dòng)度為零的級(jí)稱為純沖動(dòng)級(jí)v工作特點(diǎn)：是蒸汽只在噴嘴中膨脹，在動(dòng)葉通道中不膨脹v結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：動(dòng)葉葉型近似對(duì)稱彎曲，作功能力大，但效率比帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級(jí)低。v現(xiàn)代沖動(dòng)式汽輪機(jī)中廣泛采用具有一定反動(dòng)度的沖動(dòng)級(jí)，簡(jiǎn)稱為沖動(dòng)級(jí)v工作特點(diǎn):蒸汽的膨脹主要噴嘴

8、中進(jìn)行，在動(dòng)葉通道中僅有小部分膨脹，產(chǎn)生的反動(dòng)力較小，主要利用沖動(dòng)力作功v結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：作功能力比反動(dòng)級(jí)的大，效率又比純沖動(dòng)級(jí)高。帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級(jí)v定義：蒸汽在級(jí)中的理想焓降平均分配在噴嘴和動(dòng)葉通道中的級(jí)稱為反動(dòng)級(jí)v工作特點(diǎn)：蒸汽在噴嘴和動(dòng)葉通道中的膨脹程度相等，作功的力沖動(dòng)力和反動(dòng)力各占一半v結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：動(dòng)葉葉型與噴嘴葉型完全相同。反動(dòng)級(jí)的效率高于沖動(dòng)級(jí)，但整級(jí)的理想焓降較小。反動(dòng)級(jí)調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴調(diào)節(jié)：多數(shù)汽輪機(jī)采用改變第一級(jí)噴嘴面積的方法調(diào)節(jié)進(jìn)汽量，稱之為噴嘴調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)級(jí)：中、小容量汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的第一級(jí)稱為調(diào)節(jié)級(jí)，一般采用復(fù)速級(jí)。大容量汽輪機(jī)多采用單列沖動(dòng)級(jí)。還把汽輪機(jī)的級(jí)分為速度級(jí)

9、和壓力級(jí)兩種。v速度級(jí):為使充分利用余速，在兩列動(dòng)葉之間裝設(shè)列導(dǎo)向葉片，排汽經(jīng)過導(dǎo)向葉片后改變方向，進(jìn)入第二列動(dòng)葉繼續(xù)作功。這種級(jí)稱為速度級(jí)。v復(fù)速級(jí)：同一葉輪上裝有兩列動(dòng)葉片的雙列速度級(jí)，又稱為復(fù)速級(jí)。v工作特點(diǎn)：蒸汽主要在噴嘴中膨脹加速：動(dòng)葉通道和導(dǎo)向葉片通道中基本不膨脹，焓降大、效率較低。用于單級(jí)汽輪機(jī)和中、小型多級(jí)汽輪機(jī)的第一級(jí)。復(fù)速級(jí)第二節(jié) 蒸汽在級(jí)內(nèi)的流動(dòng)基本假設(shè)（1）蒸汽在級(jí)內(nèi)的流動(dòng)是穩(wěn)定流動(dòng)（2）蒸汽在級(jí)內(nèi)的流動(dòng)是一元流動(dòng)（3）蒸汽在級(jí)內(nèi)的流動(dòng)是絕熱流動(dòng)v 一、可壓縮流體一元流動(dòng)的基本方程： 連續(xù)性方程： 微分形式：AcG0dcdcAdAv運(yùn)動(dòng)方程：cdcRdxdp 能量方程：

10、wchqch22211200 狀態(tài)方程：RTpv 常數(shù)kpvv二、蒸汽在噴嘴中的膨脹過程 蒸汽在噴嘴中的膨脹過程 （一）噴嘴中的汽流速度 1.噴嘴出口汽流的理想速度： 可由能量方程求得 20t10t1chh2c20nch2 *nh2 sh1p112h1thnhc00p0P0*0*h0h0*v2. 臨界速度和臨界壓力比v 臨界狀態(tài)：汽流速度等于當(dāng)?shù)匾羲俚臓顟B(tài)v 臨界壓力比：臨界壓力與滯止初壓之比v即*0ppcrcr3.噴嘴出口汽流實(shí)際速度： c1=c1t -噴嘴速度系數(shù) 噴嘴的動(dòng)能損失: 噴嘴的能量損失系數(shù):*21nnhh2*1nnnhhv 影響速度系數(shù)的因素有：噴嘴高度、葉型、汽道形狀、表面粗

11、糙度、前后壓力等。v 速度系數(shù)與葉高的關(guān)系曲線如下圖：v（二）噴嘴截面積的變化規(guī)律v 當(dāng)噴嘴內(nèi)流動(dòng)為亞音速流動(dòng)時(shí)，M1，汽道的截面積隨著汽流加速而逐漸增大，稱為漸擴(kuò)噴嘴v 當(dāng)噴嘴內(nèi)汽流速度等于當(dāng)?shù)匾羲贂r(shí)，M=1，噴嘴截面積達(dá)最小值，稱為臨界截面積或候部cdcMAdA12噴嘴中的熱力過程vP0,P1分別是噴嘴進(jìn)出口壓力。v理想熱力過程從01。v實(shí)際熱力過程是02。v0*點(diǎn)是0的滯止參數(shù)點(diǎn)。hsh1p112h1thnhc00p0P0*0*h0h0*蒸汽滯止和噴嘴出口參數(shù)計(jì)算kkppppkkhhccpkkTRkkTch1010010202111211kkpppkkhhc1*01*0*01*02111

12、2噴嘴出口汽流速度的計(jì)算 噴嘴出口的理想速度c1t為：kknnttpppkkhchchhc1*01*0*0*2020101112222噴嘴實(shí)際出口速度為：tcc11噴嘴速度系數(shù)動(dòng)能損失為：*2212212112122nttnhccch噴嘴動(dòng)能損失nh滯止理想比焓降0*h噴嘴的能量損失系數(shù) ：n21n與蒸汽之比噴嘴截面積的變化規(guī)律cdcMAdAcAGacMcdcdpdkpdpconstpk12噴嘴中的臨界狀態(tài)*011*0*0*01212ppkpppkkpkccacpkddpankkcrcrcrcrcrcr臨界壓力比 只取決于蒸汽本身的性質(zhì)，與噴嘴的結(jié)構(gòu)無關(guān)。對(duì)于過熱蒸汽：對(duì)于干飽和蒸汽：cr57

13、7. 0546. 0crcr噴嘴中的蒸汽流量 （1）理想情況下，當(dāng)噴嘴前后的壓力比 大于臨界壓力比時(shí)，由連續(xù)性方程 有：ntnntcAGt11實(shí)際流量：ntnnGGkknknnkktnttnntpkkApppkkAcAG12*0*01*01*0*011112112 稱為噴嘴流量系數(shù)，它主要與蒸汽狀態(tài)及蒸汽在噴嘴中的膨脹程度有關(guān)。n （2）當(dāng)噴嘴前后的壓力比小于或等于臨界壓力比時(shí)，通過噴嘴的流量將保持不變，即為臨界流量：0011)12(pkkAGkknnct實(shí)際臨界流量：nctnncGG對(duì)于過熱蒸汽，對(duì)于飽和蒸汽，006473. 0,97. 0, 3 . 1pAGknncn006483. 0,0

14、2. 1,135. 1pAGknncn 由以上分析可知，通過噴嘴的最大蒸汽流量（即臨界流量），在噴嘴出口面積和蒸汽性質(zhì)確定后，只與蒸汽的初參數(shù)有關(guān)；只要初參數(shù)已知，則通過噴嘴的臨界流量即為定值。5、彭臺(tái)門系數(shù) 當(dāng)噴嘴進(jìn)出口壓力比處于某個(gè)數(shù)值時(shí)，其相應(yīng)的流量Gn與同一初狀態(tài)下的臨界流量Gnc之比值稱為流量比，也稱為彭臺(tái)門系數(shù)，記為。2111211)12()(12crcrnkkkknknncnkkGGnf6、蒸汽在斜切部分的膨脹p0pttct 如圖所示， AB為漸縮噴嘴的出口截面，即吼口截面，ABC 即為斜切部分。當(dāng)噴嘴出口壓力p1大于臨界壓力p1c時(shí)，蒸汽在斜切部分不發(fā)生膨脹。但當(dāng)p1dp1 c

15、r1111sinsinnmnnnttnnnldeltzcGA2、 cr n 1d crncrnncrnmnccrnalzldeRTpGA1*0*0sin648. 0)sin()sin(111111nmnnnttnnnldeltzcGA3、n1dLaatglzAacrnnnnnn22三、長(zhǎng)葉片級(jí)的設(shè)計(jì)1、葉片徑高比和相對(duì)節(jié)距的定義bttld810的葉片就成為長(zhǎng)葉片，其特點(diǎn)為：（1）圓周速度沿葉高不同，氣流沖擊背弧或凹弧；（2）葉柵存在最佳相對(duì)節(jié)距，大于或小于（x1）op造成損失；（3）c1較c0、c2要大得多，受c1u離心力產(chǎn)生徑向壓力梯度的 影響，p1沿葉高是增加的，徑向流動(dòng)產(chǎn)生損失；綜合以上

16、特點(diǎn)，可知長(zhǎng)葉片要按二元或三元流進(jìn)行設(shè)計(jì)2、二元流設(shè)計(jì)（簡(jiǎn)單徑向平衡法cr=0）rcdrdpu211 （1）理想等環(huán)量流型（cz=constc1ur =const） （2）等1角流型(cos 1=c1u/c1 =constc1urcos 1 =const）3、完全徑向平衡法 （1）三元流流型 （2）可控渦流型（反動(dòng)度沿葉高可按需要進(jìn)行控制）dtdmcmccRcrcdrdpmmmmmmmusincos122第四節(jié) 級(jí)內(nèi)各項(xiàng)損失和級(jí)效率一、級(jí)內(nèi)損失 1、噴嘴能量損失、動(dòng)葉能量損失和余速損失 噴嘴能量損失和動(dòng)葉能量損失又稱為葉柵損失，葉柵損失又可分 （1）葉型邊界層的磨擦損失 （2）邊界層脫離引起的

17、渦流損失 （3）尾跡損失 （4）流道中有超音速時(shí)可能存在激波損失 2、葉高損失ulhlh2 . 13、撞擊損失2sin211wh4、扇形損失*27 . 0thdlh5、葉輪摩擦損失32210007. 1udhf6、部分進(jìn)汽損失（1）鼓風(fēng)損失（2）斥汽損失*35 . 111. 010014 . 0tuopanbbswhmxAlBhudlehswehhh7、濕汽損失hx8、漏汽損失h二、級(jí)效率 級(jí)的有效焓降iiirixfelcbnxfelcbntxfelcbntihGWEhhhhhhhhhhhEhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhch02102*220011112第二章 多級(jí)汽輪機(jī)本章主要

18、討論多級(jí)汽輪機(jī)中蒸汽的進(jìn)、排汽損失，軸向推力以及軸封系統(tǒng)等問題第一節(jié) 多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性及其特點(diǎn)一、多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)1、多級(jí)汽輪機(jī)每級(jí)的焓降較小，有可能使速度比設(shè)計(jì)在最佳速度比附近，同時(shí)c1小、u也小，即直徑小，葉高或部分進(jìn)汽度相應(yīng)大，這些都是效率增大；2、各級(jí)余速動(dòng)能可以部分的被利用；3、多級(jí)汽輪機(jī)可以實(shí)現(xiàn)回?zé)嵫h(huán)和中間再熱循環(huán)；4、由于重?zé)岈F(xiàn)象，多級(jí)汽輪機(jī)前面級(jí)的損失部分的被后面各級(jí)所利用。二、重?zé)岈F(xiàn)象和重?zé)嵯禂?shù)1p2p3p4p5phshmactht1ht2ht3ht4ht，2ht，3ht，4hi，1hi，2hi，3hi，4hmaci 在h-s圖上，等壓線沿著比熵增大的方向是逐漸擴(kuò)張的，

19、所以，多級(jí)汽輪機(jī)中上一級(jí)損失的一部分可以在以后各級(jí)中得到利用的現(xiàn)象。 無損失和有損失時(shí)的理想焓降分別為：4,3 ,2,1 ,4,3 ,2,1 ,tttttttttmacthhhhhhhhhh重?zé)嵯禂?shù)為：mactmactthhh全機(jī)有效比焓降4,3 ,2,1 ,iiiimacihhhhh則全機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率為：mactmacimacrihh各級(jí)平均的相對(duì)內(nèi)效率：jtmaciaverihh, 從以上分析可知，重?zé)岈F(xiàn)象使全機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率高于各級(jí)平均的相對(duì)內(nèi)效率。但并不是說越大，全機(jī)的效率就越高。因?yàn)橹責(zé)岈F(xiàn)象的存在只不過是使多級(jí)汽輪機(jī)能回收其損失的一部分而已。第二節(jié) 汽輪機(jī)進(jìn)汽、排汽損失和熱力過程線一、

20、進(jìn)汽損失 進(jìn)汽速度4060m/s，進(jìn)汽壓力損失p0=0.030.05p0。 優(yōu)化閥的型線，使其帶擴(kuò)壓管，把部分蒸汽的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能。二、排氣損失 凝汽機(jī)組的cex100120m/s，背壓機(jī)組cex4060m/s。 當(dāng)進(jìn)入排汽管的汽流速度較低，即M0.3時(shí)，就必須考慮其壓縮性，但仍然有：1exexexex三、多級(jí)汽輪機(jī)的熱力過程線（p112116)三、汽輪機(jī)裝置的評(píng)價(jià)指標(biāo)蒸汽的熱能內(nèi)功率Pi電功率Pel軸功率Paxrimg1、汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率mactirihDP06 .32、機(jī)械效率rimactaxiaxmhDPPP06 . 33、發(fā)電機(jī)效率mrimactelaxelghDPPP06 .3則

21、汽輪發(fā)電機(jī)組的相對(duì)和絕對(duì)電效率為：elrtfwgmrimactelagmrielrhhh,0.,4、汽耗率機(jī)組每生產(chǎn)1KWh電能所消耗的蒸汽量elrmactelhPDd.036005、熱耗率機(jī)組每生產(chǎn)1 KWh電能所需的熱量crrrrfwhhDDhhdq,00第三節(jié) 多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力及其平衡 反動(dòng)式汽輪機(jī)的軸向力有100200T，沖動(dòng)式汽輪機(jī)的軸向力有4080T。一、沖動(dòng)式汽輪機(jī)的軸向推力 1、作用在動(dòng)葉上的軸向推力20212122111 ,sinsinppppppldccGFpbmz2、作用在葉輪輪面上的軸向推力20212020202pppppppppppppprrbbccdd20222

22、,4ppdldFdbmz隔板軸封漏汽量為ddllppzAG01112通過平衡孔的漏汽量為dllppAG202222動(dòng)葉根部軸向間隙處的漏汽量為dcbdrldrllppApAG203333322如動(dòng)葉稍有漏氣，其流量平衡為(d pdFz,2)dlcbdrldllllAAzAGGG22331123113、作用在軸封凸肩上的軸向推力nidpzzpphdF103,4、轉(zhuǎn)子凸肩上的軸向力222214,4ppddFdz二、軸向推力的平衡 1、設(shè)置平衡活塞p121 2、采用具有平衡孔的葉輪p117 3、利用汽輪機(jī)分缸的反向平衡p121 4、采用推力軸承第四節(jié) 軸封及其系統(tǒng)一、軸封類型 1、高低齒曲徑軸封；2

23、、平齒光軸軸封。二、芬諾曲線 等流量曲線zphs0p1p2p3p0h1zpzp0p芬諾曲線三、軸封漏汽量的計(jì)算 1、最后一個(gè)齒隙的汽流速度低于臨界速度02200zpppAGzlll2、最后一個(gè)齒隙的汽流速度等于臨界速度25. 100,zpAGllcrl第三章 汽輪機(jī)在變工況下的工作v汽輪機(jī)噴嘴變工況v級(jí)變工況v機(jī)組變工況v調(diào)節(jié)級(jí)變工況一、漸縮噴嘴的變工況 對(duì)于漸縮噴嘴，當(dāng)其初參數(shù)及出口面積不變時(shí)，通過噴嘴的流量為：*0*012*0*0648.012pAGGpkkAGncrcrnkknknnncrn時(shí)時(shí)ACBGGcrG1PcrP1P1=PcP 在流量與出口壓力的關(guān)系曲線圖中，BC段近似于橢圓曲線

24、，則：2221111crcrncrcrncrGG即為彭臺(tái)門系數(shù)，此時(shí)通過噴嘴的任意流量G可表示為：*0*0648. 0pAGGnc當(dāng)蒸汽的參數(shù)發(fā)生改變時(shí)，噴嘴流量為：1、當(dāng)初壓不變時(shí)*0*0648. 0pAGn2、噴嘴前后壓力同時(shí)變化時(shí)*0*011*0*011*01*0*0*011*0*0*01*0111ppGGppTTppppGGcrcr流量錐的概念 在實(shí)際計(jì)算中，大都采用圖解法計(jì)算流量，即使用流量錐或是流量網(wǎng)圖。假設(shè)最大初壓為p0m，相應(yīng)的最大臨界流量為G0m020001000*0*11*0*001mcrcrcrnmcrcrmmmmGGGGGGpppp m、1、 0之間關(guān)系的三維顯示為流量

25、錐，二維表示為流量網(wǎng)圖。（oad為等腰直角三角形） 漸縮噴嘴流量錐如右圖所示。m10abdc相對(duì)初壓相對(duì)背壓二、縮放噴嘴的變工況（極限壓力p132）2111211111*0*01121*0*0111211212)(12crcrdncrnkkdkdkkncrnkkcrnncrkkdkdnndnAAkkAAkkpAGpkkAG則上式近似于橢圓曲線，21121*011*011111ddnddcrddppppGGppp為橢圓方程，即時(shí)，流量與壓力的關(guān)系1、當(dāng)初壓不變時(shí)*0*0648.0pAGcrnd2、初終參數(shù)同時(shí)改變時(shí)*01*0*0*0111111*01*0*0*0111110TTppGGGGppT

26、TppGGcrcrdddd時(shí)，在三、汽輪機(jī)級(jí)的變工況 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(shí)，噴嘴和動(dòng)葉前后的壓力也要隨之變化，從而引起級(jí)內(nèi)各個(gè)參數(shù)發(fā)生變化。本節(jié)主要研究級(jí)中諸參數(shù)隨流量變化而變化的基本規(guī)律。（一）設(shè)計(jì)工況和變動(dòng)工況均為臨界工況1、噴嘴在臨界狀態(tài)*01*01*0*0*0*011xTxTppGGcrcr2、動(dòng)葉在臨界狀態(tài)kkcrcrppRTkkwppGG1*11*11*1*111112*1111111111121111211*11*1*1*111111111ppppTTppAwAwGGkkkkkkbbcrcr若近似認(rèn)為 ，則有：*11*1TT 111*

27、1*111ppppGGcrcr用噴嘴參數(shù)表示則同理有：111*0*01pppp0011*0*011ppGGppGGcrcrcrcr小結(jié)： 當(dāng)級(jí)在臨界狀態(tài)下工作時(shí)，不論臨界狀態(tài)是發(fā)生在噴嘴中還是動(dòng)葉中，其流量均與級(jí)前壓力成正比，而與級(jí)后壓力無關(guān)。當(dāng)c0變化不大（二）設(shè)計(jì)工況及變工況均為亞臨界狀態(tài)0102220221201101022022202210122120111111TTppppGGTTppppppppGGmcrcrcrcr 當(dāng)級(jí)在亞臨界狀態(tài)下工作時(shí)，通過級(jí)的流量與級(jí)前、后的壓力均有關(guān)動(dòng)葉進(jìn)口的撞擊損失11g一、沖角（p50）正沖角時(shí)，氣流沖擊內(nèi)弧面；負(fù)沖角時(shí)，氣流沖擊動(dòng)葉的背弧面。級(jí)負(fù)荷

28、變化，是由于流量變化，壓力和焓降隨之發(fā)生變化。于是發(fā)生沖擊損失。二、撞擊損失（p139）焓降增大，導(dǎo)致正沖角；焓降減小，導(dǎo)致負(fù)沖角。2sin2111wh級(jí)內(nèi)反動(dòng)度的變化bnbnAAcwwAcAG111111bnAAcw111cos設(shè)計(jì)工況下的連續(xù)性方程焓降減小時(shí)的連續(xù)性方程，理論上有從p139b圖上可以看出，實(shí)際情況是bnAAcwcw11111cos因此，級(jí)的反動(dòng)度要增加。aaamaaamaamxaaaxmmxxxxxxAxxAxxx1coscoscos12cos1cos211111211111焓降減小，速度比增大，級(jí)內(nèi)反動(dòng)度增大；焓降增大，速度比減小，級(jí)內(nèi)反動(dòng)度減小；四、汽輪機(jī)級(jí)組的變工況（

29、一）機(jī)組前、后壓力與流量的關(guān)系 機(jī)組可以看作一個(gè)當(dāng)量噴嘴 假設(shè)最大初壓為p0m，相應(yīng)的最大臨界流量為G0m10022010ppGGppppcrgcrgmmmm級(jí)組前壓力的相對(duì)值級(jí)組后壓力的相對(duì)值相對(duì)流量級(jí)組臨界壓力比試驗(yàn)證明： 工況變動(dòng)時(shí)，機(jī)組前后的壓力與流量的關(guān)系可用斯托多拉流量錐表示，即0、2、m組成流量錐； 級(jí)數(shù)越多，機(jī)組的臨界壓力比就越??； 初參數(shù)不同的同一級(jí)組具有相同的臨界壓力比。221222122111221211222121212111100112000220111ppppppppppppppppGGGGGGcrgcrgcrgcrgcrgcrgcrgcrgmmmmcrgcrgm無窮級(jí)數(shù)的級(jí)組中各級(jí)均處于亞臨界時(shí)的流量比為佛留格爾公式，如下01022212212111TTppppGG亞臨界變工況的流量與機(jī)組前后壓力平方差的開方成正比。級(jí)組中的末級(jí)均到達(dá)臨界狀態(tài)：級(jí)組中的末級(jí)均到達(dá)臨界狀態(tài)：例如級(jí)組由三級(jí)組成,如圖示P0P1P2P3P4P5P6G4144411TTppGG對(duì)第二級(jí)有：22144121224