xinglei汽輪機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

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汽輪機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告一、課程設(shè)計(jì)的目的、任務(wù)與要求

通過設(shè)計(jì)加深穩(wěn)定《汽輪機(jī)原理》中所學(xué)的理論知識，了解汽輪機(jī)熱力設(shè)計(jì)的一般步驟，把握設(shè)計(jì)方法。并通過設(shè)計(jì)對汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步了解，明確主要零件的作用與位置。具體要求就是按給定的設(shè)計(jì)條件，選取有關(guān)參數(shù)，確定汽輪機(jī)通流部分尺寸，力求獲得較高的汽輪機(jī)效率。

二、設(shè)計(jì)題目

機(jī)組型號：B24-8.83/0.981

機(jī)組型式：多級沖動(dòng)式背壓汽輪機(jī)新汽壓力：8.8300Mpa新汽溫度：535.0℃排汽壓力：0.9810Mpa額定功率：24000.00kW轉(zhuǎn)速：3000.00rpm三、課程設(shè)計(jì)：

(一)、設(shè)計(jì)工況下的熱力計(jì)算1.配汽方式：噴嘴配汽2.調(diào)理級選型：單列級3.選取參數(shù)：

(1)設(shè)計(jì)功率=額定功率=經(jīng)濟(jì)功率(2)汽輪機(jī)相對內(nèi)效率ηri=80.5%(3機(jī)械效率ηm=99.0%④.發(fā)電機(jī)效率ηg=97.0%4.近似熱力過程線擬定

(1).進(jìn)汽節(jié)流損失ΔPo=0.05*Po

調(diào)理級噴嘴前Po'=0.95*Po=8.3885Mpa(2).排汽管中的壓力損失ΔP≈05.調(diào)理級總進(jìn)汽量Do的初步估算

由Po、to查焓熵圖得到Ho、So，再由So、Pc查Hc。查得Ho=3474.9375kJ/kg，Hc=2864.9900kJ/kg

通流部分理想比焓降(ΔHt(mac))'=Ho-Hc=609.9475kJ/kgDo=3.6*Pel/((ΔHt(mac))'*ηri*ηg*ηm)*m+ΔD

Do=3.6*24000.00/(609.9475*0.805*0.970*0.990)*1.05+5.00=197.4012(kJ/kg)6.調(diào)理級詳細(xì)熱力計(jì)算(1).調(diào)理級進(jìn)汽量DgDg=Do-Dv=196.2023t/h

(2)確定速比Xa和理想比焓降Δht

取Xa=0.3535，dm=1100.0mm，并取dn=db=dm由u=π*dm*n/60，Xa=u/Ca，Δht=Ca^2/2u=172.79m/s，Ca=488.80m/s

Δht=119.4583kJ/kg在70~125kJ/kg范圍內(nèi)，所以速比選取符合要求。(3)平均反動(dòng)度Ωm的選取取Ωm=6.40%

(4).噴嘴理想比焓降Δhn

Δhn=(1-Ωm)*Δht=(1-0.0640)*119.4583=111.8130(kJ/kg)(5).噴嘴前后壓比εn

根據(jù)h1t=ho-Δhn=3363.1245和So'查焓熵圖得到P1=6.0231Mpa，V1t=0.0540m^3/kgεn=Po/Po'=8.8300/8.3885=0.7180

根據(jù)噴嘴葉型表選擇TC-1A噴嘴，出汽角α1=10.00°(6).噴嘴出口汽流速度C1

C1t=(2*Δhn)^0.5=(2*111.8130*1000)^0.5=458.70(m/s)C1=φ*C1t=0.970*472.89=458.70m/s(7).噴嘴損失δhn

δhn=(1-φ^2)*Δhn=(1-0.970^2)*111.8130=6.6081(kJ/kg)(8).噴嘴出口面積An

An=Gn*V1t/μn*C1t=54.5003*0.0540/0.970/458.70=0.0064(m^2)(9).部分進(jìn)汽度e令y=δhl+δhe=f(e)

使其一階導(dǎo)數(shù)為零，即求y的極值，得到e=0.3814(10).噴嘴高度ln

=An/(e*π*dm*sin(α1))

ln=0.0064/10000.3814/π/1100.0/sin10°=28.0(mm)(11).動(dòng)葉高度lb

lb=ln+Δ=28.0+2.5=30.5(mm)(12).檢驗(yàn)根部反動(dòng)度Ωr

Ωr=1-(1-Ωm)*db/(db-lb)=1-(1-0.0640)*1100.0/(1100.0-30.5)=0.03730.0373在0.03~0.05范圍內(nèi)，符合要求。

(13)求動(dòng)葉進(jìn)口汽流相對速度w1和進(jìn)汽角β1tgβ1=c1*sin(α1)/(c1*cos(α1)-u)w1=c1*sin(α1)/sin(β1)δhw1=w1^2/2

β1=arctg(458.70*sin10.00°/(458.70*cos10.00°-172.79))=15.94°w1=458.70*sin10.00°/sin15.94°=290.09(m/s)δhw1=290.09^2/2/1000=42.0771(kJ/kg)(14)動(dòng)葉前蒸汽參數(shù)

由h1=h1t+δhn和P1查焓熵圖得到P1=6.0231Mpa

S1=6.8111kJ/(kg*K)V1=0.0543m^3/kg

(15)動(dòng)葉理想比焓降Δhb和動(dòng)葉滯止理想比焓降Δhb(o)Δhb=Ωm*Δht=0.0640*119.4583=7.6453(kJ/kg)

Δhb(o)=Δhb+δhw1=7.6453+42.0771=49.7224(kJ/kg)(16)動(dòng)葉出口汽流相對速度w2

w2t=(2*Δhb)^0.5=(2*49.7224*1000)^0.5=315.35(m/s)

w2=ψ*w2t=0.920*315.35=290.12(m/s)其中ψ由Ωm和w2t查ψ圖得到(17)動(dòng)葉損失δhb

δhb=(1-ψ^2)*Δhb(o)=(1-0.920^2)*49.7224=7.6374(kJ/kg)(18)動(dòng)葉后蒸汽壓力P2和比容V2由h2t和S1查P2，再由P2、h2查V2查焓熵圖得到

P2=5.8836Mpa，V2=0.0556m^3/kg(19)動(dòng)葉出口面積Ab

Ab=Gb*V2/w2(因未靠考慮葉頂漏氣,故Gb=Gn)=54.5003*0.0556/290.12=0.0104(m^2)(20)動(dòng)葉出口汽流角β2sin(β2)=Ab/(e*π*db*lb)

β2=arcsin(0.0104/0.3814/π/1100.0/30.5)=14.99°

根據(jù)β1和β2和動(dòng)葉葉型表選取動(dòng)葉葉型為TP-1A型(21)動(dòng)葉出口汽流絕對速度c2和出汽角α2c2=(w2^2+u^2-2^w2*u*cos(β2))^0.5

=(290.12^2+172.79^2-2*290.12*172.79*cos14.99°)^0.5=131.07(m/s)α2=arctg(w2*sin(β2)/(w2*cos(β2)-u))=arctg(290.12*sin14.99°/(290.12*cos14.99°-172.79))=34.93°(22)余速損失δhc2

δhc2=0.5*c2^2=0.5*34.93^2=8.5897(kJ/kg)(23)輪周效率比焓降Δhu'（無限長葉片）

Δhu'=Δht(o)-δhn-δhb-δhc2=119.4583-6.6081-7.6374-8.5897=96.6231(kJ/kg)(24)級消耗的理想能量EoEo=δhco+Δht-u1*δhc2

對于調(diào)理級Eo=Δht(o)=Δht，得Eo=119.4583kJ/kg(25)輪周效率ηu’??（無限長葉片）ηu’=Δhu’/Eo=96.6231/119.4583=0.8088(26)校核輪周效率

單位質(zhì)量蒸汽對動(dòng)葉所作的輪周功WuWu=u*(c1*cos(α1)+c2*cos(α2))=172.79*(458.70*cos10.00°+131.07*cos34.93°)=96.6223(kJ/kg)輪周效率ηu

ηu〞=Wu/Eo=96.6223/119.4583=0.8088

用兩種方法計(jì)算所得輪周效率的誤差為Δηu=|ηu'-ηu〞|/ηu'*100%Δηu=|0.8088-0.8088|/0.8088*100%=0.0000%12mm，符合要求。(2)末級平均直徑的確定給定dm(z)=1019.5mm

(3)確定壓力級平均直徑的變化采用作圖法

(4)壓力級的平均直徑dm(平均)

dm(平均)=(AB+(1-1)+(2-2)+……+CD)/(m+1)*k=999.5mm

(5)壓力級的平均比焓降Δht(平均)=0.5*(π*dm(平均)*n/60/Xa(平均))^2選取平均速比Xa(平均)=0.4367

Δht(平均)=0.5*(π*1.0*3000.00/60/0.4367)^2=64.6263(kJ/kg)(6)壓力級級數(shù)的確定Z

Z=(1+α)*Δht(p)/Δht(平均)，α為重?zé)嵯禂?shù)其中Δht(p)=ho-hc'=3390.1037-2898.8591(kJ/kg)

Δht(p)─為壓力級的理想比焓降，壓力級入口ho=調(diào)理級出口h3Z=(1+0.050)*491.2446/64.6263=7.9814取整Z=8

(7)各級平均直徑的求取數(shù)據(jù)見數(shù)據(jù)報(bào)表(8)各級比焓降分派

根據(jù)求出的各級平均直徑，選取相應(yīng)的速比，求出各級的理想比焓降Δht

Δht=0.5*(π*dm*n/60/Xa)^2(9)各級比焓降的修正

在擬定的熱力過程線上逐級作出各級理想比焓降Δht,計(jì)算ΔhΔh=(1+α)*Δht(p)-ΣΔht=0.1808(10)檢查各抽汽點(diǎn)壓力值符合要求其誤差小于2%，符合要求

(11)最終依照各級的dm和Δht求出相應(yīng)的各級速比Xa8.壓力級詳細(xì)熱力計(jì)算

(1)本級的比焓降Δht和本級滯止比焓降Δht(o)

由調(diào)理級的計(jì)算結(jié)果，已知本級的Po，ho，Po(o)，δhco，由壓力級比焓降分派，已知本級的P2，dm，Gn由P2和So查h2t'=3280.9029kJ/kg

本級比焓降Δht=ho-h2t'=3346.5047-3280.9029=65.6018(kJ/kg)

本級滯止比焓降Δht(o)=Δht+μo*δhco=65.6018+3.6432=69.2450(kJ/kg)(2)選取平均反動(dòng)度Ωm選取Ωm=0.0640

(3)噴嘴的理想比焓降Δhn

Δhn=(1-Ωm)*Δht=(1-0.0640)*3280.9029=61.4033(kJ/kg)(4)噴嘴的滯止理想比焓降Δhn(o)

Δhn(o)=Δhn+μo*δhco=61.4033+3.6432=65.0465(kJ/kg)(5)噴嘴的出口汽流理想速度c1t

c1t=(2*Δhn(o))^0.5=(2*65.0465*1000)^0.5=360.68(m/s)(6)噴嘴出口汽流實(shí)際速度c1

c1=φ*c1t=0.970*360.68=349.86(m/s)(7)噴嘴損失δhn

δhn=(1-φ^2)*Δhn(o)=(1-0.970^2)*65.0465=3.6289(kJ/kg)(8)圓周速度u

=π*dm*n/60=π*985.