汽輪機(jī)課程設(shè)計_第1頁
汽輪機(jī)課程設(shè)計_第2頁
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汽輪機(jī)課程設(shè)計_第4頁
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文檔簡介

目錄TOC\o"1-5"\h\z1.設(shè)計基本參數(shù)選擇5...汽輪機(jī)類型5基本參數(shù)51.3相對內(nèi)效率的估算51.4損失的估算5汽輪機(jī)熱力過程線的擬定6...3.汽輪機(jī)進(jìn)汽量的估算8...4.抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)熱平衡初步計算8..4.1給水溫度的選取84.2回?zé)岢槠墧?shù)的選擇84.3除氧器工作壓力的選擇84.4回?zé)嵯到y(tǒng)圖的擬定84.5各加熱器汽水參數(shù)計算94.6回系統(tǒng)平衡初步計算125.閥桿漏汽量與軸封漏汽量的估算165.1主汽閥閥桿漏汽量的計算165.2調(diào)節(jié)汽閥閥桿漏汽量16前軸封漏汽17后軸封漏汽196.調(diào)節(jié)級的選擇與計算216.1基本參數(shù)216.2調(diào)節(jié)級詳細(xì)計算216.2.1噴嘴部分的計算2..16.2.2動葉部分計算2..2.6.2.3級內(nèi)其它損失的計算2..4級效率與內(nèi)功率的計算2..67.壓力級的級數(shù)確定和比焓降分配277.1第一壓力級的流量277.2第一壓力級直徑的確定277.3末級直徑的確定277.4非調(diào)節(jié)級級數(shù)的確定277.5將各級比焓降畫在h-s圖上校核并修改307.6壓力級計算結(jié)果318.參考文獻(xiàn)33汽輪機(jī)原理》課程設(shè)計任務(wù)書一、課程設(shè)計目的(1)通過課程設(shè)計,系統(tǒng)地總結(jié)、鞏固并加深在《汽輪機(jī)原理》課程中已學(xué)知識,進(jìn)一步了解汽輪機(jī)的工作原理。在盡可能考慮制造、安裝和運行的要求下,進(jìn)行某一機(jī)組的變工況熱力計算,掌握汽輪機(jī)熱力計算的原理、方法和步驟。(2)在盡可能考慮制造、安裝和運行的要求下,進(jìn)行某一機(jī)組的變工況熱力計算,掌握汽輪機(jī)熱力計算的原理、方法和步驟。(3)通過課程設(shè)計對電站汽輪機(jī)建立整體的、量化的概念,掌握查閱和使用各種設(shè)計資料、標(biāo)準(zhǔn)、手冊等參考文獻(xiàn)的技巧。(4)培養(yǎng)綜合應(yīng)用書本知識、自主學(xué)習(xí)、獨立工作的能力,以及與其他人相互協(xié)作的工作作風(fēng)。二、課程設(shè)計內(nèi)容及要求以某種型號的汽輪機(jī)為對象,在已知結(jié)構(gòu)參數(shù)和非設(shè)計工況新蒸汽參數(shù)和流量的條件下,進(jìn)行通流部分熱力校核計算,求出該工況下級的內(nèi)功率、相對內(nèi)功率等全部特征參數(shù),并與設(shè)計工況作對比分析。主要計算工作如下:(1)設(shè)計工況下通流部分各級熱力過程參數(shù)計算。對徑高比小于6的級,在最終計算結(jié)果中,用近似公式估算出葉根處的反動度。(2)軸端汽封漏汽量校核計算。(3)與設(shè)計工況的性能和特征參數(shù)作比較計算。為了便于數(shù)據(jù)整理和分析,對課程設(shè)計說明書的內(nèi)容提出以下基本要求:(1)列出設(shè)計任務(wù)書;(2)畫出本機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)圖,并作簡要分析;(3)作出全機(jī)初步擬定的熱力過程線,并加以說明;(4)調(diào)節(jié)級詳細(xì)計算及校核結(jié)果,(作出速度三角形、級的詳細(xì)過程線),并作必要的計算說明;5)壓力級(第1級)及低壓缸最末級的計算數(shù)據(jù)的列表匯總,并分析參數(shù)選擇及計算的正確性、合理性,說明計算過程中出現(xiàn)的問題及解決辦法等(6)設(shè)計評價及小結(jié);(8)提出改進(jìn)意見;(9)列出參考文獻(xiàn)?;緟?shù)額定功率:25MW;新蒸汽壓力:8.38MPa;新蒸汽溫度:437°C;冷卻水溫度:15C;機(jī)組轉(zhuǎn)速:3000r/min;汽輪機(jī)的相對內(nèi)效率:€二80%;ri機(jī)械效率:€m二99%;發(fā)電機(jī)效率:€g=97%;g加熱器效率:€二99%。b一、設(shè)計基本參數(shù)的選擇汽輪機(jī)類型機(jī)組型號:N25-8.38437。機(jī)組形式:高壓、單缸、單軸凝氣式汽輪機(jī)。基本參數(shù)額定功率P=25MW;el新蒸汽壓力P=8.38MPa;0新蒸汽溫度t=437°C;0凝汽器壓力P=5.0kPa;c汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速n=3000r/min。其他參數(shù)給水泵出口壓力P=13.59MPa;fp凝結(jié)水泵出口壓力P=1.21MPa;cp機(jī)械效率€=99%;m發(fā)電機(jī)效率€=97%;g加熱器效率€=99%。b相對內(nèi)效率的估計根據(jù)已有同類機(jī)組運行數(shù)據(jù)選擇汽輪機(jī)的相對內(nèi)效率,€=80%ri損失估算主汽閥和調(diào)節(jié)汽閥節(jié)流壓力損失:Ap=0.05p=0.419MPa。00排汽阻力損失:Ap=0.04p=0.2kPa。cc二、汽輪機(jī)熱力過程線的擬定在h-s圖上,根據(jù)新蒸汽壓力P€8.38MPa和新蒸汽溫度t=437°C,可確00定汽輪機(jī)進(jìn)汽狀態(tài)點0(主汽閥前)并查的該點的比焓值h=3234.768kj/kg,比0熵S=6.485kj/(kg?C),比體積v=0.03531m3/kg。00在h-s圖上,根據(jù)初壓p=8.38MPa和主汽閥和調(diào)節(jié)汽閥節(jié)流壓力損失0Ap=0.419MPa可確定調(diào)節(jié)級級前壓力p'=p,Ap=7.961MPa,(做到這里)然0000后根據(jù)p'與h的交點可以確定調(diào)節(jié)級級前狀態(tài)點1,并查的該點的溫度00t'=533.18C,比熵S'=6.828kJ/(kg?C),比體積v'=0.04392m3/kg。000在h-s圖上,根據(jù)凝汽器壓力P=0.005MPa和排汽阻力損失cAP=0.0002MPakJ/(kg?C)可以確定排氣壓力P'=P+AP=0.0052MPa。cccc在h-s圖上,根據(jù)P'=0.0052MPa和S=6.805kj/(kg?C)可以確定汽缸理TOC\o"1-5"\h\zc0想出口狀態(tài)點2t,并查的該點的比焓值h=2079.10kj/kg,溫度t=33.60C,比ctct體積v=21.74421m3/kg,干度x=0.8。由此可以得到汽輪機(jī)理想比焓降ctctAHmac=h-h=1400.07kJ/kg,進(jìn)而可以確定汽輪機(jī)實際比焓降t0ctAHmac=AHmacX?=1120.056kj/kg,再根據(jù)h、AHmac和P'可以確定實際出口狀tri0ic態(tài)點2,并查得該點的比焓值h=2359.114kJ/kg,溫度t=33.60C,比體積ctc2v=24.88509m3/kg,干度x=0.916。c2c2(5)考慮末級余速損失,則由第四章中Ah的計算方法得到c28h=0.018xAHmac=25.2kj/kg,然后沿壓力線P'下移25.2kj/kg得3點,并查c2tc得該點比焓值h=2333.914kj/kg,溫度t=33.60C,比體積v=24.60242m3/kg,c3c3c3干度x€0.905。用直線連接1、3兩點,在中間4'點處沿壓力線下移(12~15)c3kj/kg得4點,光滑連接1、4、3點,則由點0、1、4、3、2連接的線即為該機(jī)組在在設(shè)計工況下的近似熱力過程線。熱力過程線如圖所示。s[kT/(kW)]50訓(xùn)「機(jī)組熱力過程線三、汽輪機(jī)進(jìn)汽量估算設(shè)m=1.15,€D=3%D,設(shè)計功率P=47500kw,則得00e八3.6x47500D=—o1120.056x0.99x0.97x1.15+0.03D=188.48t/h0四、抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)熱平衡初步計算給水溫度的選取根據(jù)初壓p=8.43MPa,可以求得P對應(yīng)的飽和水溫t=299°C,則給水溫度00s0t=tx0.72=215Cofws0回?zé)岢槠墧?shù)的選擇選擇7段回?zé)岢槠?,采用“兩高、四低、一除氧”的形式,高壓加熱器采用?nèi)置式蒸汽冷卻器;高壓加熱器疏水收集方式為逐級自流到除氧器,4、5、6號低壓加熱器疏水收集方式為逐級自流,7號低壓加熱器采用疏水泵,其加熱器(包括除氧器)的編號從高壓到低壓依次排列,為1、2……、7號。除氧器工作壓力的選擇除氧器滑壓運行,在設(shè)計工況下工作壓力選為=0.588MPa?;?zé)嵯到y(tǒng)圖的擬定一臺汽輪機(jī)抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)的擬定主要取決于該機(jī)組的給水溫度、抽汽回?zé)峒墧?shù)及除氧器工作壓力等。根據(jù)50MW汽輪機(jī)這幾方面數(shù)值確定,畫出如圖所示的回?zé)嵯到y(tǒng)。N50-8.43/535型汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)圖各加熱器汽水參數(shù)計算已知:高壓加熱器上端差€=5°C,€=5°C;下端差9=10°C(j=l,2,);2j低壓加熱器上端差€=5°C(j=4,5,6,7);j各段抽汽壓損,p=8%p(j=l,2,4,5,6,7);jj由于除氧器定壓運行,為了使其工作穩(wěn)定,壓損取40%;給水溫度t=215°Cfw凝汽器壓力p對應(yīng)的飽和水溫,即凝結(jié)水溫度t=32.9C;TOC\o"1-5"\h\zcc除氧器工作壓力p對應(yīng)的飽和水溫,即除氧器水箱出口水溫t二158Cdd由等溫升法可得高壓加熱器水側(cè)溫升為,二(t?t)/2二28.5C。fwd由等溫升法可得低壓加熱器水側(cè)溫升為,t二(t-1)/5二25.02C。dc則t=t=215°C,t=186.5°C,t=t=158°C,t=133°C,t=108°C,t=83°C,t=58°C。w1fww2w3dw4w5w6w71號高壓加熱器。根據(jù)給水溫度,可得到1號高壓加器出口水溫t二t二215Cw1fw由給水泵出口壓力p和t得1號高壓加熱器出口比水焓h=924.56kJ/kg;fpw1w11號加熱器凝結(jié)段的飽和水溫度t二t+€=220°C;h二943.67kj/kg;blw11bl1號加熱器汽側(cè)工作壓力p'二2.32MPa;1段抽汽壓力p=2.5217MPa111號高壓加熱器疏水溫度t二t—…+9二196.5C;1號高壓加熱器疏水比焓siw111h=836.617kj/kgs12號高壓加熱器。2號高壓加器出口水溫t二t-28.5二186.5CTOC\o"1-5"\h\zw2w1由給水泵出口壓力p和t得2號高壓加熱器出口比水焓h=798.12kj/kg;fpw2w22號加熱器凝結(jié)段的飽和水溫度t二t,€二191.5C;h二814.22kj/kg;b2w22b22號加熱器汽側(cè)工作壓力p'二1.297MPa;2段抽汽壓力p=1.41MPa22號高壓加熱器疏水溫度t二t-At+9二168C;2號高壓加熱器疏水比焓s2w212h二710.77kj/kgs2除氧器。除氧器工作壓力p'二p二0.588MPa;3段抽汽壓力p二0.976MPaTOC\o"1-5"\h\zd3水溫t二158C;出口水比焓h=667.08kj/kgdd由給水泵出口壓力p和t得到給水泵出口水比焓值h二674.77kj/kgfpw3w34號低壓加熱器。4號低壓加熱器出口水溫t=133C;4號低壓加熱器出口水比焓hw4=559.9J/kgw44號低壓加熱器疏水溫度t=t,€=138C;h=580.62kj/kgs4w44s44號低壓加熱器汽側(cè)工作壓力p'二0.3415MPa;4段抽汽壓力p二0.3712MPa45號低壓加熱器。5號低壓加熱器出口水溫t=108C;5號低壓加熱器出口水比焓hw5=453.77J/kgw55號低壓加熱器疏水溫度t二t+€=113C;h二474.07kj/kgs5w55s55號低壓加熱器汽側(cè)工作壓力p'二0.1584MPa;5段抽汽壓力p二0.1722MPa56號低壓加熱器。6號低壓加熱器出口水溫t=83°C;6號低壓加熱器出口水比焓hw6€348.55J/kgw66號低壓加熱器疏水溫度t€t,0€88C;h€368.56kj/kgs6w66s66號低壓加熱器汽側(cè)工作壓力p'€0.06502MPa;6段抽汽壓p=0.07067MPa67號低壓加熱器。7號低壓加熱器出口水溫t=58C;7號低壓加熱器出口水比焓hw尸243.9(kJ/kgw77號低壓加熱器疏水溫度t€t,0€63C;h€263.71Q/kgs7w77s77號低壓加熱器汽側(cè)工作壓力p'€0.22884MPa;7段抽汽壓p=0.024874MPa7各加熱器汽側(cè)和水側(cè)的基本參數(shù)如下表所示。50MW凝汽式汽輪機(jī)加熱器汽水參數(shù)表項目單位HlH2H3H4H5H6H7C回執(zhí)八、、抽汽抽汽壓力pjMPa2.52171.410.9760.37120.17220.070670.024870.0046抽汽溫度t(干度X)jjC3903122691750.9950.9580.924—抽汽比焓值hjKJ/Kg3184305229852810268825652440—抽汽壓損Apj%88408888一加熱器汽側(cè)壓力p'jMPa2.321.2970.5880.34150.15840.065020.02288一p'下的飽和水溫tjbjC220191.51581381138863—p'下的飽和水比焓jhbjKJ/Kg943.67814.22667.08580.62474.07368.56263.71抽汽放熱qjKJ/Kg2347.382341.232310.232229.382213.932196.442176.29上端差0jC5505555一下端差9jC1010—————一

疏水疏水溫度tsj°C196.5168----------一疏水比焓hsjKJ/Kg836.617710.77----------一疏水放熱…jKJ/Kg一125.84736--106.55105.51104.85水側(cè)加熱器出口水溫twjC215186.5158133108835831.4加熱器水側(cè)壓力pwMPa13.7313.730.5881.331.331.331.33一加熱器出口比焓hwjKJ/Kg924.56798.12674.77*/667.08559.9453.77348.55243.9131.6給水比焓升TjKJ/Kg130.99127.75110.99106.13105.22104.65112.3――回?zé)嵯到y(tǒng)平衡初步計算(1)1號高壓加熱器1號高壓加熱器熱平衡如圖,根據(jù)表面式加熱器熱平衡原理可列出方程1■j11-fwklsl1號宮壓加熱屠熱平衡圉a(h—h)/,a=——fww1w2h-h—h1si=0.054408322=1X(924.56-798.12)/0.99=0.0544083222347.38(2)2號高壓加熱器。2號高壓加熱器熱平衡如圖,根據(jù)表面式加熱器熱平衡原理可列出方程1ha11-fwki曲■/ki唏rhjd_I丄匚…冴高壓加熱器熱平衛(wèi)國d(h一h”耳一。(h一h)Q,―fww2w3h1sis2h一h2s2_lx(98.1264.)0.990.054408322(836.6110.)2341.23=0.050303966(3)除氧器。除氧器熱平衡圖所示,根據(jù)混合式加熱器熱平衡原理可列方程除氧器熱平衡圖…(h一h)/耳一(…+…)(h+h)TOC\o"1-5"\h\zfwwdw4h12s2w4h—hw4=1x(66.08559)0.990.1041228810.559.92985-559.9=0.0381281944號低壓加熱器。4號低壓加熱器熱平衡圖如上的熱平衡圖所示。根據(jù)表面式加熱器熱平衡原理可列出方程1h-A占母嘅三炸羔弟苦F世匿心_€(h—h)/n€——c3w4w5hh一hs4_0.857159518xl06.13/0.992229.38=0.0412173935號低壓加熱器。5號低壓加熱器熱平衡圖如下的熱平衡圖所示。根據(jù)表面式加熱器熱平衡原理可列出方程5號低壓加熱器熱平衛(wèi)圖€(h—h)/n—€(h—h)€——c3w5w6h4s4s5h一hs5—0.857159518x105.22/0.99-0.041217393x106.552213.93=0.0391654776號低壓加熱器和7號低壓加熱器。6號低壓加熱器和7號低壓加熱器的熱平衡圖如圖所示,因7號低壓加熱器疏水采用了疏水泵的方式,將疏水送到了7號低壓加熱器出口(6號低壓加熱器入口)cc的主凝結(jié)水管道中,在7號低壓加熱器出口(6號低壓加熱器入口)處形成了一個混合點,將混合點看成一個混合式加熱器,根據(jù)混合式加熱器熱平衡原理,及6號低壓加熱器(表面式加熱器)熱平衡原理,可列出方程6、7號低壓加熱器熱平衡圖€(h—h+h—h)+(€+€)(h—h+h—h)+€(h—h)?€(h—h)/q6s6s7w745s5s6s7w77s7w7c3w6w7h則€(2565—368.56+263.71—243.9)+0.08038287…(474.07—368.56+263.71—243.9)6+€(672=75(-7根據(jù)7號低壓加熱器(表面式加熱器)熱平衡原理,可列出方程€(h--h+h-h')+(€+€)(h一h+h_h')+€(h,h+h—h')?€(h—h')/q77s7w7c45s6s7w7c6s6s7w7cc3w7c則€(7+67)+6x(6776+67)6+€(666+63)+67x()6€=0.0363167846聯(lián)立求解上述方程,得到€=0.0314653787€?0.704132689五.閥桿漏氣量與軸封漏氣量估算該機(jī)組有一個主汽閥和4個調(diào)節(jié)汽閥,閥桿漏汽大部分漏到除氧器中,另外一少部分通過真空管道被射汽抽汽器吸入軸封冷卻器。主汽閥閥桿漏汽量的計算主汽閥閥桿包括3段、2個腔室,第1腔室蒸汽回收到除氧器,第2腔室蒸汽及漏入的空氣回收到軸封冷卻器。主汽閥閥桿和調(diào)節(jié)汽閥閥桿的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)如下表所示。50MW汽輪機(jī)主汽閥和調(diào)節(jié)汽閥閥桿數(shù)據(jù)項目符號單位主汽閥調(diào)節(jié)汽閥1段2段3段1段2段3段閥桿數(shù)z14閥桿直徑dvcm3.43.6徑向間隙5rcm0.020.02間隙面積Avcm'0.2140.227分段長度lcm'41.8115.833.343.8主汽閥桿間隙面積A€,d6€0.214cm2;vvv第1段閥桿漏汽系數(shù)卩€0.29;v1第1段閥桿前蒸汽參數(shù)為p€8.43MPa,?€0.04712m3/kg。0101則主汽閥桿漏汽量AD€0.24卩A厶€0.2117〃h。v1v1v*?01第2段閥桿漏汽系數(shù)卩€0.5;v2第2段閥桿前蒸汽參數(shù)為p€0.588MPa,?€0.6016592m3/kg。0202則流經(jīng)第2段閥桿漏汽量AD€0.24卩A厶€0.02539〃h。v2v2vI:?丫02調(diào)節(jié)汽閥閥桿漏氣閥桿包括3段、2個腔室,第1腔室蒸汽回收到除氧器,第2腔室蒸汽及漏入的空氣回收到軸封冷卻器。主汽閥桿間隙面積A€,d6€0.227cm2;vvv第1段閥桿漏汽系數(shù)卩€0.329;第1段閥桿前蒸汽參數(shù)為p€8.43MPa,v=0.04172m3/kg。€1.019t€1.019t/h。則調(diào)節(jié)汽閥桿漏汽量ADv1第2段閥桿漏汽系數(shù),€0.6;v2第2段閥桿前蒸汽參數(shù)為p€0.588MPa,v=0.6016592m3/kg。0202則流經(jīng)第2段閥桿漏汽量AD€4?0.24,A」企=0.1293〃h。v2v2vV弋02根據(jù)主汽閥桿和調(diào)節(jié)汽閥閥桿的漏汽計算,可得閥桿總漏汽量AD€1.23071/h;V軸封冷卻器回收閥桿漏汽AD€0.02539+0.1293=0.15469t/hsg51其余除氧器回收AD€1.07601t/h。sg2前軸封漏氣包括6段、5個腔室,第1腔室蒸汽回收到2號高壓加熱器,第2腔室蒸汽回收到5號低壓加熱器,第3腔蒸汽回收到7號低壓加熱器,第4腔室為均壓箱供汽,第6腔室蒸汽及漏入的空氣回收到軸封冷卻器。軸封結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)如下表。50MW汽輪機(jī)軸封數(shù)據(jù)項目符號單位前軸封后軸封1段2段3段4段5段6段1段2段3段軸封直徑d1cm61.844.355.345.8徑向間隙51cm0.050.05軸封齒數(shù)z7836101296軸封1、2、3段間隙面積A=Kd6€9.7cm2;111111第1段軸封前蒸汽參數(shù)為p€5.9083MPa,v=0.0606m3/kg(調(diào)節(jié)級噴嘴后參0101數(shù))。第1段軸封后蒸汽參數(shù)為p€1.41MPa。z1判別系數(shù)K€082€0.092<乙€上丄€0.2386J1.25+78p6.214101則前軸封漏汽量AD€0.36,A:p01-pZ1€3.791t/h;11gzpv10101第2段軸封前蒸汽參數(shù)為p€1.41MPa,v€0.26201m3/kg。0202第2段軸封后蒸汽參數(shù)為p€0.1722MPa。z2判別系數(shù)K€葺€0.1344,乙€0.1722€0.1221J1.25+36p1.4102則前軸封漏汽量AD12€0.36?1A:」5)廠€8/h;02第3段軸封前蒸汽參數(shù)為p€0.1722MPa,v=1.9316939m3/kg。0303第3段軸封后蒸汽參數(shù)為p€0.02487MPa。z30.82p0.02487判別系數(shù)K€€0.2445,z3€€0.1444J1.25+10p0.172203則前軸封漏汽量AD€0.36?A么€0.3108〃h;1311Hi(z+1.25)v03軸封4、5、6段間隙面積:A=nd6=6.95cm2;121212第4段軸封前蒸汽參數(shù)為p€0.101MPa,v€1.8249872m3/kg。0404第4段軸封后蒸汽參數(shù)為p€0.02487MPa。z4判別系數(shù)K€082€0.2445<旦4€0.02487€0.2462<1.25+10p0.10104第4段軸封流經(jīng)蒸汽量AD€0.36?A:p04二後€0.1804t/h;14112\|zpV0404第5段軸封前蒸汽參數(shù)為p€0.101MPa,v€1.8249872m3/kg。0505第5段軸封后蒸汽參數(shù)為p€0.095MPa。z5判別系數(shù)K€空€0.2445<厶€0095€0.94^1.25+10p0.10105第5段軸封流經(jīng)蒸汽量4€o.36?A:p05_p;5€0.0632t/h。15112\lzpV0505后軸封漏氣包括3段、2個腔室,第1腔室為均壓箱供汽,第2腔室蒸汽及漏入的空氣回收到軸封冷卻器。軸封1、2段間隙面積A€nd…€8.6865cm2;111111第1段軸封前蒸汽參數(shù)為p€0.101MPa,V€1.82m3/kg。0101第1段軸封后蒸汽參數(shù)為p€0.02487MPa。z3判別系數(shù)K€些€0.225>厶€00055€0.05446J1.25+12p0.10101第1段軸封流經(jīng)蒸汽量AD11€OafA;十^€0.2024t/h;v01第2段軸封前蒸汽參數(shù)為p€0.101MPa,V€1.82m3/kg。0202第2段軸封后蒸汽參數(shù)為p€0.095MPa。z2判別系數(shù)K€082€0.2561<旦2€0.095€0.94<1.25+9p0.10102第2段軸封流經(jīng)蒸汽量,D€0.36?A:P02—卩;2€0.08337〃h。12111\zpvv0202由上面計算可得:閥桿漏汽量,D€1.23071/h;a=0.006911v1v除氧器回收,D€1.07601t/h;a=0.0061sg2sg2前軸封漏汽量,D€3.791t/h;a=0.0223sgsg流到2號高壓加熱器的蒸汽量,D€2.7571/h;a=0.0148sg1sg1流到5號低壓加熱器的蒸汽量,D€1.11921/h;a€0.0060sg3sg2流到7號低壓加熱器的蒸汽量,D€0.49121/h;a=0.0026sg4sg3均壓箱向前軸封供汽量4€0.24361/h;jy1均壓箱向后軸封供汽量AD€0.285771/h;jy2均壓箱總供汽量AD€0.5271/hjy軸封冷卻器回收前軸封漏汽量AD€0.06321/hsg52軸封冷卻器回收后軸封漏汽量AD€0.083371/hsg53軸封冷卻器總回收AD€AD,AD,AD€0.30126t/hsg5sg51sg52sg53六、調(diào)節(jié)級的選擇與計算(一)基本參數(shù)調(diào)節(jié)級的形式為單列調(diào)節(jié)級調(diào)節(jié)級比焓降為114.7KJ/kg調(diào)節(jié)級的速x=0.362調(diào)節(jié)級平均直徑:€n60,0.362“2,110,1033.14,3000=1081mm,取1100mm。(5)調(diào)節(jié)級反動度?=0.075。mA部分進(jìn)汽度。由l=r確定調(diào)節(jié)級的葉高和部分進(jìn)汽度,須使5h與ne€dsin…im15h之和最小。求得e=0.3328.e汽流出口角…和化。設(shè)計中選用亞音速噴嘴葉柵,其型號為TC-1A,有關(guān)參數(shù)為:相對節(jié)距廠=0.74?0.90,進(jìn)汽角…=70。?100o,出汽角…=10。?14。。動葉柵選用型號[P-2A,有關(guān)參數(shù)為:進(jìn)汽角卩]=25。?40。,出口角卩2=19。?22。,相對節(jié)距T=0.58?0.65。設(shè)計選取噴嘴汽流出汽角…=12.9o,動葉汽流出汽角卩=19.7o。(二)調(diào)節(jié)級詳細(xì)計算12噴嘴部分的計算調(diào)節(jié)級進(jìn)口參數(shù)及調(diào)節(jié)級的滯止理想比焓降h。。調(diào)節(jié)級進(jìn)口參數(shù)即為高t壓缸進(jìn)口參數(shù),由于進(jìn)入調(diào)節(jié)級的汽流速度很小,可以近似認(rèn)為滯止參數(shù)與進(jìn)口參數(shù)相等。由擬定熱力過程線的步驟可得:p0=p'=8.0085MPa,10=t'=533.18°C,h0=h=3479.17kj/kg,TOC\o"1-5"\h\zT0TT0s0=s'=6.828kj/(kg?°C),v0=v'=0.04392m3/kg,由前面選取其理想比焓降為T0T0Ah0=Ah=110kj/kg。調(diào)節(jié)級進(jìn)汽量G=G—AG=188.48-1.2307=187.251/h=52.01kg/sT0V則調(diào)節(jié)級噴嘴流量G=G=52.01kg/snT平均反動度?的確定。m由前面可知?=0.075。m噴嘴的滯止理想比焓降A(chǔ)h0nAh0=(1—?)Ah0=(1—0.075),110=101.75kj/kgTOC\o"1-5"\h\znmt噴嘴出口汽流速度c與c1t1c=p:2Ah。=、2,101.75,1000=451.1m/sc=9c=0.97,451.1=437.6m/s11t其中9———噴嘴速度系數(shù),取9=0.97。

(6)噴嘴出口等比熵出口參數(shù)h1t、V]t、p1。由hT0和Ahn0求出噴嘴出口理想比焓值h1th1t=hT0-A=3479.17-101.75=3377.42kJ/kgs0=6.828kj/(kg?°C)查水蒸氣TOC\o"1-5"\h\z1tTv=0.05553m3/kg,噴嘴出口壓力p=5.933MPa。1t1該過程為等比熵膨脹過程,由h該過程為等比熵膨脹過程,由h€3377.42kj/kg、h-s圖得出比體積(7)噴嘴壓比8n8=4==0.741>8=0.546np08.0085nc由此可知,噴嘴中為亞音速氣流,采用漸縮噴嘴,選噴嘴型號為TC-1A、?=12.9osin?=0.2236。1噴嘴出口面積A。因為噴嘴中是亞音速流動,故A為nnG,v52.01,0.05553,104A===66.0cm2n<,c0.97,451.1n1t式中<噴嘴流量系數(shù)。n(9)級的假想速度cj2Ah°2x110,1000=469m/s(10)j2Ah°2x110,1000=469m/s(10)級的圓周速度u(11)噴嘴高度lnlnu€cx€469,0.362=169.8m/saa66.0,100為了方便制造,選取ln(12)=An==25.7mmeKdsin?0.3328,兀,1100,sinl2.9。m1=26mm13)由h、1

(14)噴嘴損失5hn5h=(1—申2)Ah0=(1—0.972),101.75=6.013kj/kg噴嘴出口比焓值h""1h=h+5h=3377.42+6.013=3383.433kj/kg?.11tnp查得s=6.836kj/(kg?k),v=0.05576m3/kg111求動葉進(jìn)口汽流相對速度w和進(jìn)汽角P11w=、:c2+u2一2cucos?1111^■'437.62+169.82—2,437.6,169.8,cos12.9o=274.71m/sQcj+u2—2丫cos?1€20.9ocsin?.437.6,€20.9o274.71p=arcsin+1=arcsin274.711w15h=#=274.712=37.7kj/kgTOC\o"1-5"\h\zw120002000動葉部分計算動葉出口相對速度w和w2t2w=Ah0+W2*2x0.075x110x1000+274.712=303.3m/s21'mt1

w二血w=0.925X303.3=280.6m/s22t式中V―-動葉速度系數(shù),由V與Qm、w的關(guān)系曲線查得2=0.925.2t動葉等比熵出口參數(shù)h與v2t2th€h—,Aho€3383.433-0.075?110=3375.183kJ/kg2t1mt由h,s=6.836kj/(kg?K),查得v=0.05686m3/kg,動葉出口壓力2t12tp=5.786MPa.2動葉出口面積A為bGv48.219?0.05686?104A=—==93.77cm2b…w0.964?303.3其中b2t其中G=G—AGbnsg其中…動葉流量系數(shù);bG調(diào)節(jié)級動葉流量;bAG前軸封漏氣量sg(4)動葉高度l。由v=0.05553m3/kg、v=0.05686m3/kg可知,進(jìn)出口比體b1t2t積相差不大,故/=/',根據(jù)噴嘴高度l有bbnl=l+A+A=26+1+1=28mmbntr式中a葉頂蓋度,取A=1mm;tA葉根蓋度,取A=1mm。r作動葉出口速度三角形。由w、P、u確定速度三角形22C=\-W2+u2—2w2ucos2222'280.62+169.82一2?280.6?169.8?cos19.7°=133.6m/s.wsinP.280.6?0.3374.a=arcsin22=arcsin=45.1°2c133.62(6)動葉損失6hb

w2303.32€h,(1—屮2)?h0,(1—屮2)亠,(1-0.9252)X,6.6kj/kgbb22000(7)動葉出口比焓值hh,h+€h,3375.183+6.6,3381.8kj/kg2t2tbP2查得S2,6.845kjg-K),v,0.05712m3v,0.05712m3/kg22余速損失€hc2€h,SL,13362,8.92kJ/kgc2220009)輪周損失9)輪周損失€hu€h,€h+€h+€h,6.013+6.6+8.92,21.5kJ/kgunbc210)輪周有效比焓降10)輪周有效比焓降?huAh=Aho-5h=110-21.5=88.5kJ/kgutu11)輪周效率。調(diào)節(jié)級后余速不可利用,系數(shù)為11)輪周效率。調(diào)節(jié)級后余速不可利用,系數(shù)為?h?h88.5n,u,u,,80.45%uE?h0—p€h1100t1c212)校核輪周效率12)校核輪周效率nu=169.8x(437.12+133.6=169.8x(437.12+133.645o).8u1112P,u(ccosau11122=88.24kj/kg€耳,un'—nu€耳,un'—nuu80.22—80.45nu80.453.級內(nèi)其他損失計算1)葉高損失錯誤!未找到引用源。P―u1耳'uP——u1—E?h0一卩€h0t1c2=0.29%<1%誤差在允許范圍內(nèi)。錯誤!未找到引用源。=錯誤!未找到引用源。=錯誤!未找到引用源。X88.5=4.085kJ/kg式中a經(jīng)驗系數(shù),單列級a=1.2。(2)扇形損失6二$錯誤!未找到引用源。=0.7錯誤!未找到引用源。=0.7X(錯誤!未找到引用源。)2X(110—8.92)=0.046kJ/kg(3)葉輪摩擦損失錯誤!未找到引用源。由前面,v=0.05576m3/kg,v=0.05712m3/kg12v=錯誤!未找到引用源。錯誤!未找到引用源。=0.05644錯誤!未找到引用源。彳

/kg錯誤!未找到引用源。二錯誤!未找到引用源。=1.2x(169.8錯誤!未找到引用源。二錯誤!未找到引用源。=1.2x(169.8100)3X1100X10一3)0.05644=125.95kw錯誤!未找到引用源。=錯誤!未找到引用源。=12595,2.422kj/kg錯誤!未找到引用源。kJ/kg52.01式中K——經(jīng)驗系數(shù),一般取K=1.0~1.3.11部分進(jìn)汽損失6he鼓風(fēng)損失錯誤!未找到引用源。=錯誤!未找到引用源。(1-e-錯誤!未找到引用源。)錯誤!未找到引用源。=0.15*錯誤!未找到引用源。*(1-0.3328)*0.3623=0.0213斥汽損失三錯誤!未找到引用源。=錯誤!未找到引用源。斥汽損失三錯誤!未找到引用源。=錯誤!未找到引用源。=0.012x-x4X0.362=0.04750.33281100x10€3式中s式中sn噴嘴組數(shù),取s=4;nB與級類型有關(guān)的系數(shù),單列級B,0.1~0.2,一般取0.15;e裝有護(hù)罩弧段長度與整個圓周長度之比;與級類型有關(guān)的系數(shù),單列級c,0.01~0.015,一般取0.012;e故有錯誤!未找到引用源。=錯誤!未找到引用源。+錯誤!未找到故有引用源。=0.0213+0.0475=0.0688所以8h,€E錯誤!未找到引用源。=110Xee00.0688=7.568kJ/kg級內(nèi)各項損失之和工8h?所以8h,€E錯誤!未找到引用源。=110Xee00.0688=7.568kJ/kg級內(nèi)各項損失之和工8h?8h,8h+8h+8h+8hl9fe下一級入口參數(shù),4.085+0.046+2.422+7.568,14.121kJ/kg錯誤!未找到引用源。=錯誤!未找到引用源。+工8h=3381.8+8.92+14.121=3404.841kJ/kg由錯誤!未找到引用源。,P查得s=6.875kJ/(kg?k),v=0.05802m3/kg,t,2222=491.55°C4.級效率與內(nèi)功率的計算1)級的有效比焓降錯誤!未找到引用源。Ah,Ah—?8h,88.5-14.121,74.379kJ/kg.u2)級效率2)級效率nin.罟,曙,0.676203)級的內(nèi)功率錯誤!未找到引用源。3)級的內(nèi)功率錯誤!未找到引用源。P,GAh,52.01x74.379,3868.45179kWiiP卩2動葉柵進(jìn)出口速度矢量三角形P卩2動葉柵進(jìn)出口速度矢量三角形P=19.7o,w,280.6m/s22P=20.9。,u,169.8m/s,wP=19.7o,w,280.6m/s2211七、壓力級的級數(shù)確定和比焓降分配第一壓力級的流量G=G-€G=188.48-1.2307-3.791=183.4583t/h=50.96kg/s1Tsg第一壓力級直徑的確定,I60Gxvd二1aIt1e兀2nl,1-?sina■-nnm1I60x50.96x0.362x0.05553—\:1x3.14x3000x16.5x10-x0.97xJ1—0.0735xsin10.88。=845mm式中G——通過第一壓力級的蒸汽流量,Kg/se——第一壓力級部分進(jìn)汽度,取1d――第一壓力級噴嘴平均直徑,m1/――估計的第一壓力級的噴嘴出口高度,mn,——噴嘴流量系。在過熱區(qū)的通常取0.97na――第一壓力級噴嘴出口理想速度,m/s1?――第一壓力級假想速度系數(shù)mx――第一壓力級假想速比an汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速,3000r/min末級直徑的確定G=32.63kg/s32.63x32.63x25.5407688x3.43dz兀c?sina\3.14X\22.5x2000xsin90。=2007mm非調(diào)節(jié)級級數(shù)的確定(1)直徑和速比變化規(guī)律確定、汽輪機(jī)百調(diào)節(jié)級級數(shù)的確定,可以采用圖解法。如下圖所示,具體的做法就是在坐標(biāo)紙上,畫出橫坐標(biāo)AB表示第一壓力級之間的中心距離,AB的長度可以任意選擇,縱坐標(biāo)以AC表示第一壓力級的平均直徑,AE表示第一壓力級的速比,BD表示最后一級平均直徑,BF

表示最后一級的速度比;用一條上升的光滑曲線把C、D兩點連接起來,妄言曲線就表示各級平均直徑的變化規(guī)律;同樣,用一條逐漸上升的光滑曲線EF表示各級速比的變化規(guī)律。先預(yù)分11級,即將AB等分10段,在等分點做垂直線與CD、EF相交,根據(jù)比例計算垂線的長度,即為各分段的長度,即為各分段的平均直徑和速比的值。詳細(xì)數(shù)據(jù)如下表所示。分級的輔助作圖分級的輔助作圖擬定的各段平均直徑、速比值求各等分點的理想比焓降€h'€2n2d2€2n2d2i2000x602xx2aic2u2Ah',a—,t20002000xx2ai,12.3245x(d)2x66.8=3.9x10-4x(2242.02021擬定的各」段理想比焓降值分段號0-01-12-23-34-45-5比焓降A(chǔ)hti?kJ/kg…51.2349.7949.7949.249.249.77分段號6-67-78-89-910-10比焓降A(chǔ)hti?kJ/kg…51.255.8670.393.8162.92ai計算得到的各段理想比焓降值如下表所示。求各等分點的平均理想比焓降A(chǔ)ht_ytA~,厶Ah/,66.8kJ/kg

t11(4)計算壓力級的級數(shù)z,AHp(1+a),(3404.841-2060.10)(1+0.06)沁21tAht(5)校核重?zé)嵯禂?shù)a=0.0602l<1%A=1匕|,|0.0602-0.06al<1%(6)級數(shù)確定前面得到非調(diào)節(jié)級的級數(shù)為21,將AB線等分為20等分,在原假定的平均直徑和速比變化線CD、EF上,讀出每組的平均直徑及速比,具體數(shù)據(jù)如下表所示。各級平均直徑、速比值級序號1234567直徑d(mm)84599910011004100810101015速比xai0.4890.4940.4980.50050.5030.50550.508級序號891011121314直徑d?mm)1021110251033104110531066109

速比xai速比xai0.51050.5130.51550.5180.52050.5230.52551516171819202111441203127313611487167720070.5280.53050.5330.5360.5390.5430.522級序號直徑d(mm)i速比xai7)各級比焓降分配€hi二12.3245,)2txai計算得到的各級理想比焓降值如下表所示。各級理想比焓降值級序號1234567比焓降€hti(kJ/kg?51.23250.402146.2846.1946.2546.4846.85級序號891011121314比焓降€hti(kJ/kg?47.3948.0848.9249.9151.0552.3453.82級序號15161718192021比焓降€hti(kJ/kg?55.7558.5462.9070.2485.01119.62162.925.將各級比焓降畫在h-s圖上校核并修改在h-s圖中擬定的熱力過程線上逐級做出各級比焓降,參數(shù)如下表所示。非調(diào)節(jié)級平均直徑及比焓降分配級序號1234567直徑dGmm)845963965969974982990速比xai0.4890.4940.4980.50050.5030.50550.508比焓降€hti(kJ/kg?47.7046.8146.2846.1946.2546.4846.85調(diào)整后比焓降A(chǔ)hJ(kJ/kg?44.5045.8040.3045.4045.5043.4048.10級后壓力Pi(MPa)5.17204.29063.68993.03912.48982.04421.6407級序號891011121314直徑di(mm?1001101310271042105910781098速比xai0.51050.5130.51550.5180.52050.5230.5255

6.壓力級計算結(jié)果項目符號單位調(diào)節(jié)級第一壓力級末級蒸汽流量Gkg/s52.0150.9632.63噴嘴平均直徑dnmm11008452007動葉平均直徑dbmm11008452007級前壓力P0MPa8.00856.059980.022級前溫度/干度t/xoo°C533.18491.662.2級前速度Com/s00164級前比焓值h0kJ/kg3479.173401.72426.9圓周速度口m/s169.8156.61315.26理想比焓降△htkJ/kg11051.2321162.92理想速度Cam/s469320.1593.92假想速比xa0.3620.4890.552反動度Qm%0.0750.07350.574利用上級余速動能△hcokJ/kg0013.448噴嘴滯止比焓降△honkJ/kg101.7547.

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