《汽輪機(jī)原理3》全冊配套完整教學(xué)課件

《汽輪機(jī)原理3》全冊配套完整教學(xué)課件汽輪機(jī)原理發(fā)電廠與汽輪機(jī)

汽輪機(jī)，葉輪旋轉(zhuǎn)機(jī)械，通過膨脹，將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)槠鞯膭幽?；通過動量轉(zhuǎn)換，將汽流的動能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能。

汽輪機(jī)，將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)機(jī)械能輸出。在蒸汽熱力循環(huán)中，膨脹做功，抽汽回?zé)?，凝結(jié)蒸汽回收工質(zhì)。NuclearPower.swf研究主題流動實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，降低流動損失、減少作功介質(zhì)流失，是提高效率的關(guān)鍵所在膨脹

合理的流道亞音速漸縮，超音速漸擴(kuò)前、后有壓差動量轉(zhuǎn)換沖動原理

只變方向，不變大小汽輪機(jī)工作原理反動原理只變大小，不變方向汽輪機(jī)工作原理特點(diǎn)

旋轉(zhuǎn)機(jī)械，連續(xù)工作，高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速高效、大功率結(jié)構(gòu)特征葉片葉輪軸

相鄰葉片的空間構(gòu)成彎曲型汽流通道，改變汽流的方向和膨脹度。汽輪機(jī)原理教學(xué)內(nèi)容與安排

以電站汽輪機(jī)為研究對象，計算蒸汽熱能向轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)機(jī)械能轉(zhuǎn)換所需的熱力與結(jié)構(gòu)參數(shù)，研究影響高效轉(zhuǎn)換的機(jī)理與實(shí)現(xiàn)的途徑；分析汽輪機(jī)偏離設(shè)計工況下的運(yùn)行特性，討論影響凝汽器傳熱性能的因素和主要部件的強(qiáng)度；介紹汽輪機(jī)的控制原理和控制系統(tǒng)組成及特性。7汽輪機(jī)原理教學(xué)內(nèi)容與安排級工作原理(20%)

已知級初、終參數(shù)計算級產(chǎn)生的功率及所需的流量與葉片高度，以及能量轉(zhuǎn)換過程中的損失多級汽輪機(jī)及汽輪機(jī)裝置(9%)

分配級的初、終參數(shù)和焓降，級以外的損失及軸向力平衡與軸封系統(tǒng)汽輪機(jī)運(yùn)行特性(21%)

汽輪機(jī)偏離設(shè)計工況時基于壓力的流量、功率估算及安全、經(jīng)濟(jì)性分析8汽輪機(jī)原理教學(xué)內(nèi)容與安排凝汽器及其運(yùn)行特性(11%)

汽輪機(jī)乏汽的凝結(jié)和汽輪機(jī)低排汽壓力形成的原理及其影響因素汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)與控制原理(21%)

電站汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速與負(fù)荷控制原理，以及數(shù)字電液控制系統(tǒng)汽輪機(jī)部件的強(qiáng)度(18%)

汽輪機(jī)零部件的強(qiáng)度校核與安全分析汽輪機(jī)原理教學(xué)內(nèi)容與安排難學(xué)嗎？難!專業(yè)課，知識應(yīng)用為主，用比學(xué)難難!知識點(diǎn)分散，知識面廣難!內(nèi)容多，學(xué)時短能學(xué)好嗎？態(tài)度決定一切!世上無難事，只要肯努力探索好的學(xué)習(xí)方法不及格多嗎？我的事情我作主！為消除不及格而團(tuán)結(jié)奮斗!汽輪機(jī)原理教學(xué)內(nèi)容與安排參考書

沈士一、莊賀慶、康松、龐立云合編汽輪機(jī)原理，水利電力出版社，1992康松主編汽輪機(jī)原理習(xí)題集，水利電力出版社，1988考核作業(yè)8%報告3%課堂測驗(yàn)4%期中20%期末65%

創(chuàng)新獎勵11教學(xué)改革教學(xué)團(tuán)隊教授為主講教師，負(fù)責(zé)課堂教學(xué)；6個研究生組成助教團(tuán)隊，負(fù)責(zé)作業(yè)批改和課后答疑。作業(yè)電子化所有作業(yè)電子化網(wǎng)絡(luò)提交，助教電子化批改，并且電子化網(wǎng)絡(luò)返回。答疑網(wǎng)絡(luò)化在課程“工作區(qū)”內(nèi)，學(xué)生與負(fù)責(zé)助教討論問題和交流學(xué)習(xí)。12教學(xué)團(tuán)隊解李楊程志潘杭萍葛芝含于依卉張敏勤趙夢甜陳碩卞紹華湯可怡於鵬程汪楊王昌朔石巖許昌劉志強(qiáng)李雨軒王照彬王磊康泰金銳凡張意祥謝云飛劉明柳帥楊翔東徐鐘宇肖鳴達(dá)楊祖輝閆景春趙靜于詩瑩潘天堯楊子玄霍銘心13教學(xué)團(tuán)隊易思強(qiáng)洪夢姣蔣勵林彤萬意潘穎庭潘維鑫陶偉張凌翔唐卓人潘志成劉志勇呂浩楊洋第一章汽輪機(jī)級的工作原理研究內(nèi)容

已知級初、終參數(shù)時的能量轉(zhuǎn)換和影響因素，以及實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換所需的結(jié)構(gòu)參數(shù)與最佳參數(shù)匹配。研究方法先研究理想級的能量轉(zhuǎn)換，然后分析實(shí)際因素對理想級的修正。熱力過程線。教學(xué)內(nèi)容

第一講級內(nèi)膨脹與汽流速度第二講動量轉(zhuǎn)換與最佳速比第三講級內(nèi)流量與葉柵幾何參數(shù)設(shè)計第四講級內(nèi)損失與級相對內(nèi)效率及其影響因素第五講長扭葉片原理與現(xiàn)代設(shè)計15第一章汽輪機(jī)級的工作原理核心內(nèi)容：由初、終參數(shù)(p0、t0和p2)計算出單位質(zhì)量蒸汽產(chǎn)生的輪周功由要求的級功率計算出所需的級蒸汽量由級蒸汽量計算出所需的噴嘴、動葉出口通流面積由噴嘴與動葉的出口通流面積計算出平均直徑、葉片高度、出口汽流角等結(jié)構(gòu)參數(shù)使輪周效率達(dá)到最大的汽流與結(jié)構(gòu)的最佳匹配參數(shù)級內(nèi)損失機(jī)理與級效率提高彎、扭葉片的設(shè)計原理1.1級工作的熱力、流動分析與計算1.1.1級的工作過程汽輪機(jī)的級由一列噴嘴葉柵和與之配合工作的動葉柵所組成。動葉柵可為單列，也可為多列。第一講級內(nèi)膨脹與汽流速度工作過程蒸汽在噴嘴(nozzle)中降壓增速，熱能轉(zhuǎn)變?yōu)槠鲃幽?；動葉(blade)中繼續(xù)降壓增速，由動量改變轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能。輪周功

單位質(zhì)量蒸汽在單位時間內(nèi)所做的功第一講級內(nèi)膨脹與汽流速度1.1.2理想級級葉柵中的實(shí)際流動環(huán)形通道、存在介質(zhì)泄漏，三維空間、非定常(隨時間變化)復(fù)雜流動環(huán)形葉柵18理想級簡化

第一講級內(nèi)膨脹與汽流速度無端壁邊界效應(yīng)

上、下等節(jié)距

無徑向、沿節(jié)線的彎曲流動

一元流動在空間某曲線坐標(biāo)方向上流動顯著，而其法線方向上可略去不計。空間曲線坐標(biāo)系一維流動流體一個方向流動顯著，其余二個方向可忽略不計。正規(guī)坐標(biāo)系無泄漏定常流動

S19第一講級內(nèi)膨脹與汽流速度基本方程理想氣體狀態(tài)方程絕熱等熵過程氣體的焓音速

1.1.3級的熱力過程與膨脹線蒸汽在動、靜葉柵中膨脹過程在h-S圖上的表示滯止參數(shù)

相對于流道速度為零的虛擬熱力參數(shù)。第一講級內(nèi)膨脹與汽流速度余速損失

動葉排汽余速動能熱力過程線清晰顯示了級內(nèi)能量轉(zhuǎn)換與平衡、損失發(fā)生的部位和滯止參數(shù)意義，揭示了提高級效率的工作方向。21第一講級內(nèi)膨脹與汽流速度1.1.4級的分類反動度描述蒸汽在動葉中膨脹的相對大小動葉中的理想焓降與級的等熵絕熱焓降之比級的分類

純沖動動葉中不膨脹反動級噴嘴、動葉中焓降相等

沖動級動葉中膨脹小于噴嘴阻塞流變工況時出現(xiàn)22第一講級內(nèi)膨脹與汽流速度級分類純沖動級反動度為零，動葉流道等截面且前、后壓差為零。汽流轉(zhuǎn)角較大反動級反動度為0.5，動、靜葉流道相近，前、后有壓差。汽流轉(zhuǎn)角較小帶反動度的沖動級反動度不大于0.3大反動度級反動度大于0.7以上，低壓末級組1.1.5汽流速度與速度三角形噴嘴內(nèi)膨脹與出口汽流速度理想過程等熵過程。熱力學(xué)第一定律(能量平衡)

噴嘴出口理想流速

第一講級內(nèi)膨脹與汽流速度第一講級內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換與輪周功輸出基于理論關(guān)系的計算

由代入焓的表達(dá)式，得以初參數(shù)及壓比為函數(shù)的出口理想流速基于水蒸汽熱力特性的計算

由查水蒸汽特性參數(shù)，求得出口理想速度噴嘴出口汽流速度與初參數(shù)及前、后壓比有關(guān)第一講級內(nèi)膨脹與汽流速度速度系數(shù)有損失的熵增流動，實(shí)際速度小于理想速度噴嘴速度系數(shù)噴嘴損失第一講級內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換與輪周功輸出動葉內(nèi)膨脹與出口汽流速度蒸汽在旋轉(zhuǎn)的動葉中，膨脹使汽流的相對速度增大。輪周速度動葉平均直徑處的圓周速度第一講級內(nèi)膨脹與汽流速度026第一講級內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換與輪周功輸出理想過程

能量平衡

動葉出口理想流速動葉進(jìn)口滯止焓相對于動葉通道速度為零的熱力參數(shù)實(shí)際過程有損失的熵增。定義動葉速度系數(shù)動葉出口速度三角形與絕對速度

第一講級內(nèi)膨脹與汽流速度w2t27第一講級內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換與輪周功輸出級速度三角形動葉進(jìn)、出口速度三角形特別注意：在動葉進(jìn)、出口處，汽流相對于流道的速度變化很大。噴嘴出口為超音速，在動葉內(nèi)不一定超音速；動葉出口超音速，但在動葉后不一定超音速

為噴嘴和動葉的幾何參數(shù)，幾乎不隨運(yùn)行工況變化；為運(yùn)行參數(shù)，隨運(yùn)行工況變化。2829第一講級內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換與輪周功輸出純沖動級

動、靜葉型線差異大汽流進(jìn)、出轉(zhuǎn)角大

動葉速度系數(shù)小第一講級內(nèi)膨脹與汽流速度30第一講級內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換與輪周功輸出純反動級

動、靜葉型線基本相同汽流轉(zhuǎn)角小

動葉速度系數(shù)大第一講級內(nèi)膨脹與汽流速度31第一講級內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換與輪周功輸出1.1.6速度系數(shù)的影響因素影響因素表面粗糙度表面越光潔，摩擦損失就越小型線決定著流通內(nèi)壓力場、速度場分布沖動級動葉中汽流轉(zhuǎn)角大、膨脹小，附面層易增厚和脫離反動級動葉中汽流轉(zhuǎn)角小、膨脹大，附面層不易增厚常用數(shù)值噴嘴一般為0.92～0.98，常取0.97動葉一般為0.85～0.95，正比于反動度，常取0.95

第一講級內(nèi)膨脹與汽流速度第二講動量轉(zhuǎn)換與最佳速比1.1.7本講小結(jié)本講所涉教材內(nèi)容：PP6～

9、PP13～

19基本概念輪周功、滯止參數(shù)、反動度、純沖動級、沖動級、反動級、速度系數(shù)、噴嘴損失、動葉損失、余速損失、輪周速度基本方法級熱力過程線、噴嘴(動葉)的能量平衡、速度三角形強(qiáng)化掌握級熱力過程線、速度三角形、出口汽流速度的計算PBL(基于問題的學(xué)習(xí)PROBLEMBASEDLEARN)1.已知級初參數(shù)、終參數(shù)、反動度和、、轉(zhuǎn)速、平均直徑計算余速損失、輪周功。

2.沖動級與反動級在熱力過程線、葉柵通道形狀、速度三角形、動靜葉的速度系數(shù)等有何差異。第一講級內(nèi)膨脹與汽流速度第一講級內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換與輪周功輸出例：一電站汽輪機(jī)中某級，反動度為零，平均直徑為1500mm，噴嘴進(jìn)口蒸汽，噴嘴后，速度系數(shù)。求（1）該級的速度三角形；（2）噴嘴損失、動葉損失、余速損失和輪周功。解：1.求滯止參數(shù)由初壓、初溫，在h-s圖確定噴嘴進(jìn)口狀態(tài)點(diǎn)“0”，得初焓

噴嘴進(jìn)口動能噴嘴進(jìn)口處滯止焓第一講級內(nèi)膨脹與汽流速度第一講級內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換與輪周功輸出在h-s圖上，由“0”垂直向上求得

2.求噴嘴出口汽流速度在h-s圖上“0”等熵向下至得噴嘴后理想焓值則噴嘴中理想焓降噴嘴出口理想速度噴嘴出口實(shí)際速度噴嘴損失

3.求動葉進(jìn)口相對速度輪周速度動葉進(jìn)口相對速度

4.求動葉出口速度第一講級內(nèi)膨脹與汽流速度35第一講級內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換與輪周功輸出因級反動度為零，動葉出口相對速度動葉損失動葉出口絕對速度

4.級速度三角形

5.輪周功

第一講級內(nèi)膨脹與汽流速度汽流力的計算

絕對坐標(biāo)系切向軸向相對坐標(biāo)系切向軸向1.2.1動量轉(zhuǎn)換與汽流對動葉的作用力原理汽流在動葉中動量改變，等于作用在動葉上的沖量，進(jìn)而對動葉產(chǎn)生作用力。由產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)機(jī)械功的輪周力和不做功的軸向力組成。第一講級內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換與輪周功輸出第二講動量轉(zhuǎn)換與最佳速比第一講級內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換與輪周功輸出第二講動量轉(zhuǎn)換與最佳速比切向力軸向力動葉上總軸向力汽流軸向力與壓差力的總和。

動葉有效作用面積輪周功率蒸汽單位時間推動葉輪旋轉(zhuǎn)所作的機(jī)械功

即輪周力與速度的乘積輪周功率與輪周功關(guān)系

決定于膨脹，還與流量有關(guān)38第二講動量轉(zhuǎn)換與最佳速比Euler方程透平機(jī)械的Euler方程第二講動量轉(zhuǎn)換與最佳速比1.2.2

輪周效率目標(biāo)

本級可用能最大地轉(zhuǎn)變?yōu)檩喼芄敵?。可用能進(jìn)汽動能+理想焓降。因本級余速動能有可能部分或全部被下級利用，故本級可用能還應(yīng)扣除被下級利用的余速動能余速利用系數(shù)

余速動能被下級所利用的份額調(diào)節(jié)級和排汽級為0.0抽汽級為0.0～0.5中間級為1.0。級理想能量

級理想滯止焓降減去被下級所利用的余速動能，即余速被利用的多少決定于動葉的排汽汽流角α2，與下級進(jìn)汽角一致時將被全部利用，否則被部分利用。40第二講動量轉(zhuǎn)換與最佳速比輪周效率輪周功與該級理想能量的比噴嘴損失系數(shù)：動葉損失系數(shù)：余速損失系數(shù)：輪周效率的影響因素噴嘴、動葉損失速度系數(shù)、反動度、輪周速度余速損失反動度、輪周速度u改變反動度改變41第二講動量轉(zhuǎn)換與最佳速比第二講動量轉(zhuǎn)換與最佳速比反動度一定時，動葉出口相對和絕對速度很大程度上決定于輪周速度，并由此決定于輪周效率最佳速比速比輪周速度與噴嘴出口汽流速度之比，即最佳速比使輪周效率達(dá)到最大時所對應(yīng)的速比假想速度假想級理想焓降全部在噴嘴中膨脹的噴嘴出口速度，即

假想速比

輪周速度與級假想速度之比，即第二講動量轉(zhuǎn)換與最佳速比最佳速比求取

通過求取上式在反動度等一定時關(guān)于的最大值，即求。最佳速比的數(shù)值求解

速比與輪周效率.xls44第二講動量轉(zhuǎn)換與最佳速比00.4940.88814923.91107.140.10.520.88754726.72105.170.20.5480.88548730.96102.430.30.5840.88145338.81101.170.40.6130.87495295.50.50.640.86456977.7788.890.60.6860.849353123.9785.76余速不用時反動度與最佳速比及汽流角關(guān)系第二講動量轉(zhuǎn)換與最佳速比最佳速比隨反動度增大而增大，沖動級的最佳速比小于反動級最佳速比時，動葉中汽流轉(zhuǎn)角隨反動度增大而減小最佳速比時，動葉絕對出口角在90度附近隨反動度增大而減小在相同輪周速度下，最佳速比時純沖動級的理想焓降約為反動級的1.678倍46第二講動量轉(zhuǎn)換與最佳速比00.6070.91930.51530.10.6370.920736147.50.20.6570.921243.31390.30.6660.920552.85126.620.40.6660.918566.18110.880.50.6590.91585.6393.90.60.6450.9099109.577.64余速利用時反動度與最佳速比及汽流角關(guān)系47第二講動量轉(zhuǎn)換與最佳速比余速利用，提高了輪周效率，且曲線平坦最佳速比增大，增幅隨反動度增大而減小低反動度時，最佳速比對應(yīng)的動葉排汽角過大，汽流不能順利進(jìn)入下級噴嘴，實(shí)際余速不能得到全部利用1.2.3最佳速比與汽輪機(jī)的級的焓降分配最佳速比與級焓降第二講動量轉(zhuǎn)換與最佳速比最佳速比隨反動度增大，在大致相等輪周速度下，反動級的焓降小于沖動級，初、終參數(shù)相同的機(jī)組，反動式級數(shù)多于沖動式。大容量機(jī)組的平均直徑大于小機(jī)組，同初、終參數(shù)的大機(jī)組級數(shù)少于小機(jī)組。高壓級的平均直徑小于低壓級，故低壓級的焓降大于高壓級。高壓缸的級數(shù)多于低壓缸第二講動量轉(zhuǎn)換與最佳速比1.2.4本講小結(jié)本講所涉教材內(nèi)容PP19～

27基本概念輪周效率、理想能量、噴嘴損失系數(shù)、動葉損失系數(shù)、余速損失系數(shù)、速比、假想速比、最佳速比基本公式理想能量、輪周效率強(qiáng)化掌握最佳速比的影響因素、反動與沖動級的最佳速比、最佳速比與汽輪機(jī)設(shè)計PBL基于問題的學(xué)習(xí)

1.基于速度三角形和噴嘴、動葉及余速損失的關(guān)系，分析速比是影響輪周效率的重要因素和存在著使輪周效率達(dá)到最大的速比。

2.對比分析沖動級和反動級在輪周效率與速比變化關(guān)系和最佳速比的特征。第三講最大流量與葉柵幾何參數(shù)設(shè)計1.3.1

葉柵通道的流量計算原理焓降決定流速和輪周功，流量決定級的功率，噴嘴、動葉(喉部）出口面積決定級的膨脹和通流能力流量計算方法理想流量加實(shí)際修正對出口面積為的噴嘴，其理想質(zhì)量流量為單位面積的流量決定于級的初參數(shù)和壓比出口面積為動葉，理想質(zhì)量流量第三講最大流量與葉柵幾何參數(shù)設(shè)計

流量系數(shù)與實(shí)際流量

流量系數(shù)流量系數(shù)與速度系數(shù)

因故

。

實(shí)際中，兩者分別由動能損失與流動試驗(yàn)求取，前者是速度分布的均方平均，后者是速度分布的算術(shù)平均，實(shí)測流量系數(shù)大于速度系數(shù)。簡化計算時，速度系數(shù)和流量系數(shù)取同值。52第三講最大流量與葉柵幾何參數(shù)設(shè)計濕蒸汽的流量系數(shù)大于1

濕蒸汽在降壓膨脹過程中部分蒸汽釋放汽化潛熱凝結(jié)為水、濕度增大，但因流速很快、傳熱速度相對滯后，汽化潛熱來不及傳給蒸汽，使蒸汽產(chǎn)生過冷，比容減小，從而導(dǎo)致實(shí)際流量大于理想流量的局面。在濕蒸汽區(qū)，流量系數(shù)通常按計算。1.3.2臨界與最大流量流動臨界壓力波在蒸汽中以音速傳播，當(dāng)漸縮噴嘴出口汽流速度達(dá)到當(dāng)?shù)匾羲贂r，背壓的擾動無法向前傳播，故最大出口流速僅為當(dāng)?shù)匾羲?。即第三講最大流量與葉柵幾何參數(shù)設(shè)計臨界壓比將喉部截面達(dá)到音速時為臨界狀態(tài)。對應(yīng)流道的進(jìn)、出口壓力比稱為臨界壓比(Criticalpressureratio)

。絕熱等熵臨界壓比過熱蒸汽飽和蒸汽臨界速度僅與進(jìn)口的初參數(shù)有關(guān)最大流量達(dá)到臨界時，喉部蒸汽參數(shù)不再改變，汽流速度也不再增加，其流量達(dá)到最大。第三講最大流量與葉柵幾何參數(shù)設(shè)計記住！最大流量僅與初參數(shù)有關(guān)。實(shí)際最大流量為理想最大流量乘流量系數(shù)，即流量比系數(shù)與橢圓公式流量比系數(shù)又稱彭臺門系數(shù)，同初參數(shù)時，通過流道的流量與其最大流量的比，用β表示。

即第三講最大流量與葉柵幾何參數(shù)設(shè)計速比與輪周效率.xls橢圓公式

彭臺門系數(shù)曲線近似于橢圓曲線，簡化計算，用橢圓公式近似。即流量計算方法先由初參數(shù)求得最大流量，然后由前后壓比計算彭臺門系數(shù)β，最后友情提醒！因存在著臨界和最大流量，計算流量時必須先計算壓比，并判定是否臨界第三講最大流量與葉柵幾何參數(shù)設(shè)計1.3.3斜切部分膨脹與超音速斜切部分膨脹

當(dāng)背壓低于臨界壓力時，A點(diǎn)的壓力擾動以音速向BC邊傳播，其前鋒到達(dá)D點(diǎn)，形成壓力為背壓的等壓線AD。蒸汽在AB與AD間壓差作用下在ABD所構(gòu)的漸擴(kuò)流道中偏轉(zhuǎn)繼續(xù)膨脹增速，使之達(dá)到超音速。第三講最大流量與葉柵幾何參數(shù)設(shè)計極限膨脹

當(dāng)特性線的前鋒與AC重合時，斜切部分的壓力分布再也不受噴嘴后壓力進(jìn)一步降低的影響，即斜切部分的膨脹能力全部用完。對應(yīng)壓力稱為極限膨脹壓力極限膨脹壓比斜切部分膨脹的大小決定于，故極限膨脹也決定于。汽流偏轉(zhuǎn)角斜切部分膨脹使蒸汽比容增大，汽流只有改變流動方向才可增大通流面積維持正常流動

第三講最大流量與葉柵幾何參數(shù)設(shè)計1.3.4葉柵幾何參數(shù)設(shè)計噴嘴尺寸設(shè)計功率決定流量，而流量決定葉柵高度

最小噴嘴高度葉高過小，葉頂和葉根的邊界層和漏汽影響很大，效率很低，通常要求噴嘴高度不小于11～15mm。增大葉高措施減小平均直徑、減小噴嘴出口角、降低噴嘴出口速度和采用部分進(jìn)汽。部分進(jìn)汽度e

工作噴嘴所占的圓周長度與全圓周長度之比，即第三講最大流量與葉柵幾何參數(shù)設(shè)計動、靜葉柵幾何參數(shù)

平均直徑，葉片高度l，葉柵節(jié)距t，葉柵寬度B，葉柵通道進(jìn)口寬度a,出口寬度a1和a2，葉型弦長b和出口邊厚度，出口汽流角一般地，在11°～17°；在20°～30°；通常設(shè)計情況下，

比略大2°～4°。在非設(shè)計工況下，和將隨工況而變。第三講最大流量與葉柵幾何參數(shù)設(shè)計動葉尺寸設(shè)計保證噴嘴出口蒸汽全部進(jìn)入動葉

蓋度動葉與噴嘴的高度差。葉頂蓋度和葉根蓋度1.3.5反動度的實(shí)現(xiàn)原理一定流量時，蒸汽膨脹決定于流道的形狀，故動、靜葉出口面積比是實(shí)現(xiàn)反動度的主要因素。沖動級噴嘴、動葉出口參數(shù)相近，因故61第三講最大流量與葉柵幾何參數(shù)設(shè)計反動級動葉中膨脹，，比容略大于噴嘴出口，故。隨壓力降低，比容增大較快，動、靜面積比增大。面積比與反動度

第三講最大流量與葉柵幾何參數(shù)設(shè)計沖動級的反動度確定反動度沿葉高的變化動、靜葉間隙中汽流切向運(yùn)動產(chǎn)生的離心力，使葉頂處的靜壓力高于葉根處，反動度沿葉高增大。近似地動葉平均直徑；h為自葉根的高度。沖動級葉根處反動度0.03～0.05

葉根處處于微漏汽狀態(tài)，防止隔板漏汽干擾動葉進(jìn)口的主流場沖動級的平均反動度隨葉高增大而增大第三講最大流量與葉柵幾何參數(shù)設(shè)計1.3.6蒸汽通過噴嘴時的流動分析小結(jié)第三講最大流量與葉柵幾何參數(shù)設(shè)計當(dāng)初參數(shù)一定時，逐漸降低背壓，出口汽流速度和流量增大。在背壓降至臨界壓力時，其后流量不再增大，但出口汽流角偏轉(zhuǎn)而增大；在背壓降至極限膨脹壓力時，出口汽流速度和出口汽流角不再增大。在流量和出口汽流角計算時，特別要注意判別是否達(dá)到臨界。第三講最大流量與葉柵幾何參數(shù)設(shè)計1.3.7本講小結(jié)本講所涉教材內(nèi)容PP10～13、PP27～30基本概念流量系數(shù)、臨界壓比、最大流量、流量比系數(shù)(即彭臺門系數(shù))、部分進(jìn)汽度、蓋度?；驹碜畲罅髁?、橢圓公式、斜切部分膨脹、反動度的實(shí)現(xiàn)基本公式流量公式、最大流量、橢圓公式強(qiáng)化掌握流量計算、葉柵幾何參數(shù)設(shè)計、不同壓比下流速、流量和出口汽流角的變化規(guī)律。PBL基于問題的學(xué)習(xí)

1.已知級初參數(shù)、終參數(shù)如何計算通過噴嘴或動葉的蒸汽量。

2.基于速度三角形分析動、靜面積比與級反動度間的關(guān)系。第三講最大流量與葉柵幾何參數(shù)設(shè)計例：汽輪機(jī)某級、、和。噴嘴為漸縮型，其出口面積。試計算：（1）通過噴嘴的實(shí)際流量(取流量系數(shù)0.97)；（2）當(dāng)時，通過噴嘴的流量又為多少？（3）如果噴嘴入口，則在（2）條件下噴嘴的流量？第三講最大流量與葉柵幾何參數(shù)設(shè)計解（1）由初終參數(shù)查蒸汽特性參數(shù)得，級理想焓降：噴嘴理想焓降：噴嘴出口理想焓值：查得噴嘴出口壓力：噴嘴最大理想流量：噴嘴的壓比：流量比系數(shù)：通過噴嘴的實(shí)際流量：（2）改變背壓后，第三講最大流量與葉柵幾何參數(shù)設(shè)計

級理想焓降：噴嘴理想焓降：噴嘴理想出口焓：噴嘴后壓力：噴嘴壓比：噴嘴為超臨界，此時流量為最大值，即（3）噴嘴進(jìn)口動能：進(jìn)口滯止焓：查得理想最大流量：由于是超臨界流動，計及進(jìn)口流速后通過噴嘴的流量為69汽輪機(jī)原理教學(xué)內(nèi)容與安排已知級初、終參數(shù)計算級產(chǎn)生的功率及所需的流量與葉片高度分配級的初、終參數(shù)，級以外的損失及軸向力平衡與汽封系統(tǒng)偏離設(shè)計工況時基于壓力的流量、功率估算及安全經(jīng)濟(jì)性分析汽輪機(jī)乏汽的凝結(jié)與低背壓的產(chǎn)生及其影響因素電站汽輪機(jī)的控制原理及控制系統(tǒng)汽輪機(jī)零部件的強(qiáng)度安全分析7071第一講級內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換與輪周功輸出72第四講級內(nèi)損失與級相對內(nèi)效率1.4.1級內(nèi)損失概述理想級

無端部邊界效應(yīng)平面直葉柵沒有泄漏損失沒有附加功耗理想級損失

葉型損失余速損失73第四講級內(nèi)損失與級相對內(nèi)效率實(shí)際級端部邊界環(huán)形葉柵低壓蒸汽夾水多處泄漏汽流角不一致葉輪摩擦耗功噴嘴部分進(jìn)汽

級內(nèi)損失葉高損失扇形損失泄漏損失葉輪摩擦損失濕汽損失部分進(jìn)汽損失撞擊損失74第四講級內(nèi)損失與級相對內(nèi)效率

級內(nèi)損失機(jī)理撞擊損失進(jìn)口汽流角偏離幾何進(jìn)口角濕汽損失濕蒸汽區(qū)水滴產(chǎn)生的損失漏汽損失靜葉(或隔板）、動葉端部間隙蒸汽泄漏部分進(jìn)汽損失噴嘴不均勻進(jìn)汽產(chǎn)生損失扇形損失葉根、葉頂不同徑葉高損失葉根、葉頂端部邊界葉輪摩擦損失葉輪高速旋轉(zhuǎn)摩擦耗功75第四講級內(nèi)損失與級相對內(nèi)效率1.4.2平面葉柵損失損失機(jī)理附面層摩擦損失附面層脫離渦流損失尾跡損失沖波損失受制因素葉片表面粗糙度、總面積、葉型、速度分布和動、靜葉的匹配性76第四講級內(nèi)損失與級相對內(nèi)效率1.4.3級內(nèi)損失葉高及二次流損失

端面摩擦損失和二次流損失葉高損失端部邊界層摩擦損失二次流損失二次流旋渦損失二次流

主流區(qū)的蒸汽彎曲流動產(chǎn)生的離心力，形成內(nèi)弧指向背弧壓力場，因端部邊界層內(nèi)流速低，內(nèi)弧壓力高于兩端部，在此壓差驅(qū)動下形成內(nèi)弧中部向兩端部流動。轉(zhuǎn)角、流速和端部邊界層是影響主要因素。小容量機(jī)組若采用超臨界參數(shù)蒸汽，因葉片高度過小、葉高損失過大、汽輪機(jī)效率低，機(jī)組效率反而不及低參數(shù)機(jī)組。771.4級內(nèi)損失與級相對內(nèi)效率第四講級內(nèi)損失與級相對內(nèi)效率78第四講級內(nèi)損失與級相對內(nèi)效率子午收縮葉型79第四講級內(nèi)損失與級相對內(nèi)效率二次流是與葉型損失同一量級的重大損失，是進(jìn)一步提高效率的主要障礙。增大葉高、后加載、小直徑、多級數(shù)、高反動度，以及基于F3D計算流體力學(xué)的馬刀形彎扭葉片成為當(dāng)今汽輪機(jī)設(shè)計的主流技術(shù)。80第四講級內(nèi)損失與級相對內(nèi)效率汽輪機(jī)葉型設(shè)計的進(jìn)化等截面直葉片變截面扭葉片變截面彎葉片(馬刀形葉片）81第四講級內(nèi)損失與級相對內(nèi)效率扇形損失沿葉高輪周速度不一致產(chǎn)生偏離最佳速比影響因素及大小徑高比，很小葉輪摩擦損失葉輪高速旋轉(zhuǎn)帶動蒸汽流動，在其兩側(cè)腔室形成渦流產(chǎn)生損失影響因素及大小葉輪面積和轉(zhuǎn)速的三次方，很小漏汽損失動、靜間隙的前、后壓差造成蒸汽泄漏泄漏點(diǎn)隔板與轉(zhuǎn)子、靜葉與動葉根部、動葉頂部損失及大小作功介質(zhì)減少和擾亂流場，約占總損失30%82第四講級內(nèi)損失與級相對內(nèi)效率輪式轉(zhuǎn)子鼓式轉(zhuǎn)子83第四講級內(nèi)損失與級相對內(nèi)效率84第四講級內(nèi)損失與級相對內(nèi)效率措施減小間隙，研發(fā)新型汽封，如可調(diào)汽封、刷型汽封、葉片型柔性接觸式等85第四講級內(nèi)損失與級相對內(nèi)效率86第四講級內(nèi)損失與級相對內(nèi)效率87第四講級內(nèi)損失與級相對內(nèi)效率部分進(jìn)汽損失鼓風(fēng)與斥汽損失，不均勻流場損失鼓風(fēng)損失非噴嘴弧段動葉鼓風(fēng)產(chǎn)生的能耗斥汽損失進(jìn)入噴嘴弧段排斥動葉內(nèi)滯蒸汽的能耗不均勻流場影響其后級的效率調(diào)節(jié)級部分進(jìn)汽88第四講級內(nèi)損失與級相對內(nèi)效率部分進(jìn)汽級必為沖動級部分進(jìn)汽時，如果動葉前后有顯著壓差，在噴嘴弧段的兩側(cè)產(chǎn)生側(cè)向泄漏流動，破壞流場，并且產(chǎn)生與動葉旋轉(zhuǎn)方向相反的作用力，造成損失。故沖動級的優(yōu)點(diǎn)是可以采用部分進(jìn)汽。部分進(jìn)汽優(yōu)化在非噴嘴弧段設(shè)置防風(fēng)罩，減小鼓風(fēng)損失；部分進(jìn)汽損失與葉高損失及葉片強(qiáng)度作綜合優(yōu)化，合理選取部分進(jìn)汽度。89第四講級內(nèi)損失與級相對內(nèi)效率濕汽損失濕蒸汽中的水滴運(yùn)動產(chǎn)生的損失濕汽級火電機(jī)組排汽濕度隨主蒸汽壓力升高而增大，末級或末二級為濕汽級；核電機(jī)組為濕蒸汽汽輪機(jī)，高壓和低壓末數(shù)級為濕汽級。超臨界壓力機(jī)組的排汽濕度大于亞臨界機(jī)組。90第四講級內(nèi)損失與級相對內(nèi)效率濕汽損失剝離水膜和加速水滴；水滴撞擊葉片產(chǎn)生制動；水滴破碎擾亂流場。正比于濕度。降低濕汽損傷的措施

捕水與吸水蜂窩汽封先進(jìn)材料與處理工藝，增強(qiáng)葉片抗水蝕的能力，如激光淬火。91第四講級內(nèi)損失與級相對內(nèi)效率

92第四講級內(nèi)損失與級相對內(nèi)效率核電汽輪機(jī)93第四講級內(nèi)損失與級相對內(nèi)效率撞擊損失變工況時進(jìn)口汽流角偏離幾何角所產(chǎn)生的損失新型設(shè)計，偏離角在內(nèi)損失很小94第四講級內(nèi)損失與級相對內(nèi)效率

級內(nèi)損失匯總95第四講級內(nèi)損失與級相對內(nèi)效率96第四講級內(nèi)損失與級相對內(nèi)效率損失的特征互補(bǔ)性葉高損失與部分進(jìn)汽損失，葉高損失與扇形損失，通過優(yōu)化選擇使總損失減小局部性部分進(jìn)汽損失，濕汽損失，撞擊損失主導(dǎo)損失葉型損失、漏汽損失和二次流損失占總損失的90%以上，開發(fā)新型葉型與汽封，是進(jìn)一步提高和維持汽輪機(jī)效率的奮斗目標(biāo)

97第四講級內(nèi)損失與級相對內(nèi)效率GE沖動式汽輪機(jī)級損失的典型分布98第四講級內(nèi)損失與級相對內(nèi)效率1.4.4級內(nèi)功率與相對內(nèi)效率級熱力過程線級相對內(nèi)效率級內(nèi)功率99第四講級內(nèi)損失與級相對內(nèi)效率1.4.5級的最佳速比最佳速比級內(nèi)損失中有正比于和的項(xiàng)，增大速比將使級損失增大，故級效率為最高的速比必然較輪周效率最高的最佳速比要小。這樣使級的焓降增大，減少機(jī)組的級數(shù)。通常，復(fù)速級；沖動級；反動級。論文：沖動級與反動級之比較要求：

(a)字?jǐn)?shù)2500

(b)從熱力過程、結(jié)構(gòu)、最佳速比、各項(xiàng)損失等方面作全面對比分析，歸納、總結(jié)各自的長處和不足。

(c)格式規(guī)范，理論正確，分析透徹，觀點(diǎn)鮮明，結(jié)論明確。100第五講彎扭葉片的現(xiàn)代設(shè)計與原理1.5.1一元流動模型存在的不足

輪周速度沿葉高不一致使葉頂和葉根處偏離最佳速比。在一定時，動葉進(jìn)口角偏離設(shè)計進(jìn)口角，造成撞擊損失；動葉出口角沿葉高變化造成流場扭曲，惡化下級的進(jìn)汽狀態(tài)。節(jié)距沿葉高不一致偏離最佳值使輪周效率下降。101第五講彎扭葉片的現(xiàn)代設(shè)計與原理沿葉高反動度增大噴嘴出口汽流切向運(yùn)動產(chǎn)生的離心力，在動、靜葉間隙中形成頂部高、根部低的壓力分布。動葉噴嘴102第五講彎扭葉片的現(xiàn)代設(shè)計與原理汽流參數(shù)沿葉高變化汽流切向運(yùn)動產(chǎn)生的離心力，使反動度沿高增大，且在動、靜葉間隙中形成徑向流動，干擾主汽流造成損失。端部邊界的附面層不僅產(chǎn)生摩擦損失，并且產(chǎn)生的二次流使有限高度的葉片通道流場嚴(yán)重偏離一元模型端部漏汽影響主流流場，103第五講彎扭葉片的現(xiàn)代設(shè)計與原理104第五講彎扭葉片的現(xiàn)代設(shè)計與原理105第五講彎扭葉片的現(xiàn)代設(shè)計與原理1.5.2葉柵通道的實(shí)際流動和簡化流動模型實(shí)際流動在子午面和繞轉(zhuǎn)子軸線Z回轉(zhuǎn)面內(nèi)的合成運(yùn)動。子午面：通過轉(zhuǎn)子軸線Z的平面；回轉(zhuǎn)面：通過軸線Z的旋轉(zhuǎn)面。實(shí)際汽流速度是子午速度與回轉(zhuǎn)速度的矢量和，即。106第五講彎扭葉片的現(xiàn)代設(shè)計與原理又可將子午速度分解為軸向分速度和徑向分速度，從而有徑向平衡簡化模型動、靜葉軸向間隙中汽流微元體上的徑向力①靜壓力②繞Z軸切向運(yùn)動產(chǎn)生的離心力，方向向外，即。③子午速度離心力的徑向分量，方向向內(nèi)，即。④子午慣性(科氏)力的徑向分量，方向向內(nèi)，即，1071.5扭長葉片的現(xiàn)代設(shè)計與原理1081.5扭長葉片的現(xiàn)代設(shè)計與原理軸向間隙汽流運(yùn)動的完全徑向平衡方程上述方程描述了軸向間隙中流體壓力、切向分速度及流線形狀沿葉高的分布規(guī)律。只要給出一定的附加約束條件，即可求得軸向間隙內(nèi)壓力、速度分布。不同的附加約束條件，形成不同的流型，從而得到不同形成的扭葉片。最簡單的計算模型為簡單徑向平衡模型，認(rèn)為動、靜葉軸向間隙中為柱形流動模式，即認(rèn)為子午速度中的徑向分量為零。簡單徑向平衡方程

在無旋流、軸向分速度沿葉高不變定解條件下，求解得1091.5扭長葉片的現(xiàn)代設(shè)計與原理在理想等環(huán)流簡單徑向平衡模型下，噴嘴的焓降隨葉高下降；噴嘴出口角、動相對進(jìn)口角和動葉絕對出口角隨葉高增大，其中動葉相對進(jìn)口角增加最快；動葉相對出口角隨葉高減小；反動度隨葉高增大。1101.5扭長葉片的現(xiàn)代設(shè)計與原理完全徑向平衡與可控渦設(shè)計思想：簡單徑向平衡各流型得到的反動度沿葉高變化過大的主要原因，在于汽流切向速度所產(chǎn)生的離心力完全靠徑向靜壓差來平衡。事實(shí)上，子午速度產(chǎn)生的離心力和慣性力在徑向方向上，具有平衡切向速度產(chǎn)生離心力的能力，可以減小徑向靜壓梯度，從而減緩反動度沿葉高的快速變化。這就是完全徑向平衡流型設(shè)計所要解決的問題，可控渦流型就是基于完全徑向平衡方程，組織葉柵通道中的流線，控制靜壓和反動度沿葉高的變化，提高根部的反動度，改進(jìn)葉根處的氣動特性；降低頂部的反動度，減少葉頂漏汽損失；降低平均反動度，增大級的作功能力。粘性、可壓縮流體的三維流場計算，是基于Navier-Stokes方程，在葉柵通道和軸向間隙中，建立圓柱坐標(biāo)系下的三維積分方程，采用有限差分法，求出葉柵通道空間各點(diǎn)的起始壓力場和速度場，由此求得沿葉高各截面的反動度和作功能力。1111.5扭長葉片的現(xiàn)代設(shè)計與原理在可壓縮三維流場計算中，亞音速區(qū)為橢圓方程，而在超音速區(qū)為雙曲方程。數(shù)值計算時，橢圓方程通常用中心差分法，而雙曲方程用后差法。在汽輪機(jī)低壓缸通流部分計算中，存在著跨音區(qū)的問題，為有效地將橢圓方程和雙曲方程差分計算融合在一起，英國學(xué)者提出了時間推進(jìn)法(timematching)，引入了時間變量，將原來定常計算問題轉(zhuǎn)變?yōu)榉嵌▎栴}，由此將跨音區(qū)的方程統(tǒng)一為拋物線方程，大大提高了計算效率。計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，使透平機(jī)械葉柵通道的三維流場設(shè)計成為現(xiàn)實(shí)，極大縮短了新葉型的研制、開發(fā)周期，降低了研制成本，提高了設(shè)計效率。例如：為減小噴嘴的二次流損失，推出了后彎葉型；再如：為進(jìn)一步控制反動度沿葉高的變化，推出了葉片前傾安裝的模式。112本章小結(jié)原理：熱力勢能蒸汽動能(膨脹)

轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)機(jī)械能(動量轉(zhuǎn)換)

噴嘴動葉隔板或葉片持環(huán)葉輪或輪轂基本概念與定義滯止參數(shù)反動度速度系數(shù)流量系數(shù)噴嘴損失動葉損失臨界壓比臨界流量流量比系數(shù)斜切部分膨脹汽流偏轉(zhuǎn)角極限膨脹壓力極限膨脹壓比輪周功率輪周理想能量輪周效率余速損失余速利用系數(shù)假想速度速比假想速比最佳速比葉高損失二次流損失扇形損失葉輪摩擦損失漏汽損失部分進(jìn)汽損失(鼓風(fēng)、斥汽損失)濕汽損失撞擊損失原理與機(jī)理分析113本章小結(jié)級蒸汽膨脹熱力過程線，反動度為零、大于零、小于零三種特殊情況下噴嘴、動葉及下級進(jìn)口的狀態(tài)點(diǎn)114115第二章多級汽輪機(jī)與汽輪機(jī)裝置研究內(nèi)容基于優(yōu)化設(shè)計原則，分析汽輪機(jī)通流部分結(jié)構(gòu)、熱力參數(shù)變化特征和級內(nèi)損失外的其它損失，研究轉(zhuǎn)子的軸向推力與平衡技術(shù)、軸端漏汽的計算和軸封系統(tǒng)設(shè)計方法。重點(diǎn)掌握基于最佳速比與反動度設(shè)計原則，分析通流部分結(jié)構(gòu)與熱力變化特征和主要損失分布。進(jìn)、排汽損失機(jī)理和減小方法，汽輪機(jī)各種效率表示方法。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的軸向推力及影響因素，軸向推力平衡方法。汽封漏汽計算原理與方法，防止空氣內(nèi)漏、蒸汽外泄的軸封系統(tǒng)設(shè)計思想與方法。2.1.1

多級汽輪機(jī)的優(yōu)勢循環(huán)效率高實(shí)現(xiàn)抽汽回?zé)岷椭虚g再熱提高能量利用率

余速和前級損失得到二次利用相對內(nèi)效率高合理分配各級焓降，在最佳速比附近工作；結(jié)構(gòu)合理級平均焓降減小，通過分流合理選取平均直徑，控制葉片高度和平均轉(zhuǎn)子軸向推力；大型化降低單位功率的投資、建設(shè)成本。第一講多級汽輪機(jī)的特點(diǎn)重?zé)岷椭責(zé)嵯禂?shù)重?zé)釞C(jī)理等壓線沿熵增方向擴(kuò)張，等壓線間的理想焓降隨熵增而增大。使各級理想焓降之和大于整機(jī)理想焓降。其本質(zhì)是前級損失被后級部分利用。重?zé)嵯禂?shù)各級理想焓降之和大于整機(jī)理想焓降的增量與整機(jī)理想焓降的比，即重?zé)嵋該p失為代價，減小損失、避免重?zé)?，提高效率第一講多級汽輪機(jī)的特點(diǎn)第一講多級汽輪機(jī)的特點(diǎn)級外損失汽門壓損連通管壓損排汽損失軸封與門桿漏汽機(jī)械損失第一講多級汽輪機(jī)的特點(diǎn)2.1.2

進(jìn)、排汽損失

新蒸汽經(jīng)主汽門和調(diào)節(jié)汽門進(jìn)入汽輪機(jī)，膨脹作功后由高壓缸排出，回到鍋爐再熱器中再熱，又經(jīng)中壓主汽門和中壓調(diào)節(jié)汽門進(jìn)入中壓缸，膨脹作功后再經(jīng)連通管進(jìn)入低壓缸，再由低壓缸排汽口排至凝汽器。蒸汽在管道及調(diào)門中沿程摩擦、轉(zhuǎn)向和渦流損失，歸結(jié)為進(jìn)汽、排汽損失兩部分。進(jìn)汽損失

蒸汽的進(jìn)汽機(jī)構(gòu)通道上流動過程簡化為絕熱等焓過程。進(jìn)汽損失定義為由進(jìn)汽機(jī)構(gòu)流動損失所產(chǎn)生的整機(jī)理想焓降減小的部分。為計算方便，通常用壓損占新汽壓力的百分?jǐn)?shù)來表示，損失的大小取決于汽流速度和主汽門及調(diào)門的空氣特性。對高壓進(jìn)汽部分，壓損。第一講多級汽輪機(jī)的特點(diǎn)Westinghouse600MW汽輪機(jī)高壓主汽門第一講多級汽輪機(jī)的特點(diǎn)第一講多級汽輪機(jī)的特點(diǎn)對于再熱管道及再熱器，壓損。排汽損失排汽部分通常做成蝸殼擴(kuò)散式，并內(nèi)裝導(dǎo)流環(huán)，盡可能使排汽的余速動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ埽a(bǔ)償流動產(chǎn)生的損失。排汽管內(nèi)的流動主要表現(xiàn)為流動壓降損失、動能損失轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎徒邓贁U(kuò)壓。排汽損失通常用汽輪機(jī)未級動葉出口靜壓與凝汽器喉部靜壓差表示。由能量平衡得排汽總損失進(jìn)入凝汽器的蒸汽動能和排汽通道的流動壓力損失。即靜壓恢復(fù)系數(shù)排汽通道出口、進(jìn)口靜壓差與末級動葉出口蒸汽動能之比。即第一講多級汽輪機(jī)的特點(diǎn)能量損失系數(shù)排汽通道總損失與末級動葉出口蒸汽動能之比。即由可知：當(dāng)，回收壓頭正好補(bǔ)償流動損失壓頭；當(dāng)，余速動能全部轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓頭；當(dāng)，部分汽流動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?；?dāng)，擴(kuò)壓回收的壓力不足以彌補(bǔ)沿程阻力損失。末級排汽損失與末級葉高及排汽口數(shù)排汽速度決定于排汽面積

第一講多級汽輪機(jī)的特點(diǎn)在一定排汽量和排汽壓力下，增大排汽面積，是減小排汽余速動能損失的有效措施。排汽壓力與環(huán)境條件及冷卻方式有關(guān)低壓末級排汽比容隨壓力變化很大，故排汽面積的選型與排汽壓力的關(guān)聯(lián)性很強(qiáng)。南方、江淮和北方的年平均環(huán)境溫度差異較大，南方機(jī)組排汽壓力高、排汽比容小，北方相反。第一講多級汽輪機(jī)的特點(diǎn)增大排汽面積增大平均直徑轉(zhuǎn)子大型化增大葉高開發(fā)長或超長末級葉片，三菱公司已開發(fā)出鋼制60吋3000rpm末級葉片，末端線速度730m/s平均直徑與葉高同步增長優(yōu)化，效率最高增加排汽口數(shù)雙排汽、四排汽、六排汽和八排汽。軸向長度增大，建設(shè)費(fèi)用增多冬春與夏秋季環(huán)境溫度差異較大，排汽損失也顯不同。開式循環(huán)與閉式循環(huán)、水冷與空冷，排汽壓力也有不同。第一講多級汽輪機(jī)的特點(diǎn)2.1.3性能評價指標(biāo)汽輪機(jī)性能評價指標(biāo)分絕對效率和相對效率兩種。以整機(jī)理想焓降為基礎(chǔ)的效率是相對效率，而以單位質(zhì)量蒸汽在熱力循環(huán)中所吸收熱量為基礎(chǔ)的效率是絕對效率。相對效率又分整機(jī)相對內(nèi)效率和缸相對內(nèi)效率相對內(nèi)效率有效焓降與理想焓降之比，絕對內(nèi)效率有效焓降與循環(huán)吸熱量之比，循環(huán)熱效率理想焓降與循環(huán)吸熱量之比，顯然，，提高絕對內(nèi)效率的途徑是增大循環(huán)熱效率和相對內(nèi)效率。機(jī)械效率汽輪機(jī)軸端輸出功率與內(nèi)功率之比，2.2進(jìn)排汽損失和機(jī)組性能評價2.2進(jìn)排汽損失和機(jī)組性能評價機(jī)械效率描述了軸承摩擦、主油泵等的功率消耗。發(fā)電機(jī)效率發(fā)電機(jī)功率輸出與汽輪機(jī)軸端功率之比，發(fā)電機(jī)損失主要是機(jī)械損失(機(jī)械摩擦和風(fēng)扇功耗)和電氣損失(勵磁功耗、鐵損、銅損)。汽輪發(fā)電機(jī)組相對電效率汽輪發(fā)電機(jī)組絕對電效率汽耗率機(jī)組發(fā)出1kW·h電量所消耗的蒸汽量，用下式表示汽耗率并不能完整地表示機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)劣?；?zé)岢槠麢C(jī)組的汽耗率大于非回?zé)岢槠麢C(jī)組，但前者的循環(huán)效率高于后者。熱耗率機(jī)組發(fā)出1kW·h電量所消耗的熱量，用下式表示2.2進(jìn)排汽損失和機(jī)組性能評價對中間再熱機(jī)組，煤耗率機(jī)組發(fā)出1kW·h電量所消耗的標(biāo)煤量(標(biāo)準(zhǔn)煤g/kW·h）。(1kg標(biāo)準(zhǔn)煤發(fā)熱量為7000kcal)。發(fā)電煤耗、供電煤耗。目前，國際上汽輪發(fā)電機(jī)組的絕對電效率最高達(dá)到42.7%。2.1多級汽輪機(jī)的特點(diǎn)2.1.4多級汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作特征葉高逐級增大，且增大率隨壓力降低而增大葉高增大蒸汽膨脹，壓力和溫度降低，使比容及容積流量增大，導(dǎo)致沿蒸汽膨脹流程的通流面積增大，葉高和平均直徑增大蒸汽比容與壓力平方成反比葉高沿膨脹流程變化逐漸增大，高壓級變化不大，中壓級變化加大，低壓級變化很大2.1多級汽輪機(jī)的特點(diǎn)壓力下降蒸汽膨脹比容增大

vG增大葉片高度增大平均直徑增大輪周速度增大級焓降增大反動度增大葉高及平均直徑變化：高壓缸較小，中壓缸較大，低壓缸很大2.1

多級汽輪機(jī)的特點(diǎn)焓降逐級增大最佳速比是決定于級焓降分配。隨蒸汽膨脹，容積流量增大，葉片高度和平均直徑增大，伴隨焓降逐級增大。低壓級更容易達(dá)到臨界或超臨界隨蒸汽膨脹，音速下降，與此同時級焓降增大，汽流速度上升，更容易使汽流速度達(dá)到音速。反動度逐級增大葉高增大(除抽汽引起級流量減小外)，在葉根取一定反動度下，平均直徑處的反動度隨葉高增大，故反動度呈逐級增大態(tài)勢。性能趨勢比容增大，漏汽損失呈逐級下降；葉高增2.1多級汽輪機(jī)的特點(diǎn)大，二次流損失呈下降趨勢，但葉型損失相對增大。對中間再熱機(jī)組，漏汽及二次流損失較大，加上調(diào)節(jié)級部分進(jìn)汽，高壓缸效率最低，中壓缸的工況較好，故效率最高。葉型2.1多級汽輪機(jī)的特點(diǎn)2.1多級汽輪機(jī)的特點(diǎn)

小直徑、高反動度、多級數(shù)、低功率密度是超超臨界超大容量汽輪機(jī)的技術(shù)主流第二講軸向力平衡與軸封系統(tǒng)2.2.1軸向力的計算動量變化產(chǎn)生的汽流力反動度產(chǎn)生的壓差力兩側(cè)壓差產(chǎn)生的軸向力轉(zhuǎn)子凸肩上的軸向力第二講軸向力平衡與軸封系統(tǒng)泵浦(pumping)效應(yīng)抽汽效應(yīng)其中，動葉根部漏汽量按不可壓縮流體計算，即

葉根軸向間隙靜壓、抽汽、泵浦效應(yīng)的等效壓差。抽汽效應(yīng)噴嘴的高速汽流,在葉根處對隔板與葉輪間腔室內(nèi)的蒸汽產(chǎn)生抽吸作用，其效應(yīng)增大了腔室中的壓力。泵浦(pumping)效應(yīng)高速旋轉(zhuǎn)的葉輪,帶動周圍蒸汽旋轉(zhuǎn)，蒸汽離心力產(chǎn)生指向葉根的徑向運(yùn)動，增大了葉根兩側(cè)的壓差。第二講軸向力平衡與軸封系統(tǒng)2.3多級汽輪機(jī)的軸向力及其平衡壓力反動度

壓力反動度小于焓降反動度葉輪反動度泵浦效應(yīng)反動度抽汽效應(yīng)反動度第二講軸向力平衡與軸封系統(tǒng)從而有即通過流量平衡求得。2.2.2軸向推力的平衡平衡方法高、中壓缸對置和低壓缸對稱反流布置，設(shè)置平衡活塞。沖動式汽輪機(jī)輪式轉(zhuǎn)子，且在葉輪上設(shè)置平衡孔反動式汽輪機(jī)高、中壓采用鼓式轉(zhuǎn)子，且在高、中壓轉(zhuǎn)子上設(shè)置平衡活塞。第二講軸向力平衡與軸封系統(tǒng)第二講軸向力平衡與軸封系統(tǒng)第二講軸向力平衡與軸封系統(tǒng)Westinghouse600MW汽輪機(jī)高壓缸第二講軸向力平衡與軸封系統(tǒng)2.2.3汽封漏汽計算汽封隔板汽封、葉根及葉頂汽封、軸端汽封和門桿汽封。型式曲徑式汽封，平齒汽封、蜂窩式。變間隙汽封，接觸式汽封，可磨式汽封，保護(hù)式第二講軸向力平衡與軸封系統(tǒng)第二講軸向力平衡與軸封系統(tǒng)第二講軸向力平衡與軸封系統(tǒng)原理蒸汽流經(jīng)汽封片孔口時節(jié)流加速，然后在腔室中產(chǎn)生渦流，將汽流動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。壓力逐級降低，流速逐級增大。如果出現(xiàn)臨界流動，只可能發(fā)生在最后一道汽封片。計算原理分亞臨界和臨界2種情況亞臨界不可壓縮流動方程，通過孔口的流速對應(yīng)的流量為由等焓關(guān)系得腔室壓力與前后壓差由遞推關(guān)系得亞臨界時通過汽封的蒸汽量臨界最后一道孔口臨界，通過最后一道孔口的臨界漏汽流量為其余為亞臨界，由前亞臨界漏汽計算得末道前壓力判定是否臨界的準(zhǔn)則第二講軸向力平衡與軸封系統(tǒng)因而，漏汽量臨界壓比與汽封齒數(shù)有關(guān)，齒數(shù)愈多，臨界壓比愈小。亞臨界的漏汽量小于臨界工況。減小漏量的措施應(yīng)采用小的汽封間隙和增加汽封齒數(shù)，以及采用新型高效汽封。流量系數(shù)流量系數(shù)決定于汽封的結(jié)構(gòu)形狀，對曲徑式汽封有一組試驗(yàn)曲線，對光軸則還應(yīng)加上一個修正系數(shù)。減小流量系數(shù)的途徑是增大汽封腔室的動能損耗。2.4.2軸封系統(tǒng)作用

在任何運(yùn)行工況下保證蒸汽不外泄、空氣不內(nèi)漏，同時回收泄漏蒸汽的熱能和組織汽流冷卻的轉(zhuǎn)子軸端。系統(tǒng)組成軸封系統(tǒng)由軸封、供汽母管及均壓箱、軸封調(diào)節(jié)器、軸封加熱器和軸封抽汽器等組成。軸封系統(tǒng)的型式有外供汽式和自第二講軸向力平衡與軸封系統(tǒng)第二講軸向力平衡與軸封系統(tǒng)第二講軸向力平衡與軸封系統(tǒng)密封式兩種，不同制造廠采用不同的軸封系統(tǒng)和軸封汽流組織方式。軸封分成多段多室，與大氣環(huán)境接近的腔室的壓力由抽汽器或風(fēng)機(jī)維持略低于大氣壓力，緊鄰的腔室壓力由壓力調(diào)節(jié)器維持略高于大氣壓力，從而保證蒸汽不外泄、空氣不內(nèi)漏。高壓缸因壓力較高，軸封的段數(shù)較多，其中高壓段的漏汽被引作回?zé)岢槠?。自密封式軸封系統(tǒng)軸封主要由三段二室組成。高負(fù)荷運(yùn)行時，低壓軸封的供汽來自于高壓軸封的漏汽，高壓漏汽經(jīng)噴水減溫后進(jìn)入低壓軸封；低負(fù)荷時，軸封汽由外部提供。優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)簡單；缺點(diǎn)：不能充分冷卻高、中壓缸高溫軸端。外供汽式軸封系統(tǒng)高、中缸高溫端軸封由多(大于3）段多室組成，部分漏汽被引至低壓加熱器。低壓軸封的供汽來自于輔助蒸汽系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)：低溫輔助蒸汽對高、中壓段高溫軸端起到冷卻作用；缺點(diǎn)：系統(tǒng)復(fù)雜。第二講軸向力平衡與軸封系統(tǒng)第二講軸向力平衡與軸封系統(tǒng)AB風(fēng)機(jī)噴水減溫第二講軸向力平衡與軸封系統(tǒng)第2章多級汽輪機(jī)小結(jié)研究內(nèi)容基本概念基本方法和基本思路主要計算公式第3章汽輪機(jī)非設(shè)計工況的運(yùn)行特性

任務(wù)

研究偏離參考工況(如設(shè)計工況)運(yùn)行時級或級組流量與壓力及溫度相對于參考工況的變化，以及由此產(chǎn)生的反動度、內(nèi)功率、效率和軸向推力等的改變，評估這些變化對機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響。方法

基于級或級組的壓力——流量關(guān)系，由參考工況下級或級組的壓力、流量計算出偏離參考工況的壓力、流量。核心內(nèi)容級或級組的壓力——流量特性第一講級與級組非設(shè)計工況時的運(yùn)行特性

3.1噴嘴非設(shè)計工況運(yùn)行特性基本關(guān)系最大流量僅與初參數(shù)有關(guān)初參數(shù)不變最大流量不變初、終參數(shù)變化最大流量改變第一講級與級組非設(shè)計工況時的運(yùn)行特性流量網(wǎng)、流量錐描述了初、終參數(shù)改變時，相對于最大工況的流量相對變化。第一講級與級組非設(shè)計工況時的運(yùn)行特性3.2.1級的壓力—流量特性

臨界工況工況變化前、后噴嘴或動葉均為臨界，級的流量僅與進(jìn)口初參數(shù)有關(guān)。噴嘴臨界變化前后噴嘴均臨界，級后壓力變化不影響噴嘴流量，僅與噴嘴前參數(shù)有關(guān)。動葉臨界變化前后動葉均臨界，級后壓力變化不影響動葉流量，僅與噴嘴前參數(shù)有關(guān)。對動葉面積為A動葉進(jìn)口處，蒸汽由滯止等熵膨脹到非滯止?fàn)顟B(tài)，則工況變化前、后流量第一講級與級組非設(shè)計工況時的運(yùn)行特性

對噴嘴亞臨界工況變化前后噴嘴、動葉均為亞臨界假想流量整級膨脹發(fā)生在噴嘴中第一講級與級組非設(shè)計工況時的運(yùn)行特性真實(shí)流量

流量、壓力關(guān)系

級臨界壓比注意：!!!簡化模型比容變化較小、反動度基本不變，并略去小量第一講級與級組非設(shè)計工況時的運(yùn)行特性混合工況對工況變化前后臨界狀態(tài)發(fā)生變化，以臨界工況為分界點(diǎn)，作分步計算。級變工況特性小結(jié)

臨界亞臨界3.2.2級組的壓力—流量特性級組

由前后串聯(lián)排列、流量相等的若干級組成臨界工況

級組內(nèi)只要有一列葉柵(噴嘴或動葉)達(dá)到臨界時，則該級組為臨界工況。否則，為亞臨界工況。stodola試驗(yàn)上世紀(jì)20年代初，在一臺4000rpm、8級反動式汽輪機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，研究非設(shè)計工況下流量、功率與初壓、背壓的對應(yīng)關(guān)系低背壓時，機(jī)組的流量近似正比于初壓，且中間級的級前壓力正比例于初壓；電功率近似正比于初壓；第一講級與級組非設(shè)計工況時的運(yùn)行特性stodola試驗(yàn)的數(shù)學(xué)描述低背壓時，級組的流量正比于初壓，即；考慮溫度變化的影響，則初壓不變、高背壓變化時，流量與背壓呈橢圓關(guān)系；反之，背壓不變時，則流量與初壓呈雙曲線關(guān)系。高背壓變化時第一講級與級組非設(shè)計工況時的運(yùn)行特性高背壓下初壓變化時Flugel公式級組臨界級組中只要有1個噴嘴或動葉達(dá)到臨界。調(diào)節(jié)級噴嘴低負(fù)荷和低壓末級組高負(fù)荷容易達(dá)到臨界。臨界工況臨界級第一講級與級組非設(shè)計工況時的運(yùn)行特性亞臨界工況基于單級亞臨界關(guān)系作遞推，在各級初溫相對變化相等假設(shè)下，得

依次類推，級組臨界工況時的壓力、流量特性第一講級與級組非設(shè)計工況時的運(yùn)行特性

前一級為亞臨界Flugel公式的應(yīng)用使用條件亞臨界通流面積不變級組中各級流量相等，且蒸汽充滿流道級數(shù)足夠多(4～5級以上)單級與多級組流量——壓力關(guān)系第一講級與級組非設(shè)計工況時的運(yùn)行特性Flugel公式的推廣應(yīng)用非調(diào)整抽汽回?zé)峒壗M非調(diào)整抽汽級組的抽汽量通常比例于主流流量，即

對這2個級組分別用Flugel公式，得第一講級與級組非設(shè)計工況時的運(yùn)行特性通流面積按比例變化因均勻性結(jié)垢使通流面積按比例減小時，按可比的單位面積流量進(jìn)行計算。例：某凝汽式汽輪機(jī)，額定蒸汽流量為132.6t/h，調(diào)節(jié)級汽室壓力為1.67MPa。當(dāng)機(jī)組流量降為90t/h時，試問此時調(diào)節(jié)級汽室的壓力為多少？又，壓力級結(jié)垢通流面積減少5%后，蒸汽量90t/h下調(diào)節(jié)級汽室壓力是多少？分析思路將通流部分分為調(diào)節(jié)級和其后的壓力級；凝汽式意味著背壓遠(yuǎn)低于初壓。第一講級與級組非設(shè)計工況時的運(yùn)行特性級數(shù)增、減時流量和壓力關(guān)系實(shí)際應(yīng)用中，因某種需要拆除某個級，此時要求分析拆除后對一些級的強(qiáng)度的影響。對這類綜合應(yīng)用問題，分析的原則是合理劃分級組，從結(jié)構(gòu)沒有改變的級組開始計算。解：(1)對壓力級，不計背壓和溫度變化的影響。有(2)結(jié)垢后通流面積減少5％，則第一講級與級組非設(shè)計工況時的運(yùn)行特性例如：某凝汽式汽輪機(jī)共有10級，第6級因故障被迫拆除。試問拆除后若流量仍為設(shè)計值，則調(diào)節(jié)級汽室的壓力變化多少？哪個級所受影響最大？級次調(diào)節(jié)2345678910級后壓力1.176MPa0.862MPa0.612MPa0.426MPa0.282MPa0.179MPa0.104MPa62.2kPa32.3kPa4.9kPa分析：將結(jié)構(gòu)不變的級分為一組。解：本例分為3個級組，第I級組是調(diào)節(jié)級到第5級，第II級為第6級，第III級組為第7～10級。

(1)拆除第6級后，因流量沒變，故第III級組前的壓力不會變化。第I級組后壓力由原0.282MPa變?yōu)?.179MPa，第一講級與級組非設(shè)計工況時的運(yùn)行特性由級組壓力、流量特性關(guān)系求調(diào)節(jié)級后壓力變化(2)顯然，在拆除第6級后，對調(diào)節(jié)級汽室的影響較小，受影響最大者為第5級，因?yàn)榧吹?級的壓差由0.144MPa上升到0.18559MPa，約增大28.9%。離第6級越遠(yuǎn)，所受影響就越小。第一講級與級組非設(shè)計工況時的運(yùn)行特性主蒸汽流量的虛擬測量

主蒸汽流量用孔板或噴管測量，產(chǎn)生節(jié)流損失，對600MW機(jī)組，估計一年損失500,000$

基于汽輪機(jī)級組壓力、流量關(guān)系，實(shí)現(xiàn)主蒸汽流量的虛擬測量第一講級與級組非設(shè)計工況時的運(yùn)行特性案例2：安徽某廠125MW機(jī)組，額定工況調(diào)節(jié)級后壓力、溫度為8.4MPa、493℃?，F(xiàn)110MW時調(diào)節(jié)級后壓力、溫度為8.6MPa、496℃，試問是否正常？汽輪機(jī)內(nèi)發(fā)生了什么？第一講級與級組非設(shè)計工況時的運(yùn)行特性第二講功率調(diào)節(jié)與配汽方式汽輪機(jī)配汽改變汽輪機(jī)的進(jìn)汽量和焓降,實(shí)現(xiàn)功率輸出變化。主要方式節(jié)流配汽、噴嘴配汽、滑壓配汽、過負(fù)荷閥配汽和補(bǔ)汽(旁通)配汽3.3.1節(jié)流配汽原理利用調(diào)節(jié)汽閥節(jié)流降壓改變進(jìn)汽量和焓降特點(diǎn)通流部分結(jié)構(gòu)不變和效率及熱狀態(tài)基本不變，機(jī)構(gòu)簡單，但節(jié)流損失大，總熱效率低調(diào)門后壓力節(jié)流溫度基本不變3.3.2噴嘴配汽原理多個調(diào)節(jié)汽門順序開啟改變進(jìn)汽量，僅有一個調(diào)門節(jié)流提高效率特點(diǎn)部分進(jìn)汽調(diào)節(jié)級，多個調(diào)門，部分節(jié)流理想焓降基本不變，效率高，調(diào)節(jié)級后溫度變化大節(jié)流效率與功率第二講功率調(diào)節(jié)與配汽方式第二講功率調(diào)節(jié)與配汽方式第二講功率調(diào)節(jié)與配汽方式調(diào)門后壓力調(diào)節(jié)級后壓力噴嘴后壓力調(diào)節(jié)級的特點(diǎn)：部分進(jìn)汽，沖動級，反動度近似為零噴嘴后的壓力相等全開調(diào)門噴嘴前(即調(diào)門后)的壓力相等部分開啟調(diào)門后的壓力可各不相等未開調(diào)門后的壓力等于調(diào)節(jié)級后壓力閥點(diǎn)時的熱力過程分析閥點(diǎn)調(diào)節(jié)汽門順序開啟過程中，調(diào)門全開、沒有節(jié)流損失對應(yīng)的點(diǎn)。I閥點(diǎn)，II閥點(diǎn)……方法通流部分分為調(diào)節(jié)級和非調(diào)級組兩部分，且假設(shè)調(diào)節(jié)級的反動度為零。友情提醒調(diào)節(jié)級后壓力是分析、計算的關(guān)鍵點(diǎn)!!!閥點(diǎn)時的熱力過程線第二講功率調(diào)節(jié)與配汽方式例：某凝汽式汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級設(shè)有4個噴嘴組，主蒸汽，噴嘴組的噴嘴數(shù)依次為8、6、4、4。設(shè)計工況下4個調(diào)門全開，額定流量，此時調(diào)節(jié)級后壓力為10.0MPa。試求I、II、III閥點(diǎn)對應(yīng)的流量。設(shè)調(diào)節(jié)級的反動度為零解析：閥點(diǎn)時通過調(diào)節(jié)級各噴嘴組的流量一定是最大流量與流量比系數(shù)的乘積。解：(1)由壓比計算

(2)最大流量(3)III閥點(diǎn)時最大流量第二講功率調(diào)節(jié)與配汽方式

調(diào)節(jié)級后壓力I閥點(diǎn)III閥點(diǎn)II閥點(diǎn)IV閥點(diǎn)(4)II閥點(diǎn)時最大流量(3)I閥點(diǎn)時最大流量隨流量減小，調(diào)節(jié)級后溫度和壓力降低，焓降增大，動葉進(jìn)口汽流角及部分進(jìn)汽度變小，效率下降。第二講功率調(diào)節(jié)與配汽方式非閥點(diǎn)時的熱力過程分析存在部分節(jié)流。解決調(diào)門中的蒸汽流量分配和部分開啟調(diào)門后的壓力計算方法以閥點(diǎn)流量計算為先導(dǎo)，求出各調(diào)門的流量分配用噴嘴或單級壓力、流量關(guān)系計算部分開啟調(diào)門后的壓力例：上例中，求蒸汽流量為180t/h時的調(diào)門流量分配和部分開啟調(diào)門后的壓力。解(1)180t/h時調(diào)節(jié)級后壓力(2)流量分配調(diào)節(jié)級臨界，I閥全開，II閥部分開啟，第二講功率調(diào)節(jié)與配汽方式(2)調(diào)門后壓力II噴嘴組當(dāng)作單獨(dú)1個級。假設(shè)亞臨界額定工況時流量為81.82t/h，前、后壓力已知

表明II噴嘴組為臨界，由臨界工況流量比例于初壓得

II噴嘴組臨界時的最小臨界流量

第二講功率調(diào)節(jié)與配汽方式II閥點(diǎn)非閥點(diǎn)時的熱力過程線介于2個閥點(diǎn)之間，調(diào)節(jié)級后狀態(tài)點(diǎn)決定于混合焓I閥點(diǎn)第二講功率調(diào)節(jié)與配汽方式噴嘴配汽時蒸汽流量與調(diào)門后壓力

第二講功率調(diào)節(jié)與配汽方式調(diào)節(jié)級后壓力與調(diào)門流量

第二講功率調(diào)節(jié)與配汽方式噴嘴配汽實(shí)際壓力、流量關(guān)系(1)主蒸汽流動阻力

(2)調(diào)節(jié)級后溫度

(3)開啟重迭度

第二講功率調(diào)節(jié)與配汽方式噴嘴配汽小結(jié)特點(diǎn)部分進(jìn)汽調(diào)節(jié)級，部分節(jié)流效率高，調(diào)節(jié)級焓降隨負(fù)荷降低而增大，其后溫度隨負(fù)荷則降低優(yōu)點(diǎn)部分節(jié)流，整機(jī)的理想焓降基本不變；高排溫度隨負(fù)荷降低而減小，再熱吸熱量增多，效率較高不足調(diào)節(jié)級后溫度隨負(fù)荷降低，高壓缸的溫度變化較大，調(diào)節(jié)級動葉汽流力大。分析關(guān)鍵點(diǎn)

調(diào)節(jié)級后壓力為切入點(diǎn)。調(diào)節(jié)級后壓力比例于流量、全開調(diào)門對應(yīng)噴嘴組前的壓力等于初參數(shù)、反動度為零。第二講功率調(diào)節(jié)與配汽方式例：某的凝汽式汽輪機(jī)，設(shè)有4個調(diào)節(jié)級噴嘴組，各組的噴嘴數(shù)依次為8、6、4、4。設(shè)計工況下4個調(diào)節(jié)汽門完全開啟，額定流量為，此時調(diào)節(jié)級后壓力為10.0MPa。假定調(diào)節(jié)級反動度為零且調(diào)門開啟無重迭度，全開調(diào)門和部分開啟對應(yīng)的相對內(nèi)效率分別為0.7和0.65，調(diào)門全開時對應(yīng)噴嘴組前的壓力為15.88MPa。試求機(jī)組流量為225t/h時各調(diào)門的流量分配，部分開啟調(diào)門前的壓力，調(diào)節(jié)級的狀態(tài)點(diǎn)。解：①計算非設(shè)計工況調(diào)節(jié)級后壓力

②判定設(shè)計與非設(shè)計工況全開調(diào)門噴嘴組的工作狀態(tài)第二講功率調(diào)節(jié)與配汽方式設(shè)計與非設(shè)計工況下調(diào)節(jié)級的壓比分別為顯然，設(shè)計工況下全開調(diào)門的噴嘴組處于亞臨界，而非設(shè)計工況下全開調(diào)門噴嘴組處于臨界工況。由設(shè)計工況的壓比0.63，求得對應(yīng)的流量比系數(shù)。由設(shè)計工況的實(shí)際流量求得對應(yīng)初參數(shù)的臨界流量，對應(yīng)單個噴嘴的最大(臨界)流量為305.5/22=13.8864t/h。③計算非設(shè)計工況的流量分配因各調(diào)節(jié)汽門順序無重迭開啟，且非設(shè)計工況下全開調(diào)門噴嘴組處于臨界工況，則第I調(diào)門噴嘴組的臨界流量111.091t/h，小于225t/h，表明第I調(diào)門全開；第II調(diào)門噴嘴組的臨界流量83.318t/h。第I、II噴嘴組合計臨界流量為194.409t/h，仍小于225t/h，表明第II調(diào)門全開；第二講功率調(diào)節(jié)與配汽方式如果第III調(diào)門也全開，對應(yīng)噴嘴組的臨界流量55.5456t/h，與第I、II噴嘴組臨界流量合計后大于225t/h，說明此工況下第III調(diào)門應(yīng)部分開啟，通過該噴嘴組的流量為30.591t/h。即該汽輪機(jī)在225t/h工況下的流量分配是：第IV調(diào)門關(guān)閉，第I、II調(diào)門全開，第III調(diào)門部分開啟，各調(diào)門的流量分別是119.091、83.318、30.591、0t/h。④計算第III噴嘴組前的壓力由⑤計算調(diào)節(jié)級出口狀態(tài)點(diǎn)分別由全開及部分開啟調(diào)門噴嘴組前、后的壓力和初溫，求得對應(yīng)的理想焓降232KJ/kg和105KJ/kg。由相對內(nèi)效率分別求得實(shí)際焓降162.4KJ/kg和68.25KJ/kg。在h-s圖上求得實(shí)際狀態(tài)點(diǎn)分別為3271.6第二講功率調(diào)節(jié)與配汽方式和3365.8KJ/kg按質(zhì)量流量加權(quán)平均求得非設(shè)計工況下調(diào)節(jié)級出口狀態(tài)點(diǎn)的焓為3284.4KJ/kg。第二講功率調(diào)節(jié)與配汽方式3.3.3滑壓配汽原理調(diào)節(jié)汽門無節(jié)流開度保持不變，由鍋爐調(diào)節(jié)主蒸汽壓力來控制汽輪機(jī)的進(jìn)汽量和機(jī)組功率特點(diǎn)無調(diào)門節(jié)流損失，主蒸汽與再熱蒸汽溫度不變，主蒸汽壓力跟隨外界負(fù)荷變化，負(fù)荷響應(yīng)速度較慢分析主蒸汽流量與主蒸汽壓力第二講功率調(diào)節(jié)與配汽方式(1)主蒸汽壓力隨負(fù)荷降低而降低，高壓缸排汽溫度上升。(2)理想焓降和再熱吸熱量隨負(fù)荷降低而減小，循環(huán)效率下降

(3)汽輪機(jī)相對內(nèi)效率基本不變

(4)采用變速給水泵可節(jié)省廠用電消耗

第二講功率調(diào)節(jié)與配汽方式3.3.4補(bǔ)汽配汽原理又稱旁通配汽，利用中間級較大的通流面積，由內(nèi)(或外)旁通閥將蒸汽引至中間級，以增大汽輪機(jī)的進(jìn)汽量和功率輸出外旁通旁通蒸汽來自于汽輪機(jī)的外部