汽輪機(jī)變工況特性

1、汽輪機(jī)原理 Steam Turbine Theory,第三章 汽輪機(jī)的變工況特性,主要內(nèi)容,概述 噴嘴的變工況特性 級(jí)與級(jí)組的變工況特性 配汽方式及其對(duì)定壓運(yùn)行機(jī)組變工況的影響 滑壓運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性與安全性 初終參數(shù)變化對(duì)汽輪機(jī)工作的影響 汽輪機(jī)的工況圖,第一節(jié) 概 述,設(shè)計(jì)工況：指汽輪機(jī)在設(shè)計(jì)參數(shù)下運(yùn)行的工況，也稱經(jīng)濟(jì)工況。 變工況：汽輪機(jī)在偏離設(shè)計(jì)參數(shù)的條件下運(yùn)行的工況（外界負(fù)荷變動(dòng)、蒸汽參數(shù)變動(dòng)和轉(zhuǎn)速變動(dòng)） 研究意義： 了解汽輪機(jī)在不同工況下的效率變化，以設(shè)法使效率變化不多。 了解汽輪機(jī)在不同工況下受力情況，保證機(jī)組安全,第二節(jié) 噴嘴的變工況特性,漸縮噴嘴初壓不變時(shí)背壓與流量的關(guān)系 漸縮噴嘴

2、前后參數(shù)都變化時(shí)的流量變化 漸縮噴嘴 初壓、背壓與流量的關(guān)系 縮放噴嘴的變工況,一、漸縮噴嘴初壓不變時(shí)背壓與流量的關(guān)系,其初壓及出口面積不變時(shí)，通過噴嘴的流量為,將BC段用橢圓曲線近似,二、漸縮噴嘴前后參數(shù)都變化時(shí)的流量變化,設(shè)計(jì)工況和變工況下噴嘴均為臨界工況,忽略溫度變化,結(jié)論： 1、不同工況下噴嘴臨界流量正比于滯止初壓或初壓，反比與噴嘴前滯止熱力學(xué)溫度或熱力學(xué)溫度平方根。 2、在電站汽輪機(jī)中只有凝汽式汽輪機(jī)的最末一、二級(jí)和調(diào)節(jié)級(jí)的噴嘴可能超過音速,設(shè)計(jì)工況和變工況下噴嘴均為亞臨界工況,忽略溫度變化,三、漸縮噴嘴 初壓、背壓與流量的關(guān)系,函數(shù) 關(guān)系曲線（流量網(wǎng)圖,流量網(wǎng)圖,流量錐 在實(shí)際計(jì)算

3、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G0m,相對(duì)初壓 相對(duì)背壓,m、1、 0之間關(guān)系的三維顯示為流量錐，二維表示為流量網(wǎng)圖。（oad為等腰直角三角形,流量錐,四、縮放噴嘴的變工況,1、當(dāng)初壓不變時(shí),2、初終參數(shù)同時(shí)改變時(shí),第三節(jié)、級(jí)與級(jí)組的變工況特性,級(jí)內(nèi)壓力與流量的關(guān)系 級(jí)組壓力與流量的關(guān)系 各級(jí)的p0-G曲線 壓力與流量關(guān)系式的應(yīng)用 級(jí)的比焓降和反動(dòng)度變化規(guī)律 撞擊損失,一、級(jí)內(nèi)壓力與流量的關(guān)系,級(jí)內(nèi)為臨界工況 級(jí)內(nèi)的噴嘴或動(dòng)葉柵兩者之一的流速達(dá)到或超過臨界速度,結(jié)論：級(jí)處于臨界工況時(shí)，級(jí)的流量與滯止初壓或初壓成正比，與滯止初溫

4、或初溫的平方根成反比；不考慮溫度變化時(shí)，流量只于滯止初壓或初壓成正比,級(jí)內(nèi)為亞臨界工況 級(jí)內(nèi)噴嘴和動(dòng)葉出口汽流 速度均小于臨界速度的工況,忽略溫度變化,說明： （1）級(jí)內(nèi)未達(dá)到臨界時(shí)，通過級(jí)的流量不僅與初參數(shù)有關(guān)，還與終參數(shù)有關(guān)； （2）流量偏離設(shè)計(jì)值越小，誤差越小,二、級(jí)組壓力與流量的關(guān)系,幾個(gè)概念 級(jí)組：一些流量相等，通流面積不隨工況而變化（或變化程度相同）的依次串聯(lián)排列的若干級(jí)的組合； 亞臨界級(jí)組：級(jí)組各級(jí)的汽流速度均小于臨界速度的級(jí)組； 臨界工況級(jí)組：級(jí)組內(nèi)至少有一列葉柵的出口速度達(dá)到或超過臨界速度； 級(jí)組臨界壓比：臨界工況機(jī)組中某一級(jí)（一般是最末級(jí)）的噴嘴或動(dòng)葉）流速剛達(dá)到臨界速度時(shí)

5、，級(jí)組前后壓比稱為,工況變化前后級(jí)組均為臨界工況,結(jié)論： 級(jí)組為臨界工況時(shí)，級(jí)組流量與級(jí)前壓力成正比，與級(jí)前絕對(duì)溫度的平方根成反比；若不考慮溫度變化，則級(jí)組流量只與級(jí)組前壓力成正比,工況變化前后級(jí)組均為亞臨界工況,斯托陀拉實(shí)驗(yàn),級(jí)數(shù)無窮大,不考慮溫度變化,弗留格爾公式 給出了亞臨界工況下，級(jí)組流量與壓力的關(guān)系。 初壓不變時(shí)：流量與背壓為橢圓關(guān)系； 背壓不變時(shí)：流量與初壓為雙曲線關(guān)系,三、各級(jí)的p0-G曲線,凝汽式汽輪機(jī)末級(jí)p0-G關(guān)系,結(jié)論： 對(duì)于凝汽式汽輪機(jī)，若所取級(jí)數(shù)較多時(shí)，弗留格爾公式可用下式近似,四、壓力與流量關(guān)系的應(yīng)用,應(yīng)用條件 工況變動(dòng)前后通流面積不變； 級(jí)組內(nèi)各級(jí)流量相同； 流過

6、級(jí)組內(nèi)各級(jí)蒸汽應(yīng)是均質(zhì)流； 弗留格爾公式適用于具有無窮多級(jí)的級(jí)組，但一般只要級(jí)數(shù)多于4-5級(jí)就可以得到滿意的結(jié)果。 用于運(yùn)行分析 監(jiān)視汽輪機(jī)通流部分運(yùn)行是否正常； 可以推算不同流量（功率）時(shí)各級(jí)的壓差和比焓降，從而計(jì)算出相應(yīng)的功率、效率及零部件的受力情況，也可以由壓力推算出通過各級(jí)的流量,五、級(jí)的比焓降和反動(dòng)度變化規(guī)律,變工況前 變工況后,一，凝汽式汽輪機(jī) 根據(jù)前面的討論可知，當(dāng)工況變動(dòng)時(shí)，通過級(jí)的流量與級(jí)前壓力成正比，即,所以,上式表明，當(dāng)工況變動(dòng)時(shí)，凝汽式汽輪機(jī)各中間級(jí)前后壓力比不變。這樣，代入式焓降表達(dá)式后，級(jí)的理想焓降不變。當(dāng)然，級(jí)的速度比和級(jí)效率也不變。 而級(jí)的內(nèi)功率為： = BG

7、這就說明：在計(jì)算汽輪機(jī)各中間級(jí)的變動(dòng)工況時(shí)，不需要逐級(jí)進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，只需求得各級(jí)前的壓力，然后將熱力過程曲線平移即可。而調(diào)節(jié)級(jí)和末級(jí)的變動(dòng)工況，則要進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算,結(jié)論： 凝汽式汽輪機(jī)初壓、背壓均與流量成正比的非調(diào)節(jié)級(jí)，流量變化時(shí)級(jí)的理想比焓降基本不變； 對(duì)凝汽式汽輪機(jī)的末級(jí)， 處，雖p0正比于G，但背壓pc不與G成正比，若pc不變，則流量增大，比焓降增大；反之，流量減小，比焓降減??； 對(duì)凝汽式汽輪機(jī)的末級(jí)， 處，雖p0與G的關(guān)系為雙曲線關(guān)系，流量下降時(shí)，比焓降減得稍慢,二，背壓式汽輪機(jī) 1，如果背壓式汽輪機(jī)最后一級(jí)達(dá)臨界，則各級(jí)前的壓力與流量成正比。其焓降、效率、反動(dòng)度、功率的變化規(guī)律和凝汽式

8、汽輪機(jī)各中間級(jí)一樣。 2，但是，背壓式汽輪機(jī)的末級(jí)一般不會(huì)達(dá)臨界，其壓力與流量的關(guān)系應(yīng)按弗留格爾公式進(jìn)行計(jì)算,推導(dǎo)得： 上式表明，當(dāng)背壓不變時(shí)，背壓式汽輪機(jī)各級(jí)前壓力與流量的關(guān)系按雙曲線規(guī)律變化。離末級(jí)越遠(yuǎn)，越近于直線,從圖上分析： 1，對(duì)于背壓式汽輪機(jī)的前幾級(jí)，當(dāng)工況偏離設(shè)計(jì)值不遠(yuǎn)時(shí)，級(jí)前壓力與流量的關(guān)系近于直 線； 2，當(dāng)流量在設(shè)計(jì)值附近變化時(shí)，可認(rèn)為各中間級(jí)焓降不變，或變化很小； 3，當(dāng)流量變化較大時(shí)，各級(jí)焓降都要變化，并且最后一、二級(jí)變化最大,總結(jié)： 采用噴嘴調(diào)節(jié)的凝汽式汽輪機(jī)，當(dāng)流量改變時(shí)，比焓降的變化主要發(fā)生在調(diào)節(jié)級(jí)和最后一級(jí)中；所有中間級(jí)在流量變化時(shí)，比焓降近乎不變；但在低負(fù)荷時(shí)

9、，中間級(jí)比焓降也會(huì)變小。 當(dāng)流量增加時(shí)，調(diào)節(jié)級(jí)焓降減小，末級(jí)焓降增加，各中間級(jí)焓降近乎不變； 當(dāng)流量減小時(shí)，調(diào)節(jié)級(jí)焓降增大，末級(jí)焓降減小，各中間級(jí)焓降近乎不變； 背壓式汽輪機(jī)除調(diào)節(jié)級(jí)比焓降變化外，最后幾級(jí)的比焓降也發(fā)生變化，負(fù)荷變化越大，則受影響的級(jí)數(shù)越多,級(jí)的反動(dòng)度變化規(guī)律,固定轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)反動(dòng)度變化主要由級(jí)的比焓降變化引起； 級(jí)的比焓降減小，即速比xa增大時(shí)，反動(dòng)度增大；級(jí)的比焓降增大，即速比xa減小時(shí)，反動(dòng)度減??； 設(shè)計(jì)反動(dòng)度較小的級(jí)，比焓降變化時(shí)，反動(dòng)度變化較大；反之，變化較小；反動(dòng)級(jí)的反動(dòng)度基本不變； 凝汽式汽輪機(jī)末級(jí)（臨界工況），流量不變，pc降低，反動(dòng)度增大；pc 升高，反動(dòng)度減小

10、,撞擊損失 設(shè)計(jì)工況下，汽流進(jìn)入動(dòng)葉柵相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向角與動(dòng)葉幾何進(jìn)口角應(yīng)一致； 變工況時(shí)，當(dāng)比焓降變化，二者不再一致，使汽流進(jìn)入動(dòng)葉的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向改變，從而使動(dòng)葉附面層厚度改變，葉型損失增加，這一增加損失稱為撞擊損失。 近似公式,六、撞擊損失,撞擊損失的形成圖 (a)比焓降減??；(b)比焓降增大,第四節(jié) 配汽方式及其對(duì)定壓運(yùn)行機(jī)組變工況的影響,配汽方式概述 節(jié)流配汽 噴嘴配汽 調(diào)節(jié)級(jí)壓力與流量關(guān)系 配汽方式對(duì)定壓運(yùn)行級(jí)組變工況的影響 軸向推力的變化規(guī)律,一、配汽（調(diào)節(jié)）方式概述,配汽機(jī)構(gòu)：汽輪機(jī)通流部分是按經(jīng)濟(jì)功率設(shè)計(jì)的，設(shè)計(jì)中，外界負(fù)荷不斷改變，為保證機(jī)組出力與用戶所需功率相適應(yīng)，需利用配汽機(jī)

11、構(gòu)改變機(jī)組的出力； 配汽方式：根據(jù)改變對(duì)象（流量或理想比焓降）不同，配汽方式有節(jié)流配汽、噴嘴配汽、旁通配汽等,二、節(jié)流配汽(調(diào)節(jié),1、節(jié)流調(diào)節(jié)定義：這種調(diào)節(jié)方式就是用一個(gè)（或兩個(gè)）調(diào)節(jié)閥對(duì)進(jìn)入汽輪機(jī)的全部進(jìn)汽量D0進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)功率增加時(shí)，開大調(diào)節(jié)閥的開度（L）。在額定工況下，全開（L=1）。當(dāng)功率減小時(shí)，關(guān)小調(diào)節(jié)閥的開度（L），進(jìn)入汽輪機(jī)的全部進(jìn)汽量都受到節(jié)流作用。當(dāng)機(jī)組功率變化時(shí)，流量和焓降都要變化,2、節(jié)流調(diào)節(jié)熱力過程線,3、節(jié)流調(diào)節(jié)的效率 蒸汽經(jīng)節(jié)流之后，焓值不變壓力降低（ 降到 ），節(jié)流后的內(nèi)效率為： 式中， 通流部分的相對(duì)內(nèi)效率； 調(diào)節(jié)閥的節(jié)流效率，為部分開啟和全開時(shí)理想焓降之比,三

12、、噴嘴配汽,1、定義： 這是一種應(yīng)用最廣泛的調(diào)節(jié)方式。每一個(gè)調(diào)節(jié)閥控制一組噴嘴組。中小型機(jī)組一般有3-7個(gè)調(diào)節(jié)閥，大型機(jī)組一般有4個(gè)調(diào)節(jié)閥。 在這種調(diào)節(jié)方式中，機(jī)組運(yùn)行時(shí)，只有一組噴嘴的蒸汽受到節(jié)流作用，節(jié)流損失小。第四調(diào)節(jié)閥一般是在過負(fù)荷時(shí)（或者在初參數(shù)降低而要求發(fā)額定負(fù)荷時(shí)）才使用,2、噴嘴調(diào)節(jié)熱力過程線,3、調(diào)節(jié)級(jí)的內(nèi)效率： 根據(jù)熱力過程曲線，有： 熱平衡： 混合后的焓值,四、調(diào)節(jié)級(jí)壓力與流量關(guān)系,簡(jiǎn)化的調(diào)節(jié)級(jí)的壓力與流量關(guān)系,1、級(jí)后溫度的影響 2、反動(dòng)度的影響,3、調(diào)節(jié)汽門重疊度的影響 4、主/調(diào)節(jié)汽門節(jié)流損失的影響,五、配汽方式對(duì)定壓運(yùn)行級(jí)組變工況的影響,定壓運(yùn)行 通過改變主蒸汽流

13、量來適應(yīng)外界負(fù)荷變化的運(yùn)行方式。在該方式下，在汽輪機(jī)負(fù)荷變化范圍內(nèi)， 主蒸汽壓力和溫度參數(shù)都保持額定值，不予改變。 定壓運(yùn)行調(diào)節(jié)方式 節(jié)流調(diào)節(jié) 噴嘴調(diào)節(jié) 節(jié)流-噴嘴混合調(diào)節(jié),六、軸向推力的變化規(guī)律,沖動(dòng)式汽輪機(jī) 凝汽式汽輪機(jī) （1）節(jié)流配汽凝汽式：除了最末一、二級(jí)外，各級(jí)焓降和反動(dòng)度近似不變，可導(dǎo)出軸向推力與功率（流量）成正比；但最末一、二級(jí)焓降和反動(dòng)度要變化，但對(duì)總推力影響不大。因此，最大軸向推力發(fā)生在最大功率時(shí)； （2）噴嘴配汽凝汽式：在工況變動(dòng)時(shí)，壓力級(jí)焓降和反動(dòng)度近似不變，可導(dǎo)出軸向推力與功率（流量）成正比；而調(diào)節(jié)級(jí)的軸向推力變化復(fù)雜，但對(duì)總的軸向推力影響不大。因此，最大軸向推力發(fā)生在

14、最大功率時(shí),背壓式汽輪機(jī) （1）調(diào)節(jié)級(jí)的軸向推力變化同上； （2）壓力級(jí)的軸向推力不與流量成正比，最大軸向推力發(fā)生在中間負(fù)荷。 反動(dòng)式汽輪機(jī) 對(duì)于反動(dòng)式汽輪機(jī)，由于設(shè)計(jì)反動(dòng)度大，因此變化小。軸向推力只與動(dòng)葉前后壓力差成正比，最大軸向推力發(fā)生在最大功率時(shí),結(jié)論： （1）汽輪機(jī)軸向推力變工況計(jì)算相當(dāng)復(fù)雜，難以計(jì)算準(zhǔn)確。 （2）在實(shí)際運(yùn)行中，常用測(cè)量推力軸承工作瓦塊溫升的方法監(jiān)視軸向推力的變化,七、蒸汽量調(diào)節(jié)方式的比較和選擇 1、調(diào)節(jié)方式的選擇： （1）承擔(dān)基本負(fù)荷的機(jī)組：要求效率高，多采用節(jié)流調(diào)節(jié)和單列級(jí)作調(diào) 節(jié)級(jí)的噴嘴調(diào)節(jié)方式； （2）承擔(dān)尖峰負(fù)荷的機(jī)組：要求負(fù)荷適應(yīng)性好，當(dāng)工況變動(dòng)時(shí)效率 變化

15、不大，常選用雙列級(jí)作調(diào)節(jié)級(jí)的噴嘴調(diào)節(jié)方式。 （3）背壓機(jī)：采用噴嘴調(diào)節(jié)方式。 2、調(diào)節(jié)級(jí)焓降大小的選用：調(diào)節(jié)級(jí)焓降大小對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性影響很大： 設(shè)計(jì)工況下，調(diào)節(jié)級(jí)焓降大（ ），流量減小時(shí)焓降變化（ ）??； 設(shè)計(jì)工況下，調(diào)節(jié)級(jí)焓降小（ ），流量減小時(shí)焓降變化（ ）大； * 承擔(dān)基本負(fù)荷的機(jī)組，運(yùn)行時(shí)，負(fù)荷變化不大，則調(diào)節(jié)級(jí)焓降應(yīng)取小些， 以求較高的效率； * 承擔(dān)尖峰負(fù)荷的機(jī)組，運(yùn)行時(shí)，負(fù)荷變化大，則調(diào)節(jié)級(jí)焓降應(yīng)取大些（雙 列級(jí)），使之在工況變動(dòng)時(shí)，調(diào)節(jié)級(jí)焓降變化不大，效率變化不大,第五節(jié) 滑壓運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性與安全性,火電機(jī)組的調(diào)峰運(yùn)行方式 滑壓運(yùn)行方式 機(jī)組滑壓運(yùn)行的熱經(jīng)濟(jì)性 滑壓運(yùn)行機(jī)組的安全性

16、與靈活性,一、火電機(jī)組的調(diào)峰運(yùn)行方式,兩班制運(yùn)行調(diào)峰方式 少汽（無汽）空負(fù)荷運(yùn)行調(diào)峰方式 變負(fù)荷運(yùn)行調(diào)峰方式,二、滑壓運(yùn)行方式,滑壓運(yùn)行定義 汽輪發(fā)電機(jī)組在額定出力以下，如帶額定負(fù)荷的1/2或1/3等部分負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，保持調(diào)節(jié)汽門全開或開度不變，根據(jù)負(fù)荷大小調(diào)節(jié)進(jìn)入鍋爐的燃料量、給水量、空氣量，使鍋爐出口汽壓和流量隨負(fù)荷升降而升降，但出口汽溫不變，因而汽輪機(jī)進(jìn)汽溫度不變，而進(jìn)汽壓力、流量隨負(fù)荷的升降而增減，以調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的功率。也稱變壓運(yùn)行、低壓運(yùn)行或減壓運(yùn)行。 分類 純滑壓運(yùn)行 節(jié)流滑壓運(yùn)行 復(fù)合滑壓運(yùn)行,三、機(jī)組滑壓運(yùn)行的熱經(jīng)濟(jì)性,分析經(jīng)濟(jì)性四因素： 循環(huán)熱效率降低 高壓缸內(nèi)效率提高 給水泵

17、動(dòng)力消耗減小 再熱蒸汽溫度升高引起熱效率提高 當(dāng)?shù)谝豁?xiàng)小于后三項(xiàng)之和時(shí)采用滑壓運(yùn)行經(jīng)濟(jì)。 結(jié)論：主汽壓力為臨界壓力以下的機(jī)組不適宜采用滑壓運(yùn)行,四、滑壓運(yùn)行機(jī)組的安全性與靈活性,運(yùn)行安全性與靈活性 部分負(fù)荷下，蒸汽壓力降低，而溫度基本不變，因此當(dāng)負(fù)荷變化，尤其在機(jī)組啟、停時(shí)，汽輪機(jī)金屬溫度變化小，可以減小熱應(yīng)力和熱變形，提高機(jī)組運(yùn)行的安全性和快速加減負(fù)荷的性能，縮短機(jī)組啟、停時(shí)間，延長(zhǎng)使用壽命,噴嘴配汽： A1B1C1 A1B2C2 A1B3C3 滑壓運(yùn)行： A1D1 A2D2 A3D3,第六節(jié) 初終參數(shù)變化對(duì)汽輪機(jī)工作的影響,初終參數(shù)變化過大對(duì)安全性的影響 p0、pr變化過大對(duì)安全性影響 蒸

18、汽溫度t0、tr變化過大對(duì)安全性的影響 真空惡化和排汽溫度過高對(duì)安全性的影響 初終參數(shù)變化對(duì)汽輪機(jī)功率的影響 初壓p0改變對(duì)汽輪機(jī)功率的影響 蒸汽溫度t0改變對(duì)汽輪機(jī)功率的影響 真空改變對(duì)汽輪機(jī)功率的影響,工況變動(dòng)時(shí)，除流量變化之外，汽輪機(jī)的初終參數(shù)也有變動(dòng)。當(dāng)初終參數(shù)變化超過一定范圍后，不僅影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，對(duì)機(jī)組的安全也會(huì)有影響。 一、初溫、背壓不變，初壓變化對(duì)功率的影響 蒸汽初壓的變化，將會(huì)引起進(jìn)汽量、理想焓降和內(nèi)效率的變化。汽輪機(jī) 的內(nèi)功率為： 當(dāng)初壓變化不大時(shí)，汽輪機(jī)的內(nèi)功率變化為,一）當(dāng)初壓變化而調(diào)節(jié)閥開度不變， 進(jìn)行簡(jiǎn)化、推導(dǎo)可得,相對(duì)值,上式表明，當(dāng)初溫、背壓不變時(shí)，功率變化量

19、（ ）正比于初壓改變量 （ ），而背壓越高，初壓對(duì)功率的影響就越大，即對(duì)背壓機(jī)影響更大。如圖所示，在不同背壓下，功率增加與初壓的關(guān)系,二）初壓（ ）變化，保持流量（D）不變 1，對(duì)于噴嘴調(diào)節(jié)汽輪機(jī)來說：初壓（ ）變化，保持流量（D）不變，則必需改變調(diào)節(jié)閥的開度。若忽略節(jié)流損失，則功率要改變，這種功率要改變是焓降變化所引起的，則 或者 2, 對(duì)于節(jié)流調(diào)節(jié)汽輪機(jī)來說，當(dāng)初壓（ ）變化，流量（D）不變，必需改變調(diào)節(jié)閥的開度，則第一級(jí)前的壓力不變。因此，理想焓降不變。初壓變化不會(huì)引起功率變化，但有節(jié)流損失。 3，對(duì)于中間再熱機(jī)組，初壓（ ）變化只會(huì)對(duì)高壓缸起作用。而高壓缸的功率一般只占總功率的1/41

20、/3，對(duì)功率影響不大,三）初壓（ ）變化，要求功率（ ）不變，則流量要變化 所以： 或者 上式表明，當(dāng)上升，理想焓降增加，效率 提高，流量D減少。當(dāng)忽略效率變化時(shí)，上式為,二、初壓、背壓不變，初溫變化對(duì)功率的影響 當(dāng)初溫在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，要影響功率；初焓變化，也會(huì)影響蒸汽在鍋爐內(nèi)的吸熱量Q。 （一）蒸汽總吸熱量Q不變 這時(shí)，功率為 當(dāng)初溫變化時(shí)，理想焓降 、初焓 和效率 都要變化。 對(duì)上式進(jìn)行推導(dǎo)得,390,二）調(diào)節(jié)閥的開度不變 這種情況下，初溫變化對(duì)功率的影響為： 其中， 。 （三）流量保持不變 這種情況下，初溫變化對(duì)功率的影響為： （四）初溫變化對(duì)機(jī)組安全的影響： 初溫變化對(duì)機(jī)組安全的影

21、響，主要對(duì)主汽閥、調(diào)節(jié)閥、調(diào)節(jié)級(jí)的影響，引起較大的熱應(yīng)力,三、初壓、初溫不變，背壓變化對(duì)功率的影響 背壓變化對(duì)汽輪機(jī)的影響主要在末級(jí)。為了方便，假定在設(shè)計(jì)工況下，末級(jí)級(jí)后壓力為臨界壓力（ ）。工況變化后有兩種情況：（1）末級(jí)級(jí)后壓力由臨界壓力（ ）上升；（2）末級(jí)級(jí)后壓力由臨界壓力（ ）下降,通常， =320 m/s，k=1.13， =1.012， 所以,一）背壓由臨界壓力（ ）上升 當(dāng)背壓由臨界壓力（ ）上升到 時(shí)，（1）級(jí)的焓降（ ）減少；（2）余速損失改變；（3）級(jí)效率改變；（4）凝結(jié)水溫度改變。這四方面都會(huì)引起功率變化，最后可得,3100,對(duì)于凝汽機(jī)組， 為常數(shù)（370m/s）， 、

22、u 、k、 為定值，則由上式可得單位流量的功率增量（ ）只與壓力比（ ）有關(guān)。 = f ( ) 結(jié)合式（395），有 因此，根據(jù)不同的( )，就可以算出相應(yīng)的功率增量（,二）背壓由臨界壓力（ ）下降： 當(dāng)背壓由臨界壓力（ ）下降時(shí)，使汽流在動(dòng)葉的斜切部分膨脹，反動(dòng)度增加， 發(fā)生偏轉(zhuǎn)，變成（ + ）。對(duì)喉部前的流動(dòng)沒有影響。因此，功率變化只是由于 的大小和方向改變所引起的，經(jīng)過推導(dǎo)可得：對(duì)于一定機(jī)組，當(dāng)背壓由臨界壓力（ ）下降時(shí)，所引起單位流量的功率變化為,三）通用曲線 從以上分析，當(dāng)背壓變動(dòng)時(shí)，單位蒸汽流量的功率變化均與（ ）有關(guān)。為了方便，將上述兩種情況繪成統(tǒng)一的曲線。這條曲線具有通用性，如圖366所示：BA線，按背壓上升的情況繪制，BD線，按背壓下降的情況繪制；C 點(diǎn)對(duì)應(yīng)噴嘴斜切部分剛好用完的極限狀態(tài)。從C點(diǎn)起，再繼續(xù)降低背壓，功率不再增加。 在BA段， ，功 率呈直線下降； 在BC段， ，功