汽輪機原理課程設(shè)計12MW凝汽式汽輪機熱力設(shè)計

1、汽輪機原理課程設(shè)計說明書 各專業(yè)全套優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計圖紙課程設(shè)計說明書課程設(shè)計說明書題題 目目： 12mw 凝凝汽汽式式汽汽輪輪機機熱熱力力設(shè)設(shè)計計 2014 年 6 月 28 日汽輪機原理課程設(shè)計說明書 一、題目一、題目 12mw 凝汽式汽輪機熱力設(shè)計二、目的與意義二、目的與意義汽輪機原理課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的汽輪機知識，訓(xùn)練學(xué)生的實際應(yīng)用能力、理論和實踐相結(jié)合能力的一個重要環(huán)節(jié)。通過該課程設(shè)計的訓(xùn)練，學(xué)生應(yīng)該能夠全面掌握汽輪機的熱力設(shè)計方法、汽輪機基本結(jié)構(gòu)和零部件組成，系統(tǒng)地總結(jié)、鞏固并應(yīng)用汽輪機原理課程中已學(xué)過的理論知識，達到理論和實際相結(jié)合的目的。重點掌握汽輪機熱力設(shè)計的方法、步

2、驟。 三、要求三、要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、設(shè)計要求、圖紙量、工作量要求等） 主要技術(shù)參數(shù)：主要技術(shù)參數(shù)： 額定功率：12mw ； 設(shè)計功率：10.5mw ；新汽壓力：3.43mpa ； 新汽溫度：435 ；排汽壓力：0.0060mpa ； 冷卻水溫：20 ； 給水溫度：160 ； 機組轉(zhuǎn)速：3000r/min ；主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：1、確定汽輪機型式及配汽方式2、擬定熱力過程及原則性熱力系統(tǒng)，進行汽耗量與熱經(jīng)濟性的初步計算3、確定調(diào)節(jié)級形式、比焓降、葉型及尺寸等4、確定壓力級級數(shù)，進行比焓降分配5、各級詳細熱力計算，確定各級通流部分的幾何尺寸、相對內(nèi)效率、內(nèi)功率與整機實際熱力過程曲線6、

3、整機校核，匯總計算表格要求：要求：1、嚴(yán)格遵守作息時間，在規(guī)定地點認(rèn)真完成設(shè)計；設(shè)計共計二周。2、按照統(tǒng)一格式要求，完成設(shè)計說明書一份，要求過程完整，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。3、完成通流部分縱剖面圖一張（一號圖）4、計算結(jié)果以表格匯總汽輪機原理課程設(shè)計說明書 四、工作內(nèi)容、進度安排四、工作內(nèi)容、進度安排 1 1、通流部分熱力設(shè)計計算（、通流部分熱力設(shè)計計算（9 9天）天）（1 1） 熟悉主要參數(shù)及設(shè)計內(nèi)容、過程等熟悉主要參數(shù)及設(shè)計內(nèi)容、過程等（2 2） 熟悉機組型式，選擇配汽方式熟悉機組型式，選擇配汽方式（3 3） 蒸汽流量的估算蒸汽流量的估算（4 4） 原則性熱力系統(tǒng)、整機熱力過程擬定及熱經(jīng)濟性的初步計算

4、原則性熱力系統(tǒng)、整機熱力過程擬定及熱經(jīng)濟性的初步計算（5 5） 調(diào)節(jié)級選型及詳細熱力計算調(diào)節(jié)級選型及詳細熱力計算（6 6） 壓力級級數(shù)的確定及焓降分配壓力級級數(shù)的確定及焓降分配（7 7） 壓力級的詳細熱力計算壓力級的詳細熱力計算（8 8） 整機的效率、功率校核整機的效率、功率校核2 2、結(jié)構(gòu)設(shè)計（、結(jié)構(gòu)設(shè)計（1 1天）天）進行通流部分和進出口結(jié)構(gòu)的設(shè)計進行通流部分和進出口結(jié)構(gòu)的設(shè)計3 3、繪制汽輪機通流部分縱剖面圖一張（一號圖）（、繪制汽輪機通流部分縱剖面圖一張（一號圖）（2 2天）天）4 4、編寫課程設(shè)計說明書（、編寫課程設(shè)計說明書（2 2天）天）五、主要參考文獻五、主要參考文獻汽輪機課程設(shè)

5、計參考資料汽輪機課程設(shè)計參考資料.馮慧雯馮慧雯 . .水利電力出版社水利電力出版社.1992.1992 汽輪機原理汽輪機原理（第一版）（第一版）. .康松、楊建明編康松、楊建明編. .中國電力出版社中國電力出版社.2000.9.2000.9 汽輪機原理汽輪機原理（第一版）（第一版）. .康松、申士一、龐立云、莊賀慶合編康松、申士一、龐立云、莊賀慶合編. .水利電力出版社水利電力出版社. .1992.61992.6 300mw300mw火力發(fā)電機組叢書火力發(fā)電機組叢書汽輪機設(shè)備及系統(tǒng)汽輪機設(shè)備及系統(tǒng)（第一版）（第一版）. .吳季蘭主編吳季蘭主編. .中國電中國電力出版社力出版社.1998.8.1

6、998.8指導(dǎo)教師下達時間指導(dǎo)教師下達時間 2012014 4 年年6 6月月 1515 日日指導(dǎo)教師簽字：指導(dǎo)教師簽字：_審核意見審核意見系（教研室）主任（簽字）系（教研室）主任（簽字） 汽輪機原理課程設(shè)計說明書 前 言 汽輪機原理是一門涉及基礎(chǔ)理論面較廣，而專業(yè)實踐性較強的課程。該課程的教學(xué)必須有相應(yīng)的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)相配合，而課程設(shè)計就是讓學(xué)生全面運用所學(xué)的汽輪機原理知識設(shè)計一臺汽輪機，因此，它是汽輪機原理課程理論聯(lián)系實際的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。它對加強學(xué)生的能力培養(yǎng)起著重要的作用。本設(shè)計說明書詳細地記錄了汽輪機通流的結(jié)構(gòu)特征及工作過程。內(nèi)容包括汽輪機通流部分的機構(gòu)尺寸、各級的設(shè)計與熱力計算及校核。

7、由于知識掌握程度有限以及二周的設(shè)計時間對于我們難免有些倉促，此次設(shè)計一定存在一些錯誤和遺漏，希望指導(dǎo)老師給予指正。 編者 2014 年 6 月 28 日汽輪機原理課程設(shè)計說明書 目 錄 第一章 12mw 凝汽式汽輪機設(shè)計任務(wù)書.11.1 設(shè)計題目 ： 10.5mw 凝汽式汽輪機熱力設(shè)計.11.2 設(shè)計任務(wù)及內(nèi)容.11.3 設(shè)計原始資料.11.4 設(shè)計要求.1第二章 多級汽輪機熱力計算.22.1 近似熱力過程曲線的擬定.22.2 汽輪機總進汽量的初步估算.42.3 回?zé)嵯到y(tǒng)的熱平衡初步計算.42.4 流經(jīng)汽輪機各級機組的蒸汽兩級及其內(nèi)功率計算.82.5 計算汽輪機裝置的熱經(jīng)濟性.9第三章 通流部

8、分選型及熱力計算.133.1 通流部分選型.13第四章 壓力級的計算.164.1 各級平均直徑的確定： .164.2 級數(shù)的確定及比焓降的分配： .174.3 各級的熱力計算.18 4.4 第一壓力級的熱力計算.24第五章 整機校核及計算結(jié)果的匯總.305.1 整機校核.305.2 級內(nèi)功率校核： .305.3 壓力級計算結(jié)果匯總.31參考文獻.36汽輪機原理課程設(shè)計說明書 1第一章第一章 12mw 凝汽式汽輪機設(shè)計任務(wù)書凝汽式汽輪機設(shè)計任務(wù)書1.1 設(shè)計題目 ： 10.5mw 凝汽式汽輪機熱力設(shè)計1.2 設(shè)計任務(wù)及內(nèi)容根據(jù)給定條件完成汽輪機各級尺寸的確定及級效率和內(nèi)功率的計算。在保證運行安全

9、的基礎(chǔ)上，力求達到結(jié)構(gòu)緊湊、系統(tǒng)簡單、布置合理、使用經(jīng)濟性高。汽輪機設(shè)計的主要內(nèi)容：1.確定汽輪機型式及配汽方式；2.擬定熱力過程及原則性熱力系統(tǒng)，進行汽耗量于熱經(jīng)濟性的初步計算；3.確定調(diào)節(jié)級型式、比焓降、葉型及尺寸等；4.確定壓力級級數(shù)，進行比焓降分配；5.各級詳細熱力計算，確定各級通流部分的幾何尺寸、相對內(nèi)效率、內(nèi)功率與整機實際熱力過程曲線；6.整機校核，匯總計算表格。1.3 設(shè)計原始資料額定功率：12mw 設(shè)計功率：10.5mw新汽壓力：3.43mpa 新汽溫度：435 排汽壓力：0.0060mpa 冷卻水溫：20 給水溫度：160回?zé)岢槠墧?shù)：4機組轉(zhuǎn)速：3000r/min 1.4

10、設(shè)計要求1.嚴(yán)格遵守作息時間，在規(guī)定地點認(rèn)真完成設(shè)計，設(shè)計共計兩周；2.完成設(shè)計說明書一份，要求過程完整，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確；3.完成通流部分縱剖面圖一張（a1 圖）汽輪機原理課程設(shè)計說明書 24.計算結(jié)果以表格匯總。第二章 多級汽輪機熱力計算2.1 近似熱力過程曲線的擬定一、進排汽機構(gòu)及連接管道的各項損失蒸汽流過各閥門及連接管道時，會產(chǎn)生節(jié)流損失和壓力損失。表 2-1 列出了這些損失通常選取范圍。表 2-1 汽輪機各閥門及連接管道中節(jié)流損失和壓力估取范圍損 失 名 稱 符 號估 算 范 圍主汽管和調(diào)節(jié)閥節(jié)流損失0pp=（0.030.05）0p排汽管中壓力損失cpp=（0.020.06）cp回?zé)岢槠苤?/p>

11、壓力損失epp=（0.040.08）ep(htmac) t0p0htmacp0himac0pc0shp0pcpc汽輪機原理課程設(shè)計說明書 3圖 2-1 進排汽機構(gòu)損失的熱力過程曲線二、汽輪機近似熱力過程曲線的擬定 根據(jù)經(jīng)驗，對一般非中間再熱凝汽式汽輪機可近似地按圖 2-2 所示方法擬定近似熱力過程曲線。 由已知的新汽參數(shù) p0、t0，可得汽輪機進汽狀態(tài)點 0，并查得初比焓 h0=3310kj/kg。由前所得，設(shè)進汽機構(gòu)的節(jié)流損失 p0=0.04p0，得到調(diào)節(jié)級前壓力 p0= p0 - p0=3.3mpa，并確定調(diào)節(jié)級前蒸汽狀態(tài)點 1。過 1 點作等比熵線向下交于 px線于 2 點，查得 h2t

12、=2145kj/kg，整機的理想比焓降=33102145 = 1165kj/kg。由上估計進macth汽量后得到的相對內(nèi)效率 ri=84%，有效比焓降 htmac=（htmac）ri=978.6kj/kg，排汽比焓 hz=h0 htmac= 3310-978.6 = 2331.4 kj/kg ，在 h-s 圖上得排汽點 z。用直線連接 1、z 兩點，在中間點處沿等壓線下移 25 kj/kg 得 3 點，用光滑連接 1、3、z 點，3得該機設(shè)計工況下的近似熱力過程曲線，如圖 2-2 所示 h2t=2145kj/ kg kg kgkkkg kg kg kgkg kg kg kg kg3312z43

13、51165kj/kg978.6kj/kgh0=3310kj/kg25kj/kg3.43mpa3.3mpa0.007mpahz=2331.47kj/kg汽輪機原理課程設(shè)計說明書 4圖 2-2 17mw 凝汽式汽輪機近似熱力過程曲線2.2 汽輪機總進汽量的初步估算一般凝汽式汽輪機的總蒸汽流量可由下式估算：0d t/hdmhpdmgmacte06 . 3式中 汽輪機的設(shè)計功率， kw ；ep 通流部分的理想比焓降，kj/kg ；macth 汽輪機通流部分相對內(nèi)效率的初步估算值 ；ri 機組的發(fā)電機效率 ；g 機組的機械效率 ；md 考慮閥桿漏氣和前軸封漏汽及保證在處參數(shù)下降或背壓升高時仍能發(fā)出設(shè)計功

14、率的蒸汽余量，通常取d/d0=3%左右，t/hm 考慮回?zé)岢槠疬M汽量增大的系數(shù)，它與回?zé)峒墧?shù)、給水溫度、汽輪機容量及參數(shù)有關(guān)，通常取 m=1.081.25，設(shè) m=1.13 d =0t/h =0.99 =0.97 則mgd0=3.6105001.13/(978.60.990.97)=45.5 t/h蒸汽量d 包括前軸封漏汽量dl=1.000t/h 調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機通流部分設(shè)計式，要考慮到調(diào)節(jié)抽汽工況及純凝汽工況。般高壓部分的進汽量及幾何尺寸以調(diào)節(jié)抽汽工況作為設(shè)計工況進行計算，低壓部分的進汽量及幾何下以純凝汽工況作為設(shè)計工況進行計算。2.3 回?zé)嵯到y(tǒng)的熱平衡初步計算汽輪機進汽量估算及汽輪機近

15、似熱力過程曲線擬定以后，就可進行回?zé)嵯到y(tǒng)的熱平衡計算。一、回?zé)岢槠麎毫Φ拇_定1. 除氧器的工作壓力給水溫度和回?zé)峒墧?shù)確定之后，應(yīng)根據(jù)機組的初參數(shù)和容量確定除氧器的工作fwtfwz汽輪機原理課程設(shè)計說明書 5壓力。除氧器的工作壓力與除氧效果關(guān)系不大，一般根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟比較和實用條件來確定。通常在中低參數(shù)機組中采用大氣式除氧器。大氣式除氧器的工作壓力一般選擇略高于大氣壓力即 0.118mp。2. 抽汽管中壓力損失ep 在進行熱力設(shè)計時，要求不超過抽汽壓力的 10%，通常取=（0.040.08），epepep級間抽汽時取較大值，高中壓排汽時取較小值。 3. 表面式加熱器出口傳熱端差t由于金屬表面的傳熱

16、阻力，表面式加熱器的給水出口水溫與回?zé)岢槠诩訜崞髦心Y(jié)2wt的飽和水溫間存在溫差t=-稱為加熱器的出口端差，又稱上端差，經(jīng)濟上合理的etet2wt端差需通過綜合的技術(shù)比較確定。一般無蒸汽冷卻段的加熱器取t=364. 回?zé)岢槠麎毫Φ拇_定在確定了給水溫度、回?zé)岢槠墧?shù)、上端差t 和抽汽管道壓損等參數(shù)后，可fwtfwzep以根據(jù)除氧器的工作壓力，確定除氧器前的低壓加熱器數(shù)和除氧器后的高壓加熱器數(shù)，同時確定各級加熱器的比焓升或溫升。這樣，各級加熱器的給水出口水溫也就確whwt2wt定了。根據(jù)上端差t 可確定各級加熱器內(nèi)的疏水溫度，即=+t。從水和水蒸氣etet2wt熱力性質(zhì)圖表中可查得所對應(yīng)的飽和蒸

17、汽壓力-個加熱器的工作壓力?？紤]回?zé)醗tep抽汽管中的壓力損失，可求出汽輪機得抽汽壓力，即=+。在汽輪機近似熱力epepepep過程曲線中分別找出個抽汽點得比焓值，并將上述參數(shù)列成表格如下：eh汽輪機原理課程設(shè)計說明書 6表 2-2 18mw 凝汽式汽輪機即熱汽水參數(shù)加熱器號抽汽壓力（epmpa）抽汽比焓eh(kj/kg）抽汽管壓損eepp(%）加熱器工作壓力ep（mpa）飽和水溫度et飽和水比焓eh（kj/kg）出口端差t給水出口水溫2wt給水出口比焓2wh（kj/kg）hl0.7612965.380.7003165697.385160675.6h20.312286580.2875132.1

18、2555.455127.12534.1hd0.1412695.1170.1177104.25437.020104.25437.02h30.0892634.780.081993.15394.5390.15377.6汽輪機原理課程設(shè)計說明書 72、各級加熱器回?zé)岢槠坑嬎?. 高壓加熱器 其給水量為1hdfw=d0-dl+dl1+dej=45.5-0.6+0.42+0.3=45.62t/h式中 dl 高壓端軸封漏汽量， 0.6t/h； dl1 漏入 高壓加熱器的軸封漏氣量，0.42 t/h2h dej 射汽漏汽器耗汽量， 0.3 t/h該級回?zé)岢槠繛椋?2.9t/h2111()()fwwwele

19、ehdhhdhh2.高壓加熱器 其熱平衡圖見 2-11 先不考慮漏入高壓加熱器的那部分軸封2h2h漏汽量以及上級加熱器的疏水量，則該級加熱器的計算抽汽量為1ldeld = 2.0t/h21211()()fwwweeehdhhdhh考慮上級加熱器疏水流入高壓加熱器并放熱可使本級抽汽量減少的相當(dāng)量為2h = 0.18t/h112122()()eeee eeehdhhdhh考慮前軸封一部分漏汽量漏入本級加熱器并放熱可使本級回?zé)岢槠繙p少的相當(dāng)量為1ld dt=0.47t/h軸封漏汽比焓值，相當(dāng)于調(diào)節(jié)級后汽室中蒸汽比焓，=3098.1kj/kg。1h1h本級高壓加熱器實際所需回?zé)岢槠繛?h de2=

20、1.9-0.18-0.47=1.35t/h汽輪機原理課程設(shè)計說明書 83.（除氧器） 除氧器為混合式加熱器。 dh分別列出除氧器的熱平衡方程是與質(zhì)量平衡式：2121()ededelelecwwfwedd hdddhd hd h 12cwledelefwdddddd代入數(shù)據(jù)解得： 抽汽量除氧器 =0.95t/h edd凝結(jié)水量 = 40t/hfwd4.低壓加熱器 3h pc=pz=0.006mpa pc=0.0058mpa 凝結(jié)水飽和溫度 tc=35.6 比焓值 hc=148.87 0.3*2302.7/38.862=17.8 tej=3 tw1=35.6+3=38.6 比焓值 148.87 抽

21、氣量3h de3=40*（377.6-148.87）/（2634.7-394.5）*0.98=4.17h/h2.4 流經(jīng)汽輪機各級機組的蒸汽兩級及其內(nèi)功率計算調(diào)節(jié)級: 45.5t/h024.367d pi0=45.5*（3310-2098.1）/3.6=2678第一級組：d1=45.5-0.6=44.9 t/hpi1=d1（hl-he1）/3.6=44.9（3098.12965.3）/3.6=1656kw第二級組：d2=d1-del=44.9-2.9=42 t/hpi2=d2（he1-he2）/3.6=42（2965.3-2865）/3.6=1170 kw第三級組：d3=d2-de2=42-1

22、.35=40.65t/hpi3=d3（he2-hed）/3.6=40.65（2865-2695.1）/3.6 =1918 kw第四級組：d4=d3-ded=40.65-0.95=39.7t/h汽輪機原理課程設(shè)計說明書 9pi4=d4（hed-he3）/3.6=39.7（2695.1-2634.7）/3.6=666 kw第五級組：d5=d4-de3=39.7-4.17=35.53t/h pi5=d5（he3-he4）/3.6=35.53（2634.7-2331.4）/3.6=2993 kw整機內(nèi)功率： pi=pi=11081kw2.5 計算汽輪機裝置的熱經(jīng)濟性機械損失 pm=pi(1-m)= 1

23、1081(1-0.99)=110.81kw軸端功率 pa=pi-pm =11081-110.81=10970.19kw 發(fā)電機功率 pe=pag=10970.190.97=10641 kw 校核 （11081-10641）/11081100%=1.3% 符合設(shè)計工況 pe=10500kw 的要求，原估計的蒸汽量 d0正確。汽耗率： 4.28kg/(kw.h)3010942003.7425192.47eddp不抽汽時估計汽耗率： 3.827t/h300010243673.733()24.367 (33052312.8)88.23 0.9853.63.6zmmddd hhp 汽輪機裝置汽耗率： =

24、4.285(3310-675.6)=11275 kj/(kw.h)0()fwqd hh汽輪機裝置的絕對電效率：3600/11275100%=29.8%360036000.3075211706.5elq汽輪機原理課程設(shè)計說明書 10第三章第三章 通流部分選型及熱力計算通流部分選型及熱力計算3.1 通流部分選型一 、排汽口數(shù)和末級葉片凝汽式汽輪機的汽缸數(shù)和排氣口數(shù)是根據(jù)其功率和單排汽口凝汽式汽輪機的極限功率確定的。當(dāng)汽輪機的功率大于單排汽口凝汽式汽輪機的極限功率時，需要采用多缸和多排汽口，但很少采用五個以上汽缸的。當(dāng)轉(zhuǎn)速和初終參數(shù)一定時，排汽口數(shù)主要取決于末級通道的排汽面積。末級通道的排汽面積需結(jié)

25、合末級長葉片特性、材料強度、汽輪機背壓、末級余速損失大小及制造成本等因素，進行綜合比較后確定。通?？砂聪率焦浪闩牌娣e： celzbppa31622m式中 機組電功率， kw ；elp 汽輪機排汽壓力，kpa 。cp二 、配汽方式和調(diào)節(jié)級選型電站用汽輪機的配汽方式有稱調(diào)節(jié)方式，與機組的運行要求密切相關(guān)。通常有噴嘴配汽、節(jié)流配汽、變壓配汽及旁通配汽四種方式。我國絕大多數(shù)采用噴嘴配汽方式。采用噴嘴配汽的汽輪機，其蒸汽流量的改變主要是通過改變第一級組的工作面積來實現(xiàn)的，所以該機的第一級又稱調(diào)節(jié)級。調(diào)節(jié)級各噴嘴組的通道面積及通過其內(nèi)的蒸汽流量是不一定相同的。調(diào)節(jié)級型式與參數(shù)的選擇在設(shè)計中是相當(dāng)重要的，

26、與汽輪機的容量大小、運行方式等因素有關(guān)。1調(diào)節(jié)級選型由于雙列級能承擔(dān)較大的理想比焓降，一般約為 160500kj/kg；但它的級效率及整機效率較低，在工況變動時其級效率變化較單級??；采用雙列級的汽輪機級數(shù)較少，結(jié)構(gòu)緊湊，因為其調(diào)節(jié)級后的蒸汽壓力與溫度下降較多，所以除調(diào)節(jié)級汽室及噴嘴組等部件需較好的材料外，汽缸與轉(zhuǎn)子的材料等級可適當(dāng)降低，從而降低機組造價，提高機組運行的可靠性。故選用雙列調(diào)節(jié)級。汽輪機原理課程設(shè)計說明書 112調(diào)節(jié)級熱力參數(shù)的選擇（1） 理想比焓降的選擇目前國產(chǎn)汽輪機調(diào)節(jié)級理想比焓降選取范圍如前所述：雙列級約為 160500kj/kg。故選調(diào)節(jié)級比焓降為 212 kj/kg。（2

27、） 調(diào)節(jié)級速度比的選擇aaxu c為了保證調(diào)節(jié)級的級效率，應(yīng)該選取適當(dāng)?shù)乃俣缺?，它與所選擇的調(diào)節(jié)級型式有關(guān)。通常雙列級速度比的選擇范圍為 0.220.28 。ax （3） 調(diào)節(jié)級反動度的選擇為提高調(diào)節(jié)級的級效率，一般調(diào)節(jié)級都帶有一定的反動度。由于調(diào)節(jié)級為部分進汽級，為了減少漏汽損失反動度不適宜選的過大。雙列調(diào)節(jié)級各列葉柵反動度之和不超過 13%20%。故選取=20%。mm3、調(diào)節(jié)級幾何參數(shù)的選擇（1） 調(diào)節(jié)級平均直徑的選擇選擇調(diào)節(jié)級平均直徑是通常要考慮制造工藝調(diào)節(jié)級葉片的高度以及第一壓力級的平均直徑。一般在下列范圍內(nèi)選?。褐械蛪浩啓C（套裝葉輪）取=10001200mm md。（2） 調(diào)節(jié)級葉

28、型及其幾何特性調(diào)節(jié)級的葉型，尤其是雙列調(diào)節(jié)級的葉型，通常是成組套裝選擇使用的。國產(chǎn)汽輪機調(diào)節(jié)級最常用的葉型組合為蘇字葉型。故可選擇如表 3-1 的葉型：表 3-1 雙列調(diào)節(jié)級的葉型名 稱噴 嘴第一列動葉導(dǎo) 葉第二列動葉葉片型線30tc-2b38tp-1b32tp-3a38tp-5a（3）相對節(jié)距 和葉片數(shù) z 的確定t在選取噴嘴和動葉出口角和時，還需要選擇相對節(jié)距和：=，12ntbtntnntb=。一定的葉型對應(yīng)有最佳的相對節(jié)距范圍。所以在選擇和時應(yīng)注意的最佳btbbtbntbt范圍內(nèi)選取。則葉柵的上述各項幾何參數(shù)選定之后，即可根據(jù)平均直徑和確定噴嘴ndbd汽輪機原理課程設(shè)計說明書 12與動葉

29、數(shù)， ，然后取整。從葉片強度考慮，通常葉片數(shù)偶數(shù)。nnnzd e tbbbzd e t（4）汽流出口角和的選擇12噴嘴與動葉汽流出口角和對葉柵的通流能力作功大小及效率高低有較大的影響。12決定葉柵出口角大小的最主要因素是對節(jié)距和安裝角，噴嘴與動葉有一確定的出口角，往往需要通過對葉片數(shù)及相對節(jié)距的試湊來滿足和的要求。12第四章第四章 壓力級的計算壓力級的計算4.1 各級平均直徑的確定：（1）第一壓力級平均直徑的確定： 選取速度比：0.5，級的理想比焓降ax kj/kg50th =8540.5=1.006m10.2847matdxh50(2)凝汽式汽輪機末級直徑的估?。?=1.9mc2mact21

30、40hsinzmgd（3）確定壓力級平均直徑的變化：在橫坐標(biāo)上取長度為 a 的線段 bd，用以表示第一壓力級至末級動葉中心的軸向距離，在 bd 兩端分別按比例畫出第一壓力級的平均直徑。根據(jù)所選擇的通道形狀，用光滑的曲線將 ac 兩點連接起來，ac 曲線即為壓力級各級的直徑變化規(guī)律，如圖 3-1。abcd112233m-1m-1汽輪機原理課程設(shè)計說明書 13圖 4-1 壓力級平均直徑變化規(guī)律4.2 級數(shù)的確定及比焓降的分配：（1）級數(shù)的確定： 壓力級的平均直徑確定： =1.373m(1 1)(22)1mabcddm壓力級平均理想比焓降 （見圖 2-5）th =93.03 kj/kg212.337

31、 ()mtadhx級數(shù)的確定：壓力級的理想比焓降為： =953.1 kj/kg 02tpchhh選取重?zé)嵯禂?shù)：=0.030.08 （取整）=10.75。故 z 取 11.(1)ptthzh校核： 取 0.06 （其中 ）1(1)419tparihzkzpiripthh（2）比焓降的分配： 各級平均直徑的求取 求得壓力級段后，在將圖中線段 bd 重新分為（z-1）等分，在原擬定的平均直徑變化曲線 ac 上求出各級的平均直徑。 各級比焓降的分配 根據(jù)求出的各級的平均直徑，選取相應(yīng)的速度比，根據(jù)求出各級的比焓降。212.337()tmahdx級 號1234567891011平均直徑dm1.0061.

32、0101.01.41.511.661.821.9速度比xa1.460.470.480.4850.490.4950.50.510.520.530.55汽輪機原理課程設(shè)計說明書 14理想比焓降ht59576067758597108126145.5147理想比焓降修正值ht52.350.353.360.368.378.390.3101.3119.3138.8140.3各級比焓降的修正 在擬定的熱力過程曲線上逐級作出各級理想比焓降 ht，當(dāng)最后一級的被壓于排汽壓力不重合時，必須對分配的比焓降進行修正。 4.3 各級的熱力計算 (1)第一列噴嘴熱力計算： 一列噴嘴出口汽流出口速度

33、及噴嘴損失 第一列噴嘴中理想比焓降 hn=（1-0.2）/211.9kj/kg =169.5 初速動能 kj/kg 20002000cch式中 進入噴嘴的蒸汽初速，m/s0c 滯止理想比焓降 169.5 kj/kg *0nnchhh 第一列噴嘴出口汽流理想速度 c1t=582.3m/s第一列噴嘴出口汽流實際速度 564.8 m/s11=698.9tcc第一列噴嘴損失 10.02 kj/kg式中 噴嘴速度系數(shù) 第一列噴嘴出口面積 h1=3310-169.5-3140.5 p1=1.7mpa p1/p0=0.496 0.546 0.40.4960.546 an=32.26 2cm 第一列噴嘴出口高

34、度 ln=16.53mm e=0.7(2)第一列動葉熱力計算： 2 . 0m 0b 08. 0gb 12. 0b 汽輪機原理課程設(shè)計說明書 15 =14.1kkngnkkkk111111 -11111)12(sinsin）（第一列動葉進口速度及能量損失 動葉進口汽流速度23.4291 .14cos*2 .141*8 .564*2-2 .1418 .564w221進汽角度7 .181 = 0b1w23.429wt2887. 0b7 .38023.429*887. 0wwt2b2o12147 . 4-出口08.246ucosw2-uwc222222 o2221 -222csinwsin動葉進口比焓

35、48.3130h1 18. 0vt295. 0b動葉出口面積 ab=62.92cm動葉損失 64.19hb動葉進口高度mm53.18253.16lb1動葉出口高度mm16.13l1b動葉出口比焓12.315064.1948.3130hhhb12 v2=0.17 21pp (3)導(dǎo)葉熱力計算：導(dǎo)葉出口汽流出口速度及噴嘴損失：導(dǎo)葉中理想比焓降 kg/k96.16212*08. 0hh*tgbgbj汽輪機原理課程設(shè)計說明書 16進口 kg/12.3150hh2b1gbkj出口 kg/k16.313396.16-12.3150ht 1j 18. 0vt 1出口速度 smc/247h1c22gbt 1

36、sm/5 .228247*925. 0cctgb1出口汽流角 o1175-22進口高度 16.15216.13lgb漏汽量 s/kg23. 1gbtg出口面積 2gbcm1 .98a出口高度 mm9 .1615sin*899. 0*7 . 01 .98lgb mm74. 1l -lgbgb損失 kg/k4 . 4925. 0-1*2000247h22gbj）（實際出口焓 kg/k56.31374 . 416.3133h1j(4) 第二列動葉熱力計算：理想焓降 kg/k44.25212*13. 0hbj出口理想焓值 kg/k12.311244.25-56.3137h2tj a42. 1pt2mp

37、kg/m18. 0v3t2進口相對 s/m2 .102ucosc2-ucw1221 o1111 -140wsincsin出口相對 s/m38.246wt2 s/m62.22938.246*932. 0w2 2218-402汽輪機原理課程設(shè)計說明書 17損失 kg/k99. 3hbj余速損失 kg/k3 . 62000112h22cj動葉出口實際比焓kg/k11.311699. 312.3112hhhbt22j kg/m18. 0v22動葉進口高度 mm9 .18llgb2b動葉頂部漏氣量 s/kg52. 1btg動葉出口面積 9 .141wuvt2b2bbga動葉出口高度 mm1 .19l2b

38、 lmm2 . 0-l2b2b（4）輪周功 kjp56.150cosccosccosccoscu22221111111u jpk65.1672u2 %2 .10-22u22u11uppp輪周效率 %84h0uu級內(nèi)損失計算 1.wkk61.15v1v121*d100up22231f kg/k25. 19 .446 .15*3600hfj 2.l=16.9 hkg/k02.21hlaulj 3.72. 1dbzkk2ek-e-1cukcuehe2aea0e汽輪機原理課程設(shè)計說明書 18 4.kg/k4 .3606.10-67.177*64.1252. 132. 1htj級內(nèi)功率 1481ip內(nèi)效

39、率 %5521228.117hbiig表 4-3 雙列調(diào)節(jié)級熱力計算數(shù)據(jù)表序號名稱符號單位噴嘴第一列動葉導(dǎo)葉第二列動葉1蒸汽流量gt/h45.52級前壓力p0mpa3.433級前蒸汽比焓h0kj/kg33104級前蒸汽比容v0m3/kg0.095級平均直徑dmmm11006級后壓力p2mpa1.197級理想比焓降htkj/kg2128級假象速度cam/s690.89圓周速度um/s141.210速度比xa0.511部分進汽度e0.712進口蒸汽壓力p0(p1)mpa3.2213進口蒸汽溫度t0(t1)435340 33032814進口蒸汽比焓h0(h1)kj/kg33103

40、140.53130.483150.1215葉柵進汽角1(0)(o)18.714402216進口汽流初速c0(w1)m/s0429.23288.04102.217初速動能hc0(hw1)kj/kg088.741.489.7318反動度b(g)%120819葉柵理想比焓降hn(hb)kj/kg169.510.0216.9625.44汽輪機原理課程設(shè)計說明書 1920葉柵后理想比焓h1t(h2t)kj/kg3140.53130.483150.123112.1221滯止理想比焓降hn*(hb*)kj/kg169.5122.116.9625.4422出口汽流理想速度c1t(w2t)m/s582.3246

41、.08247246.3823速度系數(shù)()0.950.90.9350.93524出口汽流實際速度c1(w2)m/s564.8246.08276.95229.6225流量系數(shù)n0.970.970.970.9726出口面積an(ab)cm332.3662.998.1141.927葉柵損失hn(hb)kj/kg10.0241.485.522.7228排汽速度c2m/s11229余速方向a2m/s-77.530余速損失hc2kj/kg6.331輪周有效比焓降hukj/kg177.6732輪周效率u%8433單位蒸汽輪周功wukj/kg160.5634輪周效率u%8435相對誤差u%10.236葉高損失h

42、lkj/kg21.0237輪周有效比焓降hukj/kg163.1738輪周效率u%8639扇形損失hkj/kg1.7240葉輪摩擦損失hfkj/kg1.2541部分進汽損失hekj/kg1.342級有效比焓降hikj/kg143.6243級效率i%55汽輪機原理課程設(shè)計說明書 2044內(nèi)功率pikw1481第五章第五章 整機校核及計算結(jié)果的匯總整機校核及計算結(jié)果的匯總5.1 整機校核一效率與功率的校核 計算出的實際相對內(nèi)效率與進汽量估算時所估取得相對內(nèi)效率之相對誤差 在 1%內(nèi)為優(yōu)，不應(yīng)大于 3%。二額定功率的保證全機設(shè)計功率計算完畢后還應(yīng)計算該汽輪機在額定功率下所需蒸汽量，并保證通道能通過此

43、蒸汽流量。在選定調(diào)節(jié)級進汽度時，還需考慮最大功率時的蒸汽流量，并留有足夠的余量以保證在初參數(shù)降低或被壓升高時仍然能發(fā)出額定功率。校核: 注：誤差大%2 .1184. 084. 0-hhmacii5.2 級內(nèi)功率校核： 校核: ppp -i%4 . 2汽輪機原理課程設(shè)計說明書 215.3 壓力級計算結(jié)果匯總序號1 2 3 4 5 6 項 目蒸汽流量噴嘴平均直徑 動葉平均直徑級前壓力級前溫度/干度級前比焓值符號ddndbp0t0/x0h0單位t/hmmmmmpakj/kg1 44.90 1006.00 1007.50 1.050 1.0 3098.00 2 44.90 1010 1011.50 0

44、.851.0 3020.23 3 44.90 1060 1061.50 0.651.0 2978.73 4 44.90 1130 1131.50 0.451.0 2934.27 5 42.00 1210 1211.50 0.351.0 2884.05 6 40.65 1300 1301.50 0.291.0 2828.12 7 40.65 1400 1401.50 0.211.0 2764.30 8 40.65 1510 1511.50 0.151.0 2692.46 9 39.70 1660 1661.50 0.0161.0 2614.27 1035.53 1820 1821.50 0.00

45、812523.80 1135.53 1900 1901.50 0.00612423.20 序號7 8 9 10 11 12 項 目圓周速度級理想比焓降級假想出口速度速度比平均反動度利用上級的余速動能符號u單位m/skj/kgm/s%kj/kg1 141.20 52.3338.78 0.469.500 5.090 2 141.20 50.3323.29 0.479.41.96汽輪機原理課程設(shè)計說明書 223 141.20 53.3332.01 0.489.81.824 141.20 60.3354.02 0.4859.82.375 141.20 68.3379.11 0.49103.576 14

46、1.20 78.3406.84 0.495104.467 141.20 90.3440.90 0.510.76.908 141.20 101.3471.88 0.5110.710.049 141.20 119.3514.62 0.5211.213.1310141.20 138.8562.74 0.5311.719.5511141.20 140.3575.81 0.5512.525.49序號13 14 15 16 17 18 項 目級的滯止理想比焓降噴嘴理想比焓降噴嘴滯止比焓降噴嘴出口理想速度噴嘴速度系數(shù)噴嘴出口實際速度符號c1tc1單位m/sm/sm/s1 57.390 47.332 52.4

47、22 307.664 0.960 295.358 2 52.26 45.57 47.53 301.89 0.96 289.82 3 55.12 48.08 49.89 310.08 0.96 297.67 4 62.67 54.39 56.76 329.81 0.96 316.62 5 71.87 61.47 65.04 350.62 0.96 336.59 6 82.76 70.47 74.93 375.41 0.96 360.39 7 97.20 80.64 87.54 401.58 0.96 385.52 8 111.34 90.46 100.50 425.34 0.96 408.32

48、9 132.43 105.94 119.06 460.29 0.96 441.88 汽輪機原理課程設(shè)計說明書 2310158.35 122.56 142.11 495.08 0.96 475.28 11165.79 122.76 148.25 495.49 0.96 475.67 序號19 20 21 22 23 24 項 目噴嘴損失噴嘴后壓力噴嘴后溫度/干度噴嘴出口比容 噴嘴出口面積噴嘴出汽角正弦符號p1t1/x1v1tansina1單位kj/kgmpam3/kgcm21 3.711 0.870 1.000 0.282 119.082 0.208 2 3.57 0.76 1 0.36 155

49、.79 0.21 3 3.77 0.54 1 0.46 191.06 0.21 4 4.26 0.45 1 0.68 267.08 0.21 5 4.82 0.21 1 1.01 350.08 0.21 6 5.52 0.17 1 1.64 515.09 0.21 7 6.32 0.10 1 2.55 600.00 0.21 8 7.09 0.07 1 3.41 655.00 0.21 9 8.31 0.01 1 5.46 1362.64 0.21 109.61 0.01 18.23 1709.01 0.21 119.62 0.01 19.30 1929.61 0.21 序號25 26 27

50、28 29 30 項 目噴嘴出汽角噴嘴節(jié)距噴嘴寬度噴嘴數(shù)噴嘴高度部分進汽度符號a1tnbnznlne單位mmmmmm1 12.000 38.360 25.000 82.347 18.141 1 汽輪機原理課程設(shè)計說明書 242 12.00 38.36 25.00 82.67 23.64 1 3 12.00 38.36 25.00 86.77 27.62 1 4 12.00 38.36 25.00 92.50 36.22 1 5 12.00 38.36 25.00 99.05 44.34 1 6 12.00 38.36 25.00 106.41 60.72 1 7 12.00 38.36 25.

51、00 114.60 65.68 1 8 12.00 38.36 25.00 123.60 66.48 1 9 12.00 38.36 25.00 135.88 125.68 1 1012.00 38.36 25.00 148.98 143.91 11112.00 38.36 25.00 155.53 155.64 1序號31 32 33 34 35 36 項 目動葉進口相對速度相應(yīng)于 w1的比焓降動葉理想比焓降動葉滯止比焓降動葉出口理想速度動葉速度系數(shù)符號w1w2t單位m/skj/kgkj/kgkj/kgm/s1 160.454 12.873 4.969 17.841 188.892 0.93

52、7 2 155.00 12.01 4.73 16.74 182.97 0.94 3 162.74 13.24 5.22 18.46 192.16 0.94 4 181.44 16.46 5.91 22.37 211.51 0.94 5 201.21 20.24 6.83 27.07 232.68 0.94 6 224.82 25.27 7.83 33.10 257.30 0.94 7 249.80 31.20 9.66 40.86 285.87 0.94 8 272.50 37.13 10.84 47.97 309.73 0.94 汽輪機原理課程設(shè)計說明書 259 305.97 46.81 13.36 60.17 346.89 0.94 10339.27 57.55 16.24 73.79 384.15 0.94 11339.66 57.68 17.54 75.22 387.86 0.94 序號37 38 39 40 41 42 項 目動葉出口實際速度動葉損失動葉后壓力動葉后溫度/干度動葉出口比容 出口面積符號w2p2t2/x2v2ab單位m/skj/kgmpam3/kgcm21 176.992 2.177 0.850