汽輪機(jī)教案東電

1、汽 輪 機(jī) 教 案 備 注 緒 論 1. 汽輪機(jī)裝置在國民經(jīng)濟(jì)中的地位： 電力工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的根底工業(yè)，電力工業(yè)的開展水平直接影響到各行各業(yè)的開展，電力生產(chǎn)量是衡量一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)水平的重要指標(biāo)，人均占有電量是衡量人民生活水平的重要指標(biāo)。世界電量的80%以上是由汽輪機(jī)作為原動(dòng)機(jī)生產(chǎn)的火電和核電，因此，汽輪機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。 特點(diǎn)：?jiǎn)螜C(jī)功率大、熱經(jīng)濟(jì)性高、運(yùn)行平安可靠、 單位功率制造本錢低； 二、汽輪機(jī)開展概述： 自1883年第一臺(tái)軸流式汽輪機(jī)誕生至今，汽輪機(jī)開展經(jīng)歷了兩個(gè)階段，第一階段是各類型汽輪機(jī)全面問世階段18831925，第二階段是向高參數(shù)、高效率、大容量方向開展階段。 1883

2、年拉伐爾創(chuàng)造第一臺(tái)軸流式汽輪機(jī)； 18841894年巴森斯英軸流式多級(jí)反動(dòng)式汽輪機(jī)、輻流式汽輪機(jī)、背壓式汽輪機(jī)； 1900年寇蒂斯造復(fù)速級(jí)汽輪機(jī)；造多級(jí)沖動(dòng)式汽輪機(jī)； 1920年造給水回?zé)崾狡啓C(jī)； 1925年造出中間再熱式汽輪機(jī)。 制造廠家：GE、WH、BBC、AA等。 三、汽輪機(jī)分類和型號(hào)： 1. 按工作原理：沖動(dòng)式、反動(dòng)式； 2. 按熱力特性：凝汽式、背壓式、調(diào)整抽汽式、抽汽背壓 3. 式、中間再熱式、混壓式； 4. 按汽流方向；軸流式、輻流式； 5. 按用途：電站、工業(yè)汽輪機(jī)、船用、凝汽供暖式； 6、按進(jìn)汽參數(shù)：低壓、中壓、高壓、超高壓、亞臨界、超 臨界； 7、按容量：大功率、小功率；

3、 型號(hào)：*/*/*汽輪機(jī)類型，用漢語拼音表示。 N凝汽式汽輪機(jī) B背壓式汽輪機(jī) C一次調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī) CC二次調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī) CB調(diào)節(jié)抽汽背壓式汽輪機(jī) H船用汽輪機(jī) Y移動(dòng)式汽輪機(jī) *額定功率 */*/*蒸汽參數(shù) *變型序號(hào) 第一章 汽輪機(jī)級(jí)的工作原理 1.1 概 述 通流局部：汽輪機(jī)本體中的作功汽流通道主汽門、調(diào)節(jié)汽門、進(jìn)汽室、各級(jí)噴嘴、動(dòng)葉和汽輪機(jī)的排汽管； 級(jí)：由一列噴嘴葉柵和一列動(dòng)葉柵構(gòu)成的工作單元稱為汽輪機(jī)的級(jí)； 1. 級(jí)的工作過程： 特征截面計(jì)算截面：11、22、33； 動(dòng)葉受到的力：沖動(dòng)力、反動(dòng)力 周速度： 動(dòng)葉進(jìn)口速度： 動(dòng)葉出口速度： 速度三角形： 輪周有效比焓降：1kg

4、蒸汽在級(jí)的動(dòng)葉柵上轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的有效比焓降稱為輪周有效比焓降。 輪周損失： 1. 級(jí)的反動(dòng)度： 2. 反動(dòng)度：蒸汽在動(dòng)葉中膨脹程度大小的指標(biāo)。 3. m= /ht0 4. 級(jí)的類型： 1反動(dòng)級(jí)： =0.5 2沖動(dòng)級(jí)： =0.050.3 3純沖動(dòng)級(jí)： =0 4復(fù)速級(jí)： 三、級(jí)的簡(jiǎn)化一元流動(dòng)模型和根本方程： 一模型： 1. 穩(wěn)定的；2、絕熱的；3、一元的；4、工質(zhì)是理想氣體； 2. 根本方程式： 1連續(xù)方程： 2能量方程： 3狀態(tài)或過程方程：二噴嘴中汽流的臨界狀態(tài)： 汽流速度等于當(dāng)?shù)匾羲贂r(shí)的狀態(tài)稱為臨界狀態(tài)。 1、臨界速度 2、臨界壓力和臨界壓比:=G=A過熱蒸汽： =1.3，=0.546，干飽和

5、蒸汽：=1.035，=0.577 (三)、噴嘴的通流能力： 通流能力與蒸汽滯止參數(shù)、蒸汽性質(zhì)、噴嘴出口面積和壓比臨界流量： 過熱蒸汽：06673，飽和蒸汽：06356； 實(shí)際流量： 流量系數(shù)：= 過飽和現(xiàn)象：當(dāng)蒸汽在濕蒸汽區(qū)工作時(shí)，由于蒸汽通過噴嘴的時(shí)間極短，有一局部應(yīng)凝結(jié)的飽和蒸汽來不及凝結(jié)，出現(xiàn)了凝結(jié)滯后的現(xiàn)象。 由于過飽和現(xiàn)象使蒸汽實(shí)際比容小于理想比容，所以理想流量大于實(shí)際流量: 需判斷工作狀態(tài)； 引入彭臺(tái)門系數(shù)； 四、噴嘴在斜切局部?jī)?nèi)的膨脹： 1：噴嘴偏轉(zhuǎn)角； 貝爾公式： 極限膨脹、極限膨脹壓力、膨脹缺乏； 五、蒸汽在動(dòng)葉通道中的流動(dòng)過程和通流能力： 動(dòng)葉速度系數(shù)；影響因素：葉高、動(dòng)葉

6、出口相對(duì)速度、反動(dòng)度； ：動(dòng)葉流量系數(shù);1.2、級(jí)的輪周功率和輪周效率 衡量能量轉(zhuǎn)換過程完善程度的指標(biāo)是輪周效率.1. 蒸汽作用在動(dòng)葉柵上的力和輪周效率： 動(dòng)葉作用在汽流上的力FU； 輪周功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)蒸汽推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)所作出的機(jī)械功。 1. 輪周效率： 輪周效率：1kg蒸汽所作出的輪周功Wu與蒸汽在該級(jí)所消耗的理想能量E0之比稱為級(jí)的輪周效率。 1.3：葉柵的氣動(dòng)特性 1. 葉型損失： 2. 附面層中的摩擦損失； 3. 附面層脫離引起的渦流損失； 4. 尾跡損失； 5. 沖波損失； 影響葉型損失的因素； 1. 進(jìn)汽角； 2. 相對(duì)節(jié)距； 3. 端部損失： 4. 端部損失原理； 5. 影響因素

7、：葉型、相對(duì)節(jié)距、安裝角、進(jìn)汽角等； 1.4、級(jí)內(nèi)損失和級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率 1. 級(jí)內(nèi)損失： 2. 葉高損失: 葉高越小，損失越大。 3. 扇形損失: 4. 葉輪摩擦損失: 5. 局部進(jìn)汽損失: 6. 漏汽損失: 7. 濕汽損失: 8. 級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率和內(nèi)功率： 級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率：級(jí)的有效比焓降與理想能量之比。 1. 級(jí)的某些構(gòu)造因素對(duì)效率的影響： 2. 蓋度； 3. 軸向間隙； 4. 徑向間隙； 5. 平衡孔； 1.5、扭葉片級(jí) 1. 概述： 直葉片的附加損失： 1. 沿葉高圓周速度不同引起的損失； 時(shí)，撞擊背??； 時(shí)，撞擊內(nèi)?。?1. 沿葉高節(jié)距不同所引起的損失； 扇形損失 1. 軸向間隙中汽流

8、徑向流動(dòng)所引起的損失； 2. 簡(jiǎn)化的空間流動(dòng)模型和完全徑向平衡方程： 一、簡(jiǎn)化的空間流動(dòng)模型： 1. 不考慮粘性對(duì)流體的影響； 2. 流動(dòng)是穩(wěn)定的； 3. 認(rèn)為軸向間隙中的圓周流面是一個(gè)軸對(duì)稱的任意回轉(zhuǎn)面。 二、完全徑向平衡方程： 子午面：通過汽輪機(jī)軸心的rz平面。 1、徑向靜壓差： 2、產(chǎn)生的離心力： 1. 產(chǎn)生的離心力的徑向分量： 1. 子午向加速度產(chǎn)生的慣性力的徑向分量： -整理后可得完全徑向平衡方程式： 1. 簡(jiǎn)單徑向平衡法： 一、簡(jiǎn)單徑向平衡方程： 二、理想等環(huán)量流型 特定條件：無旋流動(dòng)； 1等環(huán)量流型的汽流速度沿葉高的變化規(guī)律： 23噴嘴出口的環(huán)量沿葉高相等，各流層之間的環(huán)量差等于

9、零。 1、 2、3、4、5、優(yōu)點(diǎn)： 1. 防止了汽體徑向流動(dòng)產(chǎn)生的附加損失； 2. 防止了撞擊損失； 3. 下一級(jí)進(jìn)口條件較好； 缺點(diǎn)： 1、反動(dòng)度沿葉高變化太大，容易引起額外損失； 2、葉片扭曲厲害，加工工藝復(fù)雜，本錢高； 3、等環(huán)流級(jí)的輪周功率比其他流型小。 第二章 2.1、多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性 1. 多級(jí)汽輪機(jī)的應(yīng)用： 1、提高初參數(shù)，降低背壓，減小損失； 2、增大進(jìn)汽量，增大比焓降； 1. 多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性和存在的問題： 一、多級(jí)汽輪機(jī)的效率大大提高： 1. 循環(huán)熱效率大大提高： 2. 相對(duì)內(nèi)效率明顯提高： 3. 最正確速比； 4. 余速利用； 5. 比焓降小，葉高損失?。?6. 重?zé)?/p>

10、現(xiàn)象； 二、單位功率投資大大減小； 三、存在的問題； 1. 增加了附加損失：隔板漏汽損失、濕汽損失 2. 機(jī)組質(zhì)量、長度增加； 3. 高、中壓缸工作溫度高； 4. 構(gòu)造復(fù)雜，全機(jī)制造本錢提高； 5. 重?zé)岈F(xiàn)象和重?zé)嵯禂?shù)： 1、重?zé)岈F(xiàn)象：上級(jí)損失在以后各級(jí)得已局部利用的現(xiàn)象。 2、重?zé)嵯禂?shù)：各級(jí)理想焓降之和與整機(jī)理想焓降的差與整機(jī)理想焓降的比值。 1. 多級(jí)汽輪機(jī)各級(jí)段的工作特點(diǎn)： 2. 高壓段： 容積流量小、噴嘴出汽角較??；反動(dòng)度較小；各級(jí)焓降??；可能的級(jí)內(nèi)損失有、1. 低壓段： 容積流量大、噴嘴出汽角大；反動(dòng)度大；理想焓降大；可能的損失 3、中壓段： 2.2、進(jìn)汽阻力損失和排汽阻力損失 1.

11、 進(jìn)汽阻力損失：蒸汽經(jīng)過主汽門、調(diào)節(jié)汽門和導(dǎo)汽管時(shí)引起的節(jié)流損失。 2. 排汽阻力損失：蒸汽在排汽管中的阻力損失。 排汽管構(gòu)造：先擴(kuò)壓后轉(zhuǎn)向；先轉(zhuǎn)向后擴(kuò)壓； 排汽管的優(yōu)劣，由靜壓恢復(fù)系數(shù)和能量損失系數(shù)來衡量； 1. 進(jìn)出口壓力相等； 1. 排汽出口壓力大于進(jìn)口壓力； 3) 排汽出口壓力小于進(jìn)口壓力；2.3、凝汽式發(fā)電廠的主要熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 全廠熱效率：煤耗率：b汽輪發(fā)電機(jī)組：熱耗率：q一、熱效率： 、 1. 凝汽式汽輪機(jī)的絕對(duì)內(nèi)效率: =熱耗率：=汽輪機(jī)內(nèi)效率：=汽輪機(jī)熱耗： 汽輪機(jī)實(shí)際作功量：W=1kg新蒸汽的熱耗：1kg新蒸汽的實(shí)際作功量：凈內(nèi)效率：1. 汽輪發(fā)電機(jī)組的絕對(duì)電效率： 1. 管道

12、效率： 2. 凝汽式電廠熱效率: 二、能耗率： 電廠煤耗率：全廠熱耗率：汽輪發(fā)電機(jī)組熱耗率：汽輪發(fā)電機(jī)組汽耗率：標(biāo)準(zhǔn)煤發(fā)熱量：kj/kg發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率：供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率：2.4、軸封及其系統(tǒng) 高壓缸常采用曲徑軸封，低壓缸常采用光軸軸封。 1. 齒形軸封： 分為上下齒軸封曲徑軸封和平齒軸封光軸軸封 一、曲徑軸封工作原理： 等流量曲線：最末級(jí)才可能到達(dá)臨界狀態(tài)。 二齒形軸封漏汽量的計(jì)算： 1. 根本計(jì)算公式： 1、末級(jí)齒孔未到達(dá)臨界： 環(huán)形孔的漏汽量 2、最后軸封孔已到達(dá)臨界狀態(tài)： 最后軸封孔前各孔均未到達(dá)臨界狀態(tài)： 臨界軸封漏汽量 1. 軸封口流量系數(shù)：=0.70.8 2. 光軸軸封漏汽量修正系數(shù)

13、： 3. 根本公式分析： 4. 單一表達(dá)式： 二、軸封系統(tǒng) 三 、軸封系統(tǒng)的特點(diǎn)： 1. 軸封汽的利用； 2. 低壓低溫汽源的應(yīng)用； 1. 防止蒸汽由軸封端漏入空氣； 2. 防止空氣漏入真空局部； 2、5、多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力 1. 軸向推力： 一、沖動(dòng)式汽輪機(jī)的軸向推力： 1. 作用在動(dòng)葉上的軸向推力 壓力反動(dòng)度： 1. 作用在葉輪面上的軸向推力 葉輪反動(dòng)度： 隔板軸封漏汽量 、平衡孔漏汽量 、動(dòng)葉根部漏入漏出蒸汽量 ； 泵浦效應(yīng)； 1. 作用在軸的凸肩上的軸向推力 二反動(dòng)式汽輪機(jī)的軸向推力： 二、軸向推力的平衡： 1. 平衡活塞法： 2. 反向布置法： 3. 極限功率： 4. 定義； 在一

14、定的初終參數(shù)和轉(zhuǎn)速下，單排汽口凝汽式汽輪機(jī)所能發(fā)出的最大功率，稱為。 1. 提高單機(jī)最大功率的途徑； 2. 采用高強(qiáng)度、低密度材料； 3. 增加排汽口； 4. 采用低轉(zhuǎn)速； 5. 提高初參數(shù)、降低終參數(shù)； 第三章、汽輪機(jī)的變工況特性 3.1、噴嘴的變工況特性 1. 漸縮噴嘴前后參數(shù)都變化時(shí)的流量變化： 1、設(shè)計(jì)工況與變工況下噴嘴均為臨界工況： 2、設(shè)計(jì)工況與變工況下噴嘴均為亞臨界工況： 3、漸縮噴嘴初壓、背壓與流量的關(guān)系： 3.2、級(jí)與級(jí)組的變工況特性 一、級(jí)內(nèi)壓力與流量的關(guān)系： 1、級(jí)內(nèi)為臨界工況： 1)噴嘴流速到達(dá)臨界狀態(tài)：2動(dòng)葉流速到達(dá)臨界狀態(tài)： 2、級(jí)內(nèi)為亞臨界狀態(tài)：前提條件： 1.

15、比容變化較??； 2.結(jié)論： 簡(jiǎn)化為； 二 、機(jī)組壓力與流量關(guān)系： 變工況前后臨界： 變工況前后亞臨界：三、應(yīng)用條件： 1、通流面積不變； 2、流量一樣包括回?zé)岢槠?3、各級(jí)為均質(zhì)流； 四、應(yīng)用舉例： 故障汽輪機(jī)參數(shù)變化表一 負(fù)荷 給水流量 調(diào)節(jié)級(jí)后壓力 中間再熱后壓力 高壓缸效率 中壓缸效率 -40%-36%-42%-44%-1.8%-0.4%分析原因： 1壓力突降，壓力變小可知流量變??； 2壓力與流量成正比，可知非調(diào)節(jié)級(jí)工作正常，原因在調(diào)節(jié)級(jí)前或調(diào)節(jié)級(jí)； 1. 無機(jī)組異常振動(dòng)可知未出現(xiàn)機(jī)械損壞； 2. 調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴、動(dòng)葉損壞使流量增大，葉片斷落使第一非調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴堵塞使調(diào)節(jié)級(jí)后壓力升高，所以以

16、上原因可排除； 3. 門桿斷裂使汽門關(guān)閉，開啟各個(gè)調(diào)節(jié)汽門； 故障汽輪機(jī)參數(shù)變化表二 流量 功率 調(diào)節(jié)級(jí)后壓力 高壓缸效率 -17.2%-16.5%+21.2%-12.2%分析原因： 1. 功率是穩(wěn)定速率下降的，不是突降； 2. 調(diào)節(jié)級(jí)后壓力上升，而流量未增加，說明非調(diào)節(jié)級(jí)出現(xiàn)堵塞； 3. 堵塞穩(wěn)定增加，不是機(jī)械損壞，可能是結(jié)垢； 4. 高壓缸效率大為下降，說明是高壓缸結(jié)垢； 故障汽輪機(jī)參數(shù)變化表三 功率 調(diào)節(jié)級(jí)后壓力 中間再熱后壓力 高壓缸效率 +11.0%+11.0%+10.2%-1.8%分析原因： 1. 呈正比變化，說明調(diào)節(jié)級(jí)或調(diào)節(jié)級(jí)前出現(xiàn)故障； 2. 各汽門開度下功率均增加，排除汽門，

17、可能1噴嘴腐蝕；2葉片斷裂；3噴嘴弧段漏汽；后兩種情況將引起高壓缸效率大大下降，但并未如此，故可初步判定噴嘴腐蝕； 五、級(jí)的比焓降和反動(dòng)度的變化規(guī)律： 1、級(jí)的焓降變化規(guī)律： 1. 成正比的非調(diào)節(jié)級(jí)：焓降不變； 最末級(jí)：背壓不變，流量增大，級(jí)前壓力上升，焓降增大； 1. 背壓機(jī)級(jí)組前壓力與級(jí)組后壓力差越小，焓降變化越大，否那么越?。?2、級(jí)的反動(dòng)度變化規(guī)律： 面積比確定，反動(dòng)度變化取決于速度比與壓比，焓降引起速度變化；焓降增大，速比減小，反動(dòng)度減??；反動(dòng)度設(shè)計(jì)值小的變化大；六、撞擊損失： 七、各級(jí)的變化規(guī)律： 1、凝汽式汽輪機(jī)非調(diào)節(jié)級(jí)： 不變過熱區(qū)不變濕氣區(qū)變化2、背壓式汽輪機(jī)非調(diào)節(jié)級(jí)： 3、

18、調(diào)節(jié)級(jí)： 不變，3 .3、配汽方式及其對(duì)定壓運(yùn)行機(jī)組變工況的影響 一、節(jié)流配汽： 缺點(diǎn)：低負(fù)荷節(jié)流損失大，理想焓降降低大； 優(yōu)點(diǎn)：無調(diào)節(jié)級(jí)，構(gòu)造簡(jiǎn)單，本錢低溫度變化小，負(fù)荷適應(yīng)性較好； 二、噴嘴配汽： 優(yōu)點(diǎn)：額定功率下，噴嘴配汽汽輪機(jī)的效率比節(jié)流配汽稍低； 缺點(diǎn)：各級(jí)溫度變化大，熱應(yīng)力較大，負(fù)荷適應(yīng)性差； 三、調(diào)節(jié)級(jí)壓力與流量的關(guān)系： 四、配汽方式對(duì)定壓運(yùn)行機(jī)組變工況的影響： 五、軸向推力的變化規(guī)律： 1. 節(jié)流配汽： 2. 噴嘴配汽： 3. 背壓汽輪機(jī)：某一中間負(fù)荷軸向推力最大； 3.4、滑壓運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性與平安性 1. 滑壓運(yùn)行方式： 2. 純滑壓運(yùn)行； 3. 節(jié)流滑壓運(yùn)行； 4. 復(fù)合滑壓

19、運(yùn)行； 二、機(jī)組滑壓運(yùn)行的熱經(jīng)濟(jì)性： 1、同一流量下中、低壓缸運(yùn)行工況不變； 2、高壓缸容積流量局部負(fù)荷運(yùn)行與額定負(fù)荷運(yùn)行接近相等，因此各項(xiàng)損失較??； 3、滑壓運(yùn)行局部負(fù)荷可降低給水泵功耗變速泵； 4、平均吸熱溫度降低，循環(huán)熱效率降低； 三、滑壓運(yùn)行機(jī)組的平安性與經(jīng)濟(jì)性： 調(diào)峰時(shí)，節(jié)流調(diào)節(jié)高壓缸溫度變化不大，但節(jié)流損失大；噴嘴配汽高壓缸溫度變化大；溫度變化大時(shí)，熱應(yīng)力大； 3.5、初終參數(shù)變化對(duì)汽輪機(jī)工作的影響 1. 初參數(shù)的影響： 2. 壓力變化的影響： 1壓力升高使效率先升高，后降低。壓力升高使各部件所受應(yīng)力增大，軸向推力增加； 2壓力降低，效率降低，但難以到達(dá)額定功率； 1. 溫度變化的

20、影響： 溫度升高產(chǎn)生高溫蠕變； 溫度急劇降低是鍋爐滿水等事故的征兆； 3、提高初參數(shù)限制： 二、終參數(shù)的影響： 極限真空： 1. 真空惡化和排汽溫度過高時(shí)，轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生振動(dòng)； 2. 排汽溫度過高使凝汽器泄露； 3. 汽壓力過高使末級(jí)流量大減，產(chǎn)生鼓風(fēng)和小容積機(jī)組振顫； 三、采用高參數(shù)大容量的意義： 1. 經(jīng)濟(jì)性高，節(jié)約一次能源，降低火電本錢； 節(jié)約投資、材料，縮短工期，減少土地占用； 3.6、汽輪機(jī)的工況圖與熱電聯(lián)產(chǎn)汽輪機(jī) 1. 凝汽式汽輪機(jī)工況圖： 工況圖：汽輪發(fā)電機(jī)組的功率與汽耗量間的關(guān)系曲線稱為汽輪發(fā)電機(jī)組的工況圖，也稱汽耗線。 1. 節(jié)流配汽凝汽式汽輪機(jī)工況圖： 空載汽耗量：3%10

21、%，機(jī)組容量越大，空載汽耗量越小。 汽耗微增率：每增加單位功率所需增加的汽耗量。 1. 噴嘴配汽凝汽式汽輪機(jī)工況圖： 二、背壓式汽輪機(jī)： 供熱式汽輪機(jī)分為背壓式、調(diào)節(jié)抽汽式和調(diào)節(jié)抽汽背壓式三種。 三、一次調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)： 1. 一次調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)熱電負(fù)荷的調(diào)節(jié)： 2. 一次調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)的特點(diǎn)： 1低壓段的設(shè)計(jì)流量與最大流量； 2抽汽壓力不可調(diào)節(jié)工況； 1. 低壓段最小流量； 2. 最大功率； 3. 一次調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)的功率與流量的關(guān)系： 1. 一次調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)工況圖： 一次調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)的新蒸汽、抽汽量和功率的關(guān)系，稱為工況圖。1凝汽工況線 2)等抽汽量工況線： 1. 背壓工況

22、線 最小凝汽量工況線 1. 等凝汽量工況線： 第四章、汽輪機(jī)凝汽設(shè)備 4.1、凝汽設(shè)備的工作原理、任務(wù)和類型 1. 凝汽設(shè)備的工作原理和任務(wù)： 汽溫下降5，循環(huán)效率提高1%； 設(shè)備的組成：凝汽器、凝結(jié)水泵、抽汽器、循環(huán)水泵以及連接收道、閥門和附件； 任務(wù)：1、建立并維持高度真空； 2、供給純潔的凝結(jié)水作為鍋爐給水； 二、凝汽器的類型： 1. 空氣凝汽器 凝汽器放置室外； 1. 外表式凝汽器： 空氣冷卻區(qū)5%-10%； 出口處空氣與蒸汽分壓力處于同一數(shù)量級(jí)； 凝汽器入口壓力;空氣抽汽器出口;汽阻：與之差是蒸汽空氣混合物的流動(dòng)阻力稱為凝汽器的汽阻； 水阻：冷卻水的阻力稱為水阻； 三、凝汽器真空的測(cè)

23、量： =4.2、凝汽器的真空與傳熱 1. 凝汽器內(nèi)壓力確實(shí)定： ：凝汽器內(nèi)蒸汽凝結(jié)溫度； ：冷卻水入口溫度； ：冷卻水出口溫度； 冷卻水溫升； ：凝汽器端差； 主凝結(jié)區(qū)的蒸汽凝結(jié)溫度：； 1. 冷卻水進(jìn)口溫度： 1. 冷卻水溫升： 凝汽器的冷卻倍率或循環(huán)倍率； 1. 凝汽器的傳熱端差： 1. 凝汽器的最正確真空： 2. 空氣的危害： 空氣來源： 1、由新蒸汽帶入汽輪機(jī)； 2、處于真空狀態(tài)下的低壓各級(jí)與相應(yīng)的回?zé)嵯到y(tǒng)、排汽 缸、凝汽設(shè)備不嚴(yán)密處漏入的； 過冷卻現(xiàn)象：凝結(jié)水溫度低于凝汽器入口蒸汽溫度的現(xiàn)象；所低的度數(shù)稱為過冷度。 原因： 1、冷卻水管束排列不合理； 1. 漏入空氣多或抽氣器工作不正

24、常； 2. 凝結(jié)水位過高，淹沒冷卻水管，使凝結(jié)水進(jìn)一步被冷卻； 3. 凝汽器中蒸汽和空氣分壓力： 4. 空氣對(duì)凝汽器真空的影響： 5. 空氣對(duì)過冷度的影響： 1. 管外分壓低于管束間分壓，使凝結(jié)溫度低于混合流溫度； 2. 汽阻使管束內(nèi)層壓力降低，凝結(jié)溫度降低； 3. 水膜平均溫度由于上排管束淋下的凝結(jié)水或管內(nèi)冷卻水的作用而降低； 6. 凝汽器的傳熱： 4.3、凝汽器的管束布置與真空除氧 一、凝汽器的管束布置： 三角排列法、正方形排列法、輻向排列法； 二、真空除氧； 4.4、抽氣器 一、射汽抽氣器； 二、射水抽氣器； 三、水環(huán)式真空泵； 第五章 5.1、概述 轉(zhuǎn)子：葉片、葉輪、主軸、聯(lián)軸器； 靜

25、子：汽缸、法蘭、隔板、螺栓； 靜應(yīng)力：穩(wěn)定工況下不隨時(shí)間變化的應(yīng)力； 動(dòng)應(yīng)力：周期性激振力引起的振動(dòng)應(yīng)力； 屈服極限、蠕變極限、持久強(qiáng)度極限； 冷態(tài)啟動(dòng)、停機(jī)； 5.2、汽輪機(jī)葉片靜強(qiáng)度計(jì)算 一、單個(gè)葉片葉型局部的應(yīng)力計(jì)算： 葉頂、葉身、葉根 葉身受力：1、與質(zhì)量有關(guān)的離心力； 2、汽流、圍帶、拉金產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力； 一、離心應(yīng)力計(jì)算： 根部離心應(yīng)力：1離心應(yīng)力與截面積無關(guān)； 2材料、級(jí)的尺寸一定，應(yīng)采用變截面葉片； 3采用低密度、高強(qiáng)度材料可提高葉高和極限功率； 二、蒸汽彎曲應(yīng)力計(jì)算：壓力級(jí)：取最大流量； 調(diào)節(jié)級(jí)：取第一調(diào)節(jié)汽門全開； 均布載荷： 將葉片看作懸臂梁： 截面彎距：葉根彎距：最小慣

26、性軸1-1，最大慣性軸2-2與2-2軸的夾角為分解為和根部截面以1-1、2-2軸中性軸的彎矩： 令葉片根部截面主慣性矩為和那么根部截面點(diǎn)、三點(diǎn)的最大彎應(yīng)力分別為： 抗彎截面模量 出口邊點(diǎn)蒸汽彎曲應(yīng)力最大 取為0，那么等于，等于0，計(jì)算結(jié)果偏大； 1. 圍帶或拉筋成組葉片的應(yīng)力計(jì)算： 葉片組靜應(yīng)力計(jì)算別離心應(yīng)力和彎曲應(yīng)力兩方面； 一、圍帶或拉筋離心力對(duì)葉片離心力的影響： 離心應(yīng)力二、圍帶或拉筋的彎曲應(yīng)力計(jì)算： 拉筋當(dāng)作兩端固定的受均布載荷的梁AB，拉筋離心力除以節(jié)距可得到離心力均布載荷： 圍帶那么為： 視AB段為靜不定梁，簡(jiǎn)化為二次靜不定梁，設(shè)A、B兩端的轉(zhuǎn)角均為零。設(shè)逆時(shí)針為正方向，那么： 拉

27、筋固定處附加彎矩為： 圍帶兩端固定處附加彎矩： 彎曲應(yīng)力：兩端外伸拉筋或葉片可視為一端固定的懸臂梁，懸臂梁固定端彎矩為： 三、圍帶或拉筋的反彎矩對(duì)葉片彎曲應(yīng)力的影響：1. 圍帶反彎矩： 2、彎矩修正系數(shù)：結(jié)實(shí)程度和葉片數(shù)的影響 三、葉片離心力引起的彎距及其偏裝： 5.3、汽輪機(jī)靜子零件的靜強(qiáng)度 一、葉片動(dòng)強(qiáng)度： 二、激振力產(chǎn)生的原因及其頻率的計(jì)算： 原因：1、葉柵尾跡擾動(dòng)； 2、構(gòu)造擾動(dòng)；局部進(jìn)汽、抽汽口、進(jìn)排汽管 一、低頻激振力： 1. 產(chǎn)生的原因： 1. 個(gè)別噴嘴損壞或加工尺寸有偏差； 2. 上下兩隔板接合面處噴嘴錯(cuò)位； 3. 級(jí)前后有抽汽口； 4. 窄噴嘴加加強(qiáng)筋； 5. 采用噴嘴配汽；

28、 2. 頻率的計(jì)算： 1. 對(duì)稱激振力： 2. 非對(duì)稱激振力 二、高頻激振力： 1全周進(jìn)汽的級(jí)： 2局部進(jìn)汽的級(jí)： 當(dāng)量噴嘴數(shù)：三、葉片與葉片組的振型： 一類為彎曲振動(dòng) 另一類為扭轉(zhuǎn)振動(dòng) 一、單個(gè)葉片的振型 1、單個(gè)葉片的彎曲振動(dòng)： 1. 切向振動(dòng)：A型振動(dòng)、B型振動(dòng) 2. 軸向振動(dòng)： 2、單個(gè)葉片的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)：T型振動(dòng) 二、葉片組的振型： 1、葉片組的彎曲振動(dòng)： 1切向振動(dòng)：A型振動(dòng)、B01、B02型振動(dòng) 2軸向振動(dòng)： 2、葉片組的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)： 四、單個(gè)葉片的自振頻率計(jì)算： 一、葉片彎曲振動(dòng)的微分方程： 1、根本假定： 1葉片根部剛性固定，撓度和轉(zhuǎn)角為零， 當(dāng)時(shí)，2葉片高度方向尺寸遠(yuǎn)大于其它方向

29、尺寸； 3葉片只在一個(gè)平面內(nèi)振動(dòng)，只考慮彈性桿的彎曲變形； 4無阻尼振動(dòng)； 5不考慮離心力； 2、彎曲振動(dòng)的微分方程： 撓度曲線方程：簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)：振型曲線，的函數(shù)。 葉片各質(zhì)點(diǎn)速度和加速度： 自由振動(dòng)：彈性力與慣性力平衡 達(dá)朗伯原理：一個(gè)非自由質(zhì)點(diǎn)系運(yùn)動(dòng)時(shí)，作用于該質(zhì)點(diǎn)系的主動(dòng)力系，約束反力系與質(zhì)點(diǎn)系的慣性力系在形式上組成平衡力系。 設(shè)：彎矩，切力，分布載荷q,葉片彎曲振動(dòng)微分方程：二、等截面葉片的自振頻率計(jì)算： ，不隨葉高變化：所以令那么：微分方程一般解： 根據(jù)邊界條件：自由葉片的切向力和葉頂彎矩為零： 時(shí)， ，整理后得等截面自由葉片頻率方程式： 用圖解法求解得： 得：A0型自振頻率： 三、

30、對(duì)自振頻率理論計(jì)算值的修正： 1. 溫度修正系數(shù)： 2. 葉片根部結(jié)實(shí)修正系數(shù)： 由上式可知：葉片自振頻率只與構(gòu)造尺寸和材料性能有關(guān)，與激振力大小無關(guān)； 四、葉片的動(dòng)頻率： 動(dòng)頻率：考慮離心力影響后的葉片振動(dòng)頻率，稱.:動(dòng)頻系數(shù) 型振動(dòng) 五、葉片組振動(dòng)頻率：閱讀 六、葉片動(dòng)強(qiáng)度的平安準(zhǔn)那么和調(diào)頻： 舊標(biāo)準(zhǔn)：彎應(yīng)力小于許用應(yīng)力、臨界轉(zhuǎn)速避開工作轉(zhuǎn)速的某一范圍；未考慮：承受動(dòng)應(yīng)力能力和靜應(yīng)力的大小無視了耐振強(qiáng)度； 新標(biāo)準(zhǔn)：1采用抵抗疲勞破壞能力的平安倍率； 2)采用靜動(dòng)載荷聯(lián)合作用的耐振強(qiáng)度a*； 危險(xiǎn)共振類型： 1. 切向型動(dòng)頻率與低頻激振力合拍的共振； 2. 切向型動(dòng)頻率與高頻激振力合拍的共振

31、； 3. 切向型動(dòng)頻率與高頻激振力合拍的共振； 不調(diào)頻葉片；調(diào)頻葉片； 一、耐振強(qiáng)度： 耐振強(qiáng)度表示材料在靜動(dòng)應(yīng)力復(fù)合作用下的動(dòng)強(qiáng) 度指標(biāo)； 復(fù)合疲勞強(qiáng)度曲線：彎-彎試驗(yàn)，在不同下承受107次的循環(huán)而不破壞的最大交變應(yīng)力稱為耐振強(qiáng)度離心應(yīng)力、離心彎曲應(yīng)力、蒸汽彎曲應(yīng)力； 二、不調(diào)頻葉片的平安準(zhǔn)那么： 1. 平安倍率： 動(dòng)應(yīng)力系數(shù)和蒸汽的彎曲應(yīng)力： ：振動(dòng)倍率1. 與的修正： 1. 介質(zhì)腐蝕修正系數(shù)： 過熱區(qū)與濕蒸汽交替經(jīng)過=0.5，過熱區(qū)=1，濕蒸汽區(qū)=0.8； 1. 葉片外表質(zhì)量修正系數(shù)： 拋光的葉片=1，鍍鉻葉片=0.8； 1. 應(yīng)力集中系數(shù)： =1.11.4，一般=1.3，拉筋孔處=2.

32、0;4)尺寸修正系數(shù)： 5)通道修正系數(shù)： 過熱區(qū)或過渡區(qū)=1.1，濕蒸汽區(qū)=1.0； 6葉片成組影響系數(shù)： 7流場(chǎng)不均修正系數(shù)： 級(jí)前后都有進(jìn)、抽汽口=1.1，級(jí)后有進(jìn)、抽汽口 =1.0， 1. 不調(diào)頻葉片的平安準(zhǔn)那么： 三、調(diào)頻葉片的平安準(zhǔn)那么： 1. 型頻率與的避開要求和平安倍率： 1. 型振動(dòng)頻率與的避開要求和平安倍率： 動(dòng)頻率與靜頻率極為相近，所以： 四、葉片的調(diào)頻： 1. 重新安裝葉片、改善安裝質(zhì)量； 2. 增加葉片與圍帶或拉筋的連接結(jié)實(shí)度； 3. 加大拉筋直徑或改用空心拉筋； 4. 增加拉筋數(shù)目； 5. 改變成組葉片數(shù)目； 6. 增設(shè)圍帶和拉筋； 7. 葉頂鉆孔； 8. 采用長弧

33、圍帶； 5.4、汽輪發(fā)電機(jī)組的振動(dòng) 一、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的橫向振動(dòng)： 一轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速： 轉(zhuǎn)子在啟停機(jī)的升速或降速過程中，轉(zhuǎn)速上升到某一數(shù)值時(shí)，轉(zhuǎn)子發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)，轉(zhuǎn)速高于這一轉(zhuǎn)速后，振幅又減小，轉(zhuǎn)速出現(xiàn)峰值的轉(zhuǎn)速稱為臨界轉(zhuǎn)速； 撓性轉(zhuǎn)子、剛性轉(zhuǎn)子 二單個(gè)輪盤轉(zhuǎn)子的自由振動(dòng)： 橫向、軸向或扭轉(zhuǎn)振動(dòng)；橫向彎曲振動(dòng)最常見 主軸直徑： 跨度： 轉(zhuǎn)子質(zhì)量： 輪盤中心：中心點(diǎn)：?jiǎn)蝹€(gè)輪盤彈性系統(tǒng)三、單個(gè)輪盤轉(zhuǎn)子的強(qiáng)迫振動(dòng)及其渦動(dòng)現(xiàn)象： 偏心距結(jié)果得：四、振幅頻率特性與臨界轉(zhuǎn)速： 強(qiáng)迫振動(dòng)轉(zhuǎn)子的振幅與激振力的角速度有關(guān)。 1. 無阻尼情況： 2、自動(dòng)定心 五、等直徑軸的橫向振動(dòng)及其臨界轉(zhuǎn)速： 二、汽輪發(fā)電機(jī)組的軸系

34、扭振： 電氣系統(tǒng)故障引起 一、電網(wǎng)與汽輪發(fā)電機(jī)組的非正常運(yùn)行方式： 1、第一類非正常運(yùn)行方式： 失磁異步運(yùn)行，電壓及頻率偏差，強(qiáng)行勵(lì)磁，正相運(yùn)行以及調(diào)峰運(yùn)行。 1. 第二類非正常運(yùn)行方式： 失步振蕩，汽門快關(guān)，甩負(fù)荷，線路單相、二相和三相突然短路，單相快速重合閘，非同期并網(wǎng)等。 1. 第三類非正常運(yùn)行方式： 超同步共振，次同步共振二相和三相快速重合閘。 三、汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)： 5.5、汽輪機(jī)主要零件的熱應(yīng)力及汽輪機(jī)壽命管理 一、汽輪機(jī)主要零件的熱應(yīng)力： 一、產(chǎn)生熱應(yīng)力的原因： 熱應(yīng)力：零部件由于溫度變化而產(chǎn)生的膨脹或收縮變形稱為熱變形； 熱應(yīng)力： 應(yīng)變量：熱應(yīng)力值：二、汽缸或法蘭的熱應(yīng)力估

35、算： 泊桑系數(shù)：=0.3熱應(yīng)力計(jì)算式：內(nèi)、外熱應(yīng)力值：三、法蘭螺栓熱應(yīng)力： 螺栓旋入下法蘭：=1,螺栓貫穿上下法蘭：=2四、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的熱應(yīng)力： 1. 轉(zhuǎn)子熱應(yīng)力表達(dá)式： 低周熱疲勞：一般汽輪機(jī)的運(yùn)行時(shí)間較長，由啟動(dòng)至停機(jī)的周期很長，交變熱應(yīng)力的頻率很低。 1. 冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)熱應(yīng)力的變化： 屈服極限，塑性變形，松弛現(xiàn)象； 1. 熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)的熱應(yīng)力變化： 二、汽輪機(jī)的壽命管理： 1. 可靠性管理： 1. 壽命管理： 無裂紋壽命，裂紋擴(kuò)展壽命； 物質(zhì)壽命、經(jīng)濟(jì)壽命、技術(shù)壽命； 第六章 6.1、汽輪機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)和保護(hù)的根本原理 一、自動(dòng)調(diào)節(jié)的概念： 1. 自動(dòng)調(diào)節(jié)的任務(wù)： 2. 直接調(diào)節(jié)和間接調(diào)節(jié)： 3

36、、有差調(diào)節(jié)和無差調(diào)節(jié) 剛性反應(yīng)、彈性反應(yīng) 4、速度調(diào)節(jié)和功率調(diào)節(jié)： 轉(zhuǎn)速變化控制調(diào)節(jié)汽門開度，稱速度調(diào)節(jié)； 功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)以功率信號(hào)控制汽門開度，稱功率調(diào)節(jié)； 二、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性： 一、靜態(tài)特性曲線及四方圖 在穩(wěn)定狀態(tài)下，汽輪機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，稱為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性； 靜態(tài)特性曲線 二、速度變動(dòng)率： 汽輪機(jī)空負(fù)荷所對(duì)應(yīng)的最大轉(zhuǎn)速與額定負(fù)荷對(duì)應(yīng)的最小轉(zhuǎn)速之差，與額定轉(zhuǎn)速之比稱謂速度變動(dòng)率； 速度變動(dòng)率不可過小，否那么引起負(fù)荷晃動(dòng)； 速度變動(dòng)率不可過大，否那么引起甩負(fù)荷超速； 局部速度變動(dòng)率： 并列運(yùn)行機(jī)組的負(fù)荷分配； 三、緩慢率： 機(jī)組在同一功率下的最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之差，與額定轉(zhuǎn)

37、速之比，稱為緩慢率； 負(fù)荷晃動(dòng)量：四、特性曲線的平移同步器： 一次調(diào)頻： 二次調(diào)頻： 作用：1汽輪機(jī)在單機(jī)運(yùn)行時(shí)，在任何負(fù)荷下保持轉(zhuǎn)速不變； 2汽輪機(jī)在并列運(yùn)行時(shí)，在各機(jī)組間進(jìn)展負(fù)荷分配，保持轉(zhuǎn)速不變； 五、汽輪機(jī)運(yùn)行對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性的要求： 1. 靜態(tài)特性曲線的形狀： 1并列容易； 2低負(fù)荷區(qū)負(fù)荷變動(dòng)較??； 3滿負(fù)荷時(shí)不會(huì)過載； 1. 同步器的調(diào)節(jié)范圍： 1. 調(diào)節(jié)的最小范圍： 2. 下限位置：-2.5%、-5% 3. 上限位置：+7% 三、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性： (一) 動(dòng)態(tài)特性的概念： 穩(wěn)定過程：非周期過程，微振過渡過程、振蕩過渡過程； 非穩(wěn)定過程：等幅振蕩、發(fā)散振蕩； 二對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的要求： 1. 穩(wěn)定性： 2. 動(dòng)態(tài)超調(diào)量： 3. 靜態(tài)偏差值: 4. 過渡過程的調(diào)整時(shí)間: 5. 振蕩次數(shù)： 三影響動(dòng)態(tài)特性的一些主要因素： 最大飛升轉(zhuǎn)速1. 調(diào)節(jié)對(duì)象對(duì)動(dòng)態(tài)特性的影響： 1. 轉(zhuǎn)子飛升時(shí)間常數(shù) 2. 蒸