多級(jí)凝汽式汽輪機(jī)組熱力設(shè)計(jì)

1、注意本文章是pdf轉(zhuǎn)換而來(lái)的，公式部分不是公式編輯做的 比較錯(cuò)亂，慎重購(gòu)買(mǎi)一設(shè)計(jì)題目多級(jí)凝汽式汽輪機(jī)組熱力設(shè)計(jì)二設(shè)計(jì)內(nèi)容1 、按所給參數(shù)分析并確定熱力設(shè)計(jì)的基本參數(shù)；2、擬定汽輪機(jī)近似熱力過(guò)程曲線和原則性熱力系統(tǒng)，進(jìn)行汽耗量、回?zé)嵯到y(tǒng) 熱平衡及熱經(jīng)濟(jì)性的初步計(jì)算；3、確定調(diào)節(jié)級(jí)的形式、比焓降、葉型及尺寸，速比選用 0.23/0.26；4、確定壓力級(jí)的級(jí)數(shù)和排氣口數(shù)，并進(jìn)行各級(jí)比焓降分配；5、對(duì)壓力級(jí)進(jìn)行熱力計(jì)算， 求出各級(jí)通流部分的幾何尺寸、相對(duì)內(nèi)效率和內(nèi) 功率，確定汽輪機(jī)實(shí)際的熱力過(guò)程曲線；6、整理說(shuō)明書(shū)，并給出熱力計(jì)算結(jié)果匯總表。三設(shè)計(jì)要求1 、運(yùn)行時(shí)有較高經(jīng)濟(jì)性；2、不同工況下工作時(shí)均有

2、較高可靠性；3、在滿足經(jīng)濟(jì)性和可靠性的同時(shí)， 還應(yīng)考慮到汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)緊湊， 系統(tǒng)簡(jiǎn)單， 布置合理，成本低廉，安裝與維修方便，以及零件的通用化和系列等因素。四主要參數(shù)汽輪機(jī)額定功率(Pr,kW) 50000汽輪機(jī)涉及功率(Pe,kW) 40000汽輪機(jī)初壓(P0,MPa) 8.5汽輪機(jī)初溫(t0, ) 535汽輪機(jī)工作轉(zhuǎn)速(n,r/min) 3000汽輪機(jī)排氣壓力(Pc ,MPa) 0.0045給水溫度(tfw, ) 158冷卻水溫度(tc1, ) 20凝汽器出口水溫(tc,) 31.5給水泵壓頭(Pfp,MPa) 0.28凝結(jié)水泵壓頭(Pcp,MPa) 1.18射汽抽氣器汽耗量(Dej,t/h

3、) 1.2射汽抽氣器出口水溫(tej, ) 38.68射汽抽氣器比焓降(hej,kJ/kg) 558.3回?zé)峒?jí)數(shù)(Z,級(jí)) 51目錄前言 31.近似熱力過(guò)程曲線的擬定42.估算汽輪機(jī)進(jìn)汽量 D0 53.確定抽汽壓力64.各級(jí)加熱器抽汽量計(jì)算74-1 H1 高壓加熱器74-2 H2高壓加熱器 84-3 Hd除氧器.104-4 H3低壓加熱器114-5 H4低壓加熱器115.流經(jīng)汽輪機(jī)各級(jí)組的蒸汽流量及其內(nèi)功率計(jì)算調(diào)節(jié)級(jí)136.計(jì)算汽輪機(jī)裝置的經(jīng)濟(jì)性157.通流部分選型197-1 配氣方式和調(diào)節(jié)型選型 197-2 調(diào)節(jié)級(jí)幾何參數(shù)的選擇197-3 各級(jí)平均直徑的確定207-3-1 第一壓力級(jí)平均直徑

4、的估取207-3-2 本機(jī)末級(jí)直徑的估取207-3-3 確定壓力級(jí)平均直徑的變化207-4 級(jí)數(shù)的確定及比焓的分配217-4-1 級(jí)數(shù)的確定217-4-2 比焓降分配228.汽輪機(jī)雙列調(diào)節(jié)級(jí)的熱力計(jì)算238-1 葉型及其選擇238-1-1 葉片型線圖238-1-2 葉型及有關(guān)參數(shù)的選擇248-2 調(diào)節(jié)級(jí)的熱力計(jì)算 25總結(jié) 34參考文獻(xiàn)352前言汽輪機(jī)是以蒸汽為工質(zhì)的旋轉(zhuǎn)式熱能動(dòng)力機(jī)械， 與其他原動(dòng)機(jī)相比， 他具有 單機(jī)功率大、效率高、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)和使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。汽輪機(jī)的主要用途是作為發(fā)動(dòng)機(jī)的原動(dòng)機(jī)。在使用化石燃料的現(xiàn)代常規(guī)火力 發(fā)電廠、核電站及地?zé)岚l(fā)電站中， 都采用益汽輪機(jī)為動(dòng)力的汽輪發(fā)電機(jī)

5、組。汽輪 機(jī)能變速運(yùn)行， 可用來(lái)直接驅(qū)動(dòng)各種泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和船舶螺旋槳等。汽輪機(jī) 的排氣或中間抽氣還可以用來(lái)滿足生產(chǎn)和生活上的供熱需要。在生產(chǎn)過(guò)程中有余 能、余熱的工廠企業(yè)中， 還可以用各種類(lèi)型的工業(yè)汽輪機(jī)(包括發(fā)電、熱電聯(lián)供、 驅(qū)動(dòng)動(dòng)力用)，使用不同品位的熱能得以合理有效地利用。汽輪機(jī)必須與鍋爐(或其他蒸汽發(fā)生裝置)、發(fā)電機(jī)(或其他被驅(qū)動(dòng)機(jī)械)、 以及凝汽器、加熱器、泵等機(jī)械設(shè)備組成成套裝置， 共同工作。具有一定溫度和 壓力的蒸汽可來(lái)自鍋爐或其他氣源， 經(jīng)主汽閥和調(diào)節(jié)汽閥進(jìn)入汽輪機(jī)內(nèi)， 依次流 過(guò)一系列環(huán)形安裝的噴嘴柵(或靜葉柵) 和動(dòng)葉柵而膨脹做功， 將其熱能轉(zhuǎn)換成 推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的

6、機(jī)械功， 通過(guò)聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)其他機(jī)械， 如發(fā)電機(jī)。膨脹做功 后的蒸汽由汽輪機(jī)的排氣部分排出。在火電廠中， 其排氣通常被引入凝汽器， 向 冷卻水放熱而凝結(jié)， 凝結(jié)水再經(jīng)泵輸送至加熱器中加熱后作為鍋爐給水， 循環(huán)工 作。31.近似熱力過(guò)程曲線的擬定在 h-s 圖上，由 Pc=8.5 ，t0=535 可確定汽輪機(jī)進(jìn)氣狀態(tài)點(diǎn) 0，并查得初焓 h0=3480.09kJ/kg。設(shè)進(jìn)氣機(jī)構(gòu)的節(jié)流壓力損失P0=0.04P0 ，得調(diào)節(jié)級(jí)前壓力 P0 =P0- P0=8.5-0.048.5=8.16MPa。并由此可確定調(diào)節(jié)級(jí)前蒸汽狀態(tài)點(diǎn) 1，過(guò) 1 點(diǎn)作等熵 線向下交 P2=0.0048MPa 線于 2 點(diǎn)，查得 h

7、2t=2061。86kJ/kg。因此，整機(jī)的理想 比焓降 htmac=h0-h2t=3480.09-2061.86=1418.23kJ/kg。估取汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率 ri=85.5%。整機(jī)的有效比焓降himac=htmac ri =1418.230.85=1212.59kJ/kg，汽輪 機(jī)排汽比焓 hz=h0-himac=3480.09-1212.59=2267.5kJ/kg。用直線連接 1、Z 兩點(diǎn)， 在中間點(diǎn) 3處沿等壓線下移 20-25kJ/kg 得到點(diǎn) 3。用平滑的曲線連接 1、3、Z 三點(diǎn)，得到該機(jī)在設(shè)計(jì)工況下的近似熱力過(guò)程曲線，如圖 1 所示。kJ/kg 2t=2061.86kJ/k

8、g圖 1 50MW 凝汽式汽輪機(jī)近似熱力過(guò)程曲線本汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)如圖 2 所示， 圖中 H1,H2 為高壓加熱器， H3,H4 為低壓加熱4器， Hd 為除氧器，共五級(jí)回?zé)岢槠?.估算汽輪機(jī)進(jìn)汽量 D0設(shè) m=1. 12，機(jī)械效率 m=0.97，發(fā)電機(jī)效率 g=0.97，汽輪機(jī)漏汽量 D=3%De，且有：3.6Pe 1D0 = hi mac .nm .ng . m . 0.97= 1.12 1212.590.99 0.97 0.97= 142.793.6 40000 1 (上式中沒(méi)有考慮汽輪機(jī)軸封漏氣)53.確定抽汽壓力該汽輪機(jī)采用大氣壓力式除氧器，除氧器壓力為 0. 118MPa，對(duì)應(yīng)的飽

9、和水 溫度 ted =104.25,考慮到非調(diào)節(jié)抽汽隨負(fù)荷變化的特點(diǎn)，為了維持所有工況 下除氧器都能定壓運(yùn)行，供給除氧器的回?zé)岢槠麎毫σ话惚瘸跗鞯膲毫Ω?0.02-0.03 MPa。本機(jī)采用 70%負(fù)荷以下時(shí)除氧器與 H2 高壓加熱器共汽源的運(yùn)行 方式，所以，除氧器的回?zé)岢槠麎毫H比除氧器工作壓力高出 0.024 MPa。根據(jù)給水溫度 tfw=158可得 H1 高壓加熱器給誰(shuí)出口溫度 tw2=158，且除 氧器出口水溫 twd=104.3， 根據(jù)溫升(等比焓升) 分配原則， 的 H2 高壓加熱器給誰(shuí)出口溫度： tw2 = 104.3 + (158 一2104.3 5) = 131. 15 5

10、 取 tw2=131。用同樣方法選取各低壓加熱器的出口水溫 tw2 (見(jiàn)表 1)。根各加熱器的出口水溫 tw2 及出口端差t ，可得加熱器疏水溫度 te =tw2+t ，查得 te 對(duì)應(yīng)的飽和壓力 Pe (見(jiàn)表 1)。在擬定近似熱力曲線上求出各回?zé)?抽汽比焓值 he ，如圖 3 所示。64.各級(jí)加熱器抽汽量計(jì)算4-1 H1 高壓加熱器其給水量為Dfw = D0 + Dej=142.79+1.2=143.99(t/h)該加熱器平衡方程式為De1(he1 -h1 )h =Dfw (hw2 -hw1)式中， nh -加熱器效率， 一般取nh =0.98 (下同)。該級(jí)回?zé)岢闅饬繛椋篋e1 = n.h

11、he1 h e1143.99 (666.89 550.66)=(2938 688.63) 0.98= 7.592(t/h)上式中有關(guān)符號(hào)的意義及數(shù)值見(jiàn)表 1 和表 2。7H1 高壓加熱器熱平衡圖如圖 4 (a)所示。8(a) H1 加熱器圖 4 加熱器平衡圖(b) H2 加熱器(c)除氧器4-2 H2 高壓加熱器該加熱器熱平衡圖如圖 4 (b) 所示， 先不考慮漏入H2 高壓加熱器的那部分軸封漏氣量 Dl1 以及上級(jí)加熱器H1 流入本級(jí)加熱器的疏水量 De1 ，則該級(jí)加熱 器的計(jì)算抽氣量為：De2 = n.hhe2 h e21 4 3 . 99 ( 5 50 . 6 6 =( 2 8 05 5

12、 7 2. 0 5 )= 7 . 4 7 6 ( t / h )表 1 50MW 凝汽式汽輪機(jī)加熱器汽水參數(shù)加熱器號(hào)抽氣壓力Pe( )抽氣比焓he(kJ/kg)抽氣管壓損 / (%)加熱器工作壓力 ()飽和水溫te()h飽和水比焓 e(kJ/kg)出口端差6t()給水出口水 溫tw2 ()給水出口比 焓hw2 (kJ/kg)1H0.72482938.080.6668163688.635158666.892H0.35042805.080.3224136572.055131550.66Hd0.14192672.0170.1178104.25437.040104.25437.043H0.058225

13、56.080.053583347.54380334.954H0.02072437.080.019059246.97356234.42、9考慮上一級(jí)加熱器疏水流入H2 高壓加熱器并放熱可使本級(jí)抽氣量減少的相當(dāng)量為：De1e = De1 6 8 8 . 3 5 7= 7 . 5 922 8 0 5 .0 5 7= 0 . 3 9 6 ( t / h )考慮前軸封一部分漏氣量Dl1 ，漏入本級(jí)加熱器并放熱可使本級(jí)會(huì)熱抽氣量減少的相當(dāng)量為：Dl1e = Dl1 3181 572.05= 0.802805 572.05= 0.934(t/h)式中hl -軸封漏氣比焓值，相當(dāng)于調(diào)級(jí)后氣室中蒸汽的比焓，hl

14、 = 3181.0kJ/kg ， Dl1 0.80t/h本級(jí)高壓加熱器H2 實(shí)際所需回?zé)岢闅饬繛椋篋e2 = D2 De1e Dl 1e= 7 . 4 7 0 . 39 6= 6 . 1 4 6 ( t / h )4-3 Hd - 除氧器除氧器為混合式加熱器， 其熱平衡圖如圖 4 (c) 所示。分別列出除氧器的 熱平衡方程式和質(zhì)量平衡方程式如下：Ded hed + (De1 + De2 + Dl1)h2 + Dcwhw1 = DfwhdDcw + Dl1 + Ded + De1 + De2 = Dfw將已知數(shù)據(jù)代入上述兩式中，整理后得：102672Ded + 334.95Dcw = 54612

15、.9267Dcw + Ded = 129.452聯(lián)立上式求解可得：11除氧器抽氣量凝結(jié)水量Ded = 4 . 8 1D = 1 2 4 . 6cw(t/h)(t/h)4-4 H3 低壓加熱器該級(jí)加熱器熱平衡圖與H1 高壓加熱器的熱平衡圖相同， 其回?zé)岢闅饬?De3為De3 = (he3 he3)nh124.637 (334.95 234.42)=(2556 347.54) 0.98= 5.789(t/h)4-5 H4 低壓加熱器該級(jí)加熱器凝結(jié)水進(jìn)口水溫 tw1 與凝汽器壓力及流經(jīng)抽氣冷卻器的溫升有 關(guān)。當(dāng) = = 0.0045 ，凝汽器壓力 =0.0043MPa 時(shí)， 對(duì)應(yīng)的凝結(jié)水飽和溫 度t

16、c =31.5，比焓值hc =2558.43kJ/kg。凝結(jié)水流經(jīng)抽氣冷卻器的溫升 tej 可根據(jù)冷卻器的熱平衡公求得其比焓升 6hej為：D6hej = Dej hejcw1.2558.3=124.637= 5.375(kJ/kg)式中 hej = 558.3kJ/kg 為抽氣冷卻器中蒸汽的比焓降。 Dej = 1.2(t/h) 為抽氣汽耗量，兩者為已知數(shù)據(jù)考慮傳熱效率等因素， 凝結(jié)水泵壓頭 =1. 18MPa，該壓力下水在 3040之間 比焓升對(duì)應(yīng)的溫升 tej =35，取 tej =3。H4 低壓加熱器凝結(jié)水進(jìn)口水溫tw1 = 31.5 + 3 = 34.5對(duì)應(yīng)的比焓值hw1 = 145

17、.61kJ/kgH4 的計(jì)算抽氣量為：D4 = Dcw 2 3 4 . 42 1 4 5 .( 2 4 37 2 4 6. 9 7 )= 1 2 4 . 6 7= 5 . 1 5 7 ( t / h )H3 的疏水流入H4 引起末級(jí)回?zé)岢闅饬繙p少的相當(dāng)量為：De3e = De3 3 4 7 . 54 2 42 4 3 2 4 6= 5 . 7 89= 0 . 2 6 6 ( t / h )H4 的實(shí)際回?zé)岢闅饬繛镈e4 = D4 De3e= 5 . 1 57 0 .= 4 . 8 9 1 ( t / h125.流經(jīng)汽輪機(jī)各級(jí)組的蒸汽流量及其內(nèi)功率計(jì)算調(diào)節(jié)級(jí)Do = 142.79(t/h)DP

18、= o(ho 一h2 ) iD 3.61 4 2 . 79 ( 3 4 8一0 . 0 9=3 . 6= 1 1 8 6 (3 . 1 )k W(調(diào)節(jié)級(jí)后壓力為 3.11MPa，比焓值 h2 =3181kJ/kg。待調(diào)節(jié)級(jí)型式選定及熱力計(jì)算后求得， 第一次估算時(shí)， 可估取調(diào)節(jié)級(jí)理想比焓降及級(jí)效率后在 h-s 圖的 近似熱力過(guò)程曲線上查得)13第一級(jí)組D1 = Do 一 Dl= 1 4 2 . 7一9 = 1 1 4 1 . 7i1 1 3.6P = D h1 一 he1= 141.79 318 = 9570.8(kW)第二級(jí)組2 1 e 1D = D 一 D= 1 4 1 . 7一9 7 .

19、5=9 2 1(3 4 .)1i 2 2 3.6P = D he1 一 he 2=134. 198 =4957.9(kW)第三級(jí)組D3 = D2 一 2= 1 3 4 . 1 9 8 - 6 . 1 4 6 =( 1 2)i3 3 3.6P = D he 2 hed2805 2672= 128.052 3.6=4730.8(kW)14第四級(jí)組D4 = D3 Ded= 128.052 4.815 = 123.237(t/h)i 4 4 3.6P = D hed he 3=123.237 =3971.0(kW)第五級(jí)組D5 = D4 3= 1 2 3 . 2 37 5 . 8 91 1 7)i5

20、5 3.6P = D he3 he 4=117.448 =3882.3(kW)第六級(jí)組D6 = D5 4= 1 1 7 . 4 48 4 . 9 1 1 1 2i6 6 3.6=112.557 =5330.8(kW)P = D he 4 hz整機(jī)內(nèi)功率6Pi = xPi jj=0= 1 1 8 6 3+. 1 9 5+7 0 . 8 +4 9 5 7 .+9 4 7 3+0 . 8 3+9 7 10 .0= 4 4 3 0 6 . 7 ( k W )6.計(jì)算汽輪機(jī)裝置的經(jīng)濟(jì)性15機(jī)械損失編Pm = Pi( 1-n m= 4 4 3 0 6. 7 -( 1= 4 4 3 . 1 ( k W )汽

21、輪機(jī)軸端功率P = P - 編Pa i m= 4 4 3 0 6 -.74 4=3 . 1 4 3 8 6發(fā)電機(jī)出線端功率 = Pan g = 4 3 8 6 3. 60=. 9 7 4 2 5 4符合設(shè)計(jì)工況 = 40000(kW) 的要求，說(shuō)明原估計(jì)的蒸汽量Do 正確 汽耗率d = = = 3.356kg / (kW . h)不抽氣時(shí)(回?zé)岢闅馔Ｓ?估計(jì)汽耗率：d = Do 103 - 編Pm ng138.6103 =142.79(3480.09-2267.5) -443. 1 0.97L 3.6 = 3.089kg / (kW . h)汽輪機(jī)裝置的熱耗率：q = d (ho 一 hfw

22、)= 3.356 (3480.09 一 674.8)= 9414.6kJ / (kW . h)汽輪機(jī)裝置的絕對(duì)電效率：3600 3600nel = q = 9414.6 =38.24% 本機(jī)計(jì)算結(jié)果列于表 2 內(nèi)16量表 2 50MW 凝汽式汽輪機(jī)熱平衡計(jì)算數(shù)據(jù)汽輪機(jī)初壓PoMPa8.5射汽抽氣器汽耗Dejt/h1.2汽輪機(jī)背壓P / Pc cMPa0.0045/0.0043汽輪機(jī)初溫ot535量射汽抽氣器比焓hejkJ/kg558.3凝汽器出口水溫ct31.5汽輪機(jī)初比hokJ/kg3480.09降汽輪機(jī)總進(jìn)氣量Dot/h142.79抽汽冷卻器出口cjt34.5焓工作轉(zhuǎn)速nr/min3000

23、前軸封漏氣量Dlt/h1水溫給水泵壓頭PfpMPa0.28冷卻水溫clt20流入凝汽器蒸汽Dct/h112.557凝結(jié)水壓頭PcpMPa1.18熱平衡計(jì)算數(shù)據(jù)加熱器1H2HHd3H4H抽氣壓力PeiMPa0.72480.35040.14190.05820.0207抽氣比焓eihkJ/kg2938.02805.02672.02556.02437.0加熱器壓力PeiMPa0.66680.32240.11780.05350.0190 下飽和水溫度eit163136104.258359 下飽和水比焓h eikJ/kg688.63572.05437.04347.54246.971kg 蒸汽放熱量hekJ

24、/kg2249.372232.952234.962208.462190.03被加熱的凝結(jié)水量Dwt/h143.99143.99124.637124.637124.637加熱器進(jìn)口水溫tw1131104.25805634.5加熱器進(jìn)口水比焓w1hkJ/kg550.66437.04334.95234.42144.56加熱器出口端差6t5503317熱平衡計(jì)算數(shù)據(jù)加熱器1H2HHd3H4H凝結(jié)給水出口水溫tw2158131104.258056出口水比焓w2hkJ/kg666.89550.66437.04334.95234.42給水比焓升hwkJ/kg116.23113.62102.09100.538

25、9.86抽氣量計(jì)算抽氣量Dei t/h7.5927.4764.8155.7894.891前軸封回收相當(dāng)量Dt/h0.934上級(jí)加熱器疏水相 當(dāng)量D(i 一1)t/h0.3960.266實(shí)際抽氣量Dit/h7.5926.1461.5135.7894.625汽輪機(jī)裝置的熱力特性數(shù)據(jù)排氣比焓hzkJ/kg2267.5機(jī)械損失pmkW443.1不抽汽時(shí)汽耗 率dkg/ (kW h)3.098等比熵排氣 比焓h2tkJ/kg2061.86聯(lián)軸器端功率pakW4386.3給水溫度ttw158理想比焓降(h )kJ/kg1418.23發(fā)電機(jī)效率ng97給水比焓fwhkJ/kg666.89有效比焓降hkJ/k

26、g1212.59發(fā)電機(jī)端功率pekW42547.7熱耗率qkg/ (kW h)9416.6汽輪機(jī)內(nèi)效 率nri85.5汽輪機(jī)總進(jìn)氣量Dot/h142.79絕對(duì)電耗率nel38.24汽輪機(jī)內(nèi)功 率pikW44306.7汽耗率dkg/(kW h)3.356187.通流部分選型7-1 配氣方式和調(diào)節(jié)型選型本機(jī)設(shè)計(jì)為凝汽式汽輪機(jī)其配氣方式為噴嘴配氣方式，調(diào)節(jié)級(jí)為雙列調(diào)節(jié)級(jí)，因?yàn)殡p列調(diào)節(jié)級(jí)能承 擔(dān)較大的比焓降，為 160-500kJ/kg,本機(jī)取 350kJ/kg。調(diào)節(jié)器后壓力為 3.11MPa，調(diào)節(jié)級(jí)速度比 Xa = 0.22 0.28 ，速度比 Xa 取低得反動(dòng)度和部分進(jìn)去度選小值19反動(dòng)度 m =

27、 b + g + b b 為第一列動(dòng)葉反動(dòng)度 g 為導(dǎo)葉反動(dòng)度 b 為第二列動(dòng)葉反動(dòng)度m =1 3 2 0b = 9 1 3g = 1 2b = 3 5取 b =16.42%取 g =1.794%取 b = 3.436%假設(shè)Aen 是全部進(jìn)氣量在臨界狀態(tài)下通過(guò)調(diào)節(jié)級(jí)所需要德噴嘴當(dāng)量面積， 則：DenA = o 3.6 0.06485 po / Vo= 142.79 3.6 0.06485 8.5 / 0.0432= 43.350(cm2 )= 4.3350 103 (m2 )體積流量Go Vo = 3 9 . 66 0 .= 1 . 6 4 23 ( m / s )o o o en進(jìn)入噴嘴的蒸

28、汽初速： = 1.642 / (4.3350 103 )= 378.78(m / s)C = G V / A7-2 調(diào)節(jié)級(jí)幾何參數(shù)的選擇考慮制造工藝、調(diào)節(jié)級(jí)葉片的高度及第一壓力級(jí)平均直徑， 本機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)平均直徑dm 取dm = 1100mm7-3 各級(jí)平均直徑的確定7-3-1 第一壓力級(jí)平均直徑的估取dm 0.2847Xa m n 3000r / min 式中Xa 0.46 0.5 取Xa 0.5 ；ht 級(jí)理想比焓將，假設(shè) ht =50 kj/kg則 dm 0.2847 0.5 1.007 m 7-3-2 本機(jī)末級(jí)直徑的估取20則md 2 (m)式中 Gc 通過(guò)末級(jí)的蒸汽流量， kg/s2 末

29、級(jí)動(dòng)葉出汽角，一般取 2 900 末級(jí)余速損失系數(shù)，一般 0.015 0.025 ，取 =0.020V2 末級(jí)動(dòng)葉排氣比容， m3 / kg 查得V2 27.414 末級(jí)徑高比， 2.5 3 本機(jī)取 2.5則 m 140 2 31.266 27.414 2.5 d 1.763 m 7-3-3 確定壓力級(jí)平均直徑的變化采用作圖法確定壓力級(jí)平均直徑的變化規(guī)律，如圖 5 所示，在橫坐標(biāo)上任 取長(zhǎng)度為 20cm 的線段 BD，用以表示第一壓力級(jí)至末級(jí)動(dòng)葉中心之軸向距離。 在 BD 兩端分別按比例畫(huà)出第一壓力級(jí)與末級(jí)的平均直徑值，如圖 5 中的 AB 與(AB dm , CD dm ) 。根據(jù)所選擇的通

30、道形狀，用光滑曲線將 A C 兩點(diǎn)連接起來(lái)，10 10AC 曲線即為壓力級(jí)各級(jí)直徑的變化規(guī)律。7-4 級(jí)數(shù)的確定及比焓的分配7-4-1 級(jí)數(shù)的確定7-4-1-1 級(jí)數(shù)的確定先求壓力級(jí)平均直徑dm在圖 5 上將 BD 線段分為 10 等分， 如圖 5 中 1-29 點(diǎn)， 從圖中量出各段 長(zhǎng)度，求出平均直徑dm 100.1007 0.1063 0.1099 0.1133 0.1200 0.1251 0.1326 0. 1402 0. 1503+0. 1637 0. 1763 1011 1.308 m 7-4-1-2 壓力級(jí)平均理想比焓降 d 2tt 12.227 X (kJ/kg)式中Xa 根據(jù)(

31、Xa 0.46 0.50) 范圍選擇，取Xa 0.50則1.308 2tt 12.227 0.5 84.428 kJ / kg 7-4-1-3 級(jí)數(shù)的確定Z htp 1 / ht (取整)式中 htp 壓力級(jí)組理想比焓將； 重?zé)嵯禂?shù)，取 0.06則Z 1119. 14 1 0.06 / 84.428=14.051取Z 14 級(jí)21圖 5 壓力級(jí)平均直徑變化規(guī)律校核： = Ka (1nri ) 式中Ka 系數(shù)，取Ka = 0.16 ；nri 壓力級(jí)組的內(nèi)效率， nri = ，nri = 0.8163 則 = 0.16 (1 0.8163) = 0.0729在誤差范圍內(nèi)， 估取正確7-4-2 比焓

32、降分配7-4-2-1 各級(jí)平均直徑的求取將圖 5 中線段 BD 重新分為 13 份， 在平均變化曲線 AC 上求出各級(jí)的平均 直徑，如圖7-4-2-2 各級(jí)比焓分配22根據(jù)求出的各級(jí)平均直徑，選取相應(yīng)的速度比，根據(jù)式 ht = 12.337 2求出各級(jí)的理想比焓降，將參數(shù)列成表 3表 3 比焓降分配輔助用表格級(jí)號(hào)平均直徑速度比試算理想比焓降dmxa ht11.0070.4952.121.0600.4957.731.0810.4960.041.1020.4962.451.1340.4966.161.1990.4973.971.2240.4977.081.2800.5080.991.3280.50

33、87.0101.4000.5096.7111.4740.50107.2121.5730.50122.1131.1400.50132.7141.7630.50153.4總和1229.27-4-2-3 各級(jí)比焓降的修正調(diào)整是應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 除氧器的抽汽壓力應(yīng)大于其額定值，以免負(fù)荷 變小時(shí)不能保證充分除氧；除氧器前一級(jí)抽汽壓力不可過(guò)高，否則容易引 起給水除氧器內(nèi)德自生沸騰；滿足給水溫度要求。8.汽輪機(jī)雙列調(diào)節(jié)級(jí)的熱力計(jì)算8-1 葉型及其選擇8-1-1 葉片型線圖葉柵中葉片的橫截面形狀成為葉型，其周線稱為型線。如圖 6 所示為汽輪機(jī) 葉柵參數(shù)示意圖。23圖 6 葉柵參數(shù)T葉柵節(jié)距； b葉柵弦長(zhǎng)； d

34、y py 噴嘴與動(dòng)葉的安裝角； B葉柵寬度8-1-2 葉型及有關(guān)參數(shù)的選擇8-1-2-1 葉型的選擇本汽輪機(jī)噴嘴氣流速度的馬赫數(shù)在0.8 1.3 之間，所以選用帶 b 的跨音速葉柵，具體選取如下：噴嘴 TC2b 型 葉寬 30.2mm 安裝角 39第一列動(dòng)葉片 TP 1b 型 葉寬 38mm 安裝角 81導(dǎo)葉 TP3A 葉寬 32mm 安裝角 80第二列動(dòng)葉片 TP5A 型 葉寬 38mm 安裝角 798-1-2-2 葉片弦長(zhǎng)的選擇n sin dy sin y弦長(zhǎng) b = B = B (mm)式中 B葉柵寬度，(mm)y y 噴嘴與動(dòng)葉安裝角則：噴嘴 b = = 4 7 .3 0 . 2n s

35、 i n 924第一列動(dòng)葉 導(dǎo)葉第二列動(dòng)葉bb = = 38.47 (mm)bn = = 32.49 (mm)bb = = 38.71(mm)8-1-2-3 相對(duì)節(jié)距tn 和葉片數(shù) Z 的確定噴嘴或?qū)~的相對(duì)節(jié)距tn = ，在選定型葉片時(shí)估取，則噴嘴或?qū)~的節(jié)距 tn = tn bn (mm)動(dòng)葉的節(jié)距tn = tb bn (mm)則噴嘴取tn = 0.75 tn = 0 . 7 4 7 .=9 8 (3m5 第一列動(dòng)葉，取tb = 0.68 tb = 0 . 6 3 8 .=4 7 (2m6 導(dǎo)葉取tn = 0.60 tn = 0 . 6 3 2 .=4 9 (1m9 第二列動(dòng)葉取tn =

36、0.55 tb = 0 . 5 3 8 .=7 1 (2m1 噴嘴數(shù)Zn = 冗dn e / tn (取整，偶數(shù))式中dn 平均直徑， mm 取dn = 1100 (mm) ；e 部分進(jìn)氣度， e = 0.35 0.45 ，取 e = 0.40則噴嘴葉片數(shù)Zn = 3. 141611000.40 / 35.98 = 38.42取Zn = 40導(dǎo)葉及動(dòng)葉片數(shù)Zb = 冗db / tb則：第一列動(dòng)葉片數(shù)Zb = 3. 14161100 / 26. 16 = 132. 10取Zb = 134導(dǎo)葉片數(shù)Zb = 3. 14161100 /19.49 = 177.30取Zb = 178第二列動(dòng)葉片數(shù)Zb

37、= 3. 14161100 / 21.29 = 162.32取Zb = 1648-2 調(diào)節(jié)級(jí)的熱力計(jì)算已知： 級(jí)流量 G=39.66kg/s ，級(jí)前參數(shù) P0 = 8.16 MPa ， h0 = 3480.09 kJ/kg ， V0 = 0.0432m3 / kg ， 級(jí) 后 壓 力 P2 = 3 . 1 MPa ， 轉(zhuǎn) 速 n=3000r/min, 反 動(dòng) 度 b = 16.42% ， g = 1.794% ， b = 3.436% ，C0 = 383.743m/s。25由 P0 , h0 及P2 在 h-s 圖 上 查 得 級(jí) 理 想 焓 降 ht 350 kJ/kg ， 壓 力 比 P2

38、 / P0 =3.11/8.16=0.3800.4,所以 m 可取 1425%，級(jí)總反動(dòng)度：m b b0 .1 6 4 2 0 . 0 1 7 9 0 . 0 3 3噴嘴中理想比焓降 hn (1 )ht (1 0.2165)350 274.225 (kJ/kg)C2 3 7 8 . 8c0 2 0 0 0 2 0 0 0初速動(dòng)能 h 0 1 . 7 (kJ/kg)滯止理想比焓降 hn h n h 0 c 2 7 4 . 22 5 7 1. 7 3 7 kJ/kg噴嘴出口汽流理想速度C1t 44.72 =44.72 =831.794(m/s)噴嘴速速系數(shù) 取 0.95噴嘴出口汽流實(shí)際速度 C1

39、C1t 0.95831.794 790.205(m/s) 噴嘴后壓力查得P1 3.77 ，噴嘴壓力比， =3.77 / 8. 16=0.462 0.546所以采用漸縮噴嘴，噴嘴出口面積即噴嘴喉部面積:A A C1 39.66 44.512cm2 n cr 0.0648 0.0648 噴嘴出口葉片高度 l An 1 1 . 9mmn Zn tn s i 1第一列動(dòng)葉中理想比焓降 hb b ht 0.1642350 57.47 kJ/kg第一列動(dòng)葉中理想進(jìn)口汽流方向 1 tan 1 調(diào)節(jié)級(jí)圓周速度 u dn n / 60 3. 14160. 13000 / 60 172.78 m/s26則1 ta

40、n 1 790.205cos15 172.78 19. 110 第一列動(dòng)葉進(jìn)口汽流速度 1C1 sin1sin 1790.205sin15 sin19. 110 624.71 m/s第一列動(dòng)葉進(jìn)口速度動(dòng)能 hw1 w12 / 2000 624.712 / 2000 195. 13 kJ/kg 第一列動(dòng)葉滯止比焓降 hb hb 1w 57 . 4 7 1 9 5 . 1 kJ/kg第一列動(dòng)葉出口汽流理想速度 2t 44.72 44.72 710.76 m/s 第一列動(dòng)葉速度系數(shù)取 0.9第一列動(dòng)葉出口汽流實(shí)際速度 2 2t 0.9710.76 639.68 m/s 第一列動(dòng)葉出口絕對(duì)速度的方向和大小：2 tan 1 2 sin 2 tan 1 639.68sin18 24.412 cos 2 u 639.68cos18 172.78C 2 sin 2 639.68sin18 478.32 m/s2 sin 2 sin 24.410第一列動(dòng)葉動(dòng)能損失 hb (12 )hb (1 0.92 )252.60 47.99 kJ/kg第一列動(dòng)葉余速損失 hc2 C22 / 2000 478.322 / 2000 114.40 kJ