汽輪機(jī)課程設(shè)計(jì)汽輪機(jī)原理

1、課 程 設(shè) 計(jì)課程名稱 汽輪機(jī)原理 題目名稱 汽輪機(jī)原理課程設(shè)計(jì) 學(xué)生學(xué)院_材料與能源學(xué)院_專業(yè)班級(jí)_熱能與動(dòng)力工程(熱電方向)09（1）班學(xué) 號(hào)_ 3109007245_學(xué)生姓名_李健華_指導(dǎo)教師 羅向龍 _ _20012 年 9月 15日廣東工業(yè)大學(xué)鍋爐原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題目名稱25000KW凝汽式汽輪機(jī)設(shè)計(jì)學(xué)生學(xué)院材料與能源學(xué)院專業(yè)班級(jí)09級(jí)熱能與動(dòng)力工程(熱電方向)姓 名李健華學(xué) 號(hào)3109007245一、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容系統(tǒng)地總結(jié)、鞏固并應(yīng)用汽輪機(jī)原理課程中已學(xué)過(guò)的理論知識(shí)，重點(diǎn)掌握汽輪機(jī)熱力設(shè)計(jì)的方法、步驟。通過(guò)設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步的了解，明確主要部件在整個(gè)機(jī)組中的作用、位

2、置及相互關(guān)系。通過(guò)設(shè)計(jì)了解并掌握我國(guó)當(dāng)前的技術(shù)政策和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)資料等。由于課程設(shè)計(jì)的題目接近實(shí)際，與當(dāng)前國(guó)民經(jīng)濟(jì)的要求相適應(yīng)，因而要求設(shè)計(jì)者具有高度的責(zé)任感，嚴(yán)肅認(rèn)真。應(yīng)做到選擇及計(jì)算數(shù)據(jù)精確、合理、繪圖規(guī)范，清楚美觀。二、課程設(shè)計(jì)的要求與數(shù)據(jù)課程設(shè)計(jì)的要求是：掌握汽輪機(jī)計(jì)算和校核方法；在計(jì)算之后能進(jìn)行必要的理論分析。主要內(nèi)容包括： (1) 分析并確定汽輪機(jī)熱力設(shè)計(jì)的基本參數(shù)，如汽輪機(jī)容量、進(jìn)汽參數(shù)、轉(zhuǎn)速、排汽壓力或循環(huán)水溫度、回?zé)峒訜峒?jí)數(shù)及給水溫度、供熱汽輪機(jī)的供汽壓力等。(2) 分析并選擇汽輪機(jī)的型式、配汽機(jī)構(gòu)型式、通流部分形狀及有關(guān)參數(shù)。(3) 擬定汽輪機(jī)近似熱力過(guò)程線和原則性熱力系

3、統(tǒng)，進(jìn)行汽耗量與熱經(jīng)濟(jì)性的初步計(jì)算。(4) 根據(jù)汽輪機(jī)運(yùn)行特性、經(jīng)濟(jì)要求及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等因素，比較和確定調(diào)節(jié)級(jí)的型式、比焓降、葉型及尺寸等。(5) 根據(jù)流通部分形狀和回?zé)岢槠麎毫σ螅_定壓力級(jí)的級(jí)數(shù)，并進(jìn)行各級(jí)比焓降分配。(6) 對(duì)各級(jí)進(jìn)行詳細(xì)的熱力計(jì)算，求出各級(jí)流通部分的幾何尺寸、相對(duì)內(nèi)效率和內(nèi)功率，確定汽輪機(jī)的實(shí)際熱力過(guò)程線。(7) 根據(jù)各級(jí)熱力計(jì)算的結(jié)果，修正各回?zé)岢槠c(diǎn)壓力以符合實(shí)際熱力過(guò)程線的要求。(8) 根據(jù)需要修正熱力計(jì)算結(jié)果。(9) 繪制流通部分及縱剖面圖。三、課程設(shè)計(jì)應(yīng)完成的工作按照給定的設(shè)計(jì)條件,確定流通部分的幾何參數(shù)，力求獲得較高的相對(duì)內(nèi)效率。就汽輪機(jī)課程設(shè)計(jì)而言其任務(wù)通常

4、是指各級(jí)幾何尺寸的確定及級(jí)效率和內(nèi)功率的計(jì)算。選擇合理參數(shù)，保證所設(shè)計(jì)的汽輪機(jī)具有較高的效率和較低的成本，便于安裝和檢修，并保證在所有的允許工況下具有較高的可靠性。每個(gè)學(xué)生應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，獨(dú)立完成所選題目。運(yùn)用流體力學(xué)、工程熱力學(xué)相關(guān)知識(shí)，設(shè)計(jì)出相應(yīng)汽輪機(jī)。要求清楚地分析問(wèn)題、確定汽輪機(jī)類型、提出算法、列出公式及數(shù)據(jù)，最后用公式驗(yàn)證，完成汽輪機(jī)設(shè)計(jì)，并且提交程序說(shuō)明書(shū)。四、課程設(shè)計(jì)進(jìn)程安排序號(hào)設(shè)計(jì)各階段內(nèi)容地點(diǎn)起止日期1布置課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)；講述課程設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)；講述汽輪機(jī)熱力設(shè)計(jì)基本參數(shù)的確定過(guò)程。教室2012-9-32做好設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作；查閱參考資料，掌握并確定汽輪機(jī)設(shè)計(jì)方法和步驟。學(xué)生

5、宿舍2012-9-43初步完成熱力計(jì)算學(xué)生 宿舍2012-9-42012-9-84完成汽輪機(jī)通流圖學(xué)生 宿舍2012-9-82012-9-125完成任務(wù)說(shuō)明書(shū)，準(zhǔn)備答辯學(xué)生 宿舍2012-9-139課程設(shè)計(jì)答辯教室2012-9-14五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)1 沈士一，莊賀慶，康松，龐立云.，汽輪機(jī)原理.，水利電力出版社，19922 馮慧雯主編，汽輪機(jī)課程設(shè)計(jì)參考資料， 水利電力出版社，19923 康松、楊建明、胥建群編，汽輪機(jī)原理，中國(guó)電力出版社，2000年出版4 翦天聰主編，汽輪機(jī)原理，中國(guó)電力出版社，1992年出版發(fā)出任務(wù)書(shū)日期： 年 月 日 指導(dǎo)教師簽名：計(jì)劃完成日期： 年 月 日

6、 基層教學(xué)單位責(zé)任人簽章： 主管院長(zhǎng)簽章：摘要隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，汽輪機(jī)的容量在不斷的增大。生活與工業(yè)用電造成電網(wǎng)峰谷差日趨增大，造成機(jī)組啟停頻繁，電機(jī)組變負(fù)荷運(yùn)行深度調(diào)峰。正因?yàn)槠啓C(jī)變負(fù)荷適應(yīng)性好，調(diào)峰能力強(qiáng)，因此，汽輪機(jī)的潛力很大。汽輪機(jī)技術(shù)的革新必然會(huì)為社會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。為了更好地適應(yīng)社會(huì)發(fā)展，加深大學(xué)生的研發(fā)技能及拓展大學(xué)生的理性思維，因此我們進(jìn)行了12000kW汽輪機(jī)的課程設(shè)計(jì)。因?yàn)闀r(shí)間有限，專業(yè)知識(shí)不足，造成有不少設(shè)計(jì)的地方不夠完善。但是，這次課程設(shè)計(jì)給了我們鍛煉自我能力和鞏固知識(shí)的機(jī)會(huì)，為今后更好的對(duì)汽輪機(jī)設(shè)計(jì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：能源；汽輪機(jī)；負(fù)荷；效

7、益目錄一、汽輪機(jī)熱平衡估算11、近似熱力過(guò)程曲線的擬定12、估算汽輪機(jī)進(jìn)汽量D01二、設(shè)計(jì)工況下的熱力計(jì)算21確定機(jī)組配汽方式22調(diào)節(jié)級(jí)選型23主要參數(shù)24近似熱力過(guò)程線的擬定25汽輪機(jī)總進(jìn)汽量的初步估算36調(diào)節(jié)級(jí)的詳細(xì)熱力計(jì)算37壓力級(jí)比焓降分配及級(jí)數(shù)確定68第一壓力級(jí)的詳細(xì)熱力計(jì)算8三、熱力計(jì)算數(shù)據(jù)匯總13四、整機(jī)相對(duì)內(nèi)效率核算及修正20五、繪制汽輪機(jī)通流部分圖20六、課程設(shè)計(jì)小結(jié)20七、參考文獻(xiàn)21一、汽輪機(jī)熱平衡估算基本數(shù)據(jù)：額定功率Pr25000kW，設(shè)計(jì)功率Pe25000kW，新汽壓力p000MPa，新汽溫度t0535，排汽壓力pc8MPa，給水溫度取tfw258。1、近似熱力過(guò)程

8、曲線的擬定在h-s圖上，由p0、t0可確定汽輪機(jī)進(jìn)汽狀態(tài)點(diǎn)0并查得初比焓h03466.4kJ/kg。設(shè)進(jìn)汽機(jī)構(gòu)的節(jié)流損失p00，得調(diào)節(jié)級(jí)前壓力p00MPa，并確定調(diào)節(jié)級(jí)前蒸汽狀態(tài)點(diǎn)1。設(shè)扣除排汽損失后的排汽壓力pc784MPa。過(guò)1點(diǎn)作等比熵線向下交pc線于2點(diǎn)，查得hc21kJ/kg，整機(jī)的理想比焓降(htmac)h0-hckJ/kg.估計(jì)汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率ri80，有效比焓降htmac(htmac) ri10kJ/kg，排汽比焓hz=h0-htmac2kJ/kg，在h-s圖上得排汽點(diǎn)z。用直線連接1、z兩點(diǎn)，在中間3點(diǎn)處沿等壓線下移2125kJ/kg得3點(diǎn)，光滑連接1、3、z點(diǎn)，得該機(jī)設(shè)計(jì)工

9、況下的近似熱力過(guò)程曲線，見(jiàn)圖1。圖1近似熱力過(guò)程曲線2、估算汽輪機(jī)進(jìn)汽量D0設(shè)m1.15，D3.2t/h，m，g，則蒸汽量D包括前軸封漏氣量Dl2t/h。二、設(shè)計(jì)工況下的熱力計(jì)算1確定機(jī)組配汽方式采用噴嘴配汽2調(diào)節(jié)級(jí)選型采用單列級(jí)3主要參數(shù)(1)已知設(shè)計(jì)參數(shù)Po=Mpa ，to=535 ， Pc=8Mpa， Pel=25000KW ，n=3000rpm(2)選取設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)功率取設(shè)計(jì)功率=25MW。汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率ri選取某一ri 值，待各級(jí)詳細(xì)計(jì)算后與所得ri' 進(jìn)行比較，直到符合要求為止。這里取ri=74%機(jī)械效率： 取m= 99%發(fā)電效率： 取 g= 97%給水回?zé)嵯到y(tǒng)及參數(shù)：采

10、用兩加熱器,一級(jí)除氧器。系統(tǒng)及參數(shù)詳見(jiàn)給水回?zé)嵯到y(tǒng)圖。4近似熱力過(guò)程線的擬定(1)進(jìn)汽機(jī)構(gòu)的節(jié)流損失Po閥門(mén)全開(kāi)時(shí)，Po=(0.030.05)Po，取調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴前Po=MPa(2)排汽管中壓力損失Pc ：對(duì)于本機(jī),認(rèn)為Pc'=8Pc， 即Pc=2Pc(3)末級(jí)余速損失hc2 ：本機(jī)取C2=50ms(4)調(diào)節(jié)級(jí)效率調(diào)節(jié)級(jí)效率較低，而中間級(jí)效率較高。假定調(diào)節(jié)級(jí)ri=70% 而調(diào)節(jié)級(jí)后壓力Pa=Mpa， 作為初擬熱力過(guò)程線的參數(shù)。可采用分段擬定熱力過(guò)程線。5汽輪機(jī)總進(jìn)汽量的初步估算3.6*PelDo= *m+D=1 t / h(htmac)'*rigmPel 汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)功率，kW(

11、ht mac)' 汽輪機(jī)通流部分的理想比焓降，由焓熵圖查得(ht mac)'=kJ/kgri 汽輪機(jī)通流部分相對(duì)內(nèi)效率之初估值；g 機(jī)組的發(fā)電機(jī)效率；m 機(jī)組的機(jī)械效率；m 考慮回?zé)岢槠鹌吭龃蟮南禂?shù),它與回?zé)峒?jí)數(shù)、給水溫度、汽機(jī)容量及參數(shù)有關(guān)，取m=1.15；D是考慮門(mén)桿漏汽及前軸封漏汽的蒸汽余量，(t/h)D=Dl+Dv給定前軸封漏汽Dl=2t/h，門(mén)桿漏汽Dv=1.2t/h ；Do是汽輪機(jī)總進(jìn)汽量。 6調(diào)節(jié)級(jí)的詳細(xì)熱力計(jì)算(1)確定調(diào)節(jié)級(jí)進(jìn)汽量DgDg=Do-Dv=10 th(2)確定速比Xa和理想比焓降ht取Xa=7， 取調(diào)節(jié)級(jí)平均直徑dm=1100mm ，計(jì)算時(shí)取

12、dm=dn=db由u=*dm*n/60=172.7 m/s和Ca=u/Xa=466.76 m/s，ht=Ca2/2=10kJ/kg，ht在70125kJ/kg范圍內(nèi)。(3)平均反動(dòng)度m的選?。喝=5%(4)計(jì)算嘴理想比焓降hnhn=(1-m)* ht =10 kJ/kg(5)計(jì)算噴嘴前后壓比n根據(jù)Po'、ho以及hn查焓熵圖，得到噴嘴后壓力P1和比容V1t由n=P1/Po'判斷流動(dòng)狀態(tài)，選擇噴嘴葉型和噴嘴出口角1。 (參見(jiàn)噴嘴葉型表)P1 = MPan=36>cr，為亞臨界流態(tài)。噴嘴葉型選?。哼x取部分蘇字葉柵TC-2A葉型選取噴嘴出口角1=12°(6)計(jì)算噴嘴

13、出口汽流速度C1=4 m/s ，C1=*C1t =4 m/s(7)計(jì)算噴嘴損失hnhn=(1-2)* hn= kJ/kg(8)確定噴嘴出口面積AnAn=Gn*V1t/(n*c1t)= 3 cm2Gn 噴嘴流量，kg/sV1t 噴嘴出口理想比容，m3/kgn 噴嘴流量系數(shù)，取n7(9)確定部分進(jìn)汽度e確定部分進(jìn)汽度的原則是選擇部分進(jìn)汽度e和噴嘴高度ln的最佳組合，使葉高損失hl和部分進(jìn)汽損失he之和為最小。由An=e*dm*ln*sin(1)得ln=An/ (e*dm*sin(1)he=e*Eo=(w+s)*Eo鼓風(fēng)損失系數(shù)w=Be*1/e*(1-e-ec/2)*Xa3斥汽損失系數(shù)s=Ce*1/

14、e*Sn/dn*Xa，取Ce=0.012，Sn=4 (噴嘴組數(shù)) ，dn=dm=1100mm令y=hl+he令其一階導(dǎo)數(shù)為零，即求y的極值，最終可得到e ，設(shè)計(jì)時(shí)選取e值比計(jì)算值稍大些。由計(jì)算得e = 0.3328(10)確定噴嘴高度lnln= An/ (e*dm*sin(1) = 1 mm，取整得13mm。(11)動(dòng)葉高度蓋度=2 mmlb=ln+=15mm(12)選取蓋度對(duì)于本機(jī)組來(lái)說(shuō)調(diào)節(jié)級(jí)：=2mm壓力級(jí)：= (ln<20mm) = (20ln<40mm) = (ln40mm)(13)檢驗(yàn)根部反動(dòng)度rr=1-(1-m)*db/(db-lb)371范圍內(nèi)。(14)求動(dòng)葉進(jìn)口汽流

15、相對(duì)速度w1和進(jìn)汽角11= tan-1c1*sin(1)/(c1*cos(1)-u) =°w1=C1*sin(1)/sin(1)= m/shw1=w12/2 = kJ/kg(15)計(jì)算動(dòng)葉前滯止壓力P10由h1=h1t+hn和hw1查焓熵圖 h1= kJ/kgP10 = Mpa(16)確定動(dòng)葉理想比焓降hb和動(dòng)葉滯止理想比焓降hb0hb=m*ht = kJ/kghb0=hb+hw1=kJ/kg(17)計(jì)算動(dòng)葉出口汽流相對(duì)速度w2w2t= = m/sw2=*w2t = m/s ，由m和w2t 查圖得到(=25)(18)計(jì)算動(dòng)葉損失hbhb=(1-2)* hb 0 = kJ/kg(19)

16、求取動(dòng)葉后蒸汽壓力P2和比容V2由hb和hb查焓熵圖得到P2 = MPaV2 = m3/kg(20)確定動(dòng)葉出口面積AbAb=Gb*V2/w2= cm2 ，因未考慮葉頂漏汽,故Gb=Gn(21)確定動(dòng)葉出口汽流角22=sin-1Ab/(e*db*lb) = °根據(jù)1和2和動(dòng)葉葉型表選取動(dòng)葉葉型動(dòng)葉葉型：選取部分蘇字葉柵TP-1A葉型(22)計(jì)算動(dòng)葉出口汽流絕對(duì)速度從C2和出汽角2 11 m/s2=tan-1(w2*sin(2)/(w2* cos(2)-u)=42.16°(23)計(jì)算余速損失hc2hc2=0.5*C22 =6.947kJ/kg(24)計(jì)算輪周效率比焓降hu&#

17、39; (無(wú)限長(zhǎng)葉片)hu'=hto-hn-hb-hc2 =89.634J/kg(25)計(jì)算級(jí)消耗的理想能量EoEo=hco+ht-1*hc2 = kJ/kg對(duì)于調(diào)節(jié)級(jí)Eo=hto=ht(26)計(jì)算輪周效率u'(無(wú)限長(zhǎng)葉片)u'=hu'/Eo =9%(27)校核輪周效率單位質(zhì)量蒸汽對(duì)動(dòng)葉所作的輪周功Wu=u*(c1*cos(1)+c2*cos(2) =89.634kJ/kg輪周效率u"=Wu/Eo = 9%用兩種方法計(jì)算所得輪周效率應(yīng)相近，其誤差要求u=|u'-u"|/u'*100% = 0<1%(28)計(jì)算葉高損失hl

18、hl=a/l*hu' =1kJ/kg，式中取系數(shù)a=1.6，已包括扇形損失(29)計(jì)算輪周有效比焓降huhu=hu'-hl = 7 kJ/kg(30)計(jì)算輪周效率uu=hu/Eo = 7%(31)計(jì)算葉輪摩擦損失hfhf=Pf/G = 4.999 kJ/kg其中Pf=K1*(u/100)3*dm2/v2= kW，取K1=1.1(32)計(jì)算部分進(jìn)汽損失hehe=hw+hs = kJ/kg鼓風(fēng)損失hw=w*ht =Be*1/e*(1-e-ec/2)*Xa3*ht= kJ/kg斥汽損失hs=s*ht=Ce*1/e*Sn/dn*Xa*ht = kJ/kg(33)計(jì)算級(jí)效率和級(jí)內(nèi)功率級(jí)的

19、有效比焓降hi=hu-hf-he = 6kJ/kg級(jí)效率i=hi/Eo = 6%級(jí)內(nèi)功率Pis=G*hi =kW(34)確定級(jí)后參數(shù)級(jí)后壓力P2和比焓h2由焓熵圖查出。P2 = MPa h2 = kJ/kg圖2調(diào)節(jié)級(jí)熱力過(guò)程線7壓力級(jí)比焓降分配及級(jí)數(shù)確定本機(jī)組采用整段轉(zhuǎn)子，整段轉(zhuǎn)子的葉片根部直徑一般采用相同的值。這樣，一方面是加工方便，另一方面可使很多級(jí)的隔板體通用。(1)第一壓力級(jí)平均直徑dmI的確定這里給定dmI=800mm首先選取Xa I56，1=10°， 計(jì)算htI、hnI和h1t ， htI=Ca2/2=0.5*(*dm*n/60/Xa)2 = kJ/kghnI=(1-m)

20、* htI = kJ/kg查焓熵圖求V1t = 0.052 m3/kg第一壓力級(jí)噴嘴流量為調(diào)節(jié)級(jí)流量減去前軸封漏汽量，即GnI=GoI=Gg-Gl =2kg/s噴嘴出口汽流速度C1t = m/s由連續(xù)性方程有而 An=e*dmI*lnI*sin(1)，其中取e=1求出ln = 1mm，ln 不小于1215mm(2)末級(jí)平均直徑的確定給定dm z=2000mm(3)確定壓力級(jí)平均直徑的變化根據(jù)汽輪機(jī)原理所描述的蒸汽通道形狀，確定壓力級(jí)平均直徑的變化規(guī)律，通常采用作圖法。在縱坐標(biāo)上任取長(zhǎng)度為a的線段BD(一般a=25cm)，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

21、力級(jí)與末級(jí)的平均直徑值。根據(jù)選擇的通道形狀，用光滑曲線將A、C兩點(diǎn)連接起來(lái)。AC曲線即為壓力級(jí)各級(jí)直徑的變化規(guī)律。(4)壓力級(jí)的平均直徑dm(平均)將BD線等分為m等分，取1、2、3m-1點(diǎn)。為了減小誤差，建議>6。從圖中量出割斷長(zhǎng)度，求出平均直徑。Dm(平均)=(AB+(1-1)+(2-2)+CD)/(m+1)*k ，Dm(平均)= mm式中的k 為比例尺。(見(jiàn)圖3)圖3壓力級(jí)平均直徑變化曲線圖(5)壓力級(jí)的平均比焓降ht(平均)選取平均速比Xa(平均)7， 則ht(平均)=0.5*(*dm(平均)*n/60/Xa(平均)2 = kJ/kg(6)壓力級(jí)級(jí)數(shù)的確定ZZ=(1+)* ht

22、p/ ht(平均)= 式中ht(p) = kJ/kg壓力級(jí)的理想比焓降 ，為重?zé)嵯禂?shù)，本機(jī)=0.05 ，將Z取整。 取整后Z=16。 (7)各級(jí)平均直徑的求取求取壓力級(jí)級(jí)數(shù)后，再將上圖中BD線段重新分為(Z-1)等分，在原擬定的平均直徑變化曲線上，求出各級(jí)的平均直徑。如表1所示。(8)各級(jí)比焓降分配根據(jù)求出的各級(jí)平均直徑，選取相應(yīng)的速比，求出各級(jí)的理想比焓降htht=0.5*(*dm*n/60/Xa)2為了便于比較和修正,一般以表格的方式列出，如表1所示。(9)各級(jí)比焓降的修正在擬定的熱力過(guò)程線上逐級(jí)作出各級(jí)理想比焓降ht，計(jì)算h。h=(1+)* ht(p)-ht = /kg如表1所示。表1各

23、壓力級(jí)直徑，理想比焓降及速度比等級(jí)數(shù)dmXaht級(jí)后壓力級(jí)后理想比焓123456789101112131415162(10)檢查各抽汽點(diǎn)壓力值，使其符合要求，其誤差小于2%。(11)最后按照各級(jí)的dm和ht求出相應(yīng)的各級(jí)速比Xa。末級(jí)的計(jì)算，待末二級(jí)詳算后，根據(jù)末二級(jí)后的壓力與排汽壓力來(lái)確定htz和Xaz。8第一壓力級(jí)的詳細(xì)熱力計(jì)算(1)由上一級(jí)的計(jì)算結(jié)果，已知本級(jí)的Po = MPa，ho = kJ/kg，Po0= MPa，ho0 = MPa，hco = 0，由壓力級(jí)比焓降分配，已知本級(jí)的ht = kJ/kg，ht0= MPa，dm = 0.8m，Xa = 0.51，Go =kg/s。(2)選

24、取平均反動(dòng)度估取平均反動(dòng)度m55，待級(jí)熱力計(jì)算后再校核根部反動(dòng)度。(3)計(jì)算噴嘴的理想比焓降hnhn=(1-m)*ht = kJ/kg(4)計(jì)算噴嘴的滯止理想比焓降hn0hn0=hn+hco =kJ/kg(5)計(jì)算噴嘴的出口汽流理想速度C1t =m/s(6)計(jì)算噴嘴出口汽流實(shí)際速度C1C1=*C1t= m/s(7)計(jì)算噴嘴損失hnhn=(1-2)*hn0 =kJ/kg(8)計(jì)算圓周速度uu=*dm*n/60 = m/s(9)計(jì)算級(jí)的理想速度Ca=m/s(10)計(jì)算假想速比XaXa=u/Ca = 0.32(11)確定噴嘴等比熵出參數(shù)h1t,V1t 和 P1首先由ho和hn求出噴嘴出口理想比焓值h

25、1t ，h1t=ho-hn = kJ/kg然后在焓熵圖上，從進(jìn)口狀態(tài)等比熵膨脹到h1t查出等比熵出口比容V1t和出口壓力P1。V1t = 0.051m3/kg P1 =MPa(12)計(jì)算噴嘴前后壓力比nn=P1/Po0 = 0.915選取噴嘴葉型：選取部分蘇字葉柵TC-1A葉型。(13)選取噴嘴型式和出汽角1由n和噴嘴葉型表選取1 = 10°(14)計(jì)算噴嘴出口面積AnAn=G*V1t/n/c1t061m2(15)計(jì)算噴嘴高度ln根據(jù)估算，全周進(jìn)汽，故取e=1ln=An/(e*dm*sin(1)1404m為了設(shè)計(jì)制造的方便，取噴嘴的計(jì)算高度為整數(shù)值14mm。(16)計(jì)算噴嘴出口實(shí)際比

26、焓降h1h1=h1t+hn = kJ/kg(17)計(jì)算動(dòng)葉進(jìn)口汽流角1和相對(duì)速度w11=arctg(c1*sin(1)/(c1*cos(1)-u) = °w1=(c1 2+u2-2*u*c1*cos(1)2 = m/shw1=w1 2/2 = kJ/kg(18)計(jì)算動(dòng)葉前的滯止壓力P10h10=h1+hw1 = kJ/kgP10 = MPa(19)計(jì)算動(dòng)葉理想比焓降hbhb=m*ht = kJ/kg(20)計(jì)算動(dòng)葉滯止理想比焓降hb0hb 0= hb+hw1= kJ/kg(21)計(jì)算動(dòng)葉出口理想汽流速度w2t = m/s(22)計(jì)算動(dòng)葉出口實(shí)際汽流速度w2由m和w2t 查圖得到w2=

27、*w2t = m/s(23)計(jì)算動(dòng)葉損失hbhb=(1-2)* hb = kJ/kg(24)確定動(dòng)葉后參數(shù)P2、V2根據(jù)h1, hb和 hb查焓熵表得P2 = MPa、V2 = 0.051m3/kg(25)計(jì)算動(dòng)葉出口面積AbAb=G*V2/w2122m2(26)計(jì)算動(dòng)葉高度lblb=ln+， 這里為蓋度，參照調(diào)節(jié)級(jí)中的給定。(27)檢驗(yàn)根部反動(dòng)度r=1-(1-m)*db/(db-lb)36內(nèi)。(28)計(jì)算動(dòng)葉出汽角22=arcsin(Ab/(e*dm*lb)= 17.61°(29)根據(jù)1和2在動(dòng)葉葉型表中選取動(dòng)葉型號(hào)動(dòng)葉葉型：選取部分蘇字葉柵TP-1A葉型。(30)確定動(dòng)葉出口絕對(duì)

28、速度C2和方向角2 =38.110m/s2=arctg=(w2*sin(2)/(w2*cos(2)-u) = 38°(31)計(jì)算余速損失hc2hc2=C22/2 = 0.726kJ/kg(32)計(jì)算輪周有效比焓降hu'(無(wú)限長(zhǎng)葉片)hu'=ht0-hn-hb-hc2 = 27.107kJ/kg(33)計(jì)算級(jí)的理想能量EoEo=hco+ht-1*hc2 = 62kJ/kg這里hco=o*(hc2)abv ，(hc2)abv是上一級(jí)的余速動(dòng)能，o表示本級(jí)利用上一級(jí)的份額，而1表示本級(jí)余速動(dòng)能為下一級(jí)所利用得份額。(34)計(jì)算輪周效率u'(無(wú)限長(zhǎng)葉片)u'=

29、hu'/Eo = 8%(35)校核輪周效率單位質(zhì)量蒸汽對(duì)動(dòng)葉所作的輪周功Wu=u*(C1*cos(1)+C2*cos(2)= 27.107kJ/kg 輪周效率u"=Wu/Eo = 8%u=|u'-u"|/u'*100% = 0%(36)計(jì)算葉高損失hlhl=a/l*hu' = 2.704kJ/kg式中取a=1.6，已包括扇形損失(37)計(jì)算輪周有效比焓降hu(考慮葉輪摩擦損失)hu=hu'-hl = 24.40(38)計(jì)算輪周效率u(考慮葉輪摩擦損失)u=hu/Eo=80.37%(39)計(jì)算葉輪摩擦損失hfhf=Pf/G = 0.24

30、4kJ/kg其中，Pf=K1*(u/100)3*dm2/v2=， 取K1=1.1(40)計(jì)算漏汽損失h選?。焊舭迤恺X的平均直徑dp=500mm，隔板汽封間隙p=，汽封齒數(shù)Zp=10，則有隔板漏汽損失hp=Ap/An/*hu= 0.9893J/kg這里Ap=*dp*p=2hu=ht 0-hn-hb-hl-hc2再選?。喝~頂軸向間隙z=，圍帶邊厚度s=，z(平均)= z/lb，由m與(db/lb)查取t，由z/s查取1，由z和u/Ca 查取2，則有動(dòng)葉頂部漏汽損失ht=1*z(平均)* t/(2*sin(1)* hu = 0.933kJ/kg級(jí)的總漏汽損失h=hp+ht = 1.922kJ/kg

31、(41)計(jì)算級(jí)內(nèi)各項(xiàng)損失之和hh=hl+hf+h= 4.871kJ/kg(42)計(jì)算級(jí)的有效比焓降hihi=hu'-h =22.236kJ/kg(43)計(jì)算級(jí)效率ii=hi/Eo = 7%(44)計(jì)算級(jí)內(nèi)功率Pi sPi s=G*hi = 6W(45)確定級(jí)后參數(shù)h30=h 00-hi= 3347.592h3 = h 00-1*hc2 = 10kJ/kg查焓熵圖可得P2即為下一級(jí)的Po，而下一級(jí)的Po 0即為本級(jí)的P3 0。(46)作出級(jí)的熱力過(guò)程線圖4第一壓力級(jí)熱力過(guò)程線調(diào)節(jié)級(jí)1= 12°1=19.5° c1= w1= ；2= 6°2=16.9°

32、; c2= 第一壓力級(jí)1=10°1=8° c1=233.195 w1= ；2=8°2= 1° c2=1°末級(jí)1= 10°1=°c1= w1= ；2=5°2=1° c2=圖5調(diào)節(jié)級(jí)和第一壓力級(jí)速度三角形圖6整機(jī)熱力過(guò)程線三、熱力計(jì)算數(shù)據(jù)匯總表2 各級(jí)熱力計(jì)算匯總1項(xiàng)目 序號(hào)參數(shù)/符號(hào)調(diào)節(jié)級(jí)第一級(jí)第二級(jí)第三級(jí)第四級(jí)第五級(jí)1級(jí)進(jìn)汽壓力/P02級(jí)進(jìn)汽比焓/h03級(jí)進(jìn)汽滯止壓力/P004上一級(jí)余速利用系數(shù)/105上一級(jí)余速損失/hc200.8326上一級(jí)余速動(dòng)能利用/hc0000007級(jí)進(jìn)汽滯止比焓/h0038本級(jí)

33、比焓降/ht9本級(jí)滯止比焓降/ht010本級(jí)平均直徑/dm11速度比/Xa0.320.340.360.380.12級(jí)的蒸汽流量/G013平均反動(dòng)度估算/m514噴嘴理想比焓降/hn28.898 28.246 29.924 32.410 35.785 15噴嘴滯止理想比焓降/hn028.898 28.246 29.924 32.410 35.785 16理想噴嘴出口氣流速度/c1t244.639 254.597 267.524 17實(shí)際噴嘴出口氣流速度/c1233.195 230.548 237.300 246.959 259.498 18噴嘴損失/hn1.708 1.669 1.769 1.9

34、15 2.115 19圓周速度/u125.664 127.313 130.235 134.444 139.958 20級(jí)的理想速度/Ca247.304 244.498 251.658 261.901 275.199 21噴嘴等比熵出口焓/h1t3340.930 3284.853 3253.573 3219.060 22噴嘴等比熵出口比容/V1t 10.0510 0.0547 0.0589 0.0640 0.0704 23噴嘴等比熵出口壓力/P6.309 5.774 5.248 4.721 4.188 24噴嘴前后壓力比/n360.915 0.899 0.894 0.881 0.867 25噴嘴

35、出汽角/110101010101026噴嘴葉型TC-2ATC-1ATC-1ATC-1ATC-1ATC-1A27噴嘴出口面積/An0.0066 0.0070 0.0073 0.0076 28部分進(jìn)汽度/e1111129噴嘴高度/ln0.01503 67230噴嘴出口實(shí)際比焓降/h13315.419 3286.622 3255.488 3221.175 31動(dòng)葉進(jìn)口汽流角/12232動(dòng)葉進(jìn)口相對(duì)速度/w1111.595 107.468 111.364 116.911 124.070 33動(dòng)葉動(dòng)能/hw16.227 5.775 6.201 6.834 7.697 34動(dòng)葉前滯止比焓/h103348.

36、865 3321.194 3292.823 3262.323 3228.872 35動(dòng)葉前滯止壓力/P1036動(dòng)葉理想比焓降/hb1.682 1.644 1.742 1.886 2.083 37動(dòng)葉滯止比焓降/hb07.909 7.419 7.943 8.720 9.779 38動(dòng)葉出口理想汽流速度/w2t125.766 121.808 126.037 132.064 139.853 39動(dòng)葉速度系數(shù)/0.9320 0.9300 0.9280 0.9260 0.9240 40動(dòng)葉出口實(shí)際汽流速度/w2117.214 113.282 116.962 122.291 129.224 41動(dòng)葉損失/

37、hb1.039 1.002 1.103 1.243 1.430 42動(dòng)葉后壓力/P243動(dòng)葉后比容/V244動(dòng)葉后比焓/h245動(dòng)葉出口面積/Ab490.0122 0.0135 0.0141 0.0147 0.0153 46蓋度/2222247動(dòng)葉高度/lb0.0160 0.0170 892248檢驗(yàn)根部反動(dòng)度/r0.035 35353649動(dòng)葉出汽角/218.19 11150動(dòng)葉葉型TP-1ATP-1ATP-1ATP-1ATP-1ATP-1A51動(dòng)葉出口絕對(duì)速度/c238.110 40.469 41.197 42.101 43.487 52絕對(duì)速度方向角/268.538 60.886 62.

38、359 64.393 66.876 53余速損失/hc20.726 0.819 0.849 0.886 0.946 54輪周效率比焓降/hu'(無(wú)限長(zhǎng)葉片)27.107 26.399 27.946 30.251 33.377 55余速利用系數(shù)/100.356級(jí)消耗的理想能量/E030.362 29.644 31.411 34.030 37.584 57輪周效率/u'89.28 89.05 88.97 88.90 88.81 58單位質(zhì)量蒸汽輪周功/Wu27.107 26.399 27.946 30.251 33.377 59輪周效率/u''89.05 60兩種輪

39、周效率誤差/u000. 00061葉高損失/hl2.704 2.480 2.905 3.102 3.414 62輪周有效比焓降/hu24.40 23.92 25.04 27.15 29.96 63輪周效率/u80.37 80.69 79.72 79.78 79.72 64葉輪摩擦損失/hf0.24365隔板漏汽損失/hp0.98930.89399340.92550.978966葉頂漏汽損失/ht0.883 0.963 1.060 67漏氣損失/h1.755 1.776 1.888 2.039 68級(jí)內(nèi)各項(xiàng)損失之和/h4.871 4.479 5.691 6.080 6.666 69級(jí)的有效比焓降

40、/hi22.236 21.921 22.255 24.172 26.711 70級(jí)效率/i73.24 73.95 70.85 71.03 71.07 71級(jí)內(nèi)功率/Pis623.360 614.517 623.884 677.621 748.813 72級(jí)后滯止比焓/h303347.592 3320.075 3292.523 3261.811 3228.134 73級(jí)后實(shí)際比焓/h33369.610 3341.750 3314.523 3285.717 3254.561 表3 各級(jí)熱力計(jì)算匯總2項(xiàng)目 序號(hào)參數(shù)/符號(hào)第六級(jí)第七級(jí)第八級(jí)第九級(jí)第十級(jí)第十一級(jí)1級(jí)進(jìn)汽壓力/P02級(jí)進(jìn)汽比焓/h03級(jí)進(jìn)

41、汽滯止壓力/P004上一級(jí)余速利用系數(shù)/15上一級(jí)余速損失/hc21.0081.1131.2281.3941.6866上一級(jí)余速動(dòng)能利用/hc00000007級(jí)進(jìn)汽滯止比焓/h008本級(jí)比焓降/ht9本級(jí)滯止比焓降/ht010本級(jí)平均直徑/dm11速度比/Xa0.420.460.470.480.5012級(jí)的蒸汽流量/G013平均反動(dòng)度估算/m14噴嘴理想比焓降/hn40.144 45.725 52.692 61.301 71.907 84.529 15噴嘴滯止理想比焓降/hn040.144 45.725 52.692 61.301 71.907 84.529 16理想噴嘴出口氣流速度/c1t2

42、83.350 302.406 324.630 350.147 379.227 411.168 17實(shí)際噴嘴出口氣流速度/c1274.850 293.333 314.891 339.643 367.851 398.833 18噴嘴損失/hn2.372 2.702 3.114 3.623 4.250 4.996 19圓周速度/u146.838 155.132 164.902 176.228 189.250 204.062 20級(jí)的理想速度/Ca291.634 311.246 334.120 360.383 390.314 424.087 21噴嘴等比熵出口焓/h1t3180.379 3136.32

43、3 3085.610 3026.681 2957.642 2876.598 22噴嘴等比熵出口壓力/P10.0784 0.0891 0.1038 0.1250 0.1573 0.2103 23噴嘴等比熵出口比容/V1t3.648 3.101 2.552 2.013 1.499 1.033 24噴嘴前后壓力比/n0.849 0.824 0.794 0.754 0.707 0.647 25噴嘴出汽角/110101010101026噴嘴葉型TC-1ATC-1ATC-1ATC-1ATC-1ATC-1A27噴嘴出口面積/An0.0076 0.0081 0.0081 0.0091 0.0104 0.011

44、5 28部分進(jìn)汽度/e11111129噴嘴高度/ln222631374330噴嘴出口實(shí)際比焓降/h13182.751 3139.025 3088.724 3030.304 2961.891 2881.594 31動(dòng)葉進(jìn)口汽流角/122222232動(dòng)葉進(jìn)口相對(duì)速度/w1132.715 143.117 155.159 168.888 184.428 201.018 33動(dòng)葉動(dòng)能/hw18.807 10.241 12.037 14.262 17.007 20.204 34動(dòng)葉前滯止比焓/h103191.558 3149.266 3100.761 3044.566 2978.898 2901.798

45、35動(dòng)葉前滯止壓力/P1036動(dòng)葉理想比焓降/hb2.381 2.712 3.126 3.637 4.266 5.395 37動(dòng)葉滯止比焓降/hb011.188 12.954 15.163 17.898 21.272 25.600 38動(dòng)葉出口理想汽流速度/w2t149.586 160.957 174.144 189.199 206.264 226.273 39動(dòng)葉速度系數(shù)/0.9220 0.9200 0.9180 0.9160 0.9140 0.9130 40動(dòng)葉出口實(shí)際汽流速度/w2137.919 148.081 159.864 173.306 188.525 206.587 41動(dòng)葉損失

46、/hb1.677 1.990 2.385 2.881 3.502 4.261 42動(dòng)葉后壓力/P243動(dòng)葉后比容/V244動(dòng)葉后比焓/h245動(dòng)葉出口面積/Ab0.0152 0.0161 0.0159 0.0177 0.0205 0.0224 46蓋度/22222247動(dòng)葉高度/lb242833394548檢驗(yàn)根部反動(dòng)度/r0.039 0.041 0.042 0.042 17.48 49動(dòng)葉出汽角/217.70 17.47 17.35 17.68 50動(dòng)葉葉型TP-1ATP-1ATP-1ATP-1ATP-1ATP-1A51動(dòng)葉出口絕對(duì)速度/c244.907 47.175 49.566 52.805 58.070 62.441 52絕對(duì)速度方向角/269.788 72.656 75.500 78.189 80.452 83.552 53余速損失/hc21.008 1.113 1.228 1.394 1.686 1.949 54輪周效率比焓降/hu'(無(wú)限長(zhǎng)葉片)37.467 42.632 49.091 57.040 66.735 78.719 55余速利用系數(shù)/156級(jí)消耗的理想能量/E042.223 48.103 55.450 64