汽輪機(jī)設(shè)備教學(xué)課件下載-樣章

1、汽輪機(jī)設(shè)備教學(xué)課件下載-樣章.ppt第二章 多級(jí)汽輪機(jī) 第一節(jié) 多級(jí)汽輪機(jī)的工作特點(diǎn) 第二節(jié) 多級(jí)汽輪機(jī)的損失及其裝置的效率和熱 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)第三節(jié) 多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力 第二章 多級(jí)汽輪機(jī)第一節(jié) 多級(jí)汽輪機(jī)的工作特點(diǎn)引言 單級(jí)汽輪機(jī)增大圓周速度和蒸汽流量都受到材料強(qiáng)度的限制，因此增大汽輪機(jī)的功率和保證高效率唯一的途徑，就是采用多級(jí)汽輪機(jī)。 組成：由工作壓力上下順序排列的假設(shè)干級(jí)組成。 種類(lèi)：多級(jí)沖動(dòng)式汽輪機(jī) 多級(jí)反動(dòng)式汽輪機(jī)多級(jí)汽輪機(jī)的熱力過(guò)程 一、多級(jí)汽輪機(jī)的特點(diǎn) 一多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性 1、多級(jí)汽輪機(jī)的循環(huán)熱效率大大提高 2、多級(jí)汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率明顯提高 3、多級(jí)汽輪機(jī)單位功率的投資大大減小

2、 二多級(jí)汽輪機(jī)存在的問(wèn)題 1增加了一些附加的能量損失，如級(jí)間漏汽損失、濕汽損失等。 2由于級(jí)數(shù)多，相應(yīng)地增加了機(jī)組的長(zhǎng)度 和質(zhì)量。 3由于新蒸汽和再熱蒸汽溫度的提高，多 極汽輪機(jī)高中壓缸前面假設(shè)干級(jí)的工作溫度較高， 故對(duì)零部件的金屬材料要求高。 4級(jí)數(shù)增加，零部件增多，使多級(jí)汽輪機(jī) 的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。 二、多級(jí)汽輪機(jī)的余速利用 2、余速利用對(duì)整機(jī)效率的影響 整機(jī)熱力過(guò)程線(xiàn)左移，整個(gè)過(guò)程的熵增減小，效率提高。 3、實(shí)現(xiàn)余速利用的條件 1相鄰兩級(jí)的局部進(jìn)汽度相同。 2相鄰兩級(jí)的通流局部過(guò)渡平滑。 3相鄰兩級(jí)之間的軸向間隙要小，流量變化不大。 4前一級(jí)的排汽角2應(yīng)與后一級(jí)噴管的進(jìn)汽角0g一致。 三、多

3、級(jí)汽輪機(jī)的重?zé)岈F(xiàn)象 重?zé)岈F(xiàn)象：在汽輪機(jī)中，前級(jí)的損失在后面各級(jí)中還能局部地得到利用，這種現(xiàn)象稱(chēng)為多級(jí)汽輪機(jī)的重?zé)岈F(xiàn)象。 結(jié)論：由于重?zé)岈F(xiàn)象，使多級(jí)汽輪機(jī)內(nèi) 的效率大于各級(jí)的平均內(nèi)效率。重?zé)嵯禂?shù)越大，多級(jí)汽輪機(jī)的內(nèi) 效率就越高。四、多級(jí)汽輪機(jī)各級(jí)段的工作特點(diǎn) 1、高壓段：在多級(jí)汽輪機(jī)的的高壓段，工作蒸汽的壓力、溫度很高，比體積較小。 2、低壓段：蒸汽的容積流量很大。 3、中壓段：介于高壓段和低壓段之間。 第二節(jié) 多級(jí)汽輪機(jī)的損失及其 裝置的效率和熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 一、多級(jí)汽輪機(jī)的損失 損失分類(lèi)： 1、 外部損失：不直接影響蒸汽狀態(tài)的損失。 2、 內(nèi)部損失：直接影響蒸汽狀態(tài)的損失。 一外部損失 1、 機(jī)

4、械損失：汽機(jī)運(yùn)行時(shí)，克服支持軸承和 推力軸承的摩擦阻力，帶動(dòng)主油泵、調(diào)速器等消 耗一局部有用功造成的損失。 外部漏汽損失 產(chǎn)生原因： 汽輪機(jī)的主軸在穿出汽缸兩端時(shí)，為了 防止動(dòng)靜局部的摩擦，總要留有一定的 間隙，又由于汽缸內(nèi)外存在著壓差，那么 必然會(huì)使高壓端有一局部蒸汽向外漏出， 這局部蒸汽不作功，因而造成了能量損 失 。 在處于真空狀態(tài)下的低壓端會(huì)有一局部 空氣從外向里漏入而破壞真空，增大抽 氣器的負(fù)擔(dān)。 防止漏汽的措施： 安裝齒形汽封 原理：齒形汽封能夠盡量地減少漏汽間隙，并能有效地降低漏汽速度。 安裝軸封系統(tǒng) 正壓軸封：裝在汽側(cè)壓力高于外界大氣壓處的汽封。 作用：在正常負(fù)壓下減少汽輪機(jī)內(nèi)

5、高壓蒸汽向外的漏汽量。 負(fù)壓軸封：裝在汽側(cè)壓力低于外界大氣壓處的汽封。 作用：防止外界空氣漏入汽缸。 軸封系統(tǒng)：汽輪機(jī)各汽缸端部的軸封及其之間相連接的管道和附屬設(shè)備，稱(chēng)為汽輪機(jī)的軸封系統(tǒng)上海汽輪機(jī)廠(chǎng)300MW汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)。 自密封軸封系統(tǒng)：在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，靠高中壓缸兩端軸封漏汽為低壓端軸封的供汽，不需要另供軸封用汽的系統(tǒng)。 二內(nèi)部損失 1、汽輪機(jī)進(jìn)汽機(jī)構(gòu)的節(jié)流損失 定義：由于節(jié)流作用引起的焓降損失稱(chēng)為進(jìn)汽機(jī)構(gòu)中的節(jié)流損失。 2、排汽管中的壓力損失 定義：由于排汽管壓力損失而引起的汽輪機(jī)整機(jī)理想焓降的減少。 3、中間再熱管道的壓力損失考慮進(jìn)排汽機(jī)構(gòu)中損失的熱力過(guò)程曲線(xiàn)，如圖2-6二、 汽輪機(jī)

6、及其裝置的效率一相對(duì)效率汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率 理想焓降 理想功率 內(nèi)功率 汽輪機(jī)的相對(duì)有效效率 機(jī)械效率 相對(duì)內(nèi)效率 汽輪發(fā)電機(jī)組的相對(duì)電效率 電功率 發(fā)電機(jī)效率 相對(duì)有效效率 二絕對(duì)效率 1、絕對(duì)效率 定義：以汽輪發(fā)電機(jī)組不同的功率作為輸出能量所得到的一組效率稱(chēng)為絕對(duì)效率。 2、循環(huán)熱效率 3、絕對(duì)電效率三、汽輪發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)一汽耗率 定義：汽輪發(fā)電機(jī)組每發(fā)1kwh的電所消耗的蒸汽量。 符號(hào)：d 單位： 二熱耗率 定義：汽輪發(fā)電機(jī)組每發(fā)1kwh的電所消耗 的熱量。 符號(hào)：q 單位： 對(duì)于中間再熱機(jī)組： 汽輪機(jī)總進(jìn)汽量，kg/h 再熱蒸汽量，kg/h 再熱蒸汽熱段焓和冷段焓,kJ/kg 汽輪

7、發(fā)電機(jī)組各種效率及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的大致范圍四、汽輪機(jī)的極限功率和提高單機(jī)功率的途徑一汽輪機(jī)的極限功率 定義： 指在一定的蒸汽初終參數(shù)和轉(zhuǎn)速下，單排汽口凝汽式汽輪機(jī)所能獲得的最大功率。 從國(guó)產(chǎn)30MW雙排汽、600MW四排汽與進(jìn)口360MW雙排汽亞臨界一次中間再熱汽輪機(jī)了解到， 汽輪機(jī)的極限功率可達(dá)150180MW。 二提高單機(jī)功率的途徑 1、 增大末級(jí)葉片軸向面積； 2、 采用高強(qiáng)度、低密度材料，可使末級(jí)葉片高大 大增加； 3、 增加單機(jī)功率的最有效措施是增加汽輪機(jī)的排汽口； 4、 采用低轉(zhuǎn)速，如轉(zhuǎn)速降低一半。 第三節(jié) 多級(jí)汽輪機(jī)的軸向推力一、概念 蒸汽在軸流式多級(jí)汽輪機(jī)的通流局部膨脹作功時(shí)，除了對(duì)

8、轉(zhuǎn)子作用一個(gè)輪周力對(duì)外作功之外，還作用一個(gè)使轉(zhuǎn)子由高壓端向低壓端移動(dòng)的軸向力，這個(gè)力稱(chēng)為軸向推力。二、軸向推力產(chǎn)生的原因 1、作用在動(dòng)葉片上的軸向推力FzlFzl=G(c1sin1 - c2sin2) +dblb(p1- p2) 在沖動(dòng)級(jí)中，汽流的向分速度通常變化不大，故可略去上式中的第一項(xiàng)，而且一般情況下mp。 對(duì)于局部進(jìn)汽的沖動(dòng)級(jí)，其軸向推力假設(shè)是雙列速度級(jí)，那么兩列動(dòng)葉上的軸向推力應(yīng)分別計(jì)算，之后相加。所以為了計(jì)算方便和平安起見(jiàn)，一般用m (p 0 p2) 代替(p1-p2)，因此，上式變?yōu)镕zldblbm(p0-p2) 2、作用在葉輪輪面上的軸向推力Fz2 當(dāng)葉輪兩側(cè)輪轂直徑相等，即d

9、1=d2=d時(shí)。那么 對(duì)于 局部進(jìn)汽的級(jí)，由于不進(jìn)汽的動(dòng)葉所受的壓力差也為pd-p2，因此，在 Fz2 的計(jì)算式中應(yīng)增加 (1-e)dblb(pd-p2) 一項(xiàng)。 3、作用在輪轂上或轉(zhuǎn)子凸肩上的軸向推力FZ3對(duì)于反動(dòng)式汽輪機(jī)，動(dòng)葉設(shè)置在輪轂上，故只計(jì)算輪轂上的軸向推力。 式中，d1、d2對(duì)應(yīng)計(jì)算面上的內(nèi)徑和外徑； Px對(duì)應(yīng)計(jì)算面上的靜壓力。4、作用在軸封凸肩上的軸向推力FZ4 式中 dp軸封凸肩的直徑， m；h凸肩的高度，m；n凸肩的數(shù)目。pi 任一凸肩兩側(cè)的壓力差，假設(shè)Z個(gè)齒隙的壓力降相等，那么(2-29) 對(duì)于齒形軸封，其齒數(shù)Z2n，那么式2-29可寫(xiě)成 FZ4=0.5dph(p0-pd)

10、 對(duì)于平齒軸封，由于凸肩高度h=0,故FZ4=0。 運(yùn)用上面的公式，將轉(zhuǎn)子上各側(cè)的軸向推力計(jì)算出來(lái)以后，再將它們都疊加起來(lái)，就得出整個(gè)轉(zhuǎn)子的軸向推力FZ，即 Fz=Fz1+Fz2+Fz3+Fz4 實(shí)際上Fz3 和Fz4的值相對(duì)于Fz來(lái)說(shuō)是很小的,故可以不計(jì)算。 三、多級(jí)汽輪機(jī)軸向推力的平衡方法 常見(jiàn)的平衡措施有以下幾種：1、設(shè)置平衡活塞 如圖 2-9 所示，就是將高壓軸封套的直徑 dx 加大。由于平衡活塞上裝有齒形軸封，所以使蒸汽壓力由活塞高壓側(cè)的壓力 p1 降低到低壓側(cè)的 p2 。這樣，在平衡活塞兩側(cè)壓差p1-pX的作用下，產(chǎn)生一個(gè)方向與軸向推力相反的力，從而平衡了一局部軸向推力。2、采用具有平衡孔的葉輪 平衡孔用于減少葉輪兩側(cè)的壓差，以減少轉(zhuǎn)子的軸向推力，特別是對(duì)葉輪兩側(cè)壓差較大的高壓級(jí)葉輪常采用這種方法。3、采用相反流動(dòng)的布置 如果汽輪機(jī)是多缸的，那么可適當(dāng)布置汽缸，使不同汽缸的汽流作相反方向流動(dòng)，這樣不同方向的汽流所引起的軸向推力方向相反，可相互抵消一局部。 在反動(dòng)式汽輪機(jī)中也應(yīng)充分利用汽缸或級(jí)組對(duì)置排列來(lái)減少軸向推力。 對(duì)于反動(dòng)式汽輪機(jī)，由于其動(dòng)葉前后壓差比沖動(dòng)式汽輪機(jī)大，所以它的軸向推力也比同類(lèi)型沖動(dòng)式汽輪機(jī)要大得多，為減小其軸向推力，反動(dòng)式汽輪機(jī)毫無(wú)例外地采用轉(zhuǎn)鼓和平衡活塞，活塞直徑和前軸封漏汽量也比沖動(dòng)式汽輪機(jī)大。 此外，在反動(dòng)式汽輪機(jī)中也應(yīng)充