汽輪機課程設(shè)計指導(dǎo)書2023版

本文格式為Word版，下載可任意編輯——汽輪機課程設(shè)計指導(dǎo)書2023版第一部分汽輪機課程設(shè)計指導(dǎo)書

一、課程設(shè)計的目的與要求

1．系統(tǒng)地總結(jié)、穩(wěn)定并應(yīng)用《汽輪機原理》課程中已學(xué)過的理論知識，重點把握汽輪機熱力設(shè)計的方法、步驟。

2．汽輪機熱力設(shè)計的任務(wù)，一般是依照給定的設(shè)計條件,確定流通部分的幾何參數(shù)，力求獲得較高的相對內(nèi)效率。就汽輪機課程設(shè)計而言其任務(wù)尋常是指各級幾何尺寸的確定及級效率和內(nèi)功率的計算。

3．汽輪機設(shè)計的主要內(nèi)容與設(shè)計程序大致包括：

(1)分析并確定汽輪機熱力設(shè)計的基本參數(shù)，如汽輪機容量、進汽參數(shù)、轉(zhuǎn)速、排汽壓力或循環(huán)水溫度、回?zé)峒訜峒墧?shù)及給水溫度、供熱汽輪機的供汽壓力等。

(2)分析并選擇汽輪機的型式、配汽機構(gòu)型式、通流部分形狀及有關(guān)參數(shù)。

(3)擬定汽輪機近似熱力過程線和原則性熱力系統(tǒng)，進行汽耗量與熱經(jīng)濟性的初步計算。

(4)根據(jù)汽輪機運行特性、經(jīng)濟要求及結(jié)構(gòu)強度等因素，比較和確定調(diào)理級的型式、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_定壓力級的級數(shù)，并進行各級比焓降分派。

(6)對各級進行詳細的熱力計算，求出各級流通部分的幾何尺寸、相對內(nèi)效率和內(nèi)功率，確定汽輪機的實際熱力過程線。

(7)根據(jù)各級熱力計算的結(jié)果，修正各回?zé)岢槠c壓力以符合實際熱力過程線的要求。(8)根據(jù)需要修正熱力計算結(jié)果。(9)繪制流通部分及縱剖面圖。

4．通過設(shè)計對整個汽輪機的結(jié)構(gòu)作進一步的了解，明確主要部件在整個機組中的作用、位置及相互關(guān)系。

5．通過設(shè)計了解并把握我國當前的技術(shù)政策和國家標準、設(shè)計資料等。6．所設(shè)計的汽輪機應(yīng)滿足以下要求：(1)運行時具有較高的經(jīng)濟性。

(2)不同工況下工作時均有高的可靠性。

(3)在滿足經(jīng)濟性和可靠性要求的同時，還應(yīng)考慮到汽輪機的結(jié)構(gòu)緊湊、系統(tǒng)簡單、布局合理、成本低廉、安裝與維修便利以及零部件通用化、系列標準化等因素。

7．由于課程設(shè)計的題目接近實際，與當前國民經(jīng)濟的要求相適應(yīng)，因而要求設(shè)計者具有高度的責(zé)任感，嚴肅認真。應(yīng)做到選擇及計算數(shù)據(jù)確切、合理、繪圖規(guī)范，明白美觀。

二、課程設(shè)計題目

以下為典型常規(guī)題目，也可以設(shè)計其他類型的機組。機組型號：B25-8.83/0.981

機組型式：多級沖動式背壓汽輪機

1

新汽壓力：Po=8.83Mpa(90ata)新汽溫度：to=535℃

排汽壓力：Pc=0.981Mpa(10ata)額定功率：Pel=25000KW轉(zhuǎn)速：n=3000rpm

三、課程設(shè)計的內(nèi)容與步驟

（一）設(shè)計工況下的熱力計算

1．確定機組配汽方式（采用噴嘴配汽）2．調(diào)理級選型（采用單列級）3．主要參數(shù)⑴已知設(shè)計參數(shù)

Po=8.83Mpa，to=535℃，Pc=0.981Mpa，Pel=25000KW，n=3000rpm⑵選取設(shè)計參數(shù)①設(shè)計功率

一般凝汽式機組有統(tǒng)一系列標準，而背壓機組在國內(nèi)目前尚無統(tǒng)一系列標準?？扇。涸O(shè)計功率=經(jīng)濟功率=額定功率。②汽輪機相對內(nèi)效率ηri

選取某一ηri值，待各級詳細計算后與所得ηri'進行比較，直到符合要求為止。③機械效率：取ηm=99%④發(fā)電效率：取ηg=97%

⑤給水回?zé)嵯到y(tǒng)及參數(shù)：采用兩級加熱器,一級除氧器。系統(tǒng)及參數(shù)詳見給水回?zé)嵯到y(tǒng)

圖。

圖1給定題目的回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)

4．近似熱力過程線的擬定

（1）進汽機構(gòu)的節(jié)流損失ΔPo

2

閥門全開時，ΔPo=(0.03~0.05)Po，尋常取調(diào)理級噴嘴前Po'=0.95Po

（2）排汽管中壓力損失ΔPc：對于本機,認為Pc'=Pc，即ΔPc=0（3）末級余速損失δhc2：本機取C2=70m／s（4）調(diào)理級效率

調(diào)理級效率較低，而中間級效率較高。假定調(diào)理級ηri=70%而調(diào)理級后壓力Pa=5.88Mpa，作為初擬熱力過程線的參數(shù)。可采用分段擬定熱力過程線。

圖2調(diào)理級熱力過程線

5．汽輪機總進汽量的初步估算D3.6*Pel

o=—————————————(Δhtmac

)'*η*m+ΔDriηgηm

Pel——汽輪機的設(shè)計功率，kW

(Δhtmac)'——汽輪機通流部分的理想比焓降，kJ/kgηri——汽輪機通流部分相對內(nèi)效率之初估值；ηg——機組的發(fā)電機效率；ηm——機組的機械效率；

3

m——考慮回?zé)岢槠鹌吭龃蟮南禂?shù),它與回?zé)峒墧?shù)、給水溫度、汽機容量及參數(shù)有關(guān)，取m=1.05；

ΔD是考慮門桿漏汽及前軸封漏汽的蒸汽余量，（t/h）

ΔD=ΔDl+ΔDv給定前軸封漏汽ΔDl=3.8t/h，門桿漏汽ΔDv=1.2t/h；Do是汽輪機總進汽量。

6．調(diào)理級的詳細熱力計算（1）確定調(diào)理級進汽量DgDg=Do-ΔDv（t／h）

（2）確定速比Xa和理想比焓降Δht

取Xa=0.3535，取調(diào)理級平均直徑dm=1100mm，計算時取dm=dn=db

由u=π*dm*n/60和Xa=u/Ca，Δht=Ca2/2(備注：軟件中^是指數(shù)符號)，檢查Δht是否在70~125kJ/kg范圍內(nèi)。

（3）平均反動度Ωm的選?。喝ˇ竚=6.5%（4）計算嘴理想比焓降ΔhnΔhn=(1-Ωm)*Δht

（5）計算噴嘴前后壓比εn

根據(jù)Po'、ho以及Δhn查焓熵圖，得到噴嘴后壓力P1和比容V1t由εn=Po/Po'判斷滾動狀態(tài)，選擇噴嘴葉型和噴嘴出口角α1。(參見噴嘴葉型表)

（6）計算噴嘴出口汽流速度C1

C1t?2??hn

C1=φ*C1t，取φ=0.97

（7）計算噴嘴損失δhnδhn=(1-φ2)*Δhn

（8）確定噴嘴出口面積AnAn=Gn*V1t/μn*C1t

Gn——噴嘴流量，kg/s

V1t——噴嘴出口理想比容，m3/kgμn——噴嘴流量系數(shù)，取μn=0.97（9）確定部分進汽度e

確定部分進汽度的原則是選擇部分進汽度e和噴嘴高度ln的最正確組合，使葉高損失δhl和部分進汽損失δhe之和為最小。由An=e*π*dm*ln*sin(α1)得ln=An/(e*π*dm*sin(α1))

而δhl=ξl*Eo=a1/ln*Xa^2*Eo，取a1=9.9δhe=ξe*Eo=(ξw+ξs)*Eo

鼓風(fēng)損失系數(shù)ξe=Be*1/e*(1-e-ec/2)*Xa3，取Be=0.15，ec=0.4

斥汽損失系數(shù)ξs=Ce*1/e*Sn/dn*Xa，取Ce=0.012，Sn=3(噴嘴組數(shù))，dn=dm=1100mm

4

令y=δhl+δhe