汽輪機(jī)課程設(shè)計(jì)zhong

第一部分：設(shè)計(jì)題目與任務(wù)題目：汽輪機(jī)熱力計(jì)算與設(shè)計(jì)計(jì)要求2)不同工況下工作時(shí)均有高的可靠性;計(jì)內(nèi)容、汽輪機(jī)熱力計(jì)算與設(shè)計(jì)原始參數(shù)Mpa435℃;額定功率P:23MW,調(diào)節(jié)級(jí)速比x:0.24ea機(jī)設(shè)計(jì)基本參數(shù)確定額定功率P:23MWe0三、選型、配汽及流通部分的設(shè)計(jì)計(jì)算汽輪機(jī)的配汽機(jī)構(gòu)又稱調(diào)節(jié)方式，與機(jī)組的運(yùn)行要求密切相關(guān)。通常的嘴配汽方式。汽輪機(jī)近似熱力過程曲線和原則性熱力系統(tǒng)，進(jìn)行汽耗量、回?zé)嵯到y(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的初步計(jì)算(1)進(jìn)排汽機(jī)構(gòu)及連接管道的各項(xiàng)損失PP表(1)汽輪機(jī)各閥門及連接管道中節(jié)流損失和壓力估取范圍PP失名稱估算范圍(0.03~0.05)(0.02~0.06)(0.04~0.08)號(hào)p0pcpep0pcpePP＇0t0＇ΔΔ(sPh0000ccc圖(1)進(jìn)排汽機(jī)構(gòu)損失的熱力過程曲線(2)、汽輪機(jī)近似熱力過程曲線的擬定00hKJkg進(jìn)汽機(jī)構(gòu)的0節(jié)流損失ΔP=0.04P=0.04*3.43=0.1372Mpa，00得調(diào)節(jié)級(jí)前壓力P＇=P-ΔP=3.43-0.1372=3.2928MPa，000xt由上估計(jì)進(jìn)汽量后得到的相對(duì)內(nèi)效率η=85%，rittriz0t況下的近似熱力過程曲線，如圖(2)所示：g01z2h=2129k2t0~92gg圖(2)23MW凝汽式汽輪機(jī)近似熱力過程曲線算D估算：0etrigmm—考慮回?zé)岢槠疬M(jìn)汽量增大的系數(shù)，它與回?zé)峒?jí)數(shù)、給水溫度、汽輪機(jī)容量及參數(shù)有關(guān)，通常取m=1.08~1.25，mDthnn0.98則mg算(1)回?zé)岢槠麎毫Φ拇_定1)除氧器工作壓力與除氧效果關(guān)系不大，一般根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和實(shí)用條件來(lái)確定。通常在中低參數(shù)機(jī)組中采用大氣式除氧器。大氣式除氧器的工作壓力一般選擇略高于大氣壓力，取0.118MP。對(duì)應(yīng)飽和水溫2)抽汽管中壓力損失pep不超過抽汽壓力的10%，通常取ep=(0.04~0.08)p，級(jí)間抽汽時(shí)取較大值，高中壓排汽時(shí)取較小值。ee3)表面式加熱器出口傳熱端差6t抽汽在加熱器中凝結(jié)的飽和水溫t'間存在溫差6t=t'-t稱為加熱器的eew2一般無(wú)蒸汽冷卻段的加熱器取6t=3~6℃4)水溫的確定根據(jù)給水溫度160℃，可得加熱器H給水出口溫度為160℃，且飽l25)回?zé)岢槠麎毫Φ拇_定fwfwewww2端差6t可確定各級(jí)加熱器內(nèi)的疏水溫度t'，即t'=t+6t。從水和水蒸eew2eeeeeeeee5KJ/Kg3.2928MPa0.610.0362305.4kJ/kg.005Mpahs圖(3)近似回?zé)峒訜崆€抽汽點(diǎn)參數(shù)圖表(2)23MW凝汽式汽輪機(jī)加熱器汽水參數(shù)加熱器工作壓力p'e(MPa)飽和水溫度t'(℃)e飽和水比焓h'e(KJ/kg)Hl0.6102785.761Hd7.01H2給水出口水溫t(℃)給水出口比焓hw2(KJ/kg)053(2)、各級(jí)加熱器回?zé)岢槠坑?jì)算1)H高壓加熱器1fw0lejljD=D(hh)fww2w1=104.25×(638.28-441.01)/(2785.76-653.91)×0.98=el(hh')n2)H(除氧器)除氧器為混合式加熱器dDh+(D+D)h'+Dh=Dh'ededell1ecww1fwedD+D+D+D=Dcwl1edelfw3)H低壓加熱器2MPt6℃。ac凝結(jié)水流經(jīng)抽汽冷卻器的溫升可根據(jù)冷卻器的熱平衡求得。H低壓加熱器凝結(jié)水進(jìn)口水溫t=32.1486+3=35.148℃,對(duì)應(yīng)的比焓值為2w1134.661KJ/kgH的計(jì)算抽汽量為2ΔD=D(h–h)/0.98(h-h')e2cww2w1e2e=77.05×(290.73-134.661)／(2629.54-437.01)×0.98th0i3.63.6210lP=D(h-h)/3.6=103.75×(3089.2－2785.76)/3.6=8744.97kwi11le121elP=D(h-h)/3.6=93.91×(2785.76－2653.63)/3.6=3446.76kwi22e1ed32edP=D(h-h)/3.6=77.45×(2653.63-2629.54)/3.6=518.27kwi33ed243e3P=D(h-h)/3.6=71.86×(2629.54－2305.4)/3.6=6470.19kwi442zPiPi8+8744.97+3446.76+518.27+6470.19=25459.37kwmimaimeage0ed=D1030=243673.67t/h=3.733[00zP]n[88.23]0.985D[00zP]n[88.23]0.9850fw表(3)基本數(shù)據(jù)射汽抽汽器汽耗量?D(t/h)0a0初比焓h(KJ/kg)0冷卻水溫t(℃)ct汽輪機(jī)背壓p/p(MP)cca凝汽器出口水溫t(℃)c抽汽冷卻器出口水溫t(℃)et0.0049/0.00472.14865.14862303.717射汽抽汽器比焓降?h(KJ/kg)t0fpafpac表(4)熱平衡計(jì)算數(shù)據(jù)加加熱器H1HdH2抽汽壓力pei(MPa).610.142.036抽汽比焓h(KJ/kg)ei2785.762653.632629.54加熱抽汽加熱器壓力P'()eiMPa.585.136.035P'下飽和e度t(℃)P'下飽和水比e焓h'(KJ/kg)653.91437.01299.30凝結(jié)給水加熱器H1HdH2汽放熱e2105.062256.752329.51被加熱的凝結(jié)水量D(t/h)w49.148.0240.99加熱器進(jìn)口水溫t℃54加熱器進(jìn)h285.68加熱器出差6℃t503溫t(℃)w2焓h638.28441.01290.73給水比焓w8抽汽量加熱器H1HdH2計(jì)算抽氣量△D’(t/h)ei.29前軸封回收相當(dāng)l5上級(jí)加熱器疏水相當(dāng)量56實(shí)際抽氣量.33表(5)汽輪機(jī)裝置的熱力特性數(shù)據(jù)排排氣比焓h(KJ/kg)z等比熵排氣比焓h(KJ/kg)2tt有效比焓降△hmat(KJ/kg)i汽輪機(jī)內(nèi)效率n(%)riime0tw給水比焓h(KJ/kg)fw絕對(duì)電耗率n(%)el五、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)的及尺寸等本機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)比焓降選310KJ/kg，調(diào)節(jié)級(jí)速比x=0.24.a反動(dòng)度=++,mbgbb為導(dǎo)葉反動(dòng)度g,為第二列動(dòng)葉反動(dòng)度bmbg,=3~5%bbgb為提高調(diào)節(jié)級(jí)的級(jí)效率，一般調(diào)節(jié)級(jí)都帶有一定的反動(dòng)度。由于調(diào)節(jié)級(jí)為動(dòng)度之和不超過13%~20%。故選取=20%。mmDA=oenp/Voo=ooooC=GV/A(1)調(diào)節(jié)級(jí)平均直徑的選擇選擇調(diào)節(jié)級(jí)平均直徑是通常要考慮制造工藝調(diào)節(jié)級(jí)葉片的高度以及第一壓力級(jí)的平均直徑。一般在下列范圍內(nèi)選?。褐械蛪浩啓C(jī)(套裝葉輪)取d=1000~1200mm。本機(jī)選取d=1100mm。mm(2)各級(jí)平均直徑確定1)第一壓力級(jí)平均直徑的估取d,=0.2847Xht(m)(n=3000r/min)maa(m(m)dt則md′=0.2847*0.24*mt=0.48m2)本機(jī)末級(jí)直徑的估取c2t2mc22223)確定壓力級(jí)平均直徑的變化BD兩端分別按比例畫出第一壓力級(jí)與末級(jí)的平均直徑值，如圖5中的AB與CCD圖(6)壓力級(jí)平均直徑變化規(guī)律(3)級(jí)數(shù)的確定及比焓的分配1)壓力級(jí)平均直徑dmd根10m11==2)壓力級(jí)平均理想比焓降at(0.24)t(0.24)ttt則ari419Zaarihip，rihprit直徑，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h12.337dm2tXa表(6)比焓降分配輔助用表格123456789dmxa試算理想比焓降t(1)葉型圖(7)葉柵參數(shù)yy3之間，所以選用帶b的跨音速表(7)汽輪機(jī)葉片選型(2)葉片弦長(zhǎng)的選擇弦長(zhǎng)b=B=B(mm)nsindsinyya—噴嘴與動(dòng)葉安裝角yy則：噴嘴b=30.2=47.98nsin390第一列動(dòng)葉b38b=32(3)相對(duì)節(jié)距t和葉片數(shù)Z的確定nt=nnt=nnbnnnnnbn則噴嘴取t=0.75nbnnnbnbnnnn nn取Z=40nbbbb取bb取bb取b六、對(duì)各級(jí)進(jìn)行詳細(xì)的熱力計(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)際的熱力過程線0002bgb0002tmbgbnmt0nnc0tn1t1C900nZtsinann1bbt11n則度動(dòng)能Csin11689.188sin15524.61m/s1sinsin2001w1bbw速度2tb2tntan122tan1260n2cosu545.04cos18172.782Csin22545.04sin18384.52m/s2sinsin2602bb2c22hh0.017943105.56kJ/kgggttan1Csin11tan1689.188sin1824.4101Ccosu689.188cos18172.781Csin11689.188sin18478.58m/s1sinsin24.41011ggw2tgb22td22402240222c22第二列動(dòng)葉的理想比焓降h'h0.0343631010.65kJ/kgbbt進(jìn)口汽流方向tan1Csin21tan1452.17sin24037.45021Csin11452.17sin240302.32m/snsin11gbbw12tb2tsin2cosu315.99cos32172.7822sinsin60.3802bbc22m第一列動(dòng)葉高度l=Ab=135.45102=30.39mmbedsin0.4163.14161100sin180b2面積比A/A=135.45/30.39=4.45bn導(dǎo)葉出口面積A=2104=104=139.4g315.992導(dǎo)葉高度l=Ag=139.4102=23.65mmgedsin0.4163.14151100sin24g2面積比A/A=139.4/30.39=4.58gn2第二列動(dòng)葉高度