【正文】 ........................................................... 21 六、課程設(shè)計(jì)小結(jié) ....................................................................................................................................... 21 七、參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................................... 22 1 一、 汽輪機(jī)熱平衡估算 基本數(shù)據(jù)：額定功率 Pr＝ 25000kW，設(shè)計(jì)功率 Pe＝ 25000kW，新汽壓力 p0＝，新汽溫度 t0＝ 535℃ ，排汽壓力 pc＝ ， 給水溫度取 tfw＝ 258℃ 。 近似熱力過 程曲線的擬定 在 hs 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 h0＝ 。 設(shè)進(jìn)汽機(jī)構(gòu)的節(jié)流損失 △ p0＝ ，得調(diào)節(jié)級前壓力 p0’＝ ＝ ，并確定調(diào)節(jié)級前蒸汽狀態(tài)點(diǎn) 1。設(shè)扣除排汽損失后的排汽壓力 pc’＝ 。過 1 點(diǎn)作等比熵線向下交 pc’線于 2 點(diǎn)，查得 hc＝ ，整機(jī)的理想比焓降 (Δhtmac)’＝ h0hc＝估計(jì)汽輪機(jī)相對內(nèi)效率 ηri＝ 80％，有效比焓降 Δhtmac＝ (Δhtmac)’ ηri＝ ，排汽比焓 hz=h0htmac＝ ，在 hs 圖上得排汽點(diǎn) z。用直線連接 z 兩點(diǎn)，在中間 3’點(diǎn)處沿等壓線下移 21～ 25kJ/kg 得 3 點(diǎn)，光滑連接 z 點(diǎn)，得該機(jī)設(shè)計(jì)工況下的近似熱力過程曲線，見圖 1。 P o =h 0 3 4 6 6 .4 1h c=hz=(Δhtmac)39。=Δhtmac = 圖 1 近似熱力過程曲線 估算汽輪機(jī)進(jìn)汽量 D0 設(shè) m＝ ， ΔD＝ ， ηm＝ ， ηg＝ ，則 2 Dmh PDgmm a cte ???? ?? ht / 41 ??????? 蒸汽量 ΔD 包括前軸封漏氣量 ΔDl＝ 2t/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)級選型 采用單列級 3．主要參數(shù) (1)已知設(shè)計(jì)參數(shù) Po= ， to=535℃ ， Pc=， Pel=25000KW ， n=3000rpm (2)選取設(shè)計(jì)參數(shù) ① 設(shè)計(jì)功率 取 設(shè)計(jì)功率 =25MW。 ② 汽輪機(jī)相對內(nèi)效率 ηri 選取某一 ηri 值，待各級詳細(xì)計(jì)算后與所得 ηri39。 進(jìn)行比較，直到符合要求為止。 這里取 ηri=74% ③ 機(jī)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 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。 4．近似熱力過程線的擬定 (1)進(jìn)汽機(jī)構(gòu)的節(jié)流損失 ΔPo 閥門全開時(shí)， ΔPo=(~)Po，取調(diào)節(jié)級噴嘴前 Po39。== (2)排汽管中壓力損失 ΔPc ：對于本機(jī) ,認(rèn)為 Pc39。=， 即 ΔPc= (3)末級余速損失 δhc2 ：本機(jī)取 C2=50m／ s (4)調(diào)節(jié)級效率 調(diào)節(jié)級效率較低，而中間級效率較高。假定調(diào)節(jié)級 ηri=70% 而調(diào)節(jié)級后壓力Pa=， 作為初擬熱力過程線的參數(shù)?？刹捎梅侄螖M定熱力過程線。 3 5．汽輪機(jī)總進(jìn)汽量的初步估算 *Pel Do= ———————— *m+ΔD= t / h (Δht mac)39。*ηriηgηm Pel —— 汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)功率， kW (Δht mac)39。 —— 汽輪機(jī)通流部分的理想比焓降 ，由焓熵圖查得 (Δht mac)39。=ηri —— 汽輪機(jī)通流部分相對內(nèi)效率之初估值； ηg —— 機(jī)組的發(fā)電機(jī)效率； ηm —— 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)峒墧?shù)、給水溫度、汽機(jī)容量及參數(shù)有關(guān)，取 m=； 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=2t/h，門桿漏汽 ΔDv= t/h ； Do 是汽輪機(jī)總進(jìn)汽量 。 6．調(diào)節(jié)級的詳細(xì)熱力計(jì)算 (1)確定調(diào)節(jié)級進(jìn)汽量 Dg Dg=DoΔDv= t／ h (2)確定速比 Xa 和理想比焓降 Δht 取 Xa=， 取調(diào)節(jié)級平均直徑 dm=1100mm ，計(jì)算時(shí)取 dm=dn=db 由 u=π*dm*n/60= m/s 和 Ca=u/Xa = m/s， Δht=Ca2/2=， Δht 在70~125kJ/kg 范圍內(nèi)。 (3)平均反動(dòng)度 Ωm 的選?。喝?Ωm=5% (4)計(jì)算嘴理想比焓降 Δhn Δhn=(1Ωm)* Δht = kJ/kg (5)計(jì)算噴嘴前后壓比 εn 根據(jù) Po39。、 ho 以及 Δhn 查焓熵圖，得到噴嘴后壓力 P1 和比容 V1t 由 εn=P1/Po39。判斷流動(dòng)狀態(tài)，選擇噴嘴葉型和噴嘴出口角 α1。 (參見噴嘴葉型表 ) P1 = εn=εcr，為 亞 臨界流態(tài)。 噴嘴葉型選?。?選取部分蘇字葉柵 TC2A 葉型 選取噴嘴出口角 α1=12176。 (6)計(jì)算噴嘴出口汽流速度 C1 nt hC ??? 21 = m/s 取 φ = ， C1=φ*C1t = m/s (7)計(jì)算噴嘴損失 δhn δhn=(1φ2)* Δhn = kJ/kg (8)確定噴嘴出口面積 An An=Gn*V1t/(μn*c1t) = cm2 Gn —— 噴嘴流量， V1t —— 噴嘴出口理想比容， m3/kg 4 μn —— 噴嘴流量系數(shù)，取 μn= (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δhl 和部分進(jìn)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= δhe=ξe*Eo=(ξw+ξs)*Eo 鼓風(fēng)損失系數(shù) ξw=Be*1/e*(1eec/2)*Xa3 ，取 Be=， ec= 斥汽損失系數(shù) ξs=Ce*1/e*Sn/dn*Xa，取 Ce=， Sn=4 (噴嘴組數(shù) ) ， dn=dm=1100mm 令 y=δhl+δhe 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 = (10)確定噴嘴高度 ln ln= An/ (e*π*dm*sin(α1)) = mm，取整得 13mm。 (11)動(dòng)葉高度 蓋度 Δ=2 mm lb=ln+Δ=15mm (12)選取蓋度 Δ 對于本機(jī)組來說 調(diào)節(jié)級： Δ=2mm 壓力級： Δ= (ln20mm) Δ= (20≤ln40mm) Δ= (ln≥40mm) (13)檢驗(yàn)根部反動(dòng)度 Ωr Ωr=1(1Ωm)*db/(dblb) = Ωr 在 ─ 。 (14)求動(dòng)葉進(jìn)口汽流相對速度 w1 和進(jìn)汽角 β1 β1= tan1[c1*sin(α1)/(c1*cos(α1)u)] =176。 w1=C1*sin(α1)/sin(β1)= m/s δhw1=w12/2 = (15)計(jì)算動(dòng)葉前滯止壓力 P10 由 h1=h1t+δhn 和 δhw1 查焓熵圖 h1= kJ/kg P10 = (16)確定動(dòng)葉理想比焓降 Δhb 和動(dòng)葉滯止理想比焓降 Δhb0 Δhb=Ωm*Δht = kJ/kg Δhb0=Δhb+δhw1 =(17)計(jì)算動(dòng)葉出口汽流相對速度 w2 w2t= 0hb*2 Δ = m/s w2=ψ*w2t = m/s ， ψ 由 Ωm和 w2t 查 ψ圖得到 (ψ=) (18)計(jì)算動(dòng)葉損失 δhb δhb=(1ψ2)* Δhb 0 = kJ/kg 5 (19)求取動(dòng)葉后蒸汽壓力 P2 和比容 V2 由 Δhb 和 δhb 查焓熵圖得到 P2 = MPa V2 = m3/kg (20)確定動(dòng)葉出口面積 Ab Ab=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 β2 β2=sin1[Ab/(e*π*db*lb)] = 176。 根據(jù) β1 和 β2 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 TP1A 葉型 (22)計(jì)算動(dòng)葉出口汽流絕對速度從 C2 和出汽角 α2 222222 c o s*u*w*2uw β??C ＝ m/s α2=tan1(w2*sin(β2)/(w2* cos(β2)u))=176。 (23)計(jì)算余速損失 δhc2 δhc2=*C22 =(24)計(jì)算輪周效率比焓降 Δhu39。 (無限長葉片 ) Δhu39。=Δhtoδhnδhbδhc2 =(25)計(jì)算級消耗的理想能量 Eo Eo=δhco+Δhtμ1*δhc2 = 對于調(diào)節(jié)級 Eo=Δhto=Δht (26)計(jì)算輪周效率 ηu39。(無限長葉片 ) ηu39。=Δhu39。/Eo =% (27)校核輪周效率 單位質(zhì)量蒸汽對動(dòng)葉所作的輪周功 Wu=u*(c1*cos(α1)+c2*cos(α2)) =輪周效率 ηu=Wu/Eo = % 用兩種方法計(jì)算所得輪周效率應(yīng)相近，其誤差要求 Δηu=|ηu39。ηu|/ηu39。*100% = 01% (28)計(jì)算葉高損失 δhl δhl=a/l*Δhu39。 =，式中取系數(shù) a=，已包括扇形損