【文章內(nèi)容簡介】 失效率四、汽輪機內(nèi)部損失效率（一）汽輪機的內(nèi)部損失（一）汽輪機的內(nèi)部損失 噴管損失、動葉損失、余速損失、摩擦鼓風(fēng)損噴管損失、動葉損失、余速損失、摩擦鼓風(fēng)損失、漏汽損失和濕氣損失。失、漏汽損失和濕氣損失。 蒸汽從工作葉片流出的速度蒸汽從工作葉片流出的速度 C2所具有的動能未被所具有的動能未被這一級所利用形成的損失，叫余速損失，即這一級所利用形成的損失，叫余速損失，即 蒸汽在通道內(nèi)流動時，為克服氣動阻力、摩擦阻蒸汽在通道內(nèi)流動時，為克服氣動阻力、摩擦阻力所消耗的機械功的損失成為摩擦損失。蒸汽從葉片力所消耗的機械功的損失成為摩擦損失。蒸汽從葉片的一側(cè)移向另一側(cè)所耗機械功的損失成為鼓風(fēng)損失。的一側(cè)移向另一側(cè)所耗機械功的損失成為鼓風(fēng)損失。二者合起來成為摩擦鼓風(fēng)損失。二者合起來成為摩擦鼓風(fēng)損失。3. 級內(nèi)漏汽損失級內(nèi)漏汽損失 當(dāng)蒸汽從隔板和轉(zhuǎn)軸之間或工作葉片和汽缸之當(dāng)蒸汽從隔板和轉(zhuǎn)軸之間或工作葉片和汽缸之間通過時，以及蒸汽從高壓側(cè)至低壓側(cè)時，不參加間通過時，以及蒸汽從高壓側(cè)至低壓側(cè)時，不參加做功所造成的損失叫做級內(nèi)漏氣損失。做功所造成的損失叫做級內(nèi)漏氣損失。4. 濕汽損失濕汽損失 當(dāng)汽輪機末幾級工作于濕蒸汽區(qū)域時，用于帶當(dāng)汽輪機末幾級工作于濕蒸汽區(qū)域時，用于帶動水珠旋轉(zhuǎn)和克服水珠撞擊葉片背部所消耗的機械動水珠旋轉(zhuǎn)和克服水珠撞擊葉片背部所消耗的機械功叫做濕汽損失。功叫做濕汽損失。（二）汽輪機的效率（二）汽輪機的效率 級的相對內(nèi)效率是級的有效焓降與理想焓降之比級的相對內(nèi)效率是級的有效焓降與理想焓降之比，即：，即： 對于多級汽輪機，汽輪機的相對內(nèi)效率是總有效對于多級汽輪機，汽輪機的相對內(nèi)效率是總有效焓降與總理想焓降之比，即：焓降與總理想焓降之比，即：式中，式中， hi———— 汽輪機的總有效焓降，汽輪機的總有效焓降， kJ/kg；； h0———— 汽輪機的總理想焓降，汽輪機的總理想焓降， kJ/kg。 （二）汽輪機的效率（二）汽輪機的效率 汽輪機的有效功率（軸功率）：汽輪機內(nèi)功率與汽輪機的有效功率（軸功率）：汽輪機內(nèi)功率與機械損失之差，即：機械損失之差，即：式中，式中， Pe———— 汽輪機的軸功率，汽輪機的軸功率， kW；； ⊿ Pm———— 汽輪機的機械損失，汽輪機的機械損失， kW；； Pi———— 汽輪機的內(nèi)功率，汽輪機的內(nèi)功率， kW。 汽輪機的機械效率是軸功率與內(nèi)功率之比，即：汽輪機的機械效率是軸功率與內(nèi)功率之比，即： （二）汽輪機的效率（二）汽輪機的效率 發(fā)電機發(fā)出的電功率發(fā)電機發(fā)出的電功率 Pel與汽輪機所供給的有效與汽輪機所供給的有效軸功率軸功率 Pe之比成為發(fā)電機效率，即之比成為發(fā)電機效率，即例：已知例：已知 N300—— G=，該級的理想焓，該級的理想焓 △△ h0=，級的有效焓級的有效焓 △△ hi=，求級的相對內(nèi)效，求級的相對內(nèi)效率率 ηη ri和內(nèi)功率和內(nèi)功率 Pi。第三節(jié)第三節(jié) 汽輪機的調(diào)節(jié)汽輪機的調(diào)節(jié)火力發(fā)電廠的生產(chǎn)目標(biāo)：火力發(fā)電廠的生產(chǎn)目標(biāo)： 以經(jīng)濟、環(huán)保的生產(chǎn)方式提供合格的電能，滿足電力用以經(jīng)濟、環(huán)保的生產(chǎn)方式提供合格的電能，滿足電力用戶的需要。戶的需要。 對于供熱式機組，還要供出一定數(shù)量和質(zhì)量的蒸汽。對于供熱式機組，還要供出一定數(shù)量和質(zhì)量的蒸汽。u 數(shù)量上－根據(jù)用戶的需要來改變發(fā)電量。數(shù)量上－根據(jù)用戶的需要來改變發(fā)電量。u 質(zhì)量上－兩個指標(biāo)：質(zhì)量上－兩個指標(biāo)： （（ 1）電壓－通過勵磁電流調(diào)節(jié)）電壓－通過勵磁電流調(diào)節(jié) 220V （（ 2）頻率）頻率 ―― 由轉(zhuǎn)速決定由轉(zhuǎn)速決定 50Hz 機轉(zhuǎn)速組機轉(zhuǎn)速組 3000r/minu 汽輪機轉(zhuǎn)速與汽機自身的安全性有關(guān)。汽輪機轉(zhuǎn)速與汽機自身的安全性有關(guān)。u 當(dāng)鍋爐燃燒產(chǎn)生足夠的主蒸汽時，保證供電數(shù)量和質(zhì)量的當(dāng)鍋爐燃燒產(chǎn)生足夠的主蒸汽時，保證供電數(shù)量和質(zhì)量的任務(wù)由汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)完成。任務(wù)由汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)完成。 一、汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的 基本任務(wù) :保證供電的數(shù)量和質(zhì)量 數(shù)量 電能不能大量儲存，據(jù)用戶的電力需要調(diào)整汽輪機 功率 P 質(zhì)量 電壓 U 汽輪機 轉(zhuǎn)速 n 發(fā)電機勵磁電流調(diào)節(jié) i 頻率 f 汽輪機 轉(zhuǎn)速 n p發(fā)電機磁極對數(shù)（大多一對） n=3000rpm f=50Hz 我國通常要求：電網(wǎng)頻率變化范圍是 50+ 機組轉(zhuǎn)速允許變化范圍就是 3000+30rpm 二、調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成及原理二、調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成及原理 調(diào)節(jié)系統(tǒng)通常由感受裝置、傳動放大裝置、執(zhí)行裝置和調(diào)節(jié)系統(tǒng)通常由感受裝置、傳動放大裝置、執(zhí)行裝置和反饋裝置四部分組成。反饋裝置四部分組成。 感受裝置感受轉(zhuǎn)速變化并發(fā)出信號。感受裝置感受轉(zhuǎn)速變化并發(fā)出信號。 將感受裝置所產(chǎn)生的小功率信號放大后去控制調(diào)節(jié)閥。將感受裝置所產(chǎn)生的小功率信號放大后去控制調(diào)節(jié)閥。 將傳動放大裝置發(fā)出的信號，去控制汽輪機的調(diào)節(jié)汽門的將傳動放大裝置發(fā)出的信號，去控制汽輪機的調(diào)節(jié)汽門的開度，改變汽輪機的進汽量，使汽輪發(fā)電機輸出的功率與外界開度，改變汽輪機的進汽量，使汽輪發(fā)電機輸出的功率與外界負(fù)荷達到新的平衡，這是由調(diào)節(jié)閥控制的，因此，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的負(fù)荷達到新的平衡，這是由調(diào)節(jié)閥控制的，因此，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的執(zhí)行裝置是調(diào)節(jié)閥。執(zhí)行裝置是調(diào)節(jié)閥。 在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，實現(xiàn)后面元件對前面元件的作用機構(gòu)就叫在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，實現(xiàn)后面元件對前面元件的作用機構(gòu)就叫做反饋裝置，它使調(diào)節(jié)過程穩(wěn)定。做反饋裝置，它使調(diào)節(jié)過程穩(wěn)定。汽輪機自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的發(fā)展汽輪機自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的發(fā)展1. 機械液壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng)（機械液壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng)（ MHC）） MHC – mechanical hydraulic control 采用機械離心式控制器。采用機械離心式控制器。 摩擦、間隙、死區(qū)，疲勞斷裂等問題。摩擦、間隙、死區(qū)，疲勞斷裂等問題。 2. 電氣液壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng)（電氣液壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng)（ EHC）） EHC – electric hydraulic control 2個控制器個控制器 存在切換問題存在切換問題3. 模擬式電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（模擬式電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（ AEH）） AHC – analog electric hydraulic control 模擬電路組成（電液轉(zhuǎn)換器連接）模擬電路組成（電液轉(zhuǎn)換器連接）4. 數(shù)字式電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（數(shù)字式電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（ DEH）） DHC – digital electric hydraulic control 小型計算機，微機，小型計算機，微機， DCS 三、汽輪機自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本原理三、汽輪機自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本原理汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本任務(wù) : 數(shù)量： P 質(zhì)量： n 假設(shè)有一臺汽輪機拖動一臺發(fā)電機單獨向外供電，且沒有調(diào)節(jié)系統(tǒng) 機組運行時，轉(zhuǎn)子上受到三個力矩的作用： MT汽輪機的主動力矩； ML發(fā)電機的反力矩 。 MF摩擦力矩。根據(jù)牛頓第二定律，轉(zhuǎn)速的變化與力矩的關(guān)系為：根據(jù)牛頓第二定律，轉(zhuǎn)速的變化與力矩的關(guān)系為： 式中：式中： J———— 汽輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量；汽輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量； ωω ———— 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的角速度。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的角速度。若忽略摩擦力若忽略摩擦力 則有：則有：穩(wěn)定工況：穩(wěn)定工況： MT = ML ω=C n=C負(fù)荷減小時：負(fù)荷減小時： MT ＞＞ ML ω↑ n↑ 穩(wěn)定在較高轉(zhuǎn)速運行穩(wěn)定在較高轉(zhuǎn)速運行負(fù)荷增大時：負(fù)荷增大時： MT ＜＜ ML ω↓ n↓ 穩(wěn)定在較低轉(zhuǎn)速運行穩(wěn)定在較低轉(zhuǎn)速運行 為有自平衡能力對象為有自平衡能力對象 自平衡能力相當(dāng)薄弱，當(dāng)外界負(fù)載變化時自平衡能力相當(dāng)薄弱，當(dāng)外界負(fù)載變化時，要通過相當(dāng)大的轉(zhuǎn)速變動才能達到新的平，要通過相當(dāng)大的轉(zhuǎn)速變動才能達到新的平衡。一般，負(fù)荷變化衡。一般，負(fù)荷變化 10％，轉(zhuǎn)速將變化％，轉(zhuǎn)速將變化 2030%。轉(zhuǎn)速的巨大變化，不僅不能滿足供電品質(zhì)的。轉(zhuǎn)速的巨大變化，不僅不能滿足供電品質(zhì)的要求，而且也將威脅機組自身的安全。要求，而且也將威脅機組自身的安全。 為了保證負(fù)荷變化時，減小轉(zhuǎn)速波動，必為了保證負(fù)荷變化時，減小轉(zhuǎn)速波動，必須配調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在負(fù)荷變化時，改變汽輪機進須配調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在負(fù)荷變化時，改變汽輪機進汽量，從而改變汽量，從而改變 MT,從而保證供電質(zhì)量。從而保證供電質(zhì)量。機械液壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng)機械液壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng) 均為有差調(diào)節(jié)系統(tǒng)均為有差調(diào)節(jié)系統(tǒng)直接調(diào)節(jié)、直接調(diào)節(jié) 重錘位移直接帶動調(diào)節(jié)閥重錘位移直接帶動調(diào)節(jié)閥 缺點：調(diào)速器能力有限缺點：調(diào)速器能力有限 工作過程：工作過程：當(dāng)轉(zhuǎn)速升高時，重錘在離心力的作用下向外張開，使滑環(huán)、當(dāng)轉(zhuǎn)速升高時，重錘在離心力的作用下向外張開，使滑環(huán)向上移動向上移動通過剛性的杠桿關(guān)小調(diào)節(jié)汽閥，使轉(zhuǎn)速下降、通過剛性的杠桿關(guān)小調(diào)節(jié)汽閥，使轉(zhuǎn)速下降當(dāng)轉(zhuǎn)速降低時，動作過程相反、當(dāng)轉(zhuǎn)速降低時，動作過程相反 調(diào)節(jié)的任務(wù)就在于：隨著機組角速度的變化，來增加調(diào)節(jié)的任務(wù)就在于：隨著機組角速度的變化，來增加或減少蒸汽流量，以此來保持能量平衡?；驕p少蒸汽流量，以此來保持能量平衡。注：注：汽輪機的負(fù)荷都是通過轉(zhuǎn)速（電網(wǎng)頻率）的變化來調(diào)節(jié)的、汽輪機的負(fù)荷都是通過轉(zhuǎn)速（電網(wǎng)頻率）的變化來調(diào)節(jié)的調(diào)速器滑環(huán)的位置與汽輪機的閥門位置是一個固定的對應(yīng)、調(diào)速器滑環(huán)的位置與汽輪機的閥門位置是一個固定的對應(yīng)關(guān)系關(guān)系也就是說一定的汽輪機轉(zhuǎn)速與汽輪機的功率是一一對應(yīng)的、也就是說一定的汽輪機轉(zhuǎn)速與汽輪機的功率是一一對