葉輪機(jī)械原理西安交大-演示文稿4-資料下載頁
2025-01-15 23:13本頁面
【正文】 ⑧ 計算所需的級數(shù) 取整 sshHz ?⑦ 計算各級的平均焓降 )1( ??nhhniss?? 1)(⑨ 將上圖重新分為 z1段 （ z個點(diǎn) ） ， 重新查出各級的焓降 。 5） 汽輪機(jī)的分缸 汽輪機(jī)的分缸 ， 取決于汽輪機(jī)功率的大小 。 ① 對小功率汽輪機(jī)： 一般為單缸； ② 對中等功率汽輪機(jī)： 可以分為兩個汽缸，即高壓缸和低壓缸； ③ 對大功率汽輪機(jī)： 可以分為高壓缸、中壓缸和低壓缸雙排汽 /四排汽。 6） 級的結(jié)構(gòu)選取 ① 調(diào)節(jié)級： 在通流部分最前面 ， 它通過調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的參數(shù)或流量 來調(diào)節(jié)汽輪機(jī)功率 。 調(diào)節(jié)級均設(shè)計成 沖動式 ， 有 單列 /雙列 調(diào)節(jié)級： 單列 調(diào)節(jié)級 :利用的理想焓降約為： 84 ~ 147 kJ/kg 適用于對經(jīng)濟(jì)性要求高的機(jī)組 （如：核電汽輪機(jī)、大功率發(fā)電汽輪機(jī)）。 雙列 調(diào)節(jié)級 :利用的理想焓降約為： 167 ~ 418 kJ/kg 適用于對經(jīng)濟(jì)性要求較低的中、小汽輪機(jī)組。 ② 壓力級：調(diào)節(jié)級之后的所有壓力級 。 有兩種選擇： 沖動 式 /反動 式：各有優(yōu) 、 缺點(diǎn) 。 根據(jù)生產(chǎn)廠習(xí)慣決定 。 三 、 一定轉(zhuǎn)速下的透平極限功率 是指在一定轉(zhuǎn)速和蒸汽進(jìn)、排汽參數(shù)下 : 一臺單排汽口汽輪機(jī)在轉(zhuǎn)子葉片材料所能安全承受 的最大應(yīng)力值時，所能發(fā)出的 最大功率 。 透 平 極 限 功 率 1） 透平極限功率 對一臺單排汽口 、 無抽汽的汽輪機(jī) ， 其內(nèi)功率 Ni 為： Toisi GHN ??三個影響 功率因素： ① 汽輪機(jī)的蒸汽流量 G ； ② 汽輪機(jī)的總絕熱焓降 Hs ； ③ 汽輪機(jī)的相對內(nèi)效率 。 Toi?分析 1：總絕熱焓降 Hs↑ — → 汽輪機(jī)功率 Ni↑ ◆ 多級汽輪機(jī)總絕熱焓降 : 1680 ~2100 kJ/kg 與進(jìn) 、 排汽參數(shù)有關(guān) 。 ◆ 在汽輪機(jī)進(jìn) 、 排汽參數(shù)給定下 ， Hs 已確定 。 分析 2：透平內(nèi)效率 ↑ — → 汽輪機(jī)功率 Ni↑ Toi?◆ 透平內(nèi)效率變化很小 （ ） ； 89~?Toi?◆ 大功率機(jī)組內(nèi)效率高 ， 小功率機(jī)組內(nèi)效率低 。 分析 3： 蒸汽流量 G↑ — → 汽輪機(jī)功率 Ni↑ ◆ 汽輪機(jī)功率的增大主要是靠流量增大來實現(xiàn)的 。 ◆ 流量 ↑ 極限 — → Ni↑極限 。 在多級汽輪機(jī)中： → 流量對各級基本相同 ， 但容積流量對各級卻 相差很大 。 → 隨著蒸汽在汽輪機(jī)中的膨脹 ， 汽流壓力逐漸降低 ， 末級的壓力最低 ， 比容最大 ， 相應(yīng) 容積流量也最大 。 → 顯然 ， 末級的通流能力 決定了整個透平的功率 。 ◆ 當(dāng)末級流量增大到最大流量 （ 極限流量 ） 時 ， 末級的通流面積也增大到最大面積 ， 末級連續(xù)方程： 222vcAG ??其中： c2 —— 代表末級排汽速度 c2↑ — → G↑— → Ni↑ — → hc2↑— → ↓ Toi?— → 一般 sc Hch ）（ %3~%2222 ??v2 —— 代表末級排汽比容：取決于汽輪機(jī)的背壓， 與 汽輪機(jī) 類型（凝汽式 /背壓式）有關(guān)； pz↑ — → v2↓ — → G↑— → Ni↑ — →Hs↓ — → Ni↓ — →在排汽壓力給定下 ， v2 也確定 。 A2 —— 末級通流面積 末級流量增大主要靠通流面積增大來實現(xiàn) 。 A2 ↑極限 — → G↑極限 ： 222vcAG ?? 極限極限◆ 當(dāng)末級達(dá)到最大 （ 極限 ） 通流面積時 222 s i n ?? eldA m?極限有： 其中： e —— 部分進(jìn)汽度 ， 對末級 e =1（ 全周進(jìn)汽 ） ； —— 排汽方向 ， 一般 （ 軸向排汽 ， 余速損失最小 ） ； 2? ?902 ??顯然 ： A2極限 ↑ → dm↑ / l 2↑ → 動葉離心力 ↑ 結(jié)論 ： ????? ????? 離心力極限極限極限極限極限2ldAGN mi◆ 根據(jù)力學(xué)分析 ， 動葉片根部離心拉應(yīng)力 為： 2222 1800)602(21 nAKKndlm ????? ??其中： ρ —— 材料密度 ， 葉片材料選定 ， ρ 確定； K —— 葉片錐度對應(yīng)力影響的修正系數(shù) 。 （直葉片： K = 1；扭葉片： K = ~） A2 —— 動葉柵出口面積； n —— 透平轉(zhuǎn)速（ r/min）。 ◆ 根據(jù)極限功率的含義： 當(dāng)末級葉片拉應(yīng)力達(dá)到材料的許用應(yīng)力 [σ ]時， 通流面積達(dá)到極限面積 A極限 ， 相應(yīng)的蒸汽流量達(dá)到 極限流量 G極限 ， 功率也 達(dá)到極限功率 N極限 。 有： 2][18 00KnA ????極限222][1800vcKnG ?? ???極限222][1800KnvHcN Tois?????極限結(jié)論 ：單排汽口汽輪機(jī)的極限功率與轉(zhuǎn)速平方成反比。 即： 21nN ?極限◆ 就目前的蒸汽參數(shù)而言， 單排汽口汽輪機(jī)的最大功率約為： 1000 ~ 1500 MW ◆ 以極限功率劃分汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速 高轉(zhuǎn)速 ：如果汽輪機(jī)在采用的轉(zhuǎn)速下發(fā)出的功率 達(dá)到或接近 這一轉(zhuǎn)速下的極限 功率， 所采用的轉(zhuǎn)速稱為高轉(zhuǎn)速。 低轉(zhuǎn)速 ：如果汽輪機(jī)在采用的轉(zhuǎn)速下發(fā)出的功率 遠(yuǎn)小于 這一轉(zhuǎn)速下的極限功率， 所采用的轉(zhuǎn)速稱為低轉(zhuǎn)速。 2） 提高單機(jī)容量的方法 ◆ 提高單機(jī)功率是提高經(jīng)濟(jì)效益 、 降低成本的方向 。 ◆ 常規(guī)火電汽輪機(jī)單機(jī)功率（多排汽口）： 1200 MW 核電汽輪機(jī)單機(jī)功率： 900 ~ 1000 MW ◆ 提高單機(jī)功率的措施有： ① 提高新蒸汽參數(shù)，并采用中間再熱循環(huán)； ② 提高汽輪機(jī)的背壓，但循環(huán)效率減低； ③ 采用高強(qiáng)度、低密度的金屬材料（如：鈦合金）； ④ 采用多排汽口（將排汽面積分為幾個）； ⑤ 采用低轉(zhuǎn)速； ⑥ 采用雙層葉片：一股汽流通過末級作功后排入凝汽器； 一股汽流直接進(jìn)入凝汽器。 謝 謝！
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