【正文】 5,20,25,30,35二 葉型及有關(guān)幾何參數(shù)的選擇 1 葉型的選擇，通常選擇帶字母“A’的亞音速葉柵?！?7176。22176。25,30,40,50,60,70動葉HQ118176?！?2176。70176。表（）汽輪機葉柵參試葉片型號出口角進口角相對節(jié)距安裝角葉片寬度噴嘴HQ211176。 葉型及其選擇一 葉片型線圖及特性曲線葉柵中葉片的橫截面形狀稱為葉型，其周線稱為型線。 級熱力計算方法有兩種：速度三角形法和模擬法。調(diào)整好抽汽壓力后，還需對回?zé)嵯到y(tǒng)重新計算，以便最后確定各級抽汽量和汽輪機各級組的蒸汽量。一般兩者很難完全吻合，需進行適當(dāng)調(diào)整。經(jīng)過修正后的各級比焓降分配在擬定的熱力過程曲線上，并找出各級對應(yīng)的回?zé)岢槠麎毫?。在擬定的熱力過程曲線上逐級作出各級理想比焓降,當(dāng)最后一級背壓與排汽壓力,不能重合時必須對分配的比焓降進行修正。2 各級比焓降的分配。 級數(shù)的確定及比焓降的分配一 級數(shù)的確定1 壓力級的平均直徑dm在圖44上將BD線段分為m等份，（m5），從圖中量出各段長度，求出平均直徑為； dm = （） = = (m)2 壓力級理想比焓降可有下式確定： （） = = (KJ∕Kg)3 壓力級組的級數(shù)可由下式求得： （取整） （） = ≈5式中 重?zé)嵯禂?shù)可先從下述范圍內(nèi)估取：凝汽式汽輪機取，待級數(shù)確定后用下式校核 = 圖（51）熱力過程曲線二 比焓降的分配 1 各級平均直徑的求取。通常采用作圖法，現(xiàn)介紹作圖法橫坐標(biāo)上任取長度為a的線段BD(一般a=25cm),用來表示第一壓力級至末級動葉中心之軸向距離。速度與速度比關(guān)系推導(dǎo)得出。由于調(diào)節(jié)級的部分進汽在工況變動時是變化的，與第一壓力級的進汽不同，因此兩級平均直徑是不同的，一般兩級平均直徑之差不小于50～，～，第一壓力級的平均直徑就可以根據(jù)末級直徑估取。其中第一壓力級平均直徑影響較大。 各級平均直徑的確定壓力級中比焓降分配的主要依據(jù)是各級要有合適的速度比Xa，同時使通道形狀光滑變化以達(dá)到較高的能效率。其平均直徑雖然任就逐漸增加，但看根部直徑卻逐漸減小，葉片根部流動條件較差僅在低壓部分采用。為控制低壓部分由于葉片頂部擴張嚴(yán)重而導(dǎo)致的流動損失，一般應(yīng)是頂部擴張角不超過40176。此種通道形狀可使高壓級葉片加長，低壓級葉片減短，能充分滿足容積流量增加較快的要求。背壓式汽輪機由于排汽壓力較高，容積流量變化較小，其通道形狀通常也設(shè)計成等徑的。其各級轉(zhuǎn)子的平均直徑是逐漸增加的。1等根徑為根部直徑相等的蒸汽通道形狀。 第五章 壓力級比焓降分配及級數(shù)的確定 蒸汽通道的合理形狀一 沖動式汽輪機沖動式汽輪機常用的蒸汽通道形狀有三種?！?，. 低壓級組一般工作在濕蒸汽區(qū)，為了較少濕氣損失及其給葉片帶來水濕破壞，要求非中間再熱式汽輪機最終的蒸汽濕度不超過12%?！?0176。（2）加大噴嘴與動葉的出口角。通常采用下列措施保證通道的光滑變化：（1）逐級提高平均直徑處的反動度。為適應(yīng)蒸汽流量急劇增大的要求，低壓級組的葉高和平均直徑需同時放大。為保證設(shè)計工況下葉片根部不吸汽不漏汽，通常選用根部反動度Ωr=3%～5%。2 中壓級組中壓級組工作在過熱蒸汽區(qū)，故不產(chǎn)生濕氣損失，同時蒸汽流過高壓級組 彭脹容積流量較大，因此各級葉高損失和漏汽損失較小，級組中各級效率都較高，比較容易設(shè)計成有適中高度、光滑變化的通道形狀。 對于大容量機組，為保證必要的高度和強度，高壓隔板和噴嘴往往較厚，導(dǎo)致噴嘴相對高度較小，端部損失較大。為了使葉高Ln不小于12～20mm，有的級需要采用部分進汽。為減少葉高損失常采用較小的平均直徑dm和較小的噴嘴出口角α1，通常α1=11176。根據(jù)蒸汽容積流量在汽輪機各級中變化的大小，可將壓力級分為三個級組：高壓級組、中壓級組、低壓級組。～～ 壓力級設(shè)計特點壓力級一般是指調(diào)節(jié)級后各非調(diào)節(jié)級。45176。～～第二列動葉TP5A31176。30176?！珜?dǎo)葉TP3A23176。20176?！谝涣袆尤~TP1δ17176?！珖娮霻C2δ14176。45176?！诙袆尤~TP4A29176。25176?！珜?dǎo)葉TP2A19176。20176?！谝涣袆尤~TP0A14176。 蘇字雙列調(diào)節(jié)級葉型的基本數(shù)據(jù)項目型線出口角范圍進口角范圍相對節(jié)距相對面積比噴嘴TC1A11176。國產(chǎn)汽輪機調(diào)節(jié)級最常用的葉型組合為蘇字葉型。單列級選取較大理想比焓降可取上線值。調(diào)節(jié)級的葉片高度以第一壓力級的平均直徑。反動度的大小由調(diào)節(jié)級各列葉柵的出口面積予以保證。雙列調(diào)節(jié)級各列葉柵反動度之和Ωm=Ωb+Ωg+Ωb′.一般不超過13%～20%；當(dāng)壓力比ε～。2 調(diào)節(jié)級反動度的選擇為了提高調(diào)節(jié)級的級效率，一般調(diào)節(jié)級都帶有一定的反動度。1 調(diào)節(jié)級速度比=的選擇為了保證調(diào)節(jié)級的級效率，應(yīng)該選取適當(dāng)?shù)乃俣缺?，它與選擇的調(diào)節(jié)級形式有關(guān)。此外，為了保證一定的給水溫度，調(diào)節(jié)級后壓力至第一級回?zé)岢槠麎毫χg的比焓降在保證壓力級的平均直徑平滑變化時的條件下，應(yīng)能分為整數(shù)級。 選擇設(shè)計工況下調(diào)節(jié)級理想比焓降時，還要考慮工況變動后的一些因素。 二 理想比焓降的選擇 目前國產(chǎn)汽輪機調(diào)節(jié)級理想比焓降選取范圍如前所述。如國產(chǎn)100MW以下的汽輪機絕大多數(shù)采用雙列級；對于高參數(shù)、大容量在電網(wǎng)中承擔(dān)基本負(fù)荷的汽輪機。采用雙列級的汽輪機級數(shù)較少，結(jié)構(gòu)緊湊，因為其調(diào)節(jié)級低的蒸汽壓力與溫度下降較多，所以除調(diào)節(jié)級汽室級噴嘴組等部件較好的材料外，汽缸與轉(zhuǎn)子的材料等級可適當(dāng)降低，從而降低機組造價，提高機組運行的可靠性。單列級能承擔(dān)的理想焓降比較小，一般在70～125. (2) 級效率：雙列級的效率及整機效率較低，在變工況時其級效率變化比單列級小；單列級在設(shè)計工況下效率較高，但在變工況時級效率變化較大。主要根據(jù)設(shè)計工況下調(diào)節(jié)理想的比焓降的大小來決定其形式的。調(diào)節(jié)級的形式與參數(shù)的選擇在熱力設(shè)計中時相當(dāng)重要的，與機組容量大小、運行方式等因素有關(guān)。采用噴嘴配汽汽輪機，其蒸汽流量的改變主要是通過改變第一級噴嘴的工作面積來實現(xiàn)的，所以該機的第一級又稱調(diào)節(jié)級。分析計算表明，只有在亞臨界或超臨界參數(shù)的汽輪機采用變壓配汽才顯示出優(yōu)越性。變壓配汽僅用于單元機組。節(jié)流配汽通常只在國家輔助性小功率汽輪機中采用。通常由噴嘴配汽，節(jié)流配汽，變壓配汽及旁通配汽四種方式。 根據(jù)總體設(shè)計決定排汽口數(shù)時要盡量在已有的葉片系列中選擇與排汽面積相近的末級葉片或一組葉片，并續(xù)進行蒸汽彎曲應(yīng)力的校核。表3——1為國外某些制造廠設(shè)計制造的末級葉片數(shù)據(jù)。 汽缸數(shù)增加軸承數(shù)也增加，機組的總長度增長，遠(yuǎn)離推力軸承的汽缸，轉(zhuǎn)子和靜子的熱膨脹差值也相應(yīng)增大，這既增加了機組的造價又不利于機組的安全經(jīng)濟運行。通?？砂聪率焦浪闩牌娣e。末級通道的排汽面積需要結(jié)合末級長葉片特性，材料，強度，汽輪機背壓，末級余速損失大小及制造成本等。當(dāng)汽輪機的功率大于單排汽口凝汽式汽輪機的工作極限時，需要采用多缸和多排汽口，但很少采用5個以上汽缸的。 通過回?zé)嵯到y(tǒng)熱平衡計算可以全面算得機組的熱經(jīng)濟性，當(dāng)機組的效率、級數(shù)、抽氣點位置以及回?zé)嵯到y(tǒng)布置有變化時，系統(tǒng)的熱平衡及機組的熱經(jīng)濟性均相應(yīng)變化，必須重新計算。汽耗量 不抽汽時（回?zé)岢闅馔Ｓ茫┕烙嫐夂穆? 汽輪機裝置的汽耗率： q=（）=10868KJ/（） (314)汽輪機裝置的絕對電效率：本例計算結(jié)果列于以下三個表內(nèi)：表33 25MW凝汽式汽輪機熱平衡計算基本數(shù)據(jù)有效比焓降理想比焓降機械損失KW216不抽氣時汽耗率d’KJ/（kw*h）汽輪機裝置電效率%汽輪機總進氣量t/h86發(fā)電機功率KW20801汽輪機軸端功率KW21334汽耗率dkg/（kw*h）汽輪機裝置熱耗率qKJ/（kw*h）10868表34 各級加熱器回?zé)岢闅饬康挠嬎銛?shù)據(jù)給水量t/h凝結(jié)水量t/h實際抽氣量t/h計算抽氣量t/h比焓升上級加熱器疏水相當(dāng)量t/h上級加熱器漏氣相當(dāng)量t/h 表35流經(jīng)汽輪機各級組的蒸汽流量及其內(nèi)功率計算數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)級第一級組第二級組第三級組第四級組第五級組第六級組整機內(nèi)功率蒸汽流量t/hD868521550內(nèi)功率KW239436422760154829213361表36 25MW凝汽式汽輪機熱平衡計算數(shù)據(jù)汽輪機初壓MPa射汽抽氣器汽耗量t/h汽輪機初壓℃435射汽抽氣器比焓量KJ/kg汽輪機初比焓KJ/kg汽輪機總進氣量t/h86工作轉(zhuǎn)速Nr/min3000前軸封漏氣量t/h1冷卻水溫℃15流入凝氣器蒸汽量t/h 汽輪機背壓MPa凝氣器出口水溫℃抽氣冷卻器出口水溫℃給水泵壓頭MPa凝結(jié)水泵壓頭MPa表37 熱平衡計算數(shù)據(jù)加熱器加熱抽氣抽氣壓力MPa抽氣比焓KJ/kg加熱器壓力MPa下飽和水溫℃下飽和水比焓KJ/kg1kg蒸汽的放熱量KJ/kg凝結(jié)給水被加熱的凝結(jié)水量t/h加熱器進口水溫℃加熱器進口水比焓KJ/kg加熱器出口端差℃550出口水溫℃出口水比焓KJ/kg給水比焓溫KJ/kg抽氣量計算抽氣量t/h實際抽氣量t/h表38 汽機裝置的熱力特性數(shù)據(jù)排氣比焓發(fā)電效率%等比熵排氣比焓給水溫度℃汽輪機內(nèi)效率%85給水比焓回?zé)嵯到y(tǒng)熱平衡初步計算得到的抽氣壓力與壓力級比焓降分配后所確定的各級壓力往往不能完全吻合，此時必須進行調(diào)整，通常需反復(fù)幾次。整機內(nèi)功率： (311)計算汽輪機裝置的熱經(jīng)濟性機械損失： (312) 汽輪機軸端功率： 發(fā)電機功率： （KW） (313) 符合設(shè)計工況Pe=20000KW的要求，說明原估計的蒸汽量正確。 =, =分別列出除氧器的熱平衡方程式與質(zhì)量方程式： (35)整理后得：+= += (36) 將（1）、（2）兩式聯(lián)立求解得： 除氧器抽汽量 = t/h 凝結(jié)水量 = t/h（3）低壓加熱器 其熱平衡圖與圖（a）加熱器的熱平衡相同。查表32得：給水出口比焓=，抽氣比焓= KJ/kg，飽和水比焓= KJ/kg，加熱器進口水比焓= KJ/kg。在擬定的近似熱力過程曲線上求出各級回?zé)岢闅獯吮褥手?，見圖（）圖（）汽輪機組的蒸汽熱力膨脹過程線 各級加熱器回?zé)岢闅饬坑嬎悖?）H1高壓加熱器：已知：=，=,=。查得對應(yīng)的飽和壓力Pe’—加熱器的工作壓力。 根據(jù)給水溫度=159℃，可得高壓加熱器給水出口水溫=159℃，可得高壓加熱器給水出口溫度=159℃，且除氧器出口水溫=℃，根據(jù)等溫升（等比焓升）分配原則得高壓加熱器給水溫，≈+（5）℃，同樣的方法可選取低壓加熱器的出口給水溫度見表22。 該