华北电力大学锅炉Word下载.docx

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=0.95*Po=8.3885Mpa

（2）.排汽管中的压力损失ΔP≈0

5.调节级总进汽量Do的初步估算

由Po、to查焓熵图得到Ho、So，再由So、Pc查Hc。

查得Ho=3477.3728kJ/kg，Hc=2866.4569kJ/kg

通流部分理想比焓降（ΔHt（mac））'

=Ho-Hc=610.9159kJ/kg

Do=3.6*Pel/（（ΔHt（mac））'

*ηri*ηg*ηm）*m+ΔD

Do=3.6*26000.00/（610.9159*0.821*0.970*0.990）*1.05+5.00=209.0486（kJ/kg）

6.调节级详细热力计算

（1）.调节级进汽量Dg

Dg=Do-Dv=207.8486t/h

（2）确定速比Xa和理想比焓降Δht

取Xa=0.3535，dm=1100.0mm，并取dn=db=dm

由u=π*dm*n/60，Xa=u/Ca，Δht=Ca^2/2

u=172.79m/s，Ca=488.80m/s

Δht=119.4583kJ/kg在70~125kJ/kg范围内，所以速比选取符合要求。

（3）平均反动度Ωm的选取

取Ωm=6.50%

（4）.喷嘴理想比焓降Δhn

Δhn=（1-Ωm）*Δht=（1-0.0650）*119.4583=111.6935（kJ/kg）

（5）.喷嘴前后压比εn

根据h1t=ho-Δhn=3365.6793和So'

查焓熵图得到

P1=6.3506Mpa，V1t=0.0513m^3/kg

εn=Po/Po'

=8.8300/8.3885=0.7571

根据喷嘴叶型表选择TC-1A喷嘴，出汽角α1=10.00°

（6）.喷嘴出口汽流速度C1

C1t=（2*Δhn）^0.5=（2*111.6935*1000）^0.5=458.46（m/s）

C1=φ*C1t=0.970*472.64=458.46m/s

（7）.喷嘴损失δhn

δhn=（1-φ^2）*Δhn=（1-0.970^2）*111.6935=6.6011（kJ/kg）

（8）.喷嘴出口面积An

An=Gn*V1t/μn*C1t=57.7357*0.0513/0.970/458.46=0.0065（m^2）

（9）.部分进汽度e

令y=δhl+δhe=f（e）

使其一阶导数为零，即求y的极值，得到e=0.3843

（10）.喷嘴高度ln

=An/（e*π*dm*sin（α1））

ln=0.0065/10000.3843/π/1100.0/sin10°

=28.2（mm）

（11）.动叶高度lb

lb=ln+Δ=28.2+2.5=30.7（mm）

（12）.检验根部反动度Ωr

Ωr=1-（1-Ωm）*db/（db-lb）=1-（1-0.0650）*1100.0/（1100.0-30.7）=0.0382

0.0382在0.03~0.05范围内，符合要求。

（13）求动叶进口汽流相对速度w1和进汽角β1

tgβ1=c1*sin（α1）/（c1*cos（α1）-u）

w1=c1*sin（α1）/sin（β1）

δhw1=w1^2/2

β1=arctg（458.46*sin10.00°

/（458.46*cos10.00°

-172.79））=15.94°

w1=458.46*sin10.00°

/sin15.94°

=289.85（m/s）

δhw1=289.85^2/2/1000=42.0078（kJ/kg）

（14）动叶前蒸汽参数

由h1=h1t+δhn和P1查焓熵图得到

P1=6.3506Mpa

S1=6.7915kJ/（kg*K）

V1=0.0515m^3/kg

（15）动叶理想比焓降Δhb和动叶滞止理想比焓降Δhb（o）

Δhb=Ωm*Δht=0.0650*119.4583=7.7648（kJ/kg）

Δhb（o）=Δhb+δhw1=7.7648+42.0078=49.7726（kJ/kg）

（16）动叶出口汽流相对速度w2

w2t=（2*Δhb）^0.5=（2*49.7726*1000）^0.5=315.51（m/s）

w2=ψ*w2t=0.920*315.51=290.27（m/s）其中ψ由Ωm和w2t查ψ图得到

（17）动叶损失δhb

δhb=（1-ψ^2）*Δhb（o）=（1-0.920^2）*49.7726=7.6451（kJ/kg）

（18）动叶后蒸汽压力P2和比容V2

由h2t和S1查P2，再由P2、h2查V2

查焓熵图得到

P2=6.2010Mpa，V2=0.0525m^3/kg

（19）动叶出口面积Ab

Ab=Gb*V2/w2（因未靠考虑叶顶漏气,故Gb=Gn）

=57.7357*0.0525/290.27=0.0104（m^2）

（20）动叶出口汽流角β2

sin（β2）=Ab/（e*π*db*lb）

β2=arcsin（0.0104/0.3843/π/1100.0/30.7）=14.78°

根据β1和β2和动叶叶型表选取动叶叶型为TP-1A型

（21）动叶出口汽流绝对速度c2和出汽角α2

c2=（w2^2+u^2-2^w2*u*cos（β2））^0.5

=（290.27^2+172.79^2-2*290.27*172.79*cos14.78°

）^0.5=130.85（m/s）

α2=arctg（w2*sin（β2）/（w2*cos（β2）-u））

=arctg（290.27*sin14.78°

/（290.27*cos14.78°

-172.79））=34.47°

（22）余速损失δhc2

δhc2=0.5*c2^2=0.5*34.47^2=8.5609（kJ/kg）

（23）轮周效率比焓降Δhu'

（无限长叶片）

Δhu'

=Δht（o）-δhn-δhb-δhc2=119.4583-6.6011-7.6451-8.5609=96.6512（kJ/kg）

（24）级消耗的理想能量Eo

Eo=δhco+Δht-u1*δhc2

对于调节级Eo=Δht（o）=Δht，得Eo=119.4583kJ/kg

（25）轮周效率ηu’_（无限长叶片）

ηu’=Δhu’/Eo=96.6512/119.4583=0.8091

（26）校核轮周效率

单位质量蒸汽对动叶所作的轮周功Wu

Wu=u*（c1*cos（α1）+c2*cos（α2））

=172.79*（458.46*cos10.00°

+130.85*cos34.47°

）=96.6537（kJ/kg）

轮周效率ηu

ηu”=Wu/Eo=96.6537/119.4583=0.8091

用两种方法计算所得轮周效率的误差为Δηu=|ηu'

-ηu”|/ηu'

*100%

Δηu=|0.8091-0.8091|/0.8091*100%=0.0000%<

1%，符合要求

（27）叶高损失δhl

δhl=a/l*Δhu'

（系数a=1.6已包括扇形损失）

=1.60/30.7*96.6512=5.0372（kJ/kg）

（28）轮周有效比焓降Δhu

Δhu=Δhu'

-δhl=96.6512-5.0372=91.6140（kJ/kg）

（29）轮周效率ηu

ηu=Δhu/Eo=91.6140/119.4583=0.7669

（30）叶轮摩擦损失δhf

ΔPf=K1*（u/100）^3*dm^2/v（其中v=（v1+v2）/2，K=1.07

δhf=2.2247kJ/kg

（31）部分进汽损失δhe

δhe=δhw+δhs

鼓风损失δhw=ξw*Δht，ξw=Be*1/e*（1-e-ec/2）*Xa^3

斥汽损失δhs=ξs*Δht，ξs=Ce*1/e*Sn/dn*Xa

δhw=0.8562δhs=3.5962kJ/kg

δhe=0.8562+3.5962=4.4524（kJ/kg）

（32）级的内效率ηi和级内功率Pi（s）和级后蒸汽比焓值h3

级的有效比焓降Δhi=Δhu-δhf-δhe=91.6140-2.2247-4.4524=84.9369（kJ/kg）

级效率ηi=Δhi/Eo=84.9369/119.4583=0.7110

级内功率Pi（s）=G*Δhi=58.0691*84.9369=4903.8933kW

h3=5.0372+8.5609+4.4524+2.2247+3372.1607=3392.4359（kJ/kg）

7.压力级比焓降分配和级数分配

（1）第一压力级平均直径dm（I）的确定

给定dm（I）=981.0mm

选取Xa（I）=0.4365，Ωm=0.0640，α1=12.00°

Δht（I）=Ca^2/2=0.5*（π*dm*n/60/Xa）^2

=0.5*（π*981.0/1000*3000.00/60*0.4365）^2/1000=62.3131（kJ/kg）

Δhn（I）=（1-Ωm）*Δht（I）=（1-0.0640）*62.3131=58.3251（kJ/kg）

h1t=ho-Δhn（I）=3392.4359-58.3251=3334.1108（kJ/kg）

查焓熵图V1t=0.0535m^3/kg

第一压力级喷嘴流量为调节级流量减去前轴封漏气量。

即Gn（I）=Go（I）=Gg-ΔGl

=（207.8486-3.8000）/3.6=56.6802（kg/s）

喷嘴出口汽流速度c1t=（2*Δhn（I））^0.5=（2*58.3251*1000）^0.5=341.54（m/s）

由连续性方程Gn（I）=μn*An*c1t/V1t，其中μn为流量系数

而An=e*π*dm（I）*ln（I）*sin（α1）求取ln=14.4mm>

12mm，符合要求。

（2）末级平均直径的确定

给定dm（z）=1019.5mm

（3）确定压力级平均直径的变化

采用作图法

（4）压力级的平均直径dm（平均）

dm（平均）=（AB+（1-1）+（2-2）+……+CD）/（m+1）*k=999.5mm

（5）压力级的平均比焓降Δht（平均）=0.5*（π*dm（平均）*n/60/Xa（平均））^2

选取平均速比Xa（平均）=0.4367

Δht（平均）=0.5*（π*1.0*3000.00/60/0.4367）^2=64.6263（kJ/kg）

（6）压力级级数的确定Z

Z=（1+α）*Δht（p）/Δht（平均），α为重热系数

其中Δht（p）=ho-hc'

=3392.4359-2888.9874（kJ/kg）

Δht（p）─为压力级的理想比焓降，压力级入口ho=调节级出口h3

Z=（1+0.050）*503.4485/64.6263=8.1797

取整Z=8

（7）各级平均直径的求取数据见数据报表

（8）各级比焓降分配

根据求出的各级平均直径，选取相应的速比，求出各级的理想比焓降Δht

Δht=0.5*（π*dm*n/60/Xa）^2

（9）各级比焓降的修正

在拟定的热力过程线上逐级作出各级理想比焓降Δht,计算Δh

Δh=（1+α）*Δht（p）-ΣΔht=12.8891

（10）检查各抽汽点压力值符合要求

其误差小于2%，符合要求

（11）最后按照各级的dm和Δht求出相应的各级速比Xa

8.压力级详细热力计算

（1）本级的比焓降Δht和本级滞止比焓降Δht（o）

由调节级的计算结果，已知本级的Po，ho，Po（o），δhco，

由压力级比焓降分配，已知本级的P2，dm，Gn

由P2和So查h2t'

=3328.4308kJ/kg

本级比焓降Δht=ho-h2t'

=3392.4359-3328.4308=64.0051（kJ/kg）

本级滞止比焓降Δht（o）=Δht+μo*δhco=64.0051+0.0000=64.0051（kJ/kg）

（2）选取平均反动度Ωm

选取Ωm=0.0640

（3）喷嘴的理想比焓降Δhn

Δhn=（1-Ωm）*Δht=（1-0.0640）*3328.4308=59.9088（kJ/kg）

（4）喷嘴的滞止理想比焓降Δhn（o）

Δhn（o）=Δhn+μo*δhco=59.9088+0.0000=59.9088（kJ/kg）

（5）喷嘴的出口汽流理想速度c1t

c1t=（2*Δhn（o））^0.5=（2*59.9088*1000）^0.5=346.15（m/s）

（6）喷嘴出口汽流实际速度c1

c1=φ*c1t=0.970*346.15=335.77（m/s）

（7）喷嘴损失δhn

δhn=（1-φ^2）*Δhn（o）=（1-0.970^2）*59.9088=3.5406（kJ/kg）

（8）圆周速度u

=π*dm*n/60=π*981.0/1000*3000.00/60=154.10（m/s）

（9）级的假想速度Ca

Ca=（2*Δht（o））^0.5=（2*64.0051*1000）^0.5=357.79（m/s）

（10）假想速比Xa

Xa=u/Ca=154.10/357.79=0.4307

（11）喷嘴等比熵出参数h1t

h1t=ho-Δhn=3392.4359-59.9088=3332.5271（kJ/kg）

（12）喷嘴前后压力比εn=P1/Po（o）=5.1605/6.2010=0.8322

（13）选取喷嘴型式和出汽角α1

选TC-1A喷嘴，出汽角α1=11°

（14）喷嘴出口面积An

An=G*V1t/μn/c1t=56.6802*0.0618/0.970/346.1500=0.0104（m^2）

（15）喷嘴高度ln

ln=An/（e*π*dm*sin（α1））

=0.0104/（1.0000*π*981.0/1000*sin11.00°

）=17.7（mm）

（16）喷嘴出口实际比焓降h1

h1=h1t+δhn=3332.5271+3.5406=3336.0677（kJ/kg）

（17）动叶进口汽流角β1和相对速度w1

β1=arctg（（c1*sin（α1）/（c1*cos（α1）-u））

=arctg（335.77*sin11.00°

/（cos11.00°

-154.10））=20.05°

w1=（c1^2+u^2-2*u*c1*cos（α1））^0.5

=（335.77^2+154.10^2-2*154.10*335.77*cos11.00°

）^0.5=186.83（m/s）

（18）动叶理想比焓降Δhb

Δhb=Ωm*Δht=0.0640*64.0051=4.0963（kJ/kg）

（19）动叶滞止理想比焓降Δhb（o）

Δhb（o）=Δhb+δhw1=4.0963+17.4527=21.5490（kJ/kg）

（20）动叶出口理想汽流速度w2t

w2t=（2*Δhb（o））^0.5=（2*21.5490*1000）^0.5=207.60（m/s）

（21）动叶出口实际汽流速度w2

w2=ψ*w2t=0.931*207.60=193.28（m/s）

（22）动叶损失δhb

δhb=（1-ψ^2）*Δhb=（1-0.931^2）*4.0963=2.8712（kJ/kg）

（23）动叶后参数P2，V2

根据h2、P2查焓熵表得到

P2=5.0953Mpa，V2=0.0627m^3/kg

（24）动叶出口面积Ab

Ab=G*V2/w2=56.6802*0.0627/193.28=0.0184（m^2）

（25）动叶高度lb

lb=ln+Δ=17.7+2.50=20.2（mm）

（26）检验根部反动度Ωr

Ωr=1-（1-Ωm）*（db-lb）/db

=1-（1-0.0640）*（981.0-20.20）/981.0=0.0443在0.03-0.05范围内，符合要求。

（27）计算动叶出汽角β2

β2=arcsin（Ab/（e*π*dm*lb））

=arcsin（0.0184/（1.000*π*981.0/1000*20.2/1000）=17.19°

（28）根据β1和β2在动叶叶型表中选取动叶型号

选TP─1A型

（29）动叶出口绝对速度c2和方向角α2

c2=（w2^2+u^2-2*w2*u*cosβ2）^0.5

=（186.83^2+154.10^2-2*186.83*154.10*cos17.19°

）^0.5=64.78（m/s）

α2=arctg=（w2*sin（β2）/（w2*cos（β2）-u））

=arctg（193.28*sin17.19°

/（193.28*cos17.19°

-154.10）=61.86°

（30）余速损失δhc2

=c2^2/2=64.78^2/2/1000=2.0982（kJ/kg）

（31）轮周有效比焓降Δhu'

=Δht（o）-δhn-δhb-δhc2

=64.0051-3.5406-2.8712-2.0982=55.4951（kJ/kg）

（32）级消耗的理想能量Eo

Eo=Δht（o）-μ1*δhc2=64.0051-1.0000*2.10=61.9069（kJ/kg）

（33）轮周效率ηu'

ηu'

=Δhu'

/Eo=55.4951/61.9069=0.8964

（34）校核轮周效率

=154.10*（335.77*cos11.00°

+64.78*cos61.86°

）/1000=55.4996（kJ/kg）

轮周效率ηu”=Wu/Eo=55.4996/61.9069=0.8965

Δηu=|ηu'

*100%=0.0001小于1%，满足要求。

（35）叶高损失δhl

1.600/1.1*55.4951=55.4951（kJ/kg）

（36）轮周有效比焓降Δhu

-δhl=55.4951-5.0165=50.4786（kJ/kg）

（37）轮周效率ηu=Δhu/Eo=50.4786/61.9069=0.8154

（38）叶轮摩擦损失δhf

其中ΔPf=K1*（u/100）^3*dm^2/v，Δhf=ΔPf/G

ΔPf=1.0700*（154.1000/100）^3*（981.0000/1000）^2/0.0627=60.0983（kJ/kg）

δhf=60.0983/56.6802=1.0603（kJ/kg）

（39）漏气损失δhδ

隔板汽封齿的平均直径dp=590.0mm隔板汽封间隙δp=0.5mm

汽封齿数Zp=10

则有隔板漏气损失δhp=Ap/An*（Zp^0.5）*Δhi'

这里Ap=π*dp*δp

Δhi'

=Δht（o）-δhn-δhb-δhl-δhc2

=64.0051-3.5406-2.8712-5.0165-2.0982=50.4786（kJ/kg）

Ap=π*590.0/1000*0.5/1000=0.0009（m^2）

δhp=0.0009/0.0104/（10）^0.5*55.4951=1.3814（kJ/kg）

选取：

叶顶轴向间隙δz=1.5mm围带边厚度Δs=0.3mm

δz（平均）=1.5/20.2=0.0743（kJ/kg）

由Ωm与db/lb查取Ψt，由δz/Δs查取μ1，由δz和u/Ca查取μ2，

动叶顶部漏气损失

δht=μ1*δz（平均）*Ψt/（μ2*sin（α1））*Δhi'

=0.300*0.0743*0.216/（0.956*sin11.00）*55.4951=1.3323（kJ/kg）

级的总漏气损失δhδ=δhp+δht=1.3814+1.3323=2.7137（kJ/kg）

（40）级内各项损失之和Σδh

Σδh=δhl+δhf+δhδ=5.0165+1.0603+2.7137=8.7905（kJ/kg）

（41）级的有效比焓降Δhi

Δhi=Δhu'

-Σδh=55.4951-8.7905=46.7046（kJ/kg）

（42）级效率ηi

ηi=Δhi/Eo=46.7046/61.9069=0.7544

（43）级内功率Pi（s）

Pi（s）=G*Δhi=56.6802*46.7046=2647.2245（kW）

（43）级后参数

h3=h2+Σδh+（1-μ1）*δhc2=3334.8426+8.7905+（1-1.00）*2.0982=3343.6331（kJ/kg）

h3（o）=h2+μ1*δhc2=3343.6331+1.00*2.0982=3345.7313（kJ/kg）

由h3（o）和S3查P3（o）=5.1420Mpa

同理将剩下的各级参数计算完后，再计算整机参数。

9．整机参数计算

整机有效比焓降ΣΔhi=504.3634kJ/kg

计算的整机内效率ΣPi（s）=27479.7236kW

轴端功率Pe=27204.9264kW

发电机功率Pel=26388.7786kW

计算误差为-0.0050小于1%，满足要求，不必修正。

四、绘制汽轮机通流部分图（见附图1）

五、绘制速度三角形（见附图2）

六、绘制热力过程线段（见附图3）

七、热力计算

调节级计算过程

1.调节级总进汽量Do的初步估算

Do=3.6*26000