汽轮机原理总复习.ppt
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v绪论Introduction2、按热力特性分、按热力特性分凝汽式汽轮机凝汽式汽轮机背压式汽轮机背压式汽轮机抽汽式汽轮机抽汽式汽轮机抽汽背压式汽轮机抽汽背压式汽轮机多压式汽轮机多压式汽轮机1.低压汽轮机低压汽轮机新蒸汽压力新蒸汽压力P0小于小于1.5MPa,新汽温度,新汽温度t0一一般小于般小于400,容量范围容量范围0.33MW2.中压汽轮机中压汽轮机P0为为2.04.0MPa,t0=450,3MW12MW3.高压汽轮机高压汽轮机P0为为6.010.0MPa,t0=540,25MW100MW4.超高压汽轮机超高压汽轮机P0为为12.014.0MPa,t0=540,125300MW5.亚临界汽轮机亚临界汽轮机P0为为16.018.0MPa,典型参数典型参数16.7MPa/538/538。
300600MW6.超临界汽轮机超临界汽轮机新蒸汽压力大于新蒸汽压力大于22.2MPa,P0350MW典型参数为典型参数为24.2MPa/538/566和和24.2/566/5665.5.按进汽参数分:
按进汽参数分:
水的临界参数:
水的临界参数:
22.115MPa,374.157.7.超超临界汽轮机超超临界汽轮机超临界是物理概念(超临界是物理概念(22.13MPa22.13MPa,374.15)374.15)超超临界是(超超临界是(9090年代提出)工程产品商业性的概念,超超临界参年代提出)工程产品商业性的概念,超超临界参数实际上是超临界参数向更高压力和更高温度提高。
数实际上是超临界参数向更高压力和更高温度提高。
对超临界机组定义:
对超临界机组定义:
日本:
压力日本:
压力24.2MPa24.2MPa,温度,温度593593,丹麦:
压力丹麦:
压力27.5MPa,27.5MPa,我国电力百科全书认为压力我国电力百科全书认为压力27MPa.27MPa.20032003年年“863863”“”“超超临界燃煤发电技术超超临界燃煤发电技术”课题设定为:
压力课题设定为:
压力25MPa25MPa,温度,温度580580。
目前我国运行:
江苏玉环目前我国运行:
江苏玉环441000MW1000MW,26.25MPa/600/60026.25MPa/600/600;外高桥;外高桥IIIIII期期221000MW,27MPa/600/6001000MW,27MPa/600/6007.7.超超临界汽轮机超超临界汽轮机超临界是物理概念(超临界是物理概念(22.13MPa22.13MPa,374.15)374.15)超超临界是(超超临界是(9090年代提出)工程产品商业性的概念,超超临界参年代提出)工程产品商业性的概念,超超临界参数实际上是超临界参数向更高压力和更高温度提高。
数实际上是超临界参数向更高压力和更高温度提高。
对超临界机组定义:
对超临界机组定义:
日本:
压力日本:
压力24.2MPa24.2MPa,温度,温度593593,丹麦:
压力丹麦:
压力27.5MPa,27.5MPa,我国电力百科全书认为压力我国电力百科全书认为压力27MPa.27MPa.20032003年年“863863”“”“超超临界燃煤发电技术超超临界燃煤发电技术”课题设定为:
压力课题设定为:
压力25MPa25MPa,温度,温度580580。
目前我国运行:
江苏玉环目前我国运行:
江苏玉环441000MW1000MW,26.25MPa/600/60026.25MPa/600/600;外高桥;外高桥IIIIII期期221000MW,27MPa/600/6001000MW,27MPa/600/600N300-16.7/537/537-N300-16.7/537/537-亚临界一次中间再热、凝汽式汽轮机,额定功率亚临界一次中间再热、凝汽式汽轮机,额定功率300MW300MW,主蒸,主蒸汽额定参数汽额定参数16.7MPa/53716.7MPa/537,再热,再热537537。
CB25-8.83/1.47/0.49CB25-8.83/1.47/0.49抽汽背压式汽轮机,额定功率抽汽背压式汽轮机,额定功率25MW25MW,初压,初压8.83MPa8.83MPa,抽汽压力,抽汽压力1.47MPa1.47MPa,背压,背压0.49MPa0.49MPa。
基本工作单元:
基本工作单元:
汽轮机的级汽轮机的级一、汽轮机级的概念及工作原理一、汽轮机级的概念及工作原理第一节第一节汽轮机级的分类汽轮机级的分类将蒸汽的热能将蒸汽的热能转化成机械功转化成机械功1.1.汽轮机作用:
汽轮机作用:
通流部分通流部分-汽轮机本体汽轮机本体做功汽流通道做功汽流通道称为汽轮机的通流部称为汽轮机的通流部分,它包括主汽门,导管,调节汽门,进汽室,各级喷嘴和分,它包括主汽门,导管,调节汽门,进汽室,各级喷嘴和动叶及汽轮机的排汽管。
动叶及汽轮机的排汽管。
-由由一列喷嘴叶栅一列喷嘴叶栅和其后紧邻的和其后紧邻的一列动叶栅一列动叶栅构成的基构成的基本做功单元。
本做功单元。
v蒸汽的热能蒸汽的热能动能动能机械能机械能电能电能v(锅炉)(锅炉)(喷嘴)(动叶)(喷嘴)(动叶)(发电机)(发电机)v喷嘴是静止的部分:
作用是将蒸汽的热能转变成蒸喷嘴是静止的部分:
作用是将蒸汽的热能转变成蒸汽的动能。
汽的动能。
v动叶栅是运动部分:
作用是将蒸汽的动能转变成轴动叶栅是运动部分:
作用是将蒸汽的动能转变成轴旋转的机械能。
旋转的机械能。
具有一定压力和温度的蒸汽流经喷嘴,并在其中膨胀具有一定压力和温度的蒸汽流经喷嘴,并在其中膨胀,蒸汽的压蒸汽的压力、温度不断降低,速度不断升高,使蒸汽的热能转化为动能,力、温度不断降低,速度不断升高,使蒸汽的热能转化为动能,喷嘴出口的高速汽流以一定的方向进入装在叶轮上的通道中,喷嘴出口的高速汽流以一定的方向进入装在叶轮上的通道中,汽流给动叶片一作用力,推动叶轮旋转,即蒸汽在汽轮机中将汽流给动叶片一作用力,推动叶轮旋转,即蒸汽在汽轮机中将热能转化为了机械功。
热能转化为了机械功。
蒸汽在汽轮机的工作过程蒸汽在汽轮机的工作过程蒸汽热力学能蒸汽热力学能喷嘴喷嘴(nozzle)(nozzle)降压增速降压增速汽流的动能汽流的动能动叶动叶(blade)(blade)转子的旋转机械能转子的旋转机械能级的工作过程级的工作过程汽流改变方向汽流改变方向(冲动原理冲动原理)汽流降压增速汽流降压增速(反动原理反动原理)机械能主要利用蒸汽通过动叶栅时,发生动量变化对机械能主要利用蒸汽通过动叶栅时,发生动量变化对该叶栅产生冲力,使动叶栅转动而获得。
该叶栅产生冲力,使动叶栅转动而获得。
机械能的数量取决于:
机械能的数量取决于:
11)质量流量)质量流量kg/h;22)速度变)速度变化量。
化量。
基本概念基本概念v级滞止理想焓降:
级滞止理想焓降:
0点是级前点是级前的蒸汽状态点,的蒸汽状态点,0*点是汽流被等点是汽流被等熵滞止到初速等于零的状态,熵滞止到初速等于零的状态,p1、p2分别为喷嘴出口压力和动叶出分别为喷嘴出口压力和动叶出口压力,蒸汽在级内从滞止状态口压力,蒸汽在级内从滞止状态0*等熵膨胀到等熵膨胀到p2时的焓降称为级时的焓降称为级的滞止理想焓降的滞止理想焓降v级理想焓降:
级理想焓降:
蒸汽在级内从蒸汽在级内从0点点等熵膨胀到等熵膨胀到p2时的焓降时的焓降称为级称为级的理想焓降。
的理想焓降。
二、反动度和级的类型二、反动度和级的类型二、反动度和级的类型二、反动度和级的类型级的平直径处(即级的平直径处(即1/21/2叶高处)的叶高处)的反动度用反动度用mm表示表示蒸汽在动叶通道内膨胀时的理想蒸汽在动叶通道内膨胀时的理想焓降焓降hhbb,和在整个级的滞止理想和在整个级的滞止理想焓降焓降hhtt*之比,即之比,即反动度:
反动度:
表示蒸汽在动叶通道内膨胀程度大小的指标。
表示蒸汽在动叶通道内膨胀程度大小的指标。
级的类型及特点级的类型及特点汽轮机的级可分为冲动级和反动级两大类汽轮机的级可分为冲动级和反动级两大类冲动级冲动级冲动级又分:
冲动级又分:
纯冲动级、带反动度的冲动级速度纯冲动级、带反动度的冲动级速度级级1)纯冲动级:
纯冲动级:
反动度为零的级称为纯冲动级反动度为零的级称为纯冲动级m0的级,hb0,h*n=h*t,v工作特点:
工作特点:
是蒸汽只在喷嘴中膨胀,在动叶是蒸汽只在喷嘴中膨胀,在动叶通道中不膨胀通道中不膨胀v结构特点:
结构特点:
动叶叶型近似对称弯曲,作功能动叶叶型近似对称弯曲,作功能力大,但效率比带反动度的冲动级低。
力大,但效率比带反动度的冲动级低。
v现代冲动式汽轮机中广泛采用具有一定现代冲动式汽轮机中广泛采用具有一定反动度的冲动级,简称为冲动级反动度的冲动级,简称为冲动级mm0.050.050.200.20的级,的级,hbhb0,0,但但hbhbhnhn,做功能力和效率介于纯,做功能力和效率介于纯冲动级和反动级之间。
冲动级和反动级之间。
v工作特点工作特点:
蒸汽的膨胀主要喷嘴中进行,蒸汽的膨胀主要喷嘴中进行,在动叶通道中仅有小部分膨胀,产生的在动叶通道中仅有小部分膨胀,产生的反动力较小,主要利用冲动力作功反动力较小,主要利用冲动力作功v结构特点:
结构特点:
作功能力比反动级的大,效作功能力比反动级的大,效率又比纯冲动级高。
率又比纯冲动级高。
带反动度的冲动级带反动度的冲动级v定义:
定义:
蒸汽在级中的理想焓降平均分配蒸汽在级中的理想焓降平均分配在喷嘴和动叶通道中的级称为反动级在喷嘴和动叶通道中的级称为反动级v工作特点:
工作特点:
蒸汽在喷嘴和动叶通道中的蒸汽在喷嘴和动叶通道中的膨胀程度相等,作功的力冲动力和反动膨胀程度相等,作功的力冲动力和反动力各占一半力各占一半v结构特点:
结构特点:
动叶叶型与喷嘴叶型完全相动叶叶型与喷嘴叶型完全相同。
反动级的效率高于冲动级,但整级同。
反动级的效率高于冲动级,但整级的理想焓降较小。
的理想焓降较小。
反动级反动级喷嘴中的膨胀热力过程线喷嘴中的膨胀热力过程线vP0,P1分别是喷嘴进出口压力分别是喷嘴进出口压力。
v理想热力过程从理想热力过程从01t。
v实际热力过程是实际热力过程是01。
v0*点是点是0的滞止参数点。
的滞止参数点。
第二节第二节蒸汽在喷嘴中的流动过程蒸汽在喷嘴中的流动过程一、蒸汽在喷嘴中的膨胀过程一、蒸汽在喷嘴中的膨胀过程能量转换:
能量转换:
热力势能热力势能汽流动能汽流动能计算分析方法:
计算分析方法:
先算理想过程,然后用系数修正到实际过程先算理想过程,然后用系数修正到实际过程喷嘴能量方程:
喷嘴能量方程:
理想过程理想过程第二节第二节蒸汽在喷嘴中的流动蒸汽在喷嘴中的流动实际过程实际过程蒸汽为粘性流体,流过叶栅通道时产生摩擦,造成动能损失,蒸汽为粘性流体,流过叶栅通道时产生摩擦,造成动能损失,使蒸汽出口速度由使蒸汽出口速度由cc1t1t减小为减小为cc11,即即喷嘴速度系数喷嘴速度系数工程中,通常采用对等熵绝热流动作修正的方法来处理实际工程中,通常采用对等熵绝热流动作修正的方法来处理实际流动,即用实际汽流速度与理想速度的比值表示摩擦损失的影响,流动,即用实际汽流速度与理想速度的比值表示摩擦损失的影响,其比值称为速度系数。
其比值称为速度系数。
喷嘴速度系数喷嘴速度系数蒸汽在叶栅通道中为绝热多变过程蒸汽在叶栅通道中为绝热多变过程喷嘴效率喷嘴效率喷嘴损失喷嘴损失二、蒸汽流过喷嘴的流量二、蒸汽流过喷嘴的流量通过喷嘴的质量流量决定于流道的出口面积、出口通过喷嘴的质量流量决定于流道的出口面积、出口流速和对于出口点的蒸汽比容。
流速和对于出口点的蒸汽比容。
焓降流量计算与焓降流速的焓降流量计算与焓降流速的方法相似,方法相似,先计算通过流道的理想流量,然后由流量系数修正至实际流量。
先计算通过流道的理想流量,然后由流量系数修正至实际流量。
对出口面积为对出口面积为的喷嘴,其流过的理想质量流量为的喷嘴,其流过的理想质量流量为定义:
定义:
流量系数流量系数实际流量实际流量无论过热蒸汽还是湿蒸汽都可用下式计算:
无论过热蒸汽还是湿蒸汽都可用下式计算:
彭台门系数彭台门系数(亦称流量比系数亦称流量比系数)定
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- 汽轮机 原理 复习