汽轮机重点.docx

汽轮机重点.docx

《汽轮机重点.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽轮机重点.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

汽轮机重点

汽轮机定义:

将蒸汽的热能转换成机械能的一种旋转式原动机。

汽轮机基本组成:

一、汽轮机的级

静叶栅（喷嘴叶栅）：

安装在隔板或汽缸上

动叶栅：

安装在转子叶轮或转鼓上

二、汽轮机转子

三、汽轮机汽缸与隔板

四、汽封

五、汽轮机轴承

六、联轴器

七、盘车装置

八、汽轮机控制与保护系统

汽轮机的级：

一组静叶栅（喷嘴）和动叶栅组合而成的能量转换单元，称为“级”。

汽轮机作功的最小单元。

反动度:

蒸汽在动叶通道内膨胀时的理想焓降hb，和在整个级的滞止理想焓降ht*之比

纯冲动级（Ω=0）特点：

作功能力大（焓降大），效率较低，C22/2未被利用，是汽轮机的一项损失,称为余速损失，是级的主要损失。

带反动度的冲动级（0.05<Ω<0.2）为提高汽轮机级的效率，冲动级也有一定的反动度，通常取Ω=0.05-0.20,具有冲动级作功能力大和反动级效率高的特点，得到广泛应用。

复速级（双列冲动级）:

工作特点：

蒸汽主要在喷嘴中膨胀加速，动叶通道和导向叶片通道中基本不膨胀，焓降大，作功能力大、效率较低。

用于单级汽轮机和中、小型多级汽轮机的第一级。

冲动级结构特点：

①动叶栅截面形状近似对称；

②采用质量轻，结构紧凑的轮盘式转子

③动叶与缸体轴向间隙较大，但装喷嘴的隔板与轴间隙要小。

反动级（Ωm=0.5）其效率比冲动级高，但作功能力较小。

结构特点：

①动叶和静叶栅可采用相同的叶型，叶型本身不对称②动叶前后压差大，为减小对转子的轴向作用力，采用粗大的转鼓式结构。

③动叶与缸体、静叶与轴径向间隙要小。

④为避免过大的级内损失，采用全周进汽。

调节级：

通过改变进汽面积控制其进汽量，来调节汽轮机功率的称为调节级，总是部分进行汽，是冲动级。

反动式汽轮机与冲动式汽轮机的区别

1、反动式汽轮机，蒸汽膨胀同时发生在动叶和静叶的通道内，动、静叶通道内均有焓降；而冲动式只在静叶中产生焓降。

2、反动式汽轮机动叶中有焓降，导致转子两端有压力差，因此有很大的轴向推力，采用转鼓式结构，冲动式动叶两侧压差小，采用质轻的叶轮结构。

3、反动式汽轮机，静叶直接安装在汽缸上，而冲动式汽轮机各级静叶装在隔板上。

4、反动式汽轮机是全周进汽，冲动式汽轮机全周或部分进汽（调节级）。

5、反动式汽轮机效率比冲动式汽轮机高，但做功能力小，级数多，因此跨距较长

6、冲动式汽轮机焓降大，做功能力大，因此级数少，轴向跨距短。

流量比系数

又称彭台门系数，通过流道的流量与其最大流量的比，用β表示

在汽轮机的级中，为了保证喷嘴出口对汽流的良好导向作用，必须在出口截面之外有一段斜切部分

斜切部分作用

1：

可保证汽流顺畅进入动叶，起导流作用

2、在满足一定条件下，使蒸汽膨胀加速

斜切部分对汽流的影响如下：

（1）当ncr时，喷嘴背压大于或等于临界压力，AB截面上的流速小于或等于音速，汽流只在渐缩部分膨胀加速，斜切部分不膨胀。

此时喷嘴出口速度C1≤Ccr,蒸汽以角度a1流出喷嘴，a1称为喷嘴的出口汽流方向角。

（2）当n

余速损失:

蒸汽在动叶栅中做功后，以绝对速度c2离开，这部分动能c22/2在动叶栅中未能转变为机械功，成为本级的一项损失，称余速损失

轮周功率:

单位时间内圆周力Fu在动叶片上所做的功，它等于圆周力Fu于动叶圆周速度u的乘积，称为轮周功率

最佳速度比:

动叶出口绝对速度c2在轴向排汽时余速损失最小，此时周轮效率最高，这时有特定的速度关系u/c1，称最佳速比

余速利用对最佳速度比及效率的影响：

1）余速利用可提高级的轮周效率，在设计汽轮机时，应尽量利用各级余速；

2）余速利用使xa在较大范围内对轮周效率的影响显著减弱。

xa偏离最佳值时，余速损失增大，本来轮周效率应下降，但余速动能被利用，故对轮周效率的影响很小。

当a2偏离90°时，可增加级的有效功。

可把最佳速比选小一些，使级承担的理想焓降增大，从而增加级的做功能力。

3）余速利用后，它不再是一项损失，喷嘴损失εn不随xa改变，εb随着速比的增加而逐渐减小，因此轮周效率随着xa的增加而逐渐提高。

在前一级有损失的情况下，使本级进口温度升高，级的理想比焓降稍有增大，这就是重热现象。

相对内效率：

齿形轴封原理：

当蒸汽通过一个汽封片时产生一次节流作用，即蒸汽的速度增大，压力降低，随后，蒸汽流入室后空间突然扩大，产生涡流和碰撞，其动能转变成热能，在汽室压力下加热了蒸汽，使蒸汽焓恢复到原来的数值。

漏气量计算式：

减小漏汽量方法：

增加汽封齿数，减小流通面积。

减小进汽阻力损失方法：

限制汽流速度：

汽门尺寸加大

改进汽流通过阀门时的流动特性

优化阀芯型线和汽室形状，采用带扩压管的阀门。

使部分蒸汽动能重新变为压力能，使节流损失减小，提高效率。

排汽阻力损失减小排汽阻力损失方法：

通过扩压把排汽动能转化为静压，以补偿排汽管中的压力损失

汽耗率：

机组发出1KW·h电量所消耗的蒸汽量

热耗率:

机组发出1KW·h电量所消耗的热量kg/（kw.h），对于不同参数的汽轮机可用热耗率来评价机组的经济性

凝汽器的类型：

1、按冷却介质与凝结水是否接触分为：

表面式和混合式。

2、按冷却介质不同分为：

水冷和空冷。

3.流程分：

单流程和双流程

影响凝汽器温度ts的主要因素

1）冷却水进口温度tw1；

2）冷却水温升∆t：

冷却水进、出口温差。

3）凝汽器传热端差δt：

凝汽器进口压力下的蒸汽饱和温度ts与冷却水出口温度tw2的差。

凝汽器的最佳真空：

循环水量增大，凝汽器真空上升，因真空提高机组所多发的电功率，与增加循环水量所多消耗的循环水泵功耗之间的差值为最大时的真空，即为凝汽器的最佳真空。

抽气器的作用：

1.机组启动时，在汽轮机内部建立真空；

2.抽取凝汽器汽侧空间的不凝结气体，以保持汽侧良好的传热状态和凝汽器真空。

多压凝汽器具有以下优点：

1、在一定条件下，多压凝汽器的平均折合压力比单压式的低，平均凝汽温度降低，平均凝汽器真空高。

2、利用高压凝汽器的高温凝结水加热低压凝汽器的低温凝结水，减少低压加热器抽汽量，减小发电热耗率。

3、系统复杂，水阻大。

设计工况：

汽轮机在设计参数（进行汽轮机热力设计时确定的各参数）下运行为设计工况，也称经济工况（在此工况下运行效率最高）。

变工况：

汽轮机在偏离设计参数的条件下运行的工况。

节流配汽：

全部蒸汽都经过一个阀门或几个同时启闭的阀门（单阀调节方式）

节流配汽特点：

①负荷小于额定值时，所有蒸汽受到节流。

负荷越小,节流损失越大。

此种配汽适用于带基本负荷的汽轮机发电机组。

②同一负荷下,背压越大，节流效率越低。

所以背压式汽轮机一般不用节流配汽。

适用大型凝汽式机组。

③没有调节级；

④结构简单，制造成本较低；

⑤全周进汽且各级温度变化较小，减小了热变形和热应力，提高机组运行可靠性和负荷变化的适应性。

节流配汽凝汽式汽轮机工况图

空载时效率为零，汽耗率最大；随机组负荷增大，节流损失减小，越靠近最佳速比，效率上升，汽耗率下降，汽耗量近似正比于功率。

喷嘴配汽凝汽式汽轮机工况图

与节流配汽相似，随机组负荷增大，效率提高，汽耗率下降，差别在于喷嘴配汽当阀门全开时，节流损失最小，故汽耗率、汽耗量及效率均为曲折线。

同一流量下效率高于节流配汽。

初终参数变化对汽轮机功率的影响

（一）初压p0改变对功率的影响（初温、背压不变）

1、调节阀开度不变（流量发生变化）

初压变化与功率变化成正比；机组背压越高，初压改变对机组功率的影响越大。

2、流量保持不变（调节阀开度改变）

初压变小，功率变小。

初压与功率成正比。

对于中间再热机组，初压变化只影响高压缸的理想比焓降，因此对全机功率的变化影响较小。

（二）初温t0改变对汽轮机功率的影响

近似认为：

初温每升高30-50℃，汽轮机内效率约升高1%.

热电联产定义：

既发电又供热的汽轮机称为热电联产汽轮机或供热式汽轮机。

安装有供热式汽轮机的电厂称为热电厂。

热电式汽轮机主要有背压式、调节抽汽式两种。

因为背压机的背压高，整机理想焓降小，所以相同功率，所需蒸汽流量就大。

从而，背压机的空载汽耗量也比凝汽机的大。

背压式汽轮机的特点

1、背压式汽轮机的任务是供热，同时发电（以热定电）。

2、背压机没有凝汽器中的冷源损失，排汽全部给热用户，热经济性是最好的。

3、背压机排汽参数高，整机理想焓降小。

为满足用户需要，蒸汽流量变化大，采用喷嘴调节。

调节级形式多为双列级。

4、由于整机理想焓降小，相对同功率的凝汽式汽轮机，背压机流量大，相应各级通流部分的几何尺寸大，叶高长、部分进汽度大。