汽轮机中多采用渐缩喷嘴Word文件下载.docx

1、 由于有回热抽汽，如果将抽汽口包括在级组内，显然级组内个级的流量是不同的。但由于各级回热抽汽量与总进汽量同方向增减，且每段抽汽量相对主流量比较小（近似认为抽汽量与总流量为正比关系） 。因此，把抽汽口前后的级放在一个级组内，基本不影响比例关系。P-G对于凝汽式汽轮机，包含末级的各级祖，无论末级是否为临界工况，通过级组的流量与级组前的压力成正比，与级前热力学温度的平方根成反比。负荷较高时，末级为临界，或即使为亚临界，最末段抽汽压力远大于排汽压力，故末段级前压力与流量成正比；负荷很低时，末级为亚临界，抽汽压力也较低，排汽压力不能忽略，流量与抽汽压力为双曲线关系。背压式汽轮机的排汽压力基本不变，因此，

2、流量与级组初压为双曲线关系。调整抽汽汽轮机：其调整抽汽口的压力是基本不变的，且大于大气压，故抽汽口前各级都处于亚临界工况，抽汽口前级组流量与级组初压是双曲线关系；抽汽口后压力与流量，同凝汽式汽轮机。级的比焓降的变化规律凝汽式汽轮机中间级,流量变化时级的理想比焓降基本不变。末级流量大于临界流量最小值时，虽p0正比于G，但背压pc不于G成正比，一般pc不变，有流量增大，ht增大；反之，流量减小，ht减小。末级流量小于临界流量最小值时，p0与G为双曲线，G下降 时， ht减得稍慢中间级、末级的最危险工况：最大流量工况 凝汽式汽轮机末级为临界工况（中间级、末级）各参数的变化规律背压式汽轮机非调节级焓降

3、变化规律由图可知：流量变化越大，级的理想比焓降变化也越大。流量变化时，前面级的焓降变化较小；后面级的焓降变化较大。中间级的反动度的变化规律：级的比焓降增大，即速比减小时，反动度减小；反之亦然。设计反动度较小的级，比焓降变化时，反动度变化较大；反之，变化较小；反动级的反动度基本不变。末级的反动度的变化规律：对于凝汽式汽轮机末级，已达临界的条件下，若排汽压力pc下降，则hb增大而hn不变，即级的比焓降增大时反动度增大；若pc 上升，同理，级的比焓降减小而反动度减小。对于调节级，当动叶流速超过临界速 度时，也是如此。若末级未达到临界，反动度的变化规律同一般级。设计工况下，汽流进入动叶栅的相对运动方向

4、角1 与动叶几何进汽角1g一致，汽流能平滑的进入动叶。当级的比焓降改变时，如ht 减小，111；ht 增大，111，两种情况下都会使汽流进入动叶的相对运动方向改变，从而使动叶附面层厚度增加，叶形损失增加，这一附加损失称为撞击损失。调节级的最危险工况当只有第一调节汽门全开而其他调节汽门关闭时，第一级的理想比焓降最大，而且流过第一喷嘴组的流量是所有工况下的最大流量，这股流量集中在第一喷嘴组后的少数动叶上，使每片动叶分摊的蒸汽流量最大。而且，此时动叶前后压差也最大。因此，此工况下，蒸汽对动叶的作用力最大。故第一调节汽门全开而其他调节汽门都关闭时，调节级动叶受力最大，为调节级的最危险工况。节流配汽特点

5、：负荷小于额定值时，所有蒸汽节流。同样负荷下，背压越高，节流效率越低。喷嘴配汽特点：部分进汽 e1 ，100负荷效率低于节流配汽。部分负荷，根据负荷大小，调门顺序开启，只有通过部分开启的调门有节流损失，而通过全开调门的气流没有节流损失，因此效率高于节流。节流配汽：优点：没有调节级，结构简单，制造成本较低，定压运行流量变化时，各级温度变化较小，对负荷变化适应性较好。缺点：部分负荷时，节流损失较大，效率较低适合：承担基本符合的机组喷嘴配汽：部分负荷时效率较高；变工况时，温度变化较大，引起的热应力较大。可以承担基荷，也可调峰。节流调节凝汽式汽轮机的轴向推力随负荷增大而增加，且在最大负荷时达最大值 。

6、一般可近似认为，喷嘴配汽凝汽式汽轮机总的轴向推力与流量成正比变化，且最大功率时达最大值。背压式汽轮机通流部分总的轴向推力的最大值并非在最大功率而是在某一中间功率时达到 。部分负荷时，滑压运行机组单位新蒸汽在锅炉内比定压喷嘴配汽运行机组多吸热在再热器内比定压喷嘴配汽运行机组少吸热 滑压经济性好于定压喷嘴配汽 定压喷嘴配汽好于滑压经济性如不考虑给水泵耗功的变化，滑压运行的经济性不如定压喷嘴配汽。如考虑给水泵耗功的变化，由于滑压运行时给水压力降低，给水泵耗功减少，在蒸汽参数足够高时或参数不是很高但负荷较低时，经济性好于定压喷嘴配汽。所谓安全性，主要考核机组在变负荷时，汽轮机零部件热应力大小；灵活性是

7、指机组负荷变化速度。滑压运行机组的安全性和灵活性都高于定压运行。定义1：随着排汽压力的降低，单位蒸汽功率的增加量等于抽汽增加造成的功率减小量时的排汽压力称为极限压力，对应的真空为极限真空。图中c点的真空。（极限真空下运行？）第四章凝汽设备的工作原理汽轮机排汽进入凝汽器，被由循环水泵供给的冷却水冷却凝结为水，凝结水不断被凝结水泵抽走。由于凝汽器内压力很低，会有空气从凝汽器及与其相联接的管道、阀门等部件的不严密处漏入凝汽器，由于空气不能凝结，同时会阻碍排汽和冷却水之间的换热，需不断的用抽气器将漏入凝汽器的空气抽走。凝汽设备的任务：在汽轮机排口建立并维持规定的真空；保持凝结水的洁净。 蒸汽在凝汽内凝

8、结，主凝区凝结水温度基本不变 由于，tsps，pspc所以，凝汽器压力决定于冷却水入口温度、冷却水温升和凝汽器端差。m=Dw/Dc为凝汽器的冷却倍率或循环倍率，设计时一般取m =50120。m值的大小由凝汽器的最佳真空确定凝汽器评价指标：真空 凝结水过冷度 凝结水含氧量 水阻 空冷区排出的汽气混合物的过冷度 ，此处过冷度大，抽出的蒸汽越少，抽气效率越高抽气器的作用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。抽气器的类型 射流式抽气器：射汽抽气器，射水抽气器；水环式真空泵第一章当初参数一定时，逐渐降低背压，出口汽流速度和流量

9、增大。在背压降至临界压力时，其后流量不再增大，但出口汽流角偏转而增大；在背压降至极限膨胀压力时，出口汽流速度和出口汽流角不再增大。在流量和出口汽流角计算时，特别要注意判别是否达到临界。 喷嘴的压比与喷嘴的流量有何关系？斜切部分的膨胀是什么?在背压大于临界压力时，斜切部分仅起到流动的导向作用，汽流沿喉部截面的法线方向流出。但当背压低于临界压力时，A点的压力突变产生扰动，以音速向BC边传播，形成以A为原点的一束特性线，其前锋到达D点；这样，AD线上即为背压。在AB与AD间的压差作用下蒸汽在ABD所构的渐扩形流道中继续膨胀增速，使之达到超音速状态，并且流动转向。蒸汽在斜切部分的膨胀程度取决于背压。当

10、特性线的前锋与AC重合，斜切部分的膨胀能力全部用完，即斜切部分达到极限膨胀，此时的喷嘴后压力称为极限膨胀压力。其后背压如果继续降低，就会出现在斜切部分外发生膨胀的膨胀不足现象。很明显，极限膨胀压力与喷嘴出口几何角 有关， 越小，斜切部分的膨胀能力越强，则极限膨胀压力就越低 作用在动叶上的汽流力可归结为产生旋转机械功的切向力（又称轮周力）和不产生机械功的轴向力。蒸汽的轴向力应是汽流轴向力、压差力的总和。设动叶压差作用有效面积为Az，则总的轴向力轴向力使汽轮机转子轴向产生移动，故采用轴向推力轴承对转子作轴向定位。为减少推力轴承载荷，采用合理的汽缸布置或设置轴向力平衡装置。轮周功率Pu ： 单位时间

11、内蒸汽推动叶轮旋转所作出的机械功称为轮周功率轮周功的意义：由喷嘴带进动叶的蒸汽动能与动叶获得的蒸汽动能之和，减去蒸汽离开动叶所带走的动能。喷嘴损失系数，动叶损失系数，余速损失系数轮周效率的各损失系数的表示： 假想速比-即轮周速度与级假想速度之比.级假想速度-假想ht0在喷嘴中等熵膨胀时出口速度。Ca=（2ht0）1/2 即ht0=Ca2/2最佳速比-对应最高轮周效率的速比在轮周速度一定时，速比越大，级的焓降就越小。由此表明：在大致相等轮周速度下，反动级的焓降小于冲动级。这样，反动式机组的整机级数明显多于冲动式机组。在相同的圆周速度u，喷嘴速度系数和喷嘴出口汽流角的条件下，各自的最佳速比下： 最

12、佳速比的基本特征不论是反动式叶栅还是冲动式叶栅，汽道内的压力分布都是不均匀的。叶栅内弧的压力总是大于背弧的压力。腹面上之所以有较高的压力，是由于汽流绕叶栅背弧的曲线运动所产生的离心力所致。 .叶型及叶端损失产生的机理叶栅损失损失名称机理影响因素叶型损失附面层摩擦损失附面层的摩擦表面粗糙度，附面层的厚度附面层脱离的涡流损失附面层增厚，脱离，形成涡流附面层的发展，与进汽角和相对节距等尾迹损失出口边缘厚度形成的流场不均，汽流补偿流动造成动能损失出口边缘厚度冲波损失局部扩压造成部分超速，然后产生冲波附面层的厚度与发展、汽流的进口角叶端损失附面层中摩擦表面粗糙度端部附面层厚度二次流弯曲通道中汽流转向产生

13、的离心力，在端部形成内弧指向背弧的二次流主流的补偿流在背弧的端部出口产生对涡，造成补偿流损失和对涡流损失叶片高度， 叶型、相对节距、安装角、进汽角尾迹损失：尾迹区内汽流压力和速度与主流区的压力和速度相差很大，两部分汽流经过相互拉扯之后，叶栅后的汽流逐渐均匀化。均匀化后的汽流速度低于原来的主流速度，汽流动能减小，减小部分称为尾迹损失。二次流：在上下两端面的附面层内，汽流速度相对很小，所产生的离心力不足以抵消上述的压力差，于是在这个横向压力差的作用下，两端面附面层内的汽流便主生了由叶片腹面向背面的横向运动，为了区别于主流，这种流动为二次流。叶轮摩擦损失hf：叶轮两侧及围带表面的粗糙度引起，子午面内

14、的涡流运动引起的损失部分进汽损失he：部分进汽损失有鼓风损失和斥汽损失：（1）鼓风损失发生在不装喷嘴的弧段内，部分进汽度越小，鼓风损失越大。除合理选择部分进汽度外，还常采用护罩把“死区”内的动叶罩住。（2）斥汽损失和鼓风损失相反，它发生在装有喷嘴的工作弧段内，包括喷嘴的高速汽流先推动动叶汽道中的呆滞蒸汽消耗的机械能，和动叶在喷嘴组的进口端的抽汽效应和出口端的漏汽效应造成的损失。动叶每经过一组喷嘴弧段就产生一次斥汽损失，所以在相同的部分进汽度下，喷嘴沿圆周分布的组数越多，斥汽损失越大。调节级的喷嘴组数不超过6组。湿气损失hx：湿蒸汽的过饱和现象对级的能量转换所产生的影响表现为理想 比焓降的减少。

15、湿蒸汽在膨胀过程中析出水珠，在汽水两相流动中，低速的水珠被高速的蒸汽挟带着流动，从而消耗了汽流的一部分动能，称之为挟带损失。 水珠的速度小于汽相的速度，偏离动叶入口方向的水珠撞在动叶进口处的背弧上，产生了阻止叶轮旋转的制动作用，克服它就要消耗一部分有用功，称之为制动损失。 水珠撞在喷嘴进口处的壁面上，扰乱了主汽流，造成损失，称之为扰流损失。 采用捕水装置，当从级内排除部分液相的同时，都不可避免的伴随着一部分蒸汽同时被抽出汽轮机，造成工质损失。 一1.解释汽轮机的级的概念及蒸汽在级内能量的转换特点。2.蒸汽在动、静叶栅中膨胀过程以及在h-s图上的表述。3.反动度的定义及表达式。4.级的类型和特点

16、。二 如何计算喷嘴与动叶出口的汽流速度，喷嘴损失与动叶损失的大小如何确定，为什么速度系数的平方即为喷嘴效率或动叶效率？速度系数的大小与哪些因素有关？为什么一些小功率汽轮机的前几级要采用部分进汽，除了部分进汽还可以采取什么措施增大叶高？ 何为喷嘴的临界状态？临界速度与流动损失的大小有关吗？喷嘴的压比与喷嘴的流量有何关系？何为彭台门系数，如何计算喷嘴的实际流量？流量系数在过热区和饱和区一样吗？ 斜切部分的膨胀是什么?何为极限膨胀压力？三推导轮周效率的各种表达式，证明解释级的轮周效率，何为余速利用系数，分析余速利用系数对下级入口状态的影响。2.速比、最佳速比及假想速比的定义3.纯冲动级、反动级和复速

17、级各自的最佳速比，余速利用对最佳速比的影响，速比与级的作功能力的关系。五1.级内损失由哪几种？分别说出每种损失的产生原因。2.为什么反动级的漏汽损失比冲动级大？对于反动级，其漏汽损失比冲动级大，因为：内径汽封的漏汽量比冲动级的隔板漏汽量大，这主要是因为内径汽封直径比隔板汽封直径大，而汽封齿数又比较少。动叶前后的压差较大，所以叶顶漏汽量相当可观。八1使用直叶片时主要产生那些附加损失。沿叶高圆周速度不同所引起的损失；沿叶高节距不同所一起的损失；轴向间隙中汽流径向流动所引起的损失.2.理想等环流流型有什么特性。等环流流型的汽流速度沿叶高的变化规律为：为了使轴向间隙中的汽流保持径向平衡且c1z=常数，

18、喷嘴出口汽流的切向分速c1u必须随半径的增加而减小。根据二元流理论，c1ur =常数的流动是一种无涡的等位流流动，因为喷嘴出口的环量沿叶高相等，各流层之间的环量差等于零，流动是无涡。因此又把这种没有涡流的流型称之为“自由涡流型”（Free Vertex）。由于这种流型没有旋涡产生，所以能量转换时效率高。第二章 重热现象-在水蒸气的h-s图上等压线是沿着比熵增大的方向逐渐扩张的，也就是说，等压线之间的理想比焓降随着比熵的增大而增大。这样上一级的损失（客观存在）造成比熵的增大将使后面级的理想比焓降增大，即上一级损失中的一小部分可以在以后各级中得到利用，这种现象称为多级汽轮机的重热现象。 重热系数-

19、各级理想焓降之和大于整机理想焓降的增量与整机理想焓降的比。重热系数部分汽流动能转化为压力能。减少能量损失系数及提高静压恢复系数是排汽管设计目标。 多级汽轮机各级段的工作特点高压段 高压、高温，比容小，蒸汽容积流量小，平均直径处的反动度仍较小。在高压段的各级中，各级比焓降不大，比焓降的变化也不大。根据连续性方程，为增大叶片高度，以减小叶高损失，叶轮的平均直径就较小，相应的圆周速度也较小。同时，为保证各级在最佳速度比附近工作，则各级比焓降不大。高压各级的比容变化较小，因而各级的平均直径变化也不大，所以各级比焓降的变化也不大。漏汽量相对较大，漏汽损失较大。对于部分进汽的级，由于不进汽的动叶弧段成为漏

20、汽的通道，使漏汽损失更有所增大。高压级段蒸汽的比容较小，叶轮摩擦损失也相对较大。此外，高压级段叶片高度相对较小，所以叶高损失也较大。低压级段的特点是蒸汽的容积流量很大，理想比焓降将明显增大。级的反动度在低压段也明显增大，其原因有二：一是因为低压级叶片高度很大，为保证叶片根部不出现负反动度，则平均直径处的反动度就必然较大；二是因为低压级的比焓降较大，为避免喷嘴出口汽流速度超过临界速度过多，尽可能利用渐缩喷嘴斜切部分的膨胀，这就要求蒸汽在喷嘴中的比焓降不能太大，而增大级的反动度，保证动叶内有足够大的比焓降。湿蒸汽区，存在湿汽损失，而且越往后该项损失越大汽轮机的相对内效率-有效比焓降与理想比焓降之比

21、汽轮机的绝对内效率-全机实际比焓降与整个循环中加给1kg蒸汽的热量之比绝对电效率-1kg蒸汽理想比焓降 中转换成电能的部分 与整个热力循环中加给1kg蒸汽的能量之比汽轮发电机组相对内效率汽耗率-每生产1kwh电能所消耗的蒸汽量热耗率-每生产1kwh电能所消耗的热量轴封（轴端汽封）：在汽缸两端转子穿出处,转子与汽缸间的汽封。作用：减小漏汽损失,防止蒸汽外逸和空气内漏。曲径轴封工作原理：蒸汽在汽封中的流动当作绝热等焓过程。蒸汽在流经汽封片时节流加速,然后在腔室中产生涡流，将汽流动能转变为热能。随压力降低,蒸汽比容增大,故对相同结构的汽封,汽流速度是逐级增大。又因膨胀后焓值变小、音速降低,因此在汽封

22、中如果出现超临界流动,只能在最后一个汽封片处出现。轴封系统的特点 1、轴封汽的利用-将漏汽从轴封中间腔室引出加以利用或回收漏汽（含空气）混合物的热量以加热凝结水； 2、低压低温汽源的利用-高压缸两端与主轴承靠近，为防止传出高温蒸汽使轴承超温，常向高压轴封供低压低温蒸汽 ； 3、防止蒸汽由端轴封漏入大气-防止蒸汽漏入轴承使油质恶化、车间湿度增大及汽水损失，通常在高低压端轴封出口处人为地造成一个比大气压力稍低的压力，将漏出的蒸汽和漏入的空气一起抽出，经冷却后排入大气； 4、防止空气漏入真空部分-在低压端轴封中间通入比大气压力稍高的蒸汽，沿着主轴向背离汽缸方向流动，以阻止外界空气流入。轴封系统由端轴

23、封和与它向连的管道和附属设备组成作用是在任何运行工况下保证蒸汽不外泄、空气不内漏，同时回收泄漏蒸汽的热能（轴封加热器）和组织汽流冷却转子的轴端。组成：轴封系统由轴封、供汽母管及均压箱、轴封调节器、轴封加热器和轴封抽汽器等组成。轴封系统的型式有外供汽式和自密封式两种，不同制造厂采用不同的轴封系统和轴封汽流组织方式。自密封式轴封系统 轴封主要由三段二室组成。高负荷运行时，低压轴封的供汽来自于高压轴封的漏汽，高压漏汽经喷水减温后进入低压轴封；低负荷时，轴封汽由外部提供。系统简单；不能充分冷却高、中压缸高温轴端。外供汽式轴封系统 高、中缸高温端轴封由多（大于3）段多室组成，部分漏汽被引至低压加热器。低

24、压轴封的供汽来自于辅助蒸汽系统。低温辅助蒸汽对高、中压段高温轴端起到冷却作用；系统复杂。 蒸汽对汽轮机转子施加了一个由高压端指向低压端的轴向力，使转子存在一个向低压端移动的趋势，这个力就称为转子的轴向推力冲动式汽轮机的轴向推力：转子上的轴向推力是各级轴向推力的总合，包括作用在各级动叶上的轴向推力、作用在叶轮面上的轴向推力和作用在转子凸肩上的轴向推力三部分。在反动式汽轮机中，作用在通流部分转子上的轴向推力由下列三部分组成：作用在叶片上的轴向推力；作用在轮鼓锥形面上的轴向推力；作用在转子阶梯上的轴向推力。平衡活塞法-在转子通流部分的对侧，加大高压外轴封的直径，以产生相反方向的轴向推力。抽气效应-喷

25、嘴中流出的高速汽流在叶根处对隔板与叶轮间腔室内的蒸汽产生抽吸作用，其效应相当于增大腔室中的压力。泵浦效应-高速旋转的叶轮带动周围蒸汽旋转运动，离心力使部分蒸汽产生指向叶根的径向运动，增大了叶根两侧的压差 汽轮机的极限功率：在一定的初终参数和转速下，单排汽口凝汽式汽轮机所能发出的最大功率称为该汽轮机制极限功率。影响极限功率的主要因素是末级蒸汽流量。1.描述多级汽轮机的性能与特点。2.解释重热现象和重热系数。1.汽轮机高、中、低压缸的主要损失有哪几种？2.解释进汽阻力损失和排气阻力损失，并在h-s 图上表示出来。1.解释汽轮机的相对内效率、汽轮发电机组的相对内效率、汽轮机的绝对内效率、绝对电效率。2.解释汽耗率及热耗率，并写出定义式。1.简述轴封概念、作用及主要形式。2.简述轴封系统的组成及作用。3.轴封漏汽量在亚临界和超临界两种工况时的计算公式。1.冲动式汽轮机和反动式汽轮机轴向推力的组成。2什么叫抽汽效应什么叫泵浦效应，叶根处轴向间隙两侧的压差如何确定。3.轴向推力的平衡方法。