凝汽式汽轮机课程设计.pdf

目录、乙、二 Y刖 B.1第一章 概述.21.1 设计题目：6MW凝汽式汽轮机热力设计.21.2 热力设计的内容及主要要求.21.3 主要技术参数:.2第二章汽轮机蒸汽流量的初步计算.32.1 近似热力过程曲线的拟定.32.2 汽轮机相对内效率的估算.42.3 汽轮机近似热力过程曲线的拟定.42.4 汽轮机总进汽量的初步估算.52.5回热系统的热平衡初步计算：.6第三章通流部分选型.133.1排汽口数和末级叶片.133.2 配汽方式和调节级选型.133.3 调节级几何参数的选择：.143.4调节级详细热力计算.15第四章压力级的计算.214.1各级平均直径的确定.214.2级数的确定及比熠降的分配.214.3各级的热力计算.234.4压力级的热力计算.24第五章整机校核.615.1 级效率校核计算：.615.2 级内功率校核：.61参考文献.62汽轮机原理课程设计说明书-XX.1刖 百汽轮机原理是一门涉及基础理论面较广，而专业实践性较强的课程。该课程 的教学必须有相应的实践教学环节相配合，而课程设计就是让学生全面运用所学的锅 炉原理知识设计一台汽轮机，因此，它是汽轮机原理课程理论联系实际的重要教 学环节。它对加强学生的能力培养起着重要的作用。本设计说明书详细的记录了汽轮机的结构特征和工作过程，内容包括汽轮机蒸汽 流量的初步计算、调节级计算、压力级的计算等。由于知识掌握程度有限以及两周的设计时间对于我们难免有些仓促，此次设计一 定存在一些错误和遗漏，希望指导老师给予指正。：1汽轮机原理课程设计说明书第一章概述1.1 设计题目：6MW凝汽式汽轮机热力设计1.2 热力设计的内容及主要要求汽轮机热力设计的任务是，按给定的设计条件，确定通流部分的集合尺寸，力求 获得高的相对内效率。汽轮机的通流部分即汽轮机本体中汽流的通道，包括调节阀级 的通流部分和排汽部分。就汽轮机课程设计而言，其任务通常是指各级几何尺寸的确 定及级效率和内功率的计算。汽轮机设计的主要内容与设计程序大致包括：(1)分析与确定汽轮机热力设计的基本参数，这些参数包括汽轮机容量、进汽参 数、转速、排汽压力、或冷却水温度及给水温度等；(2)分析并选择汽轮机的型式、配汽机构形式、通流部分及有关参数；(3)拟定汽轮机近似热力过程曲线和原则性回热系统，进行汽耗量及热经济性的 初步计算；(4)根据汽轮机运行特性经济要求及结构强度等因素，比较和确定调节级型式、比熠降、叶型及尺寸等；(5)根据通流部分形状和回热抽汽点的要求，确定压力级即非调节级的级数和排 汽口数，并进行各级比熠降分配；(6)对各级进行详细的热力计算，求出各级通流部分的几何尺寸相对内效率和内 功率，确定汽轮机实际的热力过程曲线；(7)根据各级热力计算的结果，修正各回热抽汽点压力以符合实际热力过程曲线 的要求，并修正回热系统的热力平衡计算；1.3 主要技术参数：额定功率：6MW 设计功率：4.5MW 新汽压力：3.43MPa新汽温度：435 排汽压力：0.0070班 冷却水温：10机组转速：3000r/min 网热抽汽级数：4 给水温度：1512汽轮机原理课程设计说明书第二章汽轮机蒸汽流量的初步计算2.1 近似热力过程曲线的拟定(1)进排汽机构及连接管道的各项损失蒸汽流过个阀门及连接管道时，会产生节流损失和压力损失。表2-1列出了这些损失 通常选取范围。表2-1汽轮机各阀门及连接管道中节流损失和压力估取范围损失名称符 号估算范围主汽管和调节阀节流损失PoAP=(0.030.05)Po排汽管中压力损失NPcAP=(0.020.06)Pc回热抽汽管中压力损失PeAP=(0.040.08)Pe图2-1进排汽机构损失的热力过程曲线3汽轮机原理课程设计说明书2.2 汽轮机相对内效率的估算汽轮机相对内效率是指蒸汽热能转化成轴上机械功的有效比熠降与整级理想比 焰降之比，其中理想比熠降是主汽门前的蒸汽状态点0至凝汽器喉部压力Pc间的等 比炳比熠降（见图2-1）。对相对内效率的估算中，常用下述方法：先估取汽轮机近 似进汽量计算出当量喷口面积4，进而求出相对内效率。当量喷口面积4是假设全部进汽量在临界状态下通过调节级所需的喷嘴当量面 积。3.6x0.06485匹反式中 Do-汽轮机近似进汽量，t/h；P。-主汽门前蒸汽压力，MPa；Vo-主汽门前蒸汽比容，m3/kg o相对内效率与当量喷嘴面积之关系为,2 74%=0.892-上上式中 A/zc2-末级余速损失，通常 A/zc2=（0.015-0.025）A/zfckr-考虑新汽过热度对末几级蒸汽干度得影响的修正系数查得 R=3.43MPa 时，Vo=O.0955m3/kg,假设 DO=25.5t/h,则 Aen=28.&cm2 2 74%=0.892-=0.8216,=1.01X0.815-0.015=0.80528.62.3 汽轮机近似热力过程曲线的拟定根据经验，对一般非中间再热凝汽式汽轮机可近似地按图2-2所示方法拟定近 似热力过程曲线。由已知的新汽参数P。、t。,可得汽轮机进汽状态点0,并查得初比培 h0=3305kj7kgo由前所得，设进汽机构的节流损失A%=0.1372,得到调节级前压力 p0=Po-Apo二工3MPa,并确定调节级前蒸汽状态点1。过1点作等比炳线向下交于pz 线于 2 点，查得自=2129.3kj7kg,整机的理想比熠（八印。）=%七=3305 2130=1175 kj/kg。由上估计进汽量后得到的相对内 率为=0.8 05,有效比熠降的收=0右。为=1175义0.8=946.744kj/kg,排汽比焰 为=%-八印=3305-940=2365,在h-s图上得排汽点Z。用直线连接1、Z两点，4汽轮机原理课程设计说明书在中间3点处沿等压线下移2125 kj/kg得3点，用光滑连接1、3、Z点，得该机 设计工况下的近似热力过程曲线，如图2-2所示。ho=33O5.4kj/kgF/380.9 匚 I0.007Mpa图2-2设计工况下的近似热力过程曲线2.4 汽轮机总进汽量的初步估算一般凝汽式汽轮机的总蒸汽流量。可由下式估算:D。3.6匕回：八小“%m+ADt/h式中 Pe-汽轮机的设计功率，KW；画修）通流部分的理想比熠降，KjVkg；川-汽轮机通流部分相对内效率的初步估算值；旗-机组的发电机效率；r/m-机组的机械效率；AD-考虑阀杆漏气和前轴封漏汽及保证在处参数下降或背压升高时仍能发出设计功率的蒸汽余量，通常取二3%左右，t/h考虑回热抽汽引起进汽量增大的系数，它与回热级数、给水温 5汽轮机原理课程设计说明书度、汽轮机容量及参数有关，通常取m=1.08-1.25,设 m=1.1 AD=55t/h/0.985%二 0.97_3.6义4500_1176.08x0.805x0.985x0.97xl.l2+55x3%=21.9t/h蒸汽量AD包括前轴封漏汽量AD,=13 调节抽汽式汽轮机通流部分设计式，要考虑到调节抽汽工况及纯凝汽工况。一般高压部分的进汽量及几何尺寸以调节抽汽工况作为设计工况进行计算，低压部分的进汽量及几何下以纯凝汽工况作为设计工况 进行计算。2.5 回热系统的热平衡初步计算：汽轮机进汽量估算及汽轮机近似热力过程曲线拟定以后，就可进行回热系统的 热平衡计算。(1)回热抽汽压力的确定：除氧器的工作压力：给水温度喋和回热级数Z加确定之后，成根据机组的初参数和容量确定除氧器的 工作压力。除氧器的工作压力与除氧效果关系不大，一般根据技术经济比较和实用条 件来确定。通常在中低参数机组中采用大气式除氧器。大气式除氧器的工作压力一般 选择略高于大气压力即0.118MPo抽汽管中压力损失A2在进行热力设计时，要求不超过抽汽压力的10%,通常取(0.040.08)Pe，级间抽汽时取较大值，高中压排汽时取较小值。表面式加热器出口传热端差51由于金属表面的传热阻力，表面式加热器的给水出口水温却2与回热抽汽在加热 器中凝结的饱和水温乙间存在温差5 t一称为加热器的出口端差，又称上端差，经济上合理的端差需通过综合的技术比较确定。一般无蒸汽冷却段的加热器取4二3 6回热抽汽压力的确定：在确定了给水温度喋、回热抽汽级数2加、上端差5 t和抽汽管道压损APe等参 数后，可以根据除氧器的工作压力，确定除氧器前的低压加热器数和除氧器后的高压 加热器数，同时确定各级加热器的比熠升A配或温升A这样，各级加热器的给水 出口水温九2也就确定了。根据上端差St可确定各级加热器内的疏水温度小 即 方42+bt。从水和水蒸气热力性质图表中可查得心所对应的饱和蒸汽压力个 6汽轮机原理课程设计说明书加热器的工作压力P；。考虑回热抽汽管中的压力损失，可求出汽轮机得抽汽压力Pj 即PP；+A%。在汽轮机近似热力过程曲线中分别找出个抽汽点得比熠值儿，并将 上述参数列成表格如下：表2-2 6MW凝汽式汽轮机即热汽水参数在拟定的近似热力过程曲线上求出各网热抽汽比焰值，见图2-3o加热器号抽汽压 力Pe(MPa)抽汽比焰he(Kj-/kg)抽汽管压损PelPe工作压力Pe(MPa)饱和水温度乙饱和水比焰Kj/kg出口端差St给水出口 水温九2 给水出口 比焰如2(KjVkg)a0.6422921.380.572157662.85152640.93%0.299276080.275133.13538.65128.13537.960.1422765.2170.118104.254370104.2543740.045257580.04260323.9373.63311.41(2)各级加热器回热抽汽量计算:7汽轮机原理课程设计说明书Hi高压加热器其给水量为：Dj=Do-ADi+ADej=39.96-1+0.77+0.6=40.33 t/h式中 ADZ-高压端轴封漏汽量，t/h；ADld-漏入/高压加热器的轴封漏汽量，t/h；ADe.-射汽漏汽器耗汽量，t/h该加热器热平衡方程式为皿（%-鼠）=。加（儿2-%）式中%-加热器效率，一般取%二0.98（下同）该级回热抽汽量为：ADei=加（鼠2-鼠1）=40.33x（640.93-537.84）=1.859 t/h（hei-hei）7h（2760.08-662.59）x0.98凡高压加热器先不考虑漏入H2高压加热器的那部分轴封漏汽量ADZ1以及上级加热器/流入 本级加热器的疏水量则该级加热器的计算抽汽量为：Dfw(299()-n68 23kw3.6 3.6第二级组：Di=Di-Dei=38.96-1.859=37.1t/hPk=-37.1(2990-2800)-1958 34 03.6 3.6第三级组：D3=D1-Del=37.1 0.872=36.23 t/h D3(he2-hed)36.23X(2800-2765)Pi3=-=-=352.22 kw3.6 3.6第四级组：。4=。3-Ded=36.23-0.872=36.23-1.023=35.23 t/hP4 二.二 35.23x(2765.2-2575)二由.3.6 3.6第五级组：。5=。4-D3=35.23-1.19=36.23-1.023=34.04 t/h D5(he3-he4)34.04 X(2765.2-2365)-Pi5=19o3.31 kw3.6 3.65Pi=2296.59+1168.23+1958.34+352.22+1859.26+1983.31=9617.95；=okw(4)计算汽轮机装置的热经济性：机械损失：APm=Pi(l-r/m)=9617.95 x(l-0.983)=163.5 kw汽轮机轴端功率：Pa=Pi-/Pm=9617.95-163.5=9454.4 kw发电机功率:Pe=par/g=9454.4 x 0.963=9104.6 kw符合设计工况R=8800kw的要求汽耗率:7 Dox 1000 34990、a=-=-=3.6311000不抽气是估计汽耗率:OoxlOOODo(/zo-hz)ac-APzn r/m39960一39.96x(3305 2365)二163.5L 3,6 _x0.98=3.958 t/h汽轮机装置热耗率：q=d(ho hfw)=3.18(2205-640.93)=9671.88KJ/(kw.h)汽轮机装置的绝对电效率：r/ei=3600=37.22%q 9671.8810热平衡计算数据迷博音sffi是前萍斗域澄出力口 热器Hih2Hdh3加抽汽压力PelMpa0.6420.2990.1420.045热抽抽汽比焰heiKJ/kg299028002765.22575.1汽加热器压力PeiCMpa0.5720.2950.1180.042pj下饱和水温tei157133.13104.2560.32P下饱和水比焰he/KJ/kg662.8559.2437311.41IkJ蒸汽的放热量A heKJ/kg2327.882292.512328.22290.07凝被加热的凝结水量Dwt/h35.2635.2631.1531.15结 给加热器进口水温twl128.13104.2573.6323水加热器进口水比燃hwiKJ/kg555.65437319.61146.59加热器出口端差st5503凝出口水温tw2157133.13104.2573.63结 给出口水比焰hw2KJ/kg662.59559.2437311.41水给水比焰增A hwKJ/kg124.75122.2125.59210.11抽计算抽气量A De?t/h1.31.310.971.15气 量前轴封回收相当量AD/t/h0.85上级加热器疏水相当量At/h0.07实际抽气量A Delt/h1.31.311.891.15热平衡计算数据力口 热器HiH2Hdh3加抽汽压力pei Mpa0.6420.2990.1420.045执二抽汽比焰 抽hei KJ/kg299028002765.22575.1汽加热器压力PeiC Mpa0.5720.2950.1180.042P/下饱和水温tei，157133.13104.2560.32pj下饱和水比焰he KJ/kg662.8559.2437311.41IkJ蒸汽的放热量A he KJ/kg2327.882292.512328.22290.07凝被加热的凝结水量Dw t/h35.2635.2631.1531.15结T 加热器进口水温给twl 128.13104.2573.6323水加热器进口水比焰hwi KJ/kg555.65437319.61146.59加热器出口端差8t 5503凝出口水温tw2 157133.13104.2573.63幺士出口水比焰 给hw2 KJ/kg662.59559.2437311.41水给水比焰增A 鼠 KJ/kg124.75122.2125.59210.11抽计算抽气量 Del t/h1.31.310.971.152前轴封回收相当量 量AD/t/h0.85上级加热器疏水相当量A t/h0.07实际抽气量A Dei t/h1.31.311.891.15汽轮机原理课程设计说明书第三章通流部分选型3.1排汽口数和末级叶片凝汽式汽轮机得汽缸数和排气口数是根据其功率和单排汽口凝汽式汽轮机得极 限功率确定得。但汽轮机的功率大于单排汽口凝汽式汽轮机的极限功率时，需要采用 多缸和多排汽口，但很少采用五个以上汽缸的。当转速和初终参数一定时，排汽口数主要取决于末级通道的排汽面积。末级通道 的排汽面积需结合末级长叶片特性、材料强度、汽轮机背压、末级余速损失大小及制 造成本等因素，进行综合比较后确定。通常可按下式估算排汽面积：式中 pel-机组电功率，KW；pc-汽轮机排汽压力，KPa o3.2配汽方式和调节级选型电站用汽轮机的配汽方式有称调节方式，与机组的运行要求密切相关。通常有 喷嘴配汽、节流配汽、变压配汽及旁通配汽四种方式。我国绝大多数采用喷嘴配汽方 式。采用喷嘴配汽的汽轮机，其蒸汽流量的改变主要是通过改变第一级组的工作面积 来实现的，所以该机的第一级又称调节级。调节级各喷嘴组的通道面积及通过其内的 蒸汽流量是不一定相同的。调节级型式与参数的选择在设计中是相当重要的，与汽轮 机的容量大小、运行方式等因素有关。(1)调节级选型由于双列级能承担较大的理想比熠降，一般约为160500Kj/kg；但它的级效率 几整机效率较底，在工况变动时其级效率变化较单级小；采用双列级的汽轮机级数较 少，结构紧凑，因为其调节级后的蒸汽压力与温度下降较多，所以除调节级汽室及喷 嘴组等部件需较好的材料外，汽缸与转子的材料等级可适当降低，从而降低机组造价,提高机组运行的可靠性。故选用双列调节级。(2)调节级热力参数的选择理想比熠降的选择目前国产汽轮机调节级理想比熠降选取范围如前所述：双列级约为160 500Kj7kgo故选调节级比熠降为280 Kj7kgo调节级速度比%的选择13汽轮机原理课程设计说明书为了保证调节级的级效率，应该选取适当的速度比，它与所选择的调节级型式有 关。通常双列级速度比的选择范围为=0.220.28,故选/=0.24。调节级反动度的选择为提高调节级的级效率，一般调节级都带有一定的反动度。由于调节级为部分进 汽级,为了减少漏汽损失反动度不适宜选的过大。双列调节级各列叶栅反动度之和。根 不超过13%20%。故选取Q根=17.0%o3.3调节级几何参数的选择：(1)调节级平均直径的选择：选择调节级平均直径是通常要考虑制造工艺调节级叶片的高度以及第一压力级 的平均直径。一般在下列范围内选取：中低压汽轮机(套装叶轮)选打二750mm。(2)调节级叶型及其几何特性调节级的叶型，尤其是双列调节级的叶型，通常是成组套装选择使用的。国产 汽轮机调节级最常用的叶型组合为苏字叶型。故可选择如表2-2的叶型：表37双列调节级的叶型名称 喷 嘴 第一列动叶 导叶 第二列动叶叶片型线 32TC-1A 40TP-0A 20TP-2A 30TP-4A如表3-1中所示 喷嘴的宽度432mm,按参考文献1 155页附录二常用苏字叶型及其特性曲线的适用范围取1=36,贝IJ弦长旬=54.4 mmsin ayi sin 36同理第一列动叶宽度Bbl=40选取葭=79,则弦长bbi=也=40.75mm；sin pyl sin 79导叶的宽度纥2=2。相机，选取%2=76,则弦长6 2=B2=型F=20.6相相；第 sin 4 2 sin 76二列动叶的宽度纥2=30相机，选取尸2=74,则弦长加二 班?一=一双r=31.2相机。sin/3y2 sin 74(3)相对节距r和叶片数Z的确定：在选取喷嘴和动叶出口角内和不时，还需要选择相对节距/和七：14汽轮机原理课程设计说明书与二九。一定的叶型对应有最佳的相对节距范围。所以在选择乙和人时应注意的最佳 瓦范围内选取。选取3=0.74,=0.6,3=0.65,加=。.64 贝Utnl=tnl x bnl=0.74 x 54.4=40.26mm；tbl=tbl x bbi=0.6 x 40.75=24.45mmtn2=tn2 xbn2=0.65x20.6=13.4mm；tb2=tb2 xbb2=0.64x31.2=19.97mm选择部分进汽度e=0.3,则叶栅的上述各项几何参数选定之后，即可根据平均直 径乙和乙确定喷嘴与动叶数小 zb=7idb/tb,然后取整。从叶片强度考 虑，通常叶片数偶数。所以z=x750 x0.3/40.26=17.5,取 znl=18=x750/24.45=95.8,取 zw=96z2=420/乙2=x750 x0.3/13.4=51.6，取 zn2=52z2=42儿2=x750/19.97=117.4,取 2=118(4)汽流出口角和区的选择喷嘴与动叶汽流出口角和A对叶栅的通流能力作功大小及效率高低有较大的 影响。决定叶栅出口角大小的最主要因素是对节距和安装角，喷嘴与动叶有一确定的 出口角，往往需要通过对叶片数及相对节距的试凑来满足/和民的要求。故选择 区=11,1=14,%-19，万2=283.4调节级详细热力计算(1)第一列喷嘴热力计算：第一列喷嘴出口汽流出口速度及喷嘴损失第一列喷嘴中理想比熠降 A/z=(l OQA4=(1 0.17)x280=232.4 kj/kg初速动能 A%=L=o kj/kgc0 2000式中：c0-进入喷嘴的蒸汽初速，m/s滞止理想比焰降 A/z；=A4+A%=232.4 kjVkg第一列喷嘴出口汽流理想速度 7=44.72而=44.727232.4=681.7 4 m/s第一列喷嘴出口汽流实际速度 g=cpcu=0.97 x 681.74=661.29 m/s第一列喷嘴损失 A/z nr(l-2)A/z；=(1-0.972)x232.4=13.73 kj/kg式中(p-喷嘴速度系数15汽轮机原理课程设计说明书第一列喷嘴出口面积39.96An=-,x 10000 二-邛=29.12 cm0.06485fc 00648*.算V/vo*v/0.0954第一列喷嘴出口高度1 A”29.12 ooIn=-=-=21.6 mm 2 2mme7id sin”0.3x 3.14x 750 x sin 11第一列动叶热力计算：第一列动叶进口速度及能量损失第一列动叶中理想比焰降 A4=0.15x280=42kj/kg第一列动叶进口汽流方向c _1 c.sin a 661.29 x sin 11I=tan-=tan-；-=13.4c x cosax-u 661.29xcosll-117.75第一列动叶进口汽流速度第一列动叶进口速度动能第一列动叶滞止比熠降第一列动叶出口汽流理想速度第一列动叶出口汽流实际速度G sin a 661.29 x sin 11W=-L=-；-sin 才 sin 14=521.6m/s%=w；/2000=521.62/2000=136 kj/kgA/z；=A%+A%=42+136=178kj/kg 叫=44.72=44.727178=596.64m/s w2=0.925 x 596.64=551.9 m/s式中。-动叶速度系数，取。=0.925第一列动叶出口绝对速度之方向w,sin 551.9 x sin 14.工%;tan-1 Z匕一二 tan1-=18 w2 cosP2-u 551.6xcosl4.-117.75w2 sin 尸2 sin a2551.9 x sin 14 sin 18=412.1 m/s第一列动叶损失=(1-2)A/z；=(1-0.9252)x178=25.7 kj/kg余速损失412.122000-2000=84.9kj/kgAc2第一列动叶出口面积：动叶一般采用减缩通道,其通道出口面积4的计算方法与喷嘴相同 4=匹 X10000=42.24 cm2W2t16汽轮机原理课程设计说明书式中 G通过动叶的蒸汽流量,通常取喷嘴中流量值,而将叶顶漏汽作为叶顶漏 汽损失予以考虑第一列动叶高度小7 Az7 4224 ci-lb=-=-=24.71mm 心 25mmeMb sin/3i 0.3 x 3.14 x 750 x sin 14导叶热力计算:导叶出口汽流出口速度及喷嘴损失:导叶中理想比焰降初速动能A/zn=0.0105 x 280=2.94 kj/kgc1 412 I2A%=土=84.9 kj/kg 2000 2000式中 c0-进入喷嘴的蒸汽初速，m/s滞止理想比焰降 A/z；=A/z+A%=2.94+84.9=87.84 kj/kg导叶出 口汽流理想速度 7=44.72而=44.72j87.84=419.13m/s导叶出口汽流实际速度 q=g尸0.92 x 419.13=385.6 m/s导叶损失 hn=(1-)A/z；=(1-0.922)x87.84=13.5 kj/kg式中(p-喷嘴速度系数导叶出口面积4=生义10000=JLlnCit11.1x0.2260.97x419.13x 10000=61.72 cm导叶出口高度1 AnIn-e7id sma11.1x0.2260.97x419.13xsinl9=26.82mm 27mm(4)第二列动叶热力计算:第二列动叶进口速度及能量损失:第二列动叶中理想比焰降 第二列动叶进口汽流方向Ahb=QmA/zr=0.021 x 280=5.88 kj/kg.x CiSmg tan-C cos%一i 385.6xsinl9 与。tan-=31.2385.6xcosl9-117.75第二列动叶进口汽流速度 广端-障茫42.3*第二列动叶进口速度动能A%=城/2000=242.32/2000=29.4 kj/kg17汽轮机原理课程设计说明书第二列动叶滞止比焰降第二列动叶出口汽流理想速度 第二列动叶出口汽流实际速度A/z；=A4+A%=5.88+29.4=35.28 kj/kg W=44.727=44.72j35.28=265.6 m/s w2=，%=0.92x265.6=244.4 m/s第二列动叶出口绝对速度之方向：1 w?sin _i 244.4 x sin 28 口 一%=tan -=tan-；-=49.4 w2cos尸2-244.4xcos28-117.75明 sin 小 244.4 x sin 28、“/。2=_A=-=145.6 m/s sin a2 sin 49.4第二列动叶损失：A砧=(1-，)A/z；=(1-0.922)x 35.28=5.42 kj/kg余速损失:c2 145 62A/zc2=-=-=10.6 kj/kg,2 2000 2000第二列动叶出口面积：动叶一般采用减缩通道,其通道出口面积4的计 算方法与喷嘴相同：4=x 10000=11*一x 10000=118.48 cm2 母放2t 0.92 x 244.4式中G-通过动叶的蒸汽流量,通常取喷嘴中流量值,而将叶顶漏汽作为叶顶漏汽损失予以考虑第二列动叶高度小7 4 11848”lb=-=-=35.72mm 36mme7idb sm 02 0.3 x 3.14 x 750 x sin 28双列级叶栅几何参数列表于3-2中表3-2双列级叶栅几何参数名称符号单位喷嘴第一列动叶导叶第二列动叶叶片型线32TC-1A40TP-0A20TP-2A30TP-4A叶片高度1mm23252736弦长bmm54.440.7520.631.2节距tmm40.2624.4513.419.97叶片数z189652118相对节距t0.740.60.650.64安装角Q v/Bv(0)3679767418汽轮机原理课程设计说明书出口角Q 1/P 2(0)11141928出口角正弦sin a 1/sinB 20.190.240.330.47面积比A/An11.452.423.74双列级热力计算数据列表于3-3中序号1名称蒸汽流量表3-3双列级热力计算数据表符号G单位Kg/s喷嘴第一列动叶12导叶第二列 动叶2级前压力PoMpa3.33级前蒸汽比焰hoKj/kg33104级前蒸汽比容Vom3/kg0.09555级平均直径dmmm7506级后压力P2Mpa1.247级理想比焰降AhtKj/kg2808级假象速度Cam/s490.69圆周速度Um/s117.7510速度比Xa0.2411部分进汽度e0.312进口蒸汽压力Po(P1)Mpa3.431.421.21.1613进口蒸汽温度to(tl)43531630029514进口蒸汽比焰ho(hl)Kj/kg330530753055302815叶栅进汽角B i(Q o)()13.41831.216进口汽流初速Co(Wi)m/s521.6412.1242.317初速动能A%(A%)Kj/kg13684.929.418反动度Qb(Qg)%151.052.119叶栅理想比焰降A hn(A hb)Kj7kg232.4422.945.8820叶栅后理想比焰A hit(A h2t)Kj/kg3065.23032.63028.53012.421滞止理想比焰降Ah；(Ahb*)Kj/kg232.417887.8435.2822叶栅前滞止压力Po(P1)Mpa3.32.481.821.5223叶栅前滞止比容Vo(V1)m3/kg0.09540.130.1650.18224叶栅后压力Pl（P2）Mpa1.2261.211.181.1625叶栅后比容Vit(v2)m3/kg0.180.2120.2180.22526叶栅压力比 n(b)0.4280.4840.680.775出口汽流理想速27度Cit(w2t)m/s681.74596.64419.13265.628速度系数6(w)0.970.9250.920.92出口汽流实际速29度Ci(w2)m/s661.29551.9385.6244.430流量系数口 n0.9719汽轮机原理课程设计说明书31出口面积An(Ab)cm329.1242.24 61.7118.4832叶栅损失A%(A研)Kj/kg13.7325.7 13.55.4233排汽速度C2m/s145.634余速方向a2m/s49.435余速损失A hc2Kj/kg10.636轮周有效比焰降AhuzKj/kg211.837轮周效率nJ%71.0738单位蒸汽轮周功WuKj7kg213.239轮周效率nJ%71.5440相对误差A Qu%0.6641叶高损失AhiKj/kg15.6442轮周有效比焰降AhuKj/kg196.243轮周效率Qu%65.844扇形损失AhoKj/kg0.1145叶轮摩擦损失AhfKj/kg1.546部分进汽损失A heKj/kg5.2747级有效比焰降A hiKj/kg189.3248级效率Hi%63.549内功率Pikw9617.9520汽轮机原理课程设计说明书第四章压力级的计算4.1 各级平均直径的确定(1)第一压力级平均直彳空的确定：选取速度比：X=0.46,级的理想比熠降A4=54.4 kj/kg力=0.2847Xq/=0.966 m选取首末两级平均直径比为0.50(2)凝汽式汽轮机末级直径的估取：4=w=L932m(3)确定压力级平均直径的变化：在横坐标上取长度为25cm的线段BD,用以 表示第一压力级至末级动叶中心的轴向距离，在BD两端分别按比例画出第一压力级 的平均直径。根据所选择的通道形状，用光滑的曲线将A,C两点连接起来，A,C曲线 即为压力级各级的直径变化规律，如图(4-1)。4.2级数的确定及比燧降的分配(1)级数的确定：压力级的平均直径确定：图4-1压力级平均直径变化规律21汽轮机原理课程设计说明书设m=9级-0.966+1.00+1.06+1.13+1.25+1.33+1.43+1.55+1.78+1.932，d=-=1.3428 mm 9+1压力级平均理想比熠降A1=12.337x(L342%46)2=105.13 kj/kg级数的确定：压力级的理想比熠降为：A=3138-2155=983 kj/kg选取重热系数：5=0.05Z=M；(l+%=983x(l+0.05以 取整后为 9 级/Aht/iUD.lJ7 QQ7 Q校核a：a=K(l ”)j=0.16x(l-0.8718)xx-=0.055,ri 419 Z 419 9其中 a 取 0.05 j=匈=782.03=87 8%ri AV 897(2)比焰降的分配：各级平均直径的求取：求得压力级段后，在将图中线段BD重新分为(12-1)=11等分，在原拟定的平均直径变化曲线A,C上求出各级的平均直径。各级比熠降的分配：根据求出的各级的平均直径，选取响成的速度比，根据A4=12.3373X0)2求出各 级的比焰降。123456789平均直径dm96610001060113012501330143017801932速 度 比Xa0.460.460.460.4610.4610.4620.4620.4630.464比 熠 降A ht54.458.365.574.190.7102.2118.2138.2181.622汽轮机原理课程设计说明书4.3各级的热力计算1.根据喷嘴压力比和容积流量，选择喷嘴型线，叶片宽度Bn，叶片数Zn,节距 tn,及出口角ai；2.计算喷嘴出口汽流速度,并根据连续方程计算喷嘴出口面积An及叶片高度L;3.根据喷嘴高度确定动叶高度1b,然后用连续方程计算动叶出口角B2,选定动叶 型线，叶片高度Bb,叶片数Zb和节距如;4.校核无限长叶片的轮用效率，检查计算的正确性；5.计算各项能量损失，最终确定该级所能达到的级效率和内功率。6.各级的热力计算数据汇总于表2-73.43Mpa/3.3MpaHP哲理/m 一一受/：0.寸S6图4-2分配比焙降用的热力过程曲线23汽轮机原理课程设计说明书4/压力级的热力计算第一压力级，级前参数/J=1.21MPa=3138kj/kg该级滞止点进口气流绝对速度G=172.28 m/s级的理想比焰降A/zd=54.4 kj/kg=0.46 dm=0.966m圆周速度3.14ndm-=3.1430000.966/60=151.66 m/s60_ uc=r=151.66/0.46=308.39m/sclt=dcp=308.39/0.97=318.03m/s则该级喷嘴滞止比熠降A/z/=ch2/2000=318.03八2/2000=50.543 kj/kg喷嘴中的理想比熠降A/z=A/z/-c/2000=50.543-172.282/2000=35.7 kj/kg该级的反动度为Qm=A4/A=0.071喷嘴出口面积及叶片高度的计算喷嘴中理想比熠降Ahn=35.7kj/kg初速动能Ahcl=c2i/2OOO=172.282/2000=14.84 kj/kg滞止理想比熠降A/z/=50.543 kj/kg喷嘴出口气流速度clt=318m/s喷嘴出口气流的实际速度 =308.39 m/s喷嘴损失 Xi喈=6）岫：=（1-0.97八2）*50.543=2.987 kj/kg 24汽轮机原理课程设计说明书喷嘴出口面积喷嘴出 口 比焰值 hn=3020-49.967+2.987=3138 kj/kga=47.02*0.34/3.6/0.97/327.08=118.63cm2n unclt喷嘴出口高Ln=A/(e3.14*d冽sin。)=140/(1*3.14*96.6*sinl7)=H9.4/0.835=20.161mm动叶进口参数及能量损失的计算动叶中的理想比焰降Ahb=Clm*A/zr=0.071*49,967=16.978 kj/kg动叶进口气流方向角=tan-1(csincif/ccos6Z-w)=tan-1(317.27*sinl7/(317.27Mos17-152.29)=21.54/72=A-(3-5)=17.54动叶的进口气流速度四=c*sina/sin/7=317.27*sinl7/sin31.54=161.99 m/s动叶进口速度动能&=叱2/2ooo=161.9972000=13.12 kj/kg动叶滞止比烯降=hb+A/zwl=3.857+13.12=16.978 kj/kg动叶出口气流理想速度叫，=44.72*屈1=184.26 m/s动叶出口气流实际速度%二*叫0.935*184.26=172.28 m/s动叶出口气流的绝对速度的大小和方向a2=tan-l(ivsin 四/w*cos/72-w)=64.48c2=w*sin尸2/sin%=228.68*sin27.54/sin64.48=54.349 m/s动叶损失%=(1-2)*A/z%=(1-0.9352)16,978=2.135 kj/kg余速损失A/zc2=c2 72000=54.3492/2000=l.477 kj/kg动叶出口比焰 25汽轮机原理课程设计说明书ho=hn%+矶=3138-3.857+2.135=3128.42 kj/kg的 pl=O.901MPa v2t=0.27m3/kg动叶出 口面积 Ab=G*%/(4%,)=47.02*0.34*10000/1/3.6/247.22=203cm2动叶出口高度lb=4/(e*3.14*d*sin/?2)=179.63/(1*3.14*96.6*sin27.54)=21.055mm动叶进口高度lb-ln+Ar+Az=