华北电力大学汽轮机课程设计课件省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

汽轮机课程设计汽轮机课程设计 一、课程设计目标与要求一、课程设计目标与要求1 1目目标标：系系统统地地总总结结、巩巩固固并并应应用用汽汽轮轮机机原原理理课课程程中中已已学学过过理理论论知知识识，经经过过课课程程设设计计重重点掌握点掌握汽轮机热力设计汽轮机热力设计方法、步骤。方法、步骤。2 2汽汽轮轮机机热热力力设设计计任任务务：按按照照给给定定设设计计条条件件，选选择择一一些些参参数数如如平平均均反反动动度度，速速比比，确确定定流流通通部部分分几几何何参参数数，包包含含级级平平均均直直径径，叶叶型型，叶叶高高，几几何何角角,力力争争取取得得较较高高相相对对内内效效率率。就就汽汽轮轮机机课课程程设设计计而而言言其其，任任务务通通常常是是指指各各各各级级级级几几几几何何何何尺尺尺尺寸寸寸寸确确确确实定及级效率和内功率计算。实定及级效率和内功率计算。实定及级效率和内功率计算。实定及级效率和内功率计算。第1页3课程设计主要内容与设计程序(1)(1)分析并确定分析并确定汽轮机热力设计基本参数：汽轮机热力设计基本参数：汽轮机热力设计基本参数：汽轮机热力设计基本参数：汽轮机容量、进汽参汽轮机容量、进汽参数、转速、排汽压力或循环水温度、回热加热级数及给水温数、转速、排汽压力或循环水温度、回热加热级数及给水温度、供热汽轮机供汽压力等。度、供热汽轮机供汽压力等。(2)(2)分析并选择分析并选择汽轮机型式、配汽机构型式、通流部分形状及相汽轮机型式、配汽机构型式、通流部分形状及相汽轮机型式、配汽机构型式、通流部分形状及相汽轮机型式、配汽机构型式、通流部分形状及相关参数关参数关参数关参数。(3)(3)确定汽轮机近似热力过程线和标准性热力系统确定汽轮机近似热力过程线和标准性热力系统确定汽轮机近似热力过程线和标准性热力系统确定汽轮机近似热力过程线和标准性热力系统，进行，进行汽耗量汽耗量汽耗量汽耗量与热经济性初步计算。与热经济性初步计算。(4)(4)依据汽轮机运行特征、经济要求及结构强度等原因，比较和依据汽轮机运行特征、经济要求及结构强度等原因，比较和确定确定调整级型式、比焓降、叶型及尺寸调整级型式、比焓降、叶型及尺寸调整级型式、比焓降、叶型及尺寸调整级型式、比焓降、叶型及尺寸等。等。(5)(5)依据流通部分形状和回热抽汽压力要求，依据流通部分形状和回热抽汽压力要求，确定压力级级数，确定压力级级数，确定压力级级数，确定压力级级数，并进行各级比焓降分配并进行各级比焓降分配并进行各级比焓降分配并进行各级比焓降分配。(6)(6)对各级进行详细热力计算，求出各级流通部分几何尺寸、相对各级进行详细热力计算，求出各级流通部分几何尺寸、相对内效率和内功率，确定汽轮机实际热力过程线。对内效率和内功率，确定汽轮机实际热力过程线。(7)(7)依据各级热力计算结果，修正各回热抽汽点压力以符合实际依据各级热力计算结果，修正各回热抽汽点压力以符合实际热力过程线要求。热力过程线要求。(8)(8)依据需要修正热力计算结果。依据需要修正热力计算结果。(9)(9)绘制流通部分及纵剖面图。绘制流通部分及纵剖面图。第2页设计流程设计流程初拟整机过程线初估进汽流量调整级计算假设him d m压力级焓降分配假设Xa d m 等h 回热系统初算假设：端差 等焓升 压力级详细计算整机校核过程线 速度三角形绘制通流部分剖面图编写设计说明书调整局部参数调整第3页注意问题n n所设计汽轮机应满足以下要求：所设计汽轮机应满足以下要求：所设计汽轮机应满足以下要求：所设计汽轮机应满足以下要求：（1 1）运行时含有较高）运行时含有较高）运行时含有较高）运行时含有较高经济性经济性经济性经济性。（2 2）不一样工况下工作时都有高）不一样工况下工作时都有高）不一样工况下工作时都有高）不一样工况下工作时都有高可靠性可靠性。（3)3)）在在在在满满满满足足足足经经经经济济济济性性性性和和和和可可可可靠靠靠靠性性性性要要要要求求求求同同同同时时时时，还还还还应应应应考考考考虑虑虑虑到到到到汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机结结构构紧紧凑凑、系系统统简简单单、布布局局合合理理、成成本本低低廉廉、安安装装与与维维修修方方便便以以及及零零部部件件通通用用化化、系列标准化等原因系列标准化等原因。第4页n n 经经经经过过过过设设设设计计计计对对对对整整整整个个个个汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机结结结结构构构构作作作作深深深深入入入入了了了了解解解解，明明明明确确确确主主主主要要要要部部部部件件件件在在在在整整整整个个个个机机机机组组组组中中中中作作作作用用用用、位位位位置置置置及及及及相相相相互互互互关系。关系。关系。关系。n n 经经经经过过过过设设设设计计计计了了了了解解解解并并并并掌掌掌掌握握握握我我我我国国国国当当当当前前前前技技技技术术术术政政政政策策策策和国家标准、设计资料等。和国家标准、设计资料等。和国家标准、设计资料等。和国家标准、设计资料等。n n 因因因因为为为为课课课课程程程程设设设设计计计计题题题题目目目目靠靠靠靠近近近近实实实实际际际际，与与与与当当当当前前前前国国国国民民民民经经经经济济济济要要要要求求求求相相相相适适适适应应应应，因因因因而而而而要要要要求求求求设设设设计计计计者者者者含含含含有有有有高高高高度度度度责责责责任任任任感感感感，严严严严厉厉厉厉认认认认真真真真。应应应应做做做做到到到到选选选选择择择择及及及及计计计计算算算算数数数数据据据据准准准准确、合理、绘图规范，清楚美观。确、合理、绘图规范，清楚美观。确、合理、绘图规范，清楚美观。确、合理、绘图规范，清楚美观。第5页二、课程设计题目二、课程设计题目n n机组型号：B25-8.83/0.981机组型式：多级冲动式背压汽轮机新汽压力：Po=8.83Mpa (90ata)新汽温度：to=535排汽压力：Pc=0.981Mpa (10ata)额定功率：Pel=25000KW转速：n=3000rpm第6页三、课程设计内容与步骤三、课程设计内容与步骤n n设计工况下热力计算n n热力设计计算数据汇总n n整机相对内效率核实及修正n n绘制汽轮机通流部分图第7页（一）设计工况下热力计算1 1确定机组配汽方式（采取喷嘴配汽）确定机组配汽方式（采取喷嘴配汽）2 2调整级选型（采取单列级）调整级选型（采取单列级）3 3主要参数确定主要参数确定已知设计参数已知设计参数Po=8.83Mpa Po=8.83Mpa，to=535to=535 ，Pc=0.981MpaPc=0.981Mpa，Pel=25000KW Pel=25000KW，n=3000rpmn=3000rpm 选取设计参数选取设计参数设计功率设计功率 普通凝汽式机组有统一系列标准，而背压机组在国内当前尚无统一系列标普通凝汽式机组有统一系列标准，而背压机组在国内当前尚无统一系列标准。可取：设计功率准。可取：设计功率=经济功率经济功率=额定功率。额定功率。汽轮机相对内效率汽轮机相对内效率ri ri 选取某一选取某一ri ri 值，待各级详细计算后与所得值，待各级详细计算后与所得ri ri 进行比较，直到符合要求为进行比较，直到符合要求为止。取止。取ri=80.5%ri=80.5%机械效率：机械效率：取取m=99%m=99%发电效率：发电效率：取取 g=97%g=97%给水回热系统及参数：采取两级加热器给水回热系统及参数：采取两级加热器,一级除氧器。一级除氧器。第8页n n图1 给定题目回热加热系统图第9页4近似（全机）热力过程线确定n n确定方法确定方法“见课程设计参考资料见课程设计参考资料”P37P37页页（1 1）进汽机构节流损失）进汽机构节流损失PoPo 阀门全开时，阀门全开时，Po=(0.030.05)PoPo=(0.030.05)Po，通常取调整级喷嘴，通常取调整级喷嘴前前Po=0.95PoPo=0.95Po（2 2）排汽管中压力损失）排汽管中压力损失Pc Pc：对于本机：对于本机,认为认为Pc=PcPc=Pc，即即Pc=0Pc=0（3 3）末级余速损失）末级余速损失hc2 hc2：本机取：本机取C2=70m/sC2=70m/s（4 4）调整级效率）调整级效率 调整级效率较低，而中间级效率较高。假定调整级调整级效率较低，而中间级效率较高。假定调整级ri=70%ri=70%而调整级后压力而调整级后压力Pa=5.88MpaPa=5.88Mpa，作为初拟热作为初拟热力过程线参数。可采取分段确定热力过程线。力过程线参数。可采取分段确定热力过程线。（后边（后边压力级数分配用）压力级数分配用）第10页5汽轮机总进汽量初步估算D是考虑门杆漏汽及前轴封漏汽蒸汽量，（t/h）D=Dl+Dv给定前轴封漏汽Dl=3.8t/h，门杆漏汽Dv=1.2t/h；第11页6调整级详细热力计算n n 共（1）（34）项内容n n画出调整级热力过程线和动叶进出口速度三角形第12页7压力级比焓降分配及级数确定（1 1）第一压力级平均直径）第一压力级平均直径dmIdmI确实定（检验确实定（检验lnln）（2 2）末级平均直径确实定（给定）末级平均直径确实定（给定dm z=1019.5mmdm z=1019.5mm）（3 3）确定压力级平均直径改变）确定压力级平均直径改变（4 4）压力级平均直径）压力级平均直径dmdm（平均）（平均）将将BDBD线等分为线等分为mm等分，取等分，取1 1、2 2、3m-13m-1点。为了减小点。为了减小误差，提议误差，提议66。从图中量出割断长度，求出平均直径。从图中量出割断长度，求出平均直径。dmdm（平均）（平均）=（AB+AB+（1-11-1）+（2-2-2 2）+CD+CD）/（m+1m+1）*k k，式中式中k k 为百分比尺。为百分比尺。第13页（5 5）压力级平均比焓降）压力级平均比焓降htht（平均）（平均）选取平均速比选取平均速比XaXa（平均）（平均）=0.4367=0.4367，则则htht（平（平均）均）=0.5*=0.5*（*dm*dm（平均）（平均）*n/60/Xan/60/Xa（平均）（平均）22（6 6）压力级级数确实定）压力级级数确实定Z Z Z=(1+)*ht(p)/htZ=(1+)*ht(p)/ht（平均）（平均）式中式中ht(p)-ht(p)-压力级理想比焓降压力级理想比焓降 ，为重热系数，为重热系数，本机本机=0.05 =0.05 ，将，将Z Z取整。取整。（7 7）各级平均直径求取）各级平均直径求取 求取压力级级数后，再将上图中求取压力级级数后，再将上图中BDBD线段重新分为线段重新分为(Z-1)(Z-1)等分，在原确定平均直径改变曲线上，求出各级等分，在原确定平均直径改变曲线上，求出各级平均直径。平均直径。第14页焓降分配第15页（8）各级比焓降分配依据求出各级平均直径，选取对应速比，求出各级理想比焓降htht=0.5*(*dm*n/60/Xa)2为了便于比较和修正,普通以表格方式列出见表“见课程设计参考资料”P57页，表2-16第16页（9 9）各级比焓降修正）各级比焓降修正 在确定热力过程线上逐层作出各级理想比焓降在确定热力过程线上逐层作出各级理想比焓降htht，计算，计算hh。h=(1+)*ht(p)-hth=(1+)*ht(p)-ht 假如假如hh较大时可平均分配给各级，很小时能够加在较大时可平均分配给各级，很小时能够加在末一、二级上。末一、二级上。（1010）检验各抽汽点压力值，是否符合要求，其误差应）检验各抽汽点压力值，是否符合要求，其误差应小于小于2%2%，假如相差太大，应适当调整各级比焓降。，假如相差太大，应适当调整各级比焓降。（1111）最终按照各级）最终按照各级dmdm和和htht求出对应各级速比求出对应各级速比XaXa。注。注意末级计算，应待末二级详算后，依据末二级后压力意末级计算，应待末二级详算后，依据末二级后压力与排汽压力来确定与排汽压力来确定htzhtz和和XazXaz。第17页8压力级详细热力计算n n 共（1）（46）项内容n n每个级都要算，依据热力过程线确定状态点第18页（二）热力计算数据汇总n n提议按照步骤逐项列表形成各级数据汇总表，“见课程设计参考资料”P142页附表1-8”n n1在数据汇总表后计算整机内功率在数据汇总表后计算整机内功率PiPi=Pi s2机组各级有效比焓降之和机组各级有效比焓降之和hi第19页（三）整机相对内效率核实及修正1整机相对内效率核实（1）计算效率riri=hi/(htmac)（2）计算误差ri（与初选值比较）ri=ri-ri第20页2修正方法（1）假如ri1%认为计算结果满足要求，无须修正（2）假如ri3%应按照ri重新作热力计算（3）假如1%ri 3%，只需进行通流尺寸修正，第21页修正方法以下修正方法以下总进汽量修正：总进汽量修正：3.6*Pel3.6*PelDo1=*m+DDo1=*m+D (htmac)*rigm(htmac)*rigm调整级修正调整级修正Dg1=Do1-DvDg1=Do1-DvK=Dg1/DgK=Dg1/Dg则则 An1=K*An An1=K*An，ln1=K*ln ln1=K*ln，Ab1=K*Ab Ab1=K*Ab ，lb1=K*lblb1=K*lb压力级修正压力级修正认为前轴封漏汽量及回热抽汽量均与总进汽量成正比。所以，各压认为前轴封漏汽量及回热抽汽量均与总进汽量成正比。所以，各压力级力级AnAn、AbAb、lnln和和lblb均以修正系数均以修正系数K K修正。修正。在热力计算数据汇总表中，应增加上述修正后值。在热力计算数据汇总表中，应增加上述修正后值。内功率修正内功率修正Pi1=K*PiPi1=K*Pi3 3计算轴端功率计算轴端功率PePePe=Pi1*mPe=Pi1*m发电机功率发电机功率PelPelPel=Pe*gPel=Pe*g第22页（四）绘制汽轮机通流部分图n n能够参考同类型机组，但应依据以上计算出通流部分尺寸（包含dm、ln、lb等）绘制。第23页第24页提交材料设计说明书设计说明书编写要求设计说明书编写要求设计说明书编写要求设计说明书编写要求1 1设计说明书包含上述设计说明书包含上述1 1到到3 3项全部内容。其中调整级和项全部内容。其中调整级和第一压力级，要写出详细计算步骤和列表，其它各级第一压力级，要写出详细计算步骤和列表，其它各级只要列出数据计算汇总表即可。只要列出数据计算汇总表即可。2 2画出汽轮机通流图（只画进汽部分）。画出汽轮机通流图（只画进汽部分）。3 3将各级动叶出口速度三角形，按照一定百分比画在同将各级动叶出口速度三角形，按照一定百分比画在同一张图上。一张图上。.4 4画出调整级和第一压力级详细热力过程线，并标出各画出调整级和第一压力级详细热力过程线，并标出各个参数。个参数。5 5画出整机热力过程线。画出整机热力过程线。6 6此次设计总结。此次设计总结。7 7列出参考文件，参考资料。列出参考文件，参考资料。第25页n n参考文件参考文件n n 1沈士一，庄贺庆，康松，庞立云.汽轮机原理.水利电力出版社，1992n n 2冯慧雯主编，汽轮机课程设计参考资料.水利电力出版社，1992第26页答辩n n时间：1月23日（周五）n n地点：主楼F830n n携带资料：（1）汽轮机课程设计汇报（手写）（2）通流部分结构图（A3）（3）其它图纸（各级动叶速度三角形、调整级热力过程线、第一压力级热力过程线、整机热力过程线）课程设计固定教室（整年级用）：主楼E102、F201第27页结束第28页