多级冲动式背压汽轮机课程设计说明书

目录一、课程设计的目的和要求 2二、设计题目 2三、设计工况汽轮机进汽量的确定 21、设计工况的功率 22、设计工况汽轮机进汽量的近似量 2四、调节级热力计算 31、调节级部分相关参数的确定 32、喷嘴部分计算 43、第一列动叶部分计算 54、导叶部分计算 75、第二列动叶部分计算 86、各项损失计算 107、调节级焓降及功率 11五、压力级热力计算 121、压力级级数的确定 122、压力级的部分相关参数的确定 123、反作用度的选取及喷嘴部分计算 124、动叶部分计算 135、各项损失计算 145、压力级焓降及功率 15六、功率校核 15七、总结分析 16附：数据汇总表 17

一、课程设计的目的和要求课程设计是一个综合性的学习过程。目的在于总结和巩固已学得的基础理论，培养查阅资料、进行工程计算、识图和绘图能力，并在实践过程中吸取新的知识。具体要求是按照给定的设计条件，选取相关参数，进行详细的调节级和压力级的热力计算，确定汽轮机流通部分的尺寸，以求达到较高的汽轮机效率。二、设计题目机组型号：B50-8.82/3.43机组型式：多级冲动式背压汽轮机新汽压力：8.82Mpa新汽温度：535.0℃排汽压力：3.43Mpa额定功率：25MW转速：3000rpm三、设计工况汽轮机进汽量的确定1、设计工况的功率汽轮机设计工况的选取，一般按其在电网或热网中承担的负荷的性质决定。本课设设计汽轮机承担基本负荷，故其设计工况的功率Ne为额定功率，以便在运行过程中获得最高的平均效率。2、设计工况汽轮机进汽量计算1、配汽方式：喷嘴调节2、调节级型式：双列级。3、参数选取(1)设计功率=额定功率=经济功率=25MW(2)汽轮机相对内效率ηri=70.00%(3)机械效率ηm=99%(4)发电机效率ηg=97%

4、近似热力过程线拟定(1)进汽节流损失ΔP0=0.03×P0=0.2646Mpa调节级喷嘴前P0'=0.97×Po=8.5554Mpa(2)排汽管中的节流损失:∆Pc=0.0188Pc=0.06448Mpa5、总进汽量的计算由P0，t0查焓熵图可得H0=3476.7452kJ/kg，S0=6.782kJ/(kgK).再由S0，Pc查得Hc=3177.02kJ/kg.所以流通部分理想比焓降Ht=H0-Hc=299.73kJ/kg.由可得=4460.5063.四、调节级热力计算1、调节级部分相关参数的确定：（1）调节级型式调节级分双列级和单列级两大类，双列速度级的最佳能量转换较大的理想焓降，使汽轮机级数相应减少，转子承受的蒸汽温度降低，变工况时级效率降低较少。中小型机组，为了简化结构常采用双列速度级作为调节级。大型汽轮机，为了获得较高的，通常采用单列级作为调节级。本机组为25MW小型机组，故调节级采用双列级。（2）调节级进汽量：由于门杆漏汽Do的1%，因而调节级实际进汽量G=0.99D0=455.9012.（3）调节级的平均直径和速度比：对于25MW的中压汽轮机，采用整锻转子，平均直径d2=1000mm，对于双列速度级，取Xa=0.23.（4）调节级内蒸气的理想焓降：（5）平均反作用度的选取为提高调节级的级效率，一般都带有一定的反动度。由于调节级为部分进汽级，为了减少漏气损失反动度不宜选的过大。反动度在各列叶栅中的分配应以各列叶栅通道光滑为变化为原则。反动度的大小由调节级各列叶栅出口面积予以确定。本题目取反动度m=0.18，其中第一列动叶栅、导叶、第二列动叶栅的反动度分别为：1=0.06，’=0.06，2=0.06。2、喷嘴部分计算（1）喷嘴叶栅蒸汽的理想焓降：（2）喷嘴出口汽流速度：据资料查得=0.97（3）喷嘴损失：（4）喷嘴出口蒸汽参数：据和H0查焓熵图得=6.811077由和查得：（5）喷嘴压比及型号：汽流在喷嘴中为亚音速流动，选喷嘴型号为TC—26，取。由于汽流流速为亚音速，所以=0，即喷嘴叶栅出口面积：其中为喷嘴流量。部分进汽度：由平行计算可得最佳部分进汽度e=0.513最佳喷嘴叶高1=35mm3、第一列动叶部分计算（1）动叶高度l1以及动叶平均直径d1：（2）解动叶栅进口速度三角形：圆周速度：入口相对速度：（3）求动叶栅出口相对速度：查表得动叶系数动叶出口相对速度（4）动叶损失：（5）动叶出口蒸汽参数：动叶出口蒸汽焓值：由查焓熵图可得，由查焓熵图可得，，（6）第一列动叶顶漏汽量：其中：所以即（7）动叶出口面积：（8）选取动叶型线：，所以由查表确定动叶型线为TP-1A。（9）第一列动叶出口速度三角形：4、导叶部分计算（1）导叶叶片高度和导叶平均直径：（2）导叶出口速度：导叶焓降：导叶出口理想速度：查表得导叶速度系数：导叶出口实际速度：（3）导叶损失：（4）导叶出口蒸汽参数：据，h2查焓熵图得’=6.842627由’和’查得：（5）导叶汽封漏汽量：=2.3387其中（6）导叶出口面积：据查得，则导叶出口面积：（7）导叶栅型线选取：即，又，据表选取导叶栅型号为TP-3A5、第二列动叶部分计算（1）动叶高度l2’以及动叶平均直径d1’：（2）解动叶栅进口速度三角形：入口相对速度：（3）求动叶栅出口相对速度：查表得动叶系数动叶出口相对速度（4）动叶损失：（5）动叶出口蒸汽参数：动叶出口蒸汽焓值：由查焓熵图可得，由查焓熵图可得，，（6）第一列动叶顶漏汽量：其中：所以即（7）动叶出口面积：（8）选取动叶型线：由查表确定动叶型线为TP-5A。（9）第一列动叶出口速度三角形：6、各项损失计算（1）余速损失：（2）叶高损失：（3）扇形损失：（4）叶轮摩擦损失：（5）部分进汽损失：由部分进汽度的计算部分可知，将代入鼓风损失和斥汽损失公式中可得：1）鼓风损失：2）斥汽损失：（6）漏气损失：轮周理想比焓降：QUOTE错误！未找到引用源。轮周效率：(注：排气干度为1，过热蒸汽，不存在湿气损失)（7）级内其他损失之和：（8）级内所有损失之和：7、调节级焓降及功率：调节级焓降：调节级功率：排气焓：五、压力级热力计算1、压力级级数的确定：由调节级排汽参数可以查得s’=6.894808，又，由查得，即压力级理想焓降，根据经验取压力级级数为1。2、压力级部分相关参数的确定：（1）压力级流量：由于门杆漏汽和前轴封漏汽量占总进汽量Do的3%，因而压力级实际进汽量G=124.0809kg/s。（2）平均直径的选取：动叶平均直径，其中取最大值。即喷嘴平均直径3、反作用度的选取及喷嘴部分计算：取反作用度，验证叶根反作用度如下：圆周速度：最佳速比查表得流量系数,喷嘴损失喷嘴焓降由排汽状态点参数和在焓熵表中查得喷嘴出口状态参数：，喷嘴面积： 叶根反作用度：在0.03~0.05之间，符合条件。4、动叶部分计算（1）解动叶栅进口速度三角形：圆周速度：入口相对速度：（2）求动叶栅出口相对速度：查表得动叶系数动叶出口相对速度（3）动叶损失：（4）动叶出口蒸汽参数：动叶出口蒸汽焓值：由查焓熵图可得，由查焓熵图可得，，（5）第一列动叶顶漏汽量：其中：所以即（6）动叶出口面积：（7）选取动叶型线：，所以由查表确定动叶型线为TP-2A。（8）第一列动叶出口速度三角形：5、各项损失计算（1）余速损失：（2）叶高损失：（3）扇形损失：（4）叶轮摩擦损失：（4）漏气损失：轮周理想比焓降：轮周效率：（5）级内所有损失之和：6、压力级焓降及功率：压力级焓降：压力级功率：六、功率校核机组的总功率为，符合设计功率要求，无需修正。七、总结分析经过近两周的计算与分析，最后的计算功率与设计功率相差0.87%，相差比较小，总的来说设计比较成功，但汽轮机相对内效率相对比较低，总结起来原因有以下几点：1、本次设计的汽轮机本身功率较小（25MW），而且背压较高（3.43MPa），故机组总焓降较小，即使取最小平均直径调节级的焓降也将达到总焓降的70%左右，而调节级效率较低，损失较大，故总体效率较低。2、查焓熵图所用软件不同，查得的数据有所不同，对后续的计算有所影响。3、流量系数与速度系数均取自表格，有一定误差。4、由于功率和背压的较小，喷嘴角度选取也存在一定偏差，叶型只能选择相近的叶型，存在一点误差。由于以上几个原因，导致只有在较低的相对内效率的情况下才能使计算得出的功率与设计功率相近，但总体而言，设计结果比较成功。附表一：B25-8.82/3.43调节级各项参数表喷嘴第一列动叶项目符号数值项目符号数值理想焓降191.041理想焓降hb13.9786入口压力P0’8.5554反动度Ω0.06入口比焓h03476.75出口压力P24.5851出口压力P14.796出口比焓h23305.4482出口比焓h13296.9995叶顶围带漏气量G11.5960出口比体积v1t0.065088出口绝对速度c2285.2794出口绝对速度c1599.584出口相对速度w2429.7777出口相对速度w1449.006入口角度β118.85出口角度ɑ114出口角度β218.40叶片型线TC-26叶片型线TP-1A叶片宽度bn25叶片宽度b125叶高ln35叶高l237平均直径dn999平均直径d21000喷嘴流量系数μn0.97动叶速度系数Ψ10.902喷嘴速度系数Φ0.97动叶流量系数μb0.935出口面积An0.01363出口面积Ab0.01882导叶第二列动叶项目符号数值项目符号数值理想焓降hd13.97862理想焓降hb’13.97862反动度Ωd0.06反动度Ω20.06出口压力P1’4.38457出口压力P2’4.1579出口比焓h1’3300.1683出口比焓h2’3290.4922出口比体积v1t’0.070952出口比体积v2’0.07453叶根漏气量Gd2.3387叶顶围带漏气量G22.7778出口绝对速度c1’330.66839出口绝对速度c2’139.4753出口相对速度w1’177.8890出口相对速度w2’225.8246入口角度ɑ228.39入口角度β1‘50.62出口角度ɑ1’26.98出口角度β2’39.64叶片型线TP-3A叶片型线TP-5A叶片宽度bd25叶片宽度b225叶高l1’39叶高l2’41平均直径d1’1001平均直径d2’1002导叶流量系数μd0.935动叶速度系数Ψ20.925导叶速度系数Ψd0.917动叶流量系数μb’0.937出口面积Ad0.02853出口面积Ab’0.03814级内参数项目符号数值出口压力P2’4.192413出口比焓hp3314.6047进汽量G126.6392喷嘴损失δn11.2905第一动叶损失δb122.4273导叶损失δd8.6987第二动叶损失δb24.3025余速损失hc29.7267叶高损失hl9.1650扇形损失hθ0.2476叶轮摩擦损失hƒ1.0767鼓风损失hw1.2422斥汽损失hs1.7115漏汽损失htƹ7.6448轮周理想比焓降hu174.1356轮周效率ηu0.7474级内其他各项损失和Σhƹ21.0878级内总损失(Σhƹ)079.9292级内有效焓降hi153.0478调节级内效率ηi0.6569调节级功率Ni19.3818附表二：B25-8.82/3.43压力级各项参数表序号计算项目符号单位数值1级反动度Ωm0.082级平均直径dnmm9503级的理想比焓降ΔhtkJ/kg56.4884通过级的流量Gt/h446.69125通过级的流量Gkg/s124.08096圆周速度um/s149.22577上级余速利用系数μ008喷嘴理想比焓降ΔHnkJ/kg51.9699级的入口焓值h1kJ/kg3314.604710喷嘴后理想出口焓h1tkJ/kg3262.635711喷嘴后蒸汽压力P1tMpa3.539912喷嘴后蒸汽比容V1tm³/kg0.08606813喷嘴前后压力比εn0.844414喷嘴中流动状态亚临界15喷嘴叶型TC-2616出气角α1°1517喷嘴出口气流理想速度C1tm/s322.394018喷嘴速度系数φ0.9719喷嘴出口实际气流速度C1m/s312.722220喷嘴流量系数μn0.93821喷嘴出口面积Anm20.03525222喷嘴高度lnmm64.523喷嘴损失δhnkJ/kg3.071424动叶进口汽流角β1°27.7225动叶进口相对速度w1m/s172.821226动叶理想比焓降ΔhbkJ/kg4.519027动叶速度系数ψ0.93328动叶出口汽流理想相对速度W2tm/s197.244229动叶出口汽流相对速度W2m/s184.028830动叶损失δhbkJ/kg2.519331动叶出口焓值h2kJ/kg3263.707432动叶后压力P2MPa3.494333动叶后比容V2m3/kg0.08717734盖度Δmm235动叶出口高度lbmm66.536动叶汽流出口角β2°23.9437动叶岀汽角α2°75.7538动叶出口汽流绝对速度C2m/s77.058439动叶余速损失Δhc2kJ/kg2.088540理想能量E0kJ/kg56.48841轮周效率-实际ηu0.85442轮周理想焓降ΔhukJ/kg50.897343级的内功率Nimw6.42544喷嘴叶栅宽度Bnmm2545动叶叶型TP-3A46动叶叶栅宽度Bbmm25基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现单片机嵌入式以太网防盗报警系统基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现单片机监测系统在挤压机上的应用MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用单片机在高楼恒压供水系统中的应用基于ATmega16单片机的流量控制器的开发基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计基于单片机的氨分解率检测系统的研究与开发锅炉的单片机控制系统\