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汽轮机原理课程设计说明书 课程设计说明书课程设计说明书 题题 目目 12MW 凝凝汽汽式式汽汽轮轮机机热热力力设设计计 2014 年 6 月 28 日 汽轮机原理课程设计说明书 一 题目一 题目 12MW 凝汽式汽轮机热力设计 二 目的与意义二 目的与意义 汽轮机原理课程设计是培养学生综合运用所学的汽轮机知识 训练学生的实际 应用能力 理论和实践相结合能力的一个重要环节 通过该课程设计的训练 学生应 该能够全面掌握汽轮机的热力设计方法 汽轮机基本结构和零部件组成 系统地总结 巩固并应用 汽轮机原理 课程中已学过的理论知识 达到理论和实际相结合的目的 重点掌握汽轮机热力设计的方法 步骤 三 要求三 要求 包括原始数据 技术参数 设计要求 图纸量 工作量要求等 主要技术参数 主要技术参数 额定功率 12MW 设计功率 10 5MW 新汽压力 3 43MPa 新汽温度 435 排汽压力 0 0060MPa 冷却水温 20 给水温度 160 机组转速 3000r min 主要内容 主要内容 1 确定汽轮机型式及配汽方式 2 拟定热力过程及原则性热力系统 进行汽耗量与热经济性的初步计算 3 确定调节级形式 比焓降 叶型及尺寸等 4 确定压力级级数 进行比焓降分配 5 各级详细热力计算 确定各级通流部分的几何尺寸 相对内效率 内功率与整机 实际热力过程曲线 6 整机校核 汇总计算表格 要求 要求 1 严格遵守作息时间 在规定地点认真完成设计 设计共计二周 2 按照统一格式要求 完成设计说明书一份 要求过程完整 数据准确 3 完成通流部分纵剖面图一张 一号图 4 计算结果以表格汇总 汽轮机原理课程设计说明书 四 工作内容 进度安排四 工作内容 进度安排 1 1 通流部分热力设计计算 通流部分热力设计计算 9 9天 天 1 1 熟悉主要参数及设计内容 过程等熟悉主要参数及设计内容 过程等 2 2 熟悉机组型式 选择配汽方式熟悉机组型式 选择配汽方式 3 3 蒸汽流量的估算蒸汽流量的估算 4 4 原则性热力系统 整机热力过程拟定及热经济性的初步计算原则性热力系统 整机热力过程拟定及热经济性的初步计算 5 5 调节级选型及详细热力计算调节级选型及详细热力计算 6 6 压力级级数的确定及焓降分配压力级级数的确定及焓降分配 7 7 压力级的详细热力计算压力级的详细热力计算 8 8 整机的效率 功率校核整机的效率 功率校核 2 2 结构设计 结构设计 1 1天 天 进行通流部分和进出口结构的设计进行通流部分和进出口结构的设计 3 3 绘制汽轮机通流部分纵剖面图一张 一号图 绘制汽轮机通流部分纵剖面图一张 一号图 2 2天 天 4 4 编写课程设计说明书 编写课程设计说明书 2 2天 天 五 主要参考文献五 主要参考文献 汽轮机课程设计参考资料汽轮机课程设计参考资料 冯慧雯冯慧雯 水利电力出版社水利电力出版社 1992 1992 汽轮机原理汽轮机原理 第一版 第一版 康松 杨建明编康松 杨建明编 中国电力出版社中国电力出版社 2000 9 2000 9 汽轮机原理汽轮机原理 第一版 第一版 康松 申士一 庞立云 庄贺庆合编康松 申士一 庞立云 庄贺庆合编 水利电力出版社水利电力出版社 1992 61992 6 300MW 300MW火力发电机组丛书火力发电机组丛书 汽轮机设备及系统汽轮机设备及系统 第一版 第一版 吴季兰主编吴季兰主编 中国电中国电 力出版社力出版社 1998 8 1998 8 指导教师下达时间指导教师下达时间 2012014 4 年年6 6月月 1515 日日 指导教师签字 指导教师签字 审核意见审核意见 系 教研室 主任 签字 系 教研室 主任 签字 汽轮机原理课程设计说明书 前 言 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汽轮机原理 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 本设计说明书详细地记录了汽轮机通流的结构特征及工作过程 内容包括汽轮机通流 部分的机构尺寸 各级的设计与热力计算及校核 由于知识掌握程度有限以及二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 编者 2014 年 6 月 28 日 汽轮机原理课程设计说明书 目 录 第一章 12MW 凝汽式汽轮机设计任务书 1 1 1 设计题目 10 5MW 凝汽式汽轮机热力设计 1 1 2 设计任务及内容 1 1 3 设计原始资料 1 1 4 设计要求 1 第二章 多级汽轮机热力计算 2 2 1 近似热力过程曲线的拟定 2 2 2 汽轮机总进汽量的初步估算 4 2 3 回热系统的热平衡初步计算 4 2 4 流经汽轮机各级机组的蒸汽两级及其内功率计算 8 2 5 计算汽轮机装置的热经济性 9 第三章 通流部分选型及热力计算 13 3 1 通流部分选型 13 第四章 压力级的计算 16 4 1 各级平均直径的确定 16 4 2 级数的确定及比焓降的分配 17 4 3 各级的热力计算 18 4 4 第一压力级的热力计算 24 第五章 整机校核及计算结果的汇总 30 5 1 整机校核 30 5 2 级内功率校核 30 5 3 压力级计算结果汇总 31 参考文献 36 汽轮机原理课程设计说明书 1 第一章第一章 12MW 凝汽式汽轮机设计任务书凝汽式汽轮机设计任务书 1 1 设计题目 10 5MW 凝汽式汽轮机热力设计 1 2 设计任务及内容 根据给定条件完成汽轮机各级尺寸的确定及级效率和内功率的计算 在保证运行安 全的基础上 力求达到结构紧凑 系统简单 布置合理 使用经济性高 汽轮机设计的主要内容 1 确定汽轮机型式及配汽方式 2 拟定热力过程及原则性热力系统 进行汽耗量于热经济性的初步计算 3 确定调节级型式 比焓降 叶型及尺寸等 4 确定压力级级数 进行比焓降分配 5 各级详细热力计算 确定各级通流部分的几何尺寸 相对内效率 内功率与整机 实际热力过程曲线 6 整机校核 汇总计算表格 1 3 设计原始资料 额定功率 12MW 设计功率 10 5MW 新汽压力 3 43MPa 新汽温度 435 排汽压力 0 0060MPa 冷却水温 20 给水温度 160 回热抽汽级数 4 机组转速 3000r min 1 4 设计要求 1 严格遵守作息时间 在规定地点认真完成设计 设计共计两周 2 完成设计说明书一份 要求过程完整 数据准确 3 完成通流部分纵剖面图一张 A1 图 汽轮机原理课程设计说明书 2 4 计算结果以表格汇总 第二章 多级汽轮机热力计算 2 1 近似热力过程曲线的拟定 一 进排汽机构及连接管道的各项损失 蒸汽流过各阀门及连接管道时 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 0 p P 0 03 0 05 0 p 排汽管中压力损失 c p P 0 02 0 06 c p 回热抽汽管中压力损失 e p P 0 04 0 08 e p htm ac t0 P0 htm ac P0 him ac 0 Pc 0 s h P0 Pc Pc 汽轮机原理课程设计说明书 3 图 2 1 进排汽机构损失的热力过程曲线 二 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 p0 t0 可得汽轮机进汽状态点 0 并查得初比焓 h0 3310KJ kg 由前所得 设进汽机构的节流损失 P0 0 04P0 得到调节级前压力 P0 P0 P0 3 3MPa 并确定调节级前蒸汽状态点 1 过 1 点作等比熵线向下交于 Px线于 2 点 查得 h2t 2145KJ kg 整机的理想比焓降 3310 2145 1165KJ kg 由上估计进 mac t h 汽量后得到的相对内效率 ri 84 有效比焓降 htmac htmac ri 978 6KJ kg 排汽比焓 hz h0 htmac 3310 978 6 2331 4 KJ kg 在 h s 图上得排汽点 Z 用直 线连接 1 Z 两点 在中间点处沿等压线下移 25 KJ kg 得 3 点 用光滑连接 1 3 Z 点 3 得该机设计工况下的近似热力过程曲线 如图 2 2 所示 h2t 2145kJ kg kg kgkkkg kg kg kgkg kg kg kg kg 3 3 1 2 z 435 1165kJ kg 978 6kJ kg h0 3310kJ kg 25kJ kg 3 43M pa 3 3Mpa 0 007Mpa hz 2331 47kJ kg 汽轮机原理课程设计说明书 4 图 2 2 17MW 凝汽式汽轮机近似热力过程曲线 2 2 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 0 D t h Dm h P D mg mac t e 0 6 3 式中 汽轮机的设计功率 KW e P 通流部分的理想比焓降 KJ kg mac t h 汽轮机通流部分相对内效率的初步估算值 ri 机组的发电机效率 g 机组的机械效率 m D 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D D0 3 左右 t h m 考虑回热抽汽引起进汽量增大的系数 它与回热级数 给水温度 汽轮机容量及参数有关 通常取 m 1 08 1 25 设 m 1 13 D 0t h 0 99 0 97 则 m g D0 3 6 10500 1 13 978 6 0 99 0 97 45 5 t h 蒸汽量D 包括前轴封漏汽量Dl 1 000t h 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 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 3 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 一 回热抽汽压力的确定 1 除氧器的工作压力 给水温度和回热级数确定之后 应根据机组的初参数和容量确定除氧器的工作 fw t fw z 汽轮机原理课程设计说明书 5 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 118MP 2 抽汽管中压力损失 e p 在进行热力设计时 要求不超过抽汽压力的 10 通常取 0 04 0 08 e p e p e p 级间抽汽时取较大值 高中压排汽时取较小值 3 表面式加热器出口传热端差t 由于金属表面的传热阻力 表面式加热器的给水出口水温与回热抽汽在加热器中凝结 2w t 的饱和水温间存在温差t 称为加热器的出口端差 又称上端差 经济上合理的 e t e t 2w t 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t 3 6 4 回热抽汽压力的确定 在确定了给水温度 回热抽汽级数 上端差t 和抽汽管道压损等参数后 可 fw t fw z e p 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焓升或温升 这样 各级加热器的给水出口水温也就确 w h w t 2w t 定了 根据上端差t 可确定各级加热器内的疏水温度 即 t 从水和水蒸气 e t e t 2w t 热力性质图表中可查得所对应的饱和蒸汽压力 个加热器的工作压力 考虑回热 e t e p 抽汽管中的压力损失 可求出汽轮机得抽汽压力 即 在汽轮机近似热力 e p e p e p e p 过程曲 线中分别找出个抽汽点得比焓值 并将上述参数列成表格如下 e h 汽轮机原理课程设计说明书 6 表 2 2 18MW 凝汽式汽轮机即热汽水参数 加 热 器 号 抽 汽 压 力 e p MPa 抽 汽 比 焓 e h KJ kg 抽 汽 管 压 损 ee pp 加 热 器 工 作 压 力 e p MPa 饱 和 水 温 度 e t 饱 和 水 比 焓 e h KJ kg 出 口 端 差t 给 水 出 口 水 温 2w t 给 水 出 口 比 焓 2w h KJ kg Hl0 7612965 380 7003165697 385160675 6 H2 0 312286580 2875132 12555 455127 12534 1 Hd0 1412695 1170 1177104 25437 020104 25437 02 H30 0892634 780 081993 15394 5390 15377 6 汽轮机原理课程设计说明书 7 2 各级加热器回热抽汽量计算 1 高压加热器 其给水量为 1 H Dfw D0 Dl Dl1 Dej 45 5 0 6 0 42 0 3 45 62t h 式中 Dl 高压端轴封漏汽量 0 6t h Dl1 漏入 高压加热器的轴封漏气量 0 42 t h 2 H Dej 射汽漏汽器耗汽量 0 3 t h 该级回热抽汽量为 2 9t h 21 11 fwww el eeh Dhh D hh 2 高压加热器 其热平衡图见 2 11 先不考虑漏入高压加热器的那部分轴封 2 H 2 H 漏汽量以及上级加热器的疏水量 则该级加热器的计算抽汽量为 1l D el D 2 0t h 21 2 11 fwww e eeh Dhh D hh 考虑上级加热器疏水流入高压加热器并放热可使本级抽汽量减少的相当量为 2 H 0 18t h 112 1 22 eee e e eeh Dhh D hh 考虑前轴封一部分漏汽量漏入本级加热器并放热可使本级回热抽汽量减少的相当量为 1l D Dt 0 47t h 轴封漏汽比焓值 相当于调节级后汽室中蒸汽比焓 3098 1kj kg 1 h 1 h 本级高压加热器实际所需回热抽汽量为 2 H De2 1 9 0 18 0 47 1 35t h 汽轮机原理课程设计说明书 8 3 除氧器 除氧器为混合式加热器 d H 分别列出除氧器的热平衡方程是与质量平衡式 2121 ededelelecwwfwed D hDDDhD hD h 12cwledelefw DDDDDD 代入数据解得 抽汽量除氧器 0 95t h ed D 凝结水量 40t h fw D 4 低压加热器 3 H Pc Pz 0 006MPa Pc 0 0058MPa 凝结水饱和温度 Tc 35 6 比焓值 hc 148 87 0 3 2302 7 38 862 17 8 tej 3 Tw1 35 6 3 38 6 比焓值 148 87 抽气量 3 H De3 40 377 6 148 87 2634 7 394 5 0 98 4 17h h 2 4 流经汽轮机各级机组的蒸汽两级及其内功率计算 调节级 45 5t h 0 24 367D Pi0 45 5 3310 2098 1 3 6 2678 第一级组 D1 45 5 0 6 44 9 t h Pi1 D1 hl he1 3 6 44 9 3098 1 2965 3 3 6 1656kw 第二级组 D2 D1 Del 44 9 2 9 42 t h Pi2 D2 he1 he2 3 6 42 2965 3 2865 3 6 1170 kw 第三级组 D3 D2 De2 42 1 35 40 65t h Pi3 D3 he2 hed 3 6 40 65 2865 2695 1 3 6 1918 kw 第四级组 D4 D3 Ded 40 65 0 95 39 7t h 汽轮机原理课程设计说明书 9 Pi4 D4 hed he3 3 6 39 7 2695 1 2634 7 3 6 666 kw 第五级组 D5 D4 De3 39 7 4 17 35 53t h Pi5 D5 he3 he4 3 6 35 53 2634 7 2331 4 3 6 2993 kw 整机内功率 Pi Pi 11081kw 2 5 计算汽轮机装置的热经济性 机械损失 Pm Pi 1 m 11081 1 0 99 110 81kw 轴端功率 Pa Pi Pm 11081 110 81 10970 19kw 发电机功率 Pe Pa g 10970 19 0 97 10641 kw 校核 11081 10641 11081 100 1 3 符合设计工况 Pe 10500kw 的要求 原估计的蒸汽量 D0正确 汽耗率 4 28kg kw h 3 0 1094200 3 74 25192 47 e D d P 不抽汽时估计汽耗率 3 827 t h 3 0 00 1024367 3 733 24 367 33052312 8 88 23 0 985 3 63 6 z mm D d D hh P 汽轮机装置汽耗率 4 285 3310 675 6 11275 KJ kw h 0 fw qd hh 汽轮机装置的绝对电效率 3600 11275 100 29 8 36003600 0 30752 11706 5 el q 汽轮机原理课程设计说明书 10 第三章第三章 通流部分选型及热力计算通流部分选型及热力计算 3 1 通流部分选型 一 排汽口数和末级叶片 凝汽式汽轮机的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的极限功 率确定的 当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 c elz b p p A 3162 2 m 式中 机组电功率 KW el p 汽轮机排汽压力 KPa c p 二 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焓降 一般约为 160 500KJ kg 但它的级效 率及整机效率较低 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 汽轮机原理课程设计说明书 11 2 调节级热力参数的选择 1 理想比焓降的选择 目前国产汽轮机调节级理想比焓降选取范围如前所述 双列级约为 160 500KJ kg 故选调节级比焓降为 212 KJ kg 2 调节级速度比的选择 aa xu c 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 22 0 28 a x 3 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 不超过 13 20 故选取 20 m m 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 取 1000 1200mm m d 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 3 1 的叶型 表 3 1 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 30TC 2B38TP 1B32TP 3A38TP 5A 3 相对节距 和叶片数 Z 的确定t 在选取喷嘴和动叶出口角和时 还需要选择相对节距和 1 2 n t b t n t n n t b 一定的叶型对应有最佳的相对节距范围 所以在选择和时应注意的最佳 b t b b t b n t b t 范围内选取 则叶栅的上述各项几何参数选定之后 即可根据平均直径和确定喷嘴 n d b d 汽轮机原理课程设计说明书 12 与动叶数 然后取整 从叶片强度考虑 通常叶片数偶数 nnn zd e t bbb zd e t 4 汽流出口角和的选择 1 2 喷嘴与动叶汽流出口角和对叶栅的通流能力作功大小及效率高低有较大的影响 1 2 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的要求 1 2 第四章第四章 压力级的计算压力级的计算 4 1 各级平均直径的确定 1 第一压力级平均直径的确定 选取速度比 0 5 级的理想比焓降 a X KJ kg50 t h 854 0 5 1 006m 1 0 2847 mat dXh 50 2 凝汽式汽轮机末级直径的估取 1 9m c2 mac t2 140hsin z m G d 3 确定压力级平均直径的变化 在横坐标上取长度为 a 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 AC 两点连接起来 AC 曲线即为压力级各级的直径变化规律 如图 3 1 A B C D 1 1 2 2 3 3 m 1 m 1 汽轮机原理课程设计说明书 13 图 4 1 压力级平均直径变化规律 4 2 级数的确定及比焓降的分配 1 级数的确定 压力级的平均直径确定 1 373m 1 1 22 1 m ABCD d m 压力级平均理想比焓降 见图 2 5 t h 93 03 KJ kg 2 12 337 m t a d h x 级数的确定 压力级的理想比焓降为 953 1 KJ kg 0 2 t pc hhh 选取重热系数 0 03 0 08 取整 10 75 故 Z 取 11 1 p t t h Z h 校核 取 0 06 其中 1 1 419 t p ari h Z K Z p i ri p t h h 2 比焓降的分配 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 z 1 等分 在原拟定的平均直径变化曲线 AC 上求出各级的平均直径 各级比焓降的分配 根据求出的各级的平均直径 选取相应的速度比 根据 求出各级的比焓降 2 12 337 tma hdX 级 号 1234567891011 平均直径 dm1 006 1 01 0 1 061 13 1 2 1 1 3 1 41 511 661 821 9 速度比 xa1 460 470 48 0 48 5 0 4 9 0 49 5 0 50 510 520 530 55 汽轮机原理课程设计说明书 14 理想比焓 降 ht 59576067758597108126 145 5 147 理想比焓 降修正值 ht 52 350 353 360 3 68 3 78 390 3 101 3 119 3 138 8 140 3 各级比焓降的修正 在拟定的热力过程曲线上逐级作出各级理想比焓降 ht 当 最后一级的被压于排汽压力不重合时 必须对分配的比焓降进行修正 4 3 各级的热力计算 1 第一列喷嘴热力计算 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焓降 hn 1 0 2 211 9KJ kg 169 5 初速动能 KJ kg 2 0 0 0 2000 c c h 式中 进入喷嘴的蒸汽初速 m s 0 c 滞止理想比焓降 169 5 KJ kg 0nnc hhh 第一列喷嘴出口汽流理想速度 c1t 582 3m s 第一列喷嘴出口汽流实际速度 564 8 m s 11 698 9 t cc 第一列喷嘴损失 10 02 KJ kg 式中 喷嘴速度系数 第一列喷嘴出口面积 H1 3310 169 5 3140 5 P1 1 7MPa P1 P0 0 496 0 546 0 4 0 496 0 546 An 32 26 2 cm 第一列喷嘴出口高度 Ln 16 53mm e 0 7 2 第一列动叶热力计算 2 0m 0b 08 0gb 12 0b 汽轮机原理课程设计说明书 15 14 1 K K n g n K K K K 11 1 1 1 1 11 1 1 1 1 2 sinsin 第一列动叶进口速度及能量损失 动叶进口汽流速度23 429 1 14cos 2 141 8 564 2 2 141 8 564w 22 1 进汽角度7 18 1 0 b 1 w23 429w t2 887 0 b 7 38023 429 887 0 ww t2b2 o 12 147 4 出口08 246ucosw2 uwc 22 2 2 22 o 2 22 1 2 22 c sinw sin 动叶进口比焓48 3130h1 18 0 v t2 95 0 b 动叶出口面积 Ab 62 9 2 cm 动叶损失 64 19hb 动叶进口高度mm53 18253 16lb1 动叶出口高度mm16 13l 1b 动叶出口比焓12 315064 1948 3130hhh b12 v2 0 17 21 PP 3 导叶热力计算 导叶出口汽流出口速度及喷嘴损失 导叶中理想比焓降 kg k96 16212 08 0 hh tgbgb J 汽轮机原理课程设计说明书 16 进口 kg 12 3150hh 2b1gb KJ 出口 kg k16 313396 16 12 3150h t 1 J 18 0 v t 1 出口速度 smc 247h1c 2 2gbt 1 sm 5 228247 925 0 cc tgb1 出口汽流角 o 1 175 22 进口高度 16 15216 13lgb 漏汽量 s kg23 1 gbt G 出口面积 2 gb cm 1 98 A 出口高度 mm 9 16 15sin 899 0 7 0 1 98 lgb mm74 1 l l gbgb 损失 kg k4 4925 0 1 2000 247 h 2 2 gb J 实际出口焓 kg k56 31374 416 3133h1J 4 第二列动叶热力计算 理想焓降 kg k44 25212 13 0 hbJ 出口理想焓值 kg k12 311244 25 56 3137h2tJ a42 1 p t2 MP kg m18 0 v 3 t2 进口相对 s m 2 102ucosc2 ucw 1 22 1 o 1 11 1 1 40 w sinc sin 出口相对 s m38 246w t2 s m62 22938 246 932 0 w2 2218 40 2 汽轮机原理课程设计说明书 17 损失 kg k99 3 hbJ 余速损失 kg k3 6 2000 112 h 2 2 c J 动叶出口实际比焓kg k11 311699 312 3112hhh bt22 J kg m18 0 v 2 2 动叶进口高度 mm 9 18ll gb2b 动叶顶部漏气量 s kg52 1 bt G 动叶出口面积 9 141 wu v t2b 2b b G A 动叶出口高度 mm 1 19l 2b lmm2 0 l 2b2b 4 轮周功 KJP56 150cosccosccosccoscu 222211111 1 1u JPk65 167 2 u2 2 10 2 2u 2 2u 1 1u P PP 轮周效率 84 h 0 u u 级内损失计算 1 WKk61 15 v 1 v 1 2 1 d 100 u P 2 2 2 3 1f kg k25 1 9 44 6 15 3600 hfJ 2 l 16 9 hkg k02 21h l a ul J 3 72 1 db zk k 2 ek e 1 c u k c u e h e 2 a e a 0 e 汽轮机原理课程设计说明书 18 4 kg k4 3606 10 67 177 64 12 52 1 32 1 htJ 级内功率 1481 i P 内效率 55 212 28 117h b i i G 表 4 3 双列调节级热力计算数据表 序 号 名称符号单位喷嘴第一列动叶导叶 第二列动 叶 1蒸汽流量GT h45 5 2级前压力P0Mpa3 43 3级前蒸汽比焓h0KJ kg3310 4级前蒸汽比容v0m3 kg0 09 5级平均直径dmmm1100 6级后压力p2Mpa1 19 7级理想比焓降 ht KJ kg212 8级假象速度cam s690 8 9圆周速度um s141 2 10速度比xa0 5 11部分进汽度e0 7 12进口蒸汽压力p0 p1 Mpa3 261 71 71 42 13进口蒸汽温度t0 t1 435340 330328 14进口蒸汽比焓h0 h1 KJ kg33103140 53130 483150 12 15叶栅进汽角 1 0 o 18 7144022 16进口汽流初速c0 w1 m s0429 23288 04102 2 17初速动能 hc0 hw1 KJ kg088 741 489 73 18反动度 b g 1208 19叶栅理想比焓降 hn hb KJ kg169 510 0216 9625 44 汽轮机原理课程设计说明书 19 20叶栅后理想比焓 h1t h2t KJ kg3140 53130 483150 123112 12 21滞止理想比焓降 hn hb KJ kg169 5122 116 9625 44 22 出口汽流理想速 度 c1t w2t m s582 3246 08247246 38 23速度系数 0 950 90 9350 935 24 出口汽流实际速 度 c1 w2 m s564 8246 08276 95229 62 25流量系数 n 0 970 970 970 97 26出口面积An Ab cm332 3662 998 1141 9 27叶栅损失 hn hb KJ kg10 0241 485 522 72 28排汽速度c2m s112 29余速方向a2m s 77 5 30余速损失 hc2 KJ kg6 3 31轮周有效比焓降 hu KJ kg177 67 32轮周效率 u 84 33单位蒸汽轮周功wu KJ kg160 56 34轮周效率 u 84 35相对误差 u 10 2 36叶高损失 hl KJ kg21 02 37轮周有效比焓降 hu KJ kg163 17 38轮周效率 u 86 39扇形损失 h KJ kg1 72 40叶轮摩擦损失 hf KJ kg1 25 41部分进汽损失 he KJ kg1 3 42级有效比焓降 hi KJ kg143 62 43级效率 i 55 汽轮机原理课程设计说明书 20 44内功率Pikw1481 第五章第五章 整机校核及计算结果的汇总整机校核及计算结果的汇总 5 1 整机校核 一 效率与功率的校核 计算出的实际相对内效率与进汽量估算时所估取得相对内效率之相对误差 在 1 内为优 不应大于 3 二 额定功率的保证 全机设计功率计算完毕后还应计算该汽轮机在额定功率下所需蒸汽量 并保证通道 能通过此蒸汽流量 在选定调节级进汽度时 还需考虑最大功率时的蒸汽流量 并留有足 够的余量以保证在初参数降低或被压升高时仍然能发出额定功率 校核 注 误差大 2 11 84 0 84 0 h h mac i i 5 2 级内功率校核 校核 P PP i 4 2 汽轮机原理课程设计说明书 21 5 3 压力级计算结果汇总 序号1 2 3 4 5 6 项 目蒸汽流量喷嘴平均直径 动叶平均直径级前压力级前温度 干度级前比焓值 符号Ddndbp0t0 x0h0 单位t hmmmmMPa kJ kg 1 44 90 1006 00 1007 50 1 050 1 0 3098 00 2 44 90 1010 1011 50 0 851 0 3020 23 3 44 90 1060 1061 50 0 651 0 2978 73 4 44 90 1130 1131 50 0 451 0 2934 27 5 42 00 1210 1211 50 0 351 0 2884 05 6 40 65 1300 1301 50 0 291 0 2828 12 7 40 65 1400 1401 50 0 211 0 2764 30 8 40 65 1510 1511 50 0 151 0 2692 46 9 39 70 1660 1661 50 0 0161 0 2614 27 1035 53 1820 1821 50 0 00812523 80 1135 53 1900 1901 50 0 00612423 20 序号7 8 9 10 11 12 项 目圆周速度级理想比焓降 级假想出口速 度速度比平均反动度 利用上级的余 速动能 符号u 单位m skJ kgm s kJ kg 1 141 20 52 3 338 78 0 46 9 500 5 090 2 141 20 50 3 323 29 0 47 9 41 96 汽轮机原理课程设计说明书 22 3 141 20 53 3 332 01 0 48 9 81 82 4 141 20 60 3 354 02 0 485 9 82 37 5 141 20 68 3 379 11 0 49 103 57 6 141 20 78 3 406 84 0 495 104 46 7 141 20 90 3 440 90 0 5 10 76 90 8 141 20 101 3 471 88 0 51 10 710 04 9 141 20 119 3 514 62 0 52 11 213 13 10141 20 138 8 562 74 0 53 11 719 55 11141 20 140 3 575 81 0 55 12 525 49 序号13 14 15 16 17 18 项 目 级的滞止理想 比焓降 喷嘴理想比焓 降 喷嘴滞止比焓 降 喷嘴出口理想 速度喷嘴速度系数 喷嘴出口实际 速度 符号c1tc1 单位m sm sm s 1 57 390 47 332 52 422 307 664 0 960 295 358 2 52 26 45 57 47 53 301 89 0 96 289 82 3 55 12 48 08 49 89 310 08 0 96 297 67 4 62 67 54 39 56 76 329 81 0 96 316 62 5 71 87 61 47 65 04 350 62 0 96 336 59 6 82 76 70 47 74 93 375 41 0 96 360 39 7 97 20 80 64 87 54 401 58 0 96 385 52 8 111 34 90 46 100 50 425 34 0 96 408 32 9 132 43 105 94 119 06 460 29 0 96 441 88 汽轮机原理课程设计说明书 23 10158 35 122 56 142 11 495 08 0 96 475 28 11165 79 122 76 148 25 495 49 0 96 475 67 序号19 20 21 22 23 24 项 目喷嘴损失喷嘴后压力 喷嘴后温度 干 度喷嘴出口比容 喷嘴出口面积 喷嘴出汽角正 弦 符号p1t1 x1v1tAnsina1 单位kJ kgMPa m3 kgcm2 1 3 711 0 870 1 000 0 282 119 082 0 208 2 3 57 0 76 1 0 36 155 79 0 21 3 3 77 0 54 1 0 46 191 06 0 21 4 4 26 0 45 1 0 68 267 08 0 21 5 4 82 0 21 1 1 01 350 08 0 21 6 5 52 0 17 1 1 64 515 09 0 21 7 6 32 0 10 1 2 55 600 00 0 21 8 7 09 0 07 1 3 41 655 00 0 21 9 8 31 0 01 1 5 46 1362 64 0 21 109 61 0 01 18 23 1709 01 0 21 119 62 0 01 19 30 1929 61 0 21 序号25 26 27 28 29 30 项 目喷嘴出汽角喷嘴节距喷嘴宽度喷嘴数喷嘴高度部分进汽度 符号a1tnBnznlne 单位mmmmmm 1 12 000 38 360 25 000 82 347 18 141 1 汽轮机原理课程设计说明书 24 2 12 00 38 36 25 00 82 67 23 64 1 3 12 00 38 36 25 00 86 77 27 62 1 4 12 00 38 36 25 00 92 50 36 22 1 5 12 00 38 36 25 00 99 05 44 34 1 6 12 00 38 36 25 00 106 41 60 72 1 7 12 00 38 36 25 00 114 60 65 68 1 8 12 00 38 36 25 00 123 60 66 48 1 9 12 00 38 36 25 00 135 88 125 68 1 1012 00 38 36 25 00 148 98 143 91 1 1112 00 38 36 25 00 155 53 155 64 1 序号31 32 33 34 35 36 项 目 动叶进口相对 速度 相应于 w1的比 焓降 动叶理想比焓 降 动叶滞止比焓 降 动叶出口理想 速度 动叶速度系数 符号w1w2t 单位m skJ kgkJ kgkJ kgm s 1 160 454 12 873 4 969 17 841 188 892 0 937 2 155 00 12 01 4 73 16 74 182 97 0 94 3 162 74 13 24 5 22 18 46 192 16 0 94 4 181 44 16 46 5 91 22 37 211 51 0 94 5 201 21 20 24 6 83 27 07 232 68 0 94 6 224 82 25 27 7 83 33 10 257 30 0 94 7 249 80 31 20 9 66 40 86 285 87 0 94 8 272 50 37 13 10 84 47 97 309 73 0 94 汽轮机原理课程设计说明书 25 9 305 97 46 81 13 36 60 17 346 89 0 94 10339 27 57 55 16 24 73 79 384 15 0 94 11339 66 57 68 17 54 75 22 387 86 0 94 序号37 38 39 40 41 42 项 目 动叶出口实际 速度动叶损失动叶后压力 动叶后温度 干 度动叶出口比容 出口