汽轮机课程设计说明书

1、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、

2、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

3、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

4、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

5、） 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 300MW300MW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

6、. .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

7、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

8、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

9、.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

10、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

11、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 pP=（0.030.05） 0 p 排汽管中压力损失 c pP=（0.020.06） c p 回热抽汽管中压力损失 e pP=（0.040.08） 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

12、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=33102145 = 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

13、 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

14、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=1.081.25， 设 m=1.13 D =0t/h =0.99 =0.97 则 m g D0

15、=3.6105001.13/(978.60.990.97)=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

16、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=（0.040.08）， 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

17、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=36 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=+

18、。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.

19、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/

20、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

21、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

22、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=

23、D1（hl-he1）/3.6=44.9（3098.12965.3）/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）/

24、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=Pag=10970.190.97=10641 kw 校核 （11081-10641）/11081100%=1.3% 符合设计工况 Pe=10500kw

25、 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：3600/11275100%=29.8% 36003600 0.30752 11706.5 el q 汽轮机原理课程

26、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 ；

27、 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 160500KJ/kg；但它的级效 率及整机效率较低，在

28、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 160500KJ/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

29、的选择范围为 0.220.28 。 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=10001200mm 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

30、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

31、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 =8540.5=1.006m 1 0.2847 mat dXh50 (2)凝汽式汽轮机末级直径的

32、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

33、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：=0.030.08 （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

34、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.

35、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

36、 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 0.40.4960.546 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

37、）（ 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mm

38、53.18253.16lb1 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

39、 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 . 98A 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 a

40、42 . 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

41、 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

42、 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

43、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)Mpa3.22 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.

44、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/s564.8246.08276.95229.6

45、2 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huKJ/kg177.67 32轮周效率 u %84 33单位蒸汽轮周功wuKJ/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 3

46、9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

47、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.

48、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

49、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

50、.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

51、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

52、.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/kg

53、cm2 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

54、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

55、.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

56、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 4