汽轮机毕业设计论文

1、汽轮机毕业设计论文【篇一：汽轮机毕业设计（论文）1摘要汽轮机是发电厂三大主要设备，汽轮机的启动是指汽轮机转子从静止状态升速至额定转速，并将负荷加到额定负荷的过程。在启动过程中，汽轮机各部件的金属温度将发生十分剧烈的变化，从冷态或温度较低的状态加热到对应负荷下运行的高温工作状态。因而汽轮机启动中零部件的热应力和热疲劳、转子和汽缸的胀差、机组振动都变化很大，将严重威胁汽轮机的安全，并使整个电厂发电负荷降低，经济损失严重。分析汽轮机启动中的特点，并及时采取相应对策和正确的运行方式对保证设备健康水平和安全、经济运行有深刻的意义。本文以哈汽600mw汽轮机的启动过程为研究对象，分析与探讨了启动过程中蒸汽

2、温升率的计算方法，并在此基础上研究了蒸汽初温与转子金属温度的匹配问题，使得汽轮机启动过程优化。同时对启动过程中的换热系数进行了计算与比较。关键词：启动；寿命分配；安全性；目录摘要.I1绪论11.1课题背景和意义11.2高压加热器的作用介绍及分类错误！未定义书签1.3本课程研究的主要内容和任务错误！未定义书签2高压加热器停运的热经济性分析32.1概述32.2回热系统常见故障分析52.3高压加热器停运的热经济性计算分析5比照153高压加热器的运行对安全性的影响分析173.1高压加热器的启停及运行原理173.2高压加热器的停运故障分析183.3高加设计、运行及维护的注意要点233.4降低高压加热器停

3、运率的途径253.5用汽轮机变工况法分析汽轮机的安全性264.结论与展望294.1结论294.2展望291绪论1.1课题背景和意义近年来，我国的电力工业发展十分迅速，供电能力大幅度提高，电网容量不断增大，用电结构也相应变化，电力供求之间矛盾也日益突出,电网峰谷差也日益加剧，迫使大型火电机组频繁的参与调峰运行。而调峰过程中，机组的工作条件恶化，机组的寿命损耗和安全性成为影响调峰运行能力的重要因素。近年来针对大中型火电机组参与调峰运行的可行性，各种不同调峰运行方式的经济型和安全性，都进行广泛的实验和研究，取得了一定的成果，但由于实际机组运行工况的复杂性，但目前许多问题还需进一步深入研究。对机组过渡

4、工况下的状态进行研究，提高机组调峰运行的经济型和适应性，是当前需要解决的主要问题。现在国产大型机组，多数是以带基本负荷设计的，主辅机均难以适应大幅度调峰运行的要求，限制了调峰运行中负荷变化的幅度和速率。机组在调峰运行的启动、停机和变负荷过程中，各处蒸汽参数不断变化，其转子和汽缸的金属温度和应力随之变化。对于汽缸这个厚壁部件，由于机组高压缸的设计普遍采用了双层结构，而且汽缸壁的金属厚度较转子薄，蒸汽对汽缸内壁的换热系数也远比转子小，因而启动时的径向温差及热应力都远比转子小，且转子长期在高温区工作，受力情况很复杂，除热应力外，还承受着各种机械应力，因而监视转子应力情况更具有必要性。参与调峰运行的机

5、组，在工况变化的过程中，其工作状态不断发生变化，使蒸汽与金属之间产生剧烈变化的换热，造成部件受热不均匀，形成不均匀的温度场，使汽轮机的气缸和转子内产生很大的热应力。这种频繁启停或大幅度负荷变动的非稳定工况，将导致金属材料的低周疲劳损伤，缩短机组的使用寿命。汽轮机转子是工作条件最艰苦、受力情况最复杂的汽轮机部件，其寿命基本代表了整台汽轮机组的寿命。已成为人们关注的焦点。只有准确了解机组在不同运行工况下的寿命，制定合理的运行模式，才能确保火电机组的安全经济运行。由于目前转子的温度和应力尚不能直接进行测量，只能通过间接方法，建立相应的数学模型，测量相关参数，求出转子金属温度和应力的变化及寿命损耗。现

6、在转子应力的数学模型大多数是采用一维温度场理论解的简化式，其计算精度较低，只能反映应力的变化趋势，而不能得到应力的精确值。假设在此基础上计算转子在启停和变负荷过程中的寿命损耗，将会产生较大的误差。国外机组寿命管理的应用在日本、美国和欧洲较为普遍。美国自60年代gollin电站汽轮机失事以后，一些大的公司和研究机构gewestinghouse、epri等对转子的安全性更为重视；进行了深入的研究。他们将有限元等先进数值方法用于汽轮机转子的分析计算，对转子材料的低周疲劳、高温蠕变、低温脆性和裂纹扩展规律等诸多方面的问题进行了大量的研究，并在汽轮发电机组上安装了应力及寿命损耗指示器以指导机组运行。1.

7、2.2国内研究现状目前有关机组调峰运行过程中的热应力变化和寿命管理方面还有假设干问题没有彻底解决。例如在进行机组非稳态温度状态和热应力计算中蒸汽参数和换热系数确实定，寿命预测中我国转子用钢高温疲劳曲线确实定，都有待进一步的研究和完善。汽轮机在高温、高压和高转速的条件下工作，实际运行中参数的变动、负荷的波动与设计工况差异很大，假设用理论值和设计值来分析汽轮机的热应力和寿命损耗，很难真实的反映机组的实际状况。只有用实测参数来进行分析计算，才能保证其结果的真实可信。但计算中许多所需要的参数，实地的测取有一定的困难，必须根据运行的实际情况来进行合理的处理。我国从80年代初开始进行转子寿命损耗预测和寿命

8、分配研究。多年来，我国有关研究机构、高等院校以及制造部门、电厂针对机组调峰的需要，以国产机组为对象，研究了汽轮机主要零部件在非稳态下的温度及热应力分布、变化规律、金属材料的疲劳特性以及部件的寿命损耗。对国产大容量机组参与调峰运行的可行性、调峰运行的安全性和经济性、调峰幅度进行了深入的探讨，对低负荷、少汽无功和两班制等不同的调峰方式在经济性和安全性方面进行了理论分析和实验研究，很多单位都相继开展了汽轮机转子应力监测和寿命损耗计算的研究工作。1.3本文工作简述1、以哈汽600mw汽轮机的启动过程为研究对象，分析与探讨了启动过程中蒸汽温升率的计算方法，并在此基础上研究了蒸汽初温与转子金属温度的匹配问

9、题，使得汽轮机启动过程优化。2、对哈汽600mw汽轮机转子冷态启动过程中的换热系数进行了研究。由于不同国家和公司的换热系数计算公式不同，本文对常用的美国西屋、前苏联和阿尔斯通公司的换热系数计算公式进行了计算和比较，并综合不同的计算结果，采用最小二乘法对数据进行处理，得到不同部位换热系数的计算公式。3、建立了汽轮机转子温度场在线计算模型。本文针对目前汽轮机转子温度场的在线求解问题，给出了克兰克.尼科尔森差分计算模型，并对600mw汽轮机冷态启动过程进行了仿真计算，并验证该模型计算准确度的可靠性。2转子寿命损耗的研究汽轮机运行过程中，转子承受交变应力：启动过程加热转子外表承受压应力，停机过程为拉应

10、力。经过一定周次的交变应力循环，金属外表将出现疲劳裂纹并逐渐扩展以致断裂。其特点是交变周期长，频率低，疲劳裂纹萌生的循环周次少，称为低周疲劳，不仅发生在机组的启动和停机过程，在机组大负荷变化时也会发生。另外，由于转子长期工作在高温环境下，转子也会产生高温蠕变。因此，转子通常处在疲劳和蠕变交互耦合作用之下。金属弹塑性理论说明零部件热应力与内部温度梯度成正比，交变的温度场引起交变的应力场，循环周期取决于机组启停或负荷变化过程时间，相对于振动等高周波机械应力，成为低周应力。应力或应变反复作用使得材料性能发生变化，以致出现裂纹。【篇二：300mw汽轮机毕业设计论文】目录1绪论11.1汽轮机简介11.2

11、电站高参数大容量汽轮机技术研究和国内外发展现状11.3本课题设计意义21.4论文研究内容22热力系统设计42.1机组的主要技术标准42.2给水回热加热系统及设备52.2.1给水回热级数和给水温度的选取62.2.2回热加热器形式确定72.2.3热力系统的热力计算83通流部分设计153.1透平的直径及级数确定调节级除外153.1.1选定汽缸和排汽口数153.1.2确定第一压力级平均直径和末级直径153.1.3确定高压缸压力级的平均直径，速比和粉降的变化规律163.2高压缶政含降分配183.3中低压缸的级数确定和各级粉降的分配193.4详细计算高压缸第一压力级203.4.1高压缸第一压力级计算过程2

12、03.4.2高压缸第一压力级速度三角形233.5各压力级详细计算表格233.5.1调节级详细热力计算表格233.5.2高压缸末级详细计算表格273.5.3中压缸第一压力级详细计算表格303.5.4中压缸末级详细计算表格333.5.5低压缸第一压力级详细计算表格363.5.6低压缶工末级详细计算表格393.6调节级、高压缸第一压力级、末级速度三角形图424汽轮机结构设计434.1热力系统设计.434.1.1主蒸汽及再热蒸汽系统434.1.2给水回热系统444.2汽轮机本体结构设计454.2.1蒸汽流程454.2.2高中压阀门464.2.3汽缸结构464.2.4转子结构484.2.5联轴器.494

13、.2.6叶片结构494.2.7静叶环和静叶持环504.2.8轴承和轴承座：514.2.9汽封及汽封套514.3调节保护系统deh514.4供油系统52结论53参考文献54致谢551绪论1.1汽轮机简介汽轮机是以水蒸气为工质，将热能转变为机械能的外燃高速旋转式原动机。它具有单机功率大、效率高、运转平稳、单位功率制造成本低和使用寿命长等优点。汽轮机是现代化国家中重要的动力机械设备。汽轮机设备是火电厂的三大主要设备之一，汽轮机设备及系统包括汽轮机本体、调节保安油系统、辅助设备及热力系统等。汽轮机本体是由汽轮机的转动部分转子和固定部分静子组成，调节保安油系统主要包括调节气阀、调速器、调速传动机构、主油

14、泵、油箱、安全保护装置等；辅助设备主要包括凝汽器、抽气器、高低压加热器、除氧器、给水泵、凝结水泵、凝升泵、循环水泵等；热力系统主要指主蒸汽系统、再热蒸汽系统、旁路系统、凝汽系统、给水回热系统、给水除氧系统等。汽轮机是现代火力发电厂应用最广泛的动力机械，并且通常在高温、高压和高转速的条件下工作，是一种较为精密的重型机械。它的制造和发展涉及到许多工业部门和科学领域，如高强度耐热合金钢的研制，优质的大型锻铸件的供给，高效长叶片的设计和研制，在加工制造中，新工艺新技术的应用等。因此，汽轮机制造业的发展是反映国家工业技术发展水平的标志之一。目前，我国的汽轮机制造业还比较落后，还需要继续努力发展，将我国的

15、汽轮机设计、制造水平提局上去。1.2电站高参数大容量汽轮机技术研究和国内外发展现状随着我国工农业的日益发展，电力工业对汽轮机制造业提出的要求不断提高，汽轮机向大容量、高参数、低污染、高可靠性、负荷适应性高、自动化程度高、安全、经济方向发展。现代大型汽轮机一般都采用级数多、多汽缸、多排汽的结构；汽缸采用内、外双层或者多层缸的结构。汽轮机设计必须选择合理的热力循环，汽轮机的通流部分应有良好的热力和气动特性，汽轮机主、辅机及其主要零件应具有满意的强度和振动特性，良好的自动调节性能以及合理的制造工艺。现在国内外电站汽轮机的技术不断发展，其发展的趋势:是:1增大单机功率，提高蒸汽初参数，改良汽轮机的通流

16、设计，优化中间再热和给水回热系统，以提高汽轮机的热经济性;2发展大型热电联产机组和燃气一蒸汽联合循环机组，以提高一次能源的利用率；3开发电脑和电子元器件为基础的汽轮机自动控制系统，以提高汽轮机控制的自动化水平；4采用先进的加工制造设备和工艺，按标准化的质管要求确保产品质量，提高机组的可靠性和可利用率。汽轮机的末机长叶片一直是提高汽轮机效率的研究方向。国内外的汽轮机制造厂商在长叶片的设计研究中采用了一系列气动及强度振动方面的最新技术成果。在长叶片设计中主要的新技术有：1三元气动理论的设计方法，应用可控涡流型，提高反动度分布，减少二次流损失，改善出口流场的均匀性，减少排汽损失和漏气损失；2应用ca

17、d软件进行叶型设计，保证其能满足气动参数的要求;3跨音速叶栅的设计，采用直线背弧以减少叶型的激波损失；4新的动强度考核准则，对高阶振型的安全性作出评估。1.3本课题设计意义本课题设计了一台300mw的中间再热式汽轮机，在设计过程中我参考了以前的设计数据，同时参考了当前汽轮机的最新进展。针对当前节能减排的要求，对低压缸的末几级叶片采用技术成熟的长叶片，从而尽量提高汽轮机的一次能源利用效率。在设计的过程中防止了同类型机组给水回热系统的缺点，优化了给水回热系统。通过对本课题的设计，使我加深了对汽轮机原理的认识，也熟悉了整台汽轮机的设计过程，为我以后的创新打下了良好的基础。虽然这次的毕业设计课题比较传

18、统，汽轮机设计的方法是不变的。同时通过本课题的设计也让我了解到了当前国内外汽轮机的发展现状。1.4论文研究内容本论文主要设计了300mw双缸双排汽，高中压缸合缸，低压缸双流程的反动凝汽式汽轮机，目前在国内是主流的汽轮机机型。本机组的特点是采用一次中间再热提高机组的发电效率；通过八级抽汽加热给水提高给水温度，从而提高机组的效率。本机组在设，汽轮机机组的绝对电效率是45.25%。故本机组在设计上是安全、经济的。本机是300mw双缶工双排汽反动凝汽式汽轮机设计，主要包括以下内容：1透平机械的热力计算；3汽轮机热力系统设计；4总体结构设计。其中，热力计算主要计算各缸的粉降和加热器抽汽点参数；热力系统设

19、计通流部分主要完成叶片尺寸的计算和校核；热力系统设计部分对整机的热力系统进行了粗略的设计，涉及主蒸汽及再热系统、回热系统等；总体结构设计则对汽轮机各部件的选材、选型等进行了分析。因此，根据这些部分的设计和计算，可以确定型汽轮机各部分的几何尺寸及其他额定工况下的气动参数和热力计算。完成本毕业设计题目关于n300-16.7/537/537汽轮机的热力系统设计和结构设计的要求。n300型汽轮机采用一次中间再热，也就是新蒸汽经高压缸做功后，再放回到锅炉中，加热后，再进入中压缸在额定工况下，高压缸排汽压力为3.62mpa,温度为347C，经再热器后压力降为3.26mpu,温度升高到537C,回到汽轮机中

20、压缸继续做功。采用中间再热后可降低低压缸末级排汽温度减轻末级叶片水蚀程度，为提高蒸汽初压创造了条件，从而可提高机组内效率，热效率和运行可靠性。在同样的初参数条件下，再热机组一般比非再热机组的热效率提高4%左右。而且由于末级蒸汽湿度较非再热机组大大降低，因此，对阻止汽轮机组低压末级叶片水蚀特别有利，提高了机组的可靠性，但采用中间再热后，将使制造复杂，成本升高。本30mw汽轮机的通流部分由高、中、低三部分组成，共有35级,除高压调节级为冲动级外，其中34级均为反动级。高压部分有1个单列调节级和11个压力级；中压部分有9个压力级；低压部分为两分流式，每一分流有7个压力级，两个分流对置在低压缶工中。通

21、流部分的详细计算可参照附表格。本机组可以参加一次调频，调节系统的速度变动率、缓慢率等性能良好。机组全甩负荷时能维持空转，本机组还装备了各种保安设施。本300mw汽轮机完成了毕业设计中要求的热力系统设计和结构设计。而且按照现代汽轮机的发展要求，到达了良好的安全性和经济性。具体设计请参照相关章节。【篇三：300mw汽轮机毕业设计论文_secret】目录1绪论11.1汽轮机简介11.2电站高参数大容量汽轮机技术研究和国内外发展现状11.3本课题设计意义21.4论文研究内容.22热力系统设计42.1机组的主要技术标准42.2给水回热加热系统及设备52.2.1给水回热级数和给水温度的选取62.2.2回热

22、加热器形式确定72.2.3热力系统的热力计算83通流部分设计153.1透平的直径及级数确定调节级除外153.1.1选定汽缸和排汽口数153.1.2确定第一压力级平均直径和末级直径153.1.3确定高压缸压力级的平均直径，速比和粉降的变化规律163.2高压缶政含降分配183.3中低压缸的级数确定和各级粉降的分配193.4详细计算高压缸第一压力级203.4.1高压缸第一压力级计算过程203.4.2高压缸第一压力级速度三角形233.5各压力级详细计算表格233.5.1调节级详细热力计算表格233.5.2高压缸末级详细计算表格273.5.3中压缸第一压力级详细计算表格303.5.4中压缸末级详细计算表

23、格333.5.5低压缸第一压力级详细计算表格363.5.6低压缶工末级详细计算表格393.6调节级、高压缸第一压力级、末级速度三角形图424汽轮机结构设计434.1热力系统设计.434.1.1主蒸汽及再热蒸汽系统434.1.2给水回热系统444.2汽轮机本体结构设计454.2.1蒸汽流程454.2.2高中压阀门464.2.3汽缸结构464.2.4转子结构484.2.5联轴器.494.2.6叶片结构494.2.7静叶环和静叶持环504.2.8轴承和轴承座：514.2.9汽封及汽封套514.3调节保护系统deh514.4供油系统52结论53参考文献54致谢551绪论1.1汽轮机简介汽轮机是以水蒸气

24、为工质，将热能转变为机械能的外燃高速旋转式原动机。它具有单机功率大、效率高、运转平稳、单位功率制造成本低和使用寿命长等优点。汽轮机是现代化国家中重要的动力机械设备。汽轮机设备是火电厂的三大主要设备之一，汽轮机设备及系统包括汽轮机本体、调节保安油系统、辅助设备及热力系统等。汽轮机本体是由汽轮机的转动部分转子和固定部分静子组成，调节保安油系统主要包括调节气阀、调速器、调速传动机构、主油泵、油箱、安全保护装置等；辅助设备主要包括凝汽器、抽气器、高低压加热器、除氧器、给水泵、凝结水泵、凝升泵、循环水泵等；热力系统主要指主蒸汽系统、再热蒸汽系统、旁路系统、凝汽系统、给水回热系统、给水除氧系统等。汽轮机是

25、现代火力发电厂应用最广泛的动力机械，并且通常在高温、高压和高转速的条件下工作，是一种较为精密的重型机械。它的制造和发展涉及到许多工业部门和科学领域，如高强度耐热合金钢的研制，优质的大型锻铸件的供给，高效长叶片的设计和研制，在加工制造中，新工艺新技术的应用等。因此，汽轮机制造业的发展是反映国家工业技术发展水平的标志之一。目前，我国的汽轮机制造业还比较落后，还需要继续努力发展，将我国的汽轮机设计、制造水平提高上去。1.2电站高参数大容量汽轮机技术研究和国内外发展现状随着我国工农业的日益发展，电力工业对汽轮机制造业提出的要求不断提高，汽轮机向大容量、高参数、低污染、高可靠性、负荷适应性高、自动化程度

26、高、安全、经济方向发展。现代大型汽轮机一般都采用级数多、多汽缸、多排汽的结构；汽缸采用内、外双层或者多层缸的结构。汽轮机设计必须选择合理的热力循环，汽轮机的通流部分应有良好的热力和气动特性，汽轮机主、辅机及其主要零件应具有满意的强度和振动特性，良好的自动调节性能以及合理的制造工艺。现在国内外电站汽轮机的技术不断发展，其发展的趋势:是:1增大单机功率，提高蒸汽初参数，改良汽轮机的通流设计，优化中间再热和给水回热系统，以提高汽轮机的热经济性；2发展大型热电联产机组和燃气一蒸汽联合循环机组，以提高一次能源的利用率；3开发电脑和电子元器件为基础的汽轮机自动控制系统，以提高汽轮机控制的自动化水平；4采用

27、先进的加工制造设备和工艺，按标准化的质管要求确保产品质量，提高机组的可靠性和可利用率。汽轮机的末机长叶片一直是提高汽轮机效率的研究方向。国内外的汽轮机制造厂商在长叶片的设计研究中采用了一系列气动及强度振动方面的最新技术成果。在长叶片设计中主要的新技术有：1三元气动理论的设计方法，应用可控涡流型，提高反动度分布，减少二次流损失，改善出口流场的均匀性，减少排汽损失和漏气损失；2应用cad软件进行叶型设计，保证其能满足气动参数的要求;3跨音速叶栅的设计，采用直线背弧以减少叶型的激波损失；4新的动强度考核准则，对高阶振型的安全性作出评估。1.3本课题设计意义本课题设计了一台300mw的中间再热式汽轮机

28、，在设计过程中我参考了以前的设计数据，同时参考了当前汽轮机的最新进展。针对当前节能减排的要求，对低压缸的末几级叶片采用技术成熟的长叶片，从而尽量提高汽轮机的一次能源利用效率。在设计的过程中防止了同类型机组给水回热系统的缺点，优化了给水回热系统。通过对本课题的设计，使我加深了对汽轮机原理的认识，也熟悉了整台汽轮机的设计过程，为我以后的创新打下了良好的基础。虽然这次的毕业设计课题比较传统，汽轮机设计的方法是不变的。同时通过本课题的设计也让我了解到了当前国内外汽轮机的发展现状。1.4论文研究内容本论文主要设计了300mw双缸双排汽，高中压缸合缸，低压缸双流程的反动凝汽式汽轮机，目前在国内是主流的汽轮机机型。本机组的特点是采用