汽轮机设备教学课件下载-样章

1、汽轮机设备教学课件下载-样章.ppt第二章 多级汽轮机 第一节 多级汽轮机的工作特点 第二节 多级汽轮机的损失及其装置的效率和热 经济指标第三节 多级汽轮机的轴向推力 第二章 多级汽轮机第一节 多级汽轮机的工作特点引言 单级汽轮机增大圆周速度和蒸汽流量都受到材料强度的限制，因此增大汽轮机的功率和保证高效率唯一的途径，就是采用多级汽轮机。 组成：由工作压力上下顺序排列的假设干级组成。 种类：多级冲动式汽轮机 多级反动式汽轮机多级汽轮机的热力过程 一、多级汽轮机的特点 一多级汽轮机的优越性 1、多级汽轮机的循环热效率大大提高 2、多级汽轮机的相对内效率明显提高 3、多级汽轮机单位功率的投资大大减小

2、 二多级汽轮机存在的问题 1增加了一些附加的能量损失，如级间漏汽损失、湿汽损失等。 2由于级数多，相应地增加了机组的长度 和质量。 3由于新蒸汽和再热蒸汽温度的提高，多 极汽轮机高中压缸前面假设干级的工作温度较高， 故对零部件的金属材料要求高。 4级数增加，零部件增多，使多级汽轮机 的结构更为复杂。 二、多级汽轮机的余速利用 2、余速利用对整机效率的影响 整机热力过程线左移，整个过程的熵增减小，效率提高。 3、实现余速利用的条件 1相邻两级的局部进汽度相同。 2相邻两级的通流局部过渡平滑。 3相邻两级之间的轴向间隙要小，流量变化不大。 4前一级的排汽角2应与后一级喷管的进汽角0g一致。 三、多

3、级汽轮机的重热现象 重热现象：在汽轮机中，前级的损失在后面各级中还能局部地得到利用，这种现象称为多级汽轮机的重热现象。 结论：由于重热现象，使多级汽轮机内 的效率大于各级的平均内效率。重热系数越大，多级汽轮机的内 效率就越高。四、多级汽轮机各级段的工作特点 1、高压段：在多级汽轮机的的高压段，工作蒸汽的压力、温度很高，比体积较小。 2、低压段：蒸汽的容积流量很大。 3、中压段：介于高压段和低压段之间。 第二节 多级汽轮机的损失及其 装置的效率和热经济指标 一、多级汽轮机的损失 损失分类： 1、 外部损失：不直接影响蒸汽状态的损失。 2、 内部损失：直接影响蒸汽状态的损失。 一外部损失 1、 机

4、械损失：汽机运行时，克服支持轴承和 推力轴承的摩擦阻力，带动主油泵、调速器等消 耗一局部有用功造成的损失。 外部漏汽损失 产生原因： 汽轮机的主轴在穿出汽缸两端时，为了 防止动静局部的摩擦，总要留有一定的 间隙，又由于汽缸内外存在着压差，那么 必然会使高压端有一局部蒸汽向外漏出， 这局部蒸汽不作功，因而造成了能量损 失 。 在处于真空状态下的低压端会有一局部 空气从外向里漏入而破坏真空，增大抽 气器的负担。 防止漏汽的措施： 安装齿形汽封 原理：齿形汽封能够尽量地减少漏汽间隙，并能有效地降低漏汽速度。 安装轴封系统 正压轴封：装在汽侧压力高于外界大气压处的汽封。 作用：在正常负压下减少汽轮机内

5、高压蒸汽向外的漏汽量。 负压轴封：装在汽侧压力低于外界大气压处的汽封。 作用：防止外界空气漏入汽缸。 轴封系统：汽轮机各汽缸端部的轴封及其之间相连接的管道和附属设备，称为汽轮机的轴封系统上海汽轮机厂300MW汽轮机轴封系统。 自密封轴封系统：在机组正常运行时，靠高中压缸两端轴封漏汽为低压端轴封的供汽，不需要另供轴封用汽的系统。 二内部损失 1、汽轮机进汽机构的节流损失 定义：由于节流作用引起的焓降损失称为进汽机构中的节流损失。 2、排汽管中的压力损失 定义：由于排汽管压力损失而引起的汽轮机整机理想焓降的减少。 3、中间再热管道的压力损失考虑进排汽机构中损失的热力过程曲线，如图2-6二、 汽轮机

6、及其装置的效率一相对效率汽轮机的相对内效率 理想焓降 理想功率 内功率 汽轮机的相对有效效率 机械效率 相对内效率 汽轮发电机组的相对电效率 电功率 发电机效率 相对有效效率 二绝对效率 1、绝对效率 定义：以汽轮发电机组不同的功率作为输出能量所得到的一组效率称为绝对效率。 2、循环热效率 3、绝对电效率三、汽轮发电机组的经济指标一汽耗率 定义：汽轮发电机组每发1kwh的电所消耗的蒸汽量。 符号：d 单位： 二热耗率 定义：汽轮发电机组每发1kwh的电所消耗 的热量。 符号：q 单位： 对于中间再热机组： 汽轮机总进汽量，kg/h 再热蒸汽量，kg/h 再热蒸汽热段焓和冷段焓,kJ/kg 汽轮

7、发电机组各种效率及经济指标的大致范围四、汽轮机的极限功率和提高单机功率的途径一汽轮机的极限功率 定义： 指在一定的蒸汽初终参数和转速下，单排汽口凝汽式汽轮机所能获得的最大功率。 从国产30MW双排汽、600MW四排汽与进口360MW双排汽亚临界一次中间再热汽轮机了解到， 汽轮机的极限功率可达150180MW。 二提高单机功率的途径 1、 增大末级叶片轴向面积； 2、 采用高强度、低密度材料，可使末级叶片高大 大增加； 3、 增加单机功率的最有效措施是增加汽轮机的排汽口； 4、 采用低转速，如转速降低一半。 第三节 多级汽轮机的轴向推力一、概念 蒸汽在轴流式多级汽轮机的通流局部膨胀作功时，除了对

8、转子作用一个轮周力对外作功之外，还作用一个使转子由高压端向低压端移动的轴向力，这个力称为轴向推力。二、轴向推力产生的原因 1、作用在动叶片上的轴向推力FzlFzl=G(c1sin1 - c2sin2) +dblb(p1- p2) 在冲动级中，汽流的向分速度通常变化不大，故可略去上式中的第一项，而且一般情况下mp。 对于局部进汽的冲动级，其轴向推力假设是双列速度级，那么两列动叶上的轴向推力应分别计算，之后相加。所以为了计算方便和平安起见，一般用m (p 0 p2) 代替(p1-p2)，因此，上式变为Fzldblbm(p0-p2) 2、作用在叶轮轮面上的轴向推力Fz2 当叶轮两侧轮毂直径相等，即d

9、1=d2=d时。那么 对于 局部进汽的级，由于不进汽的动叶所受的压力差也为pd-p2，因此，在 Fz2 的计算式中应增加 (1-e)dblb(pd-p2) 一项。 3、作用在轮毂上或转子凸肩上的轴向推力FZ3对于反动式汽轮机，动叶设置在轮毂上，故只计算轮毂上的轴向推力。 式中，d1、d2对应计算面上的内径和外径； Px对应计算面上的静压力。4、作用在轴封凸肩上的轴向推力FZ4 式中 dp轴封凸肩的直径， m；h凸肩的高度，m；n凸肩的数目。pi 任一凸肩两侧的压力差，假设Z个齿隙的压力降相等，那么(2-29) 对于齿形轴封，其齿数Z2n，那么式2-29可写成 FZ4=0.5dph(p0-pd)

10、 对于平齿轴封，由于凸肩高度h=0,故FZ4=0。 运用上面的公式，将转子上各侧的轴向推力计算出来以后，再将它们都叠加起来，就得出整个转子的轴向推力FZ，即 Fz=Fz1+Fz2+Fz3+Fz4 实际上Fz3 和Fz4的值相对于Fz来说是很小的,故可以不计算。 三、多级汽轮机轴向推力的平衡方法 常见的平衡措施有以下几种：1、设置平衡活塞 如图 2-9 所示，就是将高压轴封套的直径 dx 加大。由于平衡活塞上装有齿形轴封，所以使蒸汽压力由活塞高压侧的压力 p1 降低到低压侧的 p2 。这样，在平衡活塞两侧压差p1-pX的作用下，产生一个方向与轴向推力相反的力，从而平衡了一局部轴向推力。2、采用具有平衡孔的叶轮 平衡孔用于减少叶轮两侧的压差，以减少转子的轴向推力，特别是对叶轮两侧压差较大的高压级叶轮常采用这种方法。3、采用相反流动的布置 如果汽轮机是多缸的，那么可适当布置汽缸，使不同汽缸的汽流作相反方向流动，这样不同方向的汽流所引起的轴向推力方向相反，可相互抵消一局部。 在反动式汽轮机中也应充分利用汽缸或级组对置排列来减少轴向推力。 对于反动式汽轮机，由于其动叶前后压差比冲动式汽轮机大，所以它的轴向推力也比同类型冲动式汽轮机要大得多，为减小其轴向推力，反动式汽轮机毫无例外地采用转鼓和平衡活塞，活塞直径和前轴封漏汽量也比冲动式汽轮机大。 此外，在反动式汽轮机中也应充