汽轮机在变工况下工作课件

1第四节汽轮机的调节方式和调节级的变动工况

发电机出线端功率为：调节方式有：从结构上：节流调节、喷嘴调节、旁通调节；从运行上：定压调节、滑压调节。一，节流调节1，定义：进入汽轮机蒸汽经过一（或几个）同时启闭的阀门，如图3-8、9所示。23，节流调节的效率蒸汽经节流之后，焓值不变压力降低（降到），节流后的内效率为：

(3－25)式中，——通流部分的相对内效率；

——调节阀的节流效率，为部分开启和全开时理想焓降之比。节流效率曲线（图3－10）（根据曲线分析）2，节流调节的热力过程曲线（图3－9）；34，特点：1）机组在低负荷时调节汽门中节流损失较大，使扣除进汽机构节流损失后的理想比焓降减小得较多。（节流效率ηth

）2）没有调节级，结构比较简单；3）在工况变动时，各级比焓降变化不大，同时级前温度变化也较小。4二，喷管调节与调节级的变工况

（一）喷管调节的特点第一级喷管分为若干组，每一组各由一个调节阀控制，运行中，调节阀前的主汽阀全开；负荷变化，依次开或关若干个调节阀，改变通流面积，以控制进汽量；任一工况下，只有部分蒸汽受到节流作用，经济性高于节流调节；第一级即调节级，调节级总是部分进汽。5（二）调节级的变工况假设：（1）级的反动度＝0，且在各种工况下保持不变；（2）全开阀后的压力不随流量的增加而降低；（3）各调节阀的开关无重叠度；（4）调节级后压力与蒸汽流量成正比，不受调节级后温度变化的影响。61.调节级后的混合比焓值和内效率（1）调节级的热力过程曲线

在某一工况下，第一、二阀全开，阀后压力为=；第三阀部分开启，阀后压力为

<(因有节流)；两全开阀的调节级热力过程曲线如0’2’，理想焓降==，有效焓降为=，终焓为；部分开启阀的调节级热力过程曲线如0”2”，理想焓降，有效焓降为，终焓为。调节级后压力为=，混合后的焓值为。3142G7内效率（2）调节级的内效率和流量计算：根据热力过程曲线，由热平衡方程得混合后焓值因此，为了求得调节级在变工况下的内效率，必须先确定各调节阀的流量、阀后压力、调节级后汽室压力。8P0P1P2P3P4P5P6G调节级第二级第一级2.调节级的变工况曲线（Ⅰ）简化的调节级压力与流量关系调节级后压力随总流量的关系，对凝汽式汽机有级组……级组92.调节级的变工况曲线（Ⅰ）简化的调节级压力与流量关系图（a）中OE曲线表示调节级后压力随总流量的关系曲线图（b）是通过调节阀的流量与总流量关系曲线第一阀开启过程：当开度L1=0~1时，（1）阀后（喷嘴组1前）压力=0~1.0，如曲线0-3所示；（2）喷嘴组1的临界压力：=0.546，曲线0-a；（3）喷嘴组1后的压力（）/，曲线“0-2”；（4）通过喷嘴组1的流量为临界流量，如AB所示，其后为BCD；7第二阀开启过程：当开度L2=0~1.0时，（1）阀后（喷嘴组前）压力=从2开始，

如“2－4”，因为喷嘴相通。（2）阀2的临界压力：如r-s-b所示；（3）喷嘴组2后的压力如2-s-7所示；其中，点s之前，>，流量为亚临界，点s之后，<，流量为临界。（4）通过喷嘴组的流量：如BB’C’D’所示。107第三阀开启过程：当开度L3=0~1.0时(1）阀后（喷嘴组前）压力，如7-5-6’;（2）流量变化曲线B′-B″-D″第四阀开启过程：L4=0~1.0时，（1）阀后（喷嘴组前）压力线为8－6；（2）流量变化曲线B″－11712调节级的焓降变化：随流量增加，压差逐渐减少，焓降也逐渐减少。相反，则压差和焓降也是逐渐增加的。特别是第一调节阀全开而第二阀还未开启时，焓降最大，压差最大，是调节级的最危险工况。12hsh0t0p0p’0p2p213调节级的焓降变化：特别是第一调节阀全开而第二阀还未开启时，焓降最大，压差最大，是调节级的最危险工况。调节级最危险工况：第一调节汽门全开，其他调节汽门全关。当只有在上述情况下，不仅⊿htI最大，而且，流过第一喷嘴组的流量是第一喷嘴前压力等于调节汽门全开时第一级前压力情况下的临界流量，是第一喷嘴的最大流量，这段流量集中在第一喷嘴后的少数动叶上，使每片动叶分摊的蒸汽流量最大。动叶的蒸汽作用力正比于流量和比焓降之积，因此此时调节级受力最大，是最危险工况。1314（Ⅱ）调节级的实际压力与流量的关系(1)实际上调节级后温度t2随流量变化而变化(2)实际上调节级有反动度(3)调节汽门均有重叠度(4)实际上流量不断增大时，自动主汽门、调节汽门和导管等处的节流损失增大，从而使全开调节汽门后的压力p'01略低于p'0，成为一根向右下倾斜的曲线.注意：调节级后的变化较大，不能忽略，在计算时应修正；15调节级的效率曲线：在前面的讨论中，就可以求得任意流量下通过各阀的流量、阀后压力、级后压力、各组喷嘴的焓降。这样就可以求得整个调节级的效率。如图3—15所示的效率曲线0-a-b-c-d，曲线呈波折状。原因在于各阀在开启过程中有节流存在。163.调节级变工况的近似计算据假设条件，级后压力也是喷管后压力，因此不同工况下通过调节级任一喷管组的流量为

－－流量比、－－主汽阀前的蒸汽参数、－－该喷管组的级前蒸汽参数上式可写成(3－28)17实际调节级：反动度不为零，且随工况而变化；喷管后p1不等于级后p2。实际计算：常用级压比代替喷管压比(3－29)

－－流量比－－系数

分析：式（3－28）符合调节级的各项假设，μi具有通用性式（3－29）中μi取决于不同工况下级内反动度18三、滑压调节1，滑压调节：

定义：汽轮机所有调节阀全开，随负荷的改变，调整锅炉燃烧量和给水量，改变锅炉出口蒸汽压力（汽温不变），以适应汽轮机负荷的变化。

峰谷差问题；电网调峰：抽水蓄能，火电。而火电调峰办法：（1）低负荷运行；（2）两班制启停。2，滑压运行：

对于调峰机组，启停频繁，负荷变化大。为了适应这一特点，通常采用滑压运行。根据外界负荷变化情况，调整燃烧量和给水压力，使锅炉出口蒸汽压力变化，而温度不变。汽轮机调节阀全开，没有节流损失。193，滑压运行的特点：（1）提高了部分负荷下的经济性：调节阀全开，无节流损失；变速给水泵，减少厂用电；提高了末级的干度，减少了湿汽损失；（2）提高了机组运行的可靠性和负荷的适应性。（3）高负荷区滑压调节不经济204，滑压运行的方式：（1）纯滑压运行：纯滑压运行汽轮机不需要调节级，负荷调节存在滞后现象。（2）节流滑压运行：机组稳定运行时，调节阀有一定余量。节流滑压运行汽轮机也不需要调节级。这种调节方式的缺点是节流调节汽门中有节流损失。汽轮机采用喷嘴配汽，高负荷区域内进行定压运行，用启闭调节汽门来调节负荷，汽轮机组初压较高，循环热效率较高，且负荷偏离设计值不远，相对内效率也较高。（3）复合滑压运行：较低负荷区域内，仅全关最后一个、两个或三个调节汽门，进行滑压运行，这时没有部分开启汽门，节流损失相对最小，全机相对内效率接近设计值，负荷急剧增减时，可启闭调节汽门进行应急调节。低负荷时，采用定压调节。某凝汽式汽轮机采用喷嘴调节方式，其流量由设计工况增加，排汽压力近似不变，请定性填写下表（只需填写增、减、基本不变）P2/p0⊿htxaΩmηi调节级增减增增减中间级不变不变不变不变不变末几级减增减减减23本小节课程的主要任务具体学习:汽轮机的功率与汽耗量的关系、凝汽式汽轮机工况图。要求掌握：掌握汽轮机工况图、汽耗微增率。难点：汽轮机工况图。24第五节凝汽式汽轮机的工况图工况图：汽轮机功率与汽耗量的关系曲线——汽耗特性。一、汽轮机的功率与汽耗量的关系而汽轮机的功率可分为两部分(3－30)25而汽轮机的内效率等于汽轮机通流部分的内效率与节流效率的乘积，式（3－30）可写成：空载汽耗量汽耗微增率(3－31)(3－32)26二、凝汽式汽轮机工况图1、节流调节汽轮机的工况图:汽轮机汽耗量与电功率的关系曲线称为工况图图3—18表示汽轮机D、d、与功率Pel的关系：随着Pel增加，D、效率增加，汽耗率d减少，空载汽耗量不变。D—近似直线。272、喷嘴调节凝汽式汽轮机的工况图

（1）工况图：如下图所示。由于喷嘴调节汽轮机的效率曲线呈波折形，所以汽耗率和电效率曲线也呈波折形。试验证明，汽耗量与功率的关系近似为一直线（ABC）。其中B点对应额定负荷，BC为过负荷。28（2）汽耗特性方程：当功率小于经济功率时，当功率大于经济功率时，式中，——过负荷时的汽耗微增率。当大于额定负荷时，下降，>。29三、汽轮机调节方式的比较（1）节流调节汽轮机在最大工况下具有最好的经济性。调节阀全开，几乎无节流损失；但在经济功率和部分负荷下，由于节流损失较大，经济性较差。（2）喷管调节汽轮机在经济功率下经济性较好，过负荷工况或部分负荷工况下经济性有所降低，但下降程度较平缓。30四，蒸汽量调节方式的比较和选择：喷嘴配汽汽轮机不论定压运行还是滑压运行，既可承担基本负荷，又可用于调峰。定压运行的背压式和调节抽汽式汽轮机宜采用喷嘴配汽方式，以减少节流损失。内容总结1。——调节阀的节流效率，为部分开启和全开时理想焓降之比。1）机组在低负荷时调节汽门中节流损失较大，使扣除进汽机构节流损失后的理想比焓降减小得较多。（2）全开阀后的压力不随流量的增加而降低。两全开阀的调节级热力过程曲线如0’2’，。部分开启阀的调节级热力过程曲线如0”2”，