项目2 任务2.8汽轮机级的某些结构因素对效率的影响

授课教师：陈江涛项目二汽轮机级的工作原理任务2.8汽轮机级的某些结构因素对效率的影响第一部分/盖度第二部分/动静叶之间的轴向间隙CONTENTS目录第三部分/径向间隙第四部分/叶片宽度第五部分/平衡孔第六部分/拉筋有重要影响，故设计时必须合理地加以确定，以提级内某些结构因素对汽轮机运行的安全性和经济性经济性和安全性。盖度第一部分盖度4盖度是指动叶栅的进口高度lb’超过喷嘴出口高度ln

的那部分叶高，用Δ

表示，即Δt称为顶部盖度Δr

称为根部盖度

Δ=lb’-ln=Δt

+Δr盖度5防止由于制造和装配上的误差，使动静叶错位而造成喷嘴出口汽流撞击在围带和叶根上，产生额外的损失。如果盖度太大，将使汽流突然膨胀，以致在动叶顶部和根部产生很大的径向分速度，形成旋涡，降低级的效率，盖度的采用能适应汽流径向扩散的要求，使汽流较好地进入动叶通道，减少叶顶漏汽损失；因此应有一个最佳盖度。一方面另一方面但是盖度6在一定速比下盖度对级效率的影响当没有径向汽封时，盖度增加使叶顶漏汽损失减小，级效率显著提高，装有径向汽封时，盖度对级效率的影响已不明显。如图所示1-有径向汽封2-无径向汽封盖度7顶部盖度要大于根部盖度，这是因为离心力的作用，汽流被压向顶部，所以必须有较大的盖度。动静叶之间的轴向间隙第二部分动静叶之间的轴向间隙9动叶顶部轴向和径向间隙示意图为防止动静摩擦，动叶和静叶、动叶和持环之间必然有轴向间隙和径向间隙，如图所示。δ=δ1+δ2+δzδ:总的轴向间隙δ1:喷嘴的闭式轴向间隙δz:开式轴向间隙δ2:动叶的闭式轴向间隙动静叶之间的轴向间隙10故应从安全、经济两方面考虑确定开式轴向间隙的取值，一般取1.5～2.0mm。对调峰机组或热胀差较大的机组，取得稍大些，有些机组低压缸中甚至达7～8mm。从减小叶顶漏汽损失和缩短机组轴向长度来看，开式轴向间隙取得越小越好，但考虑到机组在启停和变工况运行时动静部分要发生热膨胀，如取得太小，有可能使动静之间发生摩擦，从但故动静叶之间的轴向间隙11因此，δ1

和

δ2有一个较佳的范围。闭式轴向间隙

δ1

和

δ2

的增大对级效率的影响使喷嘴出汽边到动叶进汽边之间的轴向距离增大，可减小喷嘴出口尾迹的影响，从而使动叶进口的汽流趋于均匀，这有利于级效率的改善；使汽流运动的距离增长，因而增加了汽流与汽道上下端面之间的摩擦，这不利于级效率的提高。一方面另一方面径向间隙第三部分径向间隙13

隔板汽封凹槽示意图从减小漏汽角度看，径向间隙越小越好，在叶顶加装围带和径向汽封可显著地减小叶顶漏汽。但从机组振动和热膨胀看，也不能取的太小。12叶片宽度第四部分因此存在一个最佳宽度。一般设计时，根据叶片强度的估算，选择一档合理的叶片宽度。叶片宽度增大，将增大端部损失，对较短叶片级的影响更大，所以采用窄叶片是有利的，但是叶片宽度减小，将使叶片强度减弱，同时在汽道表面粗糙度相同的情况下，叶片宽度减小，雷诺数也随之减小，导致叶型能量损失显著增加，叶片宽度15平衡孔第五部分平衡孔隔板漏汽量变化时平衡孔对级效率的影响平衡孔18当叶根反动度过大或过小时，平衡孔会使叶根的漏汽或吸汽损失增大，致使级效率降低。在叶轮轮面上开设平衡孔主要是为了减小轴向推力。此外，平衡孔对级效率的影响还与隔板漏汽量有关。1-无平衡孔，2-有平衡孔拉筋第六部分拉筋拉筋21单排拉筋使级效率降低约1％～2％，椭圆拉筋可以改善动叶后速度场的不均匀性，减小级效率的降低。多排拉筋的相互作用对汽流会产生更不利的影响，所造成的损失可能超过各单排之和，所以应尽量避免采用装设拉筋来调频。综上所述，在进行级的热力设计时，不仅应进行级的热力计算，而且还必须对各种结构因素的影响加以综合考虑，这样才能使设计的汽轮机既安