项目3 任务3 (1).1多级汽轮机的工作特点

授课教师：陈江涛项目三多级汽轮机任务3.1多级汽轮机的工作特点34501为了满足电力生产日益增长的需要，世界各国都在生产大功率、高效率的汽轮发电机组。要想增大汽轮机的功率，则应增加汽轮机的理想焓降和蒸汽流量。若仍设计成单级汽轮机，则理想焓降增加，将使喷嘴出口速度相应增大，为了保持汽轮机级在最佳速比范围内工作，就必须相应地增加级的圆周速度，而增大圆周速度要受到叶轮和叶片材料强度条件的限制，所以焓降不能无限制地增加；增加级的蒸汽流量，则要增加级通流面积，即增大级的平均直径或叶片高度，同样将受到材料强度的限制。NO:102因此要增大汽轮机功率、又要保证高效率唯一的途径，就是采用多级汽轮机，其中每一级只利用总焓降的一小部分NO:26多级汽轮机是由按工作压力高低顺序排列的若干级组成的，常见的多级汽轮机有两种，即多级冲动式汽轮机和多级反动式汽轮机。第一部分蒸汽进入汽轮机后依次通过各级膨胀作功，压力逐级降低，比体积则不断增大，尤其当压力较低而又进入饱和区后，比体积增加得更快。因此，为了使逐级增大的体积流量顺利通过各级，各级通流面积必须相应逐级扩大，形成向低压部分逐渐扩张的通流部分。第二部分7多级汽轮机的过程线如下图所示汽轮机的相对内效率为：第一部分PARTONE多级汽轮机的优越性第二部分PARTTWO多级汽轮机存在的问题第三部分PARTTHREE多级汽轮机的余速利用CONTENTS目录第四部分PARTFOUR多级汽轮机的重热现象第五部分PARTFIVE多级汽轮机各级段的工作特点多级汽轮机的优越性第一部分多级汽轮机的优越性101多级汽轮机的循环热效率大大提高多级汽轮机的焓降比单级汽轮机增大很多，可以采用较高的进汽参数和较低的排汽参数，还可以采用回热循环和再热循环，从而大大提高了机组的循环热效率。优越性多级汽轮机的优越性1101多级汽轮机每一级承担的焓降不必很大,可以保证各级都在最佳速比附近工作02余速动能可以全部或部分被下一级利用03可以采用减缩喷嘴04可适当增加叶珊高度，减小叶珊的端部损失05多级汽轮机具有重热现场多级汽轮机的相对内效率明显提高

2多级汽轮机的优越性12多级汽轮机的单机功率可远远大于单级汽轮机，因而使单位功率汽轮机组的造价、材料消耗和占地面积都比单级汽轮机大大减小，容量越大的机组减小得越多3多级汽轮机单位功率的投资大大减小多级汽轮机存在的问题第二部分多级汽轮机存在的问题14问题problem01020304增加了一些附加的能量损失，如隔板漏汽损失、湿汽损失等。由于级数多，相应地增加了机组的长度和质量由于新蒸汽和再热蒸汽温度的提高，多级汽轮机高中压缸前面若干级的工作温度较高，故对零部件的金属材料要求高了由于级数增加，零部件增多，使多级汽轮机的结构更为复杂。总之，多级汽轮机的优越性远大于其存在的不足，故在工业中得到了广泛的应用多级汽轮机的余速利用第三部分多级汽轮机的余速利用16在多级汽轮机中，上一级的排汽就是下一级的进汽，当叶型选择及结构布置合理时，上一级排汽的余速动能可以全部或部分地作为下一级的进汽动能而被利用。余速利用对整机热力过程线的影响多级汽轮机的余速利用172.余速利整机效率的影响1.余速利用对级效率的影响从热力过程线可以看出：余速利用后整机热力过程线左移，整个过程的熵增减小，效率提高通过对热力过程线分析可得：本级余速被下一级利用后，可以提高本级的内效率多级汽轮机的余速利用18No:1No:2No:3NO:4相邻两级的部分进汽度相同相邻两级的通流部分过渡平滑相邻两级的轴向间隙要小，流量变化不大前一级的排汽角应与后一级喷嘴的进汽角一致综上所述，多级汽轮机的中间级基本上都能充分地利用前一级的余速动能，所以在设计时就不一定要求每一级都轴向排汽，而可以在直径、转速不变的条件下采用比较小的速比来增加每一级可承担的焓降，使总的级数减小3实现余速利用的条件多级汽轮机的重热现象第四部分多级汽轮机的重热现象20在多级汽轮机中，由于损失的存在，各级理想焓降之和大于整机的理想焓降。这是由于多级汽轮机前面级的损失能够在后面级中，作为理想焓降而加以利用，这种现象称为多级汽轮机的重热现象。揭示重热现象的热力过程从热力过程线可以看出＞

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多级汽轮机的重热现象21由于重热现象，使多级汽轮机的内效率大于各级的平均内效率。但不能说，重热系数越大，多级汽轮机的内效率就越高。揭示重热现象的热力过程

由于重热现象而增加的理想焓降占汽轮机理想焓降的比例称为重热系数多级汽轮机各级段的工作特点第五部分多级汽轮机各级段的工作特点23一般情况下，沿着蒸汽的流动方向可把多级汽轮机分为高压段、中压段、低压段三部分，对于分缸的大型汽轮机则分为高压缸、中压缸和低压缸。由于各部分所处的条件不同，因此各段有不同的特点多级汽轮机各级段的工作特点241．高压段在多级汽轮机的高压段，工作蒸汽的压力、温度很高，比体积较小，因此通过该级段的蒸汽容积流量较小，所需的通流面积也较小。在冲动式汽轮机的高压段，级的反动度一般不大在高压段的各级中，各级焓降不大，焓降的变化也不大。2．低压段低压段的特点是蒸汽的容积流量很大，要求低压段各级具有很大的通流面积，因而叶片高度势必很大级的反动度在低压段明显增大低压段的蒸汽容积流量很大，故叶轮直径大大增加，圆周速度增加较快从而使各级的焓降相应增加较