汽轮机原理课件PPT汇总(最新最全面)

1、汽轮机原理，教师：李艾陆军，华中科技大学能源与动力工程学院，2005年7月，绪论，1火力发电厂的基本概念，(1)能量转换过程，燃料化学能，蒸汽热能，机械能和电能，(2)火力发电厂的三大主机，锅炉和炉膛：热能汽轮机，将燃料化学能转换成蒸汽：发电机：将旋转机械能转换成电能，3，B:锅炉S:锅炉过热器，T:汽轮机，C:冷凝器P:水泵，S，T，C，8，中国能源供需变化，9，中国能源消费结构(%)，10，中国能源生产构成(%)，11，2000年世界一次能源供应构成，12，2000年全球电力生产构成，13，中国2000年冲击式汽轮机反应式汽轮机，背压式汽轮机调节抽汽式汽轮机， 冷凝式汽轮机供热汽轮机低压汽

2、轮机中压汽轮机超高压汽轮机亚临界汽轮机超临界汽轮机超临界汽轮机，按工作原理划分，按功能和参数划分，17，按热特性分类(即汽轮机类型):冷凝式、中间再热式、背压调节抽汽式、供热式、汽轮机、汽轮机、热用户、汽轮机、18，按主蒸汽参数分类，低压汽轮机：小于1.47 Mpa ；中压汽轮机：1.96-3.92 Mpa；高压汽轮机：5.88-9.81 Mpa。超高压汽轮机：11.77 13.93mpa汽轮机临界压力：15.69-17.65 Mpa；超临界压力汽轮机：大于22.15mpa超超临界压力汽轮机：32 Mpa以上、19、中国一次能源需求情景预测(Mtce)、20、中国发电量情景预测(TWh)、21

3、、3、汽轮机主要技术发展，采用大容量机组改善初始蒸汽参数，采用联合循环系统提高效率，提高汽轮机运行水平。通用电气公司、西屋电气公司日立、东芝电气公司、三菱重工有限公司、瑞士中国、英国广播公司哈尔滨汽轮机厂、上海汽轮机厂、东方汽轮机厂、北京重型电机厂、青岛汽轮机厂、武汉汽轮机厂、杭州汽轮机厂、南京汽轮机厂22、第一章，汽轮机级工作原理，第一节，汽轮机23、24、2、 级内能量转换过程：当一定压力和温度的蒸汽通过汽轮机级时，首先在静态叶栅通道内膨胀加速，将蒸汽的热能转化为高速蒸汽流的动能，然后进入动叶通道，在动叶通道内改变方向或同时改变方向和膨胀加速，推动叶轮旋转，将高速蒸汽流的动能转化为旋转机械

4、能。 冲量阶段：当蒸汽流过动叶通道时，由于动叶通道形状的限制，弯曲被迫改变其方向，从而产生离心力，该离心力作用在叶片上，称为冲量。此时，蒸汽在汽轮机级的机械功等于蒸汽胶束进出动叶通道时动能的变化。这个水平叫做冲动水平。反动阶段：当蒸汽流通过动叶通道时，一方面需要改变方向，同时需要膨胀和加速。前者将在叶片上产生冲击力，而后者将在叶片上产生反作用力，即反作用力。蒸汽通过这个阶段，两个力同时工作。这个阶级通常被称为反动阶级。28，ht，HN HB，HN，(1 m) ht，m ht，29，2，反动度，m=，hb *，hb *，*，*，=，*，hb=，纯脉冲电平，=为了提高级的效率，通常，脉冲级也有一定

5、程度的反应(=0.05-0.20)。这种阶段称为带反应度的脉冲阶段，具有工作量大、能力强、效率高的特点。速度c具有一定的动能c，该动能c未被利用和损失，称为剩余速度损失，用hc 2表示。2.冲动阶段与反应程度、3。由一组静态叶栅、安装在同一叶轮上的两排移动叶栅和固定在第一排和第二排移动叶栅之间的圆筒上的一组导向叶栅组成的级称为复合速度级。来自第一排移动叶栅的蒸汽流的流速相当大。为了利用这部分动能，在第一排移动叶栅后面安装了一排导向叶栅，以改变蒸汽流动的方向，使其能够顺利进入第二排移动叶栅并继续工作。复杂速度阶段也采用一定程度的反应。多速级具有功能强大的特点。4。反作用水平，通常反应度=0.5的

6、水平称为反作用水平。对于反动级，静止叶片和动叶片通道中蒸汽的膨胀度是相同的，即hb=hn*=12 ht*。反动阶段是在冲动和反应的同时作用下进行的。反应阶段比脉冲阶段更有效，但功能性功率较小。31，p1 p2、32、第2节，汽轮机第1级的能量转换过程。基本假设和方程：流过叶栅通道的蒸汽是具有粘性、不连续和不稳定三维流动的实际流体。为了便于研究，作了如下假设：(1)叶栅通道内的蒸汽流量是稳定的：在流动过程中，通道内任意点的蒸汽参数不随时间变化。2.蒸汽在叶栅通道中的流动是单一的：即当蒸汽在叶栅通道中流动时，其参数只沿流动方向变化，而在垂直于流动方向的截面上不变。3.蒸汽在叶栅通道中的流动是绝热的

7、：即蒸汽在叶栅通道中流动时，与外界没有热交换。33、H0，2。能量方程，34。基本方程：描述：这些基本方程已经在能源和动力设备基础一书中描述过了，但是它们被重复了很多次。1.连续方程g=c a=ca=const.v，w，c12 2，q=h1，c022 3。状态和过程方程，pv=RT 4。动态方程，pv k=常数。cdc=-vdp，Cdp R1 dk=cdc 5。气动平方方程，c a，m=，=kvp，a=k，p，(c1c2)=h0h1=，35。第二，喷嘴在静态叶栅通道中蒸汽膨胀过程中的作用是加速蒸汽在其通道中流动时的膨胀，并将热能转化为动能。喷嘴是固定的，当蒸汽流过时，它不会在外部工作，W=0；

8、同时，与外界没有热交换，q=0。然后，根据能量方程，1 2 1 2 2 2 2可近似视为理想气体，上述公式可写成：1 2，2 2，(p0v0p1v1)，k k 1，p0v01，c 2，36，(1)喷嘴出口蒸汽按等熵过程膨胀，其过程曲线如图1-7所示。根据公式(2-9)，喷嘴出口处蒸汽流的理想速度是根据等熵过程的蒸汽膨胀的最终焓(J/kq)。2 (h0h1t) c02，c1t=，0，p1p0，2kk1，或公式(2-10)是c 1 t=，k 1 k，其中c1t -流出喷嘴出口的蒸汽的理想速度(m/s)；h1t，=h0c0=h0hc0，p0v01(，p1k)，p0，37，这些称为喷嘴的理想焓降。为了

9、方便起见，使用了滞止参数，如图1-7所示，滞止焓为：相应的滞止参数，公式(1-17)和(1- 20)，然后，122，H0 *，C1t=2hn *，*，*，*，K1，2kK1。P0*、v0*和h0*分别被替换，如图18所示，压力、焓降、横截面积、蒸汽流速、声速和比容沿流38的变化规律、HN=(c1tc1=c1t (12)=(12) HN *，2，喷嘴出口处的蒸汽通常，喷嘴速度系数用来检查它们之间的差异(通常=0.97)。这样，喷嘴出口处蒸汽流的实际速度是C1=c1t，12121222。当蒸汽在喷嘴通道中流动时，动能损失称为喷嘴损失，用hn表示：=(1 2)，n=，HN * HN。喷嘴损失与喷嘴理

10、想焓降之比称为喷嘴能量损失系数，用N、a、C、a0、p0*表示。40，(2)喷嘴1中蒸汽流动的临界状态，临界速度，当相关参数用公式(2-12)中的滞止和滞止参数表示时，声速公式被替代，然后存在滞止状态下的声速。当在膨胀过程中，到某一段时，蒸汽流速将等于局部声速。当蒸汽流速等于局部声速时，此时的流动状态称为临界状态，等等。蒸汽流的声速是a=kpv=krt，22，=，* 2k1，2k1，在上式中，0，a*，*，状态。此时，参数是关键参数。如果用(2 - 16)代替pcr、vcr和ccr，临界速度为：CCR=，P0 * v0 *=kpcrvcr，A0 *=，2kk1，2k1，pcrk，PCR=P0(

11、，)，根据(2-17)，临界压力为PCR=(，1，v0 * vcr，=(*) P0，*，k) K1，2k1。上述公式表明临界压力仅与蒸汽指数k和初始压力有关。临界压力与初始压力之比称为临界压力比，用Cr *表示，k k 1 p0 k 1为过热蒸汽(k=1.3)，cr=0.546对于饱和蒸汽(k=1.135)，Cr=0.577.41、=(m 1)、(3)喷嘴截面积的变化规律，(1)当蒸汽速度小于声速时，即M0，它必须是dA/dx 0，即喷嘴截面积必须沿。(2)当蒸汽速度大于声速，即M1时，如果蒸汽流可以连续加速，即直流/dx0，它必须是dA/dx0，也就是说，喷嘴的横截面积必须沿流动方向逐渐增加

12、，然后它可以制成一个逐渐扩大的喷嘴。(3)当蒸汽速度刚好等于喷嘴某一部分的声速时，即M=1，则dA/dx=0。它表示横截面积不变，即达到最小值。根据以上分析，可以看出，单纯的锥形喷嘴不能获得超音速蒸汽流。为了达到超音速，除了喷嘴出口处的蒸汽压力必须小于临界压力之外，还必须保证喷嘴的形状，也就是说，必须制造成比例的喷嘴。当蒸汽流通过缩放的喷嘴时，它在喷嘴喉部达到音速，然后在发散部分达到超音速。42，1 DC c dx，1阿达dx (1-3 10)，2，gt=an，P0 *，(，G1=an，2k，k)，k 1，v0 *，(4)喷嘴流量，表示c1t，*，v1t-喷嘴出口的比容，(m/k q)。1如果

13、用(2 - 12a)和=* (1) k表示，上述公式为v1tv0p0，n n n=p1p0为喷嘴前后的压力比。1，喷嘴Gt的理想流量，喷嘴Gt的理想流量可由下式计算： c1t v1t，其中安-喷嘴出口处的截面积，(m)；p0*，2，喷嘴流量曲线，对于公式(1-33)，喷嘴前的参数仅取决于喷嘴前后的压力比。它们之间的关系如图1-11中的ABC曲线所示。当压力比从1逐渐增加时，如图1-11(1-36)所示，它只与k值有关。对于过热蒸汽(k=1.3)，k=0.667；饱和蒸汽，(k=1.135)，=0.635。44，当流速降低时，流速逐渐增加。当喷嘴前后的压力比等于临界压力比(n=cr)时，Gt达到

14、最大值，如b所示。此时的流量称为p0*、v0*之和。当喷嘴出口横截面积an不变时，通过喷嘴的流量Gt和边界流量Gcr用Gcr表示。当喷嘴前后的压力比小于临界压力比时，最大流量保持不变，如AB所示。临界流量为：P0 * v0 *，k(，2k1，gcrt=an，k 1) k 1 *=an v0，c1tv1t，n=，称为喷嘴流量系数。对于过热蒸汽，取n，其中，对于过热蒸汽，Gcr=0.648安，Gcr=0.647安，45，3，通过喷嘴的实际流量计算，=，移动，=1。Gt=Gt，=，v1t v1，通过喷嘴的实际流量为g=an=anv1v1v1t (1-39)，v1tv10.97。对于饱和蒸汽，取n=1.02。考虑流量系数后，通过喷嘴的实际流量为：p0* v0*，