汽輪機(jī)-多級(jí)1

1、2021-6-21 1 第一節(jié)第一節(jié) 多級(jí)汽輪機(jī)工作過(guò)程及其損失多級(jí)汽輪機(jī)工作過(guò)程及其損失 第二章第二章 多級(jí)汽輪機(jī)多級(jí)汽輪機(jī) 2021-6-21 2 東汽超超臨界東汽超超臨界1000MW汽輪機(jī)汽輪機(jī) 2021-6-21 3 ( , ) 一、多級(jí)汽輪機(jī)的應(yīng)用 it it i hG hD P 0 0 6 . 3 為了保證汽輪機(jī)的高效率和增大汽輪機(jī)的單機(jī)功率，必須采 用多級(jí)汽輪機(jī)，使蒸汽焓降在多級(jí)汽輪機(jī)中逐級(jí)利用，保證每一 級(jí)都在最佳速比附近工作。 t h 00 ()D G 22bbbtt GAw t w2 b A b d b l i Pi （余速損失、沖波損失） 單級(jí)汽輪機(jī)功率提高受到限制 a

2、a c u x 2021-6-21 4 二、多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性和存在的問題 （一）、效率高（一）、效率高 1、提高循環(huán)熱效率： (1).提高蒸汽進(jìn)口參數(shù)，降低出口參數(shù)； (2).可采用回?zé)嵫h(huán)和中間再熱循環(huán)。 2、提高相對(duì)內(nèi)效率： (1).保證每一級(jí)都在 下工作；(2).余速利用； (3).葉高損失??；(4).重?zé)嵯禂?shù)的利用。 （二）、投資減?。ǘ⑼顿Y減小 單位功率的投資（造價(jià)、材料消耗、占地面積）減小，機(jī)組功率越大， 單位功率的投資越小。 （三）、存在問題（三）、存在問題 1、增加一些附加損失，隔板漏汽損失，軸封漏汽損失，濕汽損失； 2、級(jí)數(shù)增多，增加了機(jī)組長(zhǎng)度和質(zhì)量； 3、對(duì)汽輪機(jī)主要

3、零部件金屬材料要求提高； 4、零部件增多，結(jié)構(gòu)更復(fù)雜。 a op x 2021-6-21 5 三、重?zé)岈F(xiàn)象和重?zé)嵯禂?shù) （1）重?zé)岈F(xiàn)象 在蒸汽hs圖上的等壓線，沿熵增方 向逐漸擴(kuò)張，即等壓線之間的理想焓 降，隨熵的增大而有所增大。這樣上 一級(jí)的損失造成熵增大，將使后面幾 級(jí)的理想焓降增大，這種現(xiàn)象稱為 “重?zé)岈F(xiàn)象”。 以4個(gè)級(jí)的多級(jí)汽輪機(jī)為例 2233 , tttt hhhh 前面各級(jí)沒有損失 時(shí)的各級(jí)理想焓降 前面各級(jí)有損失時(shí) 的各級(jí)理想焓降 )(1 1 1 2 3 1 2 k k t p p RT k k h 2021-6-21 6 則各級(jí)的有效焓降： ， （2）重?zé)嵯禂?shù) ， 2233 12

4、 , tttt hhqhhq Z k mac t mac t mac t Z k k Z k k t k t h Q hQhqhh 1 1 11 1 11 mac t mac t mac t k tmac t h h hh h 當(dāng)汽輪機(jī)的級(jí)數(shù)為Z時(shí) 假設(shè)各級(jí)具有相同的相對(duì)內(nèi)效率 ： 0 lev i 11lev iit hh 22lev iit hh klevk iit hh 1212 (1) maczlevzlevmac iiiiitttit hhhhhhhh (1) mac maclev i ii mac t h h 重?zé)嵯禂?shù) 整臺(tái)多級(jí)汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率： 全機(jī)理想比焓降 前面各級(jí)的損失，被后

5、面各級(jí)利用，使得整臺(tái)多級(jí) 汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率大于各級(jí)的平均相對(duì)內(nèi)效率。 a 越大，效率越高？ 2021-6-21 7 式中：k0.2（過(guò)熱蒸汽區(qū)） k0.12（飽和蒸汽區(qū)） 重?zé)嵯禂?shù)：與級(jí)數(shù)有關(guān)， ； 與級(jí)相對(duì)內(nèi)效率有關(guān)， ； 與蒸汽狀態(tài)點(diǎn)有關(guān)。 但是，決不能認(rèn)為重?zé)嵯禂?shù) a 越大，多級(jí)汽輪機(jī)效率越高。這是因?yàn)橹責(zé)嵯?數(shù) a 的增大（很少量），是由于前面各級(jí)損失增大所致，重?zé)岈F(xiàn)象只能利用總 損失中的一小部分。重?zé)嵯禂?shù)越大，整臺(tái)汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率就越低。 例如，某臺(tái)機(jī)組級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率降低10左右，重?zé)嵯禂?shù)只增大2左右。 1 (1)() 418.7 mac t ri hz k z ,z , i 20

6、21-6-21 8 四、多級(jí)汽輪機(jī)各級(jí)段的工作特點(diǎn) 高壓段（高壓缸） 1. 容積流量（Gv）較小，通流面積較小，對(duì)于小容量汽輪機(jī)為了有足 夠大的噴嘴高度，常采用部分進(jìn)汽，也采用較小的噴嘴出汽角，直葉 片。 2. 高壓段各級(jí)為了增大葉片高度，需要葉輪直徑小，從而u小，c1小， 焓降不大。 3. 損失: 噴嘴損失、動(dòng)葉損失、余速損失、葉高損失、扇形損失、漏氣 損失、葉輪摩擦損失、部分進(jìn)氣損失。 4. 葉高損失、漏氣損失、葉輪摩擦損失大，高壓段效率低。 2021-6-21 9 低壓段（低壓缸） 1.容積流量（Gv）很大，通流面積很大，u大，c1大，焓降大。 2.全周進(jìn)汽，葉片高度很大，采用較大的噴嘴

7、出汽角，扭葉片。 3.處于濕蒸汽區(qū)，濕汽損失大。最后幾級(jí)，效率降低很多。 中壓段（中壓缸） 介于高壓段與低壓段之間，容積流量較大，一般采用全周進(jìn)汽， 沒有部分進(jìn)氣損失；葉高損失、漏氣損失、葉輪摩擦損失??；沒 有進(jìn)入濕蒸汽區(qū)，沒有濕汽損失，中壓段內(nèi)效率最高。 2021-6-21 10 五、進(jìn)汽阻力損失 p0 , t0 主汽門 調(diào)節(jié)汽門 p0 pc pc 0000 (0.030.05)pppp 蒸汽經(jīng)過(guò)主汽門，調(diào)節(jié)汽門和蒸汽 室等進(jìn)汽機(jī)構(gòu)時(shí)產(chǎn)生的壓降，為進(jìn) 汽阻力損失。 2021-6-21 11 式中： ； 為排汽管中汽流速度， 六、排汽阻力損失 凝汽式汽輪機(jī)末級(jí)動(dòng)葉出口靜壓力 ， 與凝汽器喉部靜

8、壓力 之差為排汽阻 力損失。 c p 2 100 ex cc c pp 0.05 0.1 ex c 100 200 ex m c s ccc ppp c p 2021-6-21 12 可通過(guò)排汽管的 擴(kuò)壓設(shè)計(jì)，把末 級(jí)的余速 轉(zhuǎn)換 為壓力能，減少 排汽阻力損失。 2 c 先擴(kuò)壓后轉(zhuǎn)向 先轉(zhuǎn)向后擴(kuò)壓 動(dòng)壓靜壓 2021-6-21 13 亞臨界中間再熱300MW 汽輪機(jī)熱力過(guò)程線 2021-6-21 14 第二節(jié) 汽輪機(jī)及其裝置的評(píng)價(jià)指標(biāo) 2021-6-21 15 相對(duì)效率 汽輪機(jī)內(nèi)功率 0 3.6 mac ti iti Dh PP e m i P P 0 3.6 mac tim eim Dh P

9、P mac ii i mac tt Ph Ph 0 0 3.63.6 mac mac timg tel eleg Dh Dh PP elimg 汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率 機(jī)械效率： 汽輪機(jī)軸端功率： 發(fā)電機(jī)效率： 發(fā)電機(jī)出線功率： 相對(duì)電效率： el g e P P Pt PiPePel 2021-6-21 16 汽耗率：每發(fā) 電能所消耗的蒸汽量 熱耗率：每發(fā) 電能所消耗的熱量 絕對(duì)效率、汽耗率、熱耗率 朗肯循環(huán)效率： 00 macmac tt t c hh Qhh , 0 mac i a iti c h hh , 0 mac tel a elteltimg c h hh 1kw h0 1000360

10、0 () () mac eltel D kg d kw h Ph 0 0 , 3600()3600 ()() () c c mac tela el hh kJ qd hh kw h h 1kw h 絕對(duì)內(nèi)效率： 絕對(duì)電效率： 其他一些經(jīng)濟(jì)指標(biāo)： d不適于比較不同類型機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性 2021-6-21 17 汽輪發(fā)電機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo) 額定 功率 （MW） 內(nèi)效率機(jī)械 效率 發(fā)電機(jī) 效率 絕對(duì)電 效率 汽耗率 熱耗率 1225 0.82 0.85 0.985 0.99 0.965 0.975 0.30 0.33 4.74.1 12140 10890 50100 0.85 0.87 0.99 0.98 0.985 0.37 0.39 3.73.5 9630 9210 125200 0.87 0.88 0.99 0.985 0.9