汽輪機原理電子教案

1、電廠汽輪機設(shè)備及運行教學目標：使學生掌握汽輪機的發(fā)展、分類、作用課時分配：2學時教學內(nèi)容：緒論教學重點：汽輪機的發(fā)展、分類、作用教學難點：汽輪機的發(fā)展、分類、作用教學資源：多媒體課件教學步驟：緒 論汽輪機汽輪機又名蒸汽透平，是將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換成機械能的一種旋轉(zhuǎn)式原動機。一、汽輪機的分類1.按工作原理沖動式汽輪機由沖動級組成，蒸汽主要在噴嘴中膨脹，在動葉中只有少數(shù)膨脹。反動式汽輪機由反動級組成，蒸汽在噴嘴和動葉中膨脹程度相同。由于反動級不能做成部分進汽，故調(diào)節(jié)機采用單列沖動機或復速級。2.按熱力特性凝汽式汽輪機排汽在高度真空狀態(tài)下進入凝汽器凝結(jié)成水，有些小汽輪機沒有回熱系統(tǒng)，成為純凝汽式汽輪機。

2、背壓式汽輪機排汽直接用于供熱，沒有凝汽器。當排汽作為其他中低壓汽輪機的工作蒸汽時，稱為前制式汽輪機。調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機從汽輪機某級后抽出一定壓力的部分蒸汽對外供熱，其余排汽仍進入凝汽器。由于熱用戶對供熱壓力有一定的要求，需要對抽汽壓力進行自動調(diào)節(jié)，故稱為調(diào)節(jié)抽汽。根據(jù)用戶需要，有一次調(diào)節(jié)抽汽和兩次調(diào)節(jié)抽汽。抽汽背壓式汽輪機具有調(diào)節(jié)抽汽的背壓式汽輪機。中間再熱式汽輪機進入汽輪機的蒸汽膨脹到某一壓力后，被全被抽出送往鍋爐的再熱器進性再熱，再返回汽輪機繼續(xù)膨脹做功?；靿菏狡啓C利用其他來源的蒸汽引入汽輪機相應的中間級，與原來的蒸汽一起工作同常用于工業(yè)生產(chǎn)的流程中，作為蒸汽熱能的綜合利用。3.按汽流方向

3、軸流式汽輪機組成汽輪機的各級葉柵沿軸向依次排列，汽流方向的總趨勢是軸向的，絕大多數(shù)汽輪機都是軸流式汽輪機。輻流式汽輪機組成汽輪機的各級葉柵沿半徑方向依次排列，汽流方向的總趨勢試驗半徑方向的。4.按用途電站汽輪機用于拖動發(fā)電機，汽輪發(fā)電機組需按供電頻率定轉(zhuǎn)速運行，故也稱為定轉(zhuǎn)速汽輪機，主要采用凝汽式汽輪機。也采用同時供熱的供電的汽輪機，通常稱為熱電汽輪機或供熱式汽輪機。工業(yè)汽輪機用于拖動風機，水泵等轉(zhuǎn)動機械，其運行速度經(jīng)常是變化的，也稱為變轉(zhuǎn)速汽輪機。凝汽式供暖汽輪機在中低壓缸連通管上加裝蝶閥來調(diào)節(jié)供暖抽汽量，抽汽壓力不像調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機那樣維持規(guī)定的數(shù)值，而是隨流量大小基本上按直線規(guī)律變化。5

4、.按進汽參數(shù)低壓汽輪機 新蒸汽壓力小于1.5MPa中壓汽輪機 新蒸汽壓力為2.0-4.0MPa高壓汽輪機 新蒸汽壓力為6.0-10.0MPa超高壓汽輪機 新蒸汽壓力為12.0-14.0MPa亞臨界汽輪機 新蒸汽壓力為16.0-18.0MPa超臨界汽輪機 新蒸汽壓力大于22.2MPa6.按功率大功率汽輪機 大于200MW小功率汽輪機 小于200MW二、國產(chǎn)汽輪機的型號1.國產(chǎn)汽輪機類型的代號N: 凝汽式C: 一次調(diào)節(jié)抽汽式CC: 兩次調(diào)節(jié)抽汽式B: 背壓式CB: 抽汽背壓式H: 船用Y: 移動式k: 空冷式2.國產(chǎn)汽輪機的型號表示方法 ×××××

5、變型設(shè)計序數(shù)蒸汽參數(shù)額定功率（MW）汽輪機型式（代號）3.空冷式機組一例哈爾濱汽輪機廠生產(chǎn)的山西漳山電廠2臺直冷300MW汽輪機主要技術(shù)規(guī)范及熱力參數(shù)：型號NZK300-16.7/537/537型式亞臨界中間再熱、兩缸兩排汽、直接空冷凝汽式額定功率300MW主蒸汽額定參數(shù)16.7MPa/537最大進汽量1045t/h設(shè)計汽溫17額定背壓15Kpa滿發(fā)最高背壓29.41Kpa (TMCR工況)允許最高背壓65Kpa轉(zhuǎn)速3000r/min轉(zhuǎn)向機頭看為順時針給水系統(tǒng)7級回熱，給水泵由電動機驅(qū)動汽封系統(tǒng)自密封系統(tǒng)汽輪機通流級數(shù)高壓1+12級、中壓9級、低壓2×6級，共34級- 69 -教學目

6、標：使學生掌握汽輪機汽輪機的級定義、工作過程課時分配：2學時教學內(nèi)容：第一節(jié) 概 述教學重點：汽輪機汽輪機的級定義教學難點：汽輪機汽輪機的級定義、工作過程可壓塑教學資源：多媒體課件教學步驟：第一章 汽輪機級的工作原理第一節(jié) 概 述一、概述通流部分汽輪機本體做功汽流通道稱為汽輪機的通流部分，它包括主汽門，導管，調(diào)節(jié)汽門，進汽室，各級噴嘴和動葉及汽輪機的排汽管。汽輪機的級是由一列噴嘴葉柵和其后緊鄰的一列動葉柵構(gòu)成的工作單元。工作過程蒸汽在噴嘴(nozzle)中降壓增速，熱力勢能轉(zhuǎn)變?yōu)槠鞯膭幽?；在動葉(blade)中一方面繼續(xù)降壓增速，熱力勢能轉(zhuǎn)變?yōu)槠鞯膭幽埽硪环矫嫫髟趧尤~中改變運動方向，將

7、動能轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)機械能。前者屬于反動能，后者屬于沖動能。蒸汽膨脹增速的條件一是有壓差存在，另一是合理的汽流通道結(jié)構(gòu)。動、靜葉柵幾何參數(shù)平均直徑dm，葉片高度l ，葉柵節(jié)距t，葉柵寬度B，葉柵通道進口寬度a,出口寬度a1和a2，葉型弦長b和出口邊厚度，出口汽流角。二、熱力過程分析A. 熱力過程線蒸汽在動、靜葉柵中膨脹過程在h-s圖上的表示。滯止參數(shù)相對于葉柵通道速度為零的氣流熱力參數(shù)。用后上標為”0”來表示。 噴嘴進口：動葉進口：理想過程無不可逆損失的等熵過程。實際過程存在著不可逆摩擦損失，動能損失轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。噴?或動葉)效率實際焓降與理想焓降之比噴嘴損失動葉損失B. 反動度或反動率,表征

8、蒸汽在動葉通道中的膨脹程度,定義為動葉中的理想焓降與級的等熵絕熱焓降之比,用來表示。即純沖動級,汽流在動葉通道中不膨脹。結(jié)構(gòu)特點：動葉為等截面通道；流動特點：動葉進出口處壓力和汽流的相對速度相等.因壓降主要發(fā)生在靜葉柵通道中,故又稱為壓力級.反動級hn=hb=ht，動靜葉中焓降相等.結(jié)構(gòu)特點：動、靜葉通道的截面基本相同；流動特點：動、靜葉中增速相等.沖動級膨脹主要發(fā)生于噴嘴中,一般0.050.30復速級由固定的噴嘴葉柵、導向葉柵和安裝在同一葉輪上的兩列動葉柵所組成的級稱為復速級，又稱雙列速度級。級的類型和特點反動度葉片類型做功能力（焓降）效率純沖動級m=0隔板葉輪型較高較低反 動 級m=0.5

9、轉(zhuǎn)鼓型最低最高沖 動 級m=0.050.3隔板葉輪型較低較高復 速 級m=0.050.3隔板葉輪型最高最低三、級的簡化一元流模型和基本方程式A. 簡化的一元流模型基本假設(shè)：流動是穩(wěn)定的流動是絕熱的流動是一元的工質(zhì)是理想氣體B. 基本方程式基本方程：連續(xù)性方程 Gv=Ac 能量方程 狀態(tài)或過程方程pv=RT教學目標：使學生掌握可壓縮流體億元流動的基本方程、蒸汽在噴嘴中能量轉(zhuǎn)換、蒸汽在葉柵中能量轉(zhuǎn)換課時分配：2學時教學內(nèi)容：第二節(jié) 汽輪機級的工作過程教學重點：可壓縮流體億元流動的基本方程、蒸汽在噴嘴中能量轉(zhuǎn)換、蒸汽在葉柵中能量轉(zhuǎn)換教學難點：蒸汽在噴嘴中能量轉(zhuǎn)換、蒸汽在葉柵中能量轉(zhuǎn)換教學資源：多媒體

10、課件教學步驟：第二節(jié) 汽輪機級的工作過程一、蒸汽在噴嘴中的膨脹過程噴嘴出口汽流速度：噴嘴壓比 ，即噴嘴后壓力與噴嘴前滯止壓力之比在噴嘴的實際流動過程中，蒸汽粘性所產(chǎn)生的摩擦等損失使蒸汽出口速度由c1t變?yōu)閏1即稱為噴嘴速度系數(shù)噴嘴損失漸縮噴嘴速度系數(shù)隨葉片高度ln的變化曲線噴嘴中蒸汽參數(shù).流速與等比熵比焓降的關(guān)系噴嘴中的氣流的臨界狀態(tài)臨界速度臨界壓力臨界壓比噴嘴的通流能力彭臺門系數(shù)（噴嘴的實際流量與噴嘴臨界流量之比)二、蒸汽在噴嘴斜切部分內(nèi)的膨脹三、蒸汽在動葉通道中的通流能力動葉出口汽流的理想相對速度實際相對速度動葉能量損失為教學目標：使學生掌握蒸汽作用在動葉柵上的力、輪周功率、輪周效率與速比

11、的關(guān)系課時分配：2學時教學內(nèi)容：第三節(jié) 級的輪周功率和輪周效率教學重點：蒸汽作用在動葉柵上的力、輪周功率教學難點：蒸汽作用在動葉柵上的力、輪周功率教學資源：多媒體課件教學步驟：第三節(jié) 級的輪周功率和輪周效率一、蒸汽作用在動葉柵上的力、輪周功率汽流對動葉的作用力Fu（輪周力）為Fu=G(W1COS1+W2COS2) =G(c1cos1+c2cos2)輪周功率Pu單位時間內(nèi)蒸汽推動葉輪旋轉(zhuǎn)所作出的機械功稱為輪周功率.Pu=Fuu=Gu (W1COS1+W2COS2) =Gu (c1cos1+c2cos2)1kg蒸汽產(chǎn)生的輪周功Wu等于級的輪周有效比焓降hu對于沖動級，由于動葉轉(zhuǎn)折較大，所以1和2較

12、小，做功能力較大；而對于反動級，由于動葉轉(zhuǎn)折較沖動級小，所以1和2較大，做功能力較小。二、輪周效率輪周效率u1kg蒸汽所作出的輪周功Wu與蒸汽在該級所消耗的理想能量E0之比稱為級的輪周效率。在多級汽輪機中，本級余速動能可被下一級部分或全部利用，其利用程度用余速利用系數(shù)表示，0表示本級利用上一級的余速動能的份額，本級噴嘴進口的初速動能hc0= 0(hc2)abv，(hc2)abv是上一級的余速動能;1表示本級余速動能被下一 級所利用的份額。考慮余速利用后，本級理想能量E0應是本級滯止理想比焓降ht0減去被下一級利用的余速動能1hc2，因為1hc2成了下一級噴嘴的噴嘴的進口初速動能，并沒有在本級消

13、耗掉.因此，E0= hc0+ht0 - 1hc2 =ht0 - 1hc2以能量平衡方式表示的輪周效率：噴嘴損失系數(shù)：動葉損失系數(shù)：余速損失系數(shù)： 輪周效率的各損失系數(shù)的表示：教學目標：使學生掌握蒸輪周效率與速比的關(guān)系課時分配：2學時教學內(nèi)容：第四節(jié) 速比與輪軸效率之間的關(guān)系教學重點：輪周效率與速比的關(guān)系教學難點：輪周效率與速比的關(guān)系教學資源：多媒體課件教學步驟：輪周效率與速比的關(guān)系速比假想速比即輪周速度與級假想速度之比，最佳速比對應與最高輪周效率的速比。 1. 純沖動級在純沖動級中，m=0,所以w2t=w1,即w2=w2t=w1,ca=c1t假設(shè)不利用上一級余速，本級余速也不被下一級利用，0=

14、1=0,于是由速度三角形知將以上關(guān)系代入，得：由上式可知，速度系數(shù)和越大，輪周效率越高，因此應盡量改善葉柵的氣動特性以提高速度系數(shù)和。適當減小1和2也可以提高輪周效率，但過分減小1和2，由于汽道的彎曲程度增大，流動惡化，使輪周效率降低。葉型一經(jīng)選定，和，1和2的數(shù)值也基本選定，這樣，輪周效率只隨速比的變化而變化，所以最佳速比可通過函數(shù)式求極值的方法得到，即于是最佳速比為了實用上的方便，常用代替x1,2. 反動級對于典型反動級，噴嘴與動葉中的比焓降相等，即反動度為0.5。為了制造方便，噴嘴與動葉采用同一葉型即1=2，w2=c1。此時噴嘴與動葉的速度系數(shù)大致相等，即=。假設(shè)余速動能全部為下一級所利

15、用，即1=1。在這些條件下,則有1=2 ，w2=c1,=，w1=c2 ， 1=1.用解析法可求反動級的輪周效率與速比的關(guān)系:從而求得余速全部利用時,反動級的最佳速比為：反動級的最佳假想速比： 3. 沖動級沖動級的反動度一般在0.05-0.30之間,對于余速可被利用的的沖動級,根據(jù)速度三角形和這種級的特點,可推導出它輪周效率的表達式:由圖可見,沖動級的最佳速比和反動度同向變化,且與余速的利用程度有關(guān),余速利用系數(shù)越小,最佳速比隨反動度而變化的程度越大.4. 復速級復速級的輪周功等于兩列動葉柵輪周功之和:為了分析復速級的最佳速比,特做如下簡化: 因為復速級常單獨做成單級汽輪機或多級氣輪機的調(diào)節(jié)級，

16、故余速利用系數(shù)復速級的輪周效率則為 即于是同理教學目標：使學生掌握級內(nèi)損失、級的相對內(nèi)效率和內(nèi)功率級內(nèi)損失對最佳速比的影響課時分配：2學時教學內(nèi)容：第五節(jié) 級內(nèi)損失和級的相對內(nèi)效率教學重點：級內(nèi)損失、級的相對內(nèi)效率和內(nèi)功率級內(nèi)損失對最佳速比的影響教學難點：級內(nèi)損失、級的相對內(nèi)效率和內(nèi)功率級內(nèi)損失對最佳速比的影響教學資源：多媒體課件教學步驟：第五節(jié) 級內(nèi)損失和級的相對內(nèi)效率一、級內(nèi)損失 理想情況下，汽輪機級內(nèi)熱能轉(zhuǎn)換為機械功的最大能量等于蒸汽在級內(nèi)的理想比焓降。實際上由于級內(nèi)存在著各種各樣的損失，蒸汽的理想比焓降不可能全部轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械功。凡是級內(nèi)與流動時能量轉(zhuǎn)換有直接聯(lián)系的損失，稱之為汽輪機級的內(nèi)

17、部損失。否則，則稱為汽輪機的外部損失。 9項損失噴嘴損失，動葉損失，余速損失，葉高損失，扇形損失，葉輪摩擦損失，部分進汽損失，漏汽損失，濕氣損失1. 葉高損失hl葉高損失也就是葉片的端部損失，本質(zhì)上仍是噴嘴和動葉的流動損失。但在某些工程計算中，當計算噴嘴和動葉的損失時，不考慮其高度的影響，也就是認為葉片足夠長，而達到無限高的程度時，端部損失為零。 實際情況是葉片并不無限高，端部損失并不為零。此，需在已計算得出的噴嘴損失和動葉損失之外，另單獨計算一項葉柵的端部損失，這就是葉高損失。常用下列半經(jīng)驗公式計算:上式中a試驗系數(shù)，間列級a=1.2(未包括扇形損失)或a=1.6(包括扇形損失)，雙列級d=

18、2;L單列級為噴嘴高度，雙列級為各列葉柵的平均高度，mm； hu-輪周比焓降，為扣除噴嘴、動葉、余速三項損失后的理想比焓降，kJ/kg。2. 扇形損失h 汽輪機中實際應用的是環(huán)列葉柵，與平面直葉柵相比，有兩個特點:葉柵的相對節(jié)距t/b不是常數(shù),而是從內(nèi)徑向外徑成正比例增加的，這樣除了平均直徑處的相對節(jié)距為最佳外，其他各截面偏離最佳值，這就帶來了流動損失。葉柵出口汽流在軸向間隙中存在著壓力梯度，即由內(nèi)徑向外徑靜壓力逐漸增加，所以會產(chǎn)生徑向流動損失。3. 葉輪摩擦損失hf由兩部分組成：（1）葉輪兩側(cè)及圍帶表面的粗糙度引起的摩擦損失（2）子午面內(nèi)的渦流運動引起的損失4. 部分進汽損失he噴嘴葉柵不是

19、整圈布置，而是只占據(jù)部分圓周，這種布置叫部分進汽。如小汽機高壓級和調(diào)節(jié)級需要采用部分進汽。部分進汽度部分進汽損失有鼓風損失和斥汽損失：（1）鼓風損失發(fā)生在不裝噴嘴的弧段內(nèi)（2）斥汽損失和鼓風損失相反，它發(fā)生在裝有噴嘴的弧段內(nèi)5. 漏汽損失h沖動級和反動級分開討論。對于沖動級，存在隔板漏汽損失-在葉輪上開設(shè)平衡孔，在動葉根部設(shè)置汽封片，設(shè)計時選取合理的反動度，使動葉根部不出現(xiàn)吸汽漏汽現(xiàn)象。葉頂漏汽損失-減小間隙面積和兩側(cè)壓差，如采用高低齒封。對于反動級，其漏汽損失比沖動級大，因為：內(nèi)徑汽封的漏汽量比沖動級的隔板漏汽量大，這主要是因為內(nèi)徑汽封直徑比隔板汽封直徑大，而汽封齒數(shù)又比較少。動葉前后的壓差

20、較大，所以葉頂漏汽量相當可觀。6. 濕氣損失hx飽和蒸汽輪機的各級和普通凝汽式汽輪機的最后幾級都工作于濕蒸汽區(qū)。由于水分存在，干蒸汽的工作也將受到一定的影響，產(chǎn)生濕氣損失的原因，有以下幾個方面：濕蒸汽的過飽和現(xiàn)象對級的能量轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的影響表現(xiàn)為理想比焓降的減少。濕蒸汽在膨脹過程中析出水珠，在汽水兩相流動中，低速的水珠被高速的蒸汽挾帶著流動，從而消耗了氣流的一部分動能，稱之為挾帶損失。水珠的速度小于汽相的速度，偏離動葉入口方向的水珠撞在動葉進口處的背弧上，產(chǎn)生了阻止葉輪旋轉(zhuǎn)的制動作用，克服它就要消耗一部分有用功，稱之為制動損失。水珠撞在噴嘴進口處的壁面上，擾亂了主汽流，造成損失，稱之為擾流損失。

21、采用捕水裝置，當從級內(nèi)排除部分液相的同時，都不可避免的伴隨著一部分蒸汽同時被抽出汽輪機，造成工質(zhì)損失。濕氣損失與蒸汽的平均濕度（1-xm）成正比，濕度越大，損失也就越大，級的效率也就越低。為提高濕蒸汽級的效率和防止動葉被沖蝕損壞，一方面可采取有效的去濕方法，另一方面應提高葉片本身的抗沖蝕能力。常用的去濕的方法有：由捕水口，捕水室和疏水通道組成的級內(nèi)捕水裝置。具有吸水縫的空心噴嘴。采用出汽邊噴射蒸汽的空心噴嘴。常用的提高動葉本身抗沖蝕能力采取的措施有：采用耐沖蝕性能強的葉片材料（如鈦合金）；在葉片進汽邊背弧上鑲焊硬質(zhì)合金；對葉片表面鍍鉻，局部高頻淬硬，電火花強化，氮化等。二、級的相對內(nèi)效率和內(nèi)功

22、率級的有效比焓降hi與理想能量E0之比稱為級的相對內(nèi)效率，簡稱級效率：三、級內(nèi)損失對最佳速比的影響綜上所述，衡量級內(nèi)能量轉(zhuǎn)換完善程度的最終經(jīng)濟指標是級的相對內(nèi)效率而不是輪周效率，因此，能襖正獲得級的最高相對內(nèi)效率的速比才是設(shè)計時應考慮的速比，用(xa)op表示。分析對應最高輪周效率的最佳速比(xa)op與對應最高相對內(nèi)效率的速比(xa)op兩者之間的關(guān)系，示警上就是討論輪周損失以外的其他級內(nèi)損失對最佳速比的影響。教學目標：使學生掌握性能特點、重熱現(xiàn)象和重熱系數(shù)課時分配：2學時教學內(nèi)容：第一節(jié) 多級汽輪機的特點教學重點：使學生掌握性能特點、重熱現(xiàn)象和重熱系數(shù)教學難點：使學生掌握性能特點、重熱現(xiàn)象

23、和重熱系數(shù)教學資源：多媒體課件教學步驟：第二章 多級汽輪機第一節(jié) 多級汽輪機的特點一、性能特點1. 循環(huán)效率提高蒸汽參數(shù)提高、焓降增大、實現(xiàn)抽汽回熱和中間再熱。2. 相對內(nèi)效率提高合理分配各級焙降使之在最佳速比附近工作；大多數(shù)級的余速得到利用；平均焓降減小，可使級的平均直徑減小，提高葉片高度；因存在重熱現(xiàn)象，前級產(chǎn)生的損失部分地被下級利用。3. 單位功率的投資減小。二、重熱現(xiàn)象和重熱系數(shù)重熱現(xiàn)象上一級損失中的一小部分在以后各級中得到應用，即各級理想比焓降之和大于整級理想比焓降。重熱系數(shù)各級理想焓降之和大于整機理想焓降的增量與整機理想焓降的比。即： 式中，即為多級汽輪機的重熱量，表示前面級的損失

24、中被后面級利用了的小部分熱量。重獲熱量使整個汽輪機的相對內(nèi)效率大于各級的平均內(nèi)效率，即=（1+）注：越大整級內(nèi)效率越小，因為重熱系數(shù)的很少量增大是在級效率降低較多的前提下實現(xiàn)的。三、多級汽輪機各級段的工作特點蒸汽在多級汽輪機中膨脹作功，壓力和溫度降低、比容增大，導致沿蒸汽膨脹流程的通流面積增大，使汽輪機通流部分的結(jié)構(gòu)和工作特征沿蒸汽流程發(fā)生很大變化。沿蒸汽流程平均直徑和葉片高度增大，反動度呈逐級增大勢態(tài)。蒸汽比容的減小，漏汽損失的相對比例呈逐級下降。葉片的增長，二次流損失呈下降趨勢，但葉型損失相對增大。對中間再熱機組，漏汽及二次流損失較大，加上調(diào)節(jié)級部分進汽，高壓缸效率最低，中壓缸的工況較好，

25、故效率最高。蒸汽參數(shù)汽缸汽缸受力容積流量葉片形式平均直徑級比焓降反動度主要損失效率高壓缸高溫高壓多層較厚壓力熱應力小較短直葉微彎小小較小葉高漏汽部分較低中壓缸高溫中壓多層較薄壓力熱應力中扭葉較長中中中等漏汽較高低壓缸低溫低壓多層薄壓力熱應力大扭葉長大大較大濕汽較低教學目標：使學生掌握汽輪機的損失及其裝置的效率和熱經(jīng)濟指標課時分配：2學時教學內(nèi)容：第二節(jié) 汽輪機的損失及其裝置的效率和熱經(jīng)濟指標教學重點：汽輪機的損失及其裝置的效率和熱經(jīng)濟指標教學難點：汽輪機的損失及其裝置的效率和熱經(jīng)濟指標教學資源：多媒體課件教學步驟：第二節(jié) 汽輪機的損失及其裝置的效率和熱經(jīng)濟指標一、汽輪機的主要損失1. 級內(nèi)損失

26、（九種）2. 進汽阻力損失 3. 排汽阻力損失4. 軸封漏汽損失 5. 機械摩擦損失二、進汽阻力損失蒸汽進入汽輪機工作級前必須先經(jīng)過主汽閥、調(diào)節(jié)閥和蒸汽室。蒸汽通過這些部件時就會產(chǎn)生壓力降，主汽閥和調(diào)節(jié)閥最為嚴重。由于通過這些部件時蒸汽的散熱損失可忽略，因此蒸汽通過汽閥的熱力過程是一個節(jié)流過程，即蒸汽通過汽閥后雖有壓力降落，但比焓值不變。通常進汽壓力降落為：降低進汽阻力損失的主要方法：改善蒸汽在氣門中的流動特性三、排汽阻力損失排氣在排氣管中流動時，由于摩擦、渦流、轉(zhuǎn)向等阻力作用而有壓力下降，這部分沒做功的壓將損失，稱為汽輪機的排氣阻力損失。即：末級動葉出口的靜壓與凝汽器喉部靜壓之差 為汽輪機排

27、汽阻力損失。一般情況下，汽輪機的排汽阻力損失相當大。為提高機組的經(jīng)濟性，可通過擴壓的方法把排汽動能轉(zhuǎn)化為靜壓，以補償排汽管中的壓力損失。靜壓恢復系數(shù)：排汽通道出口、進口靜壓差與末級動葉出口蒸汽動能之比。即： 能量損失系數(shù)：排汽通道總損失與末級動葉出口蒸汽動能之比。即： 由+=1可知：當=0；=1時，回收壓頭正好補償流動損失壓頭當=1；=0時，余速動能全部轉(zhuǎn)化為靜壓頭當>0；<1時，部分氣流動能轉(zhuǎn)化為壓力能當<0；>1時，擴壓回收壓力不足以彌補沿程阻力損失汽輪機性能評價指標中有絕對效率和相對效率兩種,以整機理想焓降為基礎(chǔ)的效率是相對效率，而以單位質(zhì)量蒸汽在熱力循環(huán)中所吸收

28、熱量為基礎(chǔ)的效率是絕對效率。一、汽輪機的相對內(nèi)效率汽輪機的相對內(nèi)效率有效比焓降與理想比焓降之比，相應的，汽輪機的內(nèi)功率：式中，和分別是以t/h和kg/s為單位的進汽流量機械效率汽輪機的軸端功率與汽輪機的內(nèi)功率之比，其描述了軸承摩擦、主油泵等的功率損耗即:發(fā)電機效率發(fā)電機輸出功率與汽輪機軸端功率之比，汽輪發(fā)電機組相對內(nèi)效率 即二、汽輪機的絕對內(nèi)效率汽輪機的絕對內(nèi)效率有效比焓降與循環(huán)熱效率之比式中，為循環(huán)熱效率絕對電效率1kg蒸汽理想比焓降中轉(zhuǎn)換成電能的部分與整個熱力循環(huán)中加給1kg蒸汽的能量之比三、汽耗率每生產(chǎn)1kW·h電能所消耗的蒸汽量四、汽耗率每生產(chǎn)1kW·h電能所消耗的

29、熱量對于中間再熱機組：教學目標：使學生掌握汽輪機多級汽輪機的軸向推力特點機器平衡方法課時分配：2學時教學內(nèi)容：第三節(jié) 多級汽輪機的軸向推力教學重點：軸向推力特點機器平衡方法教學難點：軸向推力特點機器平衡方法教學資源：多媒體課件教學步驟：第三節(jié) 多級汽輪機的軸向推力一、軸向推力在軸流式汽輪機中，通常是高壓蒸汽由一端進入，低壓蒸汽由另一端流出，從整體來看，蒸汽對汽輪機轉(zhuǎn)子施加了一個由高壓端指向低壓端的軸向力，使轉(zhuǎn)子存在一個向低壓端移動的趨勢，這個力就稱為轉(zhuǎn)子的軸向推力。 1、沖動式汽輪機的軸向推力轉(zhuǎn)子上的軸向推力包括作用在動葉上的軸向推力、作用在葉輪面上的軸向推力和作用在轉(zhuǎn)子凸肩上的軸向推力三部分

30、。1) 作用在動葉上的軸向推力動葉上的軸向推力是由動葉前后的靜壓差和汽流在動葉中軸向分速度的改變所產(chǎn)生的 壓力反動度上式可寫為在h-s圖上，同一壓差的焓降隨壓力降低而增大，故壓力反動度小于焓降反動度，用替代計算軸向偏于安全，故可認為正比與)作用在葉輪面上的軸向推力葉輪上的軸向力決定于葉輪兩側(cè)的壓差。而壓差的大小決定于隔板漏汽Gl1、平衡孔漏汽Gl2和葉根漏汽Gl3的平衡，以及動葉根部汽流產(chǎn)生的抽汽效應和葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的泵浦效應。三者的流量決定于隔板與葉輪空間的壓力pd。葉輪反動度 漏汽量計算隔板漏汽量其計算按汽封漏汽計算公式計算，即 平衡孔漏汽量計算采用不可壓縮流體的流量計算公式計算，即 動葉根

31、部漏汽量按不可壓縮流體流量計算公式計算為動葉根部軸向間隙靜壓、抽汽、泵浦效應的等效壓差抽氣效應噴嘴中流出的高速汽流在葉根處對隔板與葉輪間腔室內(nèi)的蒸汽產(chǎn)生抽吸作用，其效應相當于增大腔室中的壓力。抽氣效應的大小可由抽氣效應反動度表示或中，為抽氣效應產(chǎn)生的壓差，一般情況=0.010.02泵浦效應高速旋轉(zhuǎn)的葉輪帶動周圍蒸汽旋轉(zhuǎn)運動，離心力使部分蒸汽產(chǎn)生指向葉根的徑向運動，增大了葉根兩側(cè)的壓差。泵浦效應的大小可有泵浦效應反動度表示，一般情況=0.010.02從而有，即，通過流量平衡求得或，進而可確定2、反動式汽輪機的軸向推力在反動式汽輪機中，作用在通流部分轉(zhuǎn)子上的軸向推力由下列三部分組成：作用在葉片上的

32、軸向推力；作用在輪鼓錐形面上的軸向推力；作用在轉(zhuǎn)子階梯上的軸向推力。 二、軸向推力的平衡平衡活塞法在轉(zhuǎn)子通流部分的對側(cè)，加大高壓外軸封的直徑，以產(chǎn)生相反方向的軸向推力。相反流動布置法將蒸汽在汽輪機兩汽缸或兩部分內(nèi)的流動安排成相反的方向，使其產(chǎn)生相反的軸向推力，相互平衡。沖動式為主的汽輪機，因葉輪兩側(cè)的壓差較小，通常采用高、中壓缸對置，低壓缸雙分流布置基本上平衡軸向推力，其余部分由推力軸承來承擔；對反動式機組，高、中壓缸轉(zhuǎn)子采用鼓式結(jié)構(gòu)，減小葉輪的軸向推力，除采用高、中壓對置布置外，還在高、中壓缸轉(zhuǎn)子上增設(shè)平衡活塞，減小轉(zhuǎn)子上的凈軸向推力。教學目標：使學生掌握汽輪機多級汽輪機的軸向推力特點機器平

33、衡方法課時分配：2學時教學內(nèi)容：第一節(jié)噴嘴的變工況教學重點：噴嘴的變工況特性教學難點：噴嘴的變工況特性教學資源：多媒體課件教學步驟：第三章 汽輪機的變工況特性第一節(jié)噴嘴的變工況研究噴嘴的變動工況，主要是分析噴嘴前后壓力與流量之間的變化關(guān)系，噴嘴的這種關(guān)系是以后研究汽輪機級和整個汽輪機變工況特性的基礎(chǔ)。噴嘴又分漸縮噴嘴和縮放噴嘴兩種型式。本節(jié)主要分析漸縮噴嘴的變工況特性。一、漸縮噴嘴初壓不變時背壓與流量的關(guān)系由第一章知：噴嘴的流量公式為對漸縮噴嘴，在定熵指數(shù)k和流量系數(shù)都不變的條件下，若噴嘴前滯止參數(shù),和出口面積都不變，則噴嘴的流量G與背壓的關(guān)系如圖所示： D CO Pc P00A BP1GGc

34、漸縮噴嘴的流量與背壓關(guān)系曲線漸縮噴嘴的流量與背壓關(guān)系曲線當時，不變，如直線AB所示；當時，流量沿曲線BC變化。曲線BC段與橢圓的1/4線段相當近似，若用橢圓曲線代替它，誤差較小，故可用橢圓方程表示BC段的G-關(guān)系：式中，是彭臺門系數(shù)二、漸縮噴嘴前后參數(shù)都變化時的流量變化1. 設(shè)計工況與變工況下噴嘴均為臨界工況噴嘴出口流速達到或超過臨界速度時，稱噴嘴處于臨界工況。若設(shè)計工況和變工況下，噴嘴內(nèi)流速均達到或超過臨界速度，則此兩種工況下的臨界流量之比為：凡變工況參數(shù)，右下角都多加一角標“1”，以下均相同略去溫度的影響，則一般地，滯止參數(shù)的焓值與非滯止參數(shù)的焓相差不大，因此，在非設(shè)計工況流量估算時，可略

35、去滯止參數(shù)的影響，得：由此可知，噴嘴臨界流量僅正比與初壓或滯止初壓2. 設(shè)計工況與變工況下噴嘴均為亞臨界工況噴嘴出口流速小于臨界流速時，稱噴嘴處于亞臨界工況。若設(shè)計工況與變工況下，噴嘴都是亞臨界工況，流量為： 若不考慮溫度的變化，則若工況變動前為臨界工況，變動后為亞臨界工況，則可用臨界工況公式算到處，再用亞臨界工況公式由算到變動后的工況。若相反，則計算方法相反3. 漸縮噴嘴初壓，背壓與流量的關(guān)系OBCA若漸縮噴嘴前后的蒸汽參數(shù)都變化，僅初溫不變或不考慮溫度變化的影響，則對與每一個初壓都可以畫出一條流量與背壓關(guān)系曲線，示于右圖中。圖中AOB區(qū)域是臨界工況區(qū)，臨界流量與初壓成正比，BOC區(qū)域是亞臨

36、界工況區(qū)，同一初壓下流量與背壓近似成橢圓曲線關(guān)系。若各初壓下的臨界壓力比不變，則各曲線水平段與橢圓段的交點必位于同一直線OB上，因這些交點的橫坐標成正比?？梢荒苛巳坏目闯霾豢紤]初溫變化時的流量與初壓、背壓的相互關(guān)系。 教學目標：使學生掌握級與級組的變工況特性課時分配：2學時教學內(nèi)容：第二節(jié)級與級組的變工況教學重點：級與級組的變工況特性教學難點：級與級組的變工況特性教學資源：多媒體課件教學步驟：第二節(jié)級與級組的變工況特性一、級內(nèi)壓力與流量的關(guān)系1. 級內(nèi)為臨界工況級內(nèi)的噴嘴葉柵或動葉柵兩者之一的流速達到或超過臨界速度，稱該工況為級的臨界工況。1)噴嘴臨界 忽略溫度的影響2)動葉臨界通過噴嘴的流量

37、及流量平衡略去溫度影響，得由于葉頂漏汽不大，可認為噴嘴流量等于動葉流量。這時噴嘴在設(shè)計工況和變工況下的連續(xù)方程之比為；方程解為。這樣，有略去溫度的影響可見處于臨界工況時，級的流量與滯止初壓或初壓成正比，與滯止初溫或初溫成反比；若不考慮溫度的變化，則流量只與滯止初壓或初壓成正比。2. 級內(nèi)為亞臨界工況級的出口方程連續(xù)性方程為設(shè)，則，代入上式得設(shè)計工況為亞臨界工況與工況變?yōu)閬喤R界工況的流量比假設(shè)比容變化較小、反動度基本不變。簡化得略去溫度的影響，則 二、級組壓力與流量的關(guān)系當級組內(nèi)各級的氣流速度均小于臨界速度時，稱級組為亞臨界工況；當級組內(nèi)至少有一列葉柵(如某一級的噴嘴或動葉)的出口流速達到或超過

38、臨界速度時，稱級組為臨界工況。1. 工況變化前后級組均為臨界工況在各級通流面積不變的條件下，處于亞臨界工況的級組，若級組前后壓差由小變大，則各級流量和流速也要增大，這時一般是級組內(nèi)最后一級最先達到臨界速度，這是因為：a.后面的級的比容較大，其平均直徑往往比前面的級要大，若相鄰兩級的速比和反動度基本相同，則后一級的比焓降較大，也就是最后一級的比焓降最大，流速也最大。b.最后一級的蒸汽絕對溫度最低，當?shù)匾羲僮钚?。討論末級為臨界，其余級為亞臨界。忽略溫度影響。若變工況前后級組的末級都是臨界工況，則：因末級前的汽流未達臨界，故對倒第二級可寫出下式 由于通過各級的流量相等，從而有 由此得：同理可見級組為

39、臨界工況時，級組流量與級組前壓力成正比，與級組前絕對溫度的平方根成反比，若不考慮溫度的變化，則級組流量只與級組前壓力成正比。2. 工況變化前后級組均為亞臨界工況由斯托陀拉(stodola)實驗所得到的級組蒸汽流量與初壓背壓的關(guān)系曲線推得：若不考慮溫度的變化上兩式就是著名的弗留格爾(flugel)公式，是級組在亞臨界工況下的級組流量與壓力的關(guān)系式。由弗留格爾公式可見，級組內(nèi)級數(shù)越多，同一初壓下的臨界壓力相對的越接近零，應用它計算的誤差越小，反之誤差越大；不論級組內(nèi)級數(shù)多少，在設(shè)計工況下應用弗留格爾公式時，各參數(shù)相等，因此沒有誤差，偏離設(shè)計工況越近，誤差越小，反之誤差越大；背壓與初壓相等，設(shè)計流量

40、為零時，應用弗留格爾公式的計算誤差為零。三、各級組的曲線四、壓力與流量關(guān)系式的應用1.弗留格爾公式的應用條件a) 如通流部分面積發(fā)生變化，則應進行修正。 b)同一工況下各級的流量相等或成相同的比例c)通過各級的氣流為一股均質(zhì)流<調(diào)節(jié)級不能 包括級組內(nèi)>d)級數(shù)3-4以上(越多公式越精確)2. 用于分析運行問題五、級的比焓降和反動度的變化規(guī)律1. 級的比焓降變化規(guī)律凝汽式汽輪機a)中間級(除調(diào)節(jié)級與末級以外)級的比焓降由 得 即凝汽式汽輪機中間級,流量變化時級的理想比焓降基本不變b)末級流量大于設(shè)計工況時，雖正比于，但背壓不于成正比，若不變，則流量增大，增大；反之，流量減小，減小。由

41、于pG，中間級、末級的最危險工況為，最大流量工況。 背壓式汽輪機如果背壓式汽輪機的最后一級在工況變動前后均達到臨界狀態(tài)，則各級級前壓力與流量成正比。在此情況下，這些級(除末級外)的比焓降的變化規(guī)律，就與凝汽式汽輪機的中間級一樣。但在一般情況下，即使是最后一級也不會達到臨界狀態(tài)。此時，忽略溫度變化，由弗留格爾公式可得變工況下理想比焓降與流量的關(guān)系曲線 由圖可知：流量變化越大，級的理想比焓降變化也越大；流量變化時，和都比大的多的級，變化較小，和與接近的級，變化較大，末級變化最大2.級的反動度的變化規(guī)律固定轉(zhuǎn)速汽輪機的反動度變化主要由級的比焓降變化引起的。當減小即速比增大時，由下圖虛線所示，由于u不

42、變，故減為，動葉進口實際有效相對速度為。有圖可知，若反動度不變，則上述不等式關(guān)系將使。從而噴嘴流出來的汽流來不及流出動葉柵，使反動度增大。同理，增大即減小時，因而，故反動度必然降低。反動度的變化規(guī)律：級的比焓降增大，即速比減小時，反動度減?。辉O(shè)計反動度較小的級，比焓降變化時，反動度變化較大；反之，變化較?。环磩蛹壍姆磩佣然静蛔?。對于凝汽式汽輪機末級，已達臨界的條件下，若排汽壓力下降，則增大而不變，即級的比焓降增大時反動度增大。若上升，同理，級的比焓降減小而反動度減小。對于調(diào)節(jié)級，當動葉流速超過臨界速度時，也是如此。若末級未達到臨界，反動度的變化規(guī)律同一般級。六、撞擊損失設(shè)計工況下,氣流進入動

43、葉柵的相對運動方向角與動葉幾何進汽角一致,氣流能平滑的進入動葉。級的比焓降改變時，減小，；增大，都會使氣流進入動葉的相對運動方向改變，從而使動葉附面層厚度改變，葉形損失增加，這一附加損失稱為撞擊損失。的變化量以沖角（或撞擊角）表示則 時為正，稱正沖角，沖擊背??；時為負，稱負沖角，沖擊內(nèi)弧。撞擊損失，按葉柵試驗數(shù)據(jù)計算。上式表示與動葉進口有效相對速度方向相垂直的分量全部損失掉。七、各級的變化規(guī)律現(xiàn)在把前面介紹的內(nèi)容，聯(lián)系起來作一小結(jié)。1凝汽式汽輪機a. 末級為臨界工況中間級 末級 由于末級為反動級，可認為其反動度基本不變。b. 末級為亞臨界工況只有最后兩、三級的變化規(guī)律與背壓式汽輪機非調(diào)節(jié)級相同

44、，其余工況均與臨界工況相同。2. 背壓式汽輪機非調(diào)節(jié)級末級一般為亞臨界工況，這也只敘述此時的變化規(guī)律3調(diào)節(jié)級討論全開調(diào)節(jié)氣門后噴嘴與動葉組成的這部分調(diào)節(jié)級。a. 動葉為亞臨界工況bb.動葉為臨界工況教學目標：使學生掌握節(jié)流配汽、噴嘴配汽、調(diào)節(jié)級壓力與流量的關(guān)系課時分配：2學時教學內(nèi)容：第三節(jié) 汽輪機調(diào)節(jié)方式及調(diào)節(jié)級變工況教學重點：節(jié)流配汽、噴嘴配汽、調(diào)節(jié)級壓力與流量的關(guān)系教學難點：節(jié)流配汽、噴嘴配汽、調(diào)節(jié)級壓力與流量的關(guān)系教學資源：多媒體課件教學步驟：第三節(jié) 汽輪機調(diào)節(jié)方式及調(diào)節(jié)級變工況一、節(jié)流配汽采用節(jié)流配汽的汽輪機，不設(shè)專門的調(diào)節(jié)級，調(diào)節(jié)汽門后的壓力即為汽輪機的進口壓力。在部分負荷運行時，

45、閥后壓力決定于流量比，進汽溫度基本保持不變(a)示意圖 (b)熱力過程線節(jié)流 特點：負荷小于額定值時，所有氣體節(jié)流。用節(jié)流效率表示節(jié)流損失對汽輪機經(jīng)濟性的影響：一般地，相對內(nèi)效率基本不變。所以，節(jié)流配汽在部分負荷下相對內(nèi)效率下降的主要原因是調(diào)節(jié)汽門的節(jié)流損失，并且隨負荷下降而損失增大。同樣負荷下，背壓越高，節(jié)流效率越低，所以，背壓式汽輪機一般不用節(jié)流配汽。凝汽式汽輪機節(jié)流配汽的變工況特性與前面討論的中間級情況一樣。二、噴嘴配汽將汽輪機高壓缸的第一級設(shè)為調(diào)節(jié)級，并將該級的噴嘴分成4組或更多組。每一噴嘴組由1個獨立的調(diào)節(jié)汽門供汽，通常認為調(diào)節(jié)級后的壓力相等。為減小噴嘴配汽調(diào)節(jié)級的漏汽量，調(diào)節(jié)級采用

46、低反動度(約0.05)的沖動式。1-自動主汽門2-調(diào)節(jié)汽門3-噴嘴組間壁(a)全機示意圖 (b)調(diào)節(jié)級示意圖特點：部分進汽 e<1 ，100負荷效率低于節(jié)流配汽。部分負荷，根據(jù)負荷大小，調(diào)門順序開啟，只有通過部分開啟的調(diào)門有節(jié)流損失，而通過全開調(diào)門的氣流沒有節(jié)流損失，因此效率高于節(jié)流。三、調(diào)節(jié)級壓力與流量的關(guān)系1. 簡化的調(diào)節(jié)級壓力與流量的關(guān)系假定：忽略調(diào)節(jié)級后溫度變化的影響各種工況下級的反動度都保持為零，； 四個調(diào)節(jié)氣門依次開啟，沒有重疊度；全開調(diào)節(jié)氣門后噴嘴組前壓力均為不變；上述假定下調(diào)節(jié)級四個噴嘴組的曲線2. 調(diào)節(jié)級的實際壓力與流量的關(guān)系1) 調(diào)節(jié)級后溫度變化的影響部分負荷時調(diào)節(jié)級

47、膨脹加大，調(diào)節(jié)級后溫度降低、蒸汽比容相對不計溫度減小，在相同調(diào)節(jié)級壓力下流量增大。2) 調(diào)節(jié)級有一定反動度在機組負荷下降時，全開調(diào)門噴嘴組的理想焓降增大，反動度下降；反之則增大。表明隨機組負荷下降，調(diào)節(jié)級反動度減小，使噴嘴后壓力更接近于調(diào)節(jié)級動葉后壓力。3) 實際上流量不斷增大機組流量增大后，主汽門的節(jié)流壓降增大，使各調(diào)節(jié)汽門前的壓力在機組負荷增大時下降。4) 調(diào)節(jié)汽門開啟有一定重迭度通過調(diào)門的蒸汽流量與調(diào)門開度之間呈非線性關(guān)系，特別在調(diào)門接近全開時，為保證汽輪機控制系統(tǒng)有良好的調(diào)節(jié)品質(zhì)，力求使調(diào)門升程與流量成線性關(guān)系，為彌補先調(diào)門接近全開時的非線性，后續(xù)調(diào)門提前開啟。這樣，調(diào)門開啟有一定重迭

48、度。3. 調(diào)節(jié)級的最危險工況當只有第一調(diào)節(jié)汽門全開而其他調(diào)節(jié)汽門關(guān)閉時，非但第一級的理想比焓降最大，而且流過第一噴嘴組的流量是第一噴嘴組的最大流量，這股流量集中在第一噴嘴組后的少數(shù)動葉上，使每片動葉分攤的蒸汽流量最大。動葉的蒸汽作用力正比于流量和比焓降之積，因此當?shù)谝徽{(diào)節(jié)汽門全開而其他調(diào)節(jié)汽門都關(guān)閉時，調(diào)節(jié)級動葉受力最大，是最危險工況。四、旁通配汽旁通配汽主要用于船舶和工業(yè)汽輪機，通過設(shè)置內(nèi)部或外部旁通閥增大汽輪機的流量，增大汽輪機的功率輸出或增大汽輪機的抽汽供熱量。五、軸向推力的變化規(guī)律轉(zhuǎn)子上的軸向推力是由動葉上的汽流力、壓差力和葉輪及轉(zhuǎn)子凸肩兩側(cè)的壓差力組成。汽流力正比于流量，壓差力決定于

49、級前、后的壓和壓力反動度，故軸向推力是蒸汽流量、反動度、壓力反動度、級前后壓差的函數(shù)，即 汽輪機軸向推力的變工況計算相當復雜，且難以計算準確，故在實際運行中，常用測量推力軸承工作瓦塊溫升的方法來監(jiān)視軸向推力的變化。 1. 節(jié)流配汽凝汽式汽輪機對節(jié)流調(diào)節(jié)的凝汽式汽輪機，當負荷變化時，除最末級外，其余各級由于比焓降不變，反動度亦不變。各級前后壓力差與流量成正比變化，因此，汽輪機級的軸向推力與流量成正比變化 。 節(jié)流調(diào)節(jié)凝汽式汽輪機的軸向推力隨負荷增大而增加，且在最大負荷時達最大值 。2. 噴嘴配汽凝汽式汽輪機對噴嘴調(diào)節(jié)的凝汽式汽輪機，在變動工況下，各壓力級軸向推力的變化規(guī)律與節(jié)流調(diào)節(jié)式汽輪機相同。

50、調(diào)節(jié)級軸向推力的變化比較復雜，它與部分進汽度和前軸封漏汽等因素有關(guān)。當有通道使調(diào)節(jié)級兩側(cè)的壓力平衡時，可以不計作用在輪面上的軸向力，此時，調(diào)節(jié)級的軸向推力主要是動葉片上的軸向力，其值如圖為一臺中壓汽輪機全機軸向推力與流量的關(guān)系一般可近似認為，凝汽式汽輪機總的軸向推力與流量成正比變化，且最大功率時達最大值。 1非調(diào)節(jié)級軸向推力與流量的關(guān)系2-全機軸向推力與流量的關(guān)系 3. 背壓式汽輪機背壓式汽輪機調(diào)節(jié)級軸向推力的變工況特性與凝汽式汽輪機相同。而其壓力級在工況變動時，因級前、后壓力與流量不成正比，級內(nèi)比焓降和反動度相應發(fā)生變化，因此級的軸向推力也不與流量成正比，例如當流量增加時，級前、后壓力及壓差

51、增大，但反動度卻下降，故軸向推力不一定增加；而當流量減小時，級前、后壓力及壓差減小，但反動度增加，級的軸向推力并不一定減小。因此背壓式汽輪機通流部分總的軸向推力的最大值并非在最大功率而是在某一中間功率時達到 。教學目標：使學生掌握滑壓運行方式及其特點課時分配：2學時教學內(nèi)容：第四節(jié)滑壓運行的經(jīng)濟性與安全性教學重點：滑壓運行方式及其特點教學難點：滑壓運行方式及其特點教學資源：多媒體課件教學步驟：第四節(jié)滑壓運行的經(jīng)濟性與安全性汽輪機有兩種運行方式，一是定壓運行，一是滑壓運行。大容量汽輪機調(diào)峰時，采用滑壓運行方式，在安全性和負荷變化靈活性上，都優(yōu)于定壓運行方式，一定條件下的經(jīng)濟性也優(yōu)于定壓運行方式。

52、 一、滑壓運行方式汽輪機滑壓運行時，調(diào)節(jié)汽門全開或開度不變。根據(jù)負荷大小調(diào)節(jié)進入鍋爐的燃料量，給水量和空氣量，使鍋爐出口汽壓和流量隨負荷升降而升降，但出口氣溫不變，因此汽輪機的進汽溫度維持額定值不變，而進汽壓力與流量都隨負荷升降而增減，可借以調(diào)節(jié)汽輪機的功率。汽輪機的進汽壓力隨外界負荷增減而上下滑動，故稱滑壓運行，也稱變壓運行?；瑝哼\行又可分為三種方式1.純滑壓運行方式不需要調(diào)節(jié)級，第一級全周進汽，調(diào)節(jié)汽門全開，只靠鍋爐出口蒸汽壓力和流量的改變來調(diào)節(jié)機組負荷。2.節(jié)流滑壓運行方式不需要調(diào)節(jié)級，第一級全周進汽，節(jié)流調(diào)節(jié)汽門預先關(guān)小5%15%，進行滑壓運行。3.復合滑壓運行方式<定-滑-定>高負荷區(qū)，進行定壓運行，較低負荷區(qū)，進行滑壓運行，在滑壓運行的最低負荷點之下又進行初壓水平較低的定壓運行。二、機組滑壓運行的熱經(jīng)濟性機組部分負荷下，噴嘴配汽的調(diào)節(jié)級溫度變化較大，對非調(diào)各級的相對內(nèi)效率有一定影響，較節(jié)流、滑壓配汽稍差。但噴嘴配由于至多有一個調(diào)門產(chǎn)生節(jié)流，盡管調(diào)節(jié)級效率隨機組負荷下降而減小，但整機的理想焓降不變，絕