汽輪機畢設終結版

1、本科畢業(yè)設計題目：660MW亞臨界凝汽式汽輪機熱力系統(tǒng)的設計學 院:材料與冶金學院專 業(yè):熱能與動力工程學 號:201102129055學生姓名:謝靈運指導教師:姜太功日 期:二一五年六月武漢科技大學本科畢業(yè)設計摘 要汽輪機作為現(xiàn)代重要的動力機械設備，在國家動力能源方面起著舉足輕重的地位。本次設計一方面是為了鞏固所學的理論知識，強化對汽輪機整體的認知；另一方面，也是希望借此設計培養(yǎng)獨立思考及動手解決問題的能力，為今后的工作學習打下基礎。本文設計的是一臺660WM亞臨界凝汽式汽輪機，首先根據(jù)基本參數(shù)的要求，完成透平機械的熱力設計，即選定汽輪機的基本參數(shù)和結構形式，確定通流部分的重要尺寸，求出整機

2、的內功率和內效率，然后由設計得出的參數(shù)，進行汽耗量和功率的校核，最后完成其結構設計。本設計采用的是三缸四排汽，高中壓缸合缸，低壓缸四流程的亞臨界反動凝汽式設計，是當前國內大型機組的主流設計形式，同時采用一次中間再熱，提高發(fā)電效率，八級抽汽加熱給水提高給水溫度，以提高機組的效率。最終在設計工況下的熱耗量是8140.64KJ/KWh，汽輪機機組的絕對電效率是44.23%，在設計上是安全可靠的。關鍵詞：汽輪機；能源；設計；亞臨界AbstractTurbine as an important driving force of modern machinery and equipment, plays

3、an important role in the national power energy. The design on the one hand is to consolidate the theoretical knowledge learned, to strengthen awareness of the turbine as a whole; the other hand, is hoping to design independent thinking and the ability to begin to solve the problem, lay the foun

4、dation for future work and study.This design is a 660WM subcritical condensing steam turbine, the first under the requirements of the basic parameters, complete thermal turbomachinery design, namely the basic parameters and structure of the selected turbine, determine critical dimensions flow passag

5、e is obtained and internal efficiency within the power of the machine, and then drawn by the design parameters, steam and power consumption checking, finalizing his design.This design uses a three-cylinder four exhaust, subcritical reaction condensing steam turbine cylinder closing cylinder design,

6、low pressure cylinder, four processes are designed to form the current mainstream domestic large units, while using single reheat, improve power generation efficiency , eight steam extraction feedwater heating water temperature increase to improve the efficiency of the unit.Final heat consumption at

7、 design condition is 8140.64KJ / KWh, absolute power efficiency steam turbine plant is 44.23%, the design is safe and reliable.Key words：Turbine; Energy; Design; Subcritical目 錄1 緒論11.1 汽輪機簡介11.2 電站高參數(shù)大容量汽輪機技術研究和國內外發(fā)展現(xiàn)狀11.3 設計意義21.4 論文研究內容22 熱力系統(tǒng)設計42.1 設計基本參數(shù)選擇42.2 汽輪機熱力過程線的擬定42.3 汽輪機進汽量計算62.4 抽汽回熱系統(tǒng)

8、熱平衡初步計算73 調節(jié)級設計133.1 調節(jié)級形式及焓降確定133.2 調節(jié)級主要參數(shù)的確定133.3 調節(jié)級詳細計算143.3.1 噴嘴部分的計算143.3.2 動葉部分計算173.3.3 級內損失的計算193.3.4 級效率與內功率的計算204 非調節(jié)級計算214.1 高壓缸非調節(jié)級計算214.2 中壓缸非調節(jié)級計算234.3 低壓缸非調節(jié)級計算254.4 抽汽壓力調整284.5 重新列汽水參數(shù)表285 汽輪機各部分汽水流量和各項熱經(jīng)濟指標計算305.1 重新計算汽輪機各段抽汽量305.2 汽輪機汽耗量計算及流量校核316 結束語33參考文獻34致 謝35III1 緒論1.1 汽輪機簡介

9、汽輪機是一種以水蒸汽為工質，通過將蒸汽熱能轉變?yōu)闄C械能的外燃高速旋轉式原動機。其具有單機功率大、效率高、運轉平穩(wěn)和使用壽命長及單位功率制造成本低等優(yōu)點，是當今重要的動力機械設備。汽輪機的用途主要是作為發(fā)電用的原動機。在使用化石燃料的常規(guī)現(xiàn)代火力發(fā)電廠、地熱發(fā)電站和核電站中，都采用汽輪機作為動力的汽輪發(fā)電機組。汽輪機的排汽或中間抽汽還可以用來滿足生產(chǎn)和生活上的所需供熱。此外，工廠企業(yè)生產(chǎn)過程中的余能、余熱，還可分類為不同品位的熱能加以合理有效地利用。由于汽輪機能設計為變速運行，所以還可以用它直接驅動各種從動機械，如壓氣機、風機、高爐風機、泵和船舶的螺旋槳等等 沈士一，康松.汽輪機原理.北京：中國

10、電力出版社，1992.7895。汽輪機設備及系統(tǒng)結構主要包括汽輪機本體、熱力系統(tǒng)、調節(jié)保安油系統(tǒng)、輔助設備等幾大部分。汽輪機本體是由轉子和靜子組成，調節(jié)保安油系統(tǒng)主要包括調節(jié)氣閥、調速器、主油泵、油箱、調速傳動機構、安全保護裝置等；輔助設備主要包括凝汽器、抽氣器高低壓加熱器、除氧器、給水泵、凝升泵、凝結水泵、循環(huán)水泵等；熱力系統(tǒng)主要是指主蒸汽系統(tǒng)、再熱蒸汽系統(tǒng)、凝汽系統(tǒng)、給水回熱系統(tǒng)、給水除氧系統(tǒng)、旁路系統(tǒng)等。由于汽輪機通常的工作環(huán)境為高溫、高壓和高轉速，所以其屬于一種較為精密的重型機械。同時，其制造和發(fā)展也涉及到許多工業(yè)部門和科學領域，如優(yōu)質的大型鍛鑄件的供應，高效長葉片的設計，高強度耐熱合

11、金鋼的研制和研制和加工制造，及新工藝新技術的應用等 華東六省一市電機工程學會編.汽輪機設備及其系統(tǒng).北京：中國電力出版社 2000.2330。因而，無論從生產(chǎn)應用或是制造工業(yè)上，其都是反映國家工業(yè)技術發(fā)展水平的重要標志之一，在國民經(jīng)濟和能源發(fā)展中起著極其重要的作用。1.2 電站高參數(shù)大容量汽輪機技術研究和國內外發(fā)展現(xiàn)狀由于近幾年我國工業(yè)的日益發(fā)展，電力產(chǎn)業(yè)對汽輪機制造業(yè)提出的要求不斷提高，汽輪機也逐漸向高參數(shù)、大容量、低污染、高可靠性、負荷適應性高、自動化程度高、經(jīng)濟、安全方向發(fā)展。目前，現(xiàn)代大型汽輪機一般都采用級數(shù)多、多汽缸、多排汽的結構；汽缸采用內、外雙層或者多層缸的結構。汽輪機設計應選擇

12、合理的熱力循環(huán)，汽輪機的通流部分應有良好的熱力和氣動特性，同時，汽輪機主、輔機及其主要零件還應具有滿意的強度和振動特性，良好的自動調節(jié)性能以及合理的制造工藝 葉濤主編. 熱力發(fā)電廠（第二版）.中國電力出版社，2006.105112。隨著汽輪機技術研究的不斷深入和制造業(yè)能力的提高，最近幾年，汽輪機的發(fā)展趨勢表現(xiàn)在如下幾個方面：（1）提高單機功率及蒸汽初參數(shù)，通過改進汽輪機的通流設計，以達到優(yōu)化中間再熱和給水回熱系統(tǒng)，提高汽輪機的熱經(jīng)濟性的效果；（2）加大對大型機組和燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組的研發(fā)力度，以來提高一次能源的利用率；（3）提高智能化水平，通過開發(fā)相關計算機程序和電子元器件，完善自動控制系統(tǒng)

13、；（4）提高加工制造設備和工藝水平，采用標準的質管要求以確保產(chǎn)品質量，從而增強機組的可靠性和可利用率。據(jù)最新科研報告，通過對汽輪機末級長葉片上采用氣動及強度振動方面的改進，可以提高汽輪機效率，其設計的新技術主要在以下幾個方面 黃保海,牟元恩,紀玉龍。 鄒縣電廠600 MW 機組特點及經(jīng)濟性分析 電站系統(tǒng)工程2001，17（1）：4243.：（1）三元氣動理論的設計方法，應用可控渦流型，以提高反動度分布，減少二次流損失，來改善出口流場的均勻性，從而減少排汽損失和漏氣損失；（2）應用CAD軟件進行葉型設計以保證能滿足氣動參數(shù)的要求；（3）跨音速葉柵的設計，通過采用直線背弧以減少葉型的激波損失；（4

14、）新的動強度考核準則，通過對高階振型的安全性作出評估。1.3 設計意義本次課題是設計一臺660MW亞臨界凝汽式汽輪機，在這次設計過程中，首先，我在網(wǎng)上收集了一些660MW的汽輪機設計論文，同時參考了國內外當前汽輪機的最新數(shù)據(jù)，以從整體上構建一個660MW的汽輪機模型。同時通過課題所給的基礎參數(shù)及查閱相關書籍，完善相關參數(shù)以為設計做準備。接著進行熱力計算，主要是選定汽輪機的基本參數(shù)和結構形式，確定通流問好分的主要尺寸，求出其整機的內功率和內效率。通過這次設計，我認為收獲良多，一方面，能系統(tǒng)掌握汽輪機的理論知識，將理論知識更好地應用到實際工作中，另一方面，能很好地鍛煉自己獨立思考能力，培養(yǎng)綜合運用

15、所學知識解決實際問題的能力以團結協(xié)作的工作能力?？偟膩碚f，雖然這次畢業(yè)設計的課題在選題上相對傳統(tǒng)單一，但卻讓我受益匪淺。1.4 論文研究內容本論文主要設計了660MW三缸四排汽，高中壓缸合缸，低壓缸四流程的亞臨界反動凝汽式汽輪機，目前在國內是主流的大型汽輪機機組。本機組的特點是采用一次中間再熱提高機組的發(fā)電效率；通過八級抽汽加熱給水提高給水溫度，從而提高機組的效率。 其設計主要內容包括以下：（1）透平機械的熱力計算；（2）通流部分計算；（3）汽輪機熱力系統(tǒng)設計；（4）各項經(jīng)濟指標的校核在本次設計中，首先我們根據(jù)本次設計所給的課題和基礎參數(shù)，查閱相關書籍和文獻，補充一些例如給水泵及凝結水泵出口壓

16、力、相對內效率、中壓缸排汽壓力等經(jīng)驗參數(shù)，使得設計參數(shù)完整，為之后設計計算作好準備。然后通過所給的參數(shù)，進行汽輪機熱力過程線的擬定，從而得到整機的焓值基本分配情況及各點壓力值。接著就是抽汽回熱系統(tǒng)熱平衡的初步計算，通過凝結水溫、加熱器的等溫升、加器端差和抽汽管路壓損等設定的條件決定各抽汽級數(shù)的溫度、焓值、壓力及比容等相關數(shù)據(jù)，以列出其加熱器的汽水參數(shù)表和各級抽汽系數(shù)。之后，便是通流部分計算，通過這部分計算，我們可以確定各缸的級數(shù)和每一級的壓力、焓值等參數(shù)，進而確定其噴嘴、動葉的選擇和尺寸等相關數(shù)據(jù)。當機組級數(shù)和比焓降重新分配完成后，理論抽汽壓力要由相鄰的級間壓力低替，因此需要調整各回熱抽汽壓力

17、，得到新的汽水列表。最后，由新的汽水參數(shù)表，重新計算汽輪機各段抽汽量，然后進行汽輪機汽耗量計算及流量校核，若汽耗量誤差小于百分之二，功率誤差小于百分之一，則說明設計誤差在允許范圍內，該設計可靠。2 熱力系統(tǒng)設計2.1 設計基本參數(shù)選擇（1）汽輪機類型機組型號為N660-16.68/538/538機組形式為亞臨界、一次中間再熱、三缸四排汽、單軸、凝汽式汽輪機（2）基本設計參數(shù)項目數(shù)值單位項目數(shù)值單位額定功率660MW汽輪機轉速3000r/min蒸汽初壓16.68Mpa蒸汽初溫538再熱蒸汽熱段壓力3.323Mpa再熱蒸汽熱段溫度538再熱蒸汽冷段壓力3.567Mpa再熱蒸汽冷段溫度315背壓4.

18、4KPa給水溫度240中壓缸排汽壓力0.78Mpa給水泵出口壓力21.47Mpa凝結水泵出口壓力1.73Mpa加熱器效率0.98機械效率0.985發(fā)電機效率0.992.2 汽輪機熱力過程線的擬定工質在汽輪機內進行能量轉換的熱力過程是客觀存在的，它對應著焓熵圖中一條特定的力工程曲線。故，為了給起初的逐級計算設置一個準繩或依據(jù)，就必須擬定一條近似的熱力過程曲線。對于本設計，由于采用再熱式，所以其曲線可以看作由兩部分組成：工質在再熱前的通流部分為高壓部分；再熱后的通流部分分為中、低壓部分。其具體方法如下：（1）在h-s圖上，根據(jù)新蒸汽壓力P0=16.68MPa和新蒸汽溫度t0=538,可確定汽輪機進

19、汽點0，并查得該點的比焓值h0=3398.84KJ/Kg,比熵s0=6.4159kJ/（Kg），比體積v0=0.0199210m3/kg。（2）在h-s圖上，根據(jù)初壓P0=16.68MPa和主汽閥和調節(jié)汽閥流壓力損失P0=0.834MPa，可以確定調節(jié)級前壓力P0'=16.0128MPa，然后根據(jù)P0'與h0的交點可以確定調節(jié)級前狀態(tài)點1，并查得該點的溫度t0'=535.30,比熵s0'=6.4326kJ/（Kg）,v0'=0.0199210m3/kg。（3）在h-s圖上，根據(jù)高壓缸排汽壓力Prh=3.567MPa和s0=6.4159kJ/（Kg）可以確

20、定高壓缸理想出口狀態(tài)點2t，并查得該點比焓值hHt=2964.36KJ/Kg,溫度tHt=295.64，比體積vHt=0.0662481m3/kg,由些可以得到高壓缸理想比焓降HtH=432.63 KJ/Kg,進而可以確定高壓缸實際比焓降HiH=378.55 KJ/Kg,再根據(jù)h0、HiH、Prh可以確定高壓缸實際出口狀態(tài)點2，并查該點比焓值hH=3020.29KJ/Kg，溫度tH=316.76，比體積vH=0.06987m3/kg。（4）在h-s圖上，根據(jù)再熱壓力Prh'=3.323MPa和再熱蒸汽溫度trh=538可以確定中壓缸進汽狀態(tài)點3，并查得該點的比焓值hrh'=35

21、41.65KJ/Kg,比熵srh'=7.2962 kJ/（Kg）,比體積vrh'=0.11043m3/kg。（5）在h-s圖上，根據(jù)再熱壓力Prh'=3.323MPa和中壓缸聯(lián)合汽閥節(jié)流壓力損失Prh'=0.07134MPa，可以確定中壓缸汽閥后壓力Prh''=3.2511MPa ,然后根據(jù)Prh''與hrh'的交點可以確定中壓缸汽閥后狀態(tài)點4，查得該點trh''=538.69，比熵srh''=7.3060 kJ/（Kg），比體積vrh''=0.1128579m3/kg。（6

22、）在h-s圖上，根據(jù)中壓缸排汽壓力Ps=0.78MPa和srh'=7.2962 kJ/（Kg）可以確定中壓缸理想出口狀態(tài)點5t，并查得該點比焓值hMt=3086.04KJ/Kg，溫度tMt=313.59，比體積vMt=0.3411082m3/kg,由此可以得到中壓缸理想比焓降HtM=455.61 KJ/Kg,進而可以確定中壓缸實際比焓降HiM=423.717，再根據(jù)hrh'、HiM、Ps可以確定中壓缸實際狀態(tài)點5，并查到該點比焓值hs=3117.933KJ/Kg,溫度ts=328.77,比體積vs=0.3505m3/kg，ss=7.3499kJ/（Kg）。（7）在h-s圖上，根

23、據(jù)中壓缸排汽壓力Ps=0.78MPa和中低壓缸連通管壓力損失Ps=0.0162MPa，可以確定低壓缸進汽點6，查得該點溫度ps'=0.7638MPa，溫度ts'=328.59，比熵ss=7.3594kJ/（Kg），比體積vs'=0.35797m3/kg。（8）在h-s圖上，根椐凝汽器壓力Pc=0.0044MPa和ss=7.3499kJ/（Kg）可以確定低壓理想出口狀態(tài)點7t，其比焓值為hct=2226.15KJ/Kg。綜上，可擬定其熱力過程線如圖2-1。圖2-1 整機熱力過程線2.3 汽輪機進汽量計算對一般的凝汽式汽輪機，其進汽量可按下式估算： （T/h） (2.1)式

24、中：m考慮回熱抽汽使進汽量增大的系數(shù)，取m=1.225；考慮軸封漏汽、門桿漏汽所需的新汽量，取為3%D；全機理想焓降（kJ/kg）有：D0=3.6×6600001564.253×0.985×0.99×1.225+0.03×D0=1967t/h2.4 抽汽回熱系統(tǒng)熱平衡初步計算給水系統(tǒng)是指從凝汽器出口到鍋爐省煤器的進口之間的這段管道、閥門和附件的總稱。其包含低壓給水系統(tǒng)和高壓給水系統(tǒng)。在當代汽輪機的設計中，一般采用抽汽加熱的給水的回熱系統(tǒng)，優(yōu)點在于可以減少冷源的損失，提高機組的熱經(jīng)濟性，已提高給水溫度。如圖列出了國內和國外汽輪機組所采用的給水溫度

25、和回熱級數(shù) 肖增弘 ,王雷, 夏永軍, 王強. 汽輪機課程設計 中國電力出版社 2012。8692。表2-1不同回熱級數(shù)和給水溫度下循環(huán)效率的增益新蒸汽壓力2.353.438.8212.7413.2316.1716.6623.5新蒸汽溫度390435535535/535535/535565/565回熱級數(shù)133567787889給水溫度105150150170210230220250245270270300相對效益67891113141515161718表2-2 部分國外大型機組采用的給水溫度及回熱級數(shù)項 目美 國英 國蘇 聯(lián)新汽壓力9.812.4513.717.65>23.510.31

26、5.916.1812.7323.5新汽溫度538566538566538566538566565540給水溫度230240240260260280224238252235265274回熱級數(shù)5667796687891. 回熱抽汽級數(shù)的選擇如上表，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，本次設計選擇8段加熱抽汽，采用“三高、四低、一除氧”的形式，高壓加熱器采用內置式蒸汽冷卻器和內置式疏水冷卻器，低壓加熱器采用內置式疏水冷卻器；高壓加熱器疏水收集方式為逐級自流到除氧器，低壓加熱器疏水收集方式為逐級自流到冷凝器。其加熱器的編號從高壓到低壓依次排列，為1、2、8號。給水泵驅動方式為汽動。2. 除氧器工作壓力的選擇除氧器滑壓運行

27、，在設計工況下工作壓力Pd選 為0.7603. 各加熱器汽水參數(shù)計算表2-3 回熱加熱系統(tǒng)原始汽水參數(shù)抽汽管道壓損Pj%33353333項 目單位H1H2H3H4H5H6H7H8加熱器上端差j-1.70-1.702.82.82.82.8加熱器下端差j5.55.55.55.55.55.55.55.5其它相關參數(shù)如下：給水溫度tfw=275；凝汽器壓力pc對應下的飽和水溫，即凝結水溫度tc=30.5;除氧器工作壓力Pd對應下的飽和水溫，即除氧器水箱出口水溫td=168.1;由等溫升法可得58號低壓加熱器水側溫升為t=27.32,其中凝結水泵及軸封加熱器溫升取1。圖2-2 660MW機組原則性熱力系

28、統(tǒng)圖對于各級加熱器的汽水參數(shù)計算思路可分為三個部分。第一部分為低壓加熱器，首先通過凝結水溫、加熱器水側溫升等，計算出各級加熱器入口及出口水溫；再由凝結水泵出口壓力和水溫查表，可確定其入口及出口水比焓；最后其出口水溫加上上端差可得到凝結段的飽和水溫，從而可以確定其汽側工作壓力和抽汽壓力。第二部分為高壓加熱器，其計算思路基本上與低壓加熱器一致，區(qū)別在于，1號高壓加熱器的出口水溫為給水溫度，在原始數(shù)據(jù)里給出。第三部分為除氧器，除氧器作為一個獨立部分，其工作壓力和水溫在原始數(shù)據(jù)里已確定，故可直接計算其抽汽壓力和出口水焓。具體計算過程，如下：（1）8號低壓加熱器8號低壓加熱器入口水溫tcw=31.5；8

29、號低壓加熱器出口水溫tw8=58.82；由凝對結水泵出口壓力pcp和tw8可得8號低壓加熱器入口水比焓hcw8=134.51KJ/kg;由凝對結水泵出口壓力pcp和tw8可得8號低壓加熱器出口水比焓hw8=248.52KJ/kg;8號低壓加熱器凝結段的飽和水溫度tb8=tw8+8=61;hb8=255.34 KJ/kg;8號低壓加熱器汽側工作壓力p8'=0.02089MPa；8段抽汽壓力P8=0.02154MPa； 8號低壓加熱器疏水溫度ts8=tcw8+8=37; 8號低壓加熱器疏水比焓hs8=155.0 KJ/kg。（2）7號低壓加熱器7號低壓加熱器入口水溫tw7=58.82；7號

30、低壓加熱器入口水比焓hw8=248.52KJ/kg;7號低壓加熱器出口水水溫hw7=86.14;由凝結水泵出口壓力pcp和tw7可得7號低壓加熱器出口水比焓hw7=362.58KJ/kg;7號低壓加熱器凝結段的飽和水溫度tb7=tw7+7=88.94;hb7=372.51KJ/kg;7號低壓加熱器汽側工作壓力p7'=0.0674MPa;8段抽汽壓力P7=0.0695MPa; 7號低壓加熱器疏水溫度ts7=tcw7+7=64.32; 7號低壓加熱器疏水比焓hs7=269.23KJ/kg。（3）6號低壓加熱器6號低壓加熱器入口水溫tw7=86.14；6號低壓加熱器入口水比焓hw7=362.

31、85KJ/kg;6號低壓加熱器出口水水溫hw6=113.46;由凝結水泵出口壓力pcp和tw6可得6號低壓加熱器出口水比焓hw6=477.89;6號低壓加熱器凝結段的飽和水溫度tb6=tw6+6=116.26;hb6=487.90KJ/kg;6號低壓加熱器汽側工作壓力p6'=0.1762MPa;8段抽汽壓力P6=0.1816MPa; 6號低壓加熱器疏水溫度ts6=tcw6+6=91.64;6號低壓加熱器疏水比焓hs6=383.87KJ/kg。（4）5號低壓加熱器5號低壓加熱器入口水溫tw6=113.46；5號低壓加熱器入口水比焓hw6=477.89KJ/kg;5號低壓加熱器出口水水溫h

32、w5=140.78;由凝結水泵出口壓力pcp和tw5可得6號低壓加熱器出口水比焓hw5=594.09KJ/kg;5號低壓加熱器凝結段的飽和水溫度tb5=tw5+5=143.58;hb5=604.58KJ/kg;5號低壓加熱器汽側工作壓力p5'=0.39964MPa;5段抽汽壓力P5=0.4120MPa; 5號低壓加熱器疏水溫度ts5=tcw5+5=118.96;5號低壓加熱器疏水比焓hs5=501.18KJ/kg。（5）1號低壓加熱器根椐給水溫度，可以得到1號高壓加熱器出口水溫tw1=tfw=275；由結水泵出口壓力pfp和tw1可得1號高壓加熱器出口水比焓hw1=1206.26KJ/

33、kg;1號高壓加熱器凝結段的飽和水溫度tb1=tw1+1=273.3;hb1=1201.96KJ/kg;1號高壓加熱器汽側工作壓力p1'=5.79255MPa;1段抽汽壓力P1=5.9717MPa。 （6）2號低壓加熱器一般將高壓缸的排汽的一部分作為2段抽汽，所以2段抽汽壓力P2=Prh=3.567MPa；2號高壓加熱器汽側工作壓力p2'=3.4599MPa; 2號高壓加熱器凝結段的飽和水溫度tb2=241.90;hb2=1046.61KJ/kg;2號高壓加熱器出口水溫tw2=ts2-2=241.09由結水泵出口壓力pfp和tw2可得2號高壓加熱器出口水比焓hw2=1049.2

34、1KJ/kg;1號高壓加熱器疏水溫度ts1=tw2+1=247.4;1號低壓加熱器疏水比焓hs1=1073.08KJ/kg。（7）3號低壓加熱器為了降低再熱后抽汽參數(shù)，應靈活應用等溫升法，使2號高壓加熱器溫升是3號高壓加熱器的1.5倍，即tw2-tw3=1.5×tw3-tw4，若給水泵溫升取3.4，則tw4=1771.5,得tw3=199.66。一般將高壓缸的排汽的一部分作為2段抽汽，所以2段抽汽壓力P2=Prh=3.567MPa；由結水泵出口壓力pfp和tw3可得3號高壓加熱器出口水比焓hw3=859.58KJ/kg;由結水泵出口壓力pfp和tw4可得4號高壓加熱器出口水比焓hw4

35、=737.32KJ/kg;3號高壓加熱器凝結段的飽和水溫度tb3=197.96;hb3=843.21KJ/kg;3號高壓加熱器汽側工作壓力p3'=1.4894MPa;3段抽汽壓力P3=1.5355MPa;2455.283號高壓加熱器疏水溫度ts3=tw3+3=177.0;3號低壓加熱器疏水比焓hs3=749.95KJ/kg。2號高壓加熱器疏水溫度ts2=tw2+2=205.16;2號低壓加熱器疏水比焓hs2=875.72KJ/kg(8)除氧器除氧器工作壓力p34'=pd=0.760MPa；水溫td=168.1; 四段抽汽壓力p4=0.81 MPa，出口水比焓hd=710.98K

36、J/kg;由上數(shù)據(jù)，可擬定各回熱器汽水參數(shù)如表2-2：表2-4 660MW凝汽式汽輪機加熱器汽水參數(shù)表項目單位H1H2H3H4(HD)H5H6H7H8SGC回熱抽汽抽汽壓力PjMPa5.97173.5671.5350.780.4120.18160.06950.021540.0044抽汽溫度tj3873154443532571901180.938730.62抽汽比焓值hjkJ/kg3144.23015.23352.23169.02978.52815.02716.02455.82355.9抽汽壓損Pj33333333加熱器汽側壓力pj,MPa5.79263.45601.48940.7600.399

37、640.17620.06740.02090.102pj,下的飽和水比焓tbj273.30241.90197.96168.10143.58116.2688.9464.64100.1630.62pj,下的飽和水比焓hbjkJ/kg1201.961046.61843.21710.98604.58487.90372.51255.34419.78128.34抽汽放熱qjkJ/kg2071.122139.482602.252458.112477.322431.132446.772300.8疏水上端差j-1.70-1.702.82.82.82.8下端差j5.55.55.55.55.55.55.55.5疏水溫

38、度tsj247.4205.16177.0168.1118.9691.6464.3237.0疏水比焓hsjkJ/kg1073.08875.72749.95710.89501.18383.87269.23155.00疏水放熱jkJ/kg197.36125.7739.06209.71117.31114.64114.23水側加熱器出口水溫twj275241.90199.66171.50140.78113.4686.1458.8231.6230.62加熱器水側壓力pwMPa21.4721.4721.470.9162.7582.7582.7582.7582.758128.34加熱器出口水比焓hsjkJ/k

39、g1206.261049.21859.58737.32594.09477.89362.85248.52135.01128.34給水比焓升jkJ/kg157.05189.63122.26143.23116.2115.04114.33113.516.67128.344. 回熱系統(tǒng)熱平衡的初步計算(1) 1號高壓加熱器熱平衡計算=0.0754 (2.2)(2) 2號高壓加熱器熱平衡計算=0.0812 (2.3)(3) 3號高壓加熱器熱平衡計算 =0.03915 (2.4)(4) 除氧器 4=fw(hs-hw5)/h-（1+2+3）（hs3-hw5）h4-hw5=0.04347 (2.5) c4=1-

40、1+2+3+4=0.76078 (2.6)(5) 5號低壓加熱器熱平衡計算=0.02773 (2.7)(6) 6號低壓加熱器熱平衡計算 =0.03416 (2.8)(7) 7號低壓加熱器熱平衡計算=0.03265 (2.9)(8) 8號低壓加熱器熱平衡計算 8=c4(hw8-hc')/h-（5+6+7）（hs7-hs8）h8-hs8=0.03416 (2.10)各段加熱器抽汽系數(shù)如下：表2-5 抽汽系數(shù)表加熱器H1H2H3H4H5H6H7H8抽汽系數(shù)0.075400.081200.039150.043470.027730.034160.034160.032655. 閥桿漏浩汽量、軸封漏

41、汽量和給水泵汽輪機用汽估算（1）閥桿漏汽包括主汽閥及調節(jié)汽閥閥標漏汽GV1和中壓缸聯(lián)合汽閥漏汽GV2，可根據(jù)其相應的狀態(tài)對應公式計算出漏汽量，前者大概為總進汽量的1%，后者約為總進汽量的0.4%。（2）軸封漏汽包括高壓缸后軸封漏汽Gsg1和中壓缸后軸封漏汽Gsg2，可根據(jù)其相應的狀態(tài)對應的公式計算出漏汽量，前者大概是總進汽量的1.3%，后者約為總進汽量的0.1%。（3）給水泵汽輪機用汽量中壓缸末級抽汽，除了作為除氧器汽原外，還抽一部分用作給水泵汽輪機汽原，設計工況下抽汽量G為74.156t/h，抽汽系數(shù)為：0.0377。3 調節(jié)級設計3.1 調節(jié)級形式及焓降確定（1） 調節(jié)級形式的確定調節(jié)級有

42、單列和雙列之分，這取決于經(jīng)濟功率下調節(jié)級理想焓降的大小。由于本設計機組屬高參數(shù)、大容量類，并在是電網(wǎng)中承擔基本負荷的汽輪機，要求有盡量好的經(jīng)濟性，這種汽輪機的進汽量或容積流量很大，經(jīng)由前軸填充的漏汽量通常不超過總進汽量的1%，且前幾個壓力級的葉片容易設計成具有較大的高度，在這種情況下，采用單列調節(jié)級是合理的 何阿平, 葉菱, 彭澤瑛. 亞臨界600MW汽輪機通流部分優(yōu)化設計 上海汽輪機2001，4：5455。（2） 調節(jié)級焓降的確定目前，國產(chǎn)大功率汽輪機調節(jié)級（單列）的理想熱降約為：70100 kJ/kg，據(jù)此，本設計中采用單列調節(jié)級，經(jīng)濟功率下的調節(jié)級理想焓降取為：85 kJ/kg。3.2

43、調節(jié)級主要參數(shù)的確定（1）調節(jié)級的速比的選取選取適當?shù)乃俣缺戎?，以保證調節(jié)級的效率。由于調節(jié)級都為部分進汽，所以其最佳速度比要比全周進汽的小，一般在額定工況下，單列級取0.40.45或者更小。本設計中即：取0.44.（2）調節(jié)級平均直徑的確定調節(jié)級平均直徑通常比其后面的壓力級的直徑大。因為轉速在一定時，平均直徑越大，動葉圓周速度越大，根據(jù)最佳速比的要求，調節(jié)級能承擔的比焓降也越大，這是設計汽輪機時所追求的。當然，調節(jié)級的平均直徑不能任意加大，因為過大的平均直徑會使制造成本加大，并使葉柵高度變得太小。如果平均直徑取得過小，又會使套裝葉輪所具備的預緊力不足。因而對采用整鍛轉子的高壓汽輪機，取dm取

44、1000-1200mm;在級的設計中，由于其焓降、速比、平均直徑三者中只有兩個是獨立變量。故：平均直徑由公式計算：dm=60xa2ht°n=60×0.44×2×85×10003.14×3000=1155mm (3.1)（3）調節(jié)級反動度的選取調節(jié)級為部分進汽，其反動度要比全周進汽的級小。對于單列調節(jié)級反動度取為0.08。（4）部分進氣度的確定由可見，在其他參數(shù)不變的條件下，葉高與部分進汽度e成反比。葉高越小，葉高損失越大，但部分進汽損失越小。部分進汽損失又可分為兩種:一種為鼓風損失,另一種為斥汽損失。部分進汽度e越小，則鼓風損失和斥汽

45、損失越大，從而部分抵消了由于葉高增大而提高的效率，為了使調節(jié)級獲得較高的效率，確定調節(jié)級的葉高和部分進汽度時須使與之和為最小。求得e=0.89。（5）汽流出口角和的確定噴嘴和動葉的汽流出口角和的大小對級的通流能力、作功能力及級效率都有直接影響。當調節(jié)級采用單列級時，其工作馬赫數(shù)大多在亞音速范圍內，一般選用亞音速葉柵。單列級即使汽流出口速度為超音速，但由于超音速葉柵的變工況特性較差，加工復雜，且亞音速葉柵可利用斜切部分膨脹得到超音速汽流。綜全考慮各種因素，本設計中選用亞音速噴嘴葉柵，其型號為：TC-2A，有關參數(shù)為相對節(jié)距為0.650.85，進汽角=70°100°，出汽角=1

46、3°17°；動葉柵選用型號TP-2A，有關參數(shù)為：進汽角=25°40°，出口角=19°22°，相對節(jié)距=0.580.65。具體上，本設計選取噴嘴汽流出汽角1=15.1°°，動葉汽流出汽角2=19.5°。3.3 調節(jié)級詳細計算3.3.1 噴嘴部分的計算（1）調節(jié)級進口參數(shù)及調節(jié)級的滯止理想比焓降調節(jié)級進口參數(shù)即為高壓缸進口參數(shù)，由于進入調節(jié)級的汽流速度很小，可以近似認為滯止參數(shù)與進口參數(shù)相等。即,PT0=P0'=6.0128 MPa, tT0=t0'=535.30查水蒸汽h-s圖，有hT0=

47、h0'=3398.84 KJ/Kg，ST0=S0'=0.4326 KJ/(Kg)，vT0=v0'=0.0207561m3/kg。由前面選取其理想比焓降為。（2）調節(jié)級進汽量，取進入高壓缸前各種閥門及連接處漏汽量由于有GV1=0.01G0=0.01×1967=19.67t/h。所以可以算出進入調節(jié)級的汽量為GT=G0-GV1=1947.33t/h=540.9kg/s，則調節(jié)級噴嘴流量Gn=G0=540.9kg/s（3）平均反動度的確定的確定由前面可知=0.08。（4）噴嘴的滯止理想比焓降= (1-)ht0=(1-0.08)×85=78.2kJ/kg (

48、3.2)（5）噴嘴出口汽流速度與 (3.3) (3.4)（6）噴嘴出口等比熵出口參數(shù)、由和求出噴嘴出口理想比焓值：該過程為等熵膨脹過程，由、查水蒸汽h-s圖得出口比容、出口壓力。（7）噴嘴壓比 (3.5)由此可知，噴嘴中為亞音速汽流，采用漸縮噴嘴，選噴嘴型號為TC-2A、。（8）噴嘴出出口面積因為噴嘴中是亞音速流動，故選用下式計算 (3.6)其中噴嘴流量系數(shù)，取。（9）速比由前面選取得（10）級的假想速度 (3.7)（11）級的圓周速度 (3.8)（12）級的平均直徑（13）噴嘴高度 (3.9)為了設計制造方便，取噴嘴的計算高度為整數(shù)值，這里取。（14）噴嘴損失 (3.10)（15）噴嘴出口比

49、焓值 (3.11)由、查得（16）求動葉進口汽流相對速度和進汽角 (3.12) hw1=w122000=22.84kJ/kg (3.13)3.3.2 動葉部分計算（1）動葉出口相對速度和 (3.14) (3.15)動葉葉速度系數(shù)，由與與的關系曲線查得。（2）動葉等比熵出口參數(shù)與 (3.16)由，查得,P2=12.310MPa（3）動葉出口面積 (3.17)式中，動葉流量系數(shù)，取動葉進口流量，未考慮葉頂漏汽量，即?。?）動葉高度由、可知，進出口比容相差不大，故可取，根據(jù)噴嘴高度有 (3.18)其中葉頂蓋度，取葉根蓋度，?。?）動葉汽流出口角 ，式中： (3.19)因此，根據(jù)動靜葉的式作條件和配對

50、要求，動葉型號選用TP-2A型。（6）作動葉出口速度三角形圖3-1調節(jié)級速度三角形由、確定速度三角形， (3.20)（7）動葉損失 (3.21)（8）余速損失 (3.22)（9）動葉出口比焓值h2h2=h2t+hb=3322.74，由h2、p2查得：s2=6.442KJ/(Kg),v2=0.025644m3/kg。（10）輪周損失huhu=hn+hb+hc2=4.62162+4.28+3.30=12.20KJ/Kg (3.23)（11）輪周有效比焓降hu=ht0-hu=85-12.20=72.80 KJ/Kg (3.24)（12）輪周效率u調節(jié)后余速不可利用，系數(shù)為1=0u=huE0=huht0-1hc2=72.8085=85.65% (3.25)（13）校核輪周效率uPu1=u(c1cos1+c2cos2) (3.26)=181.4×383.6×cos1