汽輪機課程設計汽輪機原理

1、課 程 設 計課程名稱 汽輪機原理 題目名稱 汽輪機原理課程設計 學生學院_材料與能源學院_專業(yè)班級_熱能與動力工程(熱電方向)09（1）班學 號_ 3109007245_學生姓名_李健華_指導教師 羅向龍 _ _20012 年 9月 15日廣東工業(yè)大學鍋爐原理課程設計任務書題目名稱25000KW凝汽式汽輪機設計學生學院材料與能源學院專業(yè)班級09級熱能與動力工程(熱電方向)姓 名李健華學 號3109007245一、課程設計的內(nèi)容系統(tǒng)地總結(jié)、鞏固并應用汽輪機原理課程中已學過的理論知識，重點掌握汽輪機熱力設計的方法、步驟。通過設計對整個汽輪機的結(jié)構(gòu)作進一步的了解，明確主要部件在整個機組中的作用、位

2、置及相互關(guān)系。通過設計了解并掌握我國當前的技術(shù)政策和國家標準、設計資料等。由于課程設計的題目接近實際，與當前國民經(jīng)濟的要求相適應，因而要求設計者具有高度的責任感，嚴肅認真。應做到選擇及計算數(shù)據(jù)精確、合理、繪圖規(guī)范，清楚美觀。二、課程設計的要求與數(shù)據(jù)課程設計的要求是：掌握汽輪機計算和校核方法；在計算之后能進行必要的理論分析。主要內(nèi)容包括： (1) 分析并確定汽輪機熱力設計的基本參數(shù)，如汽輪機容量、進汽參數(shù)、轉(zhuǎn)速、排汽壓力或循環(huán)水溫度、回熱加熱級數(shù)及給水溫度、供熱汽輪機的供汽壓力等。(2) 分析并選擇汽輪機的型式、配汽機構(gòu)型式、通流部分形狀及有關(guān)參數(shù)。(3) 擬定汽輪機近似熱力過程線和原則性熱力系

3、統(tǒng)，進行汽耗量與熱經(jīng)濟性的初步計算。(4) 根據(jù)汽輪機運行特性、經(jīng)濟要求及結(jié)構(gòu)強度等因素，比較和確定調(diào)節(jié)級的型式、比焓降、葉型及尺寸等。(5) 根據(jù)流通部分形狀和回熱抽汽壓力要求，確定壓力級的級數(shù)，并進行各級比焓降分配。(6) 對各級進行詳細的熱力計算，求出各級流通部分的幾何尺寸、相對內(nèi)效率和內(nèi)功率，確定汽輪機的實際熱力過程線。(7) 根據(jù)各級熱力計算的結(jié)果，修正各回熱抽汽點壓力以符合實際熱力過程線的要求。(8) 根據(jù)需要修正熱力計算結(jié)果。(9) 繪制流通部分及縱剖面圖。三、課程設計應完成的工作按照給定的設計條件,確定流通部分的幾何參數(shù)，力求獲得較高的相對內(nèi)效率。就汽輪機課程設計而言其任務通常

4、是指各級幾何尺寸的確定及級效率和內(nèi)功率的計算。選擇合理參數(shù)，保證所設計的汽輪機具有較高的效率和較低的成本，便于安裝和檢修，并保證在所有的允許工況下具有較高的可靠性。每個學生應在規(guī)定時間內(nèi)，獨立完成所選題目。運用流體力學、工程熱力學相關(guān)知識，設計出相應汽輪機。要求清楚地分析問題、確定汽輪機類型、提出算法、列出公式及數(shù)據(jù)，最后用公式驗證，完成汽輪機設計，并且提交程序說明書。四、課程設計進程安排序號設計各階段內(nèi)容地點起止日期1布置課程設計任務書；講述課程設計注意事項；講述汽輪機熱力設計基本參數(shù)的確定過程。教室2012-9-32做好設計前的準備工作；查閱參考資料，掌握并確定汽輪機設計方法和步驟。學生

5、宿舍2012-9-43初步完成熱力計算學生 宿舍2012-9-42012-9-84完成汽輪機通流圖學生 宿舍2012-9-82012-9-125完成任務說明書，準備答辯學生 宿舍2012-9-139課程設計答辯教室2012-9-14五、應收集的資料及主要參考文獻1 沈士一，莊賀慶，康松，龐立云.，汽輪機原理.，水利電力出版社，19922 馮慧雯主編，汽輪機課程設計參考資料， 水利電力出版社，19923 康松、楊建明、胥建群編，汽輪機原理，中國電力出版社，2000年出版4 翦天聰主編，汽輪機原理，中國電力出版社，1992年出版發(fā)出任務書日期： 年 月 日 指導教師簽名：計劃完成日期： 年 月 日

6、 基層教學單位責任人簽章： 主管院長簽章：摘要隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，汽輪機的容量在不斷的增大。生活與工業(yè)用電造成電網(wǎng)峰谷差日趨增大，造成機組啟停頻繁，電機組變負荷運行深度調(diào)峰。正因為汽輪機變負荷適應性好，調(diào)峰能力強，因此，汽輪機的潛力很大。汽輪機技術(shù)的革新必然會為社會帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。為了更好地適應社會發(fā)展，加深大學生的研發(fā)技能及拓展大學生的理性思維，因此我們進行了12000kW汽輪機的課程設計。因為時間有限，專業(yè)知識不足，造成有不少設計的地方不夠完善。但是，這次課程設計給了我們鍛煉自我能力和鞏固知識的機會，為今后更好的對汽輪機設計打下了堅實的基礎。關(guān)鍵詞：能源；汽輪機；負荷；效

7、益目錄一、汽輪機熱平衡估算11、近似熱力過程曲線的擬定12、估算汽輪機進汽量D01二、設計工況下的熱力計算21確定機組配汽方式22調(diào)節(jié)級選型23主要參數(shù)24近似熱力過程線的擬定25汽輪機總進汽量的初步估算36調(diào)節(jié)級的詳細熱力計算37壓力級比焓降分配及級數(shù)確定68第一壓力級的詳細熱力計算8三、熱力計算數(shù)據(jù)匯總13四、整機相對內(nèi)效率核算及修正20五、繪制汽輪機通流部分圖20六、課程設計小結(jié)20七、參考文獻21一、汽輪機熱平衡估算基本數(shù)據(jù)：額定功率Pr25000kW，設計功率Pe25000kW，新汽壓力p09.800MPa，新汽溫度t0535，排汽壓力pc0.008MPa，給水溫度取tfw258。1

8、、近似熱力過程曲線的擬定在h-s圖上，由p0、t0可確定汽輪機進汽狀態(tài)點0并查得初比焓h03466.4kJ/kg。設進汽機構(gòu)的節(jié)流損失p00.05p0，得調(diào)節(jié)級前壓力p00.95p09.31MPa，并確定調(diào)節(jié)級前蒸汽狀態(tài)點1。設扣除排汽損失后的排汽壓力pc0.00784MPa。過1點作等比熵線向下交pc線于2點，查得hc2109.7kJ/kg，整機的理想比焓降(htmac)h0-hc1361.9kJ/kg.估計汽輪機相對內(nèi)效率ri80，有效比焓降htmac(htmac) ri1089.54kJ/kg，排汽比焓hz=h0-htmac2376.87kJ/kg，在h-s圖上得排汽點z。用直線連接1、

9、z兩點，在中間3點處沿等壓線下移2125kJ/kg得3點，光滑連接1、3、z點，得該機設計工況下的近似熱力過程曲線，見圖1。圖1近似熱力過程曲線2、估算汽輪機進汽量D0設m1.15，D3.2t/h，m0.99，g0.97，則蒸汽量D包括前軸封漏氣量Dl2t/h。二、設計工況下的熱力計算1確定機組配汽方式采用噴嘴配汽2調(diào)節(jié)級選型采用單列級3主要參數(shù)(1)已知設計參數(shù)Po=9.8Mpa ，to=535 ， Pc=0.008Mpa， Pel=25000KW ，n=3000rpm(2)選取設計參數(shù)設計功率取設計功率=25MW。汽輪機相對內(nèi)效率ri選取某一ri 值，待各級詳細計算后與所得ri'

10、進行比較，直到符合要求為止。這里取ri=74%機械效率： 取m= 99%發(fā)電效率： 取 g= 97%給水回熱系統(tǒng)及參數(shù)：采用兩加熱器,一級除氧器。系統(tǒng)及參數(shù)詳見給水回熱系統(tǒng)圖。4近似熱力過程線的擬定(1)進汽機構(gòu)的節(jié)流損失Po閥門全開時，Po=(0.030.05)Po，取調(diào)節(jié)級噴嘴前Po'=0.95Po=9.31MPa(2)排汽管中壓力損失Pc ：對于本機,認為Pc'=0.98Pc， 即Pc=0.02Pc(3)末級余速損失hc2 ：本機取C2=50ms(4)調(diào)節(jié)級效率調(diào)節(jié)級效率較低，而中間級效率較高。假定調(diào)節(jié)級ri=70% 而調(diào)節(jié)級后壓力Pa=6.9Mpa， 作為初擬熱力過程線

11、的參數(shù)?？刹捎梅侄螖M定熱力過程線。5汽輪機總進汽量的初步估算3.6*PelDo= *m+D=1102.12 t / h(htmac)'*rigmPel 汽輪機的設計功率，kW(ht mac)' 汽輪機通流部分的理想比焓降，由焓熵圖查得(ht mac)'=1361.9kJ/kgri 汽輪機通流部分相對內(nèi)效率之初估值；g 機組的發(fā)電機效率；m 機組的機械效率；m 考慮回熱抽汽引起汽量增大的系數(shù),它與回熱級數(shù)、給水溫度、汽機容量及參數(shù)有關(guān)，取m=1.15；D是考慮門桿漏汽及前軸封漏汽的蒸汽余量，(t/h)D=Dl+Dv給定前軸封漏汽Dl=2t/h，門桿漏汽Dv=1.2t/h

12、；Do是汽輪機總進汽量。 6調(diào)節(jié)級的詳細熱力計算(1)確定調(diào)節(jié)級進汽量DgDg=Do-Dv=100.92 th(2)確定速比Xa和理想比焓降ht取Xa=0.37， 取調(diào)節(jié)級平均直徑dm=1100mm ，計算時取dm=dn=db由u=*dm*n/60=172.7 m/s和Ca=u/Xa=466.76 m/s，ht=Ca2/2=108.93kJ/kg，ht在70125kJ/kg范圍內(nèi)。(3)平均反動度m的選取：取m=5%(4)計算嘴理想比焓降hnhn=(1-m)* ht =103.484 kJ/kg(5)計算噴嘴前后壓比n根據(jù)Po'、ho以及hn查焓熵圖，得到噴嘴后壓力P1和比容V1t由n

13、=P1/Po'判斷流動狀態(tài)，選擇噴嘴葉型和噴嘴出口角1。 (參見噴嘴葉型表)P1 = 6.851MPan=0.736>cr，為亞臨界流態(tài)。噴嘴葉型選取：選取部分蘇字葉柵TC-2A葉型選取噴嘴出口角1=12°(6)計算噴嘴出口汽流速度C1=454.938 m/s取 =0.97 ，C1=*C1t =441.290 m/s(7)計算噴嘴損失hnhn=(1-2)* hn=6.116 kJ/kg(8)確定噴嘴出口面積AnAn=Gn*V1t/(n*c1t)= 32.66 cm2Gn 噴嘴流量，28.034kg/sV1t 噴嘴出口理想比容，0.476m3/kgn 噴嘴流量系數(shù)，取n=

14、0.97(9)確定部分進汽度e確定部分進汽度的原則是選擇部分進汽度e和噴嘴高度ln的最佳組合，使葉高損失hl和部分進汽損失he之和為最小。由An=e*dm*ln*sin(1)得ln=An/ (e*dm*sin(1)而hl=l*Eo=a1/ln*Xa2*Eo ， 取a1=9.9he=e*Eo=(w+s)*Eo鼓風損失系數(shù)w=Be*1/e*(1-e-ec/2)*Xa3 ，取 Be=0.15，ec=0.4斥汽損失系數(shù)s=Ce*1/e*Sn/dn*Xa，取Ce=0.012，Sn=4 (噴嘴組數(shù)) ，dn=dm=1100mm令y=hl+he令其一階導數(shù)為零，即求y的極值，最終可得到e ，設計時選取e值比

15、計算值稍大些。由計算得e = 0.3328(10)確定噴嘴高度lnln= An/ (e*dm*sin(1) = 12.65 mm，取整得13mm。(11)動葉高度蓋度=2 mmlb=ln+=15mm(12)選取蓋度對于本機組來說調(diào)節(jié)級：=2mm壓力級：=2.0mm (ln<20mm) =2.5mm (20ln<40mm) =3.0mm (ln40mm)(13)檢驗根部反動度rr=1-(1-m)*db/(db-lb) =0.0371r在0.030.05范圍內(nèi)。(14)求動葉進口汽流相對速度w1和進汽角11= tan-1c1*sin(1)/(c1*cos(1)-u) =19.51

16、76;w1=C1*sin(1)/sin(1)=274.72 m/shw1=w12/2 = 37.736kJ/kg(15)計算動葉前滯止壓力P10由h1=h1t+hn和hw1查焓熵圖 h1=3369.04 kJ/kgP10 = 7.709Mpa(16)確定動葉理想比焓降hb和動葉滯止理想比焓降hb0hb=m*ht =5.447 kJ/kghb0=hb+hw1=43.182kJ/kg(17)計算動葉出口汽流相對速度w2w2t= = 293.878 m/sw2=*w2t =271.837 m/s ，由m和w2t 查圖得到(=0.925)(18)計算動葉損失hbhb=(1-2)* hb 0 = 6.2

17、34 kJ/kg(19)求取動葉后蒸汽壓力P2和比容V2由hb和hb查焓熵圖得到P2 =6.896 MPaV2 = 0.0475 m3/kg(20)確定動葉出口面積AbAb=Gb*V2/w2=49.03 cm2 ，因未考慮葉頂漏汽,故Gb=Gn(21)確定動葉出口汽流角22=sin-1Ab/(e*db*lb) = 19.92°根據(jù)1和2和動葉葉型表選取動葉葉型動葉葉型：選取部分蘇字葉柵TP-1A葉型(22)計算動葉出口汽流絕對速度從C2和出汽角2 117.869 m/s2=tan-1(w2*sin(2)/(w2* cos(2)-u)=42.16°(23)計算余速損失hc2h

18、c2=0.5*C22 =6.947kJ/kg(24)計算輪周效率比焓降hu' (無限長葉片)hu'=hto-hn-hb-hc2 =89.634J/kg(25)計算級消耗的理想能量EoEo=hco+ht-1*hc2 = 108.931kJ/kg對于調(diào)節(jié)級Eo=hto=ht(26)計算輪周效率u'(無限長葉片)u'=hu'/Eo =82.29%(27)校核輪周效率單位質(zhì)量蒸汽對動葉所作的輪周功Wu=u*(c1*cos(1)+c2*cos(2) =89.634kJ/kg輪周效率u"=Wu/Eo = 82.29%用兩種方法計算所得輪周效率應相近，其誤差

19、要求u=|u'-u"|/u'*100% = 0<1%(28)計算葉高損失hlhl=a/l*hu' =11.334kJ/kg，式中取系數(shù)a=1.6，已包括扇形損失(29)計算輪周有效比焓降huhu=hu'-hl = 78.3 kJ/kg(30)計算輪周效率uu=hu/Eo = 71.88%(31)計算葉輪摩擦損失hfhf=Pf/G = 4.999 kJ/kg其中Pf=K1*(u/100)3*dm2/v2= 140.149 kW，取K1=1.1(32)計算部分進汽損失hehe=hw+hs = 6.447kJ/kg鼓風損失hw=w*ht =Be*1/e

20、*(1-e-ec/2)*Xa3*ht=1.162 kJ/kg斥汽損失hs=s*ht=Ce*1/e*Sn/dn*Xa*ht = 5.285 kJ/kg(33)計算級效率和級內(nèi)功率級的有效比焓降hi=hu-hf-he = 66.854kJ/kg級效率i=hi/Eo = 61.37%級內(nèi)功率Pis=G*hi =1874.18kW(34)確定級后參數(shù)級后壓力P2和比焓h2由焓熵圖查出。P2 = 6.896 MPa h2 = 3369.828kJ/kg圖2調(diào)節(jié)級熱力過程線7壓力級比焓降分配及級數(shù)確定本機組采用整段轉(zhuǎn)子，整段轉(zhuǎn)子的葉片根部直徑一般采用相同的值。這樣，一方面是加工方便，另一方面可使很多級的隔

21、板體通用。(1)第一壓力級平均直徑dmI的確定這里給定dmI=800mm首先選取Xa I=0.45，m=0.06，1=10°， 計算htI、hnI和h1t ， htI=Ca2/2=0.5*(*dm*n/60/Xa)2 = 38.952kJ/kghnI=(1-m)* htI = 36.614 kJ/kg查焓熵圖求V1t = 0.052 m3/kg第一壓力級噴嘴流量為調(diào)節(jié)級流量減去前軸封漏汽量，即GnI=GoI=Gg-Gl =27.478kg/s噴嘴出口汽流速度C1t = 270.608 m/s由連續(xù)性方程有GnI=n*An*C1t/V1t， 其中流量系數(shù)n取0.97而 An=e*dmI

22、*lnI*sin(1)，其中取e=1求出ln = 12.46mm，ln 不小于1215mm(2)末級平均直徑的確定給定dm z=2000mm(3)確定壓力級平均直徑的變化根據(jù)汽輪機原理所描述的蒸汽通道形狀，確定壓力級平均直徑的變化規(guī)律，通常采用作圖法。在縱坐標上任取長度為a的線段BD(一般a=25cm)，用以表示第一壓力級至末級動葉中心之軸向距離。在BD兩端分別按比例畫出第一壓力級與末級的平均直徑值。根據(jù)選擇的通道形狀，用光滑曲線將A、C兩點連接起來。AC曲線即為壓力級各級直徑的變化規(guī)律。(4)壓力級的平均直徑dm(平均)將BD線等分為m等分，取1、2、3m-1點。為了減小誤差，建議>6

23、。從圖中量出割斷長度，求出平均直徑。Dm(平均)=(AB+(1-1)+(2-2)+CD)/(m+1)*k ，Dm(平均)= 1207.19 mm式中的k 為比例尺。(見圖3)圖3壓力級平均直徑變化曲線圖(5)壓力級的平均比焓降ht(平均)選取平均速比Xa(平均)=0.47， 則ht(平均)=0.5*(*dm(平均)*n/60/Xa(平均)2 =84.966 kJ/kg(6)壓力級級數(shù)的確定ZZ=(1+)* ht p/ ht(平均)= 15.54式中ht(p) = 1257.84kJ/kg壓力級的理想比焓降 ，為重熱系數(shù)，本機=0.05 ，將Z取整。 取整后Z=16。 (7)各級平均直徑的求取求

24、取壓力級級數(shù)后，再將上圖中BD線段重新分為(Z-1)等分，在原擬定的平均直徑變化曲線上，求出各級的平均直徑。如表1所示。(8)各級比焓降分配根據(jù)求出的各級平均直徑，選取相應的速比，求出各級的理想比焓降htht=0.5*(*dm*n/60/Xa)2為了便于比較和修正,一般以表格的方式列出，如表1所示。(9)各級比焓降的修正在擬定的熱力過程線上逐級作出各級理想比焓降ht，計算h。h=(1+)* ht(p)-ht = 4.18/kg如表1所示。表1各壓力級直徑，理想比焓降及速度比等級數(shù)dmXaht級后壓力級后理想比焓10.80.3238.9525.4184142533330.876820.81050

25、.3438.2614.3008103243292.615430.82910.3640.03753.427954193252.577940.85590.3842.66772.7283017193209.910250.8910.446.2392.1564186783163.671160.93480.4250.8971.6826472463112.77470.98760.4656.8091.318100473055.965481.04980.4764.18990.9955078642991.75691.12190.4873.30980.7158593592918.4657101.20480.584.

26、5440.4906636042833.9216111.29910.5298.29670.3197237532735.6249121.40620.54115.1720.1954474352620.4527131.52750.56135.8990.1099445592484.554141.66490.58161.4470.0554270422323.1067151.82110.6193.16180.0241163772129.9451620.62223.1690.0085627461906.776(10)檢查各抽汽點壓力值，使其符合要求，其誤差小于2%。(11)最后按照各級的dm和ht求出相應的各

27、級速比Xa。末級的計算，待末二級詳算后，根據(jù)末二級后的壓力與排汽壓力來確定htz和Xaz。8第一壓力級的詳細熱力計算(1)由上一級的計算結(jié)果，已知本級的Po = 6.896MPa，ho = 3369.83kJ/kg，Po0= 6.896MPa，ho0 = 3369.83MPa，hco = 0，由壓力級比焓降分配，已知本級的ht = 30.580kJ/kg，ht0= 30.580MPa，dm = 0.8m，Xa = 0.51，Go =28.033kg/s。(2)選取平均反動度估取平均反動度m = 0.055，待級熱力計算后再校核根部反動度。(3)計算噴嘴的理想比焓降hnhn=(1-m)*ht =

28、 28.898kJ/kg(4)計算噴嘴的滯止理想比焓降hn0hn0=hn+hco =28.898kJ/kg(5)計算噴嘴的出口汽流理想速度C1t =240.407m/s(6)計算噴嘴出口汽流實際速度C1C1=*C1t= 233.195m/s，這里取=0.97(7)計算噴嘴損失hnhn=(1-2)*hn0 =1.708kJ/kg(8)計算圓周速度uu=*dm*n/60 = 125.664m/s(9)計算級的理想速度Ca=247.304m/s(10)計算假想速比XaXa=u/Ca = 0.32(11)確定噴嘴等比熵出參數(shù)h1t,V1t 和 P1首先由ho和hn求出噴嘴出口理想比焓值h1t ，h1t

29、=ho-hn = 3340.930kJ/kg然后在焓熵圖上，從進口狀態(tài)等比熵膨脹到h1t查出等比熵出口比容V1t和出口壓力P1。V1t = 0.051m3/kg P1 =6.309MPa(12)計算噴嘴前后壓力比nn=P1/Po0 = 0.915選取噴嘴葉型：選取部分蘇字葉柵TC-1A葉型。(13)選取噴嘴型式和出汽角1由n和噴嘴葉型表選取1 = 10°(14)計算噴嘴出口面積AnAn=G*V1t/n/c1t= 0.0061m2 ，這里取n=0.97(15)計算噴嘴高度ln根據(jù)估算，全周進汽，故取e=1ln=An/(e*dm*sin(1) = 0.01404m為了設計制造的方便，取噴

30、嘴的計算高度為整數(shù)值14mm。(16)計算噴嘴出口實際比焓降h1h1=h1t+hn = 3342.638kJ/kg(17)計算動葉進口汽流角1和相對速度w11=arctg(c1*sin(1)/(c1*cos(1)-u) = 21.28°w1=(c1 2+u2-2*u*c1*cos(1)2 = 111.595m/shw1=w1 2/2 = 6.227kJ/kg(18)計算動葉前的滯止壓力P10h10=h1+hw1 = 3348.865kJ/kgP10 = 6.466MPa(19)計算動葉理想比焓降hbhb=m*ht = 1.682kJ/kg(20)計算動葉滯止理想比焓降hb0hb 0=

31、 hb+hw1= 7.909kJ/kg(21)計算動葉出口理想汽流速度w2t = 125.766m/s(22)計算動葉出口實際汽流速度w2由m和w2t 查圖得到w2=*w2t = 117.214m/s(23)計算動葉損失hbhb=(1-2)* hb = 1.039kJ/kg(24)確定動葉后參數(shù)P2、V2根據(jù)h1, hb和 hb查焓熵表得P2 = 6.310MPa、V2 = 0.051m3/kg(25)計算動葉出口面積AbAb=G*V2/w2 = 0.0122m2(26)計算動葉高度lblb=ln+ = 0.02， 這里為蓋度，參照調(diào)節(jié)級中的給定。(27)檢驗根部反動度r=1-(1-m)*db

32、/(db-lb)= 0.036在0.03-0.05范圍內(nèi)。(28)計算動葉出汽角22=arcsin(Ab/(e*dm*lb)= 17.61°(29)根據(jù)1和2在動葉葉型表中選取動葉型號動葉葉型：選取部分蘇字葉柵TP-1A葉型。(30)確定動葉出口絕對速度C2和方向角2 =38.110m/s2=arctg=(w2*sin(2)/(w2*cos(2)-u) = 68.538°(31)計算余速損失hc2hc2=C22/2 = 0.726kJ/kg(32)計算輪周有效比焓降hu'(無限長葉片)hu'=ht0-hn-hb-hc2 = 27.107kJ/kg(33)計算

33、級的理想能量EoEo=hco+ht-1*hc2 = 30.362kJ/kg這里hco=o*(hc2)abv ，(hc2)abv是上一級的余速動能，o表示本級利用上一級的份額，而1表示本級余速動能為下一級所利用得份額。(34)計算輪周效率u'(無限長葉片)u'=hu'/Eo = 89.28%(35)校核輪周效率單位質(zhì)量蒸汽對動葉所作的輪周功Wu=u*(C1*cos(1)+C2*cos(2)= 27.107kJ/kg 輪周效率u"=Wu/Eo = 89.28%u=|u'-u"|/u'*100% = 0%(36)計算葉高損失hlhl=a/l

34、*hu' = 2.704kJ/kg式中取a=1.6，已包括扇形損失(37)計算輪周有效比焓降hu(考慮葉輪摩擦損失)hu=hu'-hl = 24.40(38)計算輪周效率u(考慮葉輪摩擦損失)u=hu/Eo=80.37%(39)計算葉輪摩擦損失hfhf=Pf/G = 0.244kJ/kg其中，Pf=K1*(u/100)3*dm2/v2=6.851， 取K1=1.1(40)計算漏汽損失h選取：隔板汽封齒的平均直徑dp=500mm，隔板汽封間隙p=0.5mm，汽封齒數(shù)Zp=10，則有隔板漏汽損失hp=Ap/An/*hu= 0.9893J/kg這里Ap=*dp*p=0.785m2hu

35、=ht 0-hn-hb-hl-hc2再選?。喝~頂軸向間隙z=1.5mm，圍帶邊厚度s=0.3mm，z(平均)= z/lb，由m與(db/lb)查取t，由z/s查取1，由z和u/Ca 查取2，則有動葉頂部漏汽損失ht=1*z(平均)* t/(2*sin(1)* hu = 0.933kJ/kg級的總漏汽損失h=hp+ht = 1.922kJ/kg(41)計算級內(nèi)各項損失之和hh=hl+hf+h= 4.871kJ/kg(42)計算級的有效比焓降hihi=hu'-h =22.236kJ/kg(43)計算級效率ii=hi/Eo = 73.24%(44)計算級內(nèi)功率Pi sPi s=G*hi =

36、623.360W(45)確定級后參數(shù)h30=h 00-hi= 3347.592h3 = h 00-1*hc2 = 3369.610kJ/kg查焓熵圖可得P2即為下一級的Po，而下一級的Po 0即為本級的P3 0。(46)作出級的熱力過程線圖4第一壓力級熱力過程線調(diào)節(jié)級1= 12°1=19.5° c1=441.29 w1=274.72 ；2= 42.16°2=16.9° c2= 117.87 w2=271.84第一壓力級1=10°1=21.28° c1=233.195 w1= 111.595 ；2=68.538°2= 17.6

37、1° c2=38.11° w2=117.214末級1= 10°1=21.58°c1=575.715 w1=271.859 ；2=79.945°2=20.11° c2=124.921 w2=357.777圖5調(diào)節(jié)級和第一壓力級速度三角形圖6整機熱力過程線三、熱力計算數(shù)據(jù)匯總表2 各級熱力計算匯總1項目 序號參數(shù)/符號調(diào)節(jié)級第一級第二級第三級第四級第五級1級進汽壓力/P09.86.896455276.309679395.774949025.248090694.720972032級進汽比焓/h03466.4093369.828273341.

38、995393314.777423285.982723254.845013級進汽滯止壓力/P009.316.896455276.420175905.872451905.359906584.830618914上一級余速利用系數(shù)/100.30.30.30.30.35上一級余速損失/hc20.0000.76200.8320.8490.8860.9466上一級余速動能利用/hc00.000000007級進汽滯止比焓/h003471.5923369.8283341.99543314.7773285.9823245.8458本級比焓降/ht1007.82330.579746829.889537331.665

39、788934.295986337.86730679本級滯止比焓降/ht01361.92330.57974629.889537331.665788934.295986337.867306710本級平均直徑/dm1.10.80.81050.82910.85590.89111速度比/Xa0.370.320.340.360.380.0.4012級的蒸汽流量/G028.03428.033762128.033762128.033762128.033762128.033762113平均反動度估算/m0.050.0550.0550.0550.0550.05514噴嘴理想比焓降/hn108.928.898 28

40、.246 29.924 32.410 35.785 15噴嘴滯止理想比焓降/hn0103.48428.898 28.246 29.924 32.410 35.785 16理想噴嘴出口氣流速度/c1t454.938240.407237.697244.639 254.597 267.524 17實際噴嘴出口氣流速度/c1441.29233.195 230.548 237.300 246.959 259.498 18噴嘴損失/hn6.1161.708 1.669 1.769 1.915 2.115 19圓周速度/u172.7125.664 127.313 130.235 134.444 139.95

41、8 20級的理想速度/Ca466.757247.304 244.498 251.658 261.901 275.199 21噴嘴等比熵出口焓/h1t3265.5563340.930 3313.753284.853 3253.573 3219.060 22噴嘴等比熵出口比容/V1t 16.8510.0510 0.0547 0.0589 0.0640 0.0704 23噴嘴等比熵出口壓力/P0.04766.309 5.774 5.248 4.721 4.188 24噴嘴前后壓力比/n0.7360.915 0.899 0.894 0.881 0.867 25噴嘴出汽角/110101010101026

42、噴嘴葉型TC-2ATC-1ATC-1ATC-1ATC-1ATC-1A27噴嘴出口面積/An0.0032660.00610.0066 0.0070 0.0073 0.0076 28部分進汽度/e0.33281111129噴嘴高度/ln0.01570.014040.01503 0.0160.0170.0230噴嘴出口實際比焓降/h13369.043342.6383315.419 3286.622 3255.488 3221.175 31動葉進口汽流角/119.5121.2821.8721.7221.5221.3032動葉進口相對速度/w1274.72111.595 107.468 111.364

43、116.911 124.070 33動葉動能/hw137.7356.227 5.775 6.201 6.834 7.697 34動葉前滯止比焓/h103325.8583348.865 3321.194 3292.823 3262.323 3228.872 35動葉前滯止壓力/P107.7096.466370415.911952945.384239154.858672274.3291303536動葉理想比焓降/hb5.4471.682 1.644 1.742 1.886 2.083 37動葉滯止比焓降/hb043.1827.909 7.419 7.943 8.720 9.779 38動葉出口理想

44、汽流速度/w2t293.878125.766 121.808 126.037 132.064 139.853 39動葉速度系數(shù)/0.9250.9320 0.9300 0.9280 0.9260 0.9240 40動葉出口實際汽流速度/w2271.837117.214 113.282 116.962 122.291 129.224 41動葉損失/hb6.2341.039 1.002 1.103 1.243 1.430 42動葉后壓力/P26.8966.309679395.774949025.248090694.720972034.1883456443動葉后比容/V20.04750.0509968

45、40.054687220.058972690.064104290.0704441544動葉后比焓/h23369.8283181.2533145.5573107.9943068.6053025.64545動葉出口面積/Ab0.00490.0122 0.0135 0.0141 0.0147 0.0153 46蓋度/2222247動葉高度/lb0.01470.0160 0.0170 0.0180.0190.02248檢驗根部反動度/r0.03710.0360.035 0.0350.0350.03649動葉出汽角/216.917.6118.19 18.1818.0918.0350動葉葉型TP-1ATP

46、-1ATP-1ATP-1ATP-1ATP-1A51動葉出口絕對速度/c2117.8638.110 40.469 41.197 42.101 43.487 52絕對速度方向角/242.1668.538 60.886 62.359 64.393 66.876 53余速損失/hc26.950.726 0.819 0.849 0.886 0.946 54輪周效率比焓降/hu'(無限長葉片)89.63427.107 26.399 27.946 30.251 33.377 55余速利用系數(shù)/100.30.30.30.30.356級消耗的理想能量/E0108.93130.362 29.644 31.

47、411 34.030 37.584 57輪周效率/u'82.2889.28 89.05 88.97 88.90 88.81 58單位質(zhì)量蒸汽輪周功/Wu89.63427.107 26.399 27.946 30.251 33.377 59輪周效率/u''82.2889.2889.05 88.9788.9088.8160兩種輪周效率誤差/u000. 00061葉高損失/hl11.332.704 2.480 2.905 3.102 3.414 62輪周有效比焓降/hu78.324.40 23.92 25.04 27.15 29.96 63輪周效率/u71.8880.37 8

48、0.69 79.72 79.78 79.72 64葉輪摩擦損失/hf5.00.2240.2431.011.0901.21265隔板漏汽損失/hp0.0000.98930.89390.89340.92550.978966葉頂漏汽損失/ht0.0000.9330.8610.883 0.963 1.060 67漏氣損失/h0.0001.9221.755 1.776 1.888 2.039 68級內(nèi)各項損失之和/h16.334.871 4.479 5.691 6.080 6.666 69級的有效比焓降/hi66.8522.236 21.921 22.255 24.172 26.711 70級效率/i6

49、1.37473.24 73.95 70.85 71.03 71.07 71級內(nèi)功率/Pis2058.38623.360 614.517 623.884 677.621 748.813 72級后滯止比焓/h303301.80853347.592 3320.075 3292.523 3261.811 3228.134 73級后實際比焓/h33369.8283369.610 3341.750 3314.523 3285.717 3254.561 表3 各級熱力計算匯總2項目 序號參數(shù)/符號第六級第七級第八級第九級第十級第十一級1級進汽壓力/P04.1883456483.6477676353.1005106662.5521146312.0130916421.4990541992級進汽比焓/h03220.5225713182.0471933138.302173087.9829343029.5