汽機工作原理

1、汽輪機工作原理1熱力過程分析熱力過程線-蒸汽在動、靜葉柵中膨脹過程在h-s圖上的表示。2熱力過程分析理想過程-可逆的等熵過程。實際過程-不可逆絕熱膨脹過程（耗散效應(yīng)，轉(zhuǎn)換效率低于理想過程） 1.部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽芰抠H值）-熱能被蒸汽重新吸收 2.實際過程噴嘴和動葉出口汽流的焓與熵相對理想過程增加34hs動葉進口噴嘴進口0入口初速動能12余速動能噴嘴損失動葉損失噴嘴理想比焓降+=動葉理想比焓降 5輪周損失噴嘴損失、動葉損失、余速損失統(tǒng)稱為級的輪周損失。6噴嘴損失噴嘴出口汽流的實際比焓值與理想比焓值之差即是噴嘴中的能量損失7動葉損失動葉出口汽流的實際比焓值與理想比焓值之差即是動葉中的能量損失8

2、余速損失汽流離開動葉通道時具有一定的速度，這個速度對應(yīng)的動能在該級內(nèi)已不能轉(zhuǎn)換成機械能，因而對該級而言就是一種能量損失，稱為余速損失9噴嘴(或動葉)效率-實際焓降與理想焓降之比1kg蒸汽在級的理想過程中輸出給動葉柵的機械功稱為級的滯止理想比焓降1kg蒸汽實際轉(zhuǎn)換為動葉柵上機械功的有效焓降稱為輪周有效比焓降10反動度又稱為反動率,表征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,級的平均直徑(1/2葉高)處的反動度用m來表示。即11級的分類純沖動級反動級沖動級復(fù)速級12純沖動級熱力特點:汽流在動葉通道中不膨脹動葉受力特點：沖動力，無膨脹加速的反動力結(jié)構(gòu)特點:動葉葉型幾

3、乎為對稱彎曲，即動葉內(nèi)各流通截面近似相同流動特點:動葉進出口處壓力P1=P2和汽流的相對速度w1=w2相等性能特點：做功能力大，但效率較低，損失大，故現(xiàn)已不在采用。13反動級熱力特點:動靜葉中蒸汽膨脹程度相等動葉受力特點：既受沖動力和汽流在動葉中轉(zhuǎn)向的反動力，又受膨脹加速的反動力結(jié)構(gòu)特點:動、靜葉通道的截面基本相同；動靜葉型相同。流動特點:動、靜葉中增速相等.性能特點：做功能力最小，流動效率最高，動葉頂部漏汽大。14沖動級熱力特點:膨脹主要發(fā)生于噴嘴中,為提高流動效率動葉中也有少量膨脹動葉受力特點：既受沖動力和汽流在動葉中轉(zhuǎn)向的反動力，又受膨脹加速的反動力結(jié)構(gòu)特點:動葉通道的彎曲程度小于靜葉；

4、流動特點:動葉中增速小于靜葉性能特點：相同幾何尺寸下，做功能力比反動級大，流動效率較純沖動級高15復(fù)速級（速度級）定義：蒸汽動能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)子機械能的過程在級內(nèi)進行一次以上的級目前常用的是進行兩次轉(zhuǎn)換的級，故又稱為雙列速度級或復(fù)速級，即由固定的噴嘴葉柵、導(dǎo)向葉柵和安裝在同一葉輪上的兩列動葉柵所組成的級復(fù)速級通常在一級內(nèi)要求承擔(dān)很大焓降時采用。如單級汽輪機或作為中、小型多級沖動式汽輪機和多級反動式汽輪機的第一級（調(diào)節(jié)級）16復(fù)速級熱力特點:汽流在導(dǎo)葉和動葉通道中不膨脹。動葉受力特點：沖動力，無膨脹加速的反動力結(jié)構(gòu)特點:導(dǎo)葉和動葉為等截面通道；流動特點:導(dǎo)葉中汽流只轉(zhuǎn)向不加速，動葉中也不增速.性能特點

5、：做功能力最大，流動效率最低。17復(fù)速級的結(jié)構(gòu)18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 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(fù)速級隔板葉輪型最高最低19調(diào)節(jié)級隨負荷變化，級內(nèi)通流面積也發(fā)生變化的級為調(diào)節(jié)級。采用噴嘴調(diào)節(jié)的汽輪機的第一級都是調(diào)節(jié)級。20按照汽輪機的能量轉(zhuǎn)換特點，還可以把級分為速度級和壓力級。速度級以利用汽流速度為主，復(fù)速級是一列，還有多列速度級。壓力級以利用汽輪機內(nèi)分配給該級的壓力降或焓降為主，單列沖動級和反動級均屬于壓力級。21輪周損失相對內(nèi)效率hu輪周效率hi1.噴嘴損失hn2.動葉損失hb3.余速損失hc

6、2汽輪機的級內(nèi)損失濕氣損失hx4.葉高損失hl5.扇形損失h6.葉輪摩擦損失hf部分進汽損失he漏汽損失h級內(nèi)損失 九項22葉高損失hl本質(zhì)：葉片的端部損失，本質(zhì)上仍是噴嘴和動葉的流動損失。工程上為了方便，把它單獨分出來計算。葉高損失主要決定于葉高，當(dāng)葉片很高時可以忽略不計。23扇形損失h 形成原因：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。采用扭葉片較直葉片該損失要小。24葉輪摩擦損失hf組成：葉輪兩

7、側(cè)及圍帶表面粗糙度引起的摩擦損失；葉輪和隔板間的渦流運動引起的損失減小葉輪與隔板間的腔室容積，降低粗糙度，可減少葉輪摩擦損失25部分進汽損失he定義：噴嘴葉柵不是整圈布置，而是只占據(jù)部分圓周，這種布置叫部分進汽。如小汽機高壓級和噴嘴調(diào)節(jié)汽輪機的調(diào)節(jié)級 26部分進汽損失he的組成1鼓風(fēng)損失：發(fā)生在不裝噴嘴的弧段內(nèi)。當(dāng)動葉片蒸汽進入到?jīng)]有噴嘴段的空間中，對周圍不工作的蒸汽起鼓風(fēng)作用，經(jīng)蒸汽從葉片的一側(cè)移向另一側(cè)所耗機械功的損失部分進汽度越小，鼓風(fēng)損失越大。27部分進汽損失he的組成2斥汽損失：發(fā)生在裝有噴嘴的工作弧段內(nèi)。當(dāng)動葉由非工作弧段進入工作弧段時，從噴嘴噴出的高速汽流，要排斥并加速停滯在動葉

8、汽道中的蒸汽，消耗了工作蒸汽的一部分動能動葉每經(jīng)過一組噴嘴弧段就產(chǎn)生一次斥汽損失，所以在相同的部分進汽度下，噴嘴沿圓周分布的組數(shù)越多，斥汽損失越大。調(diào)節(jié)級的噴嘴組數(shù)不超過6組。28漏汽損失h組成：隔板漏汽損失hp，葉頂漏汽損失ht在汽輪機通流部分中，隔板和轉(zhuǎn)軸之間、動葉頂部和汽缸之間，在轉(zhuǎn)鼓結(jié)構(gòu)的反動級中靜葉與轉(zhuǎn)鼓之間都存在著間隙，并且各間隙前后的蒸汽都存在壓差，因此都會發(fā)生不同程度的漏汽，造成漏汽損失。漏汽量正比于間隙面積和間隙兩側(cè)壓差，為了減少漏汽損失，應(yīng)從減少間隙面積和間隙兩側(cè)壓差著手29隔板的汽封裝置動葉頂部汽封示意圖(a)隔板漏汽和葉頂漏汽(b)高低齒汽封30反動級漏汽損失較沖動級大

9、的原因反動級內(nèi)徑汽封的漏汽量比沖動級的隔板漏汽量大，主要是因為內(nèi)徑汽封的直徑比隔板汽封大，而汽封齒數(shù)又比較少反動級動葉前后的壓差較大，其葉頂漏汽量相當(dāng)可觀。31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)。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，形成過冷損失。(2)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，從而消耗了汽流的一部分動能，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32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。采用捕水裝置，當(dāng)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。 33*除三項輪周損失外，一個級的內(nèi)部不會存在所有這些損失。一般講，噴嘴、動葉、余速、漏汽、摩擦損失級內(nèi)都存在；部分進汽的級存在部分進汽損失；當(dāng)壓力級的葉片較長，而又不扭曲時，將會有扇形損失；在濕蒸汽區(qū)工作時，還會有濕汽損失等;因此，在具體進行級的熱力分析計算時，一定要根據(jù)該級的實際情況來確定具有哪些損失。 當(dāng)制造不良，或運行工