本科變工況第三章

汽輪機(jī)變工況第二節(jié)級(jí)與級(jí)組的變工況一級(jí)內(nèi)壓力和流量的關(guān)系二級(jí)組壓力和流量的關(guān)系級(jí)組的定義級(jí)組壓比級(jí)組的臨界流動(dòng)

工況變化前后級(jí)組處于臨界工況工況變化前后級(jí)組處于亞臨界工況---弗留格爾公式說明:流量計(jì)算以噴嘴或動(dòng)葉出口連續(xù)性方程為基礎(chǔ),若存在余速利用話,熱力過程線會(huì)發(fā)生變化,該公式對(duì)余速利用系數(shù)、損失、效率和比容等影響熱力過程線的因素不能全部體現(xiàn),因此弗留格爾公式只是一個(gè)近似公式。而且級(jí)數(shù)越多,應(yīng)用弗留格爾公式越精確.三各級(jí)組流量壓力曲線1凝汽式非調(diào)節(jié)級(jí)各級(jí)組

簡化的弗留格爾公式實(shí)例分析由此說明壓力與流量的關(guān)系式可用許多通過原點(diǎn)的相應(yīng)直線表示,即凝汽式汽輪機(jī)各級(jí)（最后一、二級(jí)除外）級(jí)前壓力與流量成正比。四弗留格爾公式的應(yīng)用(一）應(yīng)用條件(1)工況變動(dòng)前后通流面積保持不變,a為變工況下與設(shè)計(jì)工況下的通汽面積之比。若級(jí)組通流部分結(jié)垢（a<1)，則同一流量下，P0必然升高，反之腐蝕（a>1)，則同一流量下，P0必然降低.對(duì)于調(diào)節(jié)級(jí)，只有當(dāng)?shù)谝徽{(diào)節(jié)汽門開大或關(guān)小而其他調(diào)節(jié)汽門均關(guān)閉時(shí)，通汽面積才不變，才可把調(diào)節(jié)級(jí)包括在級(jí)組內(nèi)。注意不能對(duì)調(diào)節(jié)級(jí)單獨(dú)應(yīng)用流量與壓力的關(guān)系式進(jìn)行分析。

(2）級(jí)組內(nèi)各級(jí)流量相同級(jí)組內(nèi)各級(jí)流量相同是弗留格爾公式推導(dǎo)和斯托陀拉實(shí)驗(yàn)求取壓力與流量關(guān)系式前提之一。電站汽輪機(jī)的回?zé)岢槠空{(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)？(3）流過級(jí)組內(nèi)各級(jí)的蒸汽應(yīng)是一股均質(zhì)流。對(duì)于調(diào)節(jié)級(jí)，多數(shù)工況下是流過兩股初壓不同的汽流，級(jí)前壓力既不能采用較高的初壓，也不能采用較低的初壓，所以這種工況下，整個(gè)調(diào)節(jié)級(jí)不能包括在級(jí)組內(nèi)，其流量也不能單獨(dú)地應(yīng)用級(jí)組壓力與流量的關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算(4）嚴(yán)格地講，弗留格爾公式適合無窮多級(jí)數(shù)的級(jí)組，但一般只要級(jí)數(shù)多于4-5級(jí)就可以得到滿意的結(jié)果。（二）在工程當(dāng)中的應(yīng)用(1）監(jiān)視汽輪機(jī)通流部分運(yùn)行是否正常。在已知汽輪機(jī)功率或流量的條件下，根據(jù)弗留格爾公式的計(jì)算結(jié)果監(jiān)視某些級(jí)組（監(jiān)視段）前的壓力，借此判斷該級(jí)組是否損壞或結(jié)垢等異常現(xiàn)象。

(2）可以推算出不同流量（功率）時(shí)各級(jí)的壓差和比焓降，從而計(jì)算出相應(yīng)的功率、效率及零部件的受力情況。也可以由壓力推算出流過各級(jí)的流量。監(jiān)視段壓力？監(jiān)視監(jiān)視段壓力(尤其是調(diào)節(jié)級(jí)后)對(duì)運(yùn)行有什么意義？實(shí)例1

實(shí)例3五級(jí)的比焓降和反動(dòng)度變化規(guī)律七變工況下各級(jí)參數(shù)變化規(guī)律第三節(jié)配汽方式及其對(duì)定壓運(yùn)行機(jī)組變工況的影響定壓運(yùn)行機(jī)組配汽方式1節(jié)流配汽

2噴嘴配汽3節(jié)流噴嘴混合配汽一、節(jié)流配汽進(jìn)入汽輪機(jī)的所有蒸汽都通過一個(gè)或幾個(gè)同時(shí)啟閉的汽門然后流進(jìn)汽輪機(jī)節(jié)流配汽定壓運(yùn)行機(jī)組的主要特點(diǎn):1低負(fù)荷時(shí)調(diào)節(jié)汽門中節(jié)流損失較大，使扣除進(jìn)汽機(jī)構(gòu)節(jié)流損失后的理想焓降（即通流部分理想焓降）減小較多,汽輪機(jī)效率較低分析節(jié)流效率變化情況節(jié)流效率節(jié)流配汽定壓運(yùn)行機(jī)組的主要特點(diǎn):

2在工況變動(dòng)時(shí)，各級(jí)理想焓降（除最末級(jí)）變化不大；各級(jí)級(jí)前溫度變化較小，減小了熱變形及熱應(yīng)力，提高了機(jī)組運(yùn)行的可靠性和對(duì)負(fù)荷變化的適應(yīng)性。二噴嘴配汽調(diào)節(jié)級(jí)的定義噴嘴配汽定壓運(yùn)行機(jī)組的特點(diǎn)

1低負(fù)荷時(shí),由于只有一個(gè)弧段的噴嘴存在部分進(jìn)汽,節(jié)流損失小,效率高于節(jié)流配汽，噴嘴配汽在額定工況時(shí)為部分進(jìn)汽.2負(fù)荷變動(dòng)時(shí)安全性較低，負(fù)荷適應(yīng)性差調(diào)節(jié)級(jí)汽室容積較大,汽流混合均勻以便順利進(jìn)入第一壓力級(jí)調(diào)節(jié)級(jí)余速不能被利用.三調(diào)節(jié)級(jí)壓力和流量關(guān)系１簡化的調(diào)節(jié)級(jí)壓力和流量關(guān)系幾點(diǎn)假設(shè):小結(jié)調(diào)節(jié)級(jí)壓力和流量的關(guān)系調(diào)節(jié)級(jí)理想比焓降的變化規(guī)律調(diào)節(jié)級(jí)的最危險(xiǎn)工況調(diào)節(jié)級(jí)的最危險(xiǎn)工況第1調(diào)節(jié)汽門全開而其他調(diào)節(jié)汽門都關(guān)閉時(shí)為調(diào)節(jié)級(jí)的最危險(xiǎn)工況。原因分析：1流過第1噴嘴組的流量為最大臨界流量

2第1噴嘴組承擔(dān)的焓降最大

3動(dòng)葉受到的蒸汽作用力正比于流量和焓降之積，且集中到少數(shù)的動(dòng)葉片上,每片動(dòng)葉分?jǐn)偟恼羝髁亢妥饔昧ψ畲蟆?/p>

2調(diào)節(jié)級(jí)的實(shí)際壓力與流量的關(guān)系(1）實(shí)際上調(diào)節(jié)級(jí)后溫度t：隨流量變化而變化(2）實(shí)際上調(diào)節(jié)級(jí)有反動(dòng)度，(3）調(diào)節(jié)汽門均有重疊度(4）實(shí)際上流量不斷增大時(shí)，自動(dòng)主汽門、調(diào)節(jié)汽門和導(dǎo)管等處的節(jié)流損失增大3噴嘴調(diào)節(jié)的特點(diǎn)噴嘴調(diào)節(jié)汽輪機(jī)在工況變動(dòng)時(shí)，由于只有尚未完全開啟的調(diào)節(jié)閥對(duì)蒸汽有節(jié)流作用，所以在部分負(fù)荷時(shí)噴嘴調(diào)節(jié)的效率仍較高（和節(jié)流配汽相比）。但滿負(fù)荷時(shí),調(diào)節(jié)級(jí)仍為部分進(jìn)汽。噴嘴調(diào)節(jié)使機(jī)組的高壓部分（尤其是調(diào)節(jié)汽室）在工況變動(dòng)時(shí)溫度變化較大，從而引起較大的熱應(yīng)力和熱變形，限制了機(jī)組迅速改變負(fù)荷，負(fù)荷適應(yīng)性較差。調(diào)節(jié)級(jí)動(dòng)葉最危險(xiǎn)工況不是在最大負(fù)荷，而是在第一調(diào)節(jié)閥剛好全開時(shí).四、配汽方式對(duì)定壓運(yùn)行機(jī)組變工況的影響在定壓運(yùn)行時(shí)，配汽方式對(duì)全機(jī)變工況的影響較大。噴嘴配汽調(diào)節(jié)級(jí)壓力與流量的關(guān)系,焓降的變化規(guī)律比較特殊。節(jié)流配汽方式，由于調(diào)節(jié)級(jí)通汽面積不變，可以應(yīng)用弗留格爾公式，和后面的壓力級(jí)組成機(jī)組，分析壓力與流量的關(guān)系,焓降的變化規(guī)律等。定壓運(yùn)行噴嘴配汽汽輪機(jī)調(diào)峰時(shí)，若迅速改變負(fù)荷或參與調(diào)峰時(shí)，則在高壓缸各級(jí)，特別是調(diào)節(jié)級(jí)引起過大的溫度變化和熱應(yīng)力，這是限制該機(jī)組調(diào)峰靈活性的主要障礙，也是影響機(jī)組安全可靠運(yùn)行的一個(gè)關(guān)鍵間題。定壓運(yùn)行節(jié)流配汽汽輪機(jī)調(diào)峰時(shí)，高壓缸各級(jí)溫度變化雖然不大，但節(jié)流損失較大，熱經(jīng)濟(jì)性較低。

討論:定壓運(yùn)行機(jī)組負(fù)荷變化時(shí)，配汽方式對(duì)全機(jī)熱力過程和各級(jí)溫度變化的影響.小結(jié)1--噴嘴調(diào)節(jié)的特點(diǎn)噴嘴調(diào)節(jié)汽輪機(jī)在工況變動(dòng)時(shí)，由于只有尚未完全開啟的調(diào)節(jié)閥對(duì)蒸汽有節(jié)流作用，所以在部分負(fù)荷時(shí)噴嘴調(diào)節(jié)的效率仍較高（和節(jié)流配汽相比）。噴嘴調(diào)節(jié)使機(jī)組的高壓部分（尤其是調(diào)節(jié)汽室）在工況變動(dòng)時(shí)溫度變化較大，從而引起較大的熱應(yīng)力和熱變形，限制了機(jī)組迅速改變負(fù)荷，負(fù)荷適應(yīng)性較差。調(diào)節(jié)級(jí)動(dòng)葉最危險(xiǎn)工況不是在最大負(fù)荷，而是在第一調(diào)節(jié)閥剛好全開時(shí).小結(jié)2--節(jié)流配汽的特點(diǎn)低負(fù)荷時(shí)調(diào)節(jié)汽門中節(jié)流損失較大，使扣除進(jìn)汽機(jī)構(gòu)節(jié)流損失后的理想焓降（即通流部分理想焓降）減小較多,汽輪機(jī)效率較低在工況變動(dòng)時(shí)，各級(jí)理想焓降（除最末級(jí)）變化不大；各級(jí)級(jí)前溫度變化較小，減小了熱變形及熱應(yīng)力，提高了機(jī)組運(yùn)行的可靠性和對(duì)負(fù)荷變化的適應(yīng)性。小結(jié)3--節(jié)流噴嘴混合配汽特點(diǎn)啟動(dòng)和低負(fù)荷時(shí)調(diào)節(jié)時(shí)采用節(jié)流配汽啟動(dòng)和低負(fù)荷階段是汽缸和轉(zhuǎn)子強(qiáng)加熱階段，采用節(jié)流配汽可以使金屬部件溫度變化較小，避免產(chǎn)生大的熱應(yīng)力和熱變形，保證設(shè)備的安全。高負(fù)荷時(shí)負(fù)荷變動(dòng)采用噴嘴配汽可以保證機(jī)組具有較高的經(jīng)濟(jì)性思考題定壓運(yùn)行的機(jī)組有幾種配汽方式？各自的特點(diǎn)？大機(jī)組啟動(dòng)時(shí)為什么適宜采用單閥的控制方式？五軸向推力的變化規(guī)律思考題--凝汽式汽輪機(jī)的軸向推力隨負(fù)荷的變化規(guī)律？對(duì)于凝汽式汽輪機(jī)，負(fù)荷即流量變化時(shí)，各中間級(jí)焓降基本不變，因而反動(dòng)度不變，各級(jí)前后壓差與流量成正比，即汽輪機(jī)軸向推力與流量成正比；但調(diào)節(jié)級(jí)和末級(jí)不遵循此規(guī)律，調(diào)節(jié)級(jí)的軸向推力隨部分進(jìn)汽度改變，且最大負(fù)荷時(shí)，軸向推力最大，但調(diào)節(jié)級(jí)和末級(jí)其軸向推力在總推力中所占比例較小，因此凝汽式汽輪機(jī)總軸向推力與流量成正比，且最大負(fù)荷時(shí)軸向推力最大。第四節(jié)滑壓運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性與安全性一滑壓運(yùn)行方式滑壓運(yùn)行定義汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)汽門全開或開度不變、根據(jù)負(fù)荷大小調(diào)節(jié)進(jìn)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(fù)荷升降而增減,但出口汽溫不變,以調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的功率。

汽輪機(jī)的進(jìn)汽壓力隨外界負(fù)荷增減而上下“滑動(dòng)”，鍋爐出口溫度保持不變?；瑝哼\(yùn)行的三種方式純滑壓運(yùn)行方式節(jié)流滑壓運(yùn)行方式復(fù)合滑壓運(yùn)行方式二機(jī)組滑壓運(yùn)行的熱經(jīng)濟(jì)性機(jī)組變工況運(yùn)行時(shí)，由于循環(huán)熱效率下降較多，滑壓運(yùn)行的熱經(jīng)濟(jì)性比定壓噴嘴配汽低，但高于節(jié)流配汽機(jī)組的效率。三滑壓運(yùn)行機(jī)組的安全與靈活性定壓運(yùn)行噴嘴配汽汽輪機(jī)調(diào)峰時(shí)，若迅速改變負(fù)荷或參與調(diào)峰時(shí)，則在高壓缸各級(jí)，特別是調(diào)節(jié)級(jí)引起過大的溫度變化和熱應(yīng)力，這是限制該機(jī)組調(diào)峰靈活性的主要障礙，也是影響機(jī)組安全可靠運(yùn)行的一個(gè)關(guān)鍵間題。定壓運(yùn)行節(jié)流配汽汽輪機(jī)調(diào)峰時(shí)，高壓缸各級(jí)溫度變化雖然不大，但節(jié)流損失較大，熱經(jīng)濟(jì)性較低。只有滑壓運(yùn)行機(jī)組最適宜于調(diào)峰。滑壓運(yùn)行機(jī)組負(fù)荷變化時(shí)高壓缸各級(jí)溫度幾乎不變?；瑝哼\(yùn)行汽輪機(jī)與定壓運(yùn)行噴嘴配汽汽輪機(jī)在三種負(fù)荷下的高壓缸熱力過程線。曲線A1B1C1、A1B2C2、A1B3C3是噴嘴配汽定壓運(yùn)行機(jī)組高壓缸在設(shè)計(jì)工況、75％設(shè)計(jì)負(fù)荷、50％設(shè)計(jì)負(fù)荷下的熱力過程線。當(dāng)負(fù)荷由設(shè)計(jì)值下降到一半時(shí)，高壓缸排汽溫度下降近60℃，表明高壓缸各級(jí)的溫度變化較大，熱應(yīng)力和熱變形較大。曲線A1D1、A2D2、A3D3是滑壓運(yùn)行機(jī)組在設(shè)計(jì)工況、7