項(xiàng)目3 任務(wù)3 (1).1多級(jí)汽輪機(jī)的工作特點(diǎn)

授課教師：陳江濤項(xiàng)目三多級(jí)汽輪機(jī)任務(wù)3.1多級(jí)汽輪機(jī)的工作特點(diǎn)34501為了滿足電力生產(chǎn)日益增長(zhǎng)的需要，世界各國(guó)都在生產(chǎn)大功率、高效率的汽輪發(fā)電機(jī)組。要想增大汽輪機(jī)的功率，則應(yīng)增加汽輪機(jī)的理想焓降和蒸汽流量。若仍設(shè)計(jì)成單級(jí)汽輪機(jī)，則理想焓降增加，將使噴嘴出口速度相應(yīng)增大，為了保持汽輪機(jī)級(jí)在最佳速比范圍內(nèi)工作，就必須相應(yīng)地增加級(jí)的圓周速度，而增大圓周速度要受到葉輪和葉片材料強(qiáng)度條件的限制，所以焓降不能無(wú)限制地增加；增加級(jí)的蒸汽流量，則要增加級(jí)通流面積，即增大級(jí)的平均直徑或葉片高度，同樣將受到材料強(qiáng)度的限制。NO:102因此要增大汽輪機(jī)功率、又要保證高效率唯一的途徑，就是采用多級(jí)汽輪機(jī)，其中每一級(jí)只利用總焓降的一小部分NO:26多級(jí)汽輪機(jī)是由按工作壓力高低順序排列的若干級(jí)組成的，常見(jiàn)的多級(jí)汽輪機(jī)有兩種，即多級(jí)沖動(dòng)式汽輪機(jī)和多級(jí)反動(dòng)式汽輪機(jī)。第一部分蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)后依次通過(guò)各級(jí)膨脹作功，壓力逐級(jí)降低，比體積則不斷增大，尤其當(dāng)壓力較低而又進(jìn)入飽和區(qū)后，比體積增加得更快。因此，為了使逐級(jí)增大的體積流量順利通過(guò)各級(jí)，各級(jí)通流面積必須相應(yīng)逐級(jí)擴(kuò)大，形成向低壓部分逐漸擴(kuò)張的通流部分。第二部分7多級(jí)汽輪機(jī)的過(guò)程線如下圖所示汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率為：第一部分PARTONE多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性第二部分PARTTWO多級(jí)汽輪機(jī)存在的問(wèn)題第三部分PARTTHREE多級(jí)汽輪機(jī)的余速利用CONTENTS目錄第四部分PARTFOUR多級(jí)汽輪機(jī)的重?zé)岈F(xiàn)象第五部分PARTFIVE多級(jí)汽輪機(jī)各級(jí)段的工作特點(diǎn)多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性第一部分多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性101多級(jí)汽輪機(jī)的循環(huán)熱效率大大提高多級(jí)汽輪機(jī)的焓降比單級(jí)汽輪機(jī)增大很多，可以采用較高的進(jìn)汽參數(shù)和較低的排汽參數(shù)，還可以采用回?zé)嵫h(huán)和再熱循環(huán)，從而大大提高了機(jī)組的循環(huán)熱效率。優(yōu)越性多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性1101多級(jí)汽輪機(jī)每一級(jí)承擔(dān)的焓降不必很大,可以保證各級(jí)都在最佳速比附近工作02余速動(dòng)能可以全部或部分被下一級(jí)利用03可以采用減縮噴嘴04可適當(dāng)增加葉珊高度，減小葉珊的端部損失05多級(jí)汽輪機(jī)具有重?zé)岈F(xiàn)場(chǎng)多級(jí)汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率明顯提高

2多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性12多級(jí)汽輪機(jī)的單機(jī)功率可遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單級(jí)汽輪機(jī)，因而使單位功率汽輪機(jī)組的造價(jià)、材料消耗和占地面積都比單級(jí)汽輪機(jī)大大減小，容量越大的機(jī)組減小得越多3多級(jí)汽輪機(jī)單位功率的投資大大減小多級(jí)汽輪機(jī)存在的問(wèn)題第二部分多級(jí)汽輪機(jī)存在的問(wèn)題14問(wèn)題problem01020304增加了一些附加的能量損失，如隔板漏汽損失、濕汽損失等。由于級(jí)數(shù)多，相應(yīng)地增加了機(jī)組的長(zhǎng)度和質(zhì)量由于新蒸汽和再熱蒸汽溫度的提高，多級(jí)汽輪機(jī)高中壓缸前面若干級(jí)的工作溫度較高，故對(duì)零部件的金屬材料要求高了由于級(jí)數(shù)增加，零部件增多，使多級(jí)汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。總之，多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)越性遠(yuǎn)大于其存在的不足，故在工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用多級(jí)汽輪機(jī)的余速利用第三部分多級(jí)汽輪機(jī)的余速利用16在多級(jí)汽輪機(jī)中，上一級(jí)的排汽就是下一級(jí)的進(jìn)汽，當(dāng)葉型選擇及結(jié)構(gòu)布置合理時(shí)，上一級(jí)排汽的余速動(dòng)能可以全部或部分地作為下一級(jí)的進(jìn)汽動(dòng)能而被利用。余速利用對(duì)整機(jī)熱力過(guò)程線的影響多級(jí)汽輪機(jī)的余速利用172.余速利整機(jī)效率的影響1.余速利用對(duì)級(jí)效率的影響從熱力過(guò)程線可以看出：余速利用后整機(jī)熱力過(guò)程線左移，整個(gè)過(guò)程的熵增減小，效率提高通過(guò)對(duì)熱力過(guò)程線分析可得：本級(jí)余速被下一級(jí)利用后，可以提高本級(jí)的內(nèi)效率多級(jí)汽輪機(jī)的余速利用18No:1No:2No:3NO:4相鄰兩級(jí)的部分進(jìn)汽度相同相鄰兩級(jí)的通流部分過(guò)渡平滑相鄰兩級(jí)的軸向間隙要小，流量變化不大前一級(jí)的排汽角應(yīng)與后一級(jí)噴嘴的進(jìn)汽角一致綜上所述，多級(jí)汽輪機(jī)的中間級(jí)基本上都能充分地利用前一級(jí)的余速動(dòng)能，所以在設(shè)計(jì)時(shí)就不一定要求每一級(jí)都軸向排汽，而可以在直徑、轉(zhuǎn)速不變的條件下采用比較小的速比來(lái)增加每一級(jí)可承擔(dān)的焓降，使總的級(jí)數(shù)減小3實(shí)現(xiàn)余速利用的條件多級(jí)汽輪機(jī)的重?zé)岈F(xiàn)象第四部分多級(jí)汽輪機(jī)的重?zé)岈F(xiàn)象20在多級(jí)汽輪機(jī)中，由于損失的存在，各級(jí)理想焓降之和大于整機(jī)的理想焓降。這是由于多級(jí)汽輪機(jī)前面級(jí)的損失能夠在后面級(jí)中，作為理想焓降而加以利用，這種現(xiàn)象稱(chēng)為多級(jí)汽輪機(jī)的重?zé)岈F(xiàn)象。揭示重?zé)岈F(xiàn)象的熱力過(guò)程從熱力過(guò)程線可以看出＞

＞

多級(jí)汽輪機(jī)的重?zé)岈F(xiàn)象21由于重?zé)岈F(xiàn)象，使多級(jí)汽輪機(jī)的內(nèi)效率大于各級(jí)的平均內(nèi)效率。但不能說(shuō)，重?zé)嵯禂?shù)越大，多級(jí)汽輪機(jī)的內(nèi)效率就越高。揭示重?zé)岈F(xiàn)象的熱力過(guò)程

由于重?zé)岈F(xiàn)象而增加的理想焓降占汽輪機(jī)理想焓降的比例稱(chēng)為重?zé)嵯禂?shù)多級(jí)汽輪機(jī)各級(jí)段的工作特點(diǎn)第五部分多級(jí)汽輪機(jī)各級(jí)段的工作特點(diǎn)23一般情況下，沿著蒸汽的流動(dòng)方向可把多級(jí)汽輪機(jī)分為高壓段、中壓段、低壓段三部分，對(duì)于分缸的大型汽輪機(jī)則分為高壓缸、中壓缸和低壓缸。由于各部分所處的條件不同，因此各段有不同的特點(diǎn)多級(jí)汽輪機(jī)各級(jí)段的工作特點(diǎn)241．高壓段在多級(jí)汽輪機(jī)的高壓段，工作蒸汽的壓力、溫度很高，比體積較小，因此通過(guò)該級(jí)段的蒸汽容積流量較小，所需的通流面積也較小。在沖動(dòng)式汽輪機(jī)的高壓段，級(jí)的反動(dòng)度一般不大在高壓段的各級(jí)中，各級(jí)焓降不大，焓降的變化也不大。2．低壓段低壓段的特點(diǎn)是蒸汽的容積流量很大，要求低壓段各級(jí)具有很大的通流面積，因而葉片高度勢(shì)必很大級(jí)的反動(dòng)度在低壓段明顯增大低壓段的蒸汽容積流量很大，故葉輪直徑大大增加，圓周速度增加較快從而使各級(jí)的焓降相應(yīng)增加較