項(xiàng)目9 任務(wù)9 (1).1噴嘴變工況的基本規(guī)律

授課教師：孫為民項(xiàng)目九電廠汽輪機(jī)的運(yùn)行與維護(hù)任務(wù)9.1噴嘴變工況的基本規(guī)律設(shè)計(jì)工況汽輪機(jī)在設(shè)計(jì)的功率、蒸汽參數(shù)、轉(zhuǎn)速等條件下的工況稱為設(shè)計(jì)工況。在此工況下運(yùn)行，汽輪機(jī)的效率最高，也不存在安全問題。變工況我們將汽輪機(jī)在非設(shè)計(jì)條件下的工況稱為變工況。在變工況下運(yùn)行時(shí)，汽輪機(jī)的效率會(huì)下降，更嚴(yán)重的是還會(huì)威脅汽輪機(jī)的安全。因此很難維持設(shè)計(jì)工況運(yùn)行但在實(shí)際運(yùn)行中，汽輪機(jī)的功率需由外界用戶決定蒸汽參數(shù)會(huì)因運(yùn)行調(diào)節(jié)等不當(dāng)而變化、在外界用戶的用電量發(fā)生變化的瞬間、電網(wǎng)頻率變化使得電網(wǎng)中運(yùn)行的機(jī)組轉(zhuǎn)速隨之變化因此由于因此我們就需要分析汽輪機(jī)變工況下的熱力過程，討論汽輪機(jī)負(fù)荷（流量）變化、蒸汽參數(shù)變化及不同調(diào)節(jié)方式對(duì)汽輪機(jī)經(jīng)濟(jì)性和安全性的影響。級(jí)是汽輪機(jī)的基本工作單元，級(jí)由噴嘴葉柵和緊跟其后的動(dòng)葉柵組成，蒸汽在噴嘴葉柵和動(dòng)葉柵中的流動(dòng)特性類似。分析汽輪機(jī)的變工況特性，需從了解噴嘴的變工況特性開始。噴嘴的變工況特性是指通過噴嘴的流量與噴嘴前后壓力之間的關(guān)系噴嘴的變工況特性目前汽輪機(jī)上所使用的大多是漸縮斜切噴嘴由于下面僅討論漸縮斜切噴嘴的變工況特性因此第一部分PART

ONE初壓不變，通過噴嘴的流量與噴嘴后壓力之間的關(guān)系第二部分PART

TWO初壓變化時(shí)，通過噴嘴的臨界流量與噴嘴前壓力之間的關(guān)系CONTENTS目錄第三部分PART

THREE通過噴嘴的流量與噴嘴前后壓力之間的關(guān)系初壓不變，通過噴嘴的流量與噴嘴后壓力之間的關(guān)系第一部分初壓不變，通過噴嘴的流量與噴嘴后壓力之間的關(guān)系72.當(dāng)p0＞p1＞pcr（噴嘴的臨界壓力），即1＞εn＞εcr時(shí)，漸縮斜切噴嘴實(shí)質(zhì)上為漸縮噴管，通過噴嘴的蒸汽流量隨著噴嘴后壓力的下降而大致按橢圓規(guī)律增大；我們逐漸降低噴嘴的背壓，其流量將隨之變化，規(guī)律如下：1.當(dāng)（背壓）p1=p0（初壓），即εn（壓力比）=1

時(shí)，噴嘴前后壓力相等，蒸汽不流動(dòng)，通過噴嘴的流量G=0；初壓不變，通過噴嘴的流量與噴嘴后壓力之間的關(guān)系84.當(dāng)p1l（噴嘴的極限壓力）＜p1＜pcr，即ε1l

＜εn＜εcr時(shí)，漸縮斜切噴嘴的最小截面仍為臨界狀態(tài)，通過噴嘴的流量仍為臨界流量Gcr，蒸汽在斜切部分膨脹至出口壓力p1；我們逐漸降低噴嘴的背壓，其流量將隨之變化，規(guī)律如下：3.當(dāng)

p1=

pcr

，即εn=εcr時(shí)，漸縮斜切噴嘴的最小截面剛好達(dá)到臨界狀態(tài)，通過噴嘴的流量達(dá)到臨界流量Gcr，斜切部分仍無膨脹；5.當(dāng)p1＜p1l，即εn＜ε1l

時(shí)，蒸汽在斜切段內(nèi)達(dá)到極限，蒸汽在噴嘴外由p1膨脹到p1l，這部分膨脹不能用來提高汽流速度，是附加損失。初壓不變，通過噴嘴的流量與噴嘴后壓力之間的關(guān)系9在初壓不變的情況下，通過噴嘴的流量與背壓的關(guān)系曲線如圖所示。綜上所述，初壓不變，通過噴嘴的流量與噴嘴后壓力之間的關(guān)系10圖中的曲線BC段可用1/4橢圓曲線代替，顯然通過噴嘴的流量與背壓之間為分段函數(shù)關(guān)系，具體描述如下：通過研究發(fā)現(xiàn)““初壓不變，通過噴嘴的流量與噴嘴后壓力之間的關(guān)系11式中稱為彭臺(tái)門系數(shù)，用β

表示因所以通過噴嘴的流量可以利用下式求得：初壓變化時(shí)，通過噴嘴的臨界流量與噴嘴前壓力之間的關(guān)系第二部分初壓變化時(shí)，通過噴嘴的臨界流量與噴嘴前壓力之間的關(guān)系13通過噴嘴的臨界流量為前后初壓變化前初壓變化后通過噴嘴的臨界流量為初壓變化時(shí)，通過噴嘴的臨界流量與噴嘴前壓力之間的關(guān)系1401顯然即通過噴嘴的臨界壓力與噴嘴前壓力成正比，與噴嘴前溫度的平方根成反比。上式可以表述為：初通過噴嘴的流量與噴嘴前后壓力之間的關(guān)系第三部分通過噴嘴的流量與噴嘴前后壓力之間的關(guān)系16可以首先分別計(jì)算出各自的臨界流量G