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1、第三节 汽轮机的调节方式及调节级变工况,汽轮机的功率方程 汽轮机常用的调节方式： 由上式可知，要改变汽轮机的功率，可改变流量D或焓降Ht，与此对应的调节方式从结构上看有：喷嘴调节、节流调节，从运行方式上看有：定压调节和滑压调节。 一、节流调节 定义：所有进入汽轮机的蒸汽都经过一个或几个同时启闭的调节阀，然后进入第一级喷嘴。,图313 节流调节示意图,节流后汽轮机的相对内效率：,th节流效率,节流效率的大小取决于流量和蒸汽参数，如图315。,节流调节的特点： （1）节流调节的结构较简单、制造成本低； （2）工况变动时，各级焓降(除最末级外)变化不大，故各级前的温度变化很小，从而减小了由温度变化而
2、引起的热变形与热应力，提高了机组的运行可靠性和机动性； （3）在部分负荷下由于节流损失，机组经济性下降。 节流调节的应用：节流调节一般用在小机组以及承担基本负荷的大型机组上。,二、喷嘴调节及调节级变工况,喷嘴调节：将汽轮机的第一级喷嘴分成若干组，每组各有一个调节阀控制，当汽轮机的负荷改变时，依次开启或关闭各调节阀，以调节汽轮机的进汽。,调节级：采用喷嘴调节的汽轮机第一级，其通流面积随负荷的改变而改变，故称该级为调节级。该级后的汽室常称为调节级汽室。 为了研究调节级，做以下假设： a、调节级的反动度m=0，且工况变动时反动度保持不变。 b、各阀门之间无重叠度。 此外各组喷嘴后压力p1均相等，凝汽
3、式汽轮机调节级后p2与流量成正比。 全开阀后的压力不随流量的增加而降低,1.调节级的变工况分析 第一调节阀开启过程中： 阀后压力(即喷嘴前压力)与流量成正比，当阀门全开时， 达最大。 焓降的变化：由于压力比保持不变，所以焓降也保持不变。但随着第二、第三调节阀的开启，焓降将逐渐减小。 调节级后压力一直小于临界压力，故通过该组喷嘴的流量为临界流量。 第二调节阀开启过程中： 第二组喷嘴将从非临界状态过渡到临界状态。 在喷嘴达临界之前，喷嘴压力比随流量的增加而减小，喷嘴达临界后压力比则保持不变。,图3-17 调节级变工况曲线,第三调节阀开启过程中： 第三组喷嘴中一直达不到临界状态；喷嘴压力比随流量的增
4、大而减小。 第四调节阀开启过程中： 第四调节阀为过负荷阀，第四组喷嘴的变工况特性与第三组喷嘴相同。 综上所述，调节级焓降是随汽轮机流量的变化而改变的。 流量增加时，部分开启阀门所控制的喷嘴组焓降增大，全开阀门所控制的喷嘴组焓降减小。 在第一调节阀全开而第二调节阀尚未开启时，调节级焓降达最大值；级前后的压差最大，流过该喷嘴的流量亦最大；级的部分进汽度则最小，致使调节级叶片处于最大的应力状态。所以当进行调节级强度核算时，最危险工况不是汽轮机的最大负荷，而是第一调节阀刚全开时的运行工况。,2.调节级的热力过程及效率曲线,从图中可见，调节级效率曲线具有明显的波折状。这是因为阀全开时，节流损失小，效率较高。在其它工况下，通过部分开启阀的汽流受到较大的节流，使效率下降。,3.喷嘴调节的特点： （1）喷嘴调节的结构较复杂、制造成本高； （2）工况变动时，调节级汽室温度变化大，从而增加了由温度变化而引起的热变形与热应力，限制了机组的运行可靠性和机动性； （3）在部分负荷下的效率高于节流调节。 喷嘴调节的应用：大容量机组和背压机组,
