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1、汽轮机课程设计 肖卓楠,设计题目:25MW中压凝汽式汽轮机热力计算及通流部分尺寸设计,工程背景和教学要求： 通过每个学生独立地进行多级汽轮机的热力计算，可以使学生进一步巩固所学汽轮机原理和系统的基本知识。 掌握汽轮机本体的设计原则、方法、和步骤。增强学生对汽轮机原理及系统的进一步理解。,设计基本参数选择,汽轮机容量：25MW、 蒸汽初参数：3.43 MPa、435 排汽参数：冷却水温20 、背压0.005-0.006 MPa 转 速：3000 r/min 前轴封漏汽与轴封加热器耗汽量为0.007D0，轴封加热器焓升21kj/kg 加热器效率：0.98 注意：冷却水温和排汽背压相互对应，可自行选
2、择，参看设计指导书表2-5,设计要求,1.汽轮机结构和形式的选择； 2.汽轮机热力系统的计算； 3.汽轮机通流部分的主要尺寸的计算； 4.汽轮机功率和主要技术经济指标的计算 5.根据计算结果设计绘制的汽轮机本体通流部分纵刨面图 6.编制一本具有详细计算过程的计算说明书,主要设计内容,1.汽轮机及各级进汽量的初步估算。 2.级焓降分配和级数的确定。 3.根据焓降分配进行各级的详细热力计算。 4.对计算结果进行必要的修正。,1.汽轮机及各级进汽量的初步估算,1.近似热力过程线的拟定： 2.汽轮机进汽量的估算： 3.回热系统设计：抽汽量和抽汽压力估算。 4.功率校核、回热循环经济性计算 .(汽耗量，
3、热耗率，绝对电效率）,（,（1）抽汽压力确定: a.用等温升或等焓升分配原则得到各加热器出口水温tfw及对应焓； b.各加热器内疏水温度：te=tfw+t 从而查表知其对应饱和蒸汽压力pe； c.各级回热抽汽压：pe=pe+pe，同样查表知对应抽汽比焓， d.在拟定的热力过程曲线上找到抽汽压力和焓值所对应的抽汽点。 注意：除氧器及压力的选择。 传热端差的和抽汽压损pe的选择。,（2)抽汽量的确定：用各加热器热平衡式计算各段的抽汽量 . 例如：2号高加： De2:2号高加的回热抽汽量 Dfw:2号高加给水量,2.汽轮机各级焓降分配和级数的确定,1. 压力级的焓降分配和级数的确定。 2. 回热系统
4、的重新设计计算。 修正以后的各级比焓降分配在拟定热力过程曲线上，并找出相应的各级回热抽汽压力，并与前边回热系统计算所得抽汽压力比较，并适当调整使其统一。对回热系统重新计算，确定各级抽汽量，并确定汽机各级组蒸汽量。,（1）级平均直径变化： 第一级的直径估取 注意：蒸汽合理通流的选择。（要达到光滑变化） 压力级平均直径变化变化规律：作图法的应用。,最末级直径估取,（2）级数确定与比焓降分配：,压力级平均理想焓降 （1）,压力级组理想焓降：,A： 级数确定：,（取整数）,注意：为重热系数，凝汽式0.03-0.08，先估取再校核 例如： 取整得级数为11级,B ：比焓降分配: 根据计算级数在重新划分压
5、力级，并求出各级的平均直径，选取相应速度比，根据公式（1）求出各级理想焓降。 例如，Z=11，则将线段重新分为10等分，在原拟定曲线上求各级平均直径如下： 注意：得到各级焓降后，要在拟定的热力过程曲线逐级作出各级理想 焓降，若最后一级排汽压力和所设计的背压线不重合，就需对分配焓降进行修正。,3.级的详细热力计算。,采用速度三角形法，根据相应公式计算通流部分主要尺寸，热力参数和级的热效率、内功率。具体内容如下: 1.调节级型式的选择和热力计算： 选择双列速度及其焓降（195-250kj/kg），计算出调节级相应喷嘴，第一列动叶、导向叶片和第二列动叶的出口面积和高度，轮周功率和级内效率计算。 2.
6、压力级型式的选择和热力计算 （1）根据各级喷嘴的流量和压力比选择喷嘴型线、叶片宽度、叶片数、节距和出口角。 （2）计算喷嘴出口气流高度、出口面积及叶片高度。 （3）由喷嘴高度确定动叶高度，计算动叶出口角，选动叶型线、叶片宽度、叶片数和其节距。 （4）轮周功和轮周效率计算，检查计算正确性。 （5）计算各项能量损失，确定级的内效率和内功率。 （具体计算过程参考课本第一章第六节：级的热力过程计算。）,4.计算结果的修正,1.级的相对内效率、内功率校核。 热力计算所得实际相对内效率、内功率与进行进汽量估算所取的相对内效率、内功率值的相对误差要在1%以内优，不能大于3%。 2.通流部分光滑度。 在进行热力计算同时要绘制通流部分草图，若某级叶片高度需做少量改动时，可通过改变反动度和出口角实现，若大改动，需改变平均直径。 3.总进汽量校核。 根据实际所计算相对内功率、抽汽量和漏汽量对总进汽量校核，若计算值与原估计值差1%-3%，修正喷嘴和动叶的高度，若大于3%，则根据计算得到流量及修正后实际热力过程曲线进行二次热力计算。,
