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1、汽轮机课程设计1前 言一、课程设计目的（1） 通过课程设计，系统地总结、巩固并加深在汽轮机原理课程中已学知识，进一步了解汽轮机的工作原理。在尽可能考虑制造、安装和运行的要求下，进行某一机组的变工况热力计算，掌握汽轮机热力计算的原理、方法和步骤。（2） 在尽可能考虑制造、安装和运行的要求下，进行某一机组的变工况热力计算，掌握汽轮机热力计算的原理、方法和步骤。（3） 通过课程设计对电站汽轮机建立整体的、量化的概念，掌握查阅和使用各种设计资料、标准、手册等参考文献的技巧。（4） 培养综合应用书本知识、自主学习、独立工作的能力，以及与其他人相互协作的工作作风。二、课程设计内容以某种型号的汽轮机为对象，
2、在已知结构参数和非设计工况新蒸汽参数和流量的条件下， 、进行通流部分热力校核计算，求出该工况下级的内功率、相对内功率等全部特征参数，并与设计工况作对比分析。主要计算工作如下：（1） 设计工况下通流部分各级热力过程参数计算。对径高比小于 6 的级，在最终计算结果中，用近似公式估算出叶根处的反动度。（2） 轴端汽封漏汽量校核计算。（3） 与设计工况的性能和特征参数作比较计算。三、整机计算步骤将该型汽轮机的通流部分划为高、中压缸和低压缸 2 个计算模块，我们 2 人为一组，一人采用顺算法计算高、中压缸，另一人采用逆算法计算低压缸。2 人协同工作，共同商定计算方案和迭代策略。本人进行的是高、中压缸的顺
3、算计算。为了便于计算，作出如下约定：（1） 各级回热抽汽量正比于主蒸汽流量；（2） 门杆漏气和调门开启重叠度不计；（3） 余速利用系数参考值为：调节级后的第一压力级、前面有抽汽口的压力级利用上一级余速的系数为 0.4，其它压力级为 0.8；（4） 对径高比小于 6 的级，在最终计算结果中，用近似公式估算出叶根处的反动度；（5） 第一次计算，用弗留各尔公式确定调节级后压力；（6） 对径高比小于 6 的级，在最终计算结果中，用近似公式估算出叶根处的反动度。汽轮机课程设计2汽轮机简介N300-16.7/537/537 汽轮机设计参数本机组是按照美国西屋公司的技术制造的 300MW 亚临界、中间再热式
4、、高中压合缸、双缸双排汽、单轴凝汽式汽轮机。它由高中压积木块 BB0243 与低压缸积木块 BB074 组合而成。为了进一步提高机组的经济性，对原引进技术做了改进，而且低压末级叶片采用 905mm 的长叶片。本机型号为 N300-16.7/537/537，工厂产品号为 D156。主要技术参数：额定功率 300MW；主汽门前额定参数 16.7MPa、537，再热汽门前温度 537；工作转数 3000rpm；额定背压 5.39kPa；回热级数 3 高、4 低、1 除氧；额定工况蒸汽流量 910.2t/h、热耗 7937kJ/(kWh)。本机组通流部分共 35 级叶片，其中高压缸 111 级，中压缸
5、 9 级，低压缸27 级。动叶片除低压缸末三级为扭转叶片外，其余均为等截面叶片。高、中、低压缸隔板静叶均为扭叶片。有 6 个高压调节阀，每阀控制 21 个喷嘴，调节阀全开时部分进汽度为 0.9545。汽轮机再额定参数下 5 阀全开时可以带额定负荷。汽轮机在 6 个调节阀全开、新汽参数 16.7MPa、537 （超压 5）时运行，这一工况定义为最大负荷工况。主汽门、调节阀、进汽管的压损为 4，再热及管道为 10，中联门及管道为 2.5，中低压连同管为 2。2 号高加抽汽来自高压缸排汽，除氧汽抽汽来自中压缸排汽，第 5、6 级抽汽分别来自左、右侧低压缸的第 3、5 级前，因此低压缸为不对称抽汽。通
6、流部分结构参数如表 1 所示。最大工况和额定工况下的热力参数如表 2所示。汽轮机课程设计3表 1：N300-16.7/537/537 汽轮机通流部分的结构参数喷 嘴 动 叶缸 级 喷嘴 平均 出口 出口 叶片 平均 出口 出口sin数目 直径 高度 面积sin数目 直径 高度 面积别 号 / / mm mm cm2 / / mm mm cm20 0.2726 126 1061.3 22.9 201.69 0.349 80 1064.3 27.94 311.21 0.2515 72 844.2 68.4 456.24 0.249 92 854.2 68.82 459.85高 2 0.2516 9
7、2 864.2 69.2 472.69 0.2533 92 874.2 69.56 483.923 0.2519 94 884.2 70 489.81 0.2535 94 894.4 70.52 505.34 0.2561 94 904.2 70.9 515.9 0.2539 96 915 71.96 525.225 0.2566 96 926 73.4 547.92 0.2545 98 937.1 74.86 560.91压 6 0.2571 98 948 76.2 583.47 0.2551 100 959.1 77.66 596.957 0.2578 100 970.8 79.6 625
8、.86 0.2488 106 983.4 82.66 635.398 0.2544 104 991.4 81 641.8 0.2489 108 1002.4 82.42 646.029 0.255 106 1014 84.5 686.41 0.2467 112 1026.7 87.5 696.25缸 10 0.2526 110 1039 90.3 744.54 0.2448 116 1051.7 93.36 755.1511 0.2536 112 1064 95.7 810.94 0.2459 118 1077 99.36 826.711 0.3514 100 1078.9 101.4 120
9、7.7 0.3546 102 1089.7 103.8 1259.5中 2 0.3566 98 1100.5 106.1 1308.3 0.3573 102 1111.3 108.5 1353.23 0.3589 98 1122 110.9 1402.4 0.3607 76 1134.8 113.2 1456.74 0.3672 94 1145.6 115.6 1527.3 0.3672 74 1159.8 119.3 1595.8压 5 0.3676 96 1173 124.1 1680.8 0.3601 80 1190.7 131.3 1768.66 0.3469 116 1204.9 1
10、37.1 1800 0.3482 90 1220.2 142 1895.47 0.3474 118 1233.4 146.8 1976.1 0.3485 92 1251.1 154 2109.7缸 8 0.3487 120 1265.3 159.9 2245.7 0.3517 92 1283 167.1 2368.29 0.3522 90 1302.1 176.1 2567.2 0.3487 78 1327.4 188.6 2742.51 0.223 196 1915.2 86.36 1158.7 0.2535 202 1921 90.68 1380.1低 2 0.2525 206 1929
11、99.06 1511.2 0.2825 142 1937.4 107.1 1827.43 0.2924 226 1953 122.7 2187.8 0.297 196 1971.9 141.6 2578.4压 4 0.2994 220 1993.9 163.6 3051.8 0.322 126 2018.9 188.6 3800.95 0.3193 138 2051.2 220.9 4465.3 0.331 124 2096.3 265.8 5656.5缸 6 0.245 80 2250.7 421.9 7119.5 0.333 120 2299.8 474.6 114197 0.3203 6
12、6 2604 845.8 21128 0.4839 96 2642.9 905.5 36380汽轮机课程设计4表 2:N300-16.7/537/537 三缸二排汽汽轮机设计工况下的热力参数最 大 工 况 额 定 工 况缸 号级号 级 前 压力 Mpa级 前 温度 内 功 率KW级 流 量t/h级 前 压力 Mpa级 前 温度 内 功 率KW0 16.8 537 16930 905.1 16.03 534.3 185551 13.1 492.7 6087 885.6 11.6 483.8 53652 12.1 479.7 6365 885.6 10.7 471.1 56083 11.1 466
13、.2 6805 885.6 9.87 457.9 59924 10.1 451.8 7191 885.6 9.01 443.8 63255 9.18 436.6 7456 885.6 8.17 428.9 65516 8.28 420.9 7815 885.6 7.83 413.5 68557 7.41 404.5 8219 885.6 6.61 397.6 71948 6.59 387.5 7163 823.8 5.89 381.0 63459 5.88 371.5 7521 823.8 5.26 365.2 665310 5.21 354.7 7849 823.8 4.66 348.8 6
14、930高压缸11 4.58 337.3 8180 823.8 4.10 331.8 72031 3.47 533.6 8723 754.3 3.12 533.6 78182 3.1 515.3 8987 754.3 2.78 515.3 80523 2.75 496.3 9514 754.3 2.47 496.4 85204 2.41 476.1 9869 754.3 2.16 476.4 88315 2.10 455.1 10245 754.3 1.88 455.5 91586 1.81 433.2 10093 721.2 1.63 433.7 90627 1.55 410.5 10758
15、721.2 1.39 411.1 96518 1.30 386.2 11469 721.2 1.17 386.9 10227中压缸9 1.08 360.2 11927 721.2 0.970 361.1 106661 0.852 330.3 9545 329.3 0.769 331.4 86102 0.599 286.2 10227 329.3 0.541 287.2 91973 0.412 242.7 9501 311.8 0.372 243.7 85854 0.257 193.6 10241 311.8 0.232 194.5 92625 0.147 140.0 9152 301.9 0.
16、133 140.8 8297低压缸6 0.0817 94.6 14691 285.5 0.0736 91.8 13222汽轮机课程设计57 0.0243 65.6 12782 273.5 0.0228 63.4 11308顺算法计算步骤以高压缸第一级为例：顺算法每一级的计算过程如下：（1）求取喷嘴新工况的压力比，流量比及临界流量：临界流量 Dcr=aA （其中 a 过热蒸汽取 0.6473，饱和蒸汽取*/pv0.6483）流量比 =D/ Dcrn压力比 = +n1ncrcr（2）求取新工况下喷嘴中的各项参数：喷嘴后压力 10np根据水蒸气性质求出喷嘴出口理想比焓 ，1h喷嘴理想比焓降 01*nh喷嘴理想出口速度 12*t nc喷嘴损失 (其中 取 0.900.97)2n nh喷嘴实际比焓降 nnn求喷嘴出口焓 h1，温度 t1喷嘴实际出口速度
