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1、汽轮机课程设计,一、课程设计的目的与要求 1目的:系统地总结、巩固并应用汽轮机原理课程中已学过的理论知识,通过课程设计重点掌握汽轮机热力设计的方法、步骤。 2汽轮机热力设计的任务:按照给定的设计条件,选择一些参数如平均反动度,速比,确定流通部分的几何参数,包括级的平均直径,叶型,叶高,几何角,力求获得较高的相对内效率。就汽轮机课程设计而言其,任务通常是指各级几何尺寸的确定及级效率和内功率的计算。,3课程设计主要内容与设计程序,(1) 分析并确定汽轮机热力设计的基本参数:汽轮机容量、进汽参数、转速、排汽压力或循环水温度、回热加热级数及给水温度、供热汽轮机的供汽压力等。 (2) 分析并选择汽轮机的
2、型式、配汽机构型式、通流部分形状及有关参数。 (3) 拟定汽轮机近似热力过程线和原则性热力系统,进行汽耗量与热经济性的初步计算。 (4) 根据汽轮机运行特性、经济要求及结构强度等因素,比较和确定调节级的型式、比焓降、叶型及尺寸等。 (5) 根据流通部分形状和回热抽汽压力要求,确定压力级的级数,并进行各级比焓降分配。 (6) 对各级进行详细的热力计算,求出各级流通部分的几何尺寸、相对内效率和内功率,确定汽轮机的实际热力过程线。 (7) 根据各级热力计算的结果,修正各回热抽汽点压力以符合实际热力过程线的要求。 (8) 根据需要修正热力计算结果。 (9) 绘制流通部分及纵剖面图。,设计流程,初拟整机
3、过程线,初估进汽流量,调节级计算 假设him d m,压力级焓降分配假设Xa d m 等h,回热系统初算 假设: 端差 等焓升,压力级 详细计算,整机校核 过程线 速度三角形,绘制通流部分剖面图,编写设计说明书,注意的问题,所设计的汽轮机应满足以下要求: (1)运行时具有较高的经济性。 (2)不同工况下工作时均有高的可靠性。 (3))在满足经济性和可靠性要求的同时,还应考虑到汽轮机的结构紧凑、系统简单、布局合理、成本低廉、安装与维修方便以及零部件通用化、系列标准化等因素。,通过设计对整个汽轮机的结构作进一步的了解,明确主要部件在整个机组中的作用、位置及相互关系。通过设计了解并掌握我国当前的技术
4、政策和国家标准、设计资料等。由于课程设计的题目接近实际,与当前国民经济的要求相适应,因而要求设计者具有高度的责任感,严肃认真。应做到选择及计算数据精确、合理、绘图规范,清楚美观。,二、课程设计题目,机组型号: B25-8.83/0.981 机组型式:多级冲动式背压汽轮机 新汽压力:Po=8.83Mpa (90ata) 新汽温度:to=535 排汽压力:Pc=0.981Mpa (10ata) 额定功率:Pel=25000KW 转速:n=3000rpm,三、课程设计的内容与步骤,设计工况下的热力计算 热力设计计算数据汇总 整机相对内效率核算及修正 绘制汽轮机通流部分图,(一)设计工况下的热力计算,
5、1确定机组配汽方式(采用喷嘴配汽) 2调节级选型(采用单列级) 3主要参数确定 已知设计参数 Po=8.83Mpa ,to=535 , Pc=0.981Mpa, Pel=25000KW ,n=3000rpm选取设计参数设计功率一般凝汽式机组有统一系列标准,而背压机组在国内目前尚无统一系列标准。可取:设计功率=经济功率=额定功率。汽轮机相对内效率ri 选取某一ri 值,待各级详细计算后与所得ri 进行比较,直到符合要求为止。取ri =80.5%机械效率: 取m= 99%发电效率: 取 g= 97%给水回热系统及参数:采用两级加热器,一级除氧器。,图1 给定题目的回热加热系统图,4近似(全机)热力
6、过程线的拟定,拟定方法“见课程设计参考资料”P37页 (1)进汽机构的节流损失Po阀门全开时,Po=(0.030.05)Po,通常取调节级喷嘴前Po=0.95Po (2)排汽管中压力损失Pc :对于本机,认为Pc=Pc, 即Pc=0 (3)末级余速损失hc2 :本机取C2=70m/s (4)调节级效率调节级效率较低,而中间级效率较高。假定调节级ri=70% 而调节级后压力Pa=5.88Mpa, 作为初拟热力过程线的参数。可采用分段拟定热力过程线。(后边压力级数分配用),5汽轮机总进汽量的初步估算,D是考虑门杆漏汽及前轴封漏汽的蒸汽量,(t/h) D=Dl+Dv给定前轴封漏汽Dl=3.8t/h,
7、门杆漏汽Dv=1.2t/h ;,6调节级的详细热力计算,共(1)(34)项内容 画出调节级的热力过程线和动叶进出口速度三角形,7压力级比焓降分配及级数确定,(1)第一压力级平均直径dmI的确定(检验ln) (2)末级平均直径的确定(给定dm z=1019.5mm) (3)确定压力级平均直径的变化 (4)压力级的平均直径dm(平均) 将BD线等分为m等分,取1、2、3m-1点。为了减小误差,建议6。从图中量出割断长度,求出平均直径。 dm(平均)=(AB+(1-1)+(2-2)+CD)/(m+1)*k , 式中的k 为比例尺。,(5)压力级的平均比焓降ht(平均)选取平均速比Xa(平均)=0.4
8、367, 则ht(平均)=0.5*(*dm(平均)*n/60/Xa(平均)2 (6)压力级级数的确定ZZ=(1+)* ht (p)/ ht(平均)式中ht(p)-压力级的理想比焓降 ,为重热系数,本机=0.05 ,将Z取整。 (7)各级平均直径的求取求取压力级级数后,再将上图中BD线段重新分为(Z-1)等分,在原拟定的平均直径变化曲线上,求出各级的平均直径。,焓降分配,(8)各级比焓降分配 根据求出的各级平均直径,选取相应的速比,求出各级的理想比焓降ht ht=0.5*(*dm*n/60/Xa)2 为了便于比较和修正,一般以表格的方式列出见表“见课程设计参考资料”P57页,表2-16,(9)各
9、级比焓降的修正在拟定的热力过程线上逐级作出各级理想比焓降ht,计算h。h=(1+)* ht (p)-ht如果h较大时可平均分配给各级,很小时可以加在末一、二级上。 (10)检查各抽汽点压力值,是否符合要求,其误差应小于2%,如果相差太大,应适当调整各级的比焓降。 (11)最后按照各级的dm和ht求出相应的各级速比Xa。注意末级的计算,应待末二级详算后,根据末二级后的压力与排汽压力来确定htz和Xaz。,8压力级的详细热力计算,共(1)(46)项内容 每个级都要算,根据热力过程线确定状态点,(二)热力计算数据汇总,建议按照步骤逐项列表形成各级数据汇总表,“见课程设计参考资料”P142页附表1-8
10、” 1在数据汇总表后计算整机内功率Pi Pi=Pi s 2机组各级有效比焓降之和hi,(三)整机相对内效率核算及修正,1整机相对内效率的核算 (1)计算效率ri“ ri“= hi/(htmac) (2)计算误差ri(与初选值比较) ri=ri-ri“,2修正方法 (1)如果ri1% 认为计算结果满足要求,不必修正 (2)如果ri3% 应按照ri重新作热力计算 (3)如果1% ri 3% ,只需进行通流尺寸修正,,修正方法如下 总进汽量的修正:3.6*Pel Do1=*m+D(htmac)*rigm 调节级修正 Dg1=Do1-Dv K=Dg1/Dg 则 An1=K*An ,ln1=K*ln ,
11、 Ab1=K*Ab , lb1=K*lb 压力级修正 认为前轴封漏汽量及回热抽汽量均与总进汽量成正比。因此,各压力级的An、Ab、ln和lb均以修正系数K修正。 在热力计算数据汇总表中,应增加上述修正后的值。 内功率修正 Pi1=K*Pi 3计算轴端功率Pe Pe=Pi1*m 发电机功率Pel Pel=Pe*g,(四)绘制汽轮机通流部分图,可以参考同类型机组,但应根据以上计算出的通流部分尺寸(包括dm、ln、lb等)绘制。,提交的材料设计说明书,设计说明书的编写要求 1设计说明书包括上述1到3项全部内容。其中调节级和第一压力级,要写出详细的计算步骤和列表,其他各级只要列出数据计算汇总表即可。
12、2画出汽轮机通流图(只画进汽部分)。 3将各级动叶出口速度三角形,按照一定的比例画在同一张图上。. 4画出调节级和第一压力级的详细热力过程线,并标出各个参数。 5画出整机热力过程线。 6本次设计总结。 7列出参考文献,参考资料。,参考文献1沈士一,庄贺庆,康松,庞立云. 汽轮机原理. 水利电力出版社,19922冯慧雯主编,汽轮机课程设计参考资料. 水利电力出版社,1992,答辩,时间:1月23日(周五) 地点:主楼F830 携带资料: (1)汽轮机课程设计报告(手写) (2)通流部分结构图(A3) (3)其它图纸(各级动叶速度三角形、调节级热力过程线、第一压力级热力过程线、整机热力过程线),课程设计固定教室(全年级用): 主楼E102、F201,结束,