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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,
