涡轮机械原理机械原理第三章第三章 汽汽轮机的机的变工工况特性况特性§3.配汽方式及其配汽方式及其对定定压运运转机机组变工况的工况的影响影响 §4 滑滑压运运转的的经济性性与平安性与平安性 胡胡长兴: huchx@zju.edu联络：：46647947 Institute of Thermal Science and Power Systems浙江大学热工与动力系统研究所 §3.配汽方式及其对定压运转机组变工况的影响§4 滑压运转的经济性与平安性•滑参数运转与定参数运转•一、节流配汽•二、喷嘴配汽•三、调理级的压力与流量的关系•五、 轴向推力的变化 •练习 Institute of Thermal Science and Power Systems浙江大学热工与动力系统研究所 §3 & §4滑参数运转与定参数运转要调理Pel，可以调理G 或是调理 或是两者同时调理纯滑压运转 节流滑压运转复合滑压运转节流调理〔配汽〕定参数运转:经过改动流量〔G)调理机组的功率的方法，通常在低负荷和额定负荷附近滑参数运滑参数运转：改：改动整机的理整机的理想比想比焓降〔降〔ΔHt〕，大型火〕，大型火电机机组的主要运的主要运转方式。
方式喷嘴调理〔配汽〕旁通调理〔配汽〕 Institute of Thermal Science and Power Systems浙江大学热工与动力系统研究所 §3 & §4 滑参数运转与定参数运转 滑参数运转：〔也称滑压运转〕指单元机组中，汽轮机调理汽门全开或开度不变，当负荷的改动，调理锅炉燃料量、给水量和空气量，改动锅炉出口蒸汽压力与流量，而蒸汽温度坚持不变，来实现汽轮机的负荷变化 调理汽门主汽门p0 , t0不变主汽门调理汽门全开t0不变p0 锅炉燃料量和给水量滑参数运转定参数运转定参数运定参数运转：又称定：又称定压运运转，新蒸汽参数，新蒸汽参数坚持不持不变 Institute of Thermal Science and Power Systems浙江大学热工与动力系统研究所 滑参数运转的优点：①可靠性，对部分负荷下运转的顺应性添加 ↓， ↓，而 坚持不变，热应力减少；②提高部分负荷下的热效率 调理汽门全开 节流损失小 新蒸汽 ↓， 不变末级湿度降低，湿汽损失↓ 低负荷时， ↓，锅炉给水压力相应降低，给水泵耗功↓， 但循环热效率↓，汽耗率↑。
采用滑压运转：滑压运转顺应工况的大幅度的变化，调峰机组节流损失↓湿汽损失↓给水泵耗功↓循环热效率↓§3 & §4 滑参数运转与定参数运转 Institute of Thermal Science and Power Systems浙江大学热工与动力系统研究所 进入汽轮机的一切蒸汽都经过一个调理汽门〔或几个同时开启的调理汽门〕，进入第一级喷嘴，称节流配汽，又称单阀调理方式§3.配汽方式及其对定压运转机组变工况的影响一、节流配汽•额定功率运转时，调理汽门全开•部分功率运转时，调理汽门部分开启，使得进入汽轮机的新蒸汽流量 G 减少，汽轮机理想焓降 减小 Institute of Thermal Science and Power Systems浙江大学热工与动力系统研究所 ：调理汽门部分开启时，扣除进汽机构节流损失后理想焓降调理汽门全开时机组前压力； ：调理汽门部分开启时，机组前压力；：调理汽门全开时，扣除进汽机构节流损失后理想焓降；当调理汽门部分开启时，汽轮机全机相对内效率为： 指未包括进汽机构的汽轮机通流部分相对内效率，指调理汽门的节流效率§3.配汽方式及其对定压运转机组变工况的影响一、节流配汽 Institute of Thermal Science and Power Systems浙江大学热工与动力系统研究所 节流配汽特点：1)在调理汽门部分开启时，其节流损失较大；2〕在调理汽门全开时，其节流损失小，适用于承当根本负荷的大型机组。
3) 没有调理级，构造简单，制造本钱低4〕全周进汽，热应力小，可靠性高，对负荷顺应性强，普通用于小功率机组，如给水泵汽轮机§3.配汽方式及其对定压运转机组变工况的影响一、节流配汽 Institute of Thermal Science and Power Systems浙江大学热工与动力系统研究所 1，主汽阀； 2，调理阀概括几点： (1)汽轮机运转时，主汽门全开调理汽门〔调理阀〕那么根据负荷大小依次开启或封锁改动调理级通流面积，进入汽轮机的蒸汽流量 G也称顺序阀调理 (2)各调理汽门之前压力都一样的主汽门一直坚持最大开度，节流很小 (3)各调理汽门后，即各阀控制的喷嘴组之前的压力 是变动的取决于各阀开度大小当全开时 当第一阀开启，第二阀部分开启时， 其他类推部分开启的阀遭到阀体的节流作用§3.配汽方式及其对定压运转机组变工况的影响二、喷嘴配汽 Institute of Thermal Science and Power Systems浙江大学热工与动力系统研究所 (5)调理级后p2是一样的，假设 。
1，主汽阀； 2，调理阀(4)喷嘴之后蒸汽压力p1 对各喷嘴组都一样〔喷嘴与动叶之间环形空间是完全相通的〕，即使某一封锁调理阀控制的喷嘴组之后的压力也等于p1 §3.配汽方式及其对定压运转机组变工况的影响二、喷嘴配汽 (6)各喷嘴组内包含喷嘴数不一定相等各调理汽门开足时能经过的最大流量不一定相等 Institute of Thermal Science and Power Systems浙江大学热工与动力系统研究所 调理级后： 经过全开调门，几乎没有节流损失； 经过部分开启调门，有节流损失假设第一、第二调门全开，第三调门部分开启经过三个调门的流量为G ：调理级相对内效率：调理级的内效率调理级的内效率§3.配汽方式及其对定压运转机组变工况的影响二、喷嘴配汽 Institute of Thermal Science and Power Systems浙江大学热工与动力系统研究所 便于讨论，假定： ①调理级反动度 ，且不随工况变化， ; ②各调理汽门之间无重叠度〔前一个阀完全开启后，才开后一个阀〕； ③不思索调理级后温度变化的影响； ④主汽门后压力 不随流量添加而降低。
P11=(G1/G)P1 假设有四个调理汽门 第一调门开启〔其他调门全封锁〕 第二调门开启〔第一调门已全开，其他关〕 第三调门开启〔第一、二调门已全开，第四调门关〕 第四调门开启〔其他调门全开〕§3.配汽方式及其对定压运转机组变工况的影响三、调理级压力与流量的关系1、简化的调理级压力与流量的关系、简化的调理级压力与流量的关系 Institute of Thermal Science and Power Systems浙江大学热工与动力系统研究所 §3.配汽方式及其对定压运转机组变工况的影响三、调理级压力与流量的关系I调门开启II调门开启III调门开启各喷嘴各喷嘴组压力组压力与流量与流量的关系的关系1、简化的调理级压力与流量的关系、简化的调理级压力与流量的关系 Institute of Thermal Science and Power Systems浙江大学热工与动力系统研究所 各喷嘴组流量与总流量的关系各喷嘴组流量与总流量的关系§3.配汽方式及其对定压运转机组变工况的影响三、调理级压力与流量的关系1、简化的调理级压力与流量的关系、简化的调理级压力与流量的关系 Institute of Thermal Science and Power Systems浙江大学热工与动力系统研究所 〔1〕实践上调理级后温度t2随流量变化而变化。
〔2〕实践上调理级有反动度Ωm>0，且反动度随工况有变化〔3〕调理汽门开启有重叠度 目的是改善调理系统的性能，i〕稳定性； ii〕缩短开启的总升程〔4〕实践上流量增大时，自动主汽门、调理汽门和导管等节流损失增大，使全开汽门后的压力略降低 §3.配汽方式及其对定压运转机组变工况的影响三、调理级压力与流量的关系2、调理级的实践压力与流量的关系、调理级的实践压力与流量的关系调理理级后温度后温度t2随流量随流量变化化 Institute of Thermal Science and Power Systems浙江大学热工与动力系统研究所 调理级效率曲线呈曲折状调理阀全开时，节流损失小，效率较高〔如a、b、c、d点〕在其他工况下，经过部分开启阀的那股流量要遭到节流作用，使效率下降c点为设计工况〔三阀全开〕，效率最高〔三〕调理级效率曲线〔三〕调理级效率曲线§3.配汽方式及其对定压运转机组变工况的影响三、调理级压力与流量的关系2、调理级的实践压力与流量的关系、调理级的实践压力与流量的关系 Institute of Thermal Science and Power Systems浙江大学热工与动力系统研究所 负荷、蒸汽参数荷、蒸汽参数变化、汽封化、汽封间隙增大、通流部分的隙增大、通流部分的结垢或腐垢或腐蚀，水，水冲冲击等，均可引起汽等，均可引起汽轮机机轴向推力的向推力的变化。
化〔只〔只讨论负荷、参数改荷、参数改动时引起引起轴向推力向推力变化化 〕〕〔一〕激〔一〕激动式汽式汽轮机机轴向推力的向推力的变化化 变工况时：0 1、节流配汽凝汽式汽轮机 2、喷嘴配汽凝汽式汽轮机 3、背压式机组的轴向推力变化 §3.配汽方式及其对定压运转机组变工况的影响五、轴向推力的变化规律 Institute of Thermal Science and Power Systems浙江大学热工与动力系统研究所 〔二〕反动式汽轮机轴向推力的变化 反动式汽轮机设计反动度大，在工况变动时，反动度变化却减小，反动级的轴向推力与级内压差成正比地变化，最大轴向推力发生在最大负荷工况时 现代大型反动式汽轮机设计成多缸多排汽口反向对置方式，构造上采用平衡活塞等措施，由推力轴承所承当的净推力并不大故在运转时，当工况改动时，推力轴承所承当的净推力的大小和方向能够会发生改动 工况变动时，轴向推力计算复杂，其准确性也难保证 在实践运转中，经过丈量推力轴承任务瓦块的温度，对轴向推力的变化情况进展间接监视当轴向推力增大时，推力瓦块的摩擦大，使任务油膜温度升高，那么任务瓦块温度也升高。
汽轮机运转中，推力轴承任务瓦块的温度和轴向位移是重点监视的运转参数之一 §3.配汽方式及其对定压运转机组变工况的影响五、轴向推力的变化规律 Institute of Thermal Science and Power Systems浙江大学热工与动力系统研究所 Institute of Thermal Science and Power Systems浙江大学热工与动力系统研究所 1、节流配汽凝汽式汽轮机 在最大负荷时，流量最大，轴向推力最大凝汽式机组中间各级变工况时，反动度根本不变 Institute of Thermal Science and Power Systems浙江大学热工与动力系统研究所 2、喷嘴配汽凝汽式汽轮机对于喷嘴配汽，轴向推力变化遭到调门开启的影响，成折线变化 全机压力级 Institute of Thermal Science and Power Systems浙江大学热工与动力系统研究所 3、背压式机组的轴向推力变化 对于背压式压力级在工况变化时，其级前、后压力与流量不成正比，焓降、反动度都变化，所以级的轴向推力不与流量成正比，最大轴向推力都发生在某一中间功率时到达。
Institute of Thermal Science and Power Systems浙江大学热工与动力系统研究所 第一调门开启〔其他调门全封锁〕第一调门↑， ↑第一组喷嘴组临界压力 ↑，喷嘴组后压力 ↑， 此时喷嘴组为临界形状经过第一调门流量 为临界流量当第一调门全开后， 且不变流量 也不变直到 H 点， 喷嘴组为亚临界经过第一调门流量 按椭圆曲线下降当第一调门全开而其他调门都封锁时，调理级动叶受力最大，是最危险工况 Institute of Thermal Science and Power Systems浙江大学热工与动力系统研究所 第二调门刚开时， ， ，此时喷嘴组为亚临界 与流量 按弗留格尔公式变化当第二调门↑， ↑， ↑当 时，第二组喷嘴处于临界形状 与 呈直线关系。
当第二调门全开时， ，且不变流量也不变，直到 H 点， 为亚临界， 按椭圆曲线下降 第二调门开启〔第一调门已全开，其他全关〕 Institute of Thermal Science and Power Systems浙江大学热工与动力系统研究所 当第三调门开启时，调理级背压曾经相当高了， ，一直为 亚临界 三阀全开时， ，要求为设计工况时的流量 假设要求超负荷运转，第四调门开场任务，此时背压更高四组喷 嘴都处于非临界形状任务 第三调门开启〔第一、二调门已全开，第四调门关〕和第四调门开启〔其他调门全关开〕 Institute of Thermal Science and Power Systems浙江大学热工与动力系统研究所 练习•在实践运转中，经过丈量 ，对轴向推力的变化情况进展间接监视•喷嘴调理在设计工况时效率最高，普通此时( 〕•A、三阀全开，四阀部分开启 B、四阀全开 C、三阀全开 D、二阀全开•滑参数运转： 。