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1、汽轮机课程设计汽轮机课程设计指导老师： 学生姓名： lj 学 号： 专 业： 能源与动力工程 班 级： 20131591 日 期： 2016年1月8日 1目录目录2课程设计任务4第一章 汽轮机热力计算51. 汽轮机基本参数和结构的选择51.1 机组基本参数的确定51.2 汽轮机基本结构形式的选择62. 近似热力过程线的拟定62.1损失的估计62.2非再热过程热力线的拟定6第二章 抽汽回热系统热平衡初步计算91. 汽轮机进汽量估算92. 抽汽回热系统热平衡初步计算92.1给水温度的选取92.2 回热抽汽级数的选择92.3 除氧器的工作压力102.4 回热系统图的拟定102.5 各加热器汽水参数计
2、算102.6 各加热器回热抽汽量计算12第三章 汽轮机漏汽量的计算141.阀杆漏气量的计算141.1 主汽阀阀杆漏汽量的计算141.2 调节阀阀杆漏汽量的计算152. 轴封漏汽量的计算152.1 前轴封漏气量计算152.2 后轴封漏汽17第四章 调节级的选型及热力计算191. 调节级选型192. 调节级热力参数的选择193、调节级几何参数的选择194. 调节级详细计算204.1 第一列喷嘴热力计算204.2. 动叶部分计算224.3 导叶热力计算：234.4第二列动叶热力计算24第五章 压力级的计算261. 各级平均直径的确定262. 级数的确定及比焓降的分配26第六章 整机校核及计算结果的汇
3、总281整机校核282. 级内功率：28第七章 总结29参考文献29附录30课程设计任务设计题目：汽轮机通流部分热力设计已知参数：额定功率： 额定转速：新蒸汽压力： 新蒸汽温度：冷却水温度： 排汽压力：凝结水泵压头： 给水泵压头：汽轮机相对内效率： 机械效率： 发电机效率： 加热器效率：任务与要求：(1) 列出设计任务书；(2) 画出本机组回热系统图，并作简要分析；(3) 作出全机初步拟定的热力过程线，并加以说明；(4) 调节级详细计算及校核结果，（作出速度三角形、级的详细过程线），并作必要的计算说明；(5) 画出整机热力计算程序框图，列出级的计算程序；(6) 压力级（第1级）及低压缸最末级的
4、计算数据的列表汇总，并分析参数选择及计算的正确性、合理性，说明计算过程中出现的问题及解决办法等；第一章 汽轮机热力计算1. 汽轮机基本参数和结构的选择1.1 机组基本参数的确定(1) 再热蒸汽参数本汽轮机的额定功率，参照汽轮机设计基础采用中间再热虽然可使热效率相对提高，但是采用中间再热后将使机、炉结构，布置及运行复杂化，造价增加，而且只有当功率大于10万时才采用，故本汽轮机不采用中间再热。 (2) 排气压力排气压力应该根据冷却水温度、供水方式、排气流量和末级叶片特性等分析比较后确定，参照汽轮机设计手册表3-1,我国凝汽式汽轮机常用排气压力如下表所示：表1. 常用的排气压力冷却水温度152025
5、27排汽压力45566778结合本设计的冷却水温度为，确定排气压力为。(3) 给水温度与回热级数从理论上，同一给水回热循环系统，给水温度越高，工质在锅炉内的平均吸热温度越高，循环效率越高，但温度过高又会降低蒸汽做功比焓降，降低锅炉效率，通常，给水温度取蒸汽初压下饱和温度的倍。查询焓熵表，得到蒸汽初压下的饱和温度，取给水温度。当给水温度一定时，回热循环效率随着回热级数的增加而提高，但随着回热级数的增加，回热循环效率的增量将逐渐减小，回热级数过多会增加投资成本，参照汽轮机课程设计表4-10，确定回热级数。(4) 汽轮机的功率汽轮机设计功率的大小由机组本身容量大小及运行时所承担负荷的变化而定，参照汽
6、轮机原理课程设计基础表4-2，给出了国产不同容量汽轮机的设计功率，如下表：表2. 国产不同容量的汽轮机的设计功率汽轮机容量122550设计功率与额定功率比值0.750.80.91.0本汽轮机的额定功率为，因此设计功率与额定功率比值取0.8，则设计功率。1.2 汽轮机基本结构形式的选择(1) 汽轮机的形式：由于设计的为小功率汽轮机，因此选择单缸、单轴凝汽式汽轮机。(2) 配汽方式的选择我国发电用汽轮机的配汽机构有两种：一种是实现喷嘴调节的多阀控制（顺序阀控制）方式，另一种是节流调节单阀控制方式。节流调节一般被采用在小机组上，设计的汽轮机为中型汽轮机，因此配汽方式采用：喷嘴调节的多阀控制。2. 近
7、似热力过程线的拟定2.1 损失的估计(1) 主汽阀的调节汽阀节流压力损失：(2) 排气阻力损失：2.2 非再热过程热力线的拟定(1) 在图上，根据新蒸汽压力和新蒸汽温度，可确定汽轮机进汽状态点0 (主汽阀前)，并查得该点的比焓值 ，比熵，比体积。(2) 在图上，根据初压及主汽阀和调节汽阀节流压力损失,可以确定调节级级前压力，然后根据与的交点可以确定调节级级前状态点1，并査得该点的温度， 比熵，比体积。(3) 在图上，根据排气压力压力和排汽阻力损失，可以确定凝汽器压力。(4)在图上，根据凝汽器压力和可以确定汽缸理想出口状态点2t，并査得该点比焓值，温度，比体积，干度，由此可以得到汽轮机理想比焓降
8、，进而可以确定汽轮机实际比焓降，再根据和可以实际出口状态点2，并查得该点比焓值，温度，比体积, 干度，比熵。(5)考虑到末级余速损失，则（通常），然后沿压力线下移得3点，并査得该点比焓值，温度，比体积，干度。用直线连接1、3两点，在中间点处沿压力线下移得4点，光滑连接1、4、3点，则由点0、1、4、3连接的线即为该机组在设计工况下的近似热力过程线，拟定的热力过程线如图1所示。图1. 设计工况下的热力过程线第二章 抽汽回热系统热平衡初步计算1. 汽轮机进汽量估算一般情况下，凝汽式汽轮机的总进汽量可由下式进行估算： 式中考虑阀杆漏气、前轴封漏汽及保证在初参数下降或背压升高时仍能发出设计功率的蒸汽余
9、量，通常左右，取3%。考虑回热抽汽引起进汽量增大的系数，通常为，取1.15。则。2. 抽汽回热系统热平衡初步计算2.1给水温度的选取从理论上，同一给水回热循环系统，给水温度越高，工质在锅炉内的平均吸热温度越高，循环效率越高，但温度过高又会降低蒸汽做功比焓降，降低锅炉效率，通常，给水温度取蒸汽初压下饱和温度的倍。查询焓熵表，得到蒸汽初压下的饱和温度，取给水温度。2.2 回热抽汽级数的选择当给水温度一定时，回热循环效率随着回热级数的增加而提高，但随着回热级数的增加，回热循环效率的增量将逐渐减小，回热级数过多会增加投资成本，参照汽轮机课程设计表4-10，确定回热级数。采用“一高、一低、一除氧”的形式
10、，高压加热器采用内置式疏水冷却器：高压加热器疏水收集方式为逐级自流到除氧器，低压加热器疏水收集方式为逐级自流。2.3 除氧器的工作压力通常，在中、低参数机组中采用大气式除氧器，大气式除氧器的工作压力一般选择略高于大气压力，即,因此取除氧器的工作压力为，对应的饱和水温度即为除氧器出水温度。2.4 回热系统图的拟定图2. 回热系统图2.5 各加热器汽水参数计算(1) 表面式加热器出口传热端差由于金属表面的传热阻力，表面式加热器的给水出口温度与回热抽汽在加热器中凝结的饱和水温存在温差称为加热器的出口端差，又称上端差，一般无蒸汽冷却段的加热器，取。下端差是指加热器疏水温度与水侧进水温度的差值，一般取，
11、取。(2) 给水经过加热器时的温升通常根据给水等温升原则确定各加热器进出口水温，即利用给水温度与除氧器出口水温差除以高压加热器个数，可确定各台高压加热器进出口水温，利用除氧器出口水温与凝结水温差除以低压加热器个数可确定各台低压压加热器进出口水温。(3) 回热抽汽压力的确定当第个加热器的给水出口水温确定后，则本加热器的内汽侧的饱和温度，并查得其对应的饱和蒸汽，考虑到蒸汽在回热抽汽管道中的压力损失，则，一般取。各段抽汽压损，由于除氧器定压运行，为了使其工作稳定，除氧器压损取0.4。凝汽器压力对应下的饱和水温，即凝结水温度。除氧器工作压力对应下的饱和水温，即除氧器出口水温度。本次计算暂不考虑给水泵与
12、凝结水泵温升。根据等温升法求取各级加热器进出口水温，水比焓，通过上端差求取各级加热器凝结段的饱和水温度，饱和水比焓，加热器汽侧工作压力，抽汽压力，通过下端差计算各级加热器的疏水温度、疏水比焓(过冷水)，最后再根据抽汽压力与热力过程线的交点在图上査取各段抽汽温度(或干度)、抽汽比焓值。由等温升法可得高压加热器水侧温升为由等温升法可得低压加热器水侧温升为则，。(5) 各加热器汽水参数计算a. 1号高压加热器根据给水温度，可以得到1号高压加热器出口水温；由给水泵出口压力和，可得1号高压加热器出口水比焓。1号高压加热器凝结段的饱和水温度：；饱和水比焓。1号高压加热器汽侧工作压力；1段抽汽压力1号高压加
13、热器疏水温度，1号高压加热器疏水比焓b. 除氧器除氧器工作压力；2段抽汽压力；水温：；出口水比焓。由给水泵出口压力和得到给水泵出口水比焓值为。c. 3号低压加热器。3号低压加热器出口水温；3号低压加热器出口水比焓：。3号高压加热器疏水温度，3号高压加热器疏水比焓3号低压加热器汽侧工作压力，3段抽汽压力。各加热器汽侧和水侧的基本参数如下表所示：表3. 各加热器汽侧和水侧的基本参数加热器编号抽汽压力抽汽温度抽汽比焓加热器工作压力工作压力下的饱和水比焓工作压力下的饱和水温度疏水比焓疏水温度加热器出口水比焓加热器出口水温度1号加热器0.7711312.63084.50.70949699.436165.5463.09110.32681.79161.5除氧器0.1966185.82842.00.118437.317104.32310.9074.26437.43104.323号加热器0.037374.232599.40.03434302.45672.26159.9538.20286.6368.262.6 各加热器回热抽汽量计算(1) 1号高压加热器1号高压加热器热平衡，根据表面式加热器热平衡原理可列方程式：式中为加热器效率，取，为给水份额，取。(2) 除氧器 根据混合式加热器热平衡原理可列出方程：(3) 3号低压加热器3号低压加热器热平衡，根据表面式加热器热平衡原理可列方程式：第
