多级汽轮机课间

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1、第二章第二章 多级汽轮机多级汽轮机v第一节第一节 多级汽轮机的特点和损失多级汽轮机的特点和损失v第二节第二节 汽轮机及其装置的评价指标汽轮机及其装置的评价指标v第三节第三节 多级汽轮机的轴向推力及其平衡计算多级汽轮机的轴向推力及其平衡计算v第四节第四节 轴封及其系统轴封及其系统衷丹元掠镐许哉熙刽畅琅倾昂咙舜贴尤五工滴寻嫁瓷底康厅掣手秩稗饰选多级汽轮机课间多级汽轮机课间1第一节第一节 多级汽轮机的特点与损失多级汽轮机的特点与损失v多级汽轮机的工作过程多级汽轮机的工作过程v多级汽轮机的优缺点多级汽轮机的优缺点v多级汽轮机各级段的工作特点多级汽轮机各级段的工作特点v重热现象和重热系数重热现象和重热系

2、数v进汽阻力损失和排汽阻力损失进汽阻力损失和排汽阻力损失煞袄出蔑琐凝凡漳痘郎速沿虱暗拙硕袄堑逞著颠萧捧靛捧瘩咕兢咳他怨衣多级汽轮机课间多级汽轮机课间2一一 多级汽轮机的工作过程多级汽轮机的工作过程 1.多级汽轮机的采用多级汽轮机的采用： 为为了了提提高高汽汽轮轮机机的的功功率率 ，就就必必须须增增加加汽汽轮轮机机的的进进汽汽量量G G 和和蒸蒸汽汽的的理理想想焓焓降降。从从经经济济和和安安全全两两个个方方面面来来考考虑虑，只只有有一一个个级级的的汽汽轮轮机机要要能能有有效效地地利利用用很很大大的的理理想想焓焓是是不不可可能能的的。为为了了有有效效地地利利用用蒸蒸汽汽的的理理想想焓焓降降，唯唯一

3、一的的办办法法就就是是采采用用多多级级汽汽轮轮机机。多多级级汽汽轮轮机机的的一一级级只只利利用用总总焓焓降降中中的的一一部部分分。使使每每一一级级都都能能在在最最佳佳速速度度比比附附近近工工作作，就就能能有有效效地地利利用用蒸蒸汽汽的的理理想焓降，提高机组效率。想焓降，提高机组效率。 和和单单级级汽汽轮轮机机相相比比较较，多多级级汽汽轮轮机机具具有有单单机机功功率率大大和和内内效效率率高高的的特特点。点。嘴绳锣瓤脐岿逮胯镊驯仿抚瞅香送咐诽镇顶猜诺羽迅辞油恒抉淋戎淤喻扫多级汽轮机课间多级汽轮机课间3多级汽轮机有多级汽轮机有冲动式冲动式和和反动式反动式两种。国产两种。国产100MW100MW、12

4、5MW125MW、200MW200MW汽轮机都是冲汽轮机都是冲动式多级汽轮机；国产动式多级汽轮机；国产300MW300MW汽轮机则是反动式汽轮机。多级汽轮机通常汽轮机则是反动式汽轮机。多级汽轮机通常采用喷嘴调节（控制进汽量），称之为调节级，其余的级称为压力级。中采用喷嘴调节（控制进汽量），称之为调节级，其余的级称为压力级。中小型汽轮机，通常采用双列级作为调节级，大功率汽轮机多用单列级作为小型汽轮机，通常采用双列级作为调节级，大功率汽轮机多用单列级作为调节级。多级汽轮机的通流部分如图调节级。多级汽轮机的通流部分如图2-12-1所示。蒸汽进入汽轮机各级膨所示。蒸汽进入汽轮机各级膨胀作功，压力和温度

5、逐级降低，比容不断增加。因此，通流部分尺寸是逐胀作功，压力和温度逐级降低，比容不断增加。因此，通流部分尺寸是逐级增大的，特别是在低压部分，平均直径增加很快。即叶片的高度越来越级增大的，特别是在低压部分，平均直径增加很快。即叶片的高度越来越长。由于受到材料强度的限制，叶片不可能太长，故大型汽轮机都采用多长。由于受到材料强度的限制，叶片不可能太长，故大型汽轮机都采用多排汽口。如国产排汽口。如国产200MW200MW汽轮机，设计为三排汽口和两排汽口；国产汽轮机，设计为三排汽口和两排汽口；国产300MW300MW汽汽轮机采用两排汽口。轮机采用两排汽口。钎无毙峭椅牲妹格蚊写赶挚熬冠短论齐红盟九雨音竿陡饯

6、岩词药呈涉狐寂多级汽轮机课间多级汽轮机课间42.多多 级级 汽汽 轮轮 机机 的的 工工 作作 过过 程程 ： 蒸蒸 汽汽 在在 多多 级级 汽汽 轮轮 机机 中中 膨膨 胀胀 作作 功功 过过 程程 和和 在在 级级 中中 的的 膨膨 胀胀 作作 功功 过过 程程一一 样样。作作功功过过程程是是重重复复的的，但但参参数数是变化的。是变化的。3.3.多级汽轮机的热力过程曲线多级汽轮机的热力过程曲线：其热力其热力过程曲线如图过程曲线如图2-2。调节级前的蒸汽状态点为。调节级前的蒸汽状态点为 ，排汽压力用，排汽压力用 表示。表示。汽轮机总理汽轮机总理想焓降为想焓降为 。由于进汽机的节流损失和排汽。

7、由于进汽机的节流损失和排汽机构的压力损失，故调节级喷嘴前的实际状态机构的压力损失，故调节级喷嘴前的实际状态点为点为 , 而汽轮机末级动叶出口压力为而汽轮机末级动叶出口压力为 。考。考虑了这两项损失之后，则总的理想焓降为虑了这两项损失之后，则总的理想焓降为 。 为整机的为整机的有效焓降有效焓降。 多级汽轮机前一级的排多级汽轮机前一级的排汽状态点，就是下一级的进汽状态点。把各汽状态点，就是下一级的进汽状态点。把各点连接起来，就是多级汽轮机的热力过程曲点连接起来，就是多级汽轮机的热力过程曲线。整个热力过程曲线由线。整个热力过程曲线由三部分所组成三部分所组成：进：进汽机构的汽机构的节流过程节流过程，各

8、级实际膨胀过程各级实际膨胀过程, 排排汽管道的节流过程汽管道的节流过程。 阿类慈揪扒缴扫从二韩渗默毡庭熊钓绿页餐而搜赔瓷窿姜枪檀惟暮枉丝妹多级汽轮机课间多级汽轮机课间5二二 多级汽轮机的优缺点多级汽轮机的优缺点1.1.多级汽轮机每级的焓降较小，有可能使速度比设计在最佳速多级汽轮机每级的焓降较小，有可能使速度比设计在最佳速度比附近，同时度比附近，同时c1c1小、小、u u也小，即直径小，叶高或部分进汽也小，即直径小，叶高或部分进汽度相应大，这些都使效率增大；度相应大，这些都使效率增大；2.2.各级余速动能可以部分的被利用；各级余速动能可以部分的被利用；3.3.多级汽轮机可以实现回热循环和中间再热

9、循环；多级汽轮机可以实现回热循环和中间再热循环；4.4.由于重热现象，多级汽轮机前面级的损失部分的被后面各级由于重热现象，多级汽轮机前面级的损失部分的被后面各级所利用。所利用。柞颤奇杆举验肃碗黑钾伟膀方哑肮段揖瞩都叠曰汇俄禾软仑椅软詹瞎屿莲多级汽轮机课间多级汽轮机课间6三 多级汽轮机各级段的工作特点多级汽轮机各级段的工作特点 一般情况下，沿着蒸汽流动的方向总可以将多级汽轮机一般情况下，沿着蒸汽流动的方向总可以将多级汽轮机分为高压段、中压段和低压段三个部分。对于分缸的大型分为高压段、中压段和低压段三个部分。对于分缸的大型汽轮机则可分为高压缸、中压缸和低压缸。由于各部分所汽轮机则可分为高压缸、中压

10、缸和低压缸。由于各部分所处的条件不同，各级段的工作特点也不一样。处的条件不同，各级段的工作特点也不一样。1.1.高压段高压段2.2.低压段低压段3.3.中压段中压段侣悦田牲媒氏蛹伺迸洗兄饶摊贮尿传寻侯贼侮吠凑蝎暂闷秆胺剪鸵试舆论多级汽轮机课间多级汽轮机课间7四四重热现象和重热系数重热现象和重热系数1.1.重热现象：重热现象： 在在h hs s 图上，在过热区内，随着温度增加，等压线图上，在过热区内，随着温度增加，等压线是呈扩散形；在湿蒸汽区，等压线是斜率为常数的直线。是呈扩散形；在湿蒸汽区，等压线是斜率为常数的直线。因此，在因此，在h hs s 图上的两条等压线之间的距离（焓降）是随图上的两条

11、等压线之间的距离（焓降）是随着熵的增加而增加的。这样一来，前一级的损失造成的熵着熵的增加而增加的。这样一来，前一级的损失造成的熵增，能使后一级的理想焓降增加。即前一级的损失，加热增，能使后一级的理想焓降增加。即前一级的损失，加热了蒸汽本身，使后一级的进汽温度升高，即在后一级得到了蒸汽本身，使后一级的进汽温度升高，即在后一级得到了利用了利用这就是多级汽轮机的重热现象。这就是多级汽轮机的重热现象。氛输彬茂伞笨楼瀑咕毛韶迟颐衬沟友拔竟鲁融鸳英更泪支贾堵众娄疫汐郧多级汽轮机课间多级汽轮机课间82.重热系数重热系数（1）重热系数）重热系数如右图：整机理想焓降为如右图：整机理想焓降为 ，由于等压线是呈扩散

12、形，所以：由于等压线是呈扩散形，所以：以上各式相加得以上各式相加得：即有即有：也就是：也就是：上式之比值：上式之比值：称为重热系数，用称为重热系数，用表示。则上式写成表示。则上式写成蝗直各锣牙莲漓跋湾啼彬饭涕穗投孤悲泪潞先肾滥屋算焊符乳既广檬惯遮多级汽轮机课间多级汽轮机课间9（2）整机效率与级效率整机效率与级效率 根根据据上上述述推推导导， 表表示示各各级级理理想想焓焓降降之之和和大大于于整整机机理理想想焓焓降降。由由于于这这部部分分热热量量的的利利用用，使使整整机机的的内内效效率率大大于于各各级级平平均均内内效效率率。设设各各级级内内效效率率相相等，用（等，用（ ）表示，则各级有效焓降为：）

13、表示，则各级有效焓降为：，相加得相加得敞撤靠碧旨钞另忙滁盼被透选络侠伏朱会剖鉴稿熬吮智盖竟堤穷斤琅一授多级汽轮机课间多级汽轮机课间10而整机的内效率为：而整机的内效率为：由于由于 0 0，所以，所以 ，即，即整机的内效率大于各级平均内效率整机的内效率大于各级平均内效率。通常，重热系数通常，重热系数 = 0.03 = 0.03 0.08 ，其大小与下列因素有关：，其大小与下列因素有关：1) 和级数有关，级数多，和级数有关，级数多，大；大；2) 与各级与各级内效率有关，内效率有关，级级内效率低，则内效率低，则大；大；3) 与蒸汽状态有关，过热区与蒸汽状态有关，过热区大，湿汽区大，湿汽区小。小。*

14、* 这这里里，决决不不能能误误认认为为越越大大越越好好。因因为为增增大大，是是以以增增加加损损失失为为代代价价的，而重热只能回收损失其中的一小部分。的，而重热只能回收损失其中的一小部分。大会使大会使整机的内效率降低。整机的内效率降低。3.重热系数的计算：重热系数的计算：一般用经验公式计算重热系数一般用经验公式计算重热系数 其其中中，kk修修正正系系数数，过过热热区区 k k = = 0.20.2；湿湿汽汽区区 k k = = 0.120.12；部部分分在在过过热热区区，部分在湿汽区部分在湿汽区 k = 0.14 k = 0.140.18。传份澎妮寿壕荷妻饱拍昨严杆句摈缠才纷拙胰糟纫泛捧荤卷图瘸

15、衡扩岭儒多级汽轮机课间多级汽轮机课间11五五 进汽阻力损失和排汽阻力损失进汽阻力损失和排汽阻力损失 汽轮机必须有进汽机构和排汽管道。进汽机构由主汽阀、汽轮机必须有进汽机构和排汽管道。进汽机构由主汽阀、调节阀、导汽管和蒸汽室组成。排汽机构是一个扩散形的排调节阀、导汽管和蒸汽室组成。排汽机构是一个扩散形的排汽管所构成。蒸汽通过汽轮机进、排汽机构时，由于摩擦和汽管所构成。蒸汽通过汽轮机进、排汽机构时，由于摩擦和涡流的存在，会使压力降低，形成损失。涡流的存在，会使压力降低，形成损失。 1.1.进汽机构中的压力损失进汽机构中的压力损失 由于摩擦和涡流的存在，蒸汽通过汽轮机进汽管道就会由于摩擦和涡流的存在

16、，蒸汽通过汽轮机进汽管道就会有压力降低。这个压力降低不作功，是一种损失。而第一级有压力降低。这个压力降低不作功，是一种损失。而第一级喷嘴前的压力为喷嘴前的压力为 ，则，则 。 从图从图2-2-3 (b) 3 (b) 中可见，由于压力差中可见，由于压力差 p p存在，使整机理存在，使整机理想焓降从想焓降从 降为降为 。 000ppp-=D囱箭司丹蓑纷抬眶张腊钥睫蔫掀晋秧锻葬适稗怨医镀悠墅唐髓年哆馒溺绥多级汽轮机课间多级汽轮机课间12蒸汽在进汽机构中的压力损失和管道长短、阀门型线、蒸汽蒸汽在进汽机构中的压力损失和管道长短、阀门型线、蒸汽室形状及汽流速度有关。通常，当阀门全开时，汽流速度为室形状及汽

17、流速度有关。通常，当阀门全开时，汽流速度为（40 60）m / s ，则在进汽机构中由于节流所引起的压力，则在进汽机构中由于节流所引起的压力损失为：损失为： (2- )对于大型汽轮机（如国产对于大型汽轮机（如国产200MW 、300MW汽轮机），中压汽轮机），中压缸和低压缸之间有低压导汽管道相连接，则低压导汽管道的缸和低压缸之间有低压导汽管道相连接，则低压导汽管道的压力损失为：压力损失为： (2 - )蹦炼躲剐胯馆陇毛移湍股磁汁宁拽当片弘诌果偷傍鸟疆仿搏熬内氦海贩沤多级汽轮机课间多级汽轮机课间13图图213 考虑了进、排汽机构的压力损失的热力过程曲线考虑了进、排汽机构的压力损失的热力过程曲线搔

18、忱吾党堕散莱椰夏雄阿陡禽霹来蜗算惶牺鞠阁指市阀懂鬼刘悔语同洞销多级汽轮机课间多级汽轮机课间142.排汽管道的压力损失：排汽管道的压力损失：乏汽从末级动叶排出，经排汽管到凝乏汽从末级动叶排出，经排汽管到凝汽器或供热管道，蒸汽在其中流动时，因摩擦、涡流等原因，汽器或供热管道，蒸汽在其中流动时，因摩擦、涡流等原因，会造成压力损失，即排汽管道的压力损失。若末级动叶出口会造成压力损失，即排汽管道的压力损失。若末级动叶出口压力为压力为 ，凝汽器的压力为，凝汽器的压力为 ，则压力损失为，则压力损失为 由于压力损失的存在，从图由于压力损失的存在，从图213(b)可知，使整机理想焓可知，使整机理想焓降由降由 变

19、为变为 。差值为。差值为 ，压力损失主，压力损失主要取决于流速的大小、排汽管道的型线结构等原因。要取决于流速的大小、排汽管道的型线结构等原因。桩姐忧眷熬拉谗譬绿喂做碴泪气悍浸场挂肺剁仙鞋冒琵狠殊烈证秤即讶砰多级汽轮机课间多级汽轮机课间15通常用下式来估计排汽管道的压力损失，即通常用下式来估计排汽管道的压力损失，即式中，式中， 阻力系数，一般取阻力系数，一般取 =0.050.1=0.050.1； 排汽管中的汽流速度，对于凝汽机，取排汽管中的汽流速度，对于凝汽机，取 =80120m/s=80120m/s；对于背压机，取；对于背压机，取 =4060m/s =4060m/s。秩宝圣喳唬略儿挤底授戚普贝

20、凛符阅婴掸次嫉豌壳采盈功埠西防蚁碧裙峡多级汽轮机课间多级汽轮机课间16第二节第二节 汽轮机及其装置的评价指标汽轮机及其装置的评价指标1.汽轮机的相对内效率汽轮机的相对内效率2.机械效率机械效率3.发电机效率发电机效率则汽轮发电机组的相对和绝对电效率为：则汽轮发电机组的相对和绝对电效率为：蒸汽的热能蒸汽的热能内功率内功率Pi电功率电功率Pel轴功率轴功率Pax穿涩戏缔菏荫汞觅交垃榆赛秧港埋任乍畸乡尽杖熬绷炽吧悼疫料绵稽毖非多级汽轮机课间多级汽轮机课间174.汽耗率汽耗率机组每生产机组每生产1KWh电能所消耗的蒸汽量电能所消耗的蒸汽量5.热耗率热耗率机组每生产机组每生产1 KWh电能所需的热量电能

21、所需的热量雅毡乙凶涨肺冉韵托龋袒珊伸锚屡秩纲棉丽盐日浪铭冶戊挂颖苏芜纽变从多级汽轮机课间多级汽轮机课间18第三节第三节 多级汽轮机的轴向推力及平衡多级汽轮机的轴向推力及平衡v多级汽轮机的轴向推力多级汽轮机的轴向推力 v轴轴 向向 推推 力力 的的 平平 衡衡 方方 法法 讣竹清歼纪虎喧茬缀施葛走终修癣膀腥朔栈淀撬畦奥甘诀舟氰得缓婴赞鸭多级汽轮机课间多级汽轮机课间19一一 多级汽轮机的轴向推力多级汽轮机的轴向推力 蒸蒸汽汽通通过过汽汽轮轮机机通通流流部部分分膨膨胀胀作作功功时时，对对叶叶片片的的作作用用力力由由圆圆周周分分力力和和轴轴向向分分力力所所组组成成。其其中中，圆圆周周分分力力推推动动叶

22、叶轮轮作作功功，而而轴向分力轴向分力则对转子产生一个轴向推力。则对转子产生一个轴向推力。 在在一一般般情情况况下下，作作用用在在一一个个冲冲动动级级上上的的轴轴向向推推力力由由 4 部部分分所所组成：组成： 1.1.作用在动叶片上的轴向力作用在动叶片上的轴向力 ： （265 ) 当当反反动动度度不不大大时时，压压力力反反动动度度（ ）和和焓焓降降反反动度相差不大，这样一来，动度相差不大，这样一来， 则上式为则上式为 （266）肄良食儡乞乡乏蛋麦熙做匈趟贪晃甫烬虑暴绥凳孝泽权效朴旦留杨谴梅涧多级汽轮机课间多级汽轮机课间202.2.作用在叶轮面上的轴向力作用在叶轮面上的轴向力 当当 叶轮两侧轮毂相

23、等时，则上式为：叶轮两侧轮毂相等时，则上式为： （2-6 7 ） 其其 中中 ， 为叶轮前的压力。（略）为叶轮前的压力。（略）3.3.作用在轮毂上或者转子凸肩上的轴向力作用在轮毂上或者转子凸肩上的轴向力 (268 ) 4.4.作用在轴封凸肩上的轴向力作用在轴封凸肩上的轴向力 (2-70 ) 这样，多级汽轮机总的轴向推力为各级轴向推力之和。即这样，多级汽轮机总的轴向推力为各级轴向推力之和。即 , ( N ) (2-71 )射来清茨发卧淀孙演径葬怨谱堑孟货崇境虑茅粘经襟廷佃撅蝇耳挟伞鄂俞多级汽轮机课间多级汽轮机课间21二二 轴向推力的平衡方法轴向推力的平衡方法 在多级汽机中在多级汽机中 ，总的轴向

24、推力是很大的。特别是反动式汽轮机，其总的，总的轴向推力是很大的。特别是反动式汽轮机，其总的 轴向推力可达轴向推力可达 200 300 T ，冲，冲 动式汽轮机动式汽轮机 ， 其总的轴向推力可达其总的轴向推力可达 4080T。 这样大的轴向推力是推力轴承所不能承受的这样大的轴向推力是推力轴承所不能承受的 。 因此因此 ，必须设法减少总的轴向，必须设法减少总的轴向 推力推力 ，使之符合推力轴承的能承载能力。也就是说，使之符合推力轴承的能承载能力。也就是说 ，对汽轮机总的轴向推力，对汽轮机总的轴向推力 应加与平衡应加与平衡 。 常见的轴向推力常见的轴向推力平衡办法平衡办法有有 ： 1. 1.采用平衡

25、孔平衡轴向推力采用平衡孔平衡轴向推力 在在叶叶轮轮上上开开设设平平衡衡孔孔可可以以减减少少叶叶轮轮两两侧侧的的压压力力差差，从从而而可可以以减减少少作作用用在在叶叶 轮上的轴向力。轮上的轴向力。 2.2.设置平衡活塞设置平衡活塞 如图如图2 - 23 所示，在平衡活塞上装有齿形轴封，所示，在平衡活塞上装有齿形轴封，当蒸汽由活塞的高压侧向低压侧流动时，压力由当蒸汽由活塞的高压侧向低压侧流动时，压力由 降为降为 。平衡活塞在压力差作用下，就产生了。平衡活塞在压力差作用下，就产生了一个向左的作用力一个向左的作用力 。 这个力刚好与这个力刚好与 方向相反方向相反，起到了平衡作用。起到了平衡作用。婉缕廖

26、救逗讳介葬颜虫词包乔靠挝栅歼课懒七砾粟咽趣耕敦挟萍盐校长蔬多级汽轮机课间多级汽轮机课间223.3.采用多缸反向布置采用多缸反向布置 采采用用多多缸缸反反向向布布置置，使使汽汽流流在在不不同同的的汽汽缸缸中中作作反反向向流流动动, 其其轴轴向向力力方方向向相相反反，达达到到了了平平衡衡的的目目的的。图图2-24为为多多缸缸反反向向布布置置的的示示意意图图。国国产产125MW、200MW、300MW 汽轮机都采用多缸反向布置的办法来平衡轴向力。汽轮机都采用多缸反向布置的办法来平衡轴向力。 4.4.推力轴承所承担的轴向推力推力轴承所承担的轴向推力 汽汽轮轮机机的的运运行行要要求求推推力力轴轴承承承承

27、担担一一部部分分轴轴向向推推力力，以以保保证证汽汽轮轮机机运运行行工工况况发发生生变变化化时时，轴轴向向推推力力方方向向不不变变，达达到到机机组组稳稳定定运运转转的的目目的的。推推力力轴轴承承所所承承担的轴向推力为：担的轴向推力为： 为了安全起见，核算推力轴承为了安全起见，核算推力轴承时，其安全系数时，其安全系数 应大于应大于1.5 1.7。 椒苦臼合灼奖纹诞狭错剂副唱渗庞泼虎回冰赎诉乔信派洁规震君倍呛侠炙多级汽轮机课间多级汽轮机课间23第四节第四节 轴封及其系统轴封及其系统v汽封的结构与种类汽封的结构与种类v曲径轴封曲径轴封1.齿形轴封的工作原理齿形轴封的工作原理2.轴轴 封封 漏汽量计算漏

28、汽量计算v轴封系统轴封系统辽钙红袖恶描环粟侥祸财互痪辙咯赠晒钾淀吨捶缅耗拨羌艘诀攻蛋代野溅多级汽轮机课间多级汽轮机课间24一一 汽封的结构与种类汽封的结构与种类1.按其安装位置的不同：按其安装位置的不同：通流部分汽封通流部分汽封隔板（或静叶环）汽封隔板（或静叶环）汽封平衡活塞气封平衡活塞气封轴端汽封轴端汽封2.汽封的结构型式：曲径式汽封的结构型式：曲径式、碳精式和水封式碳精式和水封式搜廷定拽烛斟情荒咕右输劈拢挛褪磁座卜羞离谣蜗倪劳藻失脉更卒女刃揭多级汽轮机课间多级汽轮机课间251.齿形轴封的工作原理齿形轴封的工作原理： 从左图可见到，蒸汽通过一环形齿隙时从左图可见到，蒸汽通过一环形齿隙时，由于

29、通道面积减小，速度增加，压力从，由于通道面积减小，速度增加，压力从 PoPo降到降到p1 p1 。但是蒸汽进入两齿间的大空间。但是蒸汽进入两齿间的大空间时，容积突然增大，速度大为减小。由于涡时，容积突然增大，速度大为减小。由于涡流和碰撞，蒸汽动能被消耗而转变成热量，流和碰撞，蒸汽动能被消耗而转变成热量，使蒸汽焓值又回到原值，如左下图所示。即使蒸汽焓值又回到原值，如左下图所示。即蒸汽通过轴封齿隙为一蒸汽通过轴封齿隙为一节流过程节流过程。其后，蒸。其后，蒸汽每通过轴封一齿隙时，都重复这一过程，汽每通过轴封一齿隙时，都重复这一过程，压压二二 曲径轴封曲径轴封界遮寡搁与壶物帖忱治伺蓉耙激绦芯雨狐污致束

30、铁汛衡同洼肌曲德蠕副材多级汽轮机课间多级汽轮机课间26力不断降低，直到降低轴封最后一齿后的力不断降低，直到降低轴封最后一齿后的压力为止。所以，轴封的作用是将一个较压力为止。所以，轴封的作用是将一个较大的压差分割成若干个减小的压差，从而大的压差分割成若干个减小的压差，从而达到降低漏汽速度，减小漏汽量的作用。达到降低漏汽速度，减小漏汽量的作用。这就是齿形轴封的工作原理。这就是齿形轴封的工作原理。 蒸汽每通过轴封一齿隙时，压力蒸汽每通过轴封一齿隙时，压力不断降低，容积不断扩大，而流量是相同不断降低，容积不断扩大，而流量是相同的。根据连续性方程，则流速是越来越大的。根据连续性方程，则流速是越来越大的，

31、并在最后一齿大最大。如左图所示，的，并在最后一齿大最大。如左图所示，ab 曲线对应曲线对应C/v=常数，称为芬诺曲线。常数，称为芬诺曲线。握妥衰浦萤授证领取脾违乍溪亥春妨潭忘燥悟丢睹官谤兼炮站武舌腺弦鳞多级汽轮机课间多级汽轮机课间272.2. 轴轴 封封 漏汽量计算：漏汽量计算： 为了计算轴封漏汽量，这里作两个假设：为了计算轴封漏汽量，这里作两个假设：蒸汽在轴封间隙中的流动和在简单的渐缩喷嘴中的流动相似；蒸汽在轴封间隙中的流动和在简单的渐缩喷嘴中的流动相似；假定轴封各齿隙的面积都相同。假定轴封各齿隙的面积都相同。 从轴封的工作原理可知，蒸汽在轴封间隙中的流动时，汽流速度是逐级从轴封的工作原理可

32、知，蒸汽在轴封间隙中的流动时，汽流速度是逐级增加的。现在又蒸汽在轴封间隙中的流动和在简单的渐缩喷嘴中的流动相增加的。现在又蒸汽在轴封间隙中的流动和在简单的渐缩喷嘴中的流动相似。所以，蒸汽在轴封间隙中的最大速度是临界速度，这一速度只可能在似。所以，蒸汽在轴封间隙中的最大速度是临界速度，这一速度只可能在轴封最后一齿中达到。这样，蒸汽在轴封间隙中的流动可能产生两种情况：轴封最后一齿中达到。这样，蒸汽在轴封间隙中的流动可能产生两种情况：蒸汽在轴封各齿隙中的流动均小于临界速度；蒸汽在轴封各齿隙中的流动均小于临界速度；蒸汽在轴封最后一齿隙中达到临界速度，而在以前各齿中其汽流速度均小蒸汽在轴封最后一齿隙中达

33、到临界速度，而在以前各齿中其汽流速度均小于临界速度。于临界速度。得飞忌辗檄孵仍杖陈运赛伍啼绦粕涉臃乃短牲涅付岛寿漆到驴席惹藤淌肆多级汽轮机课间多级汽轮机课间28蒸汽在轴封最后一齿隙中流速低于临界速度时蒸汽在轴封最后一齿隙中流速低于临界速度时 若若已已知知轴轴封封前前后后蒸蒸汽汽压压力力为为 ，轴轴封封间间隙隙为为 ，轴轴封封齿齿数数为为 ，高高低低齿齿间间隙隙处处的的直直径径分分别别为为 二二者者相相差差小小， 用用平平均均半半径径 ，则轴的齿隙面积则轴的齿隙面积 。则通过轴封的漏汽量可用下式计算：。则通过轴封的漏汽量可用下式计算： 从上式可知，当轴封前后蒸汽压力确定后，增加轴封齿数，可减少漏

34、汽量。从上式可知，当轴封前后蒸汽压力确定后，增加轴封齿数，可减少漏汽量。蒸汽在轴封最后一齿隙中流速达到临界速度时蒸汽在轴封最后一齿隙中流速达到临界速度时 根根据据上上述述公公式式分分析析，当当蒸蒸汽汽在在轴轴封封最最后后一一齿齿隙隙中中流流速速达达到到临临界界速速度度，而而在在此此之之前前的的各各齿齿中中，汽汽流流速速度度均均小小于于临临界界速速度度的的情情况况下下，其其漏漏汽汽量量可可用用上上式式计计算：算： 而而蒸蒸汽汽在在最最后后一一齿齿隙隙中中流流速速达达到到临临界界速速度度,其其流流量量为为临临界界流流量量，因因此此应应按按临临界界流量公式进行计算，即流量公式进行计算，即 根据连续性

35、，两种流量应相等。根据连续性，两种流量应相等。 则轴封最后则轴封最后一齿隙中流速达到临界时，漏汽量为：一齿隙中流速达到临界时，漏汽量为：盟澳蔽很网者我墒搏镇焕徽铝宴停酣候袜汉譬佬且楷括位刨念舶短浙裳鱼多级汽轮机课间多级汽轮机课间29临界状态判别式临界状态判别式 当蒸汽在轴封最后一齿隙中流速当蒸汽在轴封最后一齿隙中流速达到临界达到临界速度时，则该齿前后压力比速度时，则该齿前后压力比 0.546。则可得到临界状态判别式：。则可得到临界状态判别式： 即当即当 时，则说明最后一齿时，则说明最后一齿达到临界达到临界速度；反之，若速度；反之，若 ，则说明最后一齿则说明最后一齿未达到临界未达到临界速度。当判

36、别之后，分别计算其相应的漏汽量。速度。当判别之后，分别计算其相应的漏汽量。轴封漏汽量的流量系数轴封漏汽量的流量系数 在在上上述述两两种种情情况况下下的的轴轴封封漏漏汽汽量量计计算算式式中中，没没有有考考虑虑轴轴封封结结构构的的影影响响。所所以以，流流过过轴轴封封的的实实际际漏漏汽汽量量，应应该该是是在在上上述述两两种种计计算算式式中中所所计计算算漏漏汽汽量量再再乘乘以以一一个个流流量量系系数数。即即 不不同同结结构构的的轴轴封封，其其流流量量系系数数可从可从图图2-10 中查得。中查得。 * 对对于于平平齿齿齿齿封封，其其流流量量的的计计算算，则则要要从从图图2-11中中查查取取一一个个修修正

37、正系系数数，用用此系数乘以用上述方法计算而得到的轴封漏汽量，即此系数乘以用上述方法计算而得到的轴封漏汽量，即 黍吏消冯起陵午独砧资眠巧兄碾金脉闰乙萄混崇鞭炕廊毁悟娜浮箕扯屡零多级汽轮机课间多级汽轮机课间30图图210、图、图211 流量系数、修正系数流量系数、修正系数恳遏愚缮鲁炬洒币定溺池砍蜀广力姐伎厚匆跑掷靠参柯赵材逾褥碟工厉着多级汽轮机课间多级汽轮机课间313.3. 减减少少漏漏汽汽的的途途径径：当当漏漏汽汽通通过过轴轴封封时时，依依次次逐逐个个通通过过这这些些齿齿隙和环形汽室。通过轴封漏量按续程方程隙和环形汽室。通过轴封漏量按续程方程来来确确定定。为为了了减减少少漏漏汽汽量量，可可以以通

38、通过过：减减少少齿齿隙隙面面积积A、汽汽流流速速度度C 和增大比容和增大比容V 等办法来实现。等办法来实现。 但是：但是：比容比容是蒸汽流动状态来决定，不可任意改变是蒸汽流动状态来决定，不可任意改变 。而而面面积积 分分别别为为轴轴封封直直径径、间间隙隙）、轴轴封封直直径径d是是由由大大轴轴的的强强度度确确定定。为为了了保保证证安安全全，间间隙隙 不不能能太太小小(一一般般 = 0.3 0.6 mm) 。 太太小小，可可能能使使大大轴轴与与轴轴封封片片摩摩擦擦，造造成成大大轴轴弯曲弯曲 ， 引起机组振动。引起机组振动。 唯唯一一可可行行的的办办法法就就是是减减小小汽汽流流速速度度C。汽汽流流速

39、速度度C取取决决于于轴轴封封齿齿两两侧侧的的压压力力差差，所所以以减减小小轴轴封封齿齿两两侧侧的的压压力力差差是是减减少少轴轴封封漏漏汽量的主要措施汽量的主要措施。 爬后裹殊帆禄季机运粱乒疯牺冀躁转丑醉斑式尺绍辛愈捞服究逗敌捶事掀多级汽轮机课间多级汽轮机课间32三三 轴封系统轴封系统1.轴封系统实例轴封系统实例2.轴封系统的特点轴封系统的特点轴封汽的利用轴封汽的利用低压低温起源的应用低压低温起源的应用防止蒸汽由端轴封漏入大气防止蒸汽由端轴封漏入大气防止空气漏入真空部分防止空气漏入真空部分钥渔纪雨广疫艺巡晨团妥榔垄礁北槽试瞒坦娠溢慷漏学掩猛夕涌韵杭弟庭多级汽轮机课间多级汽轮机课间33作业与思考题

40、：作业与思考题：1、为什么要采用多级汽轮机？、为什么要采用多级汽轮机？2、画出、画出多级汽轮机的热力过程曲线。多级汽轮机的热力过程曲线。3、多级汽轮机有哪些损失？各是如何产生的？又如何减少？、多级汽轮机有哪些损失？各是如何产生的？又如何减少？4、叙述齿型轴封的工作原理。、叙述齿型轴封的工作原理。5、解释：汽轮机的相对内效率、内功率、轴端功率、电功率；相对电效率、解释：汽轮机的相对内效率、内功率、轴端功率、电功率；相对电效率、 循环热效率、绝对电效率；汽耗率、热耗率。循环热效率、绝对电效率；汽耗率、热耗率。6、多级汽轮机轴向推力的平衡办法。、多级汽轮机轴向推力的平衡办法。7、提高汽轮机单机容量的措施有哪些？、提高汽轮机单机容量的措施有哪些？邀渔丛绸丝崔戊俱拼邱碱潦式祁酒琢坍起秒茧悄操外沟因特瞳担潘稠赘没多级汽轮机课间多级汽轮机课间34