汽轮机热力计算方法本科毕业设计.doc

1绪论 1.1 研究意义 随着我们国家火力电力事业的高速发展，发电机组单机容量逐渐增大，于此同时电网的峰谷差也越来越大。随着新型能源的并网，大规模火电机组参与调峰、负荷变动已成为必然，大规模储能设施能力不足的情况下,流动性和负载变化能力的研究越来越重要。传统的火电机组会更频繁的进行调峰，使其到达一个主要部分进行集团交替,从而达到交变温度场的作用,应力场存在于汽轮机启动和操作模式的过程当中,由于汽轮机的温度和流量发生变化,进而使汽轮机汽缸和转子金属的温度也发生相应的改变。热传导效应在金属表面产生温度梯度引起热应力。实验研究表明,停止运行的汽轮机热应力的主要因素是现代汽轮机组的疲劳损伤,尤其是汽轮高参数大容量的汽轮机往往由于温度上升速度控制不当,引起汽轮机汽缸的裂纹而导致热应力太大，表面裂纹转子和转子弯曲设备损坏事故等。那么引起的汽轮机转子热应力的问题应从各方面得到广泛的关注,其主要目的是检测热应力。 热力发电厂中,热与电联合生产,可以使汽轮机显著的降低凝汽损失,并且汽轮机的排汽和抽汽加热提取用于工农业生产和人民生产生活当中,可以实现热电联产，并且显著提高热效率,电力供应煤炭消费量远低于凝汽式汽轮机,远低于超临界电力系统。与此同时,由于热与电的联合生产,可以避免或取代之前的污染量大的分散的小的低供热锅炉的参数,从而大大减少空汽污染,有利于自然环境保护。开发的热与电联合生产，实际上容易实现大规模、集中管理、减少社会投资成本,减少操作和维修人员,提热电厂高经济效益。加快国民经济的高速发展,电力基础设施建设，使高功率单元得到快速发展。 这几年来，热与电的联合生产使得200MW和300MW汽轮机得到了大力发展,普遍大型供热机组主要采用中间再热,这些汽轮机从凝汽式汽轮机功率发展而来,与此同时加热功能主要用于严寒及寒冷地区冬季采暖。那么基于这种情况,大型加热器具有如下特点:（1）由于供热时间大约为3~4个月,所以没有加热凝汽式汽轮机,而是通过机、炉、电对冷凝额定负载进行相应的匹配;（2）加热单位和再热装置,当大量的加热装置的温度相应下降时，进行加热装置的加热;（3）加热取暖的过程,调整抽汽压力降低,从而使调整提取位置排列在中压缸排汽,抽汽管道上的调节抽汽阀控制低压缸联合招生和调整提取的压力和流量，而在控制阀上设置低压管。大型供热汽轮机设计原则中不同的中、小型工业抽汽热电联供汽轮机,这是相同类型的操作单元。 热力发电厂的原则性热力系统特点就是以规定的符号用以表明工质在完成某种热力循环时所必须流经的各种热力设备之间的系统图。原则性热力系统的特点：只表示工质流过时状态参数发生变化的各种必须的热力设备;仅表明设备之间的主要联系，备用设备和管路、附属机构从而除额定工况时所必须的附外，一般附件均不表示。? 热电厂原则性热力系统主要是由各个局部热力系统组成:?主要包括再热蒸汽管道和凝汽设备的链接系统、锅炉和汽轮机、主蒸汽及给水回热系统，除氧器系统，补充水系统，辅助设备系统及“废热”回收系统等等。对于热力发电厂，全厂的对外供热的管道和设备是连在一起的，同种类型的供热机组和不同类型的供热机组都不可以，原则性热力系统较为复杂。原则性热力系统实质上反映了发电厂热功能量转换过程的技术完善程度和热经济性工质的能量转换及热能利用的过程。所以对热电厂汽轮机组的热力系统计算的研究尤为重要。 1.2汽轮机介绍 汽轮机现状简述：汽轮机是用具有一定温度和压力的蒸汽来做功的回转式原动机。由于其具有热效率高、运转平稳、输出功率大、事故率低等优点，广泛应用于拖动发电机、大型风机水泵及船舶的动力设备。依其做功原理的不同，可分为冲动式汽轮机和反动式汽轮机两种类型。两种类型各具特点，各有其发展的空间。冲动式汽轮机的主要特点是蒸汽的热能转变为动能的过程，只在喷嘴中发生，而工作叶片只是把蒸汽的动能转变成机械能的汽轮机。即蒸汽仅在喷嘴中产生压力降，而在叶片中不产生压力降。反动式汽轮机的主要特点是蒸汽的热能转变为动能的过程，不仅在喷嘴中发生，而且在叶片中也同样发生的汽轮机。即蒸汽不仅在喷嘴中进行膨胀，产生压力降，并且在叶片中也进行膨胀，产生压力降冲动式与反动式在构造上的主要区别在于：冲动式为动叶片出和入口侧的横截面相对比较匀称并且汽流通道从入口到出口其面积基本不变。反动式为动叶片出和入口侧的横截面不对称，而出口侧较薄，叶型入口较肥大并且汽流通道从入口到出口呈渐缩状[2]。? ? 最简单的汽轮机单级汽轮机结构由轴、转轮、叶片和喷嘴组成，工作原理为具有一定压力和温度的蒸汽进入喷嘴而膨胀加速，与此同时蒸汽压力和温度降低速度增加，蒸汽热能转逐渐变为动能，然后具有较高速度的蒸汽由喷嘴流出，进入动叶片流道并且在弯曲的动叶片流道内，改变汽流方向，给动叶片以冲动力，产生了使叶轮旋转的力矩，带动主轴旋转