汽轮机部分第5章汽机工作原理.ppt

——第五章 汽轮机工作原理 ;主要内容;第一节 蒸汽在汽轮机级中的流动; ;2、喷嘴出口实际速度 实际气体存在损失，并非等熵过程，出口实际焓值大于理想焓值，故实际速度小于理想速度 喷嘴损失：;; 速度系数Φ与喷嘴高度、叶型、汽道形状、表面粗糙度和前后压力等很多因素有关，取值范围0.92~0.98，现代汽轮机可取0.97。; 为有效完成能量转换，喷嘴流出的汽流与旋转平面角度很小，因此导叶都是倾斜的。在出口形成一个三角区ABC，称为斜切部分。;二、蒸汽在动叶栅中的流动过程;动叶的圆周速度;动叶进口相对速度w1 动叶出口理想绝对速度C2 ;2、 汽流作用在动叶上的力;根据动量方程 汽流作用在动叶上的周向分力（转动力）;三、轮周功率;四、动叶中实际热力过程;五、级的轮周效率; μ0为本级利用上一级的余速份额， μ2为本级被下一级利用的份额。 六??最佳速度比 余速损失是影响轮周效率的主要因素，c2最小时的余速损失最小。 1、纯冲动级（ 分三种情况）; 上图为C1一定的前提下，给出的三种不同的圆周速度μ。比较得到，只有选定的μ使α2 =90°， C2才最小。此时 速度比 则冲动级最佳速比 “轴向排汽，效率最高”; 同样的方法可以得到反动级和复速级的最佳速比 反动级 复速级;七、汽轮机的级内损失和效率 蒸汽热能→机械能的过程中，存在各种各样的能量损失 1、喷嘴损失δhn和动叶损失δhb（叶型损失）； 属于叶型损失有三种 (1)附面层中的摩擦损失； (2)附面层脱离引起的涡流损失； (3)尾迹损失。 ;2、余速损失δhc2； 客观存在，采取最佳速比，可以降到最小； 3、扇形损失δhθ； 偏离平均直径越大，损失越大，采用扭叶片，可以大大减小；;4、叶轮摩擦损失δhf:与转速三次方成正比； 5、部分进汽损失δhe:鼓风损失；斥汽损失； 6、漏汽损失δhleak:叶顶漏汽；隔板漏汽； 7、湿汽损失δhx；;;;八、级的相对内效率和内功率 考虑了各项损失后，级的实际热力过程曲线如图示。 ;级的内功率 级的对内效率 扭叶片不考虑扇形损失，全周进汽不考虑部分进汽损失等。;第二节 多级汽轮机 ; 按压力高低顺序排列的若干级组成。常见的有多级冲动式汽轮机和多级反动式汽轮两种。 级数多，每一级焓降较小，但总体较大，增加了单机功率，保证了每一级工作在最佳速比附近。;二、多级汽轮机的损失： 外部损失 不直接影响蒸汽状态的损失； 内部损失 直接影响蒸汽状态的损失； （一）多级汽轮机的外部损失 1、机械损失 摩擦阻力、带动辅助设备； 2、外部漏气损失： 压力高于大气压，蒸汽外泄； 低于大气压，空气漏入； 措施是设有轴封系统。;;（二）多级汽轮机的内部损失（级内损失之外） 1、进汽机构的节流损失（主汽阀→调节汽阀→ 管道等）3-5% P0； 2、排汽管中的压力损失：最末级后压力高于排汽管出口压力，焓降减小；2-6% Pc； 合理的排汽管：（扩压、转向） 3、中间再热管道的压力损失：连接管道，再热器和阀门；8-12% Pr。;;（一）相对效率 1、汽轮机的相对内效率：内功率与输入能量之比 2、汽轮机的相对有效效率：输出能量与输入能量之比 机械效率 相对有效效率 ;3、汽轮发电机组的相对电效率：输出能量（除去铜损、铁损、机械损失）与输入能量（转子能量）之比 发电机的效率 与容量及冷却方式有关，一般大机组可达97-99% 相对电效率 ;汽轮发电机组的电功率： ;（二）绝对效率（整个热力循环） 绝对效率 考虑整个热力循环，以Q0为输入能量，汽轮发电机组不同功率为输出的一组效率； 循环热效率 以汽轮机理想焓降为输出的效率 ;四、汽轮发电机组的经济指标 1、汽耗率d 生产1kWh的电所消耗的蒸汽量 由于参数不同，即使功率相同，但其消耗的蒸汽量却不同，故一般不采用比较经济性，而采用热耗率。;2、热耗率q 生产1kWh的电所需从锅炉供应的热量;发电厂热效率 考虑锅炉效率、管道效率及发电厂各种泵与风机等所消耗的电能（厂用电） Cs—各种设备消耗电能系数，一般为0.80-0.85 ;五、多级汽轮机的轴向推力 1、多级汽轮机的轴向推力; （1）作用在动叶上的轴向推力； （2）作用在叶轮面上的轴向推力； （3）作用在轮毂上和轴的凸肩上的轴向推力。;2、轴向推力的平衡； （1）平衡活塞法； （2）采用平衡孔的叶轮，平衡孔个数为奇数； （3）反向布置法； （4）采用推力轴承。;;第三节 汽轮机变工况;1、变工况前后级或级组均未达到临界状态 弗留格公式（忽