汽轮机设备及运行_课件.pptx

《汽轮机设备及运行》课件（4）;1、汽轮机的级：是由一组安装在喷嘴汽室或隔板上的静叶栅和一组安装在叶轮上的动叶栅所组成，它是汽轮机作功的最小单元。 2、级内能量转换过程：具有一定压力、温度的蒸汽通过汽轮机的级时，首先在静叶栅通道中得到膨胀加速，将蒸汽的热能转化为高速汽流的动能，然后进入动叶通道，在其中改变方向或者既改变方向同时又膨胀加速，推动叶轮旋转，将高速汽流的动能转变为旋转机械能。通过冲动和反动两种作用实现。;3;汽轮机低压转子（含动叶栅）;蒸汽在级中做功的热力过程线;3、冲动作用原理(impulse):当汽流通过动叶通道时，由于受到动叶通道形状的限制而弯曲被迫改变方向，因而产生离心力，离心力作用于叶片上，被称为冲动力。这时蒸汽在汽轮机的级所作的机械功等于蒸汽微团流进、流出动叶通道时其动能的变化量。;二、反动度;三、汽轮机级的类型及特点;冲动式汽轮机的结构特点：因为汽流在动叶栅内膨胀量较少，所以动叶栅的截面形状是近似对称的。因为动叶栅前后压力相差较小，没有太大的轴向力作用在转子上，所以冲动式汽轮机可以采用质量轻，结构紧凑的轮盘式转子。同样可以采用较大的径向间隙，从而提高汽轮机运行的灵活性。但是喷嘴叶栅前后存在较大的压力差，为了减少喷嘴叶栅与轴之间间隙的漏汽量，要尽量减小间隙的直径，所以设计为隔板结构，把喷嘴装在隔板的外环上，在隔板的内孔装有汽封片。;2、反动级：Ωm≈0.5。蒸汽在喷管和动叶通道中的膨胀程度相等。做功的力基本上冲动力和反动力各占一半。结构特点：动叶叶型与喷管叶型相同。效率比纯冲动级高，但做功能力较小。;11;反动级汽轮机特点：喷嘴叶栅和动叶栅可以采用相同的叶型，构成相似的喷嘴叶栅和动叶栅通道，因而可以降低汽轮机的制造成本。因为在动叶片前后存在较大的压力差，为了减小汽流对转子作用的轴向力，反动式汽轮机采用转鼓式结构，没有叶轮。喷嘴叶片直接安装在汽缸内壁，使级的轴向尺寸减小。但粗大的转鼓式转子质量大，启动时热惯性大，增加了暖机时间而影响到汽轮机运行的机动性。为了减少蒸汽???泄量应尽量减小径向间隙。为了平衡轴向推力，还设置了平衡活塞。反动级因动叶片前后存在压力差，为了避免过大的级内损失，一般不采用部分进汽，而采用全周进汽。;（二）压力级和速度级;14;（三）调节级和非调节级; 汽轮机的第一级就是调节级，机组靠改变调速汽门的开度，控制汽室的投入和喷嘴的工作，改变部分进汽度，改变进汽量，以调整负荷。用调节阀调节负荷的机组是节流调节机组，其第一级喷嘴是全部投入的，不起调节作用，当然也不是调节级。当然，也有符合调节的。 调节级是汽缸中温度最高、压力最高、做功量最大的级，又是部分进汽，所以，对其温度、压力要严格监控，防止超标造成危害。另外，监视调节级压力，也可以了解后面各级蒸汽通道的工作情况。;一、基本假设和基本方程式 二、蒸汽在喷嘴中的流动过程 三、蒸汽在动叶栅中的流动与能量转换过程;一、基本假设和基本方程式;19;二、蒸汽在喷嘴中的流动过程;21;22;23;24;25;26;27;28;29;30;31;32;33;②缩放喷管;③气流偏转角的近似计算;静叶（喷嘴）原理小结;;38;速度三角形 (velocity triangle) 能量转换描述 一维描述 计算基础 ;动叶进出口速度三角形;41;42;43;44;45;46;级的热力过程线;小结;;50;51;52;53;α90o余速损失不为最小 α=90o余速损失最小 α90o余速损失不为最小 不同速比下纯冲动级速度三角形 w1=w2;55;56;小结;58;59;60;61;62;（三）盖度的选择：通常要求动叶进口高度略大于喷嘴出口高度。;64;65;66;67;汽轮机级内损失;69;70;71;72;73;74;减小该项损失的措施是： （1）在非工作区动叶加装护罩，减小动叶两侧的动静间隙，减少动叶两侧的蒸汽量以减小鼓风损失。 （2）减少喷嘴组数，减小两喷嘴组间的间隙，使该间隙小于等于喷嘴节距，可减小斥汽损失。;76;77;78;79;6、湿汽损失;81;82;83;84;汽轮机级内损失;86;三、级内损失对最佳速比的影响;;89;90;91;92;93;94;95;96;97;98;通流部分优化方向 ?叶型：弯曲叶型（三元流设计）、斜切过渡等 例：100MW汽轮机通流部分改造;（1）通流部分优化方向?叶型（主要改进举例）;101;通流部分优化方向;长叶片;通流部分优化方向 通流通道优化 排汽缸优化;GE汽轮机