汽轮机课程设计(低压缸).doc

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1、汽轮机课程设计(低压缸)目 录第一章 摘要 . . .2第二章 汽轮机热力计算的技术条件和参数. .3第三章 汽轮机低压部分介绍. .4第四章 拟定汽轮机近似热力过程曲线. 5第五章 回热系统的计算.7第六章 低压缸的压力级的级数和排汽口数的确定.9第七章 各级详细的热力计算. . .10第八章 参考文献. . .15第九章 总结.16第一章 摘 要 本次课程设计主要对200MW亚临界冲动式汽轮机通流部分（低压缸）进行了详细的设计和计算。先后完成了汽轮机近似热力过程曲线的拟定、原则性回热系统的计算、低压缸进汽量的估算、低压缸级数的确定、比焓降的分配和各级详细的热力计算，初步完成了汽轮机低压缸的

2、设计。 汽轮机是以水蒸气为工质，将热能转变为机械能的外燃高速旋转式原动机。它具有单机功率大、效率高、运转平稳、单位功率制造成本低和使用寿命长等优点。汽轮机是现代化国家中重要的动力机械设备。汽轮机设备是火电厂的三大主要设备之一，汽轮机设备及系统包括汽轮机本体、调节保安油系统、辅助设备及热力系统等。汽轮机本体是由汽轮机的转动部分（转子）和固定部分（静子）组成，调节保安油系统主要包括调节气阀、调速器、调速传动机构、主油泵、油箱、安全保护装置等；辅助设备主要包括凝汽器、抽气器、高低压加热器、除氧器、给水泵、凝结水泵、凝升泵、循环水泵等；热力系统主要指主蒸汽系统、再热蒸汽系统、旁路系统、凝汽系统、给水回

3、热系统、给水除氧系统等。 汽轮机是以水蒸气为工质，将热能转变为机械能的外燃高速旋转式原动机。它具有单机功率大、效率高、运转平稳、单位功率制造成本低和使用寿命长等优点。汽轮机是现代化国家中重要的动力机械设备。汽轮机设备是火电厂的三大主要设备之一，汽轮机设备及系统包括汽轮机本体、调节保安油系统、辅助设备及热力系统等。汽轮机本体是由汽轮机的转动部分（转子）和固定部分（静子）组成，调节保安油系统主要包括调节气阀、调速器、调速传动机构、主油泵、油箱、安全保护装置等；辅助设备主要包括凝汽器、抽气器、高低压加热器、除氧器、给水泵、凝结水泵、凝升泵、循环水泵等；热力系统主要指主蒸汽系统、再热蒸汽系统、旁路系统

4、、凝汽系统、给水回热系统、给水除氧系统等。第二章 汽轮机热力计算的技术条件和参数已知技术条件和参数：额定功率 P=200MW 转 速 n=3000r/min主蒸汽压力 主蒸汽温度低压缸排汽压力设计冷却水温度设计要求：运行时具有较高的经济性；不同工况下工作时均有高的可靠性；满足经济性、可靠性，保证汽轮机结构紧凑、布置合理。提交的文件：相关计算程序一份；绘制通流部分方案图及纵剖面图；设计、计算说明书一册；详细的设计过程、思路说明。第三章 汽轮机低压部分介绍 汽缸即汽轮机的外壳，是汽轮机静止部件的主要部分之一。它的作用是将汽轮机的通流部分与大气隔绝，以形成蒸汽能量转换的封闭空间，以及支撑其他静止部件

5、。对于轴承座固定在汽缸上的机组，汽缸还要承受汽轮机转子的部分质量。 由于汽轮机的型式、容量、蒸汽参数、是否采用中间再热以及制造厂家的不同，汽缸结构型式也不一样。 汽缸一般为水平中分型式，上、下两个缸通过水平法兰用螺栓紧固。国产600MW汽轮机有高压、中压和两个低压缸共四个缸。低压缸工作压力不高、温度较低，但由于蒸汽容积大、低压缸的尺寸很大，尤其是排汽部分。因此，在低压缸的设计中，强度已不成为主要问题，而如何保证其刚度，防止缸提产生挠曲和变形，合理设计排汽通道则成为了主要问题。另外，为了改善低压缸的热膨胀，大机组采用多层低压缸，将通流部分设计在内缸中，使体积小的内缸承受温度变化而外缸和庞大的排汽

6、缸则处于排汽低温状态，使其膨胀变形较小。这种结构有利于设计成径向扩压排汽，使末级的余速损失减少，并可缩短尺寸，大多低压缸采用对称分流布置。第四章 拟定汽轮机近似热力过程曲线由主蒸汽压力 、主蒸汽温度 ，取进汽机构的节流损失，得调节级前压力查hs图得，由进汽状态点O等熵到高压缸排汽压力，查hs图得， ，由可确定高压缸排汽点2。取主蒸汽管道损失 得，查得： 考虑损失得4点，得3点作等熵线交排汽压力0.0049KPa等压线于3点,查得.由此得: ,由以上数据与估测，可得到如下的汽轮机近似热力过程曲线：第五章 回热系统的计算1. 排汽参数的确定 由中压缸进汽参数,蒸汽温度 ，查hs图得，等熵变化到时,

7、 ,对应的凝汽器中的饱和水温度 ，经过轴封加热器时温升 ,即。2: 回热级数的确定: 由除氧器温度为,低压进口水温,高加出口,且已知有8级回热,得每级平均温升为:低加级数 2.88去除除氧器可得低加级数为3级因此,整个机组的回热系统由三高四低一除氧组成.3: 低加回热参数的确定由,根据低加等温升分配各级温升,则.以第8级加热器计算为例:取出口端差 ,则饱和水温度查得对应得出口水焓和饱和水比焓分别为: 和 又可查得加热器工作压力,取抽汽管压损得抽汽压力为 同理可得第5、6、7号加热器的相关参数由中压缸进汽参数, 查hs图得等熵变化到压力分别为抽汽压力时可查得各段抽汽得比焓和抽汽温度: 4: 各级

8、回热抽汽量的计算假定各加热器的效率,低加进入除氧器的水量为(1) 低压加热器:由热平衡方程式: (2) 低压加热器:该级加热器的计算抽汽量 由上级的疏水使本级抽汽量减少的相当量为:本级加热器的实际抽汽量为:同理可求得：（已知中压缸的排气量为812.17t/h）第六章 低压缸的压力级的级数和排汽口数的确定1、排气口数的确定由已知条件可知排气口数为3排气口2、低压缸压力级级数的确定第一压力级的平均直径估取： 先假定 凝汽式汽轮机末级直径的估取首末两级平均直径比不小于0.46-0.6取确定压力级平均直径但的变化 在横坐标上任取a=25cm的线段用以表示第一级至末级动叶中心之间的距离，在BD两端分别按

9、比例画出第一级至末级的平均直径值，据所选择的通道形状，用光滑曲线将A.C连接起来，压力级平均直径在图上将BD分为7等份，从图中可以看出各段长度，求出平均直径为：压力级平均理想比焓降： 级数的确定 ，取为7各级比焓降的分配： 级号1234567平均直径1.921.9351.95822.0522.2462.58速度比0.650.650.6460.6460.650.660.67计算理想焓降107.6109113.3118.24124.2142.8164.4第七章 各级详细的热力计算第一级：1. 喷嘴出口汽流速度及喷嘴损失 2. 喷嘴出口面积Ab和喷嘴出口高度ln： 3. 动叶出口汽流速度及动叶损失

10、4. Ab和ln计算 级效率与内功率1 轮周有效比焓降： (取)2.页高损失(考虑扇形损失取)得 3.级后各项能量损失：隔板漏气损失：其中 得 叶顶漏气损失 取由于该级前后蒸汽干度均为1，故不考虑（仅7、8级要考虑）故该级有效比焓降：级效率：=86.07%级内功率： =9293.919kw同理可得其余各级参数列表如下：项 目单 位第一级第二级第三级第四级第七级级进汽压力/P0MPa0.7860.5230.340.1950.0624级进汽比焓/h0kJ/kg3132.13038.92930.128322981.7级进汽滞止压力/P00MPa0.825.60.360.230.024上一级余速利用系

11、数/1-01111上一级余速损失/hc2kJ/kg5.4643.9913.988.117.75上一级余速动能利用/hc0kJ/kg03.9913.988.117.75级进汽滞止比焓/h00kJ/kg3132.13042.924293428422499.5本级比焓降/htkJ/kg107.6109113.3118.24164.9本级滞止比焓降/ht0kJ/kg107.6112.99117.28128.2190.1本级平均直径/dmm1.921.9351.95822.58速度比/Xa-0.650.650.650.6470.67级的蒸汽流量/G0kg/s104.219104.298.798.788.

12、6平均反动度估算/m-0.450.450.520.520.66喷嘴理想比焓降/hnkJ/kg53.862.145556.766.5喷嘴滞止理想比焓降/hn0kJ/kg53.866.1458.9866.784.36理想喷嘴出口气流速度/c1tm/s328.02342.01343.3365.2410.51实际喷嘴出口气流速度/c1m/s318.18331.7333354.2398.19喷嘴损失/hnkJ/kg3.183.93.483.944.98圆周速度/um/s301.59303.795307314405.26喷嘴等比熵出口焓/h1tkJ/kg3078.32980.82871.12775.324

13、15.242喷嘴等比熵出口压力/P1MPa0.6440.400.2650.1690.016喷嘴等比熵出口比容/V1tm3/kg0.410.5830.811.1398.725喷嘴出口面积/Anm20.1340.1720.230.301.94部分进汽度/e-11111喷嘴高度/lnm0.0910.1090.1410.1890.852喷嘴出口实际比焓降/h1kJ/kg3081.482984.72874.62779.242420.221动叶进口汽流角/185.10468.3680.661-78.27动叶进口相对速度/w1m/s78.87995.788.895.8115.5动叶动能/hw1kJ/kg3.

14、1114.583.444.606.67动叶前滞止比焓/h10kJ/kg3084.5912989.32878.52783.842426.89动叶前滞止压力/P10MPa0.6520.450.2740.170.017动叶理想比焓降/hbkJ/kg53.844.0558.7661.464129.09动叶滞止比焓降/hb0kJ/kg56.91159.0862.666.06135.76动叶出口理想汽流速度/w2tm/s337.375343.5353.8363.48521.08动叶出口实际汽流速度/w2m/s316.45319.45328.03338.03488.7动叶损失/hbkJ/kg6.8387.2

15、48.38.9116.3动叶后压力/P2MPa0.5230.370.20.13100.006动叶后比容/V2m3/kg0.4860.620.991.3821.119动叶后比焓/h2kJ/kg3024.52942.82824.142726.682307.438动叶出口面积/Abm20.1600.200.2760.373.83盖度/mm33333动叶高度/lbm0.0940.1120.1440.1920.855动叶出汽角/216.39517.0917.7517.533.543动叶出口绝对速度/c2m/s89.34389.28101.592270.135绝对速度方向角/288.71988.986.3

16、885.2989.557余速损失/hc2kJ/kg3.9913.9815.15.136.48轮周效率比焓降/hu(无限长叶片)kJ/kg93.59193.8898.4110.25155.57级消耗的理想能量/E0kJ/kg103.6105.02103.2122.9213轮周效率/u9.3389.399289.773单位质量蒸汽轮周功/WukJ/kg93.7949595.6111.2115.578轮周效率/u90.0490.292.790.572.9两种轮周效率误差/u0.30.960.80.890.01叶高损失/hlkJ/kg1.6461.0330.810.6980.292轮周有效比焓降/hu

17、kJ/kg91.44692.8544.59109.5155.286轮周效率/u89.1488.4191.6589.0972.78级效率/i86.078588.1389.1172.61级内功率/PiskW9293.99361.019079.410741.613733.6 参考文献【1】冯慧雯.汽轮机课程设计参考资料.中国电力出版社，1998.【2】王乃宁.汽轮机热力设计.水利电力出版社，1987.【3】沈士一.汽轮机原理.中国电力出版社，1992.【4】翦天聪.汽轮机原理.水利电力出版社，1992.【5】靳智平.电厂汽轮机原理及系统.中国电力出版社,2004.【6】叶涛.热力发电厂.中国电力出版

18、社，2004.【7】王乃宁汽轮机热力设计水利电力出版社，1987【8】朱新华.电厂汽轮机. 水利电力出版社,1993第十章 总 结时间过得真快，转眼间为期三周的汽轮机课程设计已经结束。时间虽短，但我收获颇丰，给我的大学生涯写下了浓墨重彩的一笔。在这三周时间里，我们组对300MW亚临界冲动式汽轮机通流部分（低压缸）进行了详细的设计和计算，克服了种种困难，先后完成了汽轮机近似热力过程曲线的拟定、原则性回热系统的计算、低压缸进汽量的估算、低压缸级数的确定、比焓降的分配和各级详细的热力计算，初步完成了课程设计任务书中规定的任务。在设计过程中，对所学的相关理论知识有了更进一步的认识，扩大了自己的知识面，

19、提高了自己的动手操作能力，培养了一定的专业素养。不足的地方很多，离达到任务书中设计的要求还有很大的差距，更不用提对整个汽轮机整体设计任务的把握了。总之，还不够完美。在设计过程中也遇到了很多问题。比如，备战期末考试、找工作花去了大量的时间，总觉得时间太少、任务太重。另一方面，计算也不够认真，总是出一些低级错误，在以后的学习中要不断提高。最后，任务分配的不合理、各小组之间以及小组成员之间的交流不够、资料的缺乏，这些都给我们的设计带来了不小的麻烦。最后，最重要的是这个课程设计给了我认清自己的机会 ，自己专业知识掌握不牢、知识面太窄、领悟运用知识能力差，在这个设计中暴露无遗，还好不是很完！最后感谢谭老师，在整个设计过程中，您给我们的设计指明了方向，付出了很多，给您的正常生活和工作带来了诸多不便，在这里深表感谢！祝您身体健康、工作顺利！