汽轮机-多级1

1、2021-6-21 1 第一节第一节 多级汽轮机工作过程及其损失多级汽轮机工作过程及其损失 第二章第二章 多级汽轮机多级汽轮机 2021-6-21 2 东汽超超临界东汽超超临界1000MW汽轮机汽轮机 2021-6-21 3 ( , ) 一、多级汽轮机的应用 it it i hG hD P 0 0 6 . 3 为了保证汽轮机的高效率和增大汽轮机的单机功率，必须采 用多级汽轮机，使蒸汽焓降在多级汽轮机中逐级利用，保证每一 级都在最佳速比附近工作。 t h 00 ()D G 22bbbtt GAw t w2 b A b d b l i Pi （余速损失、冲波损失） 单级汽轮机功率提高受到限制 a

2、a c u x 2021-6-21 4 二、多级汽轮机的优越性和存在的问题 （一）、效率高（一）、效率高 1、提高循环热效率： (1).提高蒸汽进口参数，降低出口参数； (2).可采用回热循环和中间再热循环。 2、提高相对内效率： (1).保证每一级都在 下工作；(2).余速利用； (3).叶高损失小；(4).重热系数的利用。 （二）、投资减小（二）、投资减小 单位功率的投资（造价、材料消耗、占地面积）减小，机组功率越大， 单位功率的投资越小。 （三）、存在问题（三）、存在问题 1、增加一些附加损失，隔板漏汽损失，轴封漏汽损失，湿汽损失； 2、级数增多，增加了机组长度和质量； 3、对汽轮机主要

3、零部件金属材料要求提高； 4、零部件增多，结构更复杂。 a op x 2021-6-21 5 三、重热现象和重热系数 （1）重热现象 在蒸汽hs图上的等压线，沿熵增方 向逐渐扩张，即等压线之间的理想焓 降，随熵的增大而有所增大。这样上 一级的损失造成熵增大，将使后面几 级的理想焓降增大，这种现象称为 “重热现象”。 以4个级的多级汽轮机为例 2233 , tttt hhhh 前面各级没有损失 时的各级理想焓降 前面各级有损失时 的各级理想焓降 )(1 1 1 2 3 1 2 k k t p p RT k k h 2021-6-21 6 则各级的有效焓降： ， （2）重热系数 ， 2233 12

4、 , tttt hhqhhq Z k mac t mac t mac t Z k k Z k k t k t h Q hQhqhh 1 1 11 1 11 mac t mac t mac t k tmac t h h hh h 当汽轮机的级数为Z时 假设各级具有相同的相对内效率 ： 0 lev i 11lev iit hh 22lev iit hh klevk iit hh 1212 (1) maczlevzlevmac iiiiitttit hhhhhhhh (1) mac maclev i ii mac t h h 重热系数 整台多级汽轮机相对内效率： 全机理想比焓降 前面各级的损失，被后

5、面各级利用，使得整台多级 汽轮机的相对内效率大于各级的平均相对内效率。 a 越大，效率越高？ 2021-6-21 7 式中：k0.2（过热蒸汽区） k0.12（饱和蒸汽区） 重热系数：与级数有关， ； 与级相对内效率有关， ； 与蒸汽状态点有关。 但是，决不能认为重热系数 a 越大，多级汽轮机效率越高。这是因为重热系 数 a 的增大（很少量），是由于前面各级损失增大所致，重热现象只能利用总 损失中的一小部分。重热系数越大，整台汽轮机相对内效率就越低。 例如，某台机组级的相对内效率降低10左右，重热系数只增大2左右。 1 (1)() 418.7 mac t ri hz k z ,z , i 20

6、21-6-21 8 四、多级汽轮机各级段的工作特点 高压段（高压缸） 1. 容积流量（Gv）较小，通流面积较小，对于小容量汽轮机为了有足 够大的喷嘴高度，常采用部分进汽，也采用较小的喷嘴出汽角，直叶 片。 2. 高压段各级为了增大叶片高度，需要叶轮直径小，从而u小，c1小， 焓降不大。 3. 损失: 喷嘴损失、动叶损失、余速损失、叶高损失、扇形损失、漏气 损失、叶轮摩擦损失、部分进气损失。 4. 叶高损失、漏气损失、叶轮摩擦损失大，高压段效率低。 2021-6-21 9 低压段（低压缸） 1.容积流量（Gv）很大，通流面积很大，u大，c1大，焓降大。 2.全周进汽，叶片高度很大，采用较大的喷嘴

7、出汽角，扭叶片。 3.处于湿蒸汽区，湿汽损失大。最后几级，效率降低很多。 中压段（中压缸） 介于高压段与低压段之间，容积流量较大，一般采用全周进汽， 没有部分进气损失；叶高损失、漏气损失、叶轮摩擦损失小；没 有进入湿蒸汽区，没有湿汽损失，中压段内效率最高。 2021-6-21 10 五、进汽阻力损失 p0 , t0 主汽门 调节汽门 p0 pc pc 0000 (0.030.05)pppp 蒸汽经过主汽门，调节汽门和蒸汽 室等进汽机构时产生的压降，为进 汽阻力损失。 2021-6-21 11 式中： ； 为排汽管中汽流速度， 六、排汽阻力损失 凝汽式汽轮机末级动叶出口静压力 ， 与凝汽器喉部静

8、压力 之差为排汽阻 力损失。 c p 2 100 ex cc c pp 0.05 0.1 ex c 100 200 ex m c s ccc ppp c p 2021-6-21 12 可通过排汽管的 扩压设计，把末 级的余速 转换 为压力能，减少 排汽阻力损失。 2 c 先扩压后转向 先转向后扩压 动压静压 2021-6-21 13 亚临界中间再热300MW 汽轮机热力过程线 2021-6-21 14 第二节 汽轮机及其装置的评价指标 2021-6-21 15 相对效率 汽轮机内功率 0 3.6 mac ti iti Dh PP e m i P P 0 3.6 mac tim eim Dh P

9、P mac ii i mac tt Ph Ph 0 0 3.63.6 mac mac timg tel eleg Dh Dh PP elimg 汽轮机相对内效率 机械效率： 汽轮机轴端功率： 发电机效率： 发电机出线功率： 相对电效率： el g e P P Pt PiPePel 2021-6-21 16 汽耗率：每发 电能所消耗的蒸汽量 热耗率：每发 电能所消耗的热量 绝对效率、汽耗率、热耗率 朗肯循环效率： 00 macmac tt t c hh Qhh , 0 mac i a iti c h hh , 0 mac tel a elteltimg c h hh 1kw h0 1000360

10、0 () () mac eltel D kg d kw h Ph 0 0 , 3600()3600 ()() () c c mac tela el hh kJ qd hh kw h h 1kw h 绝对内效率： 绝对电效率： 其他一些经济指标： d不适于比较不同类型机组的经济性 2021-6-21 17 汽轮发电机组的热经济性指标 额定 功率 （MW） 内效率机械 效率 发电机 效率 绝对电 效率 汽耗率 热耗率 1225 0.82 0.85 0.985 0.99 0.965 0.975 0.30 0.33 4.74.1 12140 10890 50100 0.85 0.87 0.99 0.98 0.985 0.37 0.39 3.73.5 9630 9210 125200 0.87 0.88 0.99 0.985 0.9