汽轮机的变工况特性(20131018)

1、1第五章汽轮机的变工况特性第五章汽轮机的变工况特性第一节第一节 变工况下级的压力与流量的关系变工况下级的压力与流量的关系 第二节第二节 变工况下级的比焓降和反动度的变化规律变工况下级的比焓降和反动度的变化规律第三节第三节 配汽方式和调节级的变工况特性配汽方式和调节级的变工况特性第四节第四节 凝汽式汽轮机的工况图凝汽式汽轮机的工况图第五节第五节 蒸汽初终参数变化对汽轮机工作的影响蒸汽初终参数变化对汽轮机工作的影响第第六节六节 汽轮机变工况热力核算汽轮机变工况热力核算2 1. 什么是工况？什么是工况？n设计工况、变动工况。设计工况、变动工况。n设计工况设计工况:运行时各种参数都保持设计值，即汽轮机

2、在运行时各种参数都保持设计值，即汽轮机在设计条件下的工况。也称为经济工况。设计条件下的工况。也称为经济工况。n变动工况：外界负荷、蒸汽参数及转速等运行参数发变动工况：外界负荷、蒸汽参数及转速等运行参数发生变动，偏离设计值的工况。生变动，偏离设计值的工况。第五章汽轮机的变工况特性第五章汽轮机的变工况特性2. 研究变动工况的目的研究变动工况的目的n了解汽轮机在不同工况下的效率变化了解汽轮机在不同工况下的效率变化n不同调节方式对汽轮机工作的影响不同调节方式对汽轮机工作的影响n了解汽轮机在不同工况下受力情况了解汽轮机在不同工况下受力情况从而保证机组在变工况下安全、经济运行。从而保证机组在变工况下安全、

3、经济运行。3 3. 引起工况变化的原因引起工况变化的原因第五章汽轮机的变工况特性第五章汽轮机的变工况特性4. 研究方法研究方法a.蒸汽初、终参数变化蒸汽初、终参数变化 b.通流部分工作状态变化通流部分工作状态变化c.转速、进汽调节方式转速、进汽调节方式d.回热系统运行方式发生变化回热系统运行方式发生变化n外扰：外扰： a.一次调频的要求一次调频的要求 b.二次调频的要求二次调频的要求n内扰：内扰：第一类负荷变化引起的频率偏差而产生的负荷调节过程。该负荷变化具有变化周期短，变动幅度很小的特点，是一种随机负荷波动。第二类负荷变化引起的频率偏差而产生的负荷调节过程。该负荷变化具有负荷变化慢，幅度大的

4、特点，具有一定的可预测性。在选定在选定参考工况参考工况（如设计工况或最大工况下），以（如设计工况或最大工况下），以喷嘴及喷嘴及动叶非设计工况的运行特性动叶非设计工况的运行特性和和小参数变化简化分析小参数变化简化分析为基础，为基础，分析估算流量与热力参数相对于参考工况的变化。分析估算流量与热力参数相对于参考工况的变化。4一、渐缩一、渐缩喷嘴的流量变化喷嘴的流量变化21*1100*02(5 1)1kkknnoppkGApkpp*000.648(52)crnGGAp第一节第一节 变工况下级的压力与流量的关系变工况下级的压力与流量的关系时，（2）当喷嘴前后压力比ncr1crpp（临界），流量为ncr1

5、crpp（1）当喷嘴前后压力比（亚临界），流量为时，上二式中：*00p、喷嘴前压力、密度；1crpp、喷嘴后压力、临界压力；1*0=npp压力比；nA喷嘴出口截面积。51、分析：对于式（51）*001()nnnp（1）当、 A 、 、不变时， G只与p有关；*110*0(),10;npapppGA当时 ， 则（点 ）*10( ),crcrnbpppG当时 ，则如 图 5-1曲 线 AB;1( ),;crncrcrcppGGB当时 ， 达 到 临 界 值（点 ）21*1100*021kkknnoppkGApkpp1(),Gcrdpp当时保 持 临 界 流 量 不 变 ;(BC)*000101 p

6、p111（2）当、变为另一值、时， 流量曲线为A B C。第一节第一节 变工况下级的压力与流量的关系变工况下级的压力与流量的关系BBCABA6图5-1渐缩喷嘴流量与出口压力的关系曲线1122crcrcrnGG211crcrncrGG*0*0/648. 0pAGGncr2、当初压不变，对于任意一背、当初压不变，对于任意一背压，通过渐缩喷嘴的流量为压，通过渐缩喷嘴的流量为：3、将、将BC段流量曲线近似为椭圆段流量曲线近似为椭圆1/4线段线段第一节第一节 变工况下级的压力与流量的关系变工况下级的压力与流量的关系彭台门系数的近似计算彭台门系数的近似计算公式，比较简单公式，比较简单7第一节第一节 变工况

7、下级的压力与流量的关系变工况下级的压力与流量的关系一一. 渐缩喷嘴压力与流量的关系渐缩喷嘴压力与流量的关系 分析：分析：*0*0/648. 0pAGGncr 1cr*001 pp ,(1)0.648/crnGGAp临界工况 1cr22 pp ,11ncrcrcrGG亚临界工况*0*0/648. 0pAGGncr1. 初压初压*0p变化变化 时，时，Gp 的关系的关系 不变，不变，背压背压1p8第一节第一节 变工况下级的压力与流量的关系变工况下级的压力与流量的关系一一. 渐缩喷嘴压力与流量的关系渐缩喷嘴压力与流量的关系 *n*nvpA.GvpA.G01011100648064802.当喷嘴前后参

8、数同时变化时，当喷嘴前后参数同时变化时，压力流量关系式压力流量关系式*vpvpGG01000111RTpv 作为理想气体，*TTppGG01000111*ppGG00111分析分析(1)前后两种工况都为亚临界(11,，打击内弧；2.当级的焓降减小时，减小，打击背弧；3.冲角：=-。有正冲角和负冲角，不论是打击内弧还是打击背弧，都会引起撞击损失，使效率降低。4.撞击损失的计算：2111)sin(21whth1c11c11w1w1111c1cth11c1c11w1w111111第二节第二节 变工况下级的比焓降和反动度的变化规律变工况下级的比焓降和反动度的变化规律（b）级的比焓降减小时动叶的进出口速

9、度三角形11sinw11cosw11sinw11cosw（a）级的比焓降增大时动叶的进出口速度三角形42分析：5.撞击损失的影响因素第二节第二节 变工况下级的比焓降和反动度的变化规律变工况下级的比焓降和反动度的变化规律（b）级的比焓降减小时动叶的进出口速度三角形11sinw11cosw11sinw11cosw（a）级的比焓降增大时动叶的进出口速度三角形6. 为了减少撞击损失，动叶进口边多做成圆头形。43（二）工况变动所引起级内反动度的变化（二）工况变动所引起级内反动度的变化假设在工况变动前后，级都处于亚临界状态，根据气流通道的连续性，可得：（1）工况变动后，当级的焓降减小，则喷嘴出口速度减小，

10、级的速度比增加。动叶出口速度增大，蒸汽在动叶中“自动膨胀加速”，动叶的焓降增大时，反动度增大；（2）工况变动后，当级的焓降 增大，则喷嘴出口速度增大，级的速度比 减小。为满足连续性方程，则动叶出口速度 减小，动叶的焓降减少时，反动度 减小；（3）反动度的变化与原设计值大小有关，原设计值大，变化就小；相反，原设计值小，变化就大。thm1x第二节第二节 变工况下级的比焓降和反动度的变化规律变工况下级的比焓降和反动度的变化规律表明：流量保持连续条件下，工况变动时，喷嘴出口气流速度C1及动叶出口气流速度w2前后之比是不变的。即c1与w2同比例变化。11121212(521)bnAccwconstAwc

11、wth1xm21w（1）工况变动后，当级的焓降减小，则喷嘴出口速度减小，级的速度比增加。动叶出口速度增大，蒸汽在动叶中“自动膨胀加速”，动叶的焓降增大时，反动度增大；（2）工况变动后，当级的焓降 增大，则喷嘴出口速度增大，级的速度比 减小。为满足连续性方程，则动叶出口速度 减小，动叶的焓降减少时，反动度 减小；（3）反动度的变化与原设计值大小有关，原设计值大，变化就小；相反，原设计值小，变化就大。thm1x44第二节第二节 变工况下级的比焓降和反动度的变化规律变工况下级的比焓降和反动度的变化规律45第二节第二节 变工况下级的比焓降和反动度的变化规律变工况下级的比焓降和反动度的变化规律11111

12、1111111coscoswccwwwcc但 实 际 情 况 是 ， 在 反 动 度 不 变 的 情 况 下 ，由 图 可 知 ：2111112221111111111112()2()()1bncwcccwhwhwcc 11根 据 连 续 性 方 程 w得 出 的 计 算 公 式2112ww21221212111122121,cwwwwwwt1以上分析表明：当 h 下降时，c如果反动度不变,不满足连续性方程的话，但的要求。21122111111112(cos )2()(cos )1bnwhwhw 根据速度三角形，得出的计算公式：211221www2146第二节第二节 变工况下级的比焓降和反动度

13、的变化规律变工况下级的比焓降和反动度的变化规律（b）级的比焓降减小时动叶的进出口速度三角形11sinw11cosw11sinw11cosw（a）级的比焓降增大时动叶的进出口速度三角形47第二节第二节 变工况下级的比焓降和反动度的变化规律变工况下级的比焓降和反动度的变化规律21112111112()()1ncwhwc 如 果 反 动 度 不 变 ，11222221111111111111111211111112()()()()2()111ncccchwcwcwwcccc11112121,cwcwwcwc2121如果反动度不变，即48二二. 工况变动时级的反动度的变化工况变动时级的反动度的变化结论

14、：结论：第二节第二节 变工况下级的比焓降和反动度的变化规律变工况下级的比焓降和反动度的变化规律（1）工况变动后，当级的焓降减小，反动度增大； 当级的焓降 增大，反动度 减小；（2）设计工况反动度较小的级，焓降变化时，反动度变化大； 设计工况反动度较大的级，焓降变化时，反动度变化小；（3）反动级变工况时，反动度基本不变。thm1xthm49二二. 工况变动时级的反动度的变化工况变动时级的反动度的变化（三）反动度变化的计算（三）反动度变化的计算由于级的焓降变化引起反动度变化， 当在（-0.1,流量为亚临界,点n之后,）；（3）喷嘴组后的压力：；（4）亚临界流动。0p2pcrpcrp2p第三节第三节

15、 配汽方式和调节级的变工况特性配汽方式和调节级的变工况特性各级喷嘴组前压力与流量关系曲线各级喷嘴组流量与总流量关系曲线(三三) 调节级的压力调节级的压力-流量曲线（流量曲线（D-P曲线）曲线）7-5-6s-c67各级喷嘴组前压力与流量关系曲线4，第四阀开启过程，第四阀开启过程：L4=01.0时，过负荷，亚临界流动。5，调节级的焓降变化，调节级的焓降变化从图a可见，随着流量增加，压差（）是逐渐减少的，焓降也是逐渐减少的。相反，则压差（）和焓降逐渐增加。特别是第一调节阀全开而第二阀还未开启之时，焓降最大，压差（）最大，是调节级的最危险工况。6，调节级后的变化较大，不能忽略，在计算时应修正；，调节级

16、后的变化较大，不能忽略，在计算时应修正；11G/G20pp 20pp 20pp 第三节第三节 配汽方式和调节级的变工况特性配汽方式和调节级的变工况特性(三三) 调节级的压力调节级的压力-流量曲线（流量曲线（D-P曲线）曲线）调节级的最调节级的最危险工况危险工况8-6m-d687，调节级的效率曲线：，调节级的效率曲线：在前面的讨论中，就可以求得任意流量下通过各阀的流量、阀后压力、级后压力、各组喷嘴的焓降。这样就可以求得整个调节级的效率。如图所示的效率曲线0-a-b-c-d，曲线呈波折状。原因在于各阀在开启过程中有节流存在。第三节第三节 配汽方式和调节级的变工况特性配汽方式和调节级的变工况特性C点

17、为设计工况，这时三点为设计工况，这时三阀全开，效率达到最高阀全开，效率达到最高69l喷嘴调节的结构比较复杂，制造成本高；喷嘴调节的结构比较复杂，制造成本高；l工况变动时，调节汽室的温度变化很大，从而增加了由工况变动时，调节汽室的温度变化很大，从而增加了由于温度变化引起的热变形及热应力，限制了机组运行的可于温度变化引起的热变形及热应力，限制了机组运行的可靠性及对负荷变化的适应性。靠性及对负荷变化的适应性。l应用：在部分负荷下的效率高于节流调节，应用：在部分负荷下的效率高于节流调节，一般应用于一般应用于大容量机组（调节抽汽式汽轮机）和背压式大容量机组（调节抽汽式汽轮机）和背压式机组。机组。喷嘴调节

18、的总结：喷嘴调节的总结：第三节第三节 配汽方式和调节级的变工况特性配汽方式和调节级的变工况特性70（一）冲动式汽轮机轴向推力的变化（一）冲动式汽轮机轴向推力的变化 级的轴向推力的大小取决于级前后压力差和反动度。级的轴向推力的大小取决于级前后压力差和反动度。因此级的轴向推力的变化可近似表示为：因此级的轴向推力的变化可近似表示为：式中，式中， 。四、工况变动时汽轮机轴向推力的变化四、工况变动时汽轮机轴向推力的变化smsmzzppFF11102sspppp为级前后压力差，1 1、凝汽式汽轮机轴向推力的变化：、凝汽式汽轮机轴向推力的变化：(1)(1)对于对于节流调节凝汽式汽轮机节流调节凝汽式汽轮机：除

19、了最末一、二级外，各级焓：除了最末一、二级外，各级焓降和反动度近似不变，可导出降和反动度近似不变，可导出轴向推力与功率（流量）成正比轴向推力与功率（流量）成正比；但最末一、二级焓降和反动度要变化，但对总推力影响不大。但最末一、二级焓降和反动度要变化，但对总推力影响不大。因此，因此，最大轴向推力发生在最大功率时。最大轴向推力发生在最大功率时。10121021sspppDpppD1111mszzmspFDFpD 所以有所以有第三节第三节 配汽方式和调节级的变工况特性配汽方式和调节级的变工况特性71(2)(2)对于对于喷嘴调节凝汽式汽轮机喷嘴调节凝汽式汽轮机：在工况变动时，压力级焓降和：在工况变动时

20、，压力级焓降和反动度近似不变，可导出反动度近似不变，可导出轴向推力与功率（流量）成正比轴向推力与功率（流量）成正比；而；而调节级的轴向推力变化复杂调节级的轴向推力变化复杂，但对总的轴向推力影响不大。因，但对总的轴向推力影响不大。因此，此，最大轴向推力发生在最大功率时。最大轴向推力发生在最大功率时。2 2、背压式汽轮机轴向推力的变化：、背压式汽轮机轴向推力的变化：（1 1）调节级的轴向推力变化与凝汽式汽轮机相同；）调节级的轴向推力变化与凝汽式汽轮机相同；（2 2）压力级的轴向推力）压力级的轴向推力不与流量成正比不与流量成正比，最大轴向推力发最大轴向推力发生在中间负荷，而不一定在最大负荷处。生在中

21、间负荷，而不一定在最大负荷处。第三节第三节 配汽方式和调节级的变工况特性配汽方式和调节级的变工况特性72（二）反动式汽轮机轴向推力的变化（二）反动式汽轮机轴向推力的变化： 对于反动式汽轮机，由于设计反动度大，所以即使级内对于反动式汽轮机，由于设计反动度大，所以即使级内焓降变化很大，但反动度变化却很小，所以轴向推力只与动焓降变化很大，但反动度变化却很小，所以轴向推力只与动叶前后压力差成正比，叶前后压力差成正比，最大轴向推力发生在最大功率时。最大轴向推力发生在最大功率时。一一般情况下，般情况下，反动式汽轮机当工况变动时，其轴向推力的变化反动式汽轮机当工况变动时，其轴向推力的变化远远小于纯冲动式汽轮

22、机。远远小于纯冲动式汽轮机。（三）轴向推力的监督：（三）轴向推力的监督： 由于轴向推力难以准确计算，在实际中，通常通过测由于轴向推力难以准确计算，在实际中，通常通过测量推力轴承工作瓦块的温度来间接监督轴向推力的变化。量推力轴承工作瓦块的温度来间接监督轴向推力的变化。故在汽轮机运行时，推力轴承工作瓦块的温度和轴向位移故在汽轮机运行时，推力轴承工作瓦块的温度和轴向位移是重点监视的运行参数之一。是重点监视的运行参数之一。第三节第三节 配汽方式和调节级的变工况特性配汽方式和调节级的变工况特性73 汽轮发电机组功率与汽耗量的关系称为汽轮机的汽耗特性。汽轮发电机组功率与汽耗量的关系称为汽轮机的汽耗特性。表

23、示这种关系的数学表达式称为汽耗特性方程，这种关系曲线称表示这种关系的数学表达式称为汽耗特性方程，这种关系曲线称为汽轮机的工况图。为汽轮机的工况图。一、节流调节凝汽式汽轮机的工况图：一、节流调节凝汽式汽轮机的工况图：1. 1. 功率与流量的关系：功率与流量的关系： 而汽轮机的功率可分为两部分：（而汽轮机的功率可分为两部分：（1 1）有效功率）有效功率 ；（；（2 2）克）克服机械损失耗功服机械损失耗功 ；而汽轮；而汽轮机的内效率机的内效率（ ）等于汽轮机）等于汽轮机通通流部分的内效率流部分的内效率（ ）与调节阀）与调节阀节流效率节流效率的乘积（的乘积（ ）. . 当负荷变化不大时，可认为效率（当

24、负荷变化不大时，可认为效率（ 、 、 ）近似不变。另）近似不变。另外，当转速一定时，机械损失外，当转速一定时，机械损失 为常数，则上式可写出：为常数，则上式可写出：003600elnlmtrithelPDDDPH elelPmPrithelriririthrimP第四节第四节 凝汽式汽轮机的工况图凝汽式汽轮机的工况图74式中，汽耗微增率，即每增加单位功率所需增加的汽耗量；空载汽耗量，=，通常为（0.050.1）D0。1delthritelHN36001d=nlDnlDthritmHP3600第四节第四节 凝汽式汽轮机的工况图凝汽式汽轮机的工况图nlelDPdD1752. 工况图工况图图中表示汽

25、轮机D、d、与功率（）的关系：随着功率（）的增加，流量D、相对电效率增加，汽耗率减少，空载汽耗量（）不变。D-近似直线。elr.elPelPnlDelPelr.第四节第四节 凝汽式汽轮机的工况图凝汽式汽轮机的工况图76二二. 喷嘴调节喷嘴调节凝汽式汽轮机的凝汽式汽轮机的工况图工况图1，喷嘴调节，喷嘴调节凝汽式汽轮机的凝汽式汽轮机的工况图工况图由于喷嘴调节汽轮机的效率曲线呈波折形，所以汽耗率和电效率曲线也呈波折形。汽耗量与功率的关系近似为一直线（ABC）。其中B点对应额定负荷，BC为过负荷。喷嘴调节汽轮机D、d、r,el与Pel的关系曲线喷嘴调节汽轮机的近似汽耗特性曲线第四节第四节 凝汽式汽轮机

26、的工况图凝汽式汽轮机的工况图772，汽耗特性方程：，汽耗特性方程：当功率小于经济功率时，当功率大于经济功率时，式中，过负荷时的汽耗微增率。当大于额定负荷时，下降，。elnlPdDD1)P(Pd)P(dDDeelelelnl11d1eel)P(ri1d1d第四节第四节 凝汽式汽轮机的工况图凝汽式汽轮机的工况图二二. 喷嘴调节凝汽式汽轮机的工况图喷嘴调节凝汽式汽轮机的工况图78三三. 蒸汽量调节方式的比较和选择蒸汽量调节方式的比较和选择1. 喷嘴调节和节流调节的比较喷嘴调节和节流调节的比较第四节第四节 凝汽式汽轮机的工况图凝汽式汽轮机的工况图节流配汽方式在最大工况下具有最好的经济性，但在设计负荷和

27、部分负荷下经济性较差。喷嘴配汽方式在设计功率下的经济性比节流配汽好，在大负荷时经济性下降。79三三. 蒸汽量调节方式的比较和选择蒸汽量调节方式的比较和选择2. 喷嘴调节和调节阀数目的关系喷嘴调节和调节阀数目的关系第四节第四节 凝汽式汽轮机的工况图凝汽式汽轮机的工况图调节阀的数目越多经济性越高。调节阀数目的增加使汽轮机结构复杂，制造成本增加。现代大型汽轮机一般采用4-6个调节阀。80第五节第五节 蒸汽初终参数的波动对经济性的影响蒸汽初终参数的波动对经济性的影响工况变动时，除流量变化之外，汽轮机的初终参数也有变动。当初终参数变化超过一定范围后，不仅影响机组的经济性，对机组的安全也会有影响。一. 初

28、温、背压不变，初压变化对功率的影响蒸汽初压的变化，将会引起进汽量、理想焓降和内效率的变化。汽轮机 的内功率为： 当初压变化不大时，汽轮机的内功率变化为：3600ritiHGP000000360036003600ppHGppHGppGHPrittririti81（一）（一）当初压变化而调节阀开度不变当初压变化而调节阀开度不变对上式的各项进行简化、推导可得：00102000036003600ppppvpGppHPkkririti上式两边同除以上式得相对值：00102001ppppHvpPPkktii上式表明，当初温、背压不变时，功率变化量（）正比于初压改变量（），而背压越高，初压对功率的影响就越大

29、。如图所示，在不同背压下，功率增加与初压的关系。iN0p第第五五节节 蒸汽初终参数的波动对经济性的影响蒸汽初终参数的波动对经济性的影响82（二）初压（二）初压（p0）变化，保持流量（）变化，保持流量（D）不变）不变1，对于喷嘴调节汽轮机来说：初压（p0）变化，保持流量（G）不变，则必需改变调节阀的开度，调节级后压力发生变化，则整机的理想焓降发生变化，则功率要改变，这样上式变为第第五五节节 蒸汽初终参数的波动对经济性的影响蒸汽初终参数的波动对经济性的影响2,对于节流调节汽轮机来说，当初压（p0）变化，流量（G）不变，必需改变调节阀的开度。由于第一级前的压力不变，因此，理想焓降不变。初压变化不会引

30、起功率变化，但有节流损失。3，对于中间再热机组，初压（p0）变化只会对高压缸起作用。而高压缸的功率一般只占总功率的1/41/3，对功率影响不大。00102003600ppppvpGPkkrii0010200ppppHvpPPkktii或者83（三）（三）初压变化对机组安全性的影响初压变化对机组安全性的影响第六节第六节 蒸汽初终参数的波动对经济性的影响蒸汽初终参数的波动对经济性的影响n初压升高而初温不变时，湿蒸汽区前移，对机组最末几级的工作不初压升高而初温不变时，湿蒸汽区前移，对机组最末几级的工作不利；利；n调节级最危险工况为一阀全开而第二阀未开时，调节级的理想比焓调节级最危险工况为一阀全开而第

31、二阀未开时，调节级的理想比焓降最大，级前后压差最大；降最大，级前后压差最大；n初温不变，初压降低时一般不会带来危险。初温不变，初压降低时一般不会带来危险。n初压降低而负荷较高时，汽轮机的流量可能超过最大流量，末级叶初压降低而负荷较高时，汽轮机的流量可能超过最大流量，末级叶片所受汽流作用力增大片所受汽流作用力增大84二、初压、背压不变，初温变化对功率的影响二、初压、背压不变，初温变化对功率的影响 初温初温 在一定范围内变化时，要影响功率；初焓在一定范围内变化时，要影响功率；初焓 变化，也会影响蒸汽在变化，也会影响蒸汽在锅炉内的吸热量锅炉内的吸热量 。036003600()tritriifwD H

32、Q HPhhtH0hri0()fwQD hh（一）工质在锅炉中的吸热量保持不变（一）工质在锅炉中的吸热量保持不变0t0h当初温变化时，理想焓降当初温变化时，理想焓降 、初焓、初焓 和效率和效率 都要变化。都要变化。 对上式进行推导得：对上式进行推导得：000000111itriitfwriPHhtPHthhtt0020000003600()rittritriifwfwfwHHhHQPthhthhthht(5-35)汽轮机的功率为汽轮机的功率为(5-34)第第五五节节 蒸汽初终参数的波动对经济性的影响蒸汽初终参数的波动对经济性的影响8500011%(30 50)piifwriCPtPThh结论：

33、结论：l当新蒸汽温度变化不大时，对应一定的背压，汽轮机功率的增量与初温的增量当新蒸汽温度变化不大时，对应一定的背压，汽轮机功率的增量与初温的增量成正比；成正比；将蒸汽看作是理想气体，则将蒸汽看作是理想气体，则12001 ()1kktpkHRTkp120001 ()1kttkHHpkRTkpT所以所以将蒸汽看作是过热蒸汽，则将蒸汽看作是过热蒸汽，则00phCt根据经验，近似认为初温每升高根据经验，近似认为初温每升高30305050，效率约升高，效率约升高1 1，即，即01%(30 50)rit所以有所以有l 初温越高，初温的变化对功率的影响越小；初温越高，初温的变化对功率的影响越小；l 背压越高

34、，初温变化对汽轮机功率影响越大。背压越高，初温变化对汽轮机功率影响越大。第第五五节节 蒸汽初终参数的波动对经济性的影响蒸汽初终参数的波动对经济性的影响86（二）（二）调节阀开度不变调节阀开度不变0000111itriitriPHGtPHtGtt0011()2GGtT 其中其中(5-37)(5-36) 当蒸汽初温改变而要求调节阀开度不变时，所引起的功率当蒸汽初温改变而要求调节阀开度不变时，所引起的功率变化为变化为（三）流量保持不变三）流量保持不变为初温变化为初温变化11引起流量变化对功率的修正系数引起流量变化对功率的修正系数. . 当蒸汽初温改变而要求流量改变时，所引起的功率变化为当蒸汽初温改变

35、而要求流量改变时，所引起的功率变化为00011itriitriPHtPHtt第第五五节节 蒸汽初终参数的波动对经济性的影响蒸汽初终参数的波动对经济性的影响87 新蒸汽温度除了影响汽轮机功率和工质在锅炉中的吸热量变化外，对新蒸汽温度除了影响汽轮机功率和工质在锅炉中的吸热量变化外，对汽轮机的运行安全性影响也很大。考虑到金属材料的高温蠕变行为导致机汽轮机的运行安全性影响也很大。考虑到金属材料的高温蠕变行为导致机械强度明显下降，因此，对新蒸汽温度的限制非常严格。械强度明显下降，因此，对新蒸汽温度的限制非常严格。 Pel （MW） 50300、6004501000P0（MPa）3.4316.017.92

36、431T0（）435538566625第第五五节节 蒸汽初终参数的波动对经济性的影响蒸汽初终参数的波动对经济性的影响（四）（四）温度变化对机组安全性的影响温度变化对机组安全性的影响88（四）（四）温度变化对机组安全性的影响温度变化对机组安全性的影响第第五五节节 蒸汽初终参数的波动对经济性的影响蒸汽初终参数的波动对经济性的影响n初温升高而初压不变时，汽轮机的进汽部分（主汽阀、初温升高而初压不变时，汽轮机的进汽部分（主汽阀、调节汽阀、进汽管等）和调节级的温度都会升高，在高调节汽阀、进汽管等）和调节级的温度都会升高，在高温下产生高温蠕变，影响安全，缩短机组寿命；温下产生高温蠕变，影响安全，缩短机组寿

37、命；n初温降低时，各级蒸汽温度降低，各级理想焓降减小，初温降低时，各级蒸汽温度降低，各级理想焓降减小，使级的反动度增大，致使转子轴向推力增大。使级的反动度增大，致使转子轴向推力增大。 影响安全的关键是温度下降速度。影响安全的关键是温度下降速度。n若降低初温而增大流量，则导致最末几级的理想焓降增若降低初温而增大流量，则导致最末几级的理想焓降增大，相应动静叶片所受汽流作用力增大，影响安全。大，相应动静叶片所受汽流作用力增大，影响安全。 在初温降低情况下，应该限制进入汽轮机的流量，减小在初温降低情况下，应该限制进入汽轮机的流量，减小出力，保证转子轴向推力和最末几级动、静叶片的应力出力，保证转子轴向推

38、力和最末几级动、静叶片的应力不超过允许值不超过允许值89三，初压、初温不变，背压变化对功率的影响三，初压、初温不变，背压变化对功率的影响背压变化对汽轮机的影响主要在末级。为了方便，假定在设计工况下，末级级后压力为临界压力（）。工况变化后有两种情况：（1）末级级后压力由临界压力（）上升；（2）末级级后压力由临界压力（）下降。crp2crp2crp2第第五五节节 蒸汽初终参数的波动对经济性的影响蒸汽初终参数的波动对经济性的影响12370m s1.131.02crbwk、2328( )crbGpf GA22tbbcrGwA22222crtcrcrcrpwwkRTk22221crcrcrbcrbbbp

39、wGGpkAk A通常所以可得90crp2（一）（一）背压由临界压力（背压由临界压力（ ）上升）上升当背压由临界压力（）上升到时，（1）级的焓降（）减少；（2）余速损失改变；（3）级效率改变；（4）凝结水温度改变。这四方面都活引起功率变化，最后可得：2pcrp2th)h()H(xGppwcosu )k(ppkkpkwxGNcritmncrcrncrkkcrricrmi21222222212222111111第第五五节节 蒸汽初终参数的波动对经济性的影响蒸汽初终参数的波动对经济性的影响三三. 初压、初温不变，背压变化对功率的影响初压、初温不变，背压变化对功率的影响。末级余速损失的改变量效率；余速损失时汽轮机的内未考虑湿汽损失、末级变量