本科变工况第三章

汽轮机变工况第二节级与级组的变工况一级内压力和流量的关系二级组压力和流量的关系级组的定义级组压比级组的临界流动

工况变化前后级组处于临界工况工况变化前后级组处于亚临界工况---弗留格尔公式说明:流量计算以喷嘴或动叶出口连续性方程为基础,若存在余速利用话,热力过程线会发生变化,该公式对余速利用系数、损失、效率和比容等影响热力过程线的因素不能全部体现,因此弗留格尔公式只是一个近似公式。而且级数越多,应用弗留格尔公式越精确.三各级组流量压力曲线1凝汽式非调节级各级组

简化的弗留格尔公式实例分析由此说明压力与流量的关系式可用许多通过原点的相应直线表示,即凝汽式汽轮机各级（最后一、二级除外）级前压力与流量成正比。四弗留格尔公式的应用(一）应用条件(1)工况变动前后通流面积保持不变,a为变工况下与设计工况下的通汽面积之比。若级组通流部分结垢（a<1)，则同一流量下，P0必然升高，反之腐蚀（a>1)，则同一流量下，P0必然降低.对于调节级，只有当第一调节汽门开大或关小而其他调节汽门均关闭时，通汽面积才不变，才可把调节级包括在级组内。注意不能对调节级单独应用流量与压力的关系式进行分析。

(2）级组内各级流量相同级组内各级流量相同是弗留格尔公式推导和斯托陀拉实验求取压力与流量关系式前提之一。电站汽轮机的回热抽汽？调节抽汽式汽轮机？(3）流过级组内各级的蒸汽应是一股均质流。对于调节级，多数工况下是流过两股初压不同的汽流，级前压力既不能采用较高的初压，也不能采用较低的初压，所以这种工况下，整个调节级不能包括在级组内，其流量也不能单独地应用级组压力与流量的关系式进行计算(4）严格地讲，弗留格尔公式适合无穷多级数的级组，但一般只要级数多于4-5级就可以得到满意的结果。（二）在工程当中的应用(1）监视汽轮机通流部分运行是否正常。在已知汽轮机功率或流量的条件下，根据弗留格尔公式的计算结果监视某些级组（监视段）前的压力，借此判断该级组是否损坏或结垢等异常现象。

(2）可以推算出不同流量（功率）时各级的压差和比焓降，从而计算出相应的功率、效率及零部件的受力情况。也可以由压力推算出流过各级的流量。监视段压力？监视监视段压力(尤其是调节级后)对运行有什么意义？实例1

实例3五级的比焓降和反动度变化规律七变工况下各级参数变化规律第三节配汽方式及其对定压运行机组变工况的影响定压运行机组配汽方式1节流配汽

2喷嘴配汽3节流喷嘴混合配汽一、节流配汽进入汽轮机的所有蒸汽都通过一个或几个同时启闭的汽门然后流进汽轮机节流配汽定压运行机组的主要特点:1低负荷时调节汽门中节流损失较大，使扣除进汽机构节流损失后的理想焓降（即通流部分理想焓降）减小较多,汽轮机效率较低分析节流效率变化情况节流效率节流配汽定压运行机组的主要特点:

2在工况变动时，各级理想焓降（除最末级）变化不大；各级级前温度变化较小，减小了热变形及热应力，提高了机组运行的可靠性和对负荷变化的适应性。二喷嘴配汽调节级的定义喷嘴配汽定压运行机组的特点

1低负荷时,由于只有一个弧段的喷嘴存在部分进汽,节流损失小,效率高于节流配汽，喷嘴配汽在额定工况时为部分进汽.2负荷变动时安全性较低，负荷适应性差调节级汽室容积较大,汽流混合均匀以便顺利进入第一压力级调节级余速不能被利用.三调节级压力和流量关系１简化的调节级压力和流量关系几点假设:小结调节级压力和流量的关系调节级理想比焓降的变化规律调节级的最危险工况调节级的最危险工况第1调节汽门全开而其他调节汽门都关闭时为调节级的最危险工况。原因分析：1流过第1喷嘴组的流量为最大临界流量

2第1喷嘴组承担的焓降最大

3动叶受到的蒸汽作用力正比于流量和焓降之积，且集中到少数的动叶片上,每片动叶分摊的蒸汽流量和作用力最大。

2调节级的实际压力与流量的关系(1）实际上调节级后温度t：随流量变化而变化(2）实际上调节级有反动度，(3）调节汽门均有重叠度(4）实际上流量不断增大时，自动主汽门、调节汽门和导管等处的节流损失增大3喷嘴调节的特点喷嘴调节汽轮机在工况变动时，由于只有尚未完全开启的调节阀对蒸汽有节流作用，所以在部分负荷时喷嘴调节的效率仍较高（和节流配汽相比）。但满负荷时,调节级仍为部分进汽。喷嘴调节使机组的高压部分（尤其是调节汽室）在工况变动时温度变化较大，从而引起较大的热应力和热变形，限制了机组迅速改变负荷，负荷适应性较差。调节级动叶最危险工况不是在最大负荷，而是在第一调节阀刚好全开时.四、配汽方式对定压运行机组变工况的影响在定压运行时，配汽方式对全机变工况的影响较大。喷嘴配汽调节级压力与流量的关系,焓降的变化规律比较特殊。节流配汽方式，由于调节级通汽面积不变，可以应用弗留格尔公式，和后面的压力级组成机组，分析压力与流量的关系,焓降的变化规律等。定压运行喷嘴配汽汽轮机调峰时，若迅速改变负荷或参与调峰时，则在高压缸各级，特别是调节级引起过大的温度变化和热应力，这是限制该机组调峰灵活性的主要障碍，也是影响机组安全可靠运行的一个关键间题。定压运行节流配汽汽轮机调峰时，高压缸各级温度变化虽然不大，但节流损失较大，热经济性较低。

讨论:定压运行机组负荷变化时，配汽方式对全机热力过程和各级温度变化的影响.小结1--喷嘴调节的特点喷嘴调节汽轮机在工况变动时，由于只有尚未完全开启的调节阀对蒸汽有节流作用，所以在部分负荷时喷嘴调节的效率仍较高（和节流配汽相比）。喷嘴调节使机组的高压部分（尤其是调节汽室）在工况变动时温度变化较大，从而引起较大的热应力和热变形，限制了机组迅速改变负荷，负荷适应性较差。调节级动叶最危险工况不是在最大负荷，而是在第一调节阀刚好全开时.小结2--节流配汽的特点低负荷时调节汽门中节流损失较大，使扣除进汽机构节流损失后的理想焓降（即通流部分理想焓降）减小较多,汽轮机效率较低在工况变动时，各级理想焓降（除最末级）变化不大；各级级前温度变化较小，减小了热变形及热应力，提高了机组运行的可靠性和对负荷变化的适应性。小结3--节流喷嘴混合配汽特点启动和低负荷时调节时采用节流配汽启动和低负荷阶段是汽缸和转子强加热阶段，采用节流配汽可以使金属部件温度变化较小，避免产生大的热应力和热变形，保证设备的安全。高负荷时负荷变动采用喷嘴配汽可以保证机组具有较高的经济性思考题定压运行的机组有几种配汽方式？各自的特点？大机组启动时为什么适宜采用单阀的控制方式？五轴向推力的变化规律思考题--凝汽式汽轮机的轴向推力随负荷的变化规律？对于凝汽式汽轮机，负荷即流量变化时，各中间级焓降基本不变，因而反动度不变，各级前后压差与流量成正比，即汽轮机轴向推力与流量成正比；但调节级和末级不遵循此规律，调节级的轴向推力随部分进汽度改变，且最大负荷时，轴向推力最大，但调节级和末级其轴向推力在总推力中所占比例较小，因此凝汽式汽轮机总轴向推力与流量成正比，且最大负荷时轴向推力最大。第四节滑压运行的经济性与安全性一滑压运行方式滑压运行定义汽轮机的调节汽门全开或开度不变、根据负荷大小调节进入锅炉的燃料量、给水量和空气量，使锅炉出口汽压和流量随负荷升降而增减,但出口汽温不变,以调节汽轮机的功率。

汽轮机的进汽压力随外界负荷增减而上下“滑动”，锅炉出口温度保持不变。滑压运行的三种方式纯滑压运行方式节流滑压运行方式复合滑压运行方式二机组滑压运行的热经济性机组变工况运行时，由于循环热效率下降较多，滑压运行的热经济性比定压喷嘴配汽低，但高于节流配汽机组的效率。三滑压运行机组的安全与灵活性定压运行喷嘴配汽汽轮机调峰时，若迅速改变负荷或参与调峰时，则在高压缸各级，特别是调节级引起过大的温度变化和热应力，这是限制该机组调峰灵活性的主要障碍，也是影响机组安全可靠运行的一个关键间题。定压运行节流配汽汽轮机调峰时，高压缸各级温度变化虽然不大，但节流损失较大，热经济性较低。只有滑压运行机组最适宜于调峰。滑压运行机组负荷变化时高压缸各级温度几乎不变。滑压运行汽轮机与定压运行喷嘴配汽汽轮机在三种负荷下的高压缸热力过程线。曲线A1B1C1、A1B2C2、A1B3C3是喷嘴配汽定压运行机组高压缸在设计工况、75％设计负荷、50％设计负荷下的热力过程线。当负荷由设计值下降到一半时，高压缸排汽温度下降近60℃，表明高压缸各级的温度变化较大，热应力和热变形较大。曲线A1D1、A2D2、A3D3是滑压运行机组在设计工况、7