汽轮机课程设计指导书2023版

本文格式为Word版，下载可任意编辑——汽轮机课程设计指导书2023版第一部分汽轮机课程设计指导书

一、课程设计的目的与要求

1．系统地总结、稳定并应用《汽轮机原理》课程中已学过的理论知识，重点把握汽轮机热力设计的方法、步骤。

2．汽轮机热力设计的任务，一般是依照给定的设计条件,确定流通部分的几何参数，力求获得较高的相对内效率。就汽轮机课程设计而言其任务寻常是指各级几何尺寸的确定及级效率和内功率的计算。

3．汽轮机设计的主要内容与设计程序大致包括：

(1)分析并确定汽轮机热力设计的基本参数，如汽轮机容量、进汽参数、转速、排汽压力或循环水温度、回热加热级数及给水温度、供热汽轮机的供汽压力等。

(2)分析并选择汽轮机的型式、配汽机构型式、通流部分形状及有关参数。

(3)拟定汽轮机近似热力过程线和原则性热力系统，进行汽耗量与热经济性的初步计算。

(4)根据汽轮机运行特性、经济要求及结构强度等因素，比较和确定调理级的型式、比焓降、叶型及尺寸等。

(5)根据流通部分形状和回热抽汽压力要求，确定压力级的级数，并进行各级比焓降分派。

(6)对各级进行详细的热力计算，求出各级流通部分的几何尺寸、相对内效率和内功率，确定汽轮机的实际热力过程线。

(7)根据各级热力计算的结果，修正各回热抽汽点压力以符合实际热力过程线的要求。(8)根据需要修正热力计算结果。(9)绘制流通部分及纵剖面图。

4．通过设计对整个汽轮机的结构作进一步的了解，明确主要部件在整个机组中的作用、位置及相互关系。

5．通过设计了解并把握我国当前的技术政策和国家标准、设计资料等。6．所设计的汽轮机应满足以下要求：(1)运行时具有较高的经济性。

(2)不同工况下工作时均有高的可靠性。

(3)在满足经济性和可靠性要求的同时，还应考虑到汽轮机的结构紧凑、系统简单、布局合理、成本低廉、安装与维修便利以及零部件通用化、系列标准化等因素。

7．由于课程设计的题目接近实际，与当前国民经济的要求相适应，因而要求设计者具有高度的责任感，严肃认真。应做到选择及计算数据确切、合理、绘图规范，明白美观。

二、课程设计题目

以下为典型常规题目，也可以设计其他类型的机组。机组型号：B25-8.83/0.981

机组型式：多级冲动式背压汽轮机

1

新汽压力：Po=8.83Mpa(90ata)新汽温度：to=535℃

排汽压力：Pc=0.981Mpa(10ata)额定功率：Pel=25000KW转速：n=3000rpm

三、课程设计的内容与步骤

（一）设计工况下的热力计算

1．确定机组配汽方式（采用喷嘴配汽）2．调理级选型（采用单列级）3．主要参数⑴已知设计参数

Po=8.83Mpa，to=535℃，Pc=0.981Mpa，Pel=25000KW，n=3000rpm⑵选取设计参数①设计功率

一般凝汽式机组有统一系列标准，而背压机组在国内目前尚无统一系列标准。可取：设计功率=经济功率=额定功率。②汽轮机相对内效率ηri

选取某一ηri值，待各级详细计算后与所得ηri'进行比较，直到符合要求为止。③机械效率：取ηm=99%④发电效率：取ηg=97%

⑤给水回热系统及参数：采用两级加热器,一级除氧器。系统及参数详见给水回热系统

图。

图1给定题目的回热加热系统

4．近似热力过程线的拟定

（1）进汽机构的节流损失ΔPo

2

阀门全开时，ΔPo=(0.03~0.05)Po，寻常取调理级喷嘴前Po'=0.95Po

（2）排汽管中压力损失ΔPc：对于本机,认为Pc'=Pc，即ΔPc=0（3）末级余速损失δhc2：本机取C2=70m／s（4）调理级效率

调理级效率较低，而中间级效率较高。假定调理级ηri=70%而调理级后压力Pa=5.88Mpa，作为初拟热力过程线的参数。可采用分段拟定热力过程线。

图2调理级热力过程线

5．汽轮机总进汽量的初步估算D3.6*Pel

o=—————————————(Δhtmac

)'*η*m+ΔDriηgηm

Pel——汽轮机的设计功率，kW

(Δhtmac)'——汽轮机通流部分的理想比焓降，kJ/kgηri——汽轮机通流部分相对内效率之初估值；ηg——机组的发电机效率；ηm——机组的机械效率；

3

m——考虑回热抽汽引起汽量增大的系数,它与回热级数、给水温度、汽机容量及参数有关，取m=1.05；

ΔD是考虑门杆漏汽及前轴封漏汽的蒸汽余量，（t/h）

ΔD=ΔDl+ΔDv给定前轴封漏汽ΔDl=3.8t/h，门杆漏汽ΔDv=1.2t/h；Do是汽轮机总进汽量。

6．调理级的详细热力计算（1）确定调理级进汽量DgDg=Do-ΔDv（t／h）

（2）确定速比Xa和理想比焓降Δht

取Xa=0.3535，取调理级平均直径dm=1100mm，计算时取dm=dn=db

由u=π*dm*n/60和Xa=u/Ca，Δht=Ca2/2(备注：软件中^是指数符号)，检查Δht是否在70~125kJ/kg范围内。

（3）平均反动度Ωm的选取：取Ωm=6.5%（4）计算嘴理想比焓降ΔhnΔhn=(1-Ωm)*Δht

（5）计算喷嘴前后压比εn

根据Po'、ho以及Δhn查焓熵图，得到喷嘴后压力P1和比容V1t由εn=Po/Po'判断滚动状态，选择喷嘴叶型和喷嘴出口角α1。(参见喷嘴叶型表)

（6）计算喷嘴出口汽流速度C1

C1t?2??hn

C1=φ*C1t，取φ=0.97

（7）计算喷嘴损失δhnδhn=(1-φ2)*Δhn

（8）确定喷嘴出口面积AnAn=Gn*V1t/μn*C1t

Gn——喷嘴流量，kg/s

V1t——喷嘴出口理想比容，m3/kgμn——喷嘴流量系数，取μn=0.97（9）确定部分进汽度e

确定部分进汽度的原则是选择部分进汽度e和喷嘴高度ln的最正确组合，使叶高损失δhl和部分进汽损失δhe之和为最小。由An=e*π*dm*ln*sin(α1)得ln=An/(e*π*dm*sin(α1))

而δhl=ξl*Eo=a1/ln*Xa^2*Eo，取a1=9.9δhe=ξe*Eo=(ξw+ξs)*Eo

鼓风损失系数ξe=Be*1/e*(1-e-ec/2)*Xa3，取Be=0.15，ec=0.4

斥汽损失系数ξs=Ce*1/e*Sn/dn*Xa，取Ce=0.012，Sn=3(喷嘴组数)，dn=dm=1100mm

4

令y=δhl+δhe