汽轮机课程设计

　 学院：电力学院

　 专业:能源与动力工程（热动)

　 班级:2014270（卓越）

　 学号:201414932

　 姓名:***

　课程设计题目

　 已知条件：

　高压25000KW背压式汽轮机的热力计算及设计。

　机组型号：

　机组型式：多级冲动式背压汽轮机 进汽压力：8.82MPa 进汽温度：535℃ 排汽压力：0.981MPa 额定功率：

　转速：

　 设计工况下的热力计算 1、机组配汽方式

　该机组采用喷嘴调节配汽；用4个调节阀；调节级采用的是单列级。

　 2、 主要参数的确定 （1）已知参数：

　；；；； （2）选取参数：

　①取设计功率=经济功率=额定功率 ②汽轮机相对内功率：取 ③机械效率：

　④发电机效率：

　⑤给水回热：两级加热器，一级除氧器。

　3、热力过程线的初步拟定 （1）初参数的查取 由，查水蒸汽焓熵图得：

　由查水蒸汽焓熵图得：

　 故：

　 排汽点：

　排汽压力为：

　（2） 进汽节流损失

　阀门全开时：；通常设计时取第一级喷嘴前故 （3）排汽管压力损失：对本机认为即 （4）末级余速损失：本机取末级动叶出口速度 （5）调节级效率较低，中间级效率较高：一般，

　由查表得

　 故调节级的级后参数：，（6）初拟热力过程线

　图1.初拟热力过程线

　4、 调节级详细热力计算 （1）估算调节级进汽量

　 （2）确定速比和 取，，并取 由，

　，

　在范围内。

　（3）选取平均反动度，取 （4）喷嘴理想比焓降

　（5）喷嘴前后压比

　（6）喷嘴出口汽流速度

　 （7）喷嘴损失

　 （8）喷嘴出口面积

　（9）部分进汽度e令：

　 （10）喷嘴高度

　动叶高度

　(11)检验

　在范围内，符合要求，故 （12）求动叶进口汽流相对速度和进汽角

　 （13）动叶前比容和比熵 由和查焓熵图得:

　（14）动叶理想比焓降和动叶滞止理想比焓降

　（15）动叶出口汽流相对速度

　 （16）动叶损失 （17）动叶后蒸汽压力和比容

　查水蒸汽焓熵图得到 , （18）动叶出口面积

　 动叶出口汽流角

　根据和和动叶叶型表选取动叶叶型为TP-1A型 （19）动叶出口汽流绝对速度

　（20）余速损失 （21）轮周效率比焓降和轮周效率

　校核轮周效率：

　 所以结果正确 （22）轮周功率 （23） 叶高损失：

　 （24）扇形损失 （25）摩擦损失

　 （26）部分进汽损失 （27）级的有效比焓降级的相对内效率 ，

　 （28）级内功率 （29）级后参数

　 下级喷嘴进口焓：

　（30） 作动叶进出口速度三角形和过程热力线

　 图2.动叶进出口速度三角形

　 图3.调节级的热力过程线

　5、压力级比焓降分配和级数确定 （1）第一压力级平均直径的确定

　给定，选取

　查焓熵图得

　 检验喷嘴高度：

　 （2）末级平均直径的确定 给定， （3）级数Z的确定

　图4.非调节级平均直径图 a.求中间级的平均直径为：

　取

　b.压力级的平均比焓降

　C.非调节级级数

　 d．求各级理想比焓降 级数 级后理想比焓（KJ/kg） 级后焓值（KJ/kg） 级后压力MPa 各级焓降（KJ/kg） 各级直径mm 第一级 3333.5584 3343.52 4.8603 62.3131 981 第二级 3280.6339 3295.11 4.005 62.8861 985.5 第三级 3231.6483 3240.91 3.281 63.4617 990 第四级 3176.8577 3185.96 2.633 64.0523 994.6 第五级 3121.2875 3130.11 2.125 64.6725 999.4 第六级 3064.7657 3075.12 1.652 65.3343 1004.5 第七级 3009.0221 3019.21 1.282 66.0779 1010.2 第八级 2951.8999 2970.08 0.981 67.3001 1019.5 表1.理想比焓降

　6、压力级详细热力计算 已知参数：

　（1）选取平均反动度 （2）喷嘴的理想比焓降

　 （3） 圆周速度:u=154.10m/s （4） 级的理想速度：

　 （5）喷嘴的出口汽流速度

　喷嘴出口汽流实际速度 （6）喷嘴前后压力比

　（7）喷嘴损失 （8）喷嘴出口面积 （9）喷嘴高度

　（10）动叶高度

　（11）检验根部反动度

　在范围内，符合要求,故取0.065。

　（12）求动叶进口汽流相对速度和进汽角

　 （13）动叶理想比焓降和动叶滞止理想比焓降

　 （14）动叶出口汽流相对速度

　 （15）动叶损失 （16）动叶后蒸汽压力和比容

　查焓熵图得到

　 （17）动叶出口面积

　（18）动叶出口汽流角

　根据和和动叶叶型表选取动叶叶型为TP-1A型 （19）动叶出口汽流绝对速度

　（20）余速损失 （21）轮周有效焓降

　 （22）级消耗的理想能量

　（23）轮周效率 （24）校核轮周效率

　 轮周功率: （25）叶高损失 （26）摩擦损失

　 （27）漏汽损失

　动叶漏汽损失

　（28）级的有效比焓降级的相对内效率 级的有效比焓降

　级效率

　 级内功率 （29）级后参数

　7、计算：

　（1） （2） （3）整机内功率：

　8、整机效率核算 （1）整机效率核算：计算效率：

　 （2）轴端功率 发电机功率

　9、 整机过程热力线及压力级各级速度三角形

　（1）整机热力过程线

　 图5.整机热力过程线

　 （2）压力级各级速度三角形

　图6.压力级各级速度三角形示意图

　序号 项目 符号 单位 调节级 第一级 第二级 第三级 第四级 第五级 第六级 第七级 第八级 1 级前滞止压力

　5.889 4.889 4.032 3.2972 2.6572 2.1389 1.6771 1.2984 2 级前滞止焓

　3395.8715 3350.0149 3299.8922 3249.1836 3188.6853 3136.1413 3079.5672 3023.4289 3 级前压力

　 8.379 5.8890 4.8603 4.005 3.281 2.633 2.125 1.652 1.282 4 级前焓值

　 3478 3395.8715 3348.1142 3297.6263 3247.7862 3186.952 3133.8517 3077.427 3020.7528 5 通过级的流量

　 54.31 53.2553 53.2553 53.2553 53.2553 50.1997 50.1997 50.4608 50.4608 6 级的平均直径

　 1100 981 985.5 990 994.6 999.4 1004.5 1010.2 1019.5 7 级的速比

　 0.3535 0.4365 0.4156 0.4213 0.4107 0.4276 0.4176 0.4224 0.4234 8 级前工质的动能

　 0 0 1.812 5.3875 1.011 2.16 1.2414 1.5771 1.5998 9 级的理想焓降

　 119.4583 62.3131 67.569 62.8564 71.314 65.231 70.1342 68.968 69.929 10 级的滞止理想焓降

　 119.4583 62.3131 69.381 68.2439 72.325 67.3978 71.3756 70.5451 71.5288 11 级的反动度

　 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 8.0 9.0 12 喷嘴理想焓降

　 111.6935 58.2627 64.871 63.808 67.624 63.0169 67.378 64.901 65.091 13 圆周速度

　 172.7876

　154.10 154.8 158.667 156.231 156.985 157.786 158.68 160.14 14 级的理想速度

　 488.7909 353.02 372.5077 376.611 380.328 367.145 377.824 375.619 378.229 15 喷嘴后压力

　 5.99 4.93 3.984 3.304 2.7364 2.09 1.6988 1.3098 1.0066 16 喷嘴后比容

　 0.054 0.065 0.07718 0.0908 0.1134 0.1183 0.1579 0.1917 0.236 17 喷嘴前后压力比

　 0.7149 0.8372 0.8148 0.825 0.8340 0.793 0.794 0.789 0.785 18 喷嘴出汽角

　度 12 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 19 喷嘴线性

　 TC-1A TC-1A TC-1A TC-1A TC-1A TC-1A TC-1A TC-1A TC-1A 20 喷嘴出口汽流速度

　 472.64 341.36 360.197 357.233 367.761 355.012 367.091 360.28 359.897 21 喷嘴出口实际速度

　 458.46 331.1192 349.391 321.51 356.728 344.362 356.079 349.47 349.98 22 喷嘴损失

　 6.601 3.4433 3.8338 3.771 3.996 3.724 3.982 3.835 3.846 23 喷嘴出口面积

　 6397 10500 11858 13954 16159 18295 21840 29212 36001 24 喷嘴出口高度

　 25.58 17.1 19.21 22.50 25.6 29.23 34.71 46.16 56.37 25 动叶进口汽流速度

　度 19.07 21.181 20.37 19.75 20.34 21.494 21.1 20.631 20.891 26 动叶进口相对速度

　 291.67 182.71 196.01 189.66 202.31 187.377 189.08 196.538 195.67 27 相对于W的焓降

　 42.5357 16.6915 20.018 18.485 20.464 17.555 17.876 19.313 19.143 28 动叶前的滞止压力

　 6.862 5.1901 4.391 3.4761 2.8693 2.2861 1.7782 1.3867 1.0576 29 动叶理想焓降

　 7.7648 4.0504 4.0504 4.3958 4.7011 4.3808 4.3942 5.64 6.437 30 动叶滞止理想焓降

　 50.3048 20.7419 24.0684 22.921 25.165 21.936 22.1724 24.956 25.581 31 动叶出口理想速度

　 317.19 203.676 219.401 214.107 224.343 209.456 210.582 223.409 226.19 32 速度系数

　 0.912 0.931 0.93 0.929 0.929 0.931 0.931 0.932 0.931 33 动叶出口实际速度

　 289.277 198.622 204.043 198.905 208.415 195.004 196.051 208.217 210.583 34 动叶损失

　 8.4641 2.7636 3.2516 3.1392 3.4466 3.9227 2.9542 3.2786 3.4083 35 动叶蒸汽压力

　5.8807 4.8603 4.005 3.281 2.633 2.125 1.652 1.282 0.981 36 动叶后蒸汽比容

　 0.0560 0.066 0.0716 0.0905 0.112 0.122 0.1484 0.1846 0.2424 37 动叶出口面积

　 10500 98500 18688 24230 27318 33318 37280 47214 61301 38 动叶出口高度

　 28.08 19.1 21.21 24.50 27.6 31.23 36.71 48.16 58.37 39 动叶根部反动度

　 0.041 0.0485 0.0466 0.0437 0.0409 0.0377 0.0327 0.0388 0.0391 40 动叶出汽角

　度 18.12 18.32 16.53 18.54 18.46 19.864 18.772 17.993 19.141 41 动叶线性

　 TP-1A TP-1A TP-1A TP-1A TP-1A TP-1A TP-1A TP-1A TP-1A 42 动叶绝对出汽角

　度 41.37 66.51 57.89 62.73 58.83 68.26 66.19 58.538 60.674 43 动叶出口绝对速度

　 136.1155 64.99 70.96 69.94 77.935 71.332 689.58 75.403 79.198 44 动叶余速损失

　 9.2637 2.119 2.5177 2.4458 3.037 2.544 2.378 2.842 3.136 45 轮周有效焓降

　 95.1294 53.9943 59.7779 58.8042 61.8454 58.2071 62.064 60.5895 61.1385 46 级的理想能量

　 119.4583 60.4124 67.1151 65.874 69.5917 65.1082 69.2354 67.9873 68.7064 47 轮周效率

　 0.7963 0.8938 0.8906 0.8927 0.8886 0.894 0.8964 0.8911 0.8898 48 轮周功率

　 5198.265 2875.4826 3183.49 3072.83 3143.93 3099.83 3056.59 3076.0 3255.95 49 叶高损失

　 5.4185 5.50 4.9779 4.1816 3.8653 3.0964 2.81 2.119 1.735 50 摩擦损失功率

　 140.1769 60.6163 56.8579 48.883 38.4273 34.821 30.182 34.959 19.898 51 摩擦损失

　 2.581 1.1382 1.0676 0.9179 0.7559 0.6167 0.5906 0.4686 0.3736 52 汽封间隙损失

　926.7698 926.7698 926.7698 926.7698 926.7698 926.7698 926.7698 9926.7698 53 隔板漏汽损失

　1.366 1.277 1.213 1.038 0.7806 0.7213 0.5933 0.4467 54 经验系数

　0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 55 经验系数

　0.95 0.955 0.957 0.958 0.959 0.958 0.96 0.956 56 经验系数

　0.32 0.32 0.32 0.32 0.32 0.32 0.39 0.41 57 经验系数

　0.0785 0.0707 0.0612 0.0512 0.0149 0.0408 0.0313 0.0256 58 动叶顶部漏汽损失

　1.9474 2.1316 1.7831 1.6879 1.1693 1.3344 1.1609 1.0118 59 漏汽损失

　3.313 3.4086 2.9961 2.725 1.94 2.0357 1.7542 1.4585 60 级的有效焓降

　 82.0764 45.8566 50.1227 50.7086 59.4983 52.54 56.5741 56.3088 57.5714 61 相对内效率

　 0.6871 0.7591 0.7468 0.7698 0.8649 0.8070 0.8171 0.8275 0.8379 62 级内功率

　 4460.5689 2442.106 2669.29 2700.50 3024.619 2798.246 2786.342 2998.74 3065.982 63 级后滞止焓

　 3395.8715 3350.0149 3299.8922 3249.1836 3188.683 3130.413 3079.5672 3023.4287 2965.8573 64 级后焓值

　 3395.8715 3348.1142 3297.6263 3247.7862 3186.952 3128.1234 3077.427 3020.7528 2962.7869 65 级后滞止压力

　 5.8890 4.889 4.032 3.2972 2.6572 2.1389 1.677 1.2984 0.9902 66 级后压力

　 5.8890 4.8603 4.005 3.283 2.633 2.125 1.652 1.282 0.981 67 排汽温度

　 488.016 462.3499 435.6036 409.1441 377.488 346.9272 319.3813 289.3085 258.6159 表2.参数汇总表