1、 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark0 o Current Document 一、課程設計的目的和要求2 HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 二、設計題目2 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 三、設計工況汽輪機進汽量的確定2 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 1、設計工況的功率2 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 2、設計工況汽輪機進汽量的近似量2 HYPERLINK

2、 l bookmark40 o Current Document 四、調節(jié)級熱力計算3 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 1、調節(jié)級部分相關參數的確定3 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 2、噴嘴部分計算4 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 3、第一列動葉部分計算5 HYPERLINK l bookmark72 o Current Document 4、導葉部分計算7 HYPERLINK l bookmark78 o Current Docume

3、nt 5、第二列動葉部分計算8 HYPERLINK l bookmark90 o Current Document 6、各項損失計算10 HYPERLINK l bookmark82 o Current Document 7、調節(jié)級焓降及功率11 HYPERLINK l bookmark84 o Current Document 五、壓力級熱力計算12 HYPERLINK l bookmark86 o Current Document 1、壓力級級數的確定122、壓力級的部分相關參數的確定12 HYPERLINK l bookmark88 o Current Document 3、反作用度的選

4、取及噴嘴部分計算124、動葉部分計算135、各項損失計算14 HYPERLINK l bookmark92 o Current Document 5、壓力級焓降及功率15 HYPERLINK l bookmark96 o Current Document 六、功率校核15 HYPERLINK l bookmark100 o Current Document 七、總結分析16附:數據匯總表17一、課程設計的目的和要求課程設計是一個綜合性的學習過程。目的在于總結和鞏固已學得的基礎理論，培養(yǎng)查閱資料、進行工程計算、識圖和繪圖能力，并在實踐過程中吸取新的知識。具體要求是按照給定的設計條件，選取相關參數

5、，進行詳細的調節(jié)級和壓力級的熱力計算，確定汽輪機流通部分的尺寸，以求達到較高的汽輪機效率。二、設計題目機組型號：B50-8.82/3.43機組型式：多級沖動式背壓汽輪機新汽壓力：8.82Mpa新汽溫度：535.0C排汽壓力：3.43Mpa額定功率：25MW轉速：3000rpm三、設計工況汽輪機進汽量的確定1、設計工況的功率汽輪機設計工況的選取，一般按其在電網或熱網中承擔的負荷的性質決定。本課設設計汽輪機承擔基本負荷，故其設計工況的功率Ne為額定功率，以便在運行過程中獲得最高的平均效率。2、設計工況汽輪機進汽量計算1、配汽方式：噴嘴調節(jié)2、調節(jié)級型式：雙列級。3、參數選取設計功率=額定功率=經濟

6、功率=25MW汽輪機相對內效率nri=70.00%機械效率nm=99%發(fā)電機效率n=97%g4、近似熱力過程線擬定進汽節(jié)流損失AP0=O.O3XP=0.2646Mpa調節(jié)級噴嘴前P0=0.97XPo=8.5554Mpa(2)排汽管中的節(jié)流損失:Pc=0.0188Pc=0.06448Mpa5、總進汽量的計算由P0,t0查焓熵圖可得H0=3476.7452kJ/kg,S=6.782kJ/(kgK).再由S0，Pc查得Hc=3177.02kJ/kg.所以流通部分理想比焓降AHt=H0-Hc=299.73kJ/kg.由D二3.6Ne+AD可得D=4460.50631/h.0AH葉qq00tmig四、調

7、節(jié)級熱力計算1、調節(jié)級部分相關參數的確定：調節(jié)級型式調節(jié)級分雙列級和單列級兩大類，雙列速度級的最佳能量轉換較大的理想焓降，使汽輪機級數相應減少，轉子承受的蒸汽溫度降低，變工況時級效率降低較少。中小型機組，為了簡化結構常采用雙列速度級作為調節(jié)級。大型汽輪機，為了獲得較高的，通常采用單列級作為調節(jié)級。本機組為25MW小型機組，故調節(jié)級采用雙列級。調節(jié)級進汽量：由于門桿漏汽Do的1%,因而調節(jié)級實際進汽量G=0.99D=455.9012kg/s.調節(jié)級的平均直徑和速度比：對于25MW的中壓汽輪機，采用整鍛轉子，平均直徑d2=1000mm，對于雙列速度級，取X=0.23.a調節(jié)級內蒸氣的理想焙降：(n

8、dn)Ah=0.5x2-=232.977kJ/kgt160X丿a（5）平均反作用度Qm的選取為提高調節(jié)級的級效率，一般都帶有一定的反動度。由于調節(jié)級為部分進汽級，為了減少漏氣損失反動度不宜選的過大。反動度在各列葉柵中的分配應以各列葉柵通道光滑為變化為原則。反動度的大小由調節(jié)級各列葉柵出口面積予以確定。本題目取反動度Om=08，其中第一列動葉柵、導葉、第二列動葉柵的反動度分別為：0=0.06,d=0.06,02=0.06。2、噴嘴部分計算（1）噴嘴葉柵蒸汽的理想焓降：Ah二（1-0）Ah二191.041kJ/kgnmt（2）噴嘴出口汽流速度：C1tP2Ahn+C02=618.1278m/S據資料

9、查得申=0.97c=屮c=599.584m/s11t噴嘴損失：Ah=(1申2)亠=11.2905kJ/kg噴嘴出口蒸汽參數：h=h-Ah=3285.709J/kg1t0nh=h+Ah=3296.9995kJ/kg11tng據po和H0查焓熵圖得s=6.811077kJ/(kK)亠p=4.7962MPa由s和h查得：111tv=0.06455m3/kg1t噴嘴壓比及型號：s=旦=0.5606np011 11 =crKT二0.546由于汽汽流在噴嘴中為亞音速流動，選噴嘴型號為TC26，取a二14。1n流流速為亞音速，所以5=0,即a=141噴嘴葉柵出口面積：A=GnV1t=0.01363其中G為噴

10、嘴流量。n卩Cn1t部分進汽度：Ale=f=0.01796ndsina11由平行計算可得最佳部分進汽度e=0.513最佳噴嘴葉高11=35mm3、第一列動葉部分計算動葉高度1以及動葉平均直徑dd=d-(A-A)=999mm12tr12=l1+A=37mm解動葉柵進口速度三角形：圓周速度：u=“d2=156.843m/s60入口相對速度:w1=449.006m/scP=arcsin1sina=18.85。1w11求動葉柵出口相對速度:Ah=0Ah=0.06x232.977kJ/kg=13.9786kJ/kgb1tw2t=J2Ah+w2=479.1279m/s查表得動葉系數屮=0.902 動葉出口

11、相對速度w二屮w=429.7777m/sTOC o 1-5 h z212t動葉損失：W2Ah=(1-屮2)=22.4273kJ/kg龜2動葉出口蒸汽參數：h二h-Ah二3283.0209kJ/kg2t1b動葉出口蒸汽焓值：h二h+Ah二h-Ah+Ah二3305.4482kJ/kg22tbg1bbg由h,p查焓熵圖可得，s二6.811077kJ/(kgK)112由s,h查焓熵圖可得，p二4.5851MPa，v二0.067412m3/kgTOC o 1-5 h z22t22t第一列動葉頂漏汽量：Qvnd8AG=0.6hGt11-QvAt12tn其中：8=8tz二0.543Q=1-(1-0)t11r

12、d)2.d+1丿V22丿=0.0909所以AG.=6Er1t12t存.5d1G=1.5960kg/sn即G二G-AG二125.0432kg/sbt1(7)動葉出口面積:GvA=b_曲=0.018816m2b卩wb2t選取動葉型線：Asin0二t二0.3156，所以0二18.40。2nd1e222由0,0查表確定動葉型線為TP-1A。12第一列動葉出口速度三角形：c=w2+u2-2uwcos卩=285.2794m/s2V222wsinB“ca=arctan22=28.392wcosBu224、導葉部分計算導葉葉片高度l和導葉平均直徑d:TOC o 1-5 h ziil=l+A=39mm11d=d

13、+(A-A)=1001mm12tr導葉出口速度：導葉焓降：Ah=GAh=13.97862kJ/kgdt導葉出口理想速度：c=j2Ah+c2=330.6684m/sIt*d2查表得導葉速度系數：屮=0.917d導葉出口實際速度：c=Vc=303.2229m/s1d1t導葉損失：c2=(1-屮2)卄2=8.6987kJ/kg導葉出口蒸汽參數:h=h-Ah=3291.4696kJ/kg1t2dh=h+Ah=3300.1683kJ/kg11tdg據p2，h2查焓熵圖得s=6.842627kJI(kg半)由s和h查得:11tp=4.38457MPa1v=0.070952m3/kgit導葉汽封漏汽量:卩口

14、d8AG=pp円G=2.3387kg/sd卩仁znn其中d沁d-1=962mmp11 2 導葉出口面積:據q查得卩=0.935，則導葉出口面積:dGvA=&-i-=0.02853m2b卩cd1t導葉柵型線選取:sina=d=0.45351口dle11即a=26.98。，又a二28.39。，據表選取導葉柵型號為TP-3A125、第二列動葉部分計算(1)動葉高度l2以及動葉平均直徑d,d=d+(A-A)=1002mm21trl=l+(A+A)=50mm21tr解動葉柵進口速度三角形:入口相對速度：w=c2+u2一2cucosa=1778890m/s1v111cP=arcsinisina=50.62

15、。1w11求動葉柵出口相對速度:Ah=QAh=0.06x232.977kJ/kg=13.9786kJ/kgb22tw2t=、；2Ahb2+w2=244.1347m/s1查表得動葉系數屮=0.9252動葉出口相對速度w=屮w=225.8245m/s2221動葉損失：Ah=(1-屮2)bg2w2=4.3025kJ/kg動葉出口蒸汽參數:h=h-Ah二3286.1897kJ/kg動葉出口蒸汽焓值：h2211b2=h+Ah=3290.4922kJ/kg2tbg由h,p查焓熵圖可得,11s=6.85786kJ/(kgK)2由s,h查焓熵圖可得,22tp=4.1579MPa，v=0.07453m3/kg2

16、2t其中:AG12(6)第一列動葉頂漏汽量：Q=1-(1-)122=0.1021所以AG=0.612vnd5TOC o 1-5 h z總+一G=2.7778kg/s1-vA122tn即G二G-AG二116.8112kg/sb12動葉出口面積:GvA=b2t=0.03814m2b2|1wb22t選取動葉型線：A0=arcsinm=39.642nd1e22由卩,卩查表確定動葉型線為TP-5A。12第一列動葉出口速度三角形：c=w2+u2一2uwcos0=139.4753m/s2222wsin0ca=arctan22=81.132wcos0u226、各項損失計算余速損失：C2Ah二二9,7267kJ

17、/kgc22000葉高損失：aAh二-x2E0二9.1650kJ/kglla0n扇形損失:Ahe=0.7(db丿葉輪摩擦損失:E=0.247kJ/kg0Ah二k二1.0767kJ/kgd2fI100丿(5)部分進汽損失:由部分進汽度的計算部分可知，將e=0.51代入鼓風損失和斥汽損失公式中可得:1e1)鼓風損失:Ah=Be(1-e-c)x3E=0.006692(1-e)E=1.2422kJ/kgwe2a001Z12)斥汽損失：Ah二Ce-nx3E二0.01104E二1.7115kJ/kgseda0e0n(6)漏氣損失:輪周理想比焓降：Ah=AhAhAh-Ah-Ah-AhC2utngdg=174

18、.1356kJ/kg錯誤！未找到引用源。輪周效率：耳二竺二74.74%E0(AGAh二4.4290kJ/kgu(注：排氣干度為1,過熱蒸汽，不存在濕氣損失)1 (7)級內其他損失之和:工Ah=Ah+Ah+Ah+Ah+Ah+Ah=21.0878kJ/kggl0fwst（8）級內所有損失之和：（EAh）=EAh+Ah+Ah+Ah+Ah+Ah=79.9292kJ/kgg0gtbgdgbc27、調節(jié)級焓降及功率：調節(jié)級恰降：Ah=E（EAh）=153.0478kJ/kgi0g0調節(jié)級功率：N二G-Ah二19.3818MWii排氣?。篽=h+EAh=3314.6047kJ/kgP2g五、壓力級熱力計算1

19、、壓力級級數的確定：由調節(jié)級排汽參數h,p可以查得s=6.894808kJ/kg，p2又p=p+Ap=3.4943kJ/kg，由p,s查得h=3258.1169kJ/kg，zcczz即壓力級理想恰降Ah=hh=56.488kJ/kg，根據經驗取壓力級級數為tpz1。2、壓力級部分相關參數的確定：壓力級流量：由于門桿漏汽和前軸封漏汽量占總進汽量Do的3%,因而壓力級實際進汽量G=124.0809kg/s。平均直徑的選?。簞尤~平均直徑d二d-Ad二950mm，其中Ad取最大值。2c即噴嘴平均直徑d=949mmi3、反作用度的選取及噴嘴部分計算：取反作用度0二0.08，驗證葉根反作用度如下:m圓周速

20、度：u=匹n=149.2257m/s60最佳速比（乜廣總站二0.455m查表得流量系數卩=0.94,申=0.97nC2噴嘴損失Ah=（1-申2）T=3.0714kJ/kgTOC o 1-5 h z心2噴嘴焓降Ah=（1-0）AH=51.9690kJ/kgnmt由排汽狀態(tài)點參數和Ah在焓熵表中查得噴嘴出口狀態(tài)參數:np=3.5399MPa，v=0.086068m3/s11tGv噴嘴面積：A=升=0.035252m2n卩Cn1t=n+A=48mm口dsina11件。葉根反作用度:0=1-(1-0)rmd2d-122=0.031在0.030.05之間，符合條4、動葉部分計算解動葉柵進口速度三角形：圓

21、周速度：u=口=149.2256m/s60入口相對速度：w=Jc2+u2一2cucosa=172.8212m/s1v111cP=arcsin4sina=27.721w1(2)求動葉柵出口相對速度:Ah=GAh=0.08x56.488kJ/kg=4.519kJ/kgTOC o 1-5 h zb1tw=、.2Ah+w2=197.2441m/s2tb1查表得動葉系數屮二0.9331動葉出口相對速度w=屮w=184.0288m/s212t動葉損失:w2=2.5193J/kgAh=(1一屮2)尹bg2動葉出口蒸汽參數:h=h-Ah=3261.188066kJ/kg2t1b動葉出口蒸汽焓值：h=h+Ah=

22、h-Ah+Ah=3263.707394kJ/kg2t比1bbg由h,p查焓熵圖可得,11s二6.900081kJ/(kg-K)2p二3.4943MPa，v二0.087177m3/kg22td由s,h查焓熵圖可得，22t(5)第一列動葉頂漏汽量:2.d+1丿22丿=0.1242所以AGt1Q=1-(1-Q)tv口d5+G=0.6895Kg/svA2tn即G二G-AGbt二123.4214kg/s動葉出口面積:GvA=0.05814m2b卩wb2t (7)選取動葉型線:Asin0二-b二0.4058，所以0二23.94。2口dle222由0,0查表確定動葉型線為TP-2A。12(8)第一列動葉出口

23、速度三角形：c=w2+u2-2uwcos0=77.0584m/s2222wsin0“a=arctan22=75.752wcos0一u225、各項損失計算(1)余速損失:c2Ah=2.5845kJ/kgc22000(2)葉高損失：Ah=1(3)ax2E0=1.2724kJ/kg1an扇形損失：(4)(1)=0.7十E(db丿葉輪摩擦損失:=0.10091J/kg0Ah=0.2772kJ/kgd2fI100丿(4)漏氣損失:輪周理想比焓降:Ah=Ah-Ah-Ah-Ah=50.8973kJ/kgutngbgAh=_=90.10%E0(5)級內所有損失之和：(ZAh)=Ah-Ah-Ah-Ahg0tng

24、龐C2輪周效率：耳u-Ah-Ah-Ah104.7070kJ/kg6、壓力級焓降及功率：壓力級恰降：Ah=E-（EAh）=51.7810kJ/kgi0E0壓力級功率：N二G-Ah二6.4250MWii六、功率校核機組的總功率為N=（N+N）-n-n=24.7819MWejiimgANNNeA=一eej-=0.87%1%，符合設計功率要求，無需修正。NNee七、總結分析經過近兩周的計算與分析，最后的計算功率與設計功率相差0.87%，相差比較小，總的來說設計比較成功，但汽輪機相對內效率n=0.7相對比較低，總結i起來原因有以下幾點：1、本次設計的汽輪機本身功率較?。?5MW），而且背壓較高（3.43

25、MPa），故機組總恰降較小，即使取最小平均直徑調節(jié)級的恰降也將達到總恰降的70%左右，而調節(jié)級效率較低，損失較大，故總體效率較低。2、查恰熵圖所用軟件不同，查得的數據有所不同，對后續(xù)的計算有所影響。3、流量系數與速度系數均取自表格，有一定誤差。4、由于功率和背壓的較小，噴嘴角度選取也存在一定偏差，葉型只能選擇相近的葉型，存在一點誤差。由于以上幾個原因，導致只有在較低的相對內效率的情況下才能使計算得出的功率與設計功率相近，但總體而言，設計結果比較成功。附表一：B25-8.82/3.43調節(jié)級各項參數表噴嘴第一列動葉項目符號數值項目符號數值理想焓降Ahn191.041理想焓降Ah,13.9786入

26、口壓力Po8.5554反動度bQ0.06入口比焓ho3476.75出口壓力P24.5851出口壓力Pi4.796出口比焓h23305.4482出口比焓hi3296.9995葉頂圍帶漏氣量AG11.5960出口比體積vit0.065088出口絕對速度c2285.2794出口絕對速度ci599.584出口相對速度W2429.7777出口相對速度wi449.006入口角度Bi18.85出口角度ai14出口角度18.40葉片型線TC-26葉片型線TP-1A葉片寬度bn25葉片寬度b125葉高In35葉高1237平均直徑dn999平均直徑d21000噴嘴流量系數gn0.97動葉速度系數0.902噴嘴速度

27、系數0.97動葉流量系數氣0.935出口面積An0.01363出口面積Ab0.01882導葉第二列動葉項目符號數值項目符號數值理想焓降Ah13.97862理想焓降Ahb13.97862反動度Qd0.06反動度Q20.06出口壓力4.38457出口壓力匕4.1579出口比焓h13300.1683出口比焓h2，3290.4922出口比體積0.070952出口比體積v0.07453葉根漏氣量AGd2.3387葉頂圍帶漏氣量AG22.7778出口絕對速度c1330.66839出口絕對速度2C2139.4753出口相對速度w1177.8890出口相對速度W2225.8246入口角度a228.39入口角度

28、Bi50.62出口角度ai26.98出口角度39.64葉片型線TP-3A葉片型線TP-5A葉片寬度bd25葉片寬度25葉高A39葉高41平均直徑J1001平均直徑1002導葉流量系數0.935動葉速度系數出0.925導葉速度系數0.917動葉流量系數gb0.937出口面積Ad0.02853出口面積Ab0.03814級內參數項目符號數值出口壓力P24.192413出口比焓h3314.6047進汽量FG126.6392噴嘴損失6n11.2905第一動葉損失&bl22.4273導葉損失6d8.6987第二動葉損失6b24.3025余速損失Ahc29.7267葉高損失C2Ahl9.1650扇形損失Ah00.2476葉輪摩擦損失Ahf1.0767鼓風損失Ah1.2422斥汽損失wAh1.7115漏汽損失sAht7.6448輪周理想比焓降A足Ahu174.1356輪周效率nu0.7474