《汽轮机变工况特性》PPT课件

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1、汽轮机原理SteamTurbineTheory第三章汽轮机的变工况特性主要内容概述喷嘴的变工况特性级与级组的变工况特性配汽方式及其对定压运行机组变工况的影响滑压运行的经济性与安全性初终参数变化对汽轮机工作的影响汽轮机的工况图第一节概述设计工况：指汽轮机在设计参数下运行的工况，也称经济工况。变工况：汽轮机在偏离设计参数的条件下运行的工况（外界负荷变动、蒸汽参数变动和转速变动）研究意义：了解汽轮机在不同工况下的效率变化，以设法使效率变化不多。了解汽轮机在不同工况下受力情况，保证机组安全。第二节喷嘴的变工况特性渐缩喷嘴

2、初压不变时背压与流量的关系渐缩喷嘴前后参数都变化时的流量变化渐缩喷嘴初压、背压与流量的关系缩放喷嘴的变工况一、渐缩喷嘴初压不变时背压与流量的关系其初压及出口面积不变时，通过喷嘴的流量为：ACBGGcrG1pcp1p1=p0p将BC段用椭圆曲线近似二、渐缩喷嘴前后参数都变化时的流量变化设计工况和变工况下喷嘴均为临界工况忽略温度变化：结论：1、不同工况下喷嘴临界流量正比于滞止初压或初压，反比与喷嘴前滞止热力学温度或热力学温度平方根。2、在电站汽轮机中只有凝汽式汽轮机的最末一、二级和调节级的喷嘴可能超过音速。设计工况和

3、变工况下喷嘴均为亚临界工况忽略温度变化三、渐缩喷嘴初压、背压与流量的关系函数关系曲线（流量网图）流量网图流量锥在实际计算中，大都采用图解法计算流量，即使用流量锥或是流量网图。假设最大初压为p0m，相应的最大临界流量为G0m相对初压相对背压m、1、0之间关系的三维显示为流量锥，二维表示为流量网图。（oad为等腰直角三角形）abdc流量锥四、缩放喷嘴的变工况1、当初压不变时2、初终参数同时改变时第三节、级与级组的变工况特性级内压力与流量的关系级组压力与流量的关系各级的p0-G曲线压力与流量关系式的应用级的比焓降

4、和反动度变化规律撞击损失一、级内压力与流量的关系级内为临界工况级内的喷嘴或动叶栅两者之一的流速达到或超过临界速度。结论：级处于临界工况时，级的流量与滞止初压或初压成正比，与滞止初温或初温的平方根成反比；不考虑温度变化时，流量只于滞止初压或初压成正比。级内为亚临界工况级内喷嘴和动叶出口汽流速度均小于临界速度的工况。忽略温度变化：说明：（1）级内未达到临界时，通过级的流量不仅与初参数有关，还与终参数有关；（2）流量偏离设计值越小，误差越小。二、级组压力与流量的关系几个概念级组：一些流量相等，通流面积不随工况而变化（或

5、变化程度相同）的依次串联排列的若干级的组合；亚临界级组：级组各级的汽流速度均小于临界速度的级组；临界工况级组：级组内至少有一列叶栅的出口速度达到或超过临界速度；级组临界压比：临界工况机组中某一级（一般是最末级）的喷嘴或动叶）流速刚达到临界速度时，级组前后压比称为~。工况变化前后级组均为临界工况结论：级组为临界工况时，级组流量与级前压力成正比，与级前绝对温度的平方根成反比；若不考虑温度变化，则级组流量只与级组前压力成正比。工况变化前后级组均为亚临界工况斯托陀拉实验级数—无穷大不考虑温度变化：弗留格尔公式给出了亚临界

6、工况下，级组流量与压力的关系。初压不变时：流量与背压为椭圆关系；背压不变时：流量与初压为双曲线关系。三、各级的p0-G曲线凝汽式汽轮机末级p0-G关系结论：对于凝汽式汽轮机，若所取级数较多时，弗留格尔公式可用下式近似：四、压力与流量关系的应用应用条件工况变动前后通流面积不变；级组内各级流量相同；流过级组内各级蒸汽应是均质流；弗留格尔公式适用于具有无穷多级的级组，但一般只要级数多于4-5级就可以得到满意的结果。用于运行分析监视汽轮机通流部分运行是否正常；可以推算不同流量（功率）时各级的压差和比焓降，从而计算出相应的

7、功率、效率及零部件的受力情况，也可以由压力推算出通过各级的流量。五、级的比焓降和反动度变化规律变工况前变工况后一，凝汽式汽轮机根据前面的讨论可知，当工况变动时，通过级的流量与级前压力成正比，即所以上式表明，当工况变动时，凝汽式汽轮机各中间级前后压力比不变。这样，代入式焓降表达式后，级的理想焓降不变。当然，级的速度比和级效率也不变。而级的内功率为：=BG这就说明：在计算汽轮机各中间级的变动工况时，不需要逐级进行详细计算，只需求得各级前的压力，然后将热力过程曲线平移即可。而调节级和末级的变动工况，则要进行详细计算。

8、结论：凝汽式汽轮机初压、背压均与流量成正比的非调节级，流量变化时级的理想比焓降基本不变；对凝汽式汽轮机的末级，处，虽p0正比于G，但背压pc不与G成正比，若pc不变，则流量增大，比焓降增大；反之，流量减小，比焓降减小；对凝汽式汽轮机的末级，处，虽p0与G的关系为双曲线关系，流量下降时，比焓降减得稍慢。二，背压式汽轮机1，如果背压式汽轮机最后一级达临界，则各级前的压力与流量