多级汽轮机的工作原理

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1、第二章多级汽轮机的工作原理一、为何采用多级汽轮机：1、对汽轮机的要求：1）提高汽轮机效率：减小汽轮机的各种损失；提高蒸汽初参数和降低背压；2）提高汽轮机功率：增大进入汽轮机的蒸汽量；增大汽轮机的焓降。从以上两个方面出发，都要求提高蒸汽在汽轮机中的焓降。2、单级汽轮机功率增大后带来的问题：焓降增大后，喷嘴出口汽流速度增大。从分析，要使级在最佳速比下工作，圆周速度和级的直径也应相应增大，这将导致叶轮和叶片所受到的离心力增大，从而使级的焓降大小受到了叶轮和叶片材料强度的限制。3、因此，要获得较大的功率并保持较高的效率，就不能采用单级汽轮机，而要将汽轮机设计成多级汽轮机。二、多级汽轮

2、机的优点：1、效率高：1）多级汽轮机的循环热效率大大提高。2）多级汽轮机的相对内效率也提高：①多级汽轮机各级均在最佳速比下工作，各级的相对内效率较高，且各级的圆周速度和级的直径较小，叶轮和叶片的离心力较小；②除级后又抽汽口或进汽度改变较大等特殊情况外，多级汽轮机各级的余速动能可以全部或部分地被下一级所利用，从而提高了汽轮机的相对内效率；③多级汽轮机的多数级是在非临界状态下工作的，这使得在工况变动时级的相对内效率变化较小；④由于各级的焓降较小，在速比一定时，级的圆周速度和平均直径也较小，在容积流量不变的条件下，使得喷嘴和动叶的高度增大，叶高损失减小；若采用部分进汽，则部分进汽度

3、增大，部分进汽损失减小，从而使得汽轮机的相对内效率提高；⑤由于重热作用，多级汽轮机前面级的损失可以部分地被后面各级加以利用，从而使得汽轮机的相对内效率提高。3）多级汽轮机的单位功率的投资大大减少。第一节多级汽轮机特点一、多级汽轮机的结构组成及工作流程：多级冲动式汽轮机、多级反动式汽轮机。1、多级冲动式汽轮机：国产三缸三排汽200MW凝汽式多级汽轮机纵剖面图，高压缸有12级，调节级为单列冲动级，其后有11级压力级。汽轮机的中低压缸中，中压部分有10级，低压部分有5级。经再热后的蒸汽在中低压缸的中压部分做功后，有1/3的蒸汽在中低压缸的低压部分继续膨胀做功，另外2/3的蒸汽通过导

4、汽管进入低压缸。低压缸内对称布置各5级共10级。整个汽轮机共有27个热力级，37个结构级。2、多级反动式汽轮机：二、多级汽轮机各级段的工作特点：1、高压段：1）喷嘴出口汽流角α1较小：冲动式汽轮机的α1=11°-14°；反动式汽轮机的α1=14°-20°2）反动度不大；3）级的焓降不大，各级焓降变化也不大；4）各级的效率相对较低：①级内损失有喷嘴损失、动叶损失、余速损失、漏汽损失、鼓风摩擦损失等；②高压级段高压级段蒸汽比容较小，漏汽损失较大，对于部分进汽的级，还存在鼓风损失；③高压级段蒸汽比容较小，叶轮摩擦损失较大；④高压级段叶高相对较小，故喷嘴损失、动叶损失也较大；2、低压

5、段：1）喷嘴出口汽流角α1较大；2）反动度较大；原因：a.叶高很大，为保证叶片根部不出现负反动度，导致平均直径处的反动度较大；b.焓降较大，为避免喷嘴出口汽流速度超过临界速度过多，尽可能利用减缩喷嘴斜切部分的膨胀，要求蒸汽在喷嘴中的焓降不能过多，只有增大级的反动度，导致动叶焓降增大；3）级的焓降明显增大，焓降的变化大。4）各级的效率较低，特别是最后几级，效率降低更多：①级内损失有喷嘴损失、动叶损失、余速损失、漏汽损失、叶轮摩擦损失等。②蒸汽容积流量大，而通流面积受到一定限制，余速损失较大。③低压级段处于湿蒸汽区，存在湿汽损失，且越往后湿汽损失越大。④低压级的叶片搞，漏汽间隙所

6、占比例小，同时蒸汽比容很大，漏汽损失很小；⑤低压级蒸汽比容大，叶轮摩擦损失很小；⑥低压级全周进汽，没哟部分进汽损失。3、中压段：1）级内损失小，各级的效率高：①级内损失有喷嘴损失、动叶损失、余速损失、漏汽损失、叶轮摩擦损失等；②中压级有足够的叶片高度，叶高损失较小；③全周进汽，没有部分进汽损失；④漏汽损失较小；⑤叶轮摩擦损失也较小；⑥没有湿汽损失；⑦级的余速动能一般都能被下一级利用⑧中压段各级的级内损失较小，效率高2）为了保证汽轮机通流部分的通畅，各级喷嘴和动叶的高度沿蒸汽流动方向是逐渐增大的，中压段各级的反动度介于高压段和低压段之间，且逐渐增大。各级段的工作特点总结：反应高

7、、中、低压缸中损失大小不同的多级汽轮机的热力过程线：第二节多级汽轮机的损失一、多级汽轮机的损失：外部损失：指的是发生在汽轮机内的，但不影响蒸汽状态的那些损失；内部损失：指的是发生在汽轮机内的，但影响蒸汽状态，可以在热力过程线上表示出来的那些损失。1、机械损失：克服支持轴承和推力轴承的摩擦阻力，以及带动主油泵、调速器等消耗一部分有用功而造成的损失。2、外部漏汽损失：汽轮机主轴在穿出汽缸两端时，留有一定间隙，由于存在压差，在高压端总有部分蒸汽向外漏出，在低压端总有空气向里漏入，由此造成的能量损失。解决方法：