第五章§4凝汽式汽轮机的工况图

d1 d1
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三、蒸汽量调节方式的选择
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三、蒸汽量调节方式的选择
q q n —热耗率修正系数。 qt qn q 1 qn q q q q q q q q n q n p 0 q n to q n pr q n tr q n tfw q n pc qt q n q
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四、热耗率和功率修正
影响机组功率的因素： ①汽轮机组的性能； ②热力系统布置，运行方式： ③运行参数。 同样，对机组功率的进行修正
Pel t Pel n Pel 式中： Pel t —运行参数下试验得到电功率 Pel n —变换到额定参数时的电功率
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§5、蒸汽初终参数变化对汽轮机工作的影响
一、初终参数变化过大对安全性的影响
1.蒸汽初压 p0 、再热压力pr变化过大对安全性的影响 1）初温不变，初压升高过多，将使主蒸汽管道、主汽门、调节汽 门、导管及汽缸等承压部件内部应力增大。 如果调节汽门开度不变，当p0增大，使蒸汽流量增大，汽 轮机功率增大，各级叶片受力正比于流量，特别是末级的危险 性最大。 第一调节汽门刚全开而其他调节汽门关闭时，调节级动叶 受力最大。 2）初温t0不变，初压p0降低，一般不会带来危险，但是当p0降低 时，若所发功率不减小，仍要发出额定功率，那么必然使全机 蒸汽流量超过额定值。由于流量增大，将使轴向推力过大，这 也是危险的，所有当主蒸汽压力降低时，功率也相应减小。
pz k RT0 1 H t p0 k 1
:（1）可直接查h-s图；（2）如近似把蒸汽看作理想气体， 则 k 1 k 1
k

H t kR pz 1 t0 k 1 p0
w2t Gv2 cr Ab
临界状态下动叶出口速度为音速
w2t ws kp2 cr v2 cr p2 cr ws k G f (G ) Ab cr
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一、 节流配汽凝汽式汽轮机工况图
同一台机组不同工况下，Dnl接近常数。 不同机组Dnl不同，机组容量越大，Dnl所占比重越小。
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Pel —由于运行参数的影响，使电功率变化量 P P P P P P Pel el el el el el el Pel n Pel n p 0 Pel n t 0 Pel n pr Pel n tr Pel n tfw Pel n pc
初压p0变化不大时，认为效率ηri不变
Pi H t ri D Dri H t p0 p0 3.6 p0 3.6 p0
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二、初压p0变化对汽轮机功率的影响 （初温、背压不变）
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•
二、初温t0变化对汽轮机功率的影响 （初压、背压不变）
认为锅炉吸热量不变
Q D h0 h fw / 3.6 Pi DH t ri QH t ri 3.6 h0 h fw
透平机械原理
第五章 汽轮机的变工况特性
热工与动力系统研究所
盛德仁 教授
E-mail: shengdr@
联系电话：0571-87951492，13906534086
§6、凝汽式汽轮机工况图
汽轮机工况图： 汽轮发电机组的功率与汽耗量之间的关系曲线称汽轮发电机组的工 况图，也称汽耗线。通过汽轮机变工况计算或汽轮机热力试验确定。 一、节流配汽凝汽式汽轮机工况图 汽轮机功率（发电机出线端） D0 H t r ,el
（一）调节阀开度不变。对于凝汽式机组，其流量与压力成正比：
D D p 0 p 0 H t ：（1）可直接查 h-s 图； p0 （2）如近似把蒸汽看作理想气体，则
k 1 k p k RT0 1 z H t p0 k 1
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§5、蒸汽初终参数被动对汽轮机工作的影响
一、初终参数变化过大对安全性的影响
2.蒸汽初温t0和再热汽温tr变化过大对安全性的影响 1） p0与pr不变， t0与tr升高，将使锅炉过热器和再热器管壁、新 蒸汽和再热蒸汽管道、高中压汽门和调节汽门、高中压缸部件 的温度都升高，产生高温蠕变，温度越高，蠕变速度越快。 2）新蒸汽温度t0和再热汽温tr降低时，影响安全的关键是汽温下 降速度，温度下降过快，温度差将增大，热应力增大，容易产 生热疲劳损坏。 另外，还需防止锅炉满水，引起汽轮机水冲击。 3.真空恶化和排汽温度过高对安全的影响 1）真空恶化和排汽温度过高，排汽缸的热膨胀将使轴承座抬起， 轴承对中被破坏而产生汽轮机强烈振动。 2）凝汽器铜管线膨胀系数大于壳体的线膨胀系数，当排汽温度升 高，容易引起铜管胀口松脱而漏水，使循环水漏入凝结水系统。 3）排汽压力过高还可能诱发末级叶片的颤振。
H H h H ri t t ri 0 t ri Pi Q t0 t0 t0 2 h h fw t0 h0 h fw t0 h0 h fw t0 0 Pi 1 H t 1 h0 1 ri t0 Pi H t t0 h0 h fw t0 ri t0
Pel 3.6 3.6 Pel 3.6 D0 H t rimel H t ri Pel P m el
D0＝Dnl＋d1Pel 式中：Dnl－空载汽耗量（截距），汽轮机空转时，用来克服摩擦阻 力、鼓风损失及带动油泵等消耗的蒸汽量。一般（3～10）% D0； d1－汽耗微增率（斜率），等于每增加单位功率所需增加的汽耗量。
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二、初压p0变化对汽轮机功率的影响 （初温、背压不变）
汽轮机内功率：
Pi DH t ri 3.6
当初压p0偏离设计值时，功率的增量（只初压变化）
Pi H t ri D Dri H t DH t ri p0 p0 p0 3.6 p0 3.6 p0 3.6 p0
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二、初温t0变化对汽轮机功率的影响 （初压、背压不变）
H t t0
由于初温↑ 末级湿度（1- x）↓ i ↑

h0 t 0 :（1）查 h-s 图；（2）过热蒸汽，则 h h0 c pT0， 0 c p t0
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二、初压p0变化对汽轮机功率的影响 （初温、背压不变）
（二）流量保持不变 • • 如果初压改变要求进入机组的流量保持不变，则必须改变调节 阀的开度。 节流配汽：流量不变，则第一级前的压力不变。初压改变使调 节阀的开度相应变化引起节流损失的变化被机组理想比焓降的 变化所补偿，故功率不会改变。 喷嘴配汽：初压改变要求流量保持不变，则必须改变最后一个 调节阀的开度。这样整机理想比焓降发生变化，由于整机理想 比焓降的变化而引起机组功率的改变。对于中间再热机组，初 压改变只会引起高压缸理想比焓降的变化（流量不变时），由 于高压缸功率只占整机功率的1/3~1/4，因此，对整机功率的影 响不大。
p H t RT0 z p0 p0
k 1 k
p 1 p0 v0 z p0 p0
k 1 k
1 p0
k 1 Pi p0 v0 pz k p0 1 H t Pi p 0 p0
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三、背压变化对功率的影响（初温、初压不变）
背压变化引起功率的变化，主要影响在末级。 假定设计工况下背压（末级动叶后压力）p2等于临界压力p2cr 。 （1）当p2 ↑，高于临界压力 p2cr（亚临界） （2）当p2 ↓，低于临界压力 p2cr（临界） （3）通用曲线 先讨论末级动叶后临界压力p2cr与流量的关系 动叶出口蒸汽相对速度w2t可以用连续方程式表示：
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四、热耗率和功率修正