工业汽轮机变工况运行的研究及试验
汽轮机的变工况
* Gcr1 p01 * Gcr p0
二、缩放喷管的变工况 设计背压p1：保持蒸汽在斜切部分不膨胀 的最低背压。 特征背压p1a：喷嘴喉部保持临界状态的 最高背压。 极限背压p1d：在斜切部分膨胀达到极限 时对应的压力。
膨胀度
图3-5 速度系数随压力比的变化曲线
第二节
级与级组的变工况
亚临界工况下，按弗留格尔公式计算。末级p0
沿双曲线变化。
倒数第三级之前的各级pg1＜＜p01 ，pz ＜＜p0
2 p01 p z21 T0 G1 G p02 p z2 T01
=
p z1 2 p 1 ( ) p01 T0 p z 2 T01 2 p0 1 ( ) p0
1 m1 1 m
前提条件： 亚临界工况下比容变化较小；
近似计算中，对上式近似假定： (1)工况变动时，反动级的反动度基本不变，冲
动级的速比变化不大时，反动度的变化较小， (2)亚临界级的较大
m m1 m 0 p2
p0
p 较大， 0 p2 较小，
忽略大根号内分子、分母的第二项。
四、压力与流量关系式的应用
1. 应用条件
1) 通汽面积不变；
若因结垢或腐蚀等使变工况下通汽面积有了改 变，应进行修正。即：
Gc1 p 01 Gc p0 T0 T01
G1 G
2 2 p01 p g1 2 2 p0 p g
T0 T01
A1 a A
——面积变化之比。
对于调节级，只有当第一调节汽门开大或关小
§3.1 喷嘴的变工况特性 分析：喷嘴前后参数与流量之间的变化关系 激波：缩放喷嘴背压逐渐高于设计值时，将先 再喷嘴出口处，后在喷嘴段渐放段内产生冲波，超 音速汽流经过冲波，流速大大降低，损失很大，
汽轮机变工况
一、级内压力与流量的关系
1、级内为临界工况 定义：级内喷嘴叶栅或动叶栅两者之一的流速达到或超过临界速度
（1）级内喷嘴达到临界（变工况前后）
Gc1 Gc
p001 p00
T00 T001
p01 p0
T0 不考虑初温变化 T01
（2）级内动叶达到临界（变工况前后）
p
0 01
p
0 0
＝
p 01 p0
Gc1 Gc
第三章 汽轮机的变动工况特性
1
引言
设计工况：汽轮机按一定的热力参数、转速和功率设计，对应
设计参数的工况
（经济工况）
变工况：偏离设计工况的运行工况
1. 外界负荷变化； 2. 季节环境变化，如循环水进口温度变化； 3. 锅炉运行参数的变化，如主汽温度、压力、再热汽温等波动； 4. 汽轮机本体、辅机设备缺陷，如通流部分磨损、结垢、断叶，凝汽器泄漏。
p421 p42
结论：若级组中某一级 始终处于临界状态，则 级组流量与该级组所有 各级级前压力成正比。
即：p 4 1 p 2 1 Gc1p41 T0 p21 To p01 T0
p4 p2
Gc p4 T01 p2 T01 p0 T01
不考虑温度变化 Gc1 p41 p21 p01 Gc p4 p2 p0
p01
0
G1 G
p021 pg21 p02 pg2
p021
1
pg1 p01
2
p01
p02
1
pg p0
2
p0
p0
级组
pg
结论：1）凝汽式汽轮机各级（除最后一、二级外），无论是否发生
临界，其流量均与级前压力成正比。
2）对于最后几级，由于 p 0 , p 01 相对较低，
汽轮机在变工况下工作
d1 tan( )
26
2、喷嘴调节凝汽式汽轮机的工况图 （1）工况图：如下图所示。由于喷嘴调节汽轮机的效率曲线呈波折形， 所以汽耗率和电效率曲线也呈波折形。试验证明，汽耗量与功率的关系 近似为一直线（ABC）。其中B点对应额定负荷，BC为过负荷。
27
（2）汽耗特性方程： 当功率小于经济功率时，
分析：式（3－28）符合调节级的各项假设，μi具有通用性
式（3－29）中μi取决于不同工况下级内反动度
17
三、滑压调节
1，滑压调节：
定义：汽轮机所有调节阀全开，随负荷的改变，调整锅炉燃烧量和给水 量，改变锅炉出口蒸汽压力（汽温不变），以适应汽轮机负荷的变化。
峰谷差问题；电网调峰：抽水蓄能，火电。 而火电调峰办法： （1）低负荷运行； （2）两班制启停。
如“2－4”，因为喷嘴相通。
7
（2）阀2的临界压力：pcIIr / p0 如 r-s-b 所示；
（3）喷嘴组2 后的压力p2 / p0如 2-s-7 所示；
其中，点s之前， p2> pcr ，流量为亚临界， 点s之后，p2 < pcr ，流量为临界。
（4）通过喷嘴组的流量：如BB’C’D’所示。
10
D 3600 Pel 3600 Pi
Htriaxg Htri
而汽轮机的功率可分为两部分
m
Pe Pi
Pi
Pm
Pi
1 Pm
Pi
g
Pel Pe
Pi Pe Pm＝Pel g Pm
(3－30)
24
而汽轮机的内效率ri 等于汽轮机通流部分的内效率ri 与节流效率th 的乘积， 式（3－30）可写成：
Gi 0.648Ani1
汽轮机的变工况
总结（综上所述）：
采用喷管调节的凝汽式汽轮机，当流量改变时，比焓降的变化主要发生在调节级和最后一级中。
所有中间级在流量变化时，比焓降近乎不变，但在低负荷时，中间级比焓降也会变小。
汽轮机在变动工况下运行时，效率要降低，且负荷变化越大，效率下降越多：喷管调节的凝汽式汽轮机效率的降低主要发生在调节级与最后一级；采用节流调节的汽轮机，没有调节级，效率的降低主要是由于节流损失及最末级效率的降低。
（二）通流面积变化时，级内反动度的变化
第一章中讲到，级内反动度的实现是通过一定的动、静叶栅出口面积来保证的，但由于以下原因，动静面积比f＝A b/A n改变：
1.制造加工方面的偏差。
2.通流部分结垢，或是动叶磨损。
3.检修时的改动。
当面积比f＝A b/A n↓，从喷管流出的汽流在动叶汽道中引起阻塞流动使动叶前p↑，Ω↑；
反之，f↑时，Ω↓。
1
1
1
1
1
1<
⋅
=
⋅
n
b
n
b
A
A
c
w
A
A
c
w
，现
原。
汽轮机的变工况
级和级组的变工况
级和级组中流量与压力的变化规律
工况变动时，级前、后压力和流量的变化关系
级在超临界工况下工作时
G1 01 G 0 0
若级在变工况前后均为临界状态（不论喷嘴或动叶达到临界 状态）下工作时，则通过这一级的流量只与级前的蒸汽参数 有关，而与级后的压力无关。且通过该级的流量与级前压力 成正比。
Je3B3242(80) 汽轮机调速级处的蒸汽温度与负荷无关。（×）
Sc-. cn
结语
谢谢大家！
根据这个原理，在汽轮机运行中就可以利 用调节级汽室压力和各抽汽口压力，来监 视汽轮机通流部分的工作情况和了解级组 带负荷情况，故把这些压力称为监视段压 力。
变工况时流量与各级焓降的变化规律
汽轮机级的理想焓降只与级前、后的压力比及 级前蒸汽的绝对温度有关。在工况变化不大时， 级前蒸汽温度变化也不大，可略去不计，则级 的理想焓降变化只取决于级前后压力比的变化。
凝汽式汽轮机的变工况
节流调节汽轮机的变工况
节流调节是全部蒸汽都经过一个或几个同 时启、闭的调节汽阀，然后流向第一级喷 嘴。这种配汽方式主要是改变调节汽阀的 开度对蒸汽进行节流，以改变进汽压力， 使有用焓降发生变化，并相应改变蒸汽流 量，来调整汽轮机功率的。
节流调节的凝汽式汽轮机，在工况变动 时，因第一级流通面积不随进汽量的变 化而变化，因而其变工况特性和中间级 完全相同，即第一级级前压力与流量成 正比，焓降、反动度、速比和效率等在 变工况时近于保持不变，只有最末级的 焓降随着工况的变化而发生变化。
结论：不论是凝汽式汽轮机还是背压式汽轮机，
如果变工况前、后均为临界状态，则各中间级的 焓降几乎不变，故其效率也不变。
变工况前、后级组在亚临界状态时
汽轮机原理第三章变工况例题
汽轮机原理第三章变工况例题 汽轮机是一种利用高温、高压气体流动产生动能的热能动力装置。
在汽轮机的工作过程中，经常会遇到变工况的情况，即在不同的工作条件下，汽轮机的性能参数和特性发生变化。
本文将以汽轮机原理第三章的变工况例题为重点，涵盖以下方面内容：变工况概述、变工况例题分析以及相关计算方法。
一、变工况概述 汽轮机在正常工作条件下，通常会遇到负荷变化、进口压力变化、进口温度变化等变工况因素。
这些因素的变化都会对汽轮机的性能产生影响。
因此，了解和分析汽轮机在不同工作条件下的表现参数是非常重要的。
二、变工况例题分析 以某汽轮机为例，假设其额定功率为100MW，额定工况下进口压力为10MPa，进口温度为500℃，出口压力为0.1MPa。
现在根据实际情况提出以下变工况例题：1. 负荷变化情况下的汽轮机性能计算 假设上述汽轮机在负荷变化为80MW的情况下工作，请计算此时汽轮机的节约功率、热效率和工作压力。
2. 进口压力变化情况下的汽轮机性能计算 如果进口压力发生变化，例如变为8MPa，请计算变化后的汽轮机节约功率、热效率和工作温度。
3. 进口温度变化情况下的汽轮机性能计算 假设进口温度变为550℃，请计算变化后的汽轮机节约功率、热效率和出口压力。
以上例题需要使用汽轮机的基本原理和相关公式进行计算。
通过对这些变工况例题的分析和计算，可以了解变工况对汽轮机性能参数的影响程度，进一步优化汽轮机的设计和运行。
三、相关计算方法1. 负荷变化情况下的汽轮机性能计算方法： 根据汽轮机额定功率和负荷变化率，可以计算出实际负荷，并利用热力学循环原理计算节约功率和热效率。
2. 进口压力变化情况下的汽轮机性能计算方法： 根据进口压力变化率和基本热力学循环原理，可计算变压后的工作压力和热效率。
3. 进口温度变化情况下的汽轮机性能计算方法： 根据进口温度变化率和热力学循环原理，可计算变温后的工作温度、节约功率和热效率。
以上计算方法是基于汽轮机原理和相关公式进行的，通过代入实际数值进行计算，可以得出汽轮机在不同变工况下的性能参数。
汽轮机实验技术实验报告
一、实验目的1. 理解汽轮机的基本工作原理和结构。
2. 掌握汽轮机实验的基本方法和技术。
3. 通过实验，了解汽轮机在运行过程中的性能变化。
4. 培养学生的实验操作能力和分析问题、解决问题的能力。
二、实验原理汽轮机是一种利用蒸汽压力做功的热力机械，它将蒸汽的压力能转化为机械能，从而带动发电机发电。
汽轮机实验技术主要包括汽轮机启动、运行、停机等过程，通过实验可以了解汽轮机的性能和运行状态。
三、实验仪器与设备1. 汽轮机实验台2. 蒸汽发生器3. 水泵4. 汽轮机控制台5. 温度计、压力计、流量计等测量仪表6. 计算器、笔记本等实验记录工具四、实验步骤1. 实验准备（1）检查实验设备是否完好，仪表是否准确；（2）了解汽轮机实验的基本原理和操作步骤；（3）准备好实验记录表格。
2. 汽轮机启动（1）开启蒸汽发生器，加热水至沸腾；（2）启动水泵，确保水泵运行正常；（3）按照实验步骤，打开汽轮机进汽阀，调节进汽量；（4）观察汽轮机运行状态，记录实验数据。
3. 汽轮机运行（1）调节汽轮机进汽量，观察汽轮机转速和功率变化；（2）记录不同工况下的温度、压力、流量等数据；（3）分析汽轮机运行过程中的性能变化。
4. 汽轮机停机（1）关闭汽轮机进汽阀，减少进汽量；（2）观察汽轮机转速和功率变化；（3）关闭水泵，停止实验。
五、实验数据记录与分析1. 实验数据记录实验过程中，记录以下数据：（1）蒸汽压力、温度、流量；（2）汽轮机转速、功率；（3）水泵运行状态；（4）实验时间、环境温度等。
2. 数据分析（1）分析汽轮机在不同工况下的性能变化；（2）比较实验数据与理论计算值，分析误差原因；（3）总结汽轮机实验技术要点，为实际应用提供参考。
六、实验结论通过本次汽轮机实验，我们了解了汽轮机的基本工作原理和结构，掌握了汽轮机实验的基本方法和技术。
实验结果表明，汽轮机在不同工况下性能变化明显，实验数据与理论计算值基本吻合。
本次实验有助于提高我们的实验操作能力和分析问题、解决问题的能力。
汽轮机在变工况下工作
2 p01 p z21 2 p0 p z2
G 2 2 2 2 p01 1 p0 pz pz 1 G
对于级后即下一级的级前有
2
G1 2 2 2 2 p21 p2 pz pz 1 G
4
2
G p p p 2 G1 p21 2 p 01 G 2 p0 p z2 p z21 G 1
2
2、凝汽式汽轮机的最末级和调节级
（1）最末级，其背压pz取决于凝汽器工况和排汽管的压损，流量增加时，压比
pz/pz-1减小，末级比焓降增加；反之，流量减小时比焓降也减小，故级内效率 不能保持不变。
（2 ）调节级，其初压p0与背压 pz变化较为复杂，取决于调节阀在一定工况下
的开启状态，在第一阀全开以上的工况，流量增加时，压比增大，比焓降减小； 反之，流量减小时比焓降增大。而在第一阀全开，第二阀未开时，调节级比焓
第三节 工况变动时各级比焓降及反动度的变化
一、工况变动时各级比焓降的变化
汽轮机任一级的理想比焓降近似表示：
k 1 k 1 k k p2 p2 k k ht p0v0 1 RT0 1 p0 k 1 p0 k 1
11
8
xa xa1 xa
xa1 xa
2， 由于动静叶栅出口面积比f=Ab/An变化引起反动度变化：
可用下式计算
f f 0.7 f
(3---22)
f f1 f
f
f1
f
由于动静叶栅出口面积比f=Ab/An变化引起反动度变化； 分别代表变工况后和设计工况下的动静面积比
第三章_汽轮机的变工况(完整)
* p0 * v0
二、渐缩喷嘴变工况特性
（一）喷嘴初压不变背压变化
现假定在与汽流方向垂直的截面上的参数是相同的， 因此可以用流道中心线各点参数来代表喷嘴内各截面的 参数（见图3—1）。
* p 首先分析喷嘴初压 0 不变而背压 p1 变化时的工况。
* p p （1）当 1 0 ，即压力比 n 1 时，喷嘴中无压力降，
2
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第二节 级与级组的变工况
一、变工况下级前后参数与流量的关系
级的变 工况特 性
级中各参数随流量变 化而变化的规律
（一）级在临界工况下工作
级在什么情况下称级为临界工况？ 1.工况变动前后喷嘴均处于临界状态 此时通过的流量只与喷嘴前的蒸汽参数有关，而
与喷嘴后和级后压力无关。
2 * G1 Gcr 1 1111Ab'1 p11 * ' G G cr 11Ab p1
T1* * T11
k 11 11
2
k 1 k k 1 k
（3—36）
1k 1
' ' A A 由于 b1 b ，当略去初温变化时，由式（3—34）和式
（3—36），可得
截面积之比，f d An Acr
确定了 1a 后，即可进行缩放喷嘴的变工况计算，对
于任意初压 p
* 0
和背压 p1 可得到与渐缩喷嘴类似的计算
流量公式，即
* * G 0.648 a Acr p0 v0
n 1a G a 1 Gcr 1 1a
* Gcr 1 p11 * Gcr p1
由于动叶进口速度可表示为
汽轮机的变工况
（除最末级或末几级外）的级前压力与流量成正比。
汽轮机的变工况
根据这个原理，在汽轮机运行中就可以利 用调节级汽室压力和各抽汽口压力，来监 视汽轮机通流部分的工作情况和了解级组 带负荷情况，故把这些压力称为监视段压 力。
汽轮机的变工况
变工况时流量与各级焓降的变化规律
汽轮机级的理想焓降只与级前、后的压力比及 级前蒸汽的绝对温度有关。在工况变化不大时， 级前蒸汽温度变化也不大，可略去不计，则级 的理想焓降变化只取决于级前后压力比的变化。
汽轮机调速级处的蒸汽温度与负荷无关。（×）
汽轮机的变工况
Sc-rgl@. cn
速度比对级的效率影响最大，当速度比为最佳 时效率最高，速度比不变，级的效率也基本不 变。由此可知：当流经级组的流量改变时，级 组中最末级的焓降变化最大，其速度比偏离最 佳值较多，级的效率下降也较多，而级组中间 各级因焓降基本上保持不变，其速度比保持不 变，故其效率也近乎不变。
汽轮机的变工况 凝汽式汽轮机的变工况
汽轮机的变工况
需要指出：
喷嘴调节汽轮机调节级后的温度是随流量 的变动而变化的，而且变化幅度较大。
汽轮机的变工况 变工况时轴向推力的变化
汽轮机轴向推力的变化在一般情况下主要取决于 各级叶轮前后压力差的变化。凝汽式汽轮机各中 间级动叶前后的压差与流量是成正比变化的，即 变工况后，虽然中间各级的压力比不变，焓降和 反动度也不变，但级动叶前后的压差随流量变化 而变化，因而其轴向推力也随流量的变化而变化。 例：流量增大后，级动叶的前后压差变大，轴向 推力也增大。
汽轮机的变工况
变工况时流量与各级焓降的变化规律
变工况前、后级组均为临界状态时
以非调节级级组为例，通过级组的流量与级组的 初压成正比。经推导可知各级压力比不变，变工 况前后各级的焓降也不变。但这一结论不适用于 末级，因为末级的级后压力，在变工况前后一般 变化不大，而级前压力是随流量变化的，故末级 的压力比是变化的。
汽轮机变工况
忽略，应按弗留格尔公式计算。
pg p0
2
,
pg1 p01
2
就不能
3）对于回热抽汽，可近似应用弗留格尔公式，误差不大。
2020/3/16
15
东方N200
上海N300
哈尔滨N300
2020/3/16
16
2、背压式汽轮机非调节级各级组
背压式汽轮机的特点，背压（汽轮机排汽压力 p g ）高于大气
3、一种工况为临界，另一种为亚临界 这种工况一般只发生在调节级、末级中。没有统一的公式。
2020/3/16
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二、级组压力与流量的关系
级组：一些流量相等，每级的通流面积保持不变的相邻级的组合。 级组亚临界工况：级组内各级流速均小于临界速度。 级组临界工况：级组内至少有一列叶栅（喷嘴或动叶）的出口流速
例1、故障：运行21个月后功率不断下降。 故障汽轮机参数变化表
流量
功率
调节级后压力 高压缸效率
－17.2％
－16.5％
＋21.2％
－12.2％
分析：调节级后压力增加21.2％，既然不是流量增加，就是 压力级通流部分堵塞。 结果是高压缸通流部分严重结垢。
2020/3/16
19
例2、故障：运行三年，在调节汽门的同一开度下，功率渐渐 增加。每个气门开度下，功率都变大。
压，排汽比容小，末级直径较小，末级焓降较小，流速较 低。
一般情况下，背压级组末级也处于亚临界工况。
所以，只能应用弗留格尔公式计算（呈双曲线变化）。
调节抽汽式汽轮机，其调节抽汽口压力基本保持不变，且大 于大气压，所以抽汽口各级都处于亚临界工况，也用弗留 格尔公式计算。
2020/3/16
《汽轮机原理》变工况
p
i
2 01
2 p 21
i
设级内有Z级，则
G1 T01 2 2 2 2 第一级： p p p p 0 2 1 01 21 1 G 1 T0 1
2
7
G1 T01 2 2 p p 0 2 第二级： G 2 T0 2
13
某台一次再热超高压凝汽式汽轮机的功率突然下降40 ％，此时机组无明显振动，机组参数变化如表3-2所示， 负号表示降低。功率降低后，一些参数又基本稳定不变， 各监视段压力近似成比例降低。 分析原因：调节级后压力和中间再热后压力降低， 表明蒸汽流量变小，这由给水流量也相应变小而证实。 由于各监视段压力与流量近似成正比，故可以认为各非 调节级的工作是正常的，流量的突降是调节级或调节级 之前的通流部分故障所致。
p
2 01
p z21
经改写得：
8
G1 G
2 p 01 p z21 T0 2 p0 p z2 T01
当忽略温度影响时，为 ：
G1 G
2 p 01 p z21 2 p0 p z2
9
（二）级组中级达临界工况
G1 p01 G p0
12
三 、在工程中的应用 弗留格尔公式不仅形式简单，而且使用方便，在汽
轮机运行中可以用来： (1)监视汽轮机通流部分运行是否正常。在已知汽轮机 功率或流量的条件下，根据弗留格尔公式的计算结果监视 某些级组(监视段)前的压力，借此判断该级组是否损坏或 结垢等异常现象。 (2)可以推算出不同流量(功率)时各级的压差和比焓降， 从而计算出相应的功率、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。
工业汽轮机变工况运行的研究及试验
工业汽轮机变工况运行的研究及试验【摘要】能源作为我国国民经济实现可持续发展战略的重要物资基础条件，降低能源消耗，节约能源的使用，是当今社会高度关注和探讨的问题之一。
汽轮机能取得廉价的动力和能源，并且能使一次能源得到有效充分的使用。
汽轮机将热能转化成电能或机械能，在利用能源方面有着重要的影响地位。
随着化工装置和设备趋向于大型化方向发展，工业汽轮机的使用越来越广泛，在实际运行过程中，工业汽轮机运行工况一直处于变化的状态，相对的不变，绝对的变化。
根据汽轮机变工况的实际现状，结合蒸汽初压变化和新鲜蒸汽温度变化对汽轮机产生的影响数据分析，进行相关的蒸汽初压调整试验，找出工况变化的影响因素，对试验结果进行探讨研究为汽轮机相关工程技术设计人员提供资料参考，保证汽轮机在变工况下能可靠、有效地连续运行。
【关键词】工业汽轮机变工况试验研究参数变化我国作为人口第一大国家，能源的消耗量是世界上最大的能源消耗国家之一。
电煤的需求随着人口的增长和我国经济的快速发展，使其需求量越来越大，为改善用电需求日趋紧张的状况，提高化工企业的经济效益，减低化工企业自身的成本消耗，对利用汽轮机变工况进行研p汽轮机在实际的运行过程中，所引起的变工况主要有：新蒸汽参数与设计值相偏离；排气参数数据与设计值相偏离；以及其他条件不变的情况下，新蒸汽参数数据保持为设计值等。
变工况引起的情况不一样，其处理研究的试验方案也会不一样。
在实际的工业汽轮机运行过程中，新蒸汽的温度和压力都会发生变化，汽轮机组，甚至是整个电力厂的蒸汽系统都会随着蒸汽系统或者是用汽单位的情况的改变而发生变化。
同时蒸汽参数数据的变化会影响汽轮机的工作效率，甚至造成某个汽轮机部件温度偏高。
了解汽轮机工作性能，针对新蒸汽参数变化引起的汽轮机变工况进行试验研究，保障机组安全经济实效地运作[1]。
1.1 新蒸汽温度变化对汽轮机的影响研究新蒸汽温度对汽轮机的影响，减少故障发生频率。
汽轮机在实际的运作过程中，温度波动属于正常现象。
变载工业用汽轮机的性能研究
变载工业用汽轮机的性能研究近年来，随着全球工业的飞速发展，工业用汽轮机在各个行业中的应用越来越广泛。
为了提高工业用汽轮机的性能，许多研究人员和工程师都投入了大量的精力和资源。
本文将对变载工业用汽轮机的性能进行深入研究，探讨其特点、优势以及过程中可能遇到的问题。
变载工业用汽轮机是一种能够根据负载需求实现调整的汽轮机，其特点是在工作过程中能够根据负载的变化来灵活调整其输出功率。
这种特性使得变载工业用汽轮机在许多行业中得到了广泛的应用，特别是在电力、化工、石油和天然气等领域。
首先，我们需要了解变载工业用汽轮机的工作原理。
变载工业用汽轮机由压气机、燃烧室和涡轮机组成。
在工作过程中，压气机将空气吸入并压缩，然后将高压空气送入燃烧室，与燃料混合并燃烧。
燃烧产生的高温高压气体进一步推动涡轮旋转，产生动能。
涡轮旋转的同时也驱动压气机的转子转动，循环往复。
与传统的工业用汽轮机相比，变载工业用汽轮机具有以下优势：首先，变载工业用汽轮机具有较高的热效率。
通过根据负载需求调整输出功率，变载工业用汽轮机能够更好地利用燃料能量，提高能源利用效率。
这对于资源有限的地区和环保意识增强的社会来说，具有重要意义。
其次，变载工业用汽轮机具有较低的排放。
在燃烧过程中，通过调整燃料和空气的比例，可以有效降低燃烧产生的氮氧化物和二氧化硫等有害气体的排放量。
这对于保护环境和减少空气污染有着重要的作用。
此外，变载工业用汽轮机还具有较长的使用寿命。
由于变载工业用汽轮机可以根据负载需求进行调整，避免了传统汽轮机因长期运行在部分负载状态下而导致的低效率和损坏。
这一特点使得变载工业用汽轮机的维护成本较低，使用寿命较长。
然而，变载工业用汽轮机的应用也面临一些挑战和问题。
其中一个主要问题是系统的动态响应。
由于变载工业用汽轮机需要根据负载需求进行调整，系统的动态响应速度要求较高。
这要求研发出高响应速度的控制系统，以满足负载需求的瞬态变化。
另一个问题是变载工业用汽轮机的运行稳定性。
工业汽轮机研究报告
工业汽轮机研究报告工业汽轮机是一种重要的能源转换设备，广泛应用于发电、制氢、化工、石油等领域。
本文将从工业汽轮机的基本原理、结构、运行参数、性能优化等方面进行研究和分析。
一、工业汽轮机的基本原理工业汽轮机是利用高温高压蒸汽驱动叶轮转动，通过转动轴向机械能转化为电能或机械能的能量转换设备。
其基本原理是利用热力学循环过程，将高温高压蒸汽引入汽轮机中的叶轮，使其旋转，通过连续的叶轮作用，将蒸汽的内能转化为机械能，最终输出功率。
二、工业汽轮机的结构工业汽轮机的主要结构包括汽轮机本体、调速系统、控制系统、润滑系统、冷却系统等部分。
其中汽轮机本体是最核心的部分，其由高压缸、中压缸、低压缸、减速器等组成。
高压缸、中压缸、低压缸分别用于承受高、中、低压蒸汽的作用，减速器则用于将高速旋转的轴转速降低到适当的水平，以输出稳定的功率。
三、工业汽轮机的运行参数工业汽轮机的运行参数主要包括蒸汽入口压力、蒸汽入口温度、排汽压力、排汽温度、转速等。
其中，蒸汽入口压力和温度是影响汽轮机性能的重要因素，其决定了蒸汽的内能大小和流量，直接影响到汽轮机的输出功率和效率。
排汽压力和温度则影响到汽轮机的排放能力和可靠性。
转速则是直接影响到汽轮机的输出功率和效率的因素，其决定了叶轮的旋转速度，从而影响到蒸汽的能量转化效率。
四、工业汽轮机的性能优化为了提高工业汽轮机的性能，可以采取以下措施：1.提高蒸汽入口压力和温度：增大蒸汽的内能和流量，提高汽轮机输出功率和效率。
2.优化叶轮结构：改变叶轮的角度、形状、材料等参数，提高叶轮的转速和效率。
3.改善润滑和冷却系统：保证汽轮机的正常运行和寿命。
4.优化控制系统：采用先进的控制技术，提高汽轮机的响应速度和稳定性。
总之，工业汽轮机是一种重要的能源转换设备，其性能的优化对于提高能源利用效率和降低能源消耗具有重要意义。
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工业汽轮机变工况运行的研究及试验
作者：岳存柱
来源：《中国科技纵横》2013年第19期
【摘要】能源作为我国国民经济实现可持续发展战略的重要物资基础条件，降低能源消耗，节约能源的使用，是当今社会高度关注和探讨的问题之一。
汽轮机能取得廉价的动力和能源，并且能使一次能源得到有效充分的使用。
汽轮机将热能转化成电能或机械能，在利用能源方面有着重要的影响地位。
随着化工装置和设备趋向于大型化方向发展，工业汽轮机的使用越来越广泛，在实际运行过程中，工业汽轮机运行工况一直处于变化的状态，相对的不变，绝对的变化。
根据汽轮机变工况的实际现状，结合蒸汽初压变化和新鲜蒸汽温度变化对汽轮机产生的影响数据分析，进行相关的蒸汽初压调整试验，找出工况变化的影响因素，对试验结果进行探讨研究为汽轮机相关工程技术设计人员提供资料参考，保证汽轮机在变工况下能可靠、有效地连续运行。
【关键词】工业汽轮机变工况试验研究参数变化
我国作为人口第一大国家，能源的消耗量是世界上最大的能源消耗国家之一。
电煤的需求随着人口的增长和我国经济的快速发展，使其需求量越来越大，为改善用电需求日趋紧张的状况，提高化工企业的经济效益，减低化工企业自身的成本消耗，对利用汽轮机变工况进行研究，从而实现节约能源的目的。
利用对汽轮机进行精确的变工况试验研究，得出工况变化过程中汽轮机的运作经济效益，从而优化运作达到节约能源的效果。
对汽轮机进行详细的变工况计算，分析研究在工况变化基础上汽轮机的经济运行状态，从而达到节约能源，科学合理运行的最终目的。
但是就目前情势而言，我国的工业汽轮机变工况在理论上明显落后，制约着工业可持续发展以及工业现代化管理目标的实现。
结合汽轮机性能特点，试验研究，为解决汽轮机在实际运行中遇到的问题提供参考依据。
1 汽轮机变工况运行的影响因素
汽轮机在实际的运行过程中，所引起的变工况主要有：新蒸汽参数与设计值相偏离；排气参数数据与设计值相偏离；以及其他条件不变的情况下，新蒸汽参数数据保持为设计值等。
变工况引起的情况不一样，其处理研究的试验方案也会不一样。
在实际的工业汽轮机运行过程中，新蒸汽的温度和压力都会发生变化，汽轮机组，甚至是整个电力厂的蒸汽系统都会随着蒸汽系统或者是用汽单位的情况的改变而发生变化。
同时蒸汽参数数据的变化会影响汽轮机的工作效率，甚至造成某个汽轮机部件温度偏高。
了解汽轮机工作性能，针对新蒸汽参数变化引起的汽轮机变工况进行试验研究，保障机组安全经济实效地运作[1]。
1.1 新蒸汽温度变化对汽轮机的影响
研究新蒸汽温度对汽轮机的影响，减少故障发生频率。
汽轮机在实际的运作过程中，温度波动属于正常现象。
但是当温度过高时，锅炉或者是过热器的温度偏高，就会造成气泡的出现，甚至是爆管等严重事故的发生。
同时汽轮机内部的部件热变形性能和热应力不断增加，导致强度降低，机器使用寿命缩短，造成严重的安全事故。
当新蒸汽温度过低，低出了最低温度的允许范围时，温度下降的速度过快，要快速的采取措施，避免蒸汽中的带水问题而造成的水冲击事故。
通过提高蒸汽初温的方法，提高工作效率，从而提高经济效益[2]。
1.2 蒸汽初压的变化对变工况运作的影响
根据科学数据计算分析，汽轮机工作效率随着初压的增长而增长，汽轮机的出口压力越大，新汽压力变化和汽轮机工作效率之间的影响就越大，当调节级喷嘴内或者凝汽式汽轮机存在临界转速情况时，蒸汽流量和初压力之间呈正比例关系。
2 工业汽轮机变工况运作试验研究
2.1 试验的意义
试验的主要意义在于研究汽轮机变工况的影响因素，试验通过对配汽调节体系的调整，进而调整蒸汽压力，提高机组的工作效率。
了解汽轮机变工况的运作实际情况，保证汽轮机经济可靠运行。
2.2 试验过程陈述
新蒸汽压力通过对汽轮机组功率的影响，从而影响汽轮机变工况的实际运行性能。
试验过程中，当初压发生变化时，由于调整的时间过于漫长，因此要先利用本工号对蒸汽流量的调整，进而调整蒸汽初压，调整蒸汽参数（此实验只需要做适当的调整即可）。
在实际的运行过程中，通过在蒸汽进口管线的地方，适当的增加调整配汽的机构设备来调节压力。
同时注意限制流量的调整，从而避免汽轮机组的工作效率不超出额定压力的最大值和出现汽轮机部件超负荷现象[3]。
2.3 试验数据研究
在实际的运作过程中，蒸汽初压会不断变化，下面是利用流量计算出压力和功率的公式：
蒸汽参数实际值为：
P0=90ata（8826kPa），t0=535℃，Pk=0.05ata（4.90kPa）
改变配汽结构，从而使得参数发生变化，
P0′=85ata（8335kPa）t0=500℃，Pk′=0.07ata（6.86kPa）
根据汽轮机变工况公式，得出新工况下的流量数据和设计流量数据之间的关系，进而限制配汽结构，实现调整压力的最终目的[4]。
2.4 试验数据结果分析研究
通过试验，可以得出结论：通过调整蒸汽管线配汽部件，调整蒸汽初压，从而实现机组的经济稳定运行的目的。
试验中不难发现，利用调整配汽元件的方式来实现蒸汽压力的调节这一方案并不够完善，中间还存在许多的不足之处，如配件调节不合理，导致蒸汽压力上升，机组超负荷工作，造成机组的部分元件的损坏，蠕变震动等问题的出现，最终导致事故的发生。
因此要结合不同的汽轮机的型号规格等实际情况，进行试验研究。
3 结语
汽轮机作为整个化工企业的关键结构设备，是实现化工企业预测性管理维护的重点和关键。
随着汽轮机频繁运行，汽轮机负荷加剧，导致汽轮机的各个部件出现故障，进而引发汽轮机低效率的工作状况，降低汽轮机的使用寿命。
同时汽轮机流通部分的腐蚀、磨损等常见故障导致热力参数数据的变化。
利用变工况内部的性能参数变化，判断汽轮机出现故障的原因，针对性的提出试验方案，进行试验研究、计算分析，将得出的参数数据用作汽轮机相关设计研究的参考资料，从而提高汽轮机运行的经济性和安全性。
在蒸汽参数发生变化时，研究蒸汽初压和蒸汽初温对汽轮机的影响，提高机组强度和机组的使用寿命，达到工业汽轮机变工况运作试验研究的最终目的。
参考文献：
[1]赵宁，张伟斌，童涛，刘子恒.汽轮机变工况下流量与压比关系及热力参数应达值研究[J].汽轮机技术，2012（11）.
[2]张莉，程超峰，姚秀萍，张丹，邓志成，王勇.大型汽轮机变工况热力参数的3种计算方法及其比较[J].汽轮机技术，2012（02）.
[3]姚秀萍，烈红梅，于茂静，李伟.双背压凝汽式汽轮机变工况运行的热经济性分析[J].工业控制计算机，2013（04）.
[4]吴艳梅，孟春丽，李家荣.工业汽轮机变工况运行的研究及试验[J].汽轮机技术，2010（09）.。