汽轮机课程设计说明书——参考

课程设计说明书设计题目：N25-3.5/435汽轮机通流部分热力设计

学生姓名：xxx

学号：012004006xxx

专业班级：热能与动力工程xxx班

完成日期：2007年12月2日

指导教师（签字）：

能源与动力工程学院

2007年12月

已知参数：

额定功率：p r ＝25MW ， 设计功率：p e ＝20MW ， 新蒸汽参数：p 0＝3.5MP ，t 0＝435℃， 排汽压力：p c ＝0.005MPa ， 给水温度：t fw ＝160～170℃， 冷却水温度：t w1＝20℃， 给水泵压头：p fp ＝6.3MPa ， 凝结水泵压头:p cp =1.2MPa, 额定转速： n e ＝3000r/min ， 射汽抽汽器用汽量： △D ej ＝500kg/h ， 射汽抽汽器中凝结水温升: △t ej ＝3℃， 轴封漏汽量： △D 1＝1000kg/h ， 第二高压加热器中回收的轴封漏汽量： △D 1′＝700kg/h 。

详细设计过程：

一、气轮机进气量D 0热力过程曲线的初步计算

1．由p 0＝3.5MP ，t 0＝435℃确定初始状态点“0”，0h ＝3304kJ/kg ，0v =0.090 m 3/kg

估计进汽机构压力损失⊿p 0＝4％p 0＝4％×3.5MPa ＝0.14MPa ,

排汽管中压力损失c p ∆=0.04c p =0.0002M P a '

0.0052z c c c p p p p M Pa ==+∆=

p 0′＝p 0－⊿p 0＝3.5MPa －0.14MPa ＝3.36MPa ，从而确定“1”点。过“0”点做定熵线与Pc=0.0050MPa 的定压线交于“3’”点，在h-s 图上查得，

3'h =2122kJ/kg,整机理想焓降为：m ac

t

h ∆=0h -3'h =1182kJ/kg

2．估计 汽轮机相对内效率ηri ＝0.830 ，

发电机效率ηg ＝0.970 (全负荷)，

机械效率ηax ＝0.99

得m ac

i

h ∆＝ηri m ac t h ∆＝981.06kJ/kg ,

从而确定“3”点。排汽比焓为，3h =0h -m ac

i

h ∆=2331.2kJ/kg

3．用直线连接“1”、“3”两点，求出中点“2′”，并在“2′”点沿等压线向下移25kJ/kg

得“2”点，过“1”、“2”、“3”点作光滑曲线即为汽轮机的近似热力过程曲线。 二、整机进汽量估计 0D ri g ax

D ηηη+∆∆e mac

t 3600p m ＝

h （kg/h ）

取m ＝1.20，⊿D ＝4％D 0，ηm ＝0.99，ηg ＝0.97, ηri ＝0.83

003600 1.15

D D t ⨯20⨯1006.335⨯0.97⨯0.987⨯0.97 ⇒＝

＝88.599/h

三、调节级详细计算

1．调节级型式：复速级

理想焓降：⊿h t ＝250kJ/kg

平均直径： d m ＝1150mm

反动度: Ωm ＝Ωb +Ωg +Ωb ′＝16％,Ωb ＝11％，Ωg ＝2％，Ωb ′＝3％

2. 喷嘴理想比焓降⊿h n ＝（1-Ωm ）⊿h t ＝（1－15％）⨯270＝210kJ/kg ， 取喷嘴的速度系数φ=0.97

则喷嘴损失n h ξ＝(1-φ2) ⊿h n =(1-0.972)×210＝12.411 (kJ/kg) h 1＝h 0-⊿h n +n h ξ=3107(kJ/kg)

查得喷嘴后压力p 1＝1.6MPa 。v=0.17 m 3

/kg

因为εn ＝p 1/p 0*＝1.6/3.5＝0.476＜εcr =0.545,故选择TC-2Б型线，出汽角为15° 3．喷嘴出口汽流速度

144.7244.72210648.0544t n c h =∆==（m/s ）

c 1＝φc 1t ＝0.97⨯648.0544＝628.6（m/s ）

4．查得喷嘴流量系数n μ＝0.97

G ＝D 0×103/3600＝88.599×103/3600＝24.61 (kg/s )

因为0.4≤εn ＜εcr ,所以汽流在斜切部分发生膨胀，产生偏转: m i n 0

24.61()64.23.36

0.0648

0.06480.096

n G A P

v =

=

=

（cm 2）

1

1

1

1.31

1111

1

11

1.311.3 1.3

n n

212 1.31(

)

(

)

1

1

1.31

1.31

sin()sin(15)sin sin 1510.47610.476

k k k k

k k k a α------+++++δ=︒+δ==︒

ε-ε-=0.261

解得δ1＝0.171°

5．喷嘴出口高度l n 和部分进汽度e ，

min

n 1

()64.2100l 0.00687sin 3.141150sin 15n m A e m d a π*⨯=

=

=⨯⨯︒

取l n ＝14mm ，e ＝0.4907

6. 动叶进口汽流角和相对速度 u ＝3000×1.15×π/60=180.64(m/s) , 1

1

1111111sin()628.6sin(150.171)tan

tan

21.13cos()628.6cos(150.171)180.64

c c u

αδβαδ--+︒+===︒+-︒+-