汽轮机课程设计

第一章23 MW凝汽式汽轮机设计任务书

1.1设计题目：23MW凝汽式汽轮机热力设计

1.2设计任务及内容

根据给定条件完成汽轮机各级尺寸的确定及级效率和内功率的计算。在保证运行安全的基础上，力求达到结构紧凑、系统简单、布置合理、使用经济性高。

汽轮机设计的主要内容：

1.确定汽轮机型式及配汽方式；

2.拟定热力过程及原则性热力系统，进行汽耗量于热经济性的初步计算；

3.确定调节级型式、比焓降、叶型及尺寸等；

4.确定压力级级数，进行比焓降分配；

5.各级详细热力计算，确定各级通流部分的几何尺寸、相对内效率、内功率与整

机实际热力过程曲线；

6.整机校核，汇总计算表格。

1.3设计原始资料

额定功率：23MW

设计功率：18.4MW

新汽压力：3.43MR

新汽温度：435 C

排汽压力：0.005MR

冷却水温：22 C

机组转速：3000r/mi n

回热抽汽级数：5

给水温度：168 C

1.4设计要求

1.严格遵守作息时间，在规定地点认真完成设计，设计共计两周；

2.完成设计说明书一份，要求过程完整，数据准确；

3.完成通流部分纵剖面图一张（A0图）

4.计算结果以表格汇总。

第二章多极汽轮机热力计算

2.1近似热力过程曲线的拟定

一、进排汽机构及连接管道的各项损失

蒸汽流过个阀门及连接管道时，会产生节流损失和压力损失。表2-1列出了这些损失通常选取范围。

表2-1汽轮机各阀门及连接管道中节流损失和压力估取范围

s

二、汽轮机近似热力过程曲线的拟定

根据经验，对一般非中间再热凝汽式汽轮机可近似地按图 2-2所示方法拟定近似 热力过程曲线。

由已知的新汽参数p o 、t o ，可得汽轮机进汽状态点0,并查得初比焓 h °=3304.2kj/kg 。由前所得，设进汽机构的节流损失 △ P °=0.04 R=0.1372 MPa 寻到调 节级前压力R = P 0 - △ P °=3.2928MPa 并确定调节级前蒸汽状态点1。过1点作等 比熵线向下交于P x 线于2点，查得h 2t =2152.1kj/kg ,整机的理想比焓降

（少罟）=h ° -h 2t =330422228=11764j 2kg 。由上估计进汽量后得到的相对内效率 n ri

=83.1%,有效比焓降△ ht mac = （ A ht mac f n 『=1176X 0.831=977.3kj/kg ，排汽比

接1、Z 两点，在中间3'点处沿等压线下移21〜25 kj/kg

Z 点，得该机设计工况下的近似热力过程曲线，如图

2-2所示

3.43Mpa

焓 h z =0「hT

二：3304.^-99863 2231kj/872 ，在h-s 图上得排汽点乙用直线连 得3点，用光滑连接1、3、

h °

=3304.2kJ/kg

2t

h 2t =2152.1kj/kg 3.2928Mp K

3 747

*1

435 C

0.005Mpa

2.2汽轮机总进汽量的初步估算

般凝汽式汽轮机的总蒸汽流量 D 0

可由下式估算:

式中

P e---------------- 汽轮机的设计功率， KW ；

@h 「ac

j ――通流部分的理想比焓降，Kj/kg ；

ri -------------

汽轮机通流部分相对内效率的初步估算值 ；

g --------------

机组的发电机效率 ； m --------------

机组的机械效率 ；

D ------ 考虑阀杆漏气和前轴封漏汽及保证在处参数下降或背压升高时

仍能发出设计功率的蒸汽余量，通常取 =3%左右，t/h

m ---------- 考虑回热抽汽引起进汽量增大的系数，它与回热级数、给水温

度、汽轮机容量及参数有关，通常取 m=1.08〜1.25，

设 m=1.16

△ D =2.5t/h m

=0.99 g

=0.97 贝U

D 0=(3.6 X 18400X 1.16/977.3 X 0.99 X 0.97)+2.5 =84.36t/h

蒸汽量也D 包括前轴封漏汽量AD=1.500t/h (其中△ D 1=0.77t/h 漏人H 高压加 热

器)，也D/D 0=3%

调节抽汽式汽轮机通流部分设计式，要考虑到调节抽汽工况及纯凝汽工况。 般高压部分的进汽量及几何尺寸以调节抽汽工况作为设计工况进行计算， 低压部分的 进汽量及几何下以纯凝汽工况作为设计工况进行计算。

2.3回热系统的热平衡初步计算

汽轮机进汽量估算及汽轮机近似热力过程曲线拟定以后， 就可进行回热系统的热 平衡计算。

一、回热抽汽压力的确定

1. 除氧器的工作压力

给水温度t fw 和回热级数Z fw 确定之后，应根据机组的初参数和容量确定除氧器的 工作压力。除氧器的工作压力与除氧效果关系不大， 一般根据技术经济比较和实用条 件来确定。通常在中低参数机组中采用大气式除氧器。 大气式除氧器的工作压力一般 选择略高

D o

3.6P e

m =84.36t/h

厶 h 「ac ri g m

于大气压力即0.118MP.

2.抽汽管中压力损失.P e

在进行热力设计时，要求■ P e不超过抽汽压力的10%通常取.-：P e=( 0.04〜0.08 ) P e , 级间抽汽时取较大值，高中压排汽时取较小值。

3.表面式加热器出口传热端差

由于金属表面的传热阻力，表面式加热器的给水出口水温t w2与回热抽汽在加热器中

凝结的饱和水温t e间存在温差:.t= t e- t w2称为加热器的出口端差，又称上端差，经济上合理的端差需通过综合的技术比较确定。一般无蒸汽冷却段的加热器取t=3〜6C

4.回热抽汽压力的确定

在确定了给水温度t fw、回热抽汽级数z fw、上端差：t和抽汽管道压损.p e等参数后，可以根据除氧器的工作压力，确定除氧器前的低压加热器数和除氧器后的高压加热器数，同时确定各级加热器的比焓升：h w或温升厶t w。这样，各级加热器的给水

出口水温t w2也就确定了。根据上端差t可确定各级加热器内的疏水温度t e，即t e=t w2+：t。从水和水蒸气热力性质图表中可查得t e所对应的饱和蒸汽压力-----个加热器的工作压力

P e。考虑回热抽汽管中的压力损失，可求出汽轮机得抽汽压力P e，即p e= p e+「pe。在汽轮机近似热力过程曲线中分别找出个抽汽点得比焓值h e，并将

上述参数列成表格如下：