汽轮机课程设计(低压缸)解读

目录

第一章摘要...................... ...................... . (2)

第二章汽轮机热力计算的技术条件和参数.............. ..3 第三章汽轮机低压部分介绍...................... . (4)

第四章拟定汽轮机近似热力过程曲线 (5)

第五章回热系统的计算 (7)

第六章低压缸的压力级的级数和排汽口数的确定 (9)

第七章各级详细的热力计算...................... .......... ..10 第八章参考文献...................... ....... .. (15)

第九章总结 (16)

第一章摘要

本次课程设计主要对200MW亚临界冲动式汽轮机通流部分（低压缸）进行了详细的设计和计算。先后完成了汽轮机近似热力过程曲线的拟定、原则性回热系统的计算、低压缸进汽量的估算、低压缸级数的确定、比焓降的分配和各级详细的热力计算，初步完成了汽轮机低压缸的设计。

汽轮机是以水蒸气为工质，将热能转变为机械能的外燃高速旋转式原动机。它具有单机功率大、效率高、运转平稳、单位功率制造成本低和使用寿命长等优点。汽轮机是现代化国家中重要的动力机械设备。

汽轮机设备是火电厂的三大主要设备之一，汽轮机设备及系统包括汽轮机本体、调节保安油系统、辅助设备及热力系统等。汽轮机本体是由汽轮机的转动部分（转子）和固定部分（静子）组成，调节保安油系统主要包括调节气阀、调速器、调速传动机构、主油泵、油箱、安全保护装置等；辅助设备主要包括凝汽器、抽气器、高低压加热器、除氧器、给水泵、凝结水泵、凝升泵、循环水泵等；热力系统主要指主蒸汽系统、再热蒸汽系统、旁路系统、凝汽系统、给水回热系统、给水除氧系统等。

汽轮机是以水蒸气为工质，将热能转变为机械能的外燃高速旋转式原动机。它具有单机功率大、效率高、运转平稳、单位功率制造成本低和使用寿命长等优点。汽轮机是现代化国家中重要的动力机械设备。

汽轮机设备是火电厂的三大主要设备之一，汽轮机设备及系统包括汽轮机本体、调节保安油系统、辅助设备及热力系统等。汽轮机本体是由汽轮机的转动部分（转子）和固定部分（静子）组成，调节保安油系统主要包括调节气阀、调速器、调速传动机构、主油泵、油箱、安全保护装置等；辅助设备主要包括凝汽器、抽气器、高低压加热器、除氧器、给水泵、凝结水泵、凝升泵、循环水泵等；热力系统主要指主蒸汽系统、再热蒸汽系统、旁路系统、凝汽系统、给水回热系统、给水除氧系统等。

第二章 汽轮机热力计算的技术条件和参数

已知技术条件和参数：

额定功率 P=200MW

转 速 n=3000r/min

主蒸汽压力 MPa p 75.120=

主蒸汽温度C t o 5380

= 低压缸排汽压力MPa p c 0049

.0= 设计冷却水温度C t o 5.20=

设计要求：

运行时具有较高的经济性；

不同工况下工作时均有高的可靠性；

满足经济性、可靠性，保证汽轮机结构紧凑、布置合理。

提交的文件：

相关计算程序一份；

绘制通流部分方案图及纵剖面图；

设计、计算说明书一册；

详细的设计过程、思路说明。

第三章汽轮机低压部分介绍

汽缸即汽轮机的外壳，是汽轮机静止部件的主要部分之一。它的作用是将汽轮机的通流部分与大气隔绝，以形成蒸汽能量转换的封闭空间，以及支撑其他静止部件。对于轴承座固定在汽缸上的机组，汽缸还要承受汽轮机转子的部分质量。

由于汽轮机的型式、容量、蒸汽参数、是否采用中间再热以及制造厂家的不同，汽缸结构型式也不一样。

汽缸一般为水平中分型式，上、下两个缸通过水平法兰用螺栓紧固。

国产600MW汽轮机有高压、中压和两个低压缸共四个缸。低压缸工作压力不高、温度较低，但由于蒸汽容积大、低压缸的尺寸很大，尤其是排汽部分。因此，在低压缸的设计中，强度已不成为主要问题，而如何保证其刚度，防止缸提产生挠曲和变形，合理设计排汽通道则成为了主要问题。另外，为了改善低压缸的热膨胀，大机组采用多层低压缸，将通流部分设计在内缸中，使体积小的内缸承受温度变化而外缸和庞大的排汽缸则处于排汽低温状态，使其膨胀变形较小。这种结构有利于设计成径向扩压排汽，使末级的余速损失减少，并可缩短尺寸，大多低压缸采用对称分流布置。

第四章 拟定汽轮机近似热力过程曲线

由主蒸汽压力 MPa p 75.120=、主蒸汽温度C t o 5380= ，取进汽机构的节流损

失MPa p 51.00=?，得调节级前压力MPa p p p o o 24.120

=?-=' 查h —s 图得kg kJ h /9.34470=，C kg kj s o /606.60=

由进汽状态点O 等熵到高压缸排汽压力MPa p r 16.2=，

查h —s 图得kg kJ h /1.29522='， kg kJ h h h o m ac t /89.49521

='-'=?，kg kJ h h m ac t i m ac i /26.45189.49591.01

1=?=??=?η，由m ac i o h h h 12?-'=可确定高压缸排汽点2。取主蒸汽管道损失r r p p 1.0=? 得MPa p p r 944.19.03==，C t o 5383=

查得：kg kJ h /74.35523= 考虑损失r

p '?得4点，得3点作等熵线交排汽压力0.0049KPa 等压线于3点,查得kg kJ h /97.23003='.

由此得: kg kJ h h h m ac t /77.1251

332='-=?, kg kJ h h m ac t i m ac i /107.1139

22=??=?η 由以上数据与估测，可得到如下的汽轮机近似热力过程曲线：

1

2

35

6

4h e2

p 2

p 0

p 0

p 0

h t1

mac mac mac

mac h i1

h t2h i22p c

p 2

第五章 回热系统的计算

1. 排汽参数的确定

由中压缸进汽参数MPa P 16.2=,蒸汽温度C t o 538= ，查h —s 图得

kg kJ h /66.3550=，

等熵变化到MPa P c 0049.0=时, kg kJ h c /51.2285=,对应的凝汽器中的饱和水温度C t o 52.32= ，经过轴封加热器时温升C o 3 ,即C o 52.35。 2: 回热级数的确定:

由除氧器温度为C T o 5.1584=,低压进口水温C t o g 52.35=,高加出口C T o 2451=,且已知有8级回热,得每级平均温升为:

C T T t o 68.108

5.158245891=-=-=? 低加级数 =-=

30

5.158245Z 2.88 去除除氧器可得低加级数为3级

因此,整个机组的回热系统由三高四低一除氧组成.

3: 低加回热参数的确定 由C T o 5.1584=,C T o 369=,根据低加等温升分配各级温升,则

C t o 5.245

365.158=-=

'?. 以第8级加热器计算为例: C C t T T o o 5.605.2436)5(98=+=±'?+=

取出口端差 C t o 5=δ,则饱和水温度C C T T o o 5.6558=+=

查得对应得出口水焓和饱和水比焓分别为:

kg kJ h /3.270= 和 kg kJ /1.258

又可查得加热器工作压力MPa P 022.0=,取抽汽管压损P P %6=? 得抽汽压力为 MPa P 0232.0=

同理可得第5、6、7号加热器的相关参数

由中压缸进汽参数MPa P 16.2=, C t o 538= 查h —s 图得kg kJ h /66.3550= 等熵变化到压力分别为抽汽压力时可查得各段抽汽得比焓和抽汽温度:

5H kg kJ H /1.28755='