17MW凝汽式汽轮机设计

目录

第一章17M W凝汽式汽轮机设计任务书 (2)

第二章多级汽轮机热力计算 (3)

第三章通流部分选型及热力计算 (12)

第四章压力级的计算 (19)

第五章整机校核 (27)

参考文献 (28)

第一章 17MW凝汽式汽轮机设计任务书

1.1 设计题目： 17MW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：13MW

设计功率：10.4MW

新汽压力：3.43MP

a

新汽温度：435℃

排汽压力：0.0055MP

a

冷却水温：22℃

机组转速：3000r/min

回热抽汽级数：3

给水温度：160℃

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

损 失 名 称

符 号

估 算 范 围

主汽管和调节阀节流损失

0p ∆ △P=（0.03～0.05）0p

排汽管中压力损失

c p ∆ △P=（0.02～0.06）c p

回热抽汽管中压力损失

e p ∆ △P=（0.04～0.08）e p

图2-1 进排汽机构损失的热力过程曲线

(Δh t m a c

) ＇

t 0 P 0＇

Δh t m a c

ΔP 0

Δh i m a c

ΔP c

0＇

s

h P 0

P c

P c

＇

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 0、t 0，可得汽轮机进汽状态点0，并查得初比焓h 0=3304.2kg/kg 。由前所得，设进汽机构的节流损失ΔP 0=0.04 P 0=0.1372 MPa 得到调节级前压力P 0＇= P 0 - ΔP 0=3.3MPa ，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 =2128kj/kg ，整机的理想比焓降()'

023304.221201184.2

mac t t h h h ∆=-=-=3304.2-2130=1176 kj/kg 。由上估计进汽量后得到的相对内效率ηri =82.4%，有效比焓降Δhtmac=（Δhtmac ）＇ηri =1174.2×

0.824=969kj/kg ，排汽比焓03304.2986.3282317.872mac z t h h h =-∆=-=3304.2-967.5=2335.2 kj/kg ，在h-s 图上得排

汽点Z 。用直线连接1、Z 两点，在中间'3点处沿等压线下移12～15 kj/kg 得3点，用光滑连接1、3、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。

图2-2 12MW 凝汽式汽轮机近似热力过程曲线

h 2t =2128kj/kg

3

3＇

2t

z

435℃

1176k j /k g

969.0 k j /k g

h 0=3304.2 kJ/kg

21～25k j /k g

3.43Mpa

3.3Mpa 0.0055Mp

h z =2335.2j/kg

2.2 汽轮机总进汽量的初步估算

一般凝汽式汽轮机的总蒸汽流量0D 可由下式估算：

()D m h P D m

g

ri

mac t

e

∆+∆=

η

ηη'06.3

式中 e P ———汽轮机的设计功率， KW ； ()

'

mac t h ∆——通流部分的理想比焓降，Kj/kg ；

ri η ———汽轮机通流部分相对内效率的初步估算值 ；

g η ———机组的发电机效率 ；

m η ———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=1.15 ΔD =1.5 t/h m η=0.99 g η=0.97则

0D =3600*10.4*1.15/（1176*0.824*0.99*0.97） +1.5=47.7

蒸汽量∆D 包括前轴封漏汽量∆D l =1.00t/h ∆D ej =0.5t/h ∆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fw t 和回热级数fw z 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于大气压力即0.118MP ，对应的饱和水温度 =104.25℃。考虑到非调节抽汽随负荷变化的特点，为了维持所有工况下除氧器定压运行，供给除氧器的回热抽汽压力一般比除氧器工作压力高0.2～0.3MPa ，本机采用70%负荷以下时除氧器与H 2高压加热器共汽源的运行方式，