第3章 汽轮机的变工况特性.
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
§3 汽轮机的变工况特性
§3 汽轮机的变工况特性 第一节 喷嘴的变工况特性
第二节
第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节
级与级组的变工况特性
配汽方式及其对定压运行机组变工况的影响 滑压运行的经济性与安全性 小容积流量工况与叶片颤振 变工况下汽轮机的热力核算 初终参数变化对汽轮机工作的影响 汽轮机的工况图与热电联产汽轮机
c
都不变的条件
B
当 p1 pc时，G Gc 不变， D C p p 如直线AB所示；当 1 时， O c p P P 流量沿曲线BC变化。 渐缩喷嘴的流量与背压关系曲线
c 0 0 1
曲线BC段与椭圆的1/4线段相当近似，若用椭圆曲线代 替它，误差较小，故可用椭圆方程表示BC段的 G p1 关系：
§3.1 喷嘴的变工况特性
G Gc p1 pc 1 0 p p c 0
2
n nc 1 1 nc
2
式中， 是彭台门系数 §3.1.2 渐缩喷嘴前后参数都变化时的流量变化 1. 设计工况与变工况下喷嘴均为临界工况 喷嘴出口流速达到或超过临界速度时，称喷嘴处于临 界工况。
3. 渐缩喷嘴初压，背压与流量的关系 若渐缩喷嘴前后的蒸汽参数都变化，仅初温不变或不 考虑温度变化的影响，则对于每一个初压都可以画出 G 一条流量与背压关系曲线， G 示于右图中。图中AOB区域 0.8G 是临界工况区，临界流量与 0.6G 初压成正比，BOC区域是亚 临界工况区，同一初压下流 p 量与背压近似成椭圆曲线关 系。若各初压下的临界压力比不变，则各曲线水平段 与椭圆段的交点必位于同一直线OB上，因这些交点的 横坐标成正比。可一目了然的看出不考虑初温变化时 的流量与初压、背压的相互关系。
§3.1 喷嘴的变工况特性 研究喷嘴的变动工况，主要是分析喷嘴前后压力与流 量之间的变化关系，喷嘴的这种关系是以后研究汽轮 机级和整个汽轮机变工况特性的基础。喷嘴又分渐缩 喷嘴和缩放喷嘴两种型式。本节主要分析渐缩喷嘴的 变工况特性。
§3.1.1 渐缩喷嘴初压不变时背压与流量的关系 由第一章知：喷嘴的流量公式为
T1 T11
略去温度影响，得
0 Gc1 p11 p 0 11 Gc p1 p1
由于叶顶漏汽不大，可认为喷嘴流量等于动叶流量。 这时喷嘴在设计工况和变工况下的连续方程之比为；
k 1 2 k n 1 n1 k 1 2 k n n
k k 0 p11 p01 n1 0 p1 p0 n
§3.1 喷嘴的变工况特性
2. 设计工况与变工况下喷嘴均为亚临界工况
喷嘴出口流速小于临界流速时，称喷嘴处于亚临界工 况。若设计工况与变工况下，喷嘴都是亚临界工况， 流量为：
0 1Gc1 1 p01 G1 0 G Gc p0
T00 1 p01 0 T01 p0
T0 T01
若不考虑温度的变化，则 0 p 1 p01 G 1 01 1 0 G p0 p0 若工况变动前为临界工况，变动后为亚临界工况，则 可用临界工况公式算到 n nc 处，再用亚临界工况公式 由 n nc算到变动后的工况。若相反，则计算方法相反
§3.1 喷嘴的变工况特性
§3 汽轮机的变工况特性
任务 研究汽轮机在偏离设计(off-design)工况下各级 流量与热力参数的相对变化关系，以及由此产生的反 动度、内功率、效率和轴向推力等的改变，分析和估 算这些变化对机组安全、经济运行产生的影响。
研究方法 在选定参考工况(如额定设计工况或最大工 况)下，以喷嘴非设计工况的运行特性和小参数变化简 化分析为基础，将汽轮机通流部分划分为调节级、中 间级组和末级组三部分，分析、估算流量与热力参数 相对于参考工况的相对变化。
A B
c max c max c max
C
O
1
§3.1
喷嘴的变工况特性(作业与思考)
• 1.简述渐缩喷嘴初压，背压与流量的关系。 • 2.分析渐缩喷嘴的流量与背压的关系。
§3.2 级与级组的变工况特性
§3.2.1 级内压力与流量的关系 1. 级内为临界工况 级内的喷嘴叶栅或动叶栅两者之一的流速达到或超过 临界速度，称该工况为级的临界工况。 喷嘴临界
若设计工况和变工况下，喷嘴内流速均达到或超过临 界速度，则此两种工况下的临界流量之比为：
§3.1 喷嘴的变工况特性
0.648 An Gc1 Gc 0.648 An
0 0 p01 v01 0 0 p0 v0 0 p01 0 p0 0 0 0 p0 v0 p01 0 0来自百度文库0 p01v01 p0
G nGt n An
2k p 0 2 k 0 k 1 k p1 p0 p1 p0 k 1 v
0 0 0 0
§3.1 喷嘴的变工况特性
对渐缩喷嘴，在定熵指数k和流量系数 0 0 G p , v 下，若喷嘴前滞止参数 0 0 A G 和出口面积 An都不变，则喷嘴 的流量G与背压 pc 的关系如图 所示：
T00 0 T01
凡变工况参数，右下角都多加一角标“1”，以下均相同 0 略去温度的影响，则 Gc1 p01
Gc
0 p0
一般地，滞止参数的焓值与非滞止参数的焓相差不大， 因此，在非设计工况流量估算时，可略去滞止参数的 影响，得： Gc1 p01
Gc p0
由此可知，喷嘴临界流量仅正比与初压或滞止初压
0 Gc1 p01 0 Gc p0
T00 p01 0 T01 p0
T0 T01
忽略温度的影响
0 Gc1 p01 p01 0 Gc p0 p0
§3.2级与级组的变工况特性
动叶临界
只要采用动叶的相对热力参数，喷嘴的结论可用：
0 Gc1 p11 0 Gc p1
T10 p11 0 T11 p1
§3.2级与级组的变工况特性
方程解为 n1 n 。这样，有
0 Gc1 p01 0 Gc p0
T00 p01 0 T01 p0
§3 汽轮机的变工况特性 第一节 喷嘴的变工况特性
第二节
第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节
级与级组的变工况特性
配汽方式及其对定压运行机组变工况的影响 滑压运行的经济性与安全性 小容积流量工况与叶片颤振 变工况下汽轮机的热力核算 初终参数变化对汽轮机工作的影响 汽轮机的工况图与热电联产汽轮机
c
都不变的条件
B
当 p1 pc时，G Gc 不变， D C p p 如直线AB所示；当 1 时， O c p P P 流量沿曲线BC变化。 渐缩喷嘴的流量与背压关系曲线
c 0 0 1
曲线BC段与椭圆的1/4线段相当近似，若用椭圆曲线代 替它，误差较小，故可用椭圆方程表示BC段的 G p1 关系：
§3.1 喷嘴的变工况特性
G Gc p1 pc 1 0 p p c 0
2
n nc 1 1 nc
2
式中， 是彭台门系数 §3.1.2 渐缩喷嘴前后参数都变化时的流量变化 1. 设计工况与变工况下喷嘴均为临界工况 喷嘴出口流速达到或超过临界速度时，称喷嘴处于临 界工况。
3. 渐缩喷嘴初压，背压与流量的关系 若渐缩喷嘴前后的蒸汽参数都变化，仅初温不变或不 考虑温度变化的影响，则对于每一个初压都可以画出 G 一条流量与背压关系曲线， G 示于右图中。图中AOB区域 0.8G 是临界工况区，临界流量与 0.6G 初压成正比，BOC区域是亚 临界工况区，同一初压下流 p 量与背压近似成椭圆曲线关 系。若各初压下的临界压力比不变，则各曲线水平段 与椭圆段的交点必位于同一直线OB上，因这些交点的 横坐标成正比。可一目了然的看出不考虑初温变化时 的流量与初压、背压的相互关系。
§3.1 喷嘴的变工况特性 研究喷嘴的变动工况，主要是分析喷嘴前后压力与流 量之间的变化关系，喷嘴的这种关系是以后研究汽轮 机级和整个汽轮机变工况特性的基础。喷嘴又分渐缩 喷嘴和缩放喷嘴两种型式。本节主要分析渐缩喷嘴的 变工况特性。
§3.1.1 渐缩喷嘴初压不变时背压与流量的关系 由第一章知：喷嘴的流量公式为
T1 T11
略去温度影响，得
0 Gc1 p11 p 0 11 Gc p1 p1
由于叶顶漏汽不大，可认为喷嘴流量等于动叶流量。 这时喷嘴在设计工况和变工况下的连续方程之比为；
k 1 2 k n 1 n1 k 1 2 k n n
k k 0 p11 p01 n1 0 p1 p0 n
§3.1 喷嘴的变工况特性
2. 设计工况与变工况下喷嘴均为亚临界工况
喷嘴出口流速小于临界流速时，称喷嘴处于亚临界工 况。若设计工况与变工况下，喷嘴都是亚临界工况， 流量为：
0 1Gc1 1 p01 G1 0 G Gc p0
T00 1 p01 0 T01 p0
T0 T01
若不考虑温度的变化，则 0 p 1 p01 G 1 01 1 0 G p0 p0 若工况变动前为临界工况，变动后为亚临界工况，则 可用临界工况公式算到 n nc 处，再用亚临界工况公式 由 n nc算到变动后的工况。若相反，则计算方法相反
§3.1 喷嘴的变工况特性
§3 汽轮机的变工况特性
任务 研究汽轮机在偏离设计(off-design)工况下各级 流量与热力参数的相对变化关系，以及由此产生的反 动度、内功率、效率和轴向推力等的改变，分析和估 算这些变化对机组安全、经济运行产生的影响。
研究方法 在选定参考工况(如额定设计工况或最大工 况)下，以喷嘴非设计工况的运行特性和小参数变化简 化分析为基础，将汽轮机通流部分划分为调节级、中 间级组和末级组三部分，分析、估算流量与热力参数 相对于参考工况的相对变化。
A B
c max c max c max
C
O
1
§3.1
喷嘴的变工况特性(作业与思考)
• 1.简述渐缩喷嘴初压，背压与流量的关系。 • 2.分析渐缩喷嘴的流量与背压的关系。
§3.2 级与级组的变工况特性
§3.2.1 级内压力与流量的关系 1. 级内为临界工况 级内的喷嘴叶栅或动叶栅两者之一的流速达到或超过 临界速度，称该工况为级的临界工况。 喷嘴临界
若设计工况和变工况下，喷嘴内流速均达到或超过临 界速度，则此两种工况下的临界流量之比为：
§3.1 喷嘴的变工况特性
0.648 An Gc1 Gc 0.648 An
0 0 p01 v01 0 0 p0 v0 0 p01 0 p0 0 0 0 p0 v0 p01 0 0来自百度文库0 p01v01 p0
G nGt n An
2k p 0 2 k 0 k 1 k p1 p0 p1 p0 k 1 v
0 0 0 0
§3.1 喷嘴的变工况特性
对渐缩喷嘴，在定熵指数k和流量系数 0 0 G p , v 下，若喷嘴前滞止参数 0 0 A G 和出口面积 An都不变，则喷嘴 的流量G与背压 pc 的关系如图 所示：
T00 0 T01
凡变工况参数，右下角都多加一角标“1”，以下均相同 0 略去温度的影响，则 Gc1 p01
Gc
0 p0
一般地，滞止参数的焓值与非滞止参数的焓相差不大， 因此，在非设计工况流量估算时，可略去滞止参数的 影响，得： Gc1 p01
Gc p0
由此可知，喷嘴临界流量仅正比与初压或滞止初压
0 Gc1 p01 0 Gc p0
T00 p01 0 T01 p0
T0 T01
忽略温度的影响
0 Gc1 p01 p01 0 Gc p0 p0
§3.2级与级组的变工况特性
动叶临界
只要采用动叶的相对热力参数，喷嘴的结论可用：
0 Gc1 p11 0 Gc p1
T10 p11 0 T11 p1
§3.2级与级组的变工况特性
方程解为 n1 n 。这样，有
0 Gc1 p01 0 Gc p0
T00 p01 0 T01 p0