汽轮机配汽机构资料+PPT课件
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汽轮机配汽机构
配汽机构是指调节汽门及带动调节汽门的传动机构。 一、调节汽门
作用:在油动机控制下,通过改变阀门开启的个数及开度,来改变进入汽轮机的 蒸汽量(或焓降),以达到改变功率的目的。 所以首先结构设计要尽量合理, 如能自由开关, 关闭时密封性好, 结构简单可靠, 蒸汽流动的压力损失要小。 从运行上讲,我们关心的是:阀门开启过程中流量特性要满足运行的要求。 阀门的提升力要小,而且全开时不会受到向上的推力。 <1>调节汽门的流量计算: 1. 计算的任务:根据已知条件 a、必要的热力计算数据 b、汽门的型线及基 本尺寸 计算不同汽门开度 L 下,蒸汽的流量 Dn 或者根据不同蒸汽流量 Dn 下确定阀门开度 L。 2. 特点: 一只球阀为了把蒸汽流过阀门的速度能转换成压力能, 阀座上常有 一段扩压管,然后蒸汽进入喷嘴室,通过喷嘴膨胀形成高速气流,使调节 级叶片冲转,以后再进入非调节级工作。设汽门前压力 p0’,比容 v0’阀后 扩压管后压力,也就是喷嘴前压力为 p0″,调节级喷嘴后压力为 p1,调节 级叶片后压力为 p2,再设扩压管喉部面积为 Av= Dv2
式中: Av-公称面积 Dv-公称直径(对不同型式的阀门定义不同的概念) 特点:1)汽门在不同开启位置时,汽门的最小通流面积不是常数 2)汽门喉部压力 pv 汽门后压力,而是有扩压,而且扩压效率随 工况而变,汽门前后压力比不是常数。
这样汽门的流量不能简单认为是阀门前后压力比的函数,给理论计算带来困 难,一般采用理论分析+试验方法,给出经验公式。 1. 试验: 定义: 在一定压力差 p=p0′-p0″及开度 L 条件下的实际流量为 G, 可以通过 对具体的阀门进行试验而求得。 在初压 p0′及阀门公称面积 Av 条件下的临界流量 Gc。公式为:
GC=0.648Av χ= 为汽门相对流量系数。
试验曲线的求取: 通过试验求取不同汽门压差 p,及升程 L 下的真实流量 G 以后,根据上述定义 可以作出相对流量系数的曲线。
纵坐标为 X,横坐标为阀门的相对升程
把同一比值
下,χ 随
变化规律整理成一条曲线,不同
下可得到不同曲
线。 从图中可以看出: (1)在同一个 p 下,升程 L ,χ ,G 。但当阀门基本全开( =0.25~
0.3)后,升程的增大,流通面积增大甚少。所以,流量的增加过程趋势变慢,χ 曲线显得平坦,接近一条直线。 (2)在同一升程 L 下,压力降 p ,χ ,G ,但当 p 增大到某一范围后,
pv 接近临界压力, 所以流量的增加趋势也变慢, 表现为曲线变得密集。 当 %后已达到临界压力比,流量不再增加,曲线也到此为止。 要计算通过阀门的流量 G,关键是求出 合蒸汽在喷嘴中变工况特性计算。 2.升程流量特性
>30
。扩压管后压力即喷嘴前压力可以结
阀门在开启过程中流量的大小与阀门的结构及蒸汽参数有关,下面以最简单 的球阀——单座阀加以说明。 (1)单座阀结构特性: 阀门升程 L 与通流面积 A 的关系,汽门从关闭状态开启,蒸汽的流通面积为一
圆环。设流通面积的平均直径为
,则流通面积为 A=
L,当阀门提升到一
定高度
时,其流通面积将等于阀门的
L=
Dv2
Dv——喉部直径 若再提高汽门开度, 对汽流的整个流通过程而言, 决定流量的最小截面已不再是 阀门开度,而是在喉部面积,即阀门再升高,蒸汽的流通面积不再增加。 (2)阀座流量特性: 阀门的升程 L 与流量 G 的特性简称流量特性。
当升程 L=0,流量 G=0 1. 当阀门升度较小时,由于汽门后压力 低,ε<εcr(εcr 为临界压比),所以蒸
汽在阀门内为临界流动,速度不变,在阀门前压力不变的条件下,流量与流 通面积 A 成正比,亦即与升程 L 成正比,即超临界段,这个线性直到阀后压 力为临界压力为止。 2. 阀门再开大 流动面积增加 流量增加 , p 流速降低 流量 亚临界
段流量增加速度 3. 阀门升程继续增大,当限制流量的通流面积为喉部面积时,即使升程增加, 也不增加,通常认为汽门前后的压力比 (3)汽轮机运行对流量特性的要求。 1. 汽轮机启动并网时,希望随着阀门升程的增加,蒸汽流量增加慢一点,增 加稳定性,一般第一只调节汽门在结构上采用常“节流锥”的型式。 / =0.95~0.98,汽门为全开。
节流锥伸入到阀座里面,在阀门提升的开始阶段,由于节流锥的阻挡,蒸 汽流量增加较慢,当节流锥脱离阀座后,蒸汽的流量随开度增加较快。 2. 对于采用喷嘴调节的汽轮机,比如采用喷嘴依次开启来调节, 希望升程与 流量的曲线是连续光滑。
四只调节阀假使完全依次开启——第一只开足,再开第二只,第二只开足 再 开第三只,第四只,这样我们得到的流量曲线是一条折线,不符合运行要求。 曲线出现平坦处表示, 同一个蒸汽流量可以允许不同的阀门升程, 这势必会引起 调节系统的晃动。 在蒸汽流量达到最大值时,阀门总的升程要增大,油动机的行程要增大, 可以采用“重叠度”的方法解决问题。当前一只阀门未开足时,比如开到阀门前后 压力比 / =0.85~0.95 时,后一只阀门就提前开启。这样提前开启,得到的
升程-流程曲线是一条光滑连续的曲线。总的阀门升程也减小, 这个提前开启的 量 5~15%称为重叠度。 由于两个汽门同时部分开启,节流损失增大,经济性下降,重叠度应选择适当。 3.提升力计算
(1)分析: 油动机所需功率的大小,主要取决于阀门的提升力,提升力与汽门前后蒸汽 压力以及阀门结构有关,以球芯阀为例: 1. 在将要打开而未打开时,阀前参数 提升力最大,Fq= 一定,阀后参数 A芯 最低,所以此时
(A 芯-A 杆)-
2. 随着阀门的开启,阀后压力 ,所以阀门的提升力 。 3. 阀门结构的不同,提升力的变化规律也不同,需要通过试验确定。 4. 为了减小刚开启时阀门的提升力,阀杆的截面积大一点是有利的, 但不能 太大,为了避免出现负的提升力。 (2)计算: 提升力的大小是根据试验曲线来计算。 相对提升力系数 =不同开度下开启汽门实际需要的提升力 F2/(汽门的公称面 积 Av×汽门前压力 ) , p 下进行实际提升力的测量,整理成
对于不同阀门,在不同开度 L, 曲线。 纵坐标:相对提升力系数 ; 横坐标:相对压力差 /
在一定相对开度 如图示:
下,可得到 -
/
曲线,开度不同,曲线不同。