汽轮机课程设计报告
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一、课题背景：
随着电力需求的迅速增长，电力负荷的多样性及可变性在所难免，而电能的不可储藏性决了发电机组的工况必须随着电力负荷的变化而变化。所以发电机组常常需要偏离设计工况运行。作为发电机组的原动机，汽轮机也必然受到变工况运行的影响。汽轮机在变工况下运行时，通过汽轮机的蒸汽流量或蒸汽参数将发生变化，汽轮机的某些级或全部级的反动度、级效率也随之发生变化。为了估计汽轮机在新工况下的经济性和可靠性，有必要对新工况进行热力核算。汽轮机整机变工况热力核算是建立在单级核算基础上的，因此研究单级热力核算对于顺利完成整机热力核算任务有重要意义。正是基于此，本设计拟题为：某型汽轮机最末级的倒序法变工况热力核算。
二、设计要求：
根据计算准确度的要求不同，热力核算可采用详细的热力核算，也可以采用近似的算法。本次设计要求的是单级的详细热力核算。由给定的不同的原始条件，单级的详细热力核算又分为顺序计算和倒序计算两种基本方法，以及将这两种算法结合起来的混合算法。本设计采用以给定的变工况后的级后状态为起点，由后向前计算的倒序法对某型汽轮机最末级进行详细的变工况热力核算。要求在规定的时间内，按规范完成设计说明书，并通过指导老师组织的小型答辩。
三、原始数据：
流量G=33.6kg/s，喷嘴平均直径=2.004m，动叶平均直径=2.0m，级前压力=0.0134Mpa，级前干度=0.903，喷嘴圆周速度=314.6m/s，动叶圆周速度=314m/s，反动度=0.574，级前余速动能=11.05kJ/kg，喷嘴速
度系数φ =0.97，喷嘴出汽角=18°20’，喷嘴高度=0.665m，喷嘴出口截面积=1.321；级后压力=0.0046Mpa，级后干度=0.866，动叶出口截面
积=2.275 ，动叶出汽角=3254’。
变工况条件：=40.32kg/s，= =0.0046Mpa，=2311 kJ/kg 。
四、课程设计进程安排
五、
设计工况下的热力核算（顺序算法）
5.1
级内焓降的分配和各状态点参数的确定
0点参数：已知级前压力=0.0134
，级前
干度
=0.903，由水和蒸汽性质计算软件（以下简称软件）查得蒸汽进入
喷嘴前0点的各个参数：焓值
=2364.3930 kJ/kg ，
熵值=7.3383 kJ/（kg ·C ），比体积=10.0628
/kg
点参数：已知级前余速动能
=11.05
，算得等熵滞止
状态点的焓值=
=(2364.3930+11.05)
=
。又知
点的熵值
==7.3383 kJ/（kg ·C ），由软件查得可以得到
点的各个参数：
=
0.01456 MPa ，
= 9.3433
/Kg ，
= 0.9066
2t ’点参数：已知级后压力=0.0046MPa ，0点到2t ’点是等熵过程，
==7.3383 kJ/（kg ·C ），可以得到2t ’点的各个参数：=2227.7499 kJ/kg ，
=26.3402
/kg ，
=0.8636进而求出级的滞止理想比焓降
图 1 级内焓降分配 0
1
1t
2t ’
2t
2
==(2375.4430-2227.7499)=147.6931 kJ/kg
焓降分配：已知反动度=0.574，蒸汽在动叶内的焓降：
==kJ/kg=84.7758 kJ/kg；蒸汽在喷嘴中的焓降：
==(147.6931-84.7758) kJ/kg=62.9173 kJ/kg
1t点参数：则1t点的焓值==（-62.9173）
kJ/kg=2312.5257 kJ/kg，又知1t点的熵==7.3383 kJ/（kg·C），由软件查得1t 点的参数：= 0.00906250 MPa，= 14.2951951/Kg，= 0.8882；已知喷嘴的速度系数=0.97，可以得喷嘴损失=（）=（1-）62.9173 kJ/kg =3.7184 kJ/kg
1点参数：1点的焓值==（2312.5257+3.7184）kJ/kg=2316.2441
kJ/kg，1点的焓值==0.00906250 MPa，由软件查得：=7.3495 kJ/（kg·C），=14.3188 /kg，=0.8894
2t点参数：1点到2t点为等熵过程==7.3495 kJ/（kg·C），又知2t点的压力==0.0046 MPa，由软件查得2t点的参数：=2231.1611 kJ/kg，
=0.8650，=26.3831 /kg
5.2 级的截面形状与速度三角形的分析
5.2.1 喷嘴的截面形状分析
等熵指数：=1.035+0.1=1.035+0.1=1.1246
喷嘴的临界压比：===0.5796
喷嘴前后压力比：===0.6225>
所以喷嘴的形状是渐缩喷嘴。
5.2.2 喷嘴出口的速度三角形分析
图2 动叶进出口速度三角形
已知=314.6m/s，喷嘴出汽角=1820’
喷嘴出口的理想速度：==m/s =354.7317 m/s 喷嘴出口绝对速度：==0.97354.7317 m/s =344.0898m/s
喷嘴出口的相对速度：
=
=m/s
=108.8976 m/s
动叶进口汽流方向角：===83.66
5.2.3 动叶出口的速度三角形分析
已知=314m/s，动叶出汽角=3254’
动叶出口的理想速度：==
m/s = 425.9229m/s
动叶出口相对速度：==0.95425.9229 m/s =404.6267m/s
动叶出口绝对速度：
=