3_多级汽轮机详解

低压段
喷嘴出口汽流角较大，圆周方向分速度与轮周功 减小； 级的反动度明显增大； 各级理想比焓降较大，且增加较快；


余速损失大，湿汽损失越往后越大；漏汽量少， 漏汽损失小，叶高损失也很小，摩擦损失小，无 部分进汽损失。
总之，级效率较低。


中压段
漏汽损失和摩擦损失较小；
叶高损失较小；
二、重热现象和重热系数

重热现象的描述
在水蒸气的 h-s图上等压线是沿着比熵增大的方向逐 渐扩张的，也就是说，等压线之间的理想比焓降随 着比熵的增大而增大。这样上一级的损失（客观存 在）造成比熵的增大将使后面级的理想比焓降增大， 即上一级损失中的一小部分可以在以后各级中得到
利用，这种现象称为多级汽轮机的重热现象。
重热现象分析 第一级没损失，第二级理想比焓 降

k 1 k p3 k 2' ' ht RT1 1 k 1 p 2
p1 p2 T1’
ht2 '
第一级有损失，第二级理想比焓 降
k 1 k p3 k 2 ht RT1 1 k 1 p 2
mac t

影响重热系数的因素
a（％）
10 8 6 4 2 0 2 4 6 8 10 0.6 0.7
ilev 0.8
z
初参数p0＝2.85MPa，t0＝400 ℃ ，排汽压力 p2＝3.9kPa
分析：

多级汽轮机各级的效率。若级效率为 1，即各级没有损失， 后面的级也就无损失可利用，则重热系数α=0。级效率低， 则损失越大，后面级利用的部分也越多，α值也就越大。 多级汽轮机的级数。当级数越多，则上一级的损失被后面 级利用的可能性越大，利用的份额也越大,α值将增大。 各级的初参数。当初温越高，初压越低时，初态的比熵值 较大，使膨胀过程接近等压线间扩张较大的部分， α 值较 大。此外，由于在过热蒸汽区等压线扩张程度较大，而在 湿蒸汽区较小，因此在过热区值较大，湿汽区值较小。
节流过程，压力下降，比焓不变。

影响因素
汽流速度、阀门类型、阀芯型线及汽室形状。

节流引起的焓降损失
Biblioteka Baiduh
mac
h
mac t
h

mac ' t

汽轮机进、排汽损失
二、排汽阻力损失

部位：排汽管（末级动叶后到凝汽器喉部）；

产生阻力原因：蒸汽在其中流动时，存在摩擦、 涡流、转向等阻力作用，产生压力降落； 流动性质：节流过程；



重热系数与整机效率关系分析
imac ilev 1
由上式可得出结论：a 越大，整机效率越高？
不可，这是由于重热系数 a 的很少量增大是在级效率降低 较多的前提下实现的。 因此，拟通过提高重热系数a来提高整机效率的想法是错 误的。重热系数的提高使全机效率的增大远远弥补不了 级效率的降低所引起的全机效率的降低。

多级汽轮机每级的焓降较小，有可能使速比设计在最佳 速比附近，同时c1小、u也小，即直径小，叶高或部分进 汽度相应增大，这些都使效率增大； 各级余速动能可以部分的被利用；



多级汽轮机可以实现回热循环和中间再热循环；
由于重热现象，多级汽轮机前面级的损失部分的被后面 各级所利用。 但是，多级汽轮机增加了轴封漏汽损失、进排汽损失和 机械损失。
电厂热力设备及运行
第三章 多级汽轮机
第三章 多级汽轮机
主要内容

多级汽轮机的优越性及其特点


进汽阻力损失和排汽阻力损失
汽轮机及其装置的评价指标


轴封及其系统
多级汽轮机的轴向推力及平衡
第一节 多级汽轮机的优越性及其特点

多级汽轮机的优点 重热现象和重热系数 多级汽轮机各段的工作特点
一、多级汽轮机的优点
T1 p3
ht2
h s

由于
T1 T1'
2 2' ，所以 ht ht
重热系数推导 假设条件： 汽轮机内各级相对内效率相等

p1
Δht1’
ilev ht himac

lev i
himac ht
Δht4’
h h
1 i 2 i
lev i
无部分进汽损失、无湿汽损失；

余速损失可部分利用。 动度介于二者之间，且逐渐增大。
总之，中压段级效率较高压段和低压段高，反
第二节 进汽阻力损失和排汽阻力损失

进汽阻力损失 排汽阻力损失 多级汽轮机热力过程线
一、进汽阻力损失

进汽阻力元件
主汽门、调节汽门、蒸汽室（进汽机构）。

流动过程性质
mac imac h h t t 1 1 lev mac i ht

重热系数定义 级内有损失时各级理想比焓降之和与全机理想比 焓降之差，即增大的那部分比焓降与没有损失时 全机总的理想比焓降之比，称为重热系数。它永 远是一个正值，用α表示，即
ht h htmac
h
1 t
h
2 t

h
Δht4
p5
s
Δhi4
ilev
hi1 hi2 1 2 ht ht
Δht3’
Δht3
全机理想比焓降
p4
Δhi3
htmac
Δhtmac
Δhimac
全机有效比焓降
Δht2’
himac
Δht2
Δhi2
p3
Δhi1
p2
整个多级汽轮机相对内效率：

mac i
h h
mac i mac t
imac himac ht ht lev mac mac t ht hi htmac
由于
ht1 ht1' ht2 ht2'
ht3 ht3'
ht4 ht4'
因此
mac h h 0 则有： t t
三、多级汽轮机各段的工作特点


高压段
喷嘴出口汽流角较小，冲动式110-140，反动式140200； 冲动式汽轮机，级的反动度较小； 各级比焓降不大，变化也不大； 可能存之损失有：喷嘴、动叶、余速、叶高、扇 形、漏汽、摩擦和部分进汽等损失，其中下划线 部分较大，无湿汽损失。 总之，效率较低。

焓降损失（排汽阻力损失）：

(h
mac "
) h

mac '
h
mac "
' pc pc pc