配汽方式
汽轮机配汽方式运行分析
汽轮机配汽方式运行分析摘要：现在大部分机组都带有阀门管理功能，实现机组能够安全顺利由单阀、顺阀转换，保证机组的安全启动与经济运行。
关键词：汽轮机；单阀；顺阀1 机组配汽方式应用现代电厂为提高机组负荷运行的经济性和提高机组的负荷响应性，大部分机组实行复合滑压运行模式，同时采用了阀门管理功能。
阀门管理功能即根据运行工况的需要，使汽轮机的控制阀按设计好的运行模式运行，即单阀运行方式或顺序阀运行方式。
运行中两种方式可相互无扰切换，利于提高汽轮机的调节性能和对各种运行方式的适应性，加强热应力控制，延长机组的使用寿命和运行可靠性。
我公司机组的阀门管理功能即通过单阀与顺序阀控制方式的切换，保证机组的安全、经济运行。
2 机组配汽方式分类2.1 顺序阀控制机组在顺序阀控制即喷嘴调节方式，是指进入汽轮机的蒸汽都经过几个依次开启或关闭的调节汽门再通往第一级，为部分进汽。
顺阀方式，在机组中低负荷运行时，具有较高的热经济性，是一种较有效的调节方式，但随着负荷的变化，第一级蒸汽温度变化很大，因此需要较长时间来完成负荷的变化。
2.2 单阀控制机组在单阀控制即节流调节方式，是指进入汽轮机的蒸汽都经过一个或几个同时开启或同时关闭的节流调节汽门后，进入第一级喷嘴，为全周进汽。
采用单阀方式能够加快机组的热膨胀，减小热应力，延长机组寿命；额定参数下变负荷运行时，此种单阀控制调节方式，在变工况时，第一级蒸汽温度变化较小，可允许较大的负荷变动率。
3 本厂机组阀门管理实际运行状况我公司为机组为超高压、一次中间再热、冲动式、双缸双排汽、工业采暖、单抽汽供热凝汽式汽轮机，机组型号c135/n150-13.24/（0.981）/0.4/535/535/。
机组在2009年正式投入运行，2010年11月由单阀切换为顺序阀运行。
3.1 机组切换实际过程2#机组于11月10日11：26单阀切顺阀运行，负荷100mw，压力8.4mpa，机组由100.5mw降到92.7mw。
3.3汽轮机的调节方式及调节级变工况
（3）过负荷时，通过旁通阀部分的蒸汽有
节流损失，旁通阀不能全开，效率有所降低；
（4）当开旁通阀时，旁通室压力升高，旁
通级焓降减小，速度比增大，功率减小，效率 降低。
3、旁通调节汽轮机的变 工况曲线压力与流量的关系。
OA为调节阀后（第一级前）
的压力随流量的变化情况。 全开时，流量为 G 0 ，压力
分进汽的，带有部分进汽损失且调节级的余速不
能被利用（调节级后为汽室，蒸汽速度为０），
因此在额定功率下，喷嘴配汽汽轮机的效率比节
流配汽稍低。
主要缺点：定压运行时，调节级和各高压级在
变工况下温度变化大，热应力较大，负荷适应
性差；
应用：定压运行、滑压运行——承担基本负荷、
调峰 定压运行的背压式和调节抽汽式汽轮机宜 采用喷嘴配汽，减少节流损失。
一、节流配汽
1、节流调节：这种调节方式就是用一个或几
个调节阀对进入汽轮机的全部进汽量 D 0 进行调
节，然后流向第一级喷嘴。 进入汽轮机的全部进汽量都受到节流作用。 当机组功率变化时，流量和焓降都要变化。
2、节流调节的热力过程曲线
特点：各级通流面积不变，变工况时各 级级前压力与流量成正比，δht几乎不变，
ht
G G G
i
G G
i
G , G , G
—分别为第一、二、三阀的流量；G——
总流量；
hi
、h i 、 —分别为两全开阀调节级有效焓降、
i
焓值、内效率；
h
i
、 h 、 i
i
—分别为部分开启阀调节级有效焓降、
Dx
h0
谈提高汽轮机运行效率的方法
谈提高汽轮机运行效率的方法摘要：汽轮机作为发电厂核心机械设备，其自身实际运行效率高低，直接影响电厂运行经济效益和正常运营。
为进一步提高汽轮机运行效率，实现经济效益最大化，应积极掌握汽轮机运行效率影响因素，对其进行深层次分析，有目的性提出相应的优化策略，保证提高汽轮机运行效率。
关键词：汽轮机；运行效率；提高策略电厂汽轮机作为一类动力运行设备，相较于其他电力设备运行方式具有一定的复杂性，汽轮机正式运行过程中，充分将蒸汽做的功转化为机械功。
汽轮机自身高效化运行，不仅是提高电厂经济效益强有力措施，而且可满足国家倡导节能减排的要求，采取强有力的措施提高汽轮机自身运行效率，始终保证其运行可靠性及稳定性。
1.电厂汽轮机基本工作原理及其分析汽轮机作为电厂核心基础设施，其主要以蒸汽为核心工质，充分将热能转变为机械能，为发电机发电提供持续性机械能，其自身单机实际功率较大、效率较高且运行稳定性优良，应用周期较长。
汽轮机自身实际工作原理为，汽轮机内部实际能量的转换，处于一定压力和温度条件下，蒸汽历经固定不动的喷嘴，并在其中持续性膨胀，蒸汽自身压力、温度持续性降低，速度随之增加，最终将蒸汽热能转变为动能。
按照基本工作原理可将其划分为两种类型，冲动型汽轮机、反动型汽轮机，前者特征为蒸汽仅将喷嘴中获取的动能转变为机械功，蒸汽处于动叶通道中持续性膨胀，动叶通道持续性收缩；后者为蒸汽处于动叶流道中不仅需进一步变更原有方向，且应实现膨胀加速，从整体结构层面动叶通道是逐步收缩的。
按照热力特性可将其划分为四种类型，即凝气式汽轮机、背压式汽轮机、调节抽汽式汽轮机、中间再热式汽轮机，凝气式自身特征为汽轮机中做功之后排汽，低于大气压力真空状态下进入凝汽器凝结成水；背压式是排汽直接用于供热，缺少凝汽器，排汽作为其他中低压汽轮机的工作蒸汽时，将其称为前置式汽轮机；调节抽汽式主要特征为，从汽轮机某级抽出之后拥有一定压力的蒸汽对外供热，其他排汽仍进入凝气器；中间再热式汽轮机特征为，进入汽轮机蒸汽膨胀处于特定压力之后，被全部抽出传输至再热器进行再热，最终返回汽轮机持续性膨胀作功。
汽轮机配汽方式运行分析
3.3汽轮机的调节方式及调节级变工况
调节级为例
简化假设：
(1)调节级后的压力p2∝G
(2) 设 m 0 ,则 p 1 1p 21 (3)四个调节汽门依次开启，没有重叠度； (4)凡全开调节汽门后的喷嘴组前压力均为
p 不0' 变。
调节阀后即各喷嘴组前的压力p01 、p02是 变动的，其值取决于各调节阀的开度大小，喷 嘴后压力p1各喷嘴都相同。
应用： 滑压运行——承担基本负荷，还可用于调峰； 定压运行——承担基本负荷。
★旁通调节 1、旁通调节有外旁通调节和内旁通调节
外旁通调节
内旁通调节
2、旁通调节的工作原理： （1）当经济功率时，调节阀2全开，旁通 阀3、4关闭。相当于节流调节； （2）当过负荷时，调节阀2全开，旁通阀 部分开启。由于后几级有较大的通流面积，可 以多进汽、多作功；
点n之后， < p 2，流p c量r 为临界。
（4）通过喷嘴组的流量：如ILMN所示。
3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ第三阀开启过程：
（1）阀后（喷嘴组前）压力：
p
0
，如
“4-5-
7”所示；
（2）临界压力为： ’d-e-g’ 线，（整个
级从 ’H’ 点后p，2
>p c
）；
（3）喷嘴组后的压力：p 2 > p cr ； （4）亚临界流动。
01 线 ， 终 焓 为h 1 ， 有 效 焓 降
为 h i1 h 0 ； h 1 为通D过x 旁通阀进入 旁通室的流量，压力为 ，终焓
为 p x，而混合后的h 0 焓值为 。
hx
h x D 1 D h 1 1 D D x x h 0 D 1 (h 0 D h i1 ) D x h 0 h 0 D D 1 h i1
《汽轮机》三、配汽方式
5）调节级的实际变工况效率
调节汽门均有重叠度 第一调节阀全部开启以前， 第二调节阀已经在开启，通过第一调 节阀的流量略小于机组总的流量
二、喷嘴调节
1.定义： 新蒸汽经过自动主汽门后，再经过几个依次启闭的调节汽门流向汽轮机的第一级 的调方式节。
2.特点： 喷嘴调节是通过改变第一级的喷嘴数来改变通流面积从而改变蒸汽的流量， 调整汽轮机的功率 第一级是调节级：部分进汽
部分负荷：只有一个调节阀部 分开启，经济性较高
工况变动时，温差较大 调节级的直径比第一非调节级大， 调节级的余速不能被利用
时，p2 全 0开.546汽p0门对应的喷嘴组流量减小，正在开 启的调节汽门所对应的喷嘴组的流量增加。显 然，当某一汽门刚刚全开时，该汽门所对应的 喷嘴组的流量达到了最大。
3）调节级焓降变化规律
在第一个调节阀全开而第二个调节阀未开时
p2/p‘0 达到最小，而级前温度上升到最高值，调节级焓降达到最大值。 在第二调节汽门逐渐开大过程中，第二喷嘴组的理想焓降逐渐变大， 直至第二调节汽门全开时，第二喷嘴组的焓降达到了最大
p2 0.67p 0
流量变化规律 p2 0.546p 0
第一、二调节汽门均全开，第三调节汽门也部分开启 第一喷嘴组和第二喷嘴组的流量始终为临界流量
随着第三个的开启， p2 0.546p 0
第一和第二的流量呈椭圆曲线下降
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
结论：在调节汽门的开启过程中，当 p2 0.546时p0
，全开汽门对应的喷嘴组流量保持不变，正开 启的调节汽门所对应的喷嘴组的流量增加；当
配汽方式对汽轮机安全的影响及顺序阀优化研究
（ ．Ｓ ａｎ ｉ ｕｈ ａ ｉ ｉ Ｅ ｅｇ ｏ Ｌｄ ，ｈ ｎ ｕ７ ９ １ ｈｎ ； １ ｈ ａｘ Ｇ ｏ ｕ ｎ ｅ ｎ ｒｙＣ ． ｔ． Ｓ ｅ ｍ １ ３ ９Ｃ ｉａ Ｊ ｊ
会 引发 调 节 级 附近 的 各 轴承 发 生轴 心 偏 移 、 温 升 高 、 振 不稳 定 等 轴 系故 障 ， 大 地 危 害机 组 的安 全 运 行 。 瓦 轴 极
基 于调 节 级 的 变 工 况计 算 ， 先研 究 了 变 负荷 过 程 中 配汽 不平 衡 汽 流 力 的 产 生机 理 和 变化 情 况 ， 对 称 进 汽是 首 非
Ｉ ｐ ｃ ｆ Ｓ ｅ ｍ ｓｒ ｂ ｔｏ ｎ Ｓ ｅ ｍ ｒ ｉ ｅ Ｓ ｆ ｔ ｎ ｍ ａ ｔｏ ｔ ａ Ｄｉｔ ｉ ｕ ｉ ｎ ｏ ｔ ａ Ｔｕ ｂ ｎ ａ ｅ ｙ ａ ｄ
Ｏ ｐ ｉ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｅ ｕｅ ｃ ｌ ｅ ｔｍ ｚ ｔｏ ｆＳ ｑ ｎ ｅ Ｖａ ｖ
方案 ， 实践 证 明 ， 配汽 的优 化 改 造 能 明 显提 高机 组 运 行 的 安全 性 和 经 济 性 。 关键词 ： 汽轮 机 ； 汽 不平 衡 汽 流 力 ； 系故 障 ； 汽 优 化 配 轴 配
中 图分 类 号 ： Ｋ ６ Ｔ ２
文 献 标 识 码 ： Ａ
文 章 编号 ：０ ３９ ７ （ ０ １ ０ － １ － １ ０ ．１ １ ２ １ ） ２０ ８０ ０ ６
２ ｃ ｏ ｌｏ ｎ ｒｙ ．Ｓ ｈ ｏ ｆ ｅｇ ，Ｈａｂｎ Ｉｓｉ ｔ ｆ ｅ ｈ ｏｏｙ，Ｈａｂｎ １ ０ ０ ｈｎ ） Ｅ ｒ ｉ ｎ ｔｕ ｅｏ ｃ ｎ ｌｇ ｔ Ｔ ｒｉ ０ １ Ｃ ｉａ ５
3.3汽轮机的调节方式及调节级变工况解读
3 、旁通调节汽轮机的变 工况曲线压力与流量的关系。
OA为调节阀后（第一级前）
的压力随流量的变化情况。 全开时，流量为 G0 ，压力
为
' p0 ；
OB为旁通室的压力变化情 况。当流量为 为
p x0 ；
p x 升高
G0 ， 压 力
过负荷时，流量增加，压
力
。
图b为流量的变化曲线： 当流量从0- G0 时，
主汽门，依次开启和关闭调节阀以调节汽轮机的
进汽量。
在部分负荷下，只有一个调节阀部分开启，其 它全开阀门节流减到最小,效率较高。
喷嘴调节的特点： 优点：定压运行时，喷嘴配汽比节流配汽节 流损失小，效率较高。 缺点：喷嘴组间存在间壁，使调节级总是部
分进汽的，带有部分进汽损失且调节级的余速不
能被利用（调节级后为汽室，蒸汽速度为０），
阀3、4关闭。相当于节流调节； （ 2 ）当过负荷时，调节阀 2 全开，旁通阀 部分开启。由于后几级有较大的通流面积，可 以多进汽、多作功；
（3）过负荷时，通过旁通阀部分的蒸汽有
节流损失，旁通阀不能全开，效率有所降低；
（4）当开旁通阀时，旁通室压力升高，旁
通级焓降减小，速度比增大，功率减小，效率 降低。
在一工况下，第一、二阀全
开 p0 ，阀后压力为 p 0 ' ； p0
第三阀部分开启，阀后压力
' 为 p0 (因有节流) p"0 p0
• 两全开阀的调节级热力过程曲线如 0’2’ ，理想焓
降
ht ht ht ，有效焓降
' h2
hi ，终焓为 hi
一、节流配汽
1、节流调节：这种调节方式就是用一个或几
汽轮机的配汽方式及优化
汽轮机的配汽方式及优化【摘要】总结了汽轮机的经济中配汽方式。
通过对现有的汽轮机的配汽方式考察，对实际运行中出现的问题做了相应的研究。
综合分析配汽方式对汽轮机经济性和安性的影响，提出了汽轮机配汽的综合优化设计方法，为汽轮机配汽改造和新机组的配汽设计提供了系统的理论指导和参考。
【关键词】汽轮机；配汽；优化设计；不平衡汽流力1.目前国内的配汽方式及利弊汽轮机的配汽方式对机组的安全性和经济性有着重要的影响，汽轮机流通部分是按经济功率设计的。
运行中，外界负荷不断改变，为了保证机组出力与用户所需要的功率相适应，必须利用配汽机构来改变汽轮机组的出力。
由汽轮机功率的方程式可以知道，为了调节出力，可以调节进入汽轮机的蒸汽量，也可以调节蒸汽在汽轮机中的做工能力。
不同的配汽方式可以实现蒸汽量和做工能力的改变。
常用的配汽方式有：喷嘴配汽、节流配汽、旁通配汽。
1.1喷嘴配汽汽轮机的第一级设为调节级，并将调节级的喷嘴分成4个组或更多组。
每一喷嘴组都有1个独立的调节汽门供汽。
根据机组负荷和运行方式不同，各调门可顺序开启或同时开启。
顺序开启时，蒸汽从锅炉中出来后首先经过全开的自动主汽门，而后经由一次开启的几个调节汽门进入汽轮机的第一级即调节级。
当负荷很小时，只开启一个调节汽门，部分进汽度最小，随着负荷的增大，第一个调节汽门的开度也在不断的加大，当它接近全开时，打开第二个调节汽门，部分进气度增大，依次类推，直到所有汽门全开时，汽轮机接近满负荷运行（由于存在进汽损失，各汽门已全开时也是部分进汽）。
同时开启时，同时调节各个汽门的开放大小，可以理解为是节流调节。
喷嘴配汽的特点是通过多个调节汽门的顺序开启，减小部分负荷时调节汽门的节流损失；调节级结构变化，但调节级后结构不变。
只有部分开启的那个调节汽门的蒸汽节流较大，而其余全部开启的汽门已经减到最小。
由此可以看出在部分载荷工作时，喷嘴调节的经济性较好。
1.2节流配汽节流配汽是进入汽轮机的所有蒸汽都通过一个调节汽门（在大容量机组上为了防止汽门的尺寸过大，可能用几个同时启闭的汽门来代替），对蒸汽进行调节，然后进入汽轮机。
顺序阀和单阀控制原理、区别及操作注意事项
汽轮机的配汽方式改变汽轮机功率，可通过改变蒸汽在叶栅通流部分的焓降和改变进汽量。
这种改变进汽量和焓降的方式称为汽轮机的配汽。
汽轮机的配汽有节流配汽、喷嘴配汽和旁通配汽多种方式。
现在的汽轮机普遍采用数字电液调节系统，具备阀门管理功能，即同一台汽轮机既可以采用阀门同时启闭的节流配汽(称为单阀控制)，也可以采用阀门顺序启闭的喷嘴配汽(称为顺序阀控制)，目前汽轮机都有调节级。
三种配汽方式一、节流配汽采用节流配汽的汽轮机，其全部蒸汽通过一个或几个同时启闭阀门，进入汽轮机的第一级，调节汽门后的压力即为汽轮机的进口压力。
在部分负荷运行时，阀后压力决定于流量比，进汽温度基本保持不变[12]。
特点如下：1.负荷小于额定值时，所有进汽受到节流作用。
节流配汽在部分负荷下相对内效率下降的主要原因是调节汽门的节流损失，低负荷时调节汽门的进汽机构节流损失大，并且随负荷下降而损失增大。
2.同样负荷下，背压越高，节流效率越低，所以，背压式汽轮机一般不用节流配汽。
与喷嘴配汽相比，由于没有调节级，结构简单，制造成本较低，定压运行流量变化时，各级温度变化较小，热应力小，对负荷变化适应性较好。
二、喷嘴配汽将汽轮机高压缸的第一级设为调节级，将该级的喷嘴分成4组或更多组。
每一喷嘴组由1个独立的调节汽门供汽，通常认为调节级后的压力相等[13]。
为减小喷嘴配汽调节级的漏汽量，调节级采用低反动度(约0.05）的冲动式。
特点如下：1.部分进汽度e<1，存在部分进汽损失，余速不能被利用，100％负荷效率低于纯节流配汽机组。
2.部分负荷，根据负荷大小，调门顺序开启，只有通过部分开启的调门有节流损失，而通过全开调门的汽流没有节流损失，因此效率高于节流。
既可以承担基本负荷，又可调峰。
3.变工况时，调节级汽室及高压缸各级温度变化较大，引起的热应力较大。
三、旁通配汽旁通配汽主要用于船舶和工业汽轮机，通过设置内部或外部旁通阀增大汽轮机的流量，增大汽轮机的功率输出或增大汽轮机的抽汽供热量。
汽轮机单选考试模拟题含参考答案
汽轮机单选考试模拟题含参考答案一、单选题（共100题，每题1分，共100分）1、小汽轮机前、后转轴振动大,任一轴振(X或Y向)( ),同时任一轴振(X 或Y向)( D )小汽轮机跳闸。
A、≥100μm , ≥50μmB、≥100μm, ≥75μmC、≥150μm, ≥50μmD、≥150μm, ≥75μm正确答案：D2、热态启动时( )A、先抽真空后送轴封供汽B、无先后要求C、先送轴封供汽,后抽真空正确答案：C3、启动电动给水泵的辅助油泵运行( )内必须停止电动给水泵,否则辅助油泵跳闸。
A、30秒B、3秒C、20秒D、10秒正确答案：D4、低压缸排汽区设有喷水装置,空转和低负荷时按要求自动投入,以降低低压缸排汽温度,保护( )。
A、汽封B、末叶片C、汽缸D、轴承正确答案：B5、在并网模式下,OPC动作( )次,自动将发电机出口主开关断开。
A、3B、4C、5D、8正确答案：C6、小机油箱正常油位( )。
A、250±50mmB、300±50mmC、200±50mmD、350±50mm正确答案：D7、循环水泵额定功率:( )A、1500KWB、2300KWC、2000KWD、1800KW正确答案：C8、轴封系统大约在机组( )下达到自密封。
A、50%负荷B、75%负荷C、25%负荷D、100%负荷正确答案：B9、投入联锁按钮,空侧交流密封油泵进出口差压( )联启空侧直流密封油。
A、<0.10MPaB、<0.3MPaC、<0.2MPaD、<0.14MPa正确答案：D10、开式循环冷却水系统中的冷却水为( )。
A、凝结水B、循环水C、工业水正确答案：B11、定子线圈冷却水量:( )。
A、20~25 t/hB、30~35 t/hC、25~30t/hD、35~40 t/h正确答案：D12、低加停运时( )。
A、先停汽侧、后停水侧B、先停水侧、后停汽侧C、以上都可以正确答案：A13、机组运行中轴向位移停机值( )。
运行汽轮机的配汽方式
运行汽轮机的配汽方式汽轮机的配汽方式分为：节流配汽、喷嘴配汽和旁通配汽。
节流调节法：节流调节法也称质量调节法，汽轮机的进汽量全部经过一个或几个同时开关的调节汽门进入所有喷嘴，这种调节只有带额定负荷时，调节汽门全开，节流损失最小，此时汽轮机效率最高。
负荷减小时调节汽门关小，使蒸汽在调节汽门内产生节流作用，降低蒸汽压力，然后进入汽轮机，由于节流作用而存在节流损失，汽机的效率也降低。
喷嘴调节法：也称断流调节法，进入汽轮机的蒸汽量通过数只依次启闭的调节汽门，进入汽轮机的第一级喷嘴调整汽轮机的负荷。
每个调节汽门控制一组喷嘴，根据负荷的多少确定调节汽门的开启数目，在每一个调节汽门未开时，也有节流损失，但这仅是全部新蒸汽的一部分，因此在低负荷时比节流调节的节流损失小，经济性好。
缺点是检修安装时调整较为复杂，变工况时调节汽室温度变化大，负荷的变动整度不能太快。
旁通调节法：通常在汽轮机的经济负荷下，主调节汽门全开，超出经济负荷时开旁路门，把新蒸汽引至后面几级叶片中去。
其优点是在经济负荷时运行效率最高，节流损失最少。
其缺点当超过经济负荷时，旁通进汽，优质金属材料的比侧相应提高，其效率也因旁通阀的节流损失和旁通室压力升高而压力下降一. 节流配汽进入汽轮机的所有蒸汽都经过一个或几个同时启闭的调节阀，第一级为全周进汽，没有调节级。
结构简单，启动或变负荷时第一级受热均匀，且温度变化小，热应力小。
缺点：低负荷时节流损失太大。
二. 喷嘴配汽将第一级分成3～6个喷嘴组，各组相互隔开，各有一个调节汽门控制。
依次开启可减少节流损失。
缺点：调节级存在部分进汽损失且受热不均；调节级余速不能利用。
且负荷下降时高压缸各级温度变化大。
三. 节流-喷嘴联合配汽现代汽轮机大都设置了阀门状态管理功能，可实现配汽方式的切换。
低负荷时采用节流配汽，牺牲经济性换安全性；高负荷时采用喷嘴调节，提高效率。
电厂热力设备及运行_汽轮机_汽轮机的运行
到 p"0 ），节流后的内效率为：
i
(h
m i
)ac
''
h mac t
(h
ma i
c)
''
(h
ma t
c)
''
(h
) mac
t
''
h mac t
' i
th
式中， i' ——通流部分的相对内效率； th ——调节阀的节流效率，为部分开启和全
开时理想焓降之比。
三、喷嘴配汽（调节）
h0
D
D D
hi
D D
hi 来自i hi ht
h0 h2 ht
D D D
hi D ht D
hi ht
D
D D
i
D D
i
四、调节级压力与流量关系
G1
p021
p
2 g1
T0
G
p02 pg2 T1
不考虑温度变化： G1 G
p021
p
2 g1
p02 pg2
弗留格尔公式
给出了亚临界工况下，级组流量与压力的关系。
初压不变时：流量与背压为椭圆关系；
背压不变时：流量与初压为双曲线关系。
三、各级的p0-G曲线
结论： 对于凝汽式汽轮机， 若所取级数较多时， 弗留格尔公式可用下 式近似：
研究意义: 对分析机组调节特性、选择运行方式、避开危险工况，保证 机组安全经济运行具有重要意义。
级内压力与流量的关系 级组压力与流量的关系 各级的p0-G曲线 压力与流量关系式的应用
发电用汽轮机配汽方式改造与试验
整个 汽 轮机压 力 降 的变 化 ，在 节 流 调 节 时 整 个 汽 轮 机 的压 力降 随流 量 而 减 小 ， 因此 汽 轮 机 的 总焓 降也
减小。
调节阀前压力 调节甥的压力降 调节阎的压力降
力 等参 数 的 试 验 值 与 计 算 结 果 一 致 性 较 好 ， 明 计 算 方 法 是 合 理 准 确 的 。通 过 对 汽 轮 机 调 速 性 能 的 试 验 研 究 ， 说 得
到 了改 造 前 后 凋 速 性 能 的差 异 ， 果 表 明 配 汽 方 式 的 改 造 不 会 对 汽 轮 机 调 速 控 制 系 统 带 来 明 显 影 响 ， 满 足 设 计 结 可
Ｃｈａ ｇ ｆ ｓｅ ｍ ｓ ｒｂｕ ｉ ｎ ｍ ｏ ｓａ ｘ ｒｍ ｅ ａ ｅ ｅ ｒ ｈ ｎ ｅ ｏ ｔ ａ ｄｉｔ ｉ ｔｏ ｄｅ ｎｄ ｅ ｐｅ ｉ ｎｔ ｌｒ ｓ ａ ｃ
ｏ ｔ ａ ｕ ｂｉ ｎ ｐｏ ｅ ｌ ｎｔ ｆｓ ｅ ｍ ｔ ｒ ｎｅ ｉ ｗ ｒ ｐ ａ
１ ２ 汽 流 弯 应 力 的 影 响 因素 ．
由调 节 级和压 力 级 组 成 ，其 中调 节级 采 用 了大 焓 降
的双 列 复速级 结构 。在 对 汽轮机 叶 片强度 的核 算 中 ， 发现 在 部分 负荷 下 ，复速 级 第 二 列 动 叶所 承 受 的 汽 流 弯应 力偏 大 ，使 机组 存 在一定 的安 全 隐患 。 根 据汽 轮机 的实 际结 构 特 点 ，结 合 不 同配 汽 方
ｏ ｉ ｅ ｅ ｔｓｅ ｍ ｉｔｉ ｔ ｎ ｍｏ ｅ ｏ ｔ ｅ ｓｅ ｍ ｏ ｃ ． ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｅ ｒ ａ ｅ ｓｅ ｍ ｏ ｃ ｆｔ ｅ ｒ ｔ ｒｂａ ｅ ， ｆｄｆ ｒ ｎ ｔａ ｄ ｓｒｂｕ ｉ ｄ ｓｔ ｈ ｔａ ｆ ｒ ｅ Ｉ ｒ ｅ ｏ ｄ ｃ ｅ ｓ ｔ ａ ｆｒ ｅ ｏ ｈ ｏｏ ｌｄ ｓ ｆ ｏ
汽轮机配汽方式
汽阀随着负荷的增减依次开启或关闭，即在前一个汽阀完全开启或接近完全
开启时，下一个调节汽阀才开始开启。在设计工况下，除超负荷外，所有调
节汽阀均处于全开状态。
图2-2喷嘴配汽汽轮机示意图
图2-3汽轮机蒸汽做功示意图
图2-4汽轮机喷嘴
3.喷嘴调节分组及相关问题
•喷嘴分几组不是唯一确定的，是根据汽轮机可能长时间运行的工况点 来匹配的，一般来说发电机组运行工况比较简单，长期运行在30%~100% 负荷，基本在4组左右，而某些驱动风机或者水泵的机组工况点很多， 最大最小功率能差十倍，这时就需要用到5~8组才能获得较好的调节特 性。 •喷嘴分组主要是为调节级变工况考虑的，减小低负荷时阀门节流损失， 提高整机效率。例如四组阀门的机组，通过某个流量的时候，三个阀全 开可以满足该流量要求，四个阀都半开也可以满足这个流量的要求，但 是四个阀半开的阀门就存在较大的节流损失，影响机组出力。也就是说 喷嘴分组主要是在机组低负荷时通过减少阀门开启的个数，来增大单个 阀门的开度，提高经济性。
图2-1节流配汽汽轮机示意图
2.喷嘴调节汽轮机
喷嘴调节就是新汽就是经主汽阀后，再经过几个依次启、闭的调节汽阀通向
汽轮机的第一级（调节级）。每个调节汽阀分别控制一组调节级喷嘴，调节
级通常都是部分进汽的。通常第一个开启的调节汽阀所控制的蒸汽流量比其
余各阀要大些，最后开启的汽阀通常在超负荷时使用。汽轮机运行时，调节
图2-5汽轮机调节级
5.节流配汽和喷嘴Байду номын сангаас汽的方式比较
节流配汽：
优点：没有调节级、结构简单、制造成本低； 定压运行流量变化时，各级温度变化小，对负荷变化适应性较好。 缺点：部分负荷时，节流损失较大，效率较低。 适合：节流调节一般用在小机组以及承担基本负荷的机组。
两种配汽方式下机组安全运行的经济性对比
Ｃｏ ｍ ｐａ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｕｎｉ ｔ Ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ ａ ｎｄ Ｅｃ ｏ ｎ ｏ ｍｙ ｕ ｎ ｄｅ ｒ ｔ ｗｏ Ｍｏ ｄｅ ｓ ｏ ｆ Ｓ ｔ ｅ ａ ｍ Ｄｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｗａ ｎ ｇ Ｊ ｉ ｎ ｑ ｕ ａ ｎ ，Ｗ ａ ｎ ｇ Ｊ ｉ ａ ｎｑ ｉ ａ ｎｇ ｚ，Ｓ ｈａ ｏ Ｆｅ ｎ （ １．Ｓ ｈ ａ ｎ ｘ ｉ Ｇｅ ｍｅ ｎ ｇ Ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ Ｐｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｃｏ ｎ ｓ ｕｌ ｔ ａ ｔ ｉ ｏｎ Ｃｏ． ，Ｌｔ ｄ． ，Ｔａ ｉ ｙ ｕ ａ ｎ ０ ３ ０ ０ ０ ０，Ｃｈｉ ｎａ；
值平均下降 ４ ５ ｍ。试验结果表明 ： 顺序 阀较复合 阀配汽方式安全性 和经济性 均有一定程度 的提高 ， 有助于
指 导 同类 型 机 组 进 行 配 汽 方 式 改 进 。
关键词 ： 汽轮 机 ； 复合阀 ； 顺序 阀 ； 配汽方式 ； 热 耗 率
中图 分 类 号 ： ＴＫ ２ ６ ３ ． ７ ２ 文献标志码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ６ ７ １ － ０ ８ ６ Ｘ（ ２ ０ １ ５ ） ０ ３ — ０ １ ８ ０ — ０ ４
３ ． Ｇ ｕ ｏ ｄ ｉ ａ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ， Ｎａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ２ １ ０ ０ ３ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔａ ｋ ｉ ｎ ｇ ａ ６ ６ ０ ＭＷ ｐ ｕ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ｅ ｎ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｕ ｒ ｂ ｉ ｎ ｅ ａ ｓ ａ ｎ ｅ ｘ ａ ｍｐ ｌ ｅ ，ｂ ｙ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｃ ｕ ｒ ｖ ｅ ｓ
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节流配汽与喷嘴配汽的方式比较
• 节流配汽： 优点：没有调节级、结构简单、制造成本低 定压运行流量变化时，各级温度变化较小， 对负荷变化适应性较好。 缺点：部分负荷时，节流损失较大，效率较 低 适合：节流调节一般用在小机组以及承担基 本符合的机组。
• 喷嘴配汽： • 优点：部分负荷时效率较高； • 缺点：变工况时，温度变化较大，引起的 热应力较大；喷嘴调节结构较复杂、制造 成本高。 • 适合：可以承担基荷，也可调峰。一般用 于大容量机组和背压机组。
旁通配汽
• 旁通配汽主要用于船舶和工业汽轮机，通 过设置内部或外部旁通阀增大汽轮机的流 量，增大汽轮机的功率输出或增大汽轮机 的抽汽供热量。
旁通配汽示意图：
第三、配汽方式对定压运行机组变工况的影 响 • 定压运行负荷变化时，配汽方式对全机热 力过程和各级温度变化的影响，也是不相 同的。下图(a)所示是东方汽轮机厂生产的 300MW中间再热汽轮机调节级在各种负荷 下热力过程线的变化情况。
喷嘴配汽 将汽轮机高压缸的第一级的喷嘴分成多组 （4～6组），每一喷嘴组由1个独立的调节 汽门控制。变负荷时，这些调节汽门依次 开启或关闭，改变进汽量。这种配汽方式 称为喷嘴配汽
• （a）全机示意图（b）调节级示意图 • 1. 自动主汽门2. 调节汽门3. 喷嘴间隙
喷嘴调节热力过程线
• 设调节级为四个喷嘴组，下图所示是第Ⅰ、 Ⅱ调节汽门全开，第Ⅲ调节汽门部分开启， 第Ⅳ调节汽关闭时的调节级热力过程线。
配汽方式对定压运行机组变工况影响
• 现在，这台汽轮机第I、Ⅱ两喷嘴组的调节汽 门同时启闭，同样大的负荷变化下，调节级排 汽温度从509℃下降到447℃左右，只下降50℃ 左右，由图中的过程B3CJ可见，高压缸各级温 度的变化也就减小了一半左右，可避免零部件 过大的热应力和热变形，但在热经济性上，节 流损失增大，这是牺牲一些效率来换取运行的 安全性与负荷调度的灵活性，以便于适应调峰 的需要。这种配汽方式，对于第I、Ⅱ两喷嘴 组来说是节流配汽，对Ⅲ、Ⅳ喷嘴组来说是喷 嘴配汽，故称为"节流-喷嘴混合配汽方式"。
配汽方式对定压运行机组变工况的影响
• 该机调节级共有四个喷嘴组。设计工况下，前 三个喷嘴组的调节汽门全开，热力过程如曲线 AB所示，p11=12.27MPa，能发出300MW电功率。 最大功率时，四个喷嘴组的调节汽门都全开， 热力过程如曲线AB1所示，功率超过300MW。 80％设计功率下，前两个喷嘴组的调节汽门全 开，热力过程如曲AB2所示，p11=219.82MPa。 该机第I、Ⅱ两个调节汽门是同时启闭的，故 在40％设计功率下，第I、Ⅱ两个喷嘴组前的 调节汽门都部分开启，全部蒸汽受到节流，喷 嘴组前压力降为点A1的8.0MPa左右，然后在喷 嘴和动叶中膨胀到点B3，p=214.91MPa。
G
调节级压力与流量的关系
简化调节级压力与流量的关系 假定： • （1）忽略调节级后温度的变化的影响，调节 级后压力正比与全机流量 • （2）各种工况下级的反动度都保持为零 • （3）四个调节汽门依次开启，没有重叠度 • （4）凡全开调节汽门后，喷嘴前压力均不变 上述假定下调节级及各喷嘴组的曲线p—G如图
• 高参数大功率汽轮机进气管级调节阀的布置
进汽部分
第二、汽轮机配汽方式
• 改变汽轮机功率，可通过改变蒸汽在叶栅 通流部分的焓降和改变进汽量。这种改变 进汽量和焓降的方式称为汽轮机的配汽。 汽轮机的配汽主要有节流配汽、喷嘴配汽 和旁通配汽三种方式，常用的为前两种。
节流配汽
采用节流配汽的汽轮机，其全部蒸汽通过 一个或几个同时开启阀门，进入汽轮机的 第一级（无调节级），调节汽门后的压力 即为汽轮机的进口压力。在部分负荷运行 时，阀后压力决定于流量比，进汽温度基 本保持不变。
进汽部分
汽缸蒸汽室喷嘴室整体浇筑结构
汽缸蒸汽室喷嘴室螺栓连接结构
进汽部分
• 高参数汽轮机则是将蒸汽室和喷嘴室单独 铸好，用焊接方式固定在气缸上。
• 汽缸蒸汽室喷嘴室焊接结构
进汽部分
• 高参数大功率汽轮机采用把调节汽阀从气 缸上分离出来，并与自动主汽阀组成联合 汽阀，而单独安装在汽机两侧的基础上， 蒸汽室与汽缸之间采用柔性很大的导气管 连接。 • 高中压缸采用双层缸结构以后，喷嘴室与 气缸之间采用装配式连接，以增强其自由 膨胀的可能性，防止汽缸与喷嘴室之间产 生过大热应力，导致裂纹等。
节流配汽示意图级热力过程线
节流效率
• 节流后的汽轮机的相对内效率
H i H i H t ri rith Ht H t H t
—节流效率
•
节流效率曲线
由节流效率曲线得知： • 1. 在同一背压下，蒸汽流量比设计值小的 越多，调节汽门中的节流越大，节流效率 越低 • 2. 在同一流量下，背压越高，节流效率越 低。
配汽方式
第一、进汽部分 第二、配汽方式 第三、配汽方式对定压机组的影响
第一、进汽部分
• 进汽部分指调节阀后蒸汽进入汽缸第一级 喷嘴这段区域。包括调节气阀至喷嘴的主 蒸汽导管、导管与汽缸的连接部分和喷嘴 室。是气缸中承受蒸汽压力和温度最高的 部分。
进汽部分
• 一般中低压参数汽轮机进汽部分与汽缸浇 铸为一体，或是将蒸汽室和喷嘴室单独铸 好，用法兰螺栓与汽缸连接在一起。
配汽方式对定压运行机组的变工况影响
• 由此可见，在不同负荷下，调节级的比焓 降是变化的。而且，从图中还可看出，调 节级的排汽温度也是变化的。 • 负荷变化时，调节级排汽温度的变化 还将使非调节级各级温度都变化，因而引 起零部件的热应力和热变形。如果调节级 排汽温度变化较大，则引起的热应力和热 变形也将较大，影响机组运行的安全性和 负荷调度的灵活性。
两股气流混合后的焓值为：
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配汽方式对定压运行机组的变工况影响
• 若这台汽轮机第I、Ⅱ两喷嘴组的调节汽门 不是同时启闭，而是依次启闭，那么40％ 设计功率下，将只有第I喷嘴组的调节汽门 全开，第Ⅱ喷嘴组的汽门是关闭的(忽略重 叠度)，这时调节级的热力过程线将如图中 虚AB4所示，调节级的有效比焓降大增，调 节级的排汽温度更低。这时，由最大功率 降到40％设计功率，调节级排汽温度由 509℃降为403℃左右，变化一百多度
喷嘴调节的汽轮机相对内效率及效率曲线
从图中可见，调节级效率曲线具有明显 的波折装。这是因为阀门全开时，节流损失 小，效率较高。在其他工况下，通过部分开 启阀的气流受到节流，是效率下降。
调节级的最危险工况 • 当只有第一调节汽门全开而其他调节汽门 关闭时，第一级的理想比焓降最大，而且 流过第一喷嘴组的流量是所有工况下的最 大流量，这股流量集中在第一喷嘴组后的 少数动叶上，使每片动叶分摊的蒸汽流量 最大。而且，此时动叶前后压差也最大。 因此，此工况下，蒸汽对动叶的作用力最 大。故第一调节汽门全开而其他调节汽门 都关闭时，调节级动叶受力最大，为调节 级的最危险工况。
习题
• 现在大功率高参数汽机进汽部分的装配方 式？ • 汽轮机常用的配汽方式？ • 节流效率的影响因素级变化规律 • 汽轮机调节级的危险工况点？ • 节流配汽与喷嘴配汽的优缺点比较?