汽轮机原理-5-3配汽方式和调节级的变工况特性

=喷嘴组级后压力（调节级汽室压力）p2
1
4
8
第三节 配汽方式和调节级的变工况特性
四. 调节级的变工况
先假定：调节级的反动度 m 0 ，则 p1 p2 ；各阀无重叠度。调节级
前压力 p0' 保持不变，级后压力 p2 与蒸汽流量成正比。
（一）调节级的热力过程曲线 在某一工况下，第一、二阀全开，阀后压力为 p0 p0I p0' ；
6
第三节 配汽方式和调节级的变工况特性
三. 喷嘴调节
这是一种应用最多的调节方式。中小型机组的进汽机构中，通常配有 一个主汽阀并在其后配备4~8个调节阀；大型汽轮机则分别在机组高压缸两 侧各对称布置一个主汽阀和2~3个调节阀。每一个调节阀控制一组喷嘴组。
在这种调节方式中，机组运行时，只有一组喷嘴的蒸汽受到节流作用， 节流损失小。第四调节阀一般是在过负荷时（或者在初参数降低而要求发 额定负荷时）才使用。
( D
D )h2' D h2" D

1 D
( D
D
)( h0 hi
) D ( h0 hi )
h0
D
第三阀部分开启，阀后压力为 p0 p"0 p0 ' (因有节流)；
（1）两全开阀的调节级热力过程曲线如0’2’，
理想焓降：ht ht ht
h 有效焓降：hi hi 终焓为
' 2
（2）部分开启阀的调节级热力过程曲线如0”2” ，
理想焓降：ht 有效焓降：hi 终焓为 h2''
第三节 配汽方式和调节级的变工况特性
一、滑参数运行与定参数运行
汽轮机的功率：Pel GHtrimel 改变汽轮机 改变整机理想焓降Δ Ht； 功率的方法： 改变机组流量G；
滑参数运行 定参数运行
滑参数运行：汽轮机的功率调节由改变进口参数，即改变整机 的理想焓降ΔHt来适应工况的变化。对于燃煤电厂，蒸汽参数的 改变可由锅炉和整个热力系统根据变工况要求协调控制。运行 时，汽轮机的各调节阀门可同步保持全开或较大开度，以减少 阀门节流损失。 缺点：锅炉热惯性大，导致滑参数运行对变工况响应速度较慢。
2
第三节 配汽方式和调节级的变工况特性
二、功率调节方式
（一）节流调节
全部蒸汽通过同步启闭的调节阀，全周进汽进入喷嘴叶栅。汽轮机在额定功
率下，节流调节阀全开，无节流损失，级组的理想焓降为
H
' t
；当低于额定
功率时，节流调节阀部分开启，全部流量都受到节流作用。级组的理想焓降
变为 H t''。
p 0
p'
0a 0
p''
0
c
图5-12 节流调节汽轮机
H
' i
H
'' i
H
'' t
H t
h
H
' t
d
b
p1
s
图5-13 节流调节汽轮机的热力过程线 3
第三节 配汽方式和调节级的变工况特性
蒸汽经节流之后的内效率为：ri

H
" i
Ht

Hi" Ht"
Ht" Ht

ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
' ri
th
(5-23)
式中，
' ri
—通流部分的相对内效率；
H
' t
比。
th
—调
节阀
的节流
效率
，为
部分开 p
0
0a
启和全 p'
0
开时理想焓 p''
0
c
降之
图5-12 节流调节汽轮机
H
' i
H
'' i
H
'' t
H t
h
H
' t
d
b
p1
s
图5-13 节流调节汽轮机的热力过程线 4
第三节 配汽方式和调节级的变工况特性
1
第三节 配汽方式和调节级的变工况特性
定参数运行：汽轮机的进口蒸汽参数保持不变，通过改变进口 蒸汽流量G来实现汽轮机功率调节。由于汽轮机调节阀门的动态 响应较快，可快速实现变工况调节。 缺点：有较大的节流损失。
二、功率调节方式 配汽机构：汽轮机中用于控制进汽量的调节机构。一般由多个 可控制的调节阀门组成，每个阀门控制一组喷嘴。一般可分为 节流配汽（节流调节）和喷嘴配汽（喷嘴调节）两种配汽（调 节）方式。现代汽轮机既可按照节流调节运行也可以按照喷嘴 调节运行，在运行中两种方式可以方便切换。为适应喷嘴调节， 大部分汽轮机都设计有调节级。
节流效率曲线：节流效率 th 和流量G的关系曲线。
节流效率与蒸汽参数和流量有关，而与汽轮机的通流部分的结构无关。
同一背压下，汽轮机的负荷越低，节流 效率就越低。 负荷相同时，汽轮机背压越高，其节流 效率越低。 凝汽式汽轮机采用节流调节时，在较大 负荷变化范围内，其节流效率下降不大。 背压式汽轮机由于其背压较大，在变工 况时，其节流效率变化较大，所以不宜采 用节流调节。
由于全部进汽受到节流作用，节流损失大，经济性差，故节流调节一 般用在带基本负荷的大型汽轮机机组。
5
第三节 配汽方式和调节级的变工况特性 节流调节总结：
节流调节无调节级，结构简单，制造成本低； 工况变动时，各级的温度变化小，提高机组运行可靠性 和适应性； 应用：在部分负荷下，由于节流损失，经济性差。 节流调节一般用在小机组以及承担基本负荷的大型机组上
2
3
14
7
第三节 配汽方式和调节级的变工况特性
四. 调节级的变工况
先假定：调节级的反动度 m 0 ，则 p1 p2 ；各阀无重叠度。调节级
前压力 p0' 保持不变，级后压力 p2 与蒸汽流量成正比。
调节阀全开的时候，阀后压力为p0' ;调节阀部分开的时候，阀后压力p0'' 调节阀全关的时候，阀后压力等于喷嘴组出口处压力p1 p2
调节阀阀后压力=喷嘴组入口蒸汽压力
p0'
1、2号调节阀全开： 1号调节阀
阀后压力p0 p0'，p0 p0'
3号调节阀部分开：
阀后压力p0 p0''
2号调节阀 3号调节阀
p0'
p0'
p‘0'
2
p1 p2
4号调节阀
p2
3
4号调节阀全关
阀后压力p0V p2
喷嘴组的出口压力p1 , p1I , p1II , p1V
（3）调节级后压力为 p1 p2 ，
混合后的焓值为 h2 。 9
第三节 配汽方式和调节级的变工况特性
（二）调节级的内效率和流量计算：
根据热力过程曲线，有：
热平衡： (D D )h2' D h2" (D D D )h2 Dh2
混合后的焓值：
h2