第五章汽轮机的变工况特性教学案例

（二）背压式汽轮机中间级的变工况
G1 ( p021 pz21)
G
( p02 pz2 )
当背压不变时，上式变为：
p021G G12(p02pz2)pz2 p221G G12(p22pz2)pz2
结论：背压式汽轮机各中间级级前压力与流量的关系按照双曲 线函数规律变化。
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工况变动时各级比焓降变化
• 变工况：汽轮机在偏离设计参数值时的运行工 况，称为变工况。
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变工况下级的压力与流量的关系
• 渐缩喷嘴压力与流量的关系 • 级的变工况
➢ 级前后压力与流量的关系 ➢ 级组前后压力与流量的关系 ➢ 压力与流量的关系式（弗留格尔公式）的应用
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渐缩喷嘴压力与流量的关系
Gcr1 Gcr
p0*1 p0*
T0* T0*1
当不考虑温度影响时：
G cr1 G cr
p
* 0
1
p
* 0
结论： ⑴ 当前后两种工况均为非临界工况时，通过喷嘴的流量和喷嘴 前、后的参数变化都有关系。 ⑵ 当前后两种工况都为临界工况时，通过喷嘴的流量只和喷嘴 前的参数变化有关。
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渐缩喷嘴压力与流量的关系
由于锅炉的热惯性比较大，滑参数对变工况的响应速度有限； 而定参数运行时，汽轮机的功率调节由改变进口蒸汽量来实 现，调节阀门的动作响应快，很快就可以满足工况变化的需 要。
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二、功率调节方式
下面四种情况可以忽略温度的变化 • ⑴喷嘴前压力变动是由节流引起的 • ⑵喷嘴前温度不变 • ⑶温度变化很小而可以忽略 • ⑷因近似计算而可以忽略温度变化
当不考虑变工况时温度的影响，上式可简化为：
G1
1
p
* 01
G
p
* 0
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渐缩喷嘴压力与流量的关系
如果工况变动前后均为临界工况，有：
• 2、级组内达到临界状态
G 1 p01 G p0
G1 p01 T0 G p0 T01
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级的变工况
• 弗留格尔公式应用条件
• 1、级组中各级流量相同（有回热抽汽也可应用）； • 2、级组中各级的通流面积变工况前后保持不变（结垢
后需修正）； • 3、级组中级数不少于3~4级。
• 弗留格尔公式的应用
• 1、监视汽轮机通流部分运行是否正常； • 2、推算不同流量下各级的级前压力。
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第二节 变工况下级的比焓降和反动度的变化规律
一、工况变动时各级比焓降变化 （一）凝汽式汽轮机 1、凝汽式汽轮机各中间级
G1 p01 G p0
G1 p21 G p2 p2 p21 p0 p01
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Gcr1 Gcr
p0*1 p0*
T0* T0*1
G cr1
p
* 0
1
G cr
p
* 0
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级的变工况
• 2、级在亚临界工况下工作
G1 G
p021 p221 p02 p22
T0 T01
结论：
G1 G
p021 p221 p02 p22
当级内流动未达到临界状态时，通过该级的流量不仅与级前
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工况变动时各级比焓降变化
当汽轮机级数比较多时：
p021
p02
G1 G
2
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工况变动时各级反动度的变化
工况变动时的损失：
h1
w11sin2
2
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工况变动所引起级内反动度的 变化
假设工况变动前后，级都处于亚临界状态，不考虑级内间隙漏气 或者吸气，有：
压力有关，而且与级后压力有关。
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级的变工况
• 二、级组前后压力与流量的关系 1、级组内各级均未达到临界状态
弗留格尔公式
G1 p021 pz21 T0
G
p02 pz2 T01
G1 G
p021 pz21 p02 pz2
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级的变工况
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级的变工况
m1 m
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工况变动所引起级内反动度的 变化
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第三节 配汽方式及调节级的 变工况特性
一、滑参数运行与定参数运行
P el G H t ri mel
滑参数运行:通过改变整机理想比焓降来调节汽轮机机组的功 率的运行方式； 定参数运行：通过改变流量来调节机组的功率的运行方式。 配汽机构：汽轮机上用于控制进汽量的条件机构。
Ab An Ab
c1 w2 c11
c11 c1
w21 w2
const
An w21
结论：在流量保持连续条件下，工况变动时，喷嘴出口气流速度 及动叶出口气流速度前后之比是不变的。
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工况变动所引起级内反动度的 变化
1. 工况变动时，级的理想比焓降减小
ht1m ht m1 c11 mc1 w21 mw2
第五章 汽轮机的变工况特性
• 目录
• 第一节 变工况下级的压力与流量的关系 • 第二节 变工况下级的比焓降和反动度的变化规律 • 第三节 配汽方式及调节级的变工况特性 • 第四节 凝汽式汽轮机的工况图 • 本章作业
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பைடு நூலகம்
第五章 汽轮机的变工况特性
• 设计工况：汽轮机在运行过程中，各种参数都 保持设计值的运行工况称为汽轮机的设计工况 ，也称为经济工况。
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渐缩喷嘴压力与流量的关系
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级的变工况
主要研究级中诸参数随流量变化而变化的基本规律 。
喷嘴前、后压力发生变化引起流量的变化。反之， 当流经喷嘴的流量变化时，喷嘴和动叶前后的压力也要 随之变化，从而引起级内各个参数发生变化。
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级的变工况
（一）级前后压力与流量的关系 1、级在临界工况下工作
工况变动时各级比焓降变化
•
当初压变化时，结果将导制各级压力也相应
的变化，但压力比不变，故焓降不变。又因为压
力有变化，故其流量相应变化，功率也随之变化
。
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工况变动时各级比焓降变化
工况变动时各中间级的内功率 与流量成正比
P i G htri BG
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工况变动时各级比焓降变化
w11cos mw1
w21 / w2 m
结论：动叶中比焓降增加，因此级的反动度增加，即
m1 m
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工况变动所引起级内反动度的 变化
2. 工况变动时，级的理想比焓降增大
ht1m ht m1 c11 mc1 w21 mw2
w11cos mw1
w21 /w2 m
结论：动叶中比焓降减小，因此级的反动度减小，即