第五章 汽轮机的变工况特性模板

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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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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。
将蒸汽看作理想气体，根据气体状态方程，上式变为：
* T0* G1 1 p01 * * G p0 T01
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渐缩喷嘴压力与流量的关系
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 p01 * G p0
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渐缩喷嘴压力与流量的关系
* * G p T 0 如果工况变动前后均为临界工况，有： cr1 01 * * Gcr p0 T01
Gcr1 p 当不考虑温度影响时： Gcr p
* 01 * 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。
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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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
对于渐缩喷嘴，当其初参数及出口面积不变时，通过喷嘴的流量 为：
G 0.648 An p 0.648 An
* 0 * 0 * 0 * p0
G1 0.6481 An
* 01
* p01
根据上述两式，有：
G1 1 G
* * p01 0 * * p0 01
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：
Ab c1 An w2 c11 w21 const Ab c11 c1 w2 An w21
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渐缩喷嘴压力与流量的关系
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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。
G1 G
2 2 p01 p21 2 2 p0 p2
结论： 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 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
G1 G
2 p01 pz21 T0 2 p0 pz2 T01
G1 G
弗留格尔公式
2 p01 pz21 2 p0 pz2
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级的变工况
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级的变工况
• 2、级组内达到临界状态
G1 p01 G p0
G1 p01 T0 G p0 T01
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级的变工况
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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
* Gcr1 p01 * Gcr p0
T0* * T01
Gcr1 p Gcr p
* 01 * 0
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级的变工况
• 2、级在亚临界工况下工作
G1 G
2 2 p01 p21 T0 2 2 p0 p2 T01
• 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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• 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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工况变动时各级比焓降变化
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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：
2 2 G1 p01 p0 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：
h 1
w11 sin 2
当背压不变时，上式变为：
G1 2 2 2 2 p01 ( p0 pz ) pz G
G1 2 2 2 2 p21 ( p2 pz ) pz G
2
2
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
工况变动时各中间级的内功率 与流量成正比
P i Ghtri BG
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工况变动时各级比焓降变化
（二）背压式汽轮机中间级的变工况
2 ( p01 pz21 ) G1 2 G ( p0 pz2 )