汽轮机原理》讲稿第03章.ppt

第三章 汽轮机在变工况下工作 1，工况：设计工况、额定工况、变动工况。 变动工况：当外界负荷变动、蒸汽参数和转速变动，都是变动工况。 2，研究变动工况的目的： 了解汽轮机在不同工况下的效率变化，以设法使效率变化不多。 了解汽轮机在不同工况下受力情况，保证机组安全。 第一节 喷嘴在变工况下的工作 一，渐缩喷嘴的变动工况及其流量网 1，渐缩喷嘴的流量变化 （1）当喷嘴前后压力比 时 ， （亚临界），流量为 （3—1） （2）当喷嘴前后压力比 ≤ 时， ≤ （临界）流量为临界流量 （3—2） 上二式中： 、 ——喷嘴前压力、密度； 、 ——喷嘴后压力、临界压力； = ——压力比； ——喷嘴出口截面积。 第二节 级组的变动工况 一，级组前、后压力和流量的关系 （一）级组中各级均未达临界工况： 级组为流量相同的若干连续几级组成，级组 中每一级均有 同样的关系存在。将其改写成 上两式称为弗留格尔公式。** 对于凝汽式汽轮机来说，可把调节级之外的所有级看成一个级组，这样，级组前后压力（ 、 ）相差很大，则   3 流过级组内各级的蒸汽应是一股均质流。然而对于调节级，多数工况下是流过两股初压不同的汽流，级前压力既不能采用较高的初压，也不能采用较低的初压，所以这种工况下，整个调节级不能包括在级组内，其流量也不能单独地用级的压力与流量的关系式进行计算。但调节级的某个喷嘴组及其后动叶可以看成级，其压力或流量计算可应用级的压力与流量关系式。 　　由于许多工况下调节级都不能包括在级组之内，常使汽轮机的初参数不能作为巳知量参与运算，故级组常从未级算起，以便把排汽参数作为巳知量参与运算。 4 严格地讲，弗留格尔公式适合具有无穷多级数的级组，但一般只要级数多于4～5级就可以得到满意的结果。如果只做粗略地估算甚至可运用于一个级。 三 、在工程中的应用 　　弗留格尔公式不仅形式简单，而且使用方便，在汽轮机运行中可以用来： 　　(1)监视汽轮机通流部分运行是否正常。在已知汽轮机功率或流量的条件下，根据弗留格尔公式的计算结果监视某些级组(监视段)前的压力，借此判断该级组是否损坏或结垢等异常现象。 　　(2)可以推算出不同流量(功率)时各级的压差和比焓降，从而计算出相应的功率、效率及零部件的受力情况。也可以由压力推算出通过各级的流量。 某台一次再热超高压凝汽式汽轮机的功率突然下降40％，此时机组无明显振动，机组参数变化如表3-2所示，负号表示降低。功率降低后，一些参数又基本稳定不变，各监视段压力近似成比例降低。 　　分析原因：调节级后压力和中间再热后压力降低，表明蒸汽流量变小，这由给水流量也相应变小而证实。由于各监视段压力与流量近似成正比，故可以认为各非调节级的工作是正常的，流量的突降是调节级或调节级之前的通流部分故障所致。 由于通流部分故障并未引起机组振动情况的改变，因而可以认为流量突降不是转动部分的机械损坏所致，调节级喷嘴、动叶损坏常使流量增大；调节级叶片断落可能使非调节级第一级喷嘴堵塞而使调节级后压力升高。但上述情况均与事实相反，因此不大可能是调节级的损坏。 一超高压汽轮机在运行21个月后发现功率不断下降，已持续了一两个月。分析每天数据，发现功率是以不变的速率下降的，而不是突降的。与21个月前的运行数据相比，变化情况如表3-3所示。 分析原因：调节级后压力增加21.2％，既然不是由于流量增加，那就只能是由于非调节级通流部分堵塞，由于这种堵塞是稳定增加的，故不是机械损坏所致，极大的可能是通流部分结垢所致。又因为高压缸效率大为降低，故可能是高压缸结垢。 　　开缸检查，结果发现高压缸通流部分严重结垢，垢的成分中不少是铜。 节流配汽的优点是：没有调节级，结构比较简单，制造成本较低；在工况变动时，各级比焓降(除最末级)变化