(4.3)--3.3 汽轮机的变工况特性.pdf

ADD RELATED TITLE WORDS汽轮机原理1.汽轮机级的工作原理 比焓降变化规律 反动度变化规律 轴向推力变化规律本节内容1.汽轮机级的工作原理教学要求能力目标 能够掌握比焓能够掌握比焓降、降、反动度反动度变化规律变化规律的的分析分析方法方法 能够能够分析调节方式分析调节方式的的适用适用机组类型机组类型知识目标 记住比焓降变化规律记住比焓降变化规律 阐明阐明反动度变化规律反动度变化规律 说说清清轴向推力变化轴向推力变化规规律律 了了解解几种调节方式的几种调节方式的特点特点价值目标 掌握分类、归纳掌握分类、归纳的研究的研究方法方法1.汽轮机级的工作原理设计工况1-122t000001111pphpRTpp=变工况1-12121t101010101011111pphpRTpp=压比忽略温度影响tn()hf=理想比焓降ADD RELATED TITLE WORDS忽略温度影响tn()hf=nhthsh0h2ABH1p2p0nht图1 级的热力过程线理想比焓降1.汽轮机级的工作原理1.凝汽式汽轮机中间各级2.凝汽式汽轮机末级一 凝汽式汽轮机变工况时各级比焓降的变化1.汽轮机级的工作原理0112102=pGpGpp221001=pppp忽略温度影响，压比n不变；比焓降ht基本不变级的理想速度ca不变；电站汽轮机定转速u不变；级的速比xa不变级效率ri不变。1.凝汽式汽轮机中间各级1.汽轮机级的工作原理级的内功率itriPG hBG=图2 热力过程线平移示意图AB调节 G 改变内功率 Pi变工况计算不需详细核算只需平移热力过程线即可1.凝汽式汽轮机中间各级1.汽轮机级的工作原理图3 末级示意图不管是超临界还是亚临界末级压比 nz随 G 而变G 变化nz变化ht，xa变化ri=pzPz-1G末级图4 末级前后压力与流量的关系曲线2.凝汽式汽轮机末级1.汽轮机级的工作原理1.背压式汽轮机中间级2.背压式汽轮机末级二 背压式汽轮机变工况时各级比焓降的变化1.汽轮机级的工作原理末级变工况前后都处于临界状态同凝汽式汽轮机各中间级同样规律变工况前后均处于亚临界状态用弗留格尔公式讨论1.背压式汽轮机中间级1.汽轮机级的工作原理变工况前后均处于亚临界状态220111220=zzppGGpp()2222210101zzGppppG=+第一级前：()2222212121zzGppppG=+第一级级后即第二级前：1.背压式汽轮机中间级1.汽轮机级的工作原理图6 背压式汽轮机各级级前压力与流量的关系曲线1.2.3.4.5各级的代号变工况前后亚临界图5 背压式汽轮机各级p-G的关系曲线1.2.3.4.5.6各级的代号()2222210101zzGppppG=+第一级前：()2222212121zzGppppG=+第二级前：1.汽轮机级的工作原理2222221121201222011zzzzGpppGppGpppG+=+两式相除得：2222z2001212201z01111ppGppGpppGpG=pz1=pz1.汽轮机级的工作原理2222z2001212201z01111ppGppGpppGpG=(1)各级的ht随G而变；(2)级前压力越高的级，G变化ht的影响越小；图7 背压式汽轮机非调节级理想比焓降变化规律1.汽轮机级的工作原理(1)各级的ht随G而变；(2)级前压力越高的级，G变化ht的影响越小；(3)G 在设计值附近变化不大时，ht近似不变;图7 背压式汽轮机非调节级理想比焓降变化规律图5 背压式汽轮机各级p-G的关系曲线1.汽轮机级的工作原理(4)G 变化大时，最后几级的压n和ht首先变化，最初几级的ht在相当大负荷内变化范围内几乎不变，只有蒸汽流量偏离设计很远时，最初几级的ht才发生急剧变化。图7 背压式汽轮机非调节级理想比焓降变化规律图5 背压式汽轮机各级p-G的关系曲线1.汽轮机级的工作原理图3 末级示意图一般是亚临界末级压比 nz随 G 而变G 变化nz变化ht，xa，ri变化pzPz-1G末级图4 末级前后压力与流量的关系曲线=2.背压式汽轮机末级1.汽轮机级的工作原理图8 调节级示意图级前压力p0几乎不变调节阀全开，级后压力p2随G正比变化G p2 nthtG p2 nthtxa，ri变化t=p2p0G调节级三 变工况时调节级比焓降的变化1.汽轮机级的工作原理当htxac11c1，111，111动叶进口实际有效11 cos=四 级的理想比焓降时反动度的变化规律111111coscc221b1112cosh=+211121cc动叶汽道内形成阻塞p1m。1.汽轮机级的工作原理四 级的理想比焓降时反动度的变化规律1nn 1b11b=AA cAGcA=常数当反动度增大到一定的程度，使：则反动度自然不再增大，达到了平衡。1121nb1121cAAG=ADD RELATED TITLE WORDS由级的比焓降变化引起反动度变化，通常用下式计算：aa2aaaxmaaa1.0.50.30.21xxxxxxxx=当在很大范围内变化时，用下式计算工况变动时，级内反动度变化的计算aaaaaxma2.0.10.20.41xxxxxx=当在（）范围内变化时，可以用下式计算1.汽轮机级的工作原理五 轴向推力的变化 凝汽式汽轮机轴向推力的变化a1m101am0FpFp 0101210112102020ppppDpDppppp=a1011a0FpDFpD=1.汽轮机级的工作原理五 轴向推力的变化a11aFDFD 中间各级FaG；末级FaG；总Fa等于各级之和；负荷最大时，Fa达到最大。凝汽式汽轮机轴向推力的变化1.汽轮机级的工作原理汽轮机功率eltrimgPG h =六 汽轮机的调节调整蒸汽量G改变ht两者同时改变调节方法1.汽轮机级的工作原理汽轮机功率调节方法 调整蒸汽量G，ht，两者都变eltrimgPG h =调节方法定压调节、滑压调节六 汽轮机的调节节流调节、喷嘴调节1.汽轮机级的工作原理图1 节流调节示意图调节汽阀所有进入汽轮机的蒸汽都经过一个或几个同时开启或关闭的调节汽阀，然后再进入第一级喷嘴1.节流调节1.汽轮机级的工作原理最大负荷：调节汽阀全开 hhshp0op0ah图2 节流调节汽轮机的热力过程线1.节流调节1.汽轮机级的工作原理最大负荷：调节汽阀全开 h部分负荷：调节汽阀 hhshp0op0ahcphh图2 节流调节汽轮机的热力过程线1.节流调节1.汽轮机级的工作原理最大负荷：调节汽阀全开 h部分负荷：调节汽阀 h调节过程：GG1p0 p ph h hh h hhshp0op0ahcphh图2 节流调节汽轮机的热力过程线Pel1.节流调节1.汽轮机级的工作原理节流效率：hshp0op0ahcphh图2 节流调节汽轮机的热力过程线tththh=1.节流调节1.汽轮机级的工作原理节流效率：hshp0op0ahcphh图2 节流调节汽轮机的热力过程线tththh=相对内效率：tiiririthttthhhhhh=ri未包括进汽机构节流损失的通流部分的相对内效率1.节流调节1.汽轮机级的工作原理节流效率：同背压pc：Gth；同流量G：pc th；背压机组不适宜节流调节。tththh=图3 节流效率曲线G1/G1.节流调节1.汽轮机级的工作原理结构简单，制造成本低部分负荷下经济性较差适用于基本负荷的大型机组图3 节流效率曲线G1/G1.节流调节1.汽轮机级的工作原理图4 喷嘴调节结构示意图进汽室喷嘴组调节汽阀主汽门第一级是调节级，调节级分为几个喷嘴组，每一组都由一个调节汽阀控制。喷嘴组2.喷嘴调节1.汽轮机级的工作原理全开汽阀无节流损失部分开启汽阀节流损失部分负荷，喷嘴调节汽轮机的经济性高于节流调节汽轮机。图4 喷嘴调节结构示意图进汽室喷嘴组调节汽阀主汽门2.喷嘴调节1.汽轮机级的工作原理喷嘴组之间间壁调节汽阀全开，仍存在部分进汽损失图4 喷嘴调节结构示意图间壁2.喷嘴调节1.汽轮机级的工作原理调节汽阀全部打开，仍存在部分进汽损失余速损失图4 喷嘴调节结构示意图进汽室喷嘴组调节汽阀主汽门2.喷嘴调节额定功率，喷嘴调节汽轮机的效率低于节流调节汽轮机。1.汽轮机级的工作原理部分负荷，喷嘴调节的经济性高于节流调节汽轮机。额定功率，喷嘴调节的效率低于节流调节汽轮机。2.喷嘴调节1.汽轮机级的工作原理缺点：定压运行时温度变化大限制汽轮机快速改变负荷2.喷嘴调节适用于：定压运行的背压式机组调节抽汽式机组1.汽轮机级的工作原理单元制机组中，汽轮机所有调节阀全开，随着负荷的改变，调整锅炉燃料量和给水量，改变锅炉出口蒸汽压力（蒸汽温度保持不变），适应汽轮机负荷变化的需要。3.滑压调节1.汽轮机级的工作原理 增加了机组运行的可靠性和对负荷的适应性部分负荷p，T 不变缩短机组的启停时间（一）滑压调节的特点1.汽轮机级的工作原理 增加了机组运行的可靠性和对负荷的适应性 提高了机组在部分负荷下的经济性提高了部分负荷下机组的内效率改善机组的循环热效率给水泵耗功减小图5 朗肯循环T-S图TS0781234（一）滑压调节的特点1.汽轮机级的工作原理 增加了机组运行的可靠性和对负荷的适应性 提高了机组在部分负荷下的经济性 高负荷区滑压运行不经济高负荷区(75%100%)，滑压调节不经济循环热效率(高压缸内效率+给水泵耗功+再热蒸汽温度升高热效率)采用滑压调节（一）滑压调节的特点1.汽轮机级的工作原理 增加了机组运行的可靠性和对负荷的适应性 提高了机组在部分负荷下的经济性 高负荷区滑压运行不经济（一）滑压调节的特点1.汽轮机级的工作原理 纯滑压调节 节流滑压调节 复合滑压调节（二）滑压调节的方式成功项目展示ADD RELATED TITLE WORDS学习通必做作业ADD RELATED TITLE WORDS机组变工况中间级末级调节级凝汽式ht，xa，ri不变PiGht，xa变化riht，xa变化ri背压式前几级变化较小末几级变化较大ht，xa变化riht，xa变化ri表1 机组的变工况特性小 结锅炉原理10 省煤器及空气预热器节流调节喷嘴调节纯滑压调节经济性差好较好安全性较好差好负荷响应好好差表2 调节方式特性对比小 结