汽轮机原理及运行课程汇总机械制造机械仪表工业_机械制造-机械、仪表工业.pdf
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1、汽轮机原理及运行课程 自学辅导资料 二OO八年十月 汽轮机原理及运行课程自学进度表 出版社:中国电力出版社 出版时间:1992 周次 学习内容 习题作业 测验作业 学时 自学重点、难点、基本要求 1 汽轮机设备及系 统、分类、型号、发展史 见自学指导书 见自学指导书 4 自学重点:蒸汽在汽轮机各种级内 的流动过程和能量转换规律 及计算,蒸汽在汽轮机级内 能量转换过程中各种损失和 各种级效率的物理概念及减 少损失的措施;重热现象和重热系数,多级汽轮机的进排汽机构阻 力损失,汽轮机及其装置的 评价指标;轴封作用、轴封 原理及轴封系统;汽轮机轴 向推力的组成及其平衡;喷嘴变工况特性,级与 级组变工况
2、特性;配汽方式 及其对变工况的影响;滑压 运行方式的经济性与安全 性;初终参数变化对机组工 作的影响;凝汽设备的工作原理与 任务;凝汽器的真空与传热 过程;凝汽器管束的布置与 真空除氧;起停过程汽缸和转子的 受热特点,热应力,热膨胀,热变形产生的原因,对运行 的危害,影响因素和控制措 施。自学难点:级的轮周效率和速比的 关系;重热现象分析,轴圭寸工 作原理;极限功率及影响因 2 级的工作原理 见自学指导书 见自学指导书 4 3 蒸汽在喷嘴和动 叶通道中的流动 见自学指导书 见自学指导书 8 4 级的轮周功率和 轮周效率 见自学指导书 见自学指导书 8 5 级内损失和级的 相对内效率 见自学指导
3、书 见自学指导书 10 6 多级汽轮机特 点;进、排汽阻 力损失 见自学指导书 见自学指导书 6 7 汽轮机及其装置 评价指标;轴封 及其系统 见自学指导书 见自学指导书 6 8 多级汽轮机轴向 推力;极限功率 见自学指导书 见自学指导书 6 9 喷嘴的变工况特性 见自学指导书 见自学指导书 4 10 级与级组的变工 况特性 见自学指导书 见自学指导书 8 11 配汽方式对机组 变工况的影响 见自学指导书 见自学指导书 10 12 滑压运行的经济 性与安全性 见自学指导书 见自学指导书 8 13 初终参数变化对 机组工作的影响 见自学指导书 见自学指导书 6 14 凝汽设备的工作 原理、任务与
4、类型 见自学指导书 见自学指导书 4 15 凝汽器的真空与 传热 见自学指导书 见自学指导书 8 间周次学习内容习题作业测验作业学时自学重点难点基本要求汽轮机设备及系统分类型号发展史见自学指导书见自学指导书自学重点蒸汽在汽轮机各种级内的流动过程和能量转换规律及计算蒸汽在汽轮机级内能量转换过程中各种损装置的评价指标轴封作用轴封原理及轴封系统汽轮机轴向推力的组成及其平衡喷嘴变工况特性级与级组变工况特性配汽方式及其对变工况的影响滑运行方式的经济性与安全性初终参数变化对机组工作的影响凝汽设备的工作原理与任生的原因对运行的危害影响因素和控制措施自学难点级的轮周效率和速比的关系重热现象分析轴圭寸工作原理极
5、限功率及影响因级的工作原理见自学指导书见自学指导书蒸汽在喷嘴和动叶通道中的流动见自学指导书见自学指导书级16 凝汽器的管束布 置与真空除氧 见自学指导书 见自学指导书 5 素 临界和亚临界工况下级 与级组压力与流量关系;喷 嘴配汽与节流配汽的具体优 缺点比较;蒸汽初温、初压 以及真空等对机组安全性和 经济性的影响;凝汽器的工作原理与任 务;凝汽器内真空计算与影 响因素;热应力概念和热应力影 响因素,启动中胀差的监视 和控制措施。基本要求:按计划完成自学进度;掌握 汽轮机单级的工作原理,多 级汽轮机特点及汽轮机变工 况运行特性;掌握汽轮机起 停的关键问题,汽轮机启动 方式分类,启动中控制的主 要
6、参数 17 凝汽器的变工况 运行 见自学指导书 见自学指导书 5 18 多压式凝汽器 见自学指导书 见自学指导书 4 19 汽轮机运行 见自学指导书 见自学指导书 12 注:期中(第 10 周左右)将前半部分测验作业寄给班主任,期末面授时将后半部分测验作业直 接交给任课教师。总成绩中,作业占 15分。间周次学习内容习题作业测验作业学时自学重点难点基本要求汽轮机设备及系统分类型号发展史见自学指导书见自学指导书自学重点蒸汽在汽轮机各种级内的流动过程和能量转换规律及计算蒸汽在汽轮机级内能量转换过程中各种损装置的评价指标轴封作用轴封原理及轴封系统汽轮机轴向推力的组成及其平衡喷嘴变工况特性级与级组变工况
7、特性配汽方式及其对变工况的影响滑运行方式的经济性与安全性初终参数变化对机组工作的影响凝汽设备的工作原理与任生的原因对运行的危害影响因素和控制措施自学难点级的轮周效率和速比的关系重热现象分析轴圭寸工作原理极限功率及影响因级的工作原理见自学指导书见自学指导书蒸汽在喷嘴和动叶通道中的流动见自学指导书见自学指导书级汽轮机原理及运行课程自学指导书 第 1 章 汽轮机级的工作原理 一、本章的核心、重点及前后联系(一)本章的核心 掌握蒸汽在汽轮机各种级内的流动过程和能量转换规律及计算,蒸汽在汽轮机级内 能量转换过程中各种损失和各种级效率的物理概念及减少损失的措施,熟悉各种损失的 计算;熟悉汽轮机级的热力设计
8、原则和方法,扭叶片级;了解叶栅的气动特性。(二)本章重点 级的概念,级的工作过程,级的反动度,动叶进出口速度三角形,蒸汽在喷嘴的膨 胀过程,蒸汽在动叶中的流动和能量转换过程;蒸汽作用在动叶栅上的力和轮周功率,级的轮周效率,级的轮周效率与速比的关系,蒸汽在复速级内的能量转换特点;级内损 失,级的相对内效率。(三)本章前后联系 在前面学习完成工程热力学和流体力学的基础上,对级的工作原理进行学习;学习 本章内容为后面分析多级汽轮机的工作原理打下基础。二、本章的基本概念、难点及学习方法指导(一)本章的基本概念 级,反动度,压比,速比,最佳速比,轮周效率,轮周功率,级的相对内效率,扭叶片(二)本章难点及
9、学习方法指导 级的轮周效率和速比的关系 学习方法:理论联系实际,熟悉汽轮机结构,多看书,三、典型例题分析 1.汽轮机按工作原理分类可分为哪几种类型?答:冲动式汽轮机和反动式汽轮机。2.按热力性质分类,汽轮机可分为哪几种类型?答:凝汽式汽轮机,背压式汽轮机,调节抽汽式汽轮机,抽汽背压式汽轮机,中间 再热式汽轮机 3.什么是级的速度比和最佳速比 间周次学习内容习题作业测验作业学时自学重点难点基本要求汽轮机设备及系统分类型号发展史见自学指导书见自学指导书自学重点蒸汽在汽轮机各种级内的流动过程和能量转换规律及计算蒸汽在汽轮机级内能量转换过程中各种损装置的评价指标轴封作用轴封原理及轴封系统汽轮机轴向推力
10、的组成及其平衡喷嘴变工况特性级与级组变工况特性配汽方式及其对变工况的影响滑运行方式的经济性与安全性初终参数变化对机组工作的影响凝汽设备的工作原理与任生的原因对运行的危害影响因素和控制措施自学难点级的轮周效率和速比的关系重热现象分析轴圭寸工作原理极限功率及影响因级的工作原理见自学指导书见自学指导书蒸汽在喷嘴和动叶通道中的流动见自学指导书见自学指导书级答:将(级动叶的)圆周速度 u 与喷嘴出口(蒸汽的)速度 c1 的比值定义为速度 比,轮周效率最大时的速度比称为最佳速度比。4.汽轮机级的含义是什么?答:汽轮机的级是将蒸汽热能转换成机械能的基本工作单元,结构上由静叶栅和相 应的动叶栅组成。5.级的反
11、动度定义是什么?答:动叶的理想比焓降与级的理想比焓降的比值。表示蒸汽在动叶通道内膨胀程度 大小的指标。6.简述在汽轮机的工作过程。答:具有一定压力和温度的蒸汽流经喷嘴,并在其中膨胀,蒸汽的压力、温度不断 降低,速度不断升高,使蒸汽的热能转化为动能,喷嘴出口的高速汽流以一定的方向进 入装在叶轮上的通道中,汽流给动叶片一作用力,推动叶轮旋转,即蒸汽在汽轮机中将 热能转化为了机械功。7.冲动级和反动级的做功原理有何不同?在相等直径和转速的情况下,哪个类型的 级做功能力较大。答:冲动级做功原理的特点是:蒸汽只在喷嘴中膨胀,在动叶汽道中不膨胀加速,只改变流动方向,动叶中只有动能向机械能的转化。在相等直径
12、和转速的情况下,冲动 级的做功能力较大。8.说明高压级内主要包括哪几项损失?答:高压级内:叶高损失、喷嘴损失、动叶损失、余速损失、扇形损失、漏气损失、叶轮摩擦损失等。9 说明低压级内主要包括哪几项损失?答:低压级内:湿气损失、喷嘴损失、动叶损失、余速损失,扇形损失、漏气损失、叶轮摩擦损失很小。四、思考题、习题及习题解答(一)思考题、习题 简答题:1、分析纯冲动级、反动级、复速级在几何结构、热力特性、速度三角形等方面各 自的特点?2、什么是动叶的进、出口速度三角形?如何绘制速度三角形?3、汽轮机级内有可能发生哪些项损失?4、何为级的轮周效率?何为级的相对内效率?5、纯冲动级、反动级和复速级的最佳
13、速比分别为多少?间周次学习内容习题作业测验作业学时自学重点难点基本要求汽轮机设备及系统分类型号发展史见自学指导书见自学指导书自学重点蒸汽在汽轮机各种级内的流动过程和能量转换规律及计算蒸汽在汽轮机级内能量转换过程中各种损装置的评价指标轴封作用轴封原理及轴封系统汽轮机轴向推力的组成及其平衡喷嘴变工况特性级与级组变工况特性配汽方式及其对变工况的影响滑运行方式的经济性与安全性初终参数变化对机组工作的影响凝汽设备的工作原理与任生的原因对运行的危害影响因素和控制措施自学难点级的轮周效率和速比的关系重热现象分析轴圭寸工作原理极限功率及影响因级的工作原理见自学指导书见自学指导书蒸汽在喷嘴和动叶通道中的流动见自
14、学指导书见自学指导书级计算题:1 已知喷嘴进口压力Po=8.4MPa,h =3369.3kJ/kg,初速度 5=50m/s,喷嘴后压 力 pi=5.8MPa,试求:(1)喷嘴前蒸汽滞止焓、滞止压力;(2)当喷嘴系数.97时,喷嘴出口蒸汽的理想速度和实际速度。2、试根据下列条件做出动叶栅进、出口速度三角形:该级进汽压力p aMPa,温度 t =350 c,级后压力p1.47MPa;该级速比 x1=0.53 G,级的平均反动度=0.15,已知=0.97=0.9;喷嘴和动叶角度 i=182=j-6(初速度忽略不计)3、汽轮机组某级的进口蒸汽压力 p3.4MPa,初温t0二435C,该级反动度=0.3
15、,级后压力p2=1.12MPa,该级采用渐缩喷嘴,喷嘴出口面积 A 厂 52cm。试 计算通过喷嘴的蒸汽理想流量(初速度忽略不计)4、汽轮机组某级的进口蒸汽压力 p3.4MPa,初温t0二435C,该级反动度 2 S=0.38,级后压力p2=2.2MPa,该级采用渐缩喷嘴,喷嘴出口面积A厂 52cm。试 计算:(1)通过喷嘴的实际流量;(2)若级后蒸汽压力降低为p21.12MPa,反动度降为门“1=0.3,通过喷嘴的蒸 汽实际流量又为多少?(初速度忽略不计)(二)习题解答 略 第 2 章 多级汽轮机 一、本章的核心、重点及前后联系(一)本章的核心 熟悉多级汽轮机的工作特点,汽轮机的各种损失和减
16、少损失的措施,了间周次学习内容习题作业测验作业学时自学重点难点基本要求汽轮机设备及系统分类型号发展史见自学指导书见自学指导书自学重点蒸汽在汽轮机各种级内的流动过程和能量转换规律及计算蒸汽在汽轮机级内能量转换过程中各种损装置的评价指标轴封作用轴封原理及轴封系统汽轮机轴向推力的组成及其平衡喷嘴变工况特性级与级组变工况特性配汽方式及其对变工况的影响滑运行方式的经济性与安全性初终参数变化对机组工作的影响凝汽设备的工作原理与任生的原因对运行的危害影响因素和控制措施自学难点级的轮周效率和速比的关系重热现象分析轴圭寸工作原理极限功率及影响因级的工作原理见自学指导书见自学指导书蒸汽在喷嘴和动叶通道中的流动见自
17、学指导书见自学指导书级解汽轮机装 置的各种评价指标,熟悉汽轮机的轴封原理和轴封系统,多级汽轮机轴向推力的组成及 平衡措施和提高单排汽口凝汽式汽轮机极限功率的方法;(二)本章重点 重热现象和重热系数,多级汽轮机的进排汽机构阻力损失,汽轮机及其装置的评价 指标;轴封作用、轴封原理及轴封系统;汽轮机轴向推力的组成及其平衡;单排汽口凝 汽式汽轮机的极限功率,提高单机最大功率的途径;(三)本章前后联系 在前面学习完成级的工作原理和汽轮机结构的基础上,学习本章内容,利用理论知 识对多级汽轮机工作原理和过程进行学习。二、本章的基本概念、难点及学习方法指导(一)本章的基本概念 重热现象,重热系数,汽轮机相对内
18、效率,汽轮机绝对内效率,汽耗率,热耗率,极限功率(二)本章难点及学习方法指导 重热现象分析,轴封工作原理,极限功率及影响因素分析。学习方法:理论联系实际,多看书,三、典型例题分析 1.汽轮机除级内损失外还包括哪些项损失?答:进汽阻力损失,排汽气损失,轴端漏气损失,机械摩擦损失。2.什么是热耗率?能否采用热耗率来评价不同机组的热经济性?答:每生产 1kW.h 电能所消耗的热量。可以采用热耗率评价不同机组的热经济性 3.何为汽轮机的相对内效率?答:汽轮机的相对内效率是指蒸汽在汽轮机内的实际(有效)焓降与理想焓降之比 4.什么是汽轮机的绝对内效率?答:蒸汽实际比焓降与整个热力循环中加给 1 千克蒸汽
19、的热量之比。5.平衡汽轮机的轴向推力可以采用哪些方法?答:平衡汽轮机的轴向推力可以采用:(1)平衡活塞法;(2)对置布置法;(3)叶轮上开平衡孔;(4)采用推力轴承。6.大功率汽轮机为什么都设计成多级汽轮机?答:大功率汽轮机多采用多级的原因为:多级汽轮机的循环热效率大大高于单机汽 轮机;多级汽轮机的相对内效率相对较高;多级汽轮机单位功率的投资大大减小。7.轴封系统的作用是什么?间周次学习内容习题作业测验作业学时自学重点难点基本要求汽轮机设备及系统分类型号发展史见自学指导书见自学指导书自学重点蒸汽在汽轮机各种级内的流动过程和能量转换规律及计算蒸汽在汽轮机级内能量转换过程中各种损装置的评价指标轴封
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