华北电力大学汽轮机课程设计.

汽轮机课程设计一、课程设计的目的与要求1．目的：系统地总结、巩固并应用《汽轮机原理》课程中已学过的理论知识，通过课程设计重点掌握汽轮机热力设计的方法、步骤。2．汽轮机热力设计的任务：按照给定的设计条件，选择一些参数如平均反动度，速比，确定流通部分的几何参数，包括级的平均直径，叶型，叶高，几何角,力求获得较高的相对内效率。就汽轮机课程设计而言其，任务通常是指各级几何尺寸的确定及级效率和内功率的计算。3．课程设计主要内容与设计程序(1)分析并确定汽轮机热力设计的基本参数：汽轮机容量、进汽参数、转速、排汽压力或循环水温度、回热加热级数及给水温度、供热汽轮机的供汽压力等。(2)分析并选择汽轮机的型式、配汽机构型式、通流部分形状及有关参数。(3)拟定汽轮机近似热力过程线和原则性热力系统，进行汽耗量与热经济性的初步计算。(4)根据汽轮机运行特性、经济要求及结构强度等因素，比较和确定调节级的型式、比焓降、叶型及尺寸等。(5)根据流通部分形状和回热抽汽压力要求，确定压力级的级数，并进行各级比焓降分配。(6)对各级进行详细的热力计算，求出各级流通部分的几何尺寸、相对内效率和内功率，确定汽轮机的实际热力过程线。(7)根据各级热力计算的结果，修正各回热抽汽点压力以符合实际热力过程线的要求。(8)根据需要修正热力计算结果。(9)绘制流通部分及纵剖面图。设计流程初拟整机过程线初估进汽流量调节级计算假设⊿hηiΩmdm压力级焓降分配假设Xadmα等⊿h回热系统初算假设：端差等焓升压力级详细计算整机校核过程线速度三角形绘制通流部分剖面图编写设计说明书调整局部参数调整注意的问题所设计的汽轮机应满足以下要求：（1）运行时具有较高的经济性。（2）不同工况下工作时均有高的可靠性。（3)）在满足经济性和可靠性要求的同时，还应考虑到汽轮机的结构紧凑、系统简单、布局合理、成本低廉、安装与维修方便以及零部件通用化、系列标准化等因素。通过设计对整个汽轮机的结构作进一步的了解，明确主要部件在整个机组中的作用、位置及相互关系。通过设计了解并掌握我国当前的技术政策和国家标准、设计资料等。由于课程设计的题目接近实际，与当前国民经济的要求相适应，因而要求设计者具有高度的责任感，严肃认真。应做到选择及计算数据精确、合理、绘图规范，清楚美观。二、课程设计题目机组型号：B25-8.83/0.981机组型式：多级冲动式背压汽轮机新汽压力：Po=8.83Mpa(90ata)新汽温度：to=535℃排汽压力：Pc=0.981Mpa(10ata)额定功率：Pel=25000KW转速：n=3000rpm三、课程设计的内容与步骤设计工况下的热力计算热力设计计算数据汇总整机相对内效率核算及修正绘制汽轮机通流部分图（一）设计工况下的热力计算1．确定机组配汽方式（采用喷嘴配汽）2．调节级选型（采用单列级）3．主要参数确定⑴已知设计参数Po=8.83Mpa，to=535℃，Pc=0.981Mpa，Pel=25000KW，n=3000rpm⑵选取设计参数①设计功率一般凝汽式机组有统一系列标准，而背压机组在国内目前尚无统一系列标准。可取：设计功率=经济功率=额定功率。②汽轮机相对内效率ηri选取某一ηri值，待各级详细计算后与所得ηri'进行比较，直到符合要求为止。取ηri=80.5%③机械效率：取ηm=99%④发电效率：取ηg=97%⑤给水回热系统及参数：采用两级加热器,一级除氧器。图1给定题目的回热加热系统图4．近似（全机）热力过程线的拟定拟定方法“见课程设计参考资料”P37页（1）进汽机构的节流损失ΔPo阀门全开时，ΔPo=(0.03~0.05)Po，通常取调节级喷嘴前Po'=0.95Po（2）排汽管中压力损失ΔPc：对于本机,认为Pc'=Pc，即ΔPc=0（3）末级余速损失δhc2：本机取C2=70m/s（4）调节级效率调节级效率较低，而中间级效率较高。假定调节级ηri=70%而调节级后压力Pa=5.88Mpa，作为初拟热力过程线的参数。可采用分段拟定热力过程线。（后边压力级数分配用）5．汽轮机总进汽量的初步估算DmhPDmgrimactel'06.3ΔD是考虑门杆漏汽及前轴封漏汽的蒸汽量，（t/h）ΔD=ΔDl+ΔDv给定前轴封漏汽ΔDl=3.8t/h，门杆漏汽ΔDv=1.2t/h；6．调节级的详细热力计算共（1）~（34）项内容画出调节级的热力过程线和动叶进出口速度三角形7．压力级比焓降分配及级数确定（1）第一压力级平均直径dmI的确定（检验ln）（2）末级平均直径的确定（给定dmz=1019.5mm）（3）确定压力级平均直径的变化（4）压力级的平均直径dm（平均）将BD线等分为m等分，取1、2、3……m-1点。为了减小误差，建议6。从图中量出割断长度，求出平均直径。dm（平均）=（AB+（1-1）+（2-2）+……+CD）/（m+1）*k，式中的k为比例尺。（5）压力级的平均比焓降Δht（平均）选取平均速比Xa（平均）=0.4367，则Δht（平均）=0.5*（π*dm（平均）*n/60/Xa（平均））^2（6）压力级级数的确定ZZ=(1+α)*Δht(p)/Δht（平均）式中Δht(p)--压力级的理想比焓降，α为重热系数，本机α=0.05，将Z取整。（7）各级平均直径的求取求取压力级级数后，再将上图中BD线段重新分为(Z-1)等分，在原拟定的平均直径变化曲线上，求出各级的平均直径。焓降分配（8）各级比焓降分配根据求出的各级平均直径，选取相应的速比，求出各级的理想比焓降ΔhtΔht=0.5*(π*dm*n/60/Xa)2为了便于比较和修正,一般以表格的方式列出见表“见课程设计参考资料”P57页，表2-16（9）各级比焓降的修正在拟定的热力过程线上逐级作出各级理想比焓降Δht，计算Δh。Δh=(1+α)*Δht(p)-ΣΔht如果Δh较大时可平均分配给各级，很小时可以加在末一、二级上。（10）检查各抽汽点压力值，是否符合要求，其误差应小于2%，如果相差太大，应适当调整各级的比焓降。（11）最后按照各级的dm和Δht求出相应的各级速比Xa。注意末级的计算，应待末二级详算后，根据末二级后的压力与排汽压力来确定Δhtz和Xaz。8．压力级的详细热力计算共（1）~（46）项内容每个级都要算，根据热力过程线确定状态点（二）热力计算数据汇总建议按照步骤逐项列表形成各级数据汇总表，“见课程设计参考资料”P142页附表1-8”1．在数据汇总表后计算整机内功率PiPi=ΣPis2．机组各级有效比焓降之和ΣΔhi（三）整机相对内效率核算及修正1．整机相对内效率的核算（1）计算效率ηriηri=ΣΔhi/(Δhtmac)（2）计算误差Δηri（与初选值比较）Δηri=ηri-ηri2．修正方法（1）如果Δηri＜1%认为计算结果满足要求，不必修正（2）如果Δηri＞3%应按照ηri'重新作热力计算（3）如果1%＜Δηri＜3%，只需进行通流尺寸修正，修正方法如下①总进汽量的修正：3.6*PelDo1=─────────────*m+ΔD(Δhtmac)'*ηri'ηgηm②调节级修正Dg1=Do1-ΔDvK=Dg1/Dg则An1=K*An，ln1=K*ln，Ab1=K*Ab，lb1=K*lb③压力级修正认为前轴封漏汽量及回热抽汽量均与总进汽量成正比。因此，各压力级的An、Ab、ln和lb均以修正系数K修正。在热力计算数据汇总表中，应增加上述修正后的值。④内功率修正Pi1=K*Pi3．计算轴端功率PePe=Pi1*ηm发电机功率PelPel=Pe*ηg（四）绘制汽轮机通流部分图可以参考同类型机组，但应根据以上计算出的通流部分尺寸（包括dm、ln、lb等）绘制。提交的材料—设计说明书设计说明书的编写要求1．设计说明书包括上述1到3项全部内容。其中调节级和第一压力级，要写出详细的计算步骤和列表，其他各级只要列出数据计算汇总表即可。2．画出汽轮机通流图（只画进汽部分）。3．将各级动叶出口速度三角形，按照一定的比例画在同一张图上。.4．画出调节级和第一压力级的详细热力过程线，并标出各个参数。5．画出整机热力过程线。6．本次设计总结。7．列出参考文献，参考资料。参考文献[1]沈士一，庄贺庆，康松，庞立云.汽轮机原理.水利电力出版社，1992[2]冯慧雯主编，汽轮机课程设计参考资料.水利电力出版社，1992答辩时间：1月23日（周五）地点：主楼F830携带资料：（1）《汽轮机课程设计报告》（手写）（2）通流部分结构图（A3）（3）其它图纸（各级动叶速度三角形、调节级热力过程线、第一压力级热力过程线、整机热力过程线）课程设计固定教室（全年级用）：主楼E102、F201结束