多级背压式汽轮机设计

课程设计说明书题目：B100-8.83/1.27多级背压式汽轮机设计院（系）：基层教学单位：学号学生姓名专业（班级）设计题目B100-8.83/1.27多级背压式汽轮机设计设计技术参数机组类型：多级背压式汽轮机新汽压力：P0=8.83MPa；新汽温度：t0=535℃排气压力：Pc=1.27MPa；额定功率：Pel=100MW转速：n=3000rpm设计要求1、编写课程设计说明书，写出详细的计算步骤，列出计算汇总列表；2、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；3、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；4、画出整机热力过程线，画出通流部分图。工作量1、撰写课程设计说明书一份；2、计算汇总表一份；2、各级动叶出口速度三角形、调节级和第一压力级的详细热力过程线、整机热力过程线、通流部分图。工作计划1、分析并确定汽轮机热力设计的基本参数：1～2天；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，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：3～4天；3、确定压力级的级数，进行各级比焓降分配；对各级进行详细的热力计算，确定汽轮机的实际热力过程线：4～5天；4、修正热力计算结果，撰写说明书，绘图，计算结果汇总：4～5天；5、答辩：1天。参考资料1、《电厂汽轮机原理及系统》，靳智平，中国电力出版社，2006；2、《汽轮机课程设计参考资料》，冯慧雯，水利电力出版社，1992。指导教师签字基层教学单位主任签字说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。2015年12月21日目录一、课程设计的目的与要求....................................................................................1二、课程设计题目....................................................................................................2三、课程设计内容....................................................................................................2四、计算汇总列表..................................................................................................24五、汽轮机通流图..................................................................................................26六、课程设计总结..................................................................................................27七、参考文献..........................................................................................................27燕山大学课程设计说明书共27页第1页一、课程设计的目的与要求1．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，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，一般是按照给定的设计条件,确定流通部分的几何参数，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．汽轮机设计的主要内容与设计程序大致包括：(1)分析并确定汽轮机热力设计的基本参数，如汽轮机容量、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。4．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。5．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。6．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。燕山大学课程设计说明书共27页第2页(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。7．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、课程设计题目以下为典型常规题目，也可以设计其他类型的机组。机组型号：B100-8.83/1.27机组型式：多级冲动式背压汽轮机新汽压力：MPaP83.80新汽温度：℃5350t排汽压力：MPaPc27.1额定功率：MWPe1001转速：min/3000rn三、课程设计内容（一）设计工况下的总机初步参数选择1．机组配汽方式采用喷嘴配汽2．调节级选型采用单列级3．主要参数的确定（1）已知参数MPap83.80、5350t℃、MPapc27.1、MWpel100、min/3000rn（2）选取设计参数①设计功率一般凝汽式机组有一系列标准，而背压式机组在国内目前燕山大学课程设计说明书共27页第3页尚无统一系列标准。可取设计功率=经济功率=额定功率。②汽轮机的相对内效率选取%85ri，待各级详细计算后与所得ri进行比较，直到符合要求为止。③机械效率：取%99m④发电机效率：取%97g⑤给水回热系统及参数：采用两级加热器,一级除氧器。系统及参数详见给水回热系统图。图1回热加热系统4．近似热力过程线的拟定⑴在h-s图上，根据新蒸汽压力Mpap83.80和新蒸汽温度℃5350t，可确定汽轮机进汽状态点0（主汽阀前），并查的该点的比焓值kgkJh/64.34760，比熵）℃/(7771.60kgkJs,比体积kgmv/03979.030。⑵在h-s图上，根据初压MPap83.80及主汽阀和调节汽阀节流压力损失MPap4415.00可以确定调节级前压力aMPppp389.800'0，然后根燕山大学课程设计说明书共27页第4页据'0p与0h的交点可以确定调节级级前状态点1，并查的该点的温度℃11.533'0t，比熵)℃/(7996.6'0kgkJs,比体积kgmv/0419598.03'0。⑶在h-s图上，根据凝汽器压力MPapc27.1和排汽阻力损失0cp，可以确定排气压力MPappcc27.1'。⑷在h-s图上，根据凝汽器压力MPapc27.1'和比熵)℃/(7771.60kgkJs可以确定汽缸理想出口状态点2t,并查得此点比焓值kgkJhct/41.2920，温度℃5.244ctt，比体积kgmVct/179.03，干度1ctX。由此可以得到汽轮机理想比焓降kgkJhhHctmact/23.5560，进而可以确确定汽轮机实际比焓降kgkJHHrimactmaci/8.472，再根据0h，maciH和'cp可以确定实际出口状态点2，并计算此点比焓值kgkJhc/84.30032，查的温度℃5.2812ct，比体积kgmVc/1943.032，干度1ctX。⑸考虑末级余速损失，kgkJHhmactc/0.10018.02,然后沿压力线下移kgkJ/0.10得3点,并查得比体积kgmvc/1924.033该点比焓值kgkJhc/84.29933,温度℃0.2773ct,用直线连接1和3点两点,在中间4’点沿压力线下移12~15kgkJ/得4点，光滑连接1、4、3点，则由点0、1、4、3、2连接的线即为该机组在设计工况下的近似热力过程线。5．汽轮机总进汽量的初步估算htDmhPDmgrimactel/95.7972.18.3197%%99%8523.5561000006.3**)(*6.3'0）（elP——汽轮机的设计功率，kW燕山大学课程设计说明书共27页第5页')(macth——汽轮机通流部分的理想比焓降，3476.64kJ/kgri——汽轮机通流部分相对内效率之初估值；g——机组的发电机效率；m——机组的机械效率；m——考虑回热抽汽引起汽量增大的系数,它与回热级数、给水温度、汽机容量及参数有关，取1m；D是考虑门杆漏汽及前轴封漏汽的蒸汽余量，（t/h）vDDD1给定前轴封漏汽htD/8.31，门杆漏汽htDv/2.1；0D是汽轮机总进汽量。图2初拟定热力过程线燕山大学课程设计说明书共27页第6页（二）调节级计算1.喷嘴部分的计算(1)调节级进口参数及调节级的滞止理想比焓降0th。调节级进口参数即为高压缸进口参数，由于进入调节级的气流速度很小，可以近似认为滞止参数与进口参数相等。由拟定热力过程线的步骤可得：MPappT389.8'00，℃11.53300ttT，kgkJhhT/64.347600，)℃/(7771.6'00kgkJssT,kgmvvT/03979.03'00。(2)调节级进汽量skghtDDDVg/32.221/75.7962.195.7970(3)确定速比aX和理想比焓降th取3535.0aX，取调节级平均直径dm=1100mm，计算时取dm=dn=dbsmndum/79.17260/3000*1.1*60/**smXuCaa/80.4883535.0/79.172/kgkJChat/463.1192/80.4882/220(4)平均反动度m的确定取%5.6m(5)喷嘴的滞止理想比焓降0nhkgkJhhtmn/7.111463.119)065.01()1(00(6)喷嘴出口汽流速度tc1与1csmhcnt/65.47210007.1112201tcc11*,取ф=0.97，故c1=458.5m/s。(7)计算喷嘴前后压比n燕山大学课程设计说明书共27页第7页喷嘴出口等比熵出口参数th1，tv1，1P。由0Th和0nh求出喷嘴出口理想比焓降th1kgkJhhhnTt/94.33647.11164.3476001该过程为等熵膨胀过程，由kgkJht/56.29561、)℃/(7771.60kgkJsT查水蒸气h-s图得出口比体积kgmvt/051.031，喷嘴出口压力MPap41.61。546.0764.0389.841.601nTnpp由此可知，喷嘴中为亚声速流动，采用渐缩喷嘴，选喷嘴型号TC-1A、9.121、223.0sin1。（8）计算喷嘴损失nhkgkJhhnn/6.67.11197.01*)1(22）（（9）喷嘴出口面积nA。因为喷嘴中为亚声速流动，故nA为24112.24665.47297.010051.032.221cmcvGAtntnn