课程设计说明书(汽机)

汽轮机课程设计说明书华中科技大学能源与动力工程学院1汽轮机课程设计说明书设计题目：N25-3.5/435汽轮机通流部分热力设计学生姓名:学号:专业:班级:完成日期:指导教师:能源与动力工程学院2010年10月汽轮机课程设计说明书华中科技大学能源与动力工程学院2一）设计题目：N25-3.5/435汽轮机通流部分热力设计二）已知参数：额定功率：pr＝25MW，额定转速：ne＝3000r/min，设计功率：pe＝20MW，新蒸汽压力：p0＝3.5MPa，新蒸汽温度：t0＝435℃，排汽压力：pc＝0.005MPa，给水温度：tfw＝160～170℃，冷却水温度：tw1＝20℃，给水泵压头：pfp＝6.3MPa，凝结水泵压头:pcp=1.2MPa，射汽抽汽器用汽量：△Dej＝500kg/h，射汽抽汽器中凝结水温升：△tej＝3℃，轴封漏汽量：△D1＝1000kg/h，第二高压加热器中回收的轴封漏汽量：△D1′＝700kg/h。三）任务与要求（1）估算整机蒸汽流量及拟定热力过程曲线；（2）回热系统热平衡初步计算及回热系统示意图绘制；（3）非调节级理想比焓降分配和级数确定；（4）计算调节级与非调节级通流部分几何尺寸：各级平均直径、叶片高度、通流面积、叶片数、叶宽、节距、静叶片安装角、动叶片安装角、及出汽角等；（5）计算级效率、级内功率、整机内功率及相对内效率；（6）整机校核（电功率、内效率）；（7）按比例绘制通流部分子午剖面流道图和各级速度三角形图，以及调节级详细热力过程曲线示意图，整机热力过程曲线图；（8）编写计算机程序方框图；（9）编写计算机运行程序；（10）调试并运行热力设计计算机程序；（11）编写课程设计说明书（说明书规格按学校要求，内容为上述计算内容）。四）详细设计过程：一、汽轮机进汽量D0的初步估算和近似热力过程曲线的初步计算1．根据已知的p0、t0和pc，确定蒸汽通过主汽门、配汽机构及排汽管中的压力损失。进汽机构节流损失：004%0043.50.14PPMPa汽轮机课程设计说明书华中科技大学能源与动力工程学院3排汽管中压力损失：0.040.0050.0002ccPPMPa调节级前的压力为：0003.50.143.36PPPMPa末级动叶后压力为：0.0050.00020.0052zcccPPPPMPa2．选取机组的相对内效率、发电效率和机械效率由于汽轮发电机组的额定功率：pr＝25MW所以取汽轮机相对内效率ηri＝0.84，发电机效率ηg＝0.970(全负荷)，机械效率ηax＝0.9873．热力过程曲线的初步拟定由p0＝3.5MPa，t0＝435℃确定初始状态点“0”：0h＝3304.0396kJ/kg，0v=0.08969m3/kg，0s=6.96kJ/(kgK)由103304.0396hhkJ/kg，03.36PMPa从而确定“1”点：1s=6.9781kJ/(kgK)，1v=0.09345m3/kg，1t=434.116℃过“1”点做定熵线与Pc=0.005MPa的定压线交于“3”点，查得：3'h=2132.2024kJ/kg，3't=33.598℃，3'v=22.33981m3/kg整机理想焓降为：03'3304.03962132.20241170.8372macthhhkJ/kg整机有效焓降为：macih＝rimacth＝1170.83720.84984.3432kJ/kg从而确定“3”点的比焓为：''3h=0h-macih=3304.0396984.3432=2319.696kJ/kg又因为余速损失为：2222%0.021170.837223.43672000macctchhkJ/kg所以“3”点的比焓为：''3232319.69623.43672296.2593kJ/kgchhh再由0.0052MPacP可以确定“3”点，并查得：3t=33.598℃，3v=24.18005m3/kg，3s=7.5129kJ/(kgK)然后用直线连接“1”、“3”两点，求出中点“2′”，并在“2′”点沿等压线向下移14kJ/kg得“2”点，过“1”、“2”、“3”点作光滑曲线即为汽轮机的近似热力过程曲线。汽轮机课程设计说明书华中科技大学能源与动力工程学院44．整机进汽量估计0DrigaxDemact3600pm＝h（kg/h）取m=1.20，0ΔD=4%D，0.84ri，0.987ax，0.970g036001.20D95.5008t/h二、回热系统平衡初步估算1.确定给水温度fwt初蒸汽压力：03.5PMPa，它对应的饱和温度为：242.54stC，所以给水温度fwt在157.65~181.91ºC之间，取165fwtC。2．确定抽汽级数fw因为初压03.5PMPa，初温0435tC，由表3可知，选取5fw，其中2个高压加热器、2个低压加热器、1个除氧器。检验得上面取的给水温度也在要求的范围内。3．给水比焓升的分配因为给水温度165fwtC，同时03.5PMPa，则可查得：698.8472kJ/kgfwh又由排汽压力0.005cPMPa查得：32.898ctC，137.77kJ/kgch采用等比焓升分配原则，每级加热器中给水焓升为：698.85137.77112.22kJ/kg5fwcfwfwhhhZ4．确定加热器端差t参照25MW机组示例，取高压加热器端差为5ºC，低压加热器端差为3ºC，除氧器的端差为0ºC。5．确定抽汽管道压损同样参照25MW机组示例，取除氧器的抽汽管道压损17%eePP，高压、低压加热器的抽汽管道压损8%eePP。汽轮机课程设计说明书华中科技大学能源与动力工程学院56．确定各级加热器的汽水参数由于各级加热器中给水比焓升确定了，则各级加热器出口水温2wt也就确定了。根据传热端差可以确定各加热器抽汽凝结水的温度2ewttt，继而可查得对应et下饱和蒸汽压力，即各加热器内抽汽压力eP，以及汽轮机各抽汽室的压力()eeeePPPP。在h-s图上近似热力过程线中，分别找到各抽汽点的焓值eh，并将其列于下表中：加热器号抽汽压力()ePMPa抽汽比焓(kJ/kg)eh抽汽管压损(%)eePP加热器工作压力)PMPa饱和水温度()etC饱和水比焓(kJ/kg)eh出口端差()tC给水出口温度2()wtC给水出口比焓2(kJ/kg)whH10.86092993.3680.7920170.00719.215165.00698.85H20.44542852.8480.4098144.50608.545139.50586.63HD0.19022701.83170.1579112.92474.420112.92474.42H30.07412560.0980.068289.78373.94386.28362.20H40.02432419.5680.022362.50261.62359.50249.987．原则性热力系统图由于调节级的情况、压力级的情况及抽汽的位置均未定，所以无法做出准确的图。下面仅为示意图，真实图见作图纸上。汽轮机课程设计说明书华中科技大学能源与动力工程学院68．回热系统热平衡估算：(1)H1号高压加热器近似取fw0DD95.5008t/hh0.98，下同。因为e111h21D()()eef()95.5008(698.85586.63)D4.8086t/h(2993.36719.12)0.98f(2)H2号高压加热器先不考虑漏入H2的轴封漏汽l1D及H1的疏水e1D，有：21e22()95.5008(586.63474.42)D4.873t/h(2852.84608.54)0.98f考虑H1疏水注入H2,使本级抽汽量减少的相当量为：e11212D()4.8086(719.21608.54)D0.2371t/h2852.84608.54eeeehhh考虑轴封漏汽使抽汽量减少的相当量为：22D()0.7(3304.0396608.44)D0.8407t/h2852.84608.54llelehhhH2号高压加热器实际的抽汽量为：e221DDDD4.8730.23710.84073.7952t/heel(3)HD除氧器除氧器质量平衡方程：12geelcwfwDDDDDD除氧器热平衡方程：1221()gegeelecwwfwegDhDDDhDhDh代入数据得：4.80863.7952195.5008gcwDD2701.83(4.80863.79521)608.54362.2095.5008474.42gcwDD联立两方程解得：3.5695t/hgD，82.3275t/hcwD所以除氧器的抽汽量为：3.5695t/hgD汽轮机课程设计说明书华中科技大学能源与动力工程学院7(4)H3号低压加热器类似于H1的情况，可以列出如下式子：21e33()82.3275(362.20249.98)D4.3123t/h(2560.09373.94)0.98c(5)H4号低压加热器凝汽器压力0.005cPMPa，对应的32.898ctC，137.77kJ/kgch因为射汽抽气器中的凝结水温升为：ejt3C所以H4号低压加热器进口水温为：w1t32.898335.898C进而可知：w1h150.40kJ/kg，则H4的计算抽汽量为：21e44()82.3275(249.98150.40)D=3.8766t/h(2419.56261.62)0.98cH3疏水注入H4引起的抽汽减少量为：e334e34D()4.3123(374.94261.62)D0.2245t/h2419.56261.62eeehhhe4e4e3DDD3.87660.22453.652t/h9．将计算结果列于下表：项目符号单位加热器号H1H2HDH3H4抽汽压力peMpa0.86090.44540.19020.07410.0243加热器压力pe＇Mpa0.79200.40980.15790.06820.0223抽汽比焓hekJ/kg2993.362852.842701.832560.092419.56压力pe＇下饱和温度te℃170.00144.50112.9289.7862.50压力pe＇下饱和水比焓he＇kJ/kg719.21608.54474.42373.94261.62每公斤蒸汽放热量ΔhekJ/kg2274.152244.302227.412186.152157.94被加热的给水量Dfwkg/h95500.895500.895500.882327.582327.5给水进口温度tw1℃139.30112.9286.2859.5035.898给水进口水比焓hw1kJ/kg586.63474.42362.20249.98150.40加热器端差δt℃55033给水出口温度tw2℃165.00139.30112.9286.2859.50给水出口比焓hw2kJ/kg698.85586.63474.42362.20249.98给水比焓升ΔhfwkJ/kg112.22112.22112.22112.22112.21抽汽量ΔDekg/h4808.63795.23569.54312.33652汽轮机课程设计说明书华中