热能汽轮机课设

（一）课程设计的目的

《汽轮机课程设计》是对在汽轮机课程中所学到的理论知识的系统总结、巩固和加深；要求掌握汽轮机热力计算及变工况下热力核算的原则、方法和步骤，还要综合各方面的实践经验和理论知识，结合结构强度、调节运行、辅助设备等有关基本知识来分析问题，才能较合理的选定汽轮机设计的基本方案。

（二）课程设计的题目

机组按50MW为经济负荷对神头电厂N75—90/535型汽轮机进行改造。

（三）改造方案

本机调节级为单列级，采用对1—8级堵喷嘴的方法，通过减少喷嘴数目来调整流通面积，使1—8级基本保证在设计参数下运行，使各级的每个喷嘴仍流过设计流量。

（四）汽轮机回热系统图

回热系统图

（五）课程设计的要求

1、绘出热力过程拟定线。

2、回热系统详细计算，并做出回热系统热力计算汇总表。

3、做出1—8级压力级改造热力计算级9—20级压力级变工况核算的汇总表，并把调节级1—8级的任意一级和9—20级的任一级的详细热力计算过程书面写出。

4、绘出计算后的整级热力过程线，并对每一压力级绘出速度三角形，调节级和1—8压力级需堵的喷嘴数（列表）。

5、要做到正确的选择设计数据，效率高、结构合理、布置紧凑、安全可靠、计算正确、绘图规范，清楚美观。

二、课程设计步骤和内容

1、回热系统的热力计算

1.1近似热力过程线的拟定

已知： 

初参数：，查焓熵图得

终参数：，查在焓熵图上沿定熵线交得 

故理想比焓降；

取，则

取中点

将此值下调，得，在焓熵图上绘制拟定的热力过程线如附图1所示。

1.2进汽量的计算

已知：， 

由公式得： 

1.3回热系统热平衡的初步计算

1.3.1各级抽汽量计算

由于第八级后各通流面积无变化，则，即： 

查指导书可得： 

则

同理可得： 

由得： 

同理可得： 

1.3.2加热器的热平衡计算

确定，由查饱和水蒸汽表得：

，由此得

(一)高加1部分热平衡计算

由上述知： 

首先查拟定热力过程线得下的过热蒸汽焓为

由查饱和水蒸汽表得，则

由得： 

(二)高加2部分热平衡计算

由于,查表得：，查拟定热力过程线得，

，

，解得

(三)除氧器部分热平衡计算

由于，查拟定热力过程线得，

，

，

，

(四)低加1部分热平衡计算

由于，查拟定热力过程线得，查饱和水蒸汽得

，由于，

由

(五)低加2部分热平衡计算

由于，查拟定热力过程线得，查饱和水蒸汽得

此时··········

(六)低加3部分热平衡计算

由于，查拟定热力过程线得， 

查饱和水蒸汽得，，

，

则·············

(七)混合部分热平衡计算

··················

···················

联立解得

2.通流部分热力计算

2.1调节级的热力计算(取)

1.调节级的进汽量

2.圆周速度： 

3.级的理想出口速度： 

4.级的理想焓降： 

5.喷嘴理想焓降： 

6.查拟定热力过程线得： 

  喷嘴前后压力之比： 

7.喷嘴出口汽流速度: 

8.喷嘴损失： 

9.喷嘴出口面积： 

10.计算喷嘴数：已知

     计算喷嘴数： 

11.堵喷嘴数： 

确定后的修正计算：

12.原设计节距

    所以喷嘴出口面积

13.修正喷嘴出口汽流速度： 

14.部分进汽度： 

15.动叶进汽口汽流相对速度和进汽角：

动叶进口动能： 

16.动叶理想焓降： 

17.动叶出口汽流相对速度

18.动叶损失： 

19.查拟定热力过程线得： 

20.动叶出口面积：不必计算

21.动叶进口汽流角(取原设计值)：       

22.动叶出口汽流绝对速度：

23.余速损失： 

24.轮周有效焓降：

25.叶高损失： 

26.轮周有效焓降： 

27.叶轮摩擦损失：           

28.鼓风损失： 

  斥汽损失： 

29. 

30.级内效率： 

31.级后参数： 

2.2前八级的热力计算

第一级(取

1.调节级的进汽量:

2.圆周速度： 

3.级的理想出口速度： 

4.级的理想滞止焓降： 

5.喷嘴理想滞止焓降： 

6.查拟定热力过程线得： 

  喷嘴前后压力之比： 

7.喷嘴出口汽流速度: 

8.喷嘴损失： 

9.喷嘴出口面积： 

10.计算喷嘴数：已知

   计算喷嘴数： 

11.堵喷嘴数： 

确定后的修正计算：

12.原设计节距

   所以喷嘴出口面积

13.修正喷嘴出口汽流速度： 

14.部分进汽度： 

15.动叶进汽口汽流相对速度和进汽角：

 动叶进口动能： 

16.动叶理想焓降： 

17.动叶出口汽流相对速度

18.动叶损失： 

19.查拟定热力过程线得： 

20.动叶出口面积：不必计算

21.动叶进口汽流角(取原设计值)：       

22.动叶出口汽流绝对速度：

23.余速损失： 

24.轮周有效焓降：

25.叶高损失： 

27.叶轮摩擦损失：           

29. 计算漏气量：

隔板漏气量： 

叶顶漏气损失： 

31.级内效率： 

32.级后参数： 

     2—8级计算结果如附录2所示。

2.3第九至第二十级在变工况下的倒算核算

2.3.1第二十级在变工况下的倒算核算

    由于八级后的通流面积没有发生变化，所以要通过变工况下的核算来求其功率和效率。

1.确定排汽状态点1

由前面计算可得：    

2.估算级内损失并确定出口状态点2，估算变工况下其它损失：

原参数

由回热系统图可得20级后的流量

假设   

 由点1沿

3. 

4.动叶出口速度

等熵指数

 圆周速度: 

5.求动叶喉部临界压力：

动叶喉部速度为：··················(a)

估算4点焓和熵                           

6.将2和4点连接，将连线分为5等份，对应比焓和比熵如下：

将表格中的数据在坐标中表示出来：

，此时

7.求动叶出口相对速度：

在动叶喉部截面上有： 

8.动叶出口汽流偏转角

9.重新确定2点

假设   

由点1沿

10. 

11.动叶出口速度

等熵指数

12.求动叶喉部临界压力：

动叶喉部速度为：··················(a)

估算4点焓和熵                           

13将2和4点连接，将连线分为5等份，对应比焓和比熵如下：

将表格中的数据在坐标中表示出来：

，此时

14.求动叶出口相对速度：

在动叶喉部截面上有： 

15. 汽流偏转角

16.确定3点与40点

    由点2沿等压线向下平移得到点3，由点3等比熵向上平移得到点

17.初算，确定点4： 

18. 

19.  查表得， 

20. 

21.接4和0点，并将其5等分，h和S如下：

将上述数据表示在坐标纸上有：

22.，

动叶理想焓降

确定5点, 

撞击损失：

撞击损失不可忽略

23. 

     喷嘴损失                     

确定6点， 

确定0*点 

可以假定

     确定0点

24.计算级的反动度： 

重新确定Ψ=0.941

重新确定2点

确定3点  

25.级的理想焓降

计算级内损失

级的内效率

2.4整机效率、功率、汽耗率、热耗率计算

1.整机相对内效率

2. 整机内功率

Ni= Ni1 Ni2……+ Ni调=55741.762Kw

3.汽耗率

4.热耗率

与原设计在75MW负荷运行时热耗率9932.35KJ/Kw·h相比下降了196.815KJ/Kw·h

标准煤耗下降

按年运行6000小时计 全年节煤量

汽轮机调节级计算数据汇总表

该机组按50MW负荷下运行，热耗率比原设计工况下运行下降了196.815kJ/kw.h，标准煤耗明显下降，下降了，按年运行6000h计算，全年节煤约2246t。

以上数据说明，该机组按50MW为经济负荷进行技术改造后，经济性明显提高，因此，该改造是可行的，且是必要的。