热力设计的一般步骤:(1)确定汽轮机设计的基本参数;拟定回热系统,进行初步热平衡计算,确定各段回热抽汽量和各级流量;(3)进行汽轮机各级焓降分配和级的热力计算,确定汽轮机的级数、通流部分叶栅的几何尺寸和各级的内功率;(4)根据汽轮机设计工况的内功率计算值和要求值的相对误差,按比例修正汽轮机的进汽量和各级流量,使之与原确定的设计功率相等;(5)利用弗留盖尔公式,对各级后的压力进行修正;(6)按级后蒸汽参数修正各段抽汽压力和抽汽焓(只能从级后进行抽汽);(7)再次进行回热系统热平衡计算和汽轮机各级的热力计算。反复进行修正,直至设计工况热力系统流量平衡、计算的输出电功率与原确定的设计功率之间的相对误差小于1%;(8)进行变工况时机组回热系统热平衡计算和各级的热力计算,确定调节级的部分进汽度和机组变工况的热力特性。
19. 非调节级设计计算前为什么要进行各级焓降分配?焓降分配的原则是什么?
解答:压力级热力计算前,要确定压力级的级数和进行级的焓降分配,以减少修正计算的迭代次数。
压力级中焓降分配的原则是使子午面流道形状光滑变化,各级的速度比为最佳值,保证级具有较高的内效率,并使末级的排汽压力等于给定值。
20. 调节级和压力级各自有何特点?
解答:(1)调节级的特点:在工况变化时,通流面积呈阶梯形变化,其理想焓降变化最大。为使其在工况变化时效率相对变化小一些,
应尽可能增大调节级的理想焓降。通常其平均直径比高压非调节级大,同时速度比小于最佳值。调节级的效率相对比较低,其理想焓降的取值需考虑汽轮机的效率和整体结构。为了提高调节级的级效率,其应具有一定的反动度。考虑到调节级为部分进汽的级,且叶片较短,为了减小漏汽损失,一般反动度值不宜过大。
(2)压力级的特点:压力级一般是指调节级后各非调节级。根据蒸汽容积流量的大小和压力的高低,将压力级分为三种不同的级组:高压级组、中压级组和低压级组。
A. 高压级组:高压级组中蒸汽容积流量不大,其变化相对较小。高压级组的通流部分叶栅高度一般不大,平均直径和叶栅高度变化比较平缓,其各级的能量损失中叶栅端部损失、级内间隙漏汽损失所占比例较大。当蒸汽容积流量较小,可采用部分进汽的措施来提高叶片高度。对于大容量汽轮机,高压级组通流部分叶栅高度虽较大,但为了保证必要的刚度和强度,往往采用较厚的高压隔板和较宽的喷嘴,这将导致喷嘴相对高度降低,端部损失较大。
B.中压级组:中压级组介与高压级组与低压级组之间,随着蒸汽的不断膨胀,其容积流量已较大。中压级组一般工作在过热蒸汽区,无湿汽损失,同时各级的端部损失和漏汽损失相对较小,级组中各级的级效率较高。
C.低压级组:低压级组指包括最末级在内的几个压力级,其蒸汽压力低,容积流量大,一般工作于湿蒸汽区。由于低压级组蒸汽容积流量急剧增大,导致低压级组的叶栅高度和平均直径相应增大。一般
加大直径可限制叶栅高度过分增大,又可增加级的理想焓降,减少级数,但末级的余速损失也会相应增大。低压级由于平均直径增加,叶栅高度增大,圆周速度相应增加,使离心力增大。在目前的技术条件下,末级叶片长度可达1000mm左右,末级的平均直径可达2500mm左右。单排汽口的汽轮机,其最大额定功率可达150MW左右。因此大功率汽轮机的低压部分必须进行分流。为减少湿汽损失,降低湿汽对叶片的冲蚀,限制汽轮机排汽的湿度应不超过12~13%,并设置去湿装置和采用去湿措施来降低蒸汽湿度对叶栅的冲蚀。
第二章 1. 优点?
解答:汽轮机的负荷调节的方式有喷嘴调节、节流调节、滑压调节和复合调节四种。
喷嘴调节和节流调节是定压运行机组采用的负荷调节方式,在外负荷变化时,通过改变调节阀的开度,使进汽量变化,改变机组的功率,与外负荷的变化相适应。
采用喷嘴调节的汽轮机,在外负荷变化时,各调节阀按循序逐个开启或关闭。由于在部分负荷下,几个调节阀中只有一个或两个调节阀未全开,因此在相同的部分负荷下,汽轮机的进汽节流损失较小,其内效率的变化也较小。从经济性的角度,当机组负荷经常变动时,这种调节方式较为合理。
汽轮机的负荷调节思考题解答
汽轮机的负荷调节方式有几种?各有什么
汽轮机采用节流调节,在部分负荷下,所有的调节阀均关小,进汽节流损失较大,在相同的部分负荷下,其内效率相应较低,因此这种调节方式仅适应于带基本负荷的汽轮机。另外,采用节流调节的汽轮机没有调节级,在工况变化时,高、中压级的温度变化较小,故启动升速和低负荷时对零件加热均匀。
采用滑压调节的汽轮机,在外负荷变化时,调节阀保持全开,通过改变进汽压力,使进汽量和蒸汽的理想焓降变化,改变机组的功率,与外负荷的变化相适应。在相同的部分负荷下,由于所有的调节阀均全开,节流损失最小。但在部分负荷下,由于进汽压力降低,循环效率随之降低。另外,由于锅炉调节迟缓,在部分负荷下,若所有的调节阀均全开,当负荷增加时,调节阀不能参与动态调节,机组的负荷适应性较差。只有单元机组,或可切换为单元制连接的机组,其汽轮机才能采用复合调节方式。
复合调节方式是上述调节方式的组合。它有两种组合方式:其一是高负荷区采用额定参数定压运行喷嘴调节;中间负荷段采用滑压运行;低负荷区,采用低参数定压运行节流调节,即“定-滑-定”的调节方式。其二是低负荷区,采用低参数定压运行节流调节,其他负荷区采用滑压运行,即“滑-定”的调节方式。由于复合调节方式包含滑压调节方式,也只有单元机组,或可切换为单元制连接的机组,其汽轮机才能采用。对于亚临界机组,在高负荷区采用额定参数定压运行喷嘴调节,节流损失不大,循环效率没有降低,其经济性优于滑压运行方式。另外,可使部分负荷下滑压运行的主蒸汽压力相应提高,
使循环效率降低较少,提高滑压运行的经济性,而且可以利用已关闭的高压调节阀参与动态调节,提高机组对外界负荷变化的适应能力。在低负荷区采用低参数定压运行节流调节,有利于锅炉稳定运行。对于超临界机组,在高负荷区等压线和等温线很陡,采用滑压调节经济性优于额定参数定压运行喷嘴调节,若不参加电网调频,在高、中负荷区采用滑压调节;在低负荷区采用低参数定压运行节流调节,即“滑-定”的复合调节方式。若参加电网调频,仍要采用“定-滑-定”的复合调节方式。 2.
什么单元机组的汽轮机均采用复合调节方式?
解答:复合调节方式综合喷嘴调节、节流调节和滑压调节的优点,在负荷调节过程中可以使机组获得较高的经济性,提高机组对外负荷变化的响应速度。而且只有单元机组,或可切换为单元制连接的机组,其汽轮机才能采用复合调节方式,故单元机组均采用复合调节方式。对于亚临界中间再热机组,在高负荷区,采用额定参数定压运行,喷嘴调节的节流损失不大,循环效率没有降低,其经济性优于滑压运行方式。而且使部分负荷下滑压运行的主蒸汽压力相应提高,循环效率降低较少,经济性相应提高。同时,可以利用高压调节阀参与动态调节,提高机组对外界负荷变化的适应能力。在低负荷区,要保证锅炉稳定运行,故采用低参数定压运行节流调节。即“定-滑-定”的复合调节方式。对于超临界机组,在理论上高负荷区采用滑压运行的经济性优于额定参数定压运行喷嘴调节,但若参加电网调频,为了提高机组滑压调节的动态特性,仍采用“定-滑-定”的复合调节方式,