1、汽轮机课程设计说明书 1汽轮机课程设计说明书第一部分：课程设计的任务与要求：一设计题目：N12-3.5/435 汽轮机通流部分热力设计二已知参数：额定功率：p r12MW， 额定转速：n e3000r/min ， 设计功率：p e9.6MW， 新蒸汽压力：p03.5MPa，新蒸汽温度： t0435， 排汽压力： pc0.005MPa，给水温度：t fw150， 冷却水温度：t w120，给水泵压头：p fp6.3MPa， 凝结水泵压头:pcp=1.2MPa，射汽抽汽器用汽量： D ej500kg/h，射汽抽汽器中凝结水温升： t ej3，轴封漏汽量： D 11000kg/h，第二高压加热器中回
2、收的轴封漏汽量： D 1700kg/h。回热级数：5三任务与要求（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；汽轮机课程设计说明书 2（8）编写计算机程序方框图；（9）编写计算
3、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）。第二部分：汽轮机热力计算一、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、t 0 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： 04%3.5014PMPa排汽管中压力损失： . 2cc调节级前的压力为： 00.36末级动叶后压力为： 50.52zcc Pa2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：p r12MW所以取汽轮机相对内效率 ri，发电机效率 g (全负荷)，机械效率 ax
4、.3热力过程曲线的初步拟定由 p03.5MPa，t 0435确定初始状态点“0”：3304.07735 kJ/kg， = 6.9597 kJ/(kg K)h0s由 kJ/kg， 从而确定“1”点：1034.753.6PMa= 6.9778kJ/(kg K)， = 434.1181s1t过“0”点做定熵线与 Pc=0.005MPa 的定压线交于“ ”点，查得：= 2122.1146kJ/kg， = 32.910h3t整机理想焓降为： kJ/kg04.07521.4681.93macth整机有效焓降为： 1181.963 0.82 969.2095kJ/kgirimact 从而确定“3”点的比焓为
5、： = - =3304.07735 969.2095=2334.86785kJ/kg3h0maci又因为余速损失为：汽轮机课程设计说明书 32%0.218.9632./0maccthhkJg所以“4”点的比焓为： 43234.86752.391.286kJ/gch再由 可以确定 “4”点，并查得：0.5MPac=7.56144kJ/(kg K)4s然后用直线连接“1” 、 “4”两点，求出中点“2” ，=2807.653 kJ/kg， =7.26962 J/(kg K)2h2s并在“2”点沿等压线向下移 14kJ/kg 得“2”点，=2793.653 kJ/kg， =7.237437 J/(k
6、g K)2 2s过“1” 、 “2”、 “3”点作光滑曲线即为汽轮机的近似热力过程曲线。汽轮机近似热力过程曲线图见附图-1.4整机进汽量估计一般凝汽式汽轮机的总蒸汽流量 可由下式估算：0Dt/hmhPgrimacte06.3式中 汽轮机的设计功率， KW eP通流部分的理想比焓降，KJ/kg ；macth汽轮机通流部分相对内效率的初步估算值(0.8200.850) ri；机组的发电机效率(全负荷，0.9650.975) ；g汽轮机课程设计说明书 4机组的机械效率（0.9850.990） ；mD 考虑阀杆漏气和前轴封漏汽及保证在处参数下降或背压升高时仍能发出设计功率的蒸汽余量，通常取=3%左右，
7、t/hm 考虑回热抽汽引起进汽量增大的系数，它与回热级数、给水温度、汽轮机容量及参数有关，通常取m=1.081.25，调节抽汽式汽轮机通流部分设计式，要考虑到调节抽汽工况及纯凝汽工况。一般高压部分的进汽量及几何尺寸以调节抽汽工况作为设计工况进行计算，低压部分的进汽量及几何下以纯凝汽工况作为设计工况进行计算。取 回热抽汽进汽量增大系数 ，漏汽蒸汽余量m=1.2003D汽轮机相对内效率 ri0.82，机械效率 ，发电机效率.98ax .97ghtD/47.098.7.082963.10 二、调节级详细计算1根据调节级的选择原则，选取调节级的型式及相关参数如下：a）调节级型式：双列复速级 b）理想焓
8、降： 250kJ/gthc）平均直径： 1mdd）反动度： 16%,bb,3ge）速度比： =0.24ax注： /20.5atuh2喷嘴理想比焓降：kJ/kg(1)(16%)201nmt3计算喷嘴出口汽流状态并选择喷嘴型线：取喷嘴的速度系数 0.97则喷嘴损失： kJ/kg 22(1)(10.97)1.40nnhhkJ/kg1034.54368nh在 h-s 图上近似做出热力过程线，取动叶进口参数为：1.63MPa， =0.1677m3/kg1P1v汽轮机课程设计说明书 5因为 ,10/.63/0.485.46n crP故在喷嘴中汽流为超声速流动，故选择 TC-2B 型线，出汽角为 =15。1
9、4喷嘴出口汽流速度：m/s14.724.7210648.5t nchm/s096853t5计算喷嘴出口面积：查得喷嘴流量系数 0.97n3301/64.910/62.48/GDkgs 2128.73.9.5tnvA cmc6计算喷嘴最小截面积及斜切部分偏转角因为 ,所以汽流在斜切部分发生膨胀，产生偏转:0.4ncrcm2min012.48() 3.1966.68.095GAPv1 1.3111 1.31.nn()()sin()sin(5)si si50485kkk 0.267解得： 1.7计算喷嘴出口高度 和部分进汽度 enl因为 0.4ncr汽轮机课程设计说明书 6所以 3min1()32.
10、96100.483.s45sinnAle md取 ，则求得： ，满足要求。6nl .87e8. 计算第一列动叶进口汽流角和相对速度3.14501.5/606mDums11sin()628.13in(50.17)tatan 21.coco8.5u11i()628.3si(50.7)4./sw skJ/kg221/045.7/1.9h由上可查 h-s 图得第一列动叶进口的滞止压力 =2.36108MP*1p9. 计算第一列动叶出口汽流相对速度第一列动叶理想焓降： kJ/kg0.257.bth第一列动叶滞止理想焓降：kJ/kg*127.54.319.84bwh第一列动叶出口汽流相对速度m/s*24.
11、53.t bh在图 4 中查得： 0913m/s2.5.2468.7tw10第一列动叶损失为：kJ/kg2*2(1)(10.93)1.92.38bbhh根据 和 在 h-s 图中做出动叶热力过程曲线，查得第一列动叶后蒸汽状态点：P 21.47282MPa，V 20.1825397m 3/kg11第一列动叶出口面积： 4221.480.597108.59763bGvAcmw汽轮机课程设计说明书 7由于 ，21/.4782/.3610.2580.46n crP 故汽流在第一列动叶中为亚声速流动。12. 第一列动叶出口高度 和汽流出口角bl2由前面计算可知： 16nm所以查表 1 得： .5,0.5
12、,t rm叶 顶 盖 度 叶 跟 盖 度.2tr，对于一短叶片，有：628ibnlm18ibl进而汽流出口角 4112 8.5970sisin0.2431.bmAedl20.3713第一列动叶出口汽流速度 和出汽角2c21122wsin468.73sintata32.coo180.5u2i468.73icss20.=.m/14. 导叶的理想比焓降kJ/kg0.5gthkJ/kg22* 51.890gc36.15. 计算导叶出口速度理想速度： *14.724.7251.8932.5/t gchms查图 4 可得： 09实际速度： 1.3.0/gtc s16. 导叶内损失：汽轮机课程设计说明书 8
13、kJ/kg2*2(1)(10.97)51.89.207gghh在 h-s 图中做出导叶热力过程曲线，查得导叶后蒸汽状态点：P1=1.4463058MPa, v1=0.1865665m 3/kg17. 计算导叶出口截面积及进口高度导叶出口截面积： 4 4212.80651079.9gGAcmc导叶进口高度：igbl m18. 导叶出汽角4111 79.10sinsin0.24853.2gmAedl =30.919. 第二列动叶进口相对速度 和方向,1wo111sin29.01sintata65.01coc8.u3o1i29.0i65.47/ss65wms 3.20. 计算第二列动叶出口汽流相对速
14、度第二列动叶理想比焓降： kJ/kg0.327.5bth滞止理想焓降：kJ/kg22*165.847.1.090bwh21.动叶出口理想相对速度： *24.74.721.0925.1/t bwhms查图 4 可得： 6g动叶出口实际相对速度： 22.60.951.7/twms22. 第二列动叶损失为：kJ/kg2*2(1)(10.96)1.03.28bbhh 汽轮机课程设计说明书 9根据 和 在 h-s 图中做出动叶热力过程曲线，查得第二列动叶bh后蒸汽状态点：P21.40725MPa ，V 2 0.191034m3/kg23. 计算第二列动叶相关参数第二列动叶出口截面积：4221.480.9
15、315.07bGvAcmw第二列动叶进口高度： 2ibgl第二列动叶出口高度：im24第二列动叶出口汽流角： 4112 25.01sinsin.4873.2bmAedl 7.0825第二列动叶出口汽流绝对速度方向与大小 o1122wsin90.sintata109.6co7co8.5u.422 oi90.7ic 8.5/ss6ms 4.226余速损失为：22148.590h.35/c kJg27轮周有效焓降 （不计叶高损失）： uh2htnbgbch2501.42.938.1073.81.095936/kJ28. 轮周效率的计算及校核汽轮机课程设计说明书 100192.360.7955uthE
16、1212(coss)(coscs) u th80.56.353.(92.01cos148.590cos.61)5 06.83.79.79.1%10%.406u所以它是合格的。29计算叶高损失(nbgblll mkJ/kg（对于复速级 ）219.3420.51luah2a30轮周有效比焓降： 192.360.2517.453/ulh kJg轮周功率：.487.8.6uuPGW31部分进汽损失与叶轮摩擦损失叶轮摩擦损失：kJ/kg2323180.51.07()1.07().1794.bf udhGv在计算部分进汽损失时，由于采用的是双列级，于是Ke=0.55，Ke=0.016， ，所以有4mZ0.2ax2(1)t meeaebhzkxkd250.4 40.(1.4875)0.162.851kJ/g87 .
