汽轮机原理课程设计-21MW凝汽式汽轮机热力设计.doc

第一章设计任务书
设计题目: 21MW凝汽式汽轮机热力设计
热力设计的内容及主要要求
汽轮机热力设计的任务是,按给定的设计条件,确定通流部分的集合尺寸,力求获得高的相对内效率。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。
汽轮机设计的主要内容与设计程序大致包括汽轮机的通流部分即汽轮机本体中汽流的通道,包括调节阀级的通流部分和排汽部分。:
(1)分析与确定汽轮机热力设计的基本参数,这些参数包括汽轮机容量、进汽参数、转速、排汽压力、或冷却水温度及给水温度等;
(2)分析并选择汽轮机的型式、配汽机构形式、通流部分及有关参数;
(3)拟定汽轮机近似热力过程曲线和原则性回热系统,进行汽耗量及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,比较和确定调节级型式、比焓降、叶型及尺寸等;
(5)根据通流部分形状和回热抽汽点的要求,确定压力级即非调节级的级数和排汽口数,并进行各级比焓降分配;
(6)对各级进行详细的热力计算,求出各级通流部分的几何尺寸相对内效率和内功率,确定汽轮机实际的热力过程曲线;
(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曲线的要求,并修正回热系统的热力平衡计算;
主要技术参数:
额定功率:21MW 设计功率: 新汽压力:
新汽温度:435℃排汽压力: 冷却水温:22℃
机组转速:3000r/min 回热抽汽级数:3 给水温度:158℃
第二章汽轮机蒸汽流量的初步计算

(1)进排汽机构及连接管道的各项损失
蒸汽流过个阀门及连接管道时,会产生节流损失和压力损失。表2-1列出了这些损失通常选取范围。
表2-1 汽轮机各阀门及连接管道中节流损失和压力估取范围
损失名称
符号
估算范围
主汽管和调节阀节流损失
△P=(~)
排汽管中压力损失
△P=(~)
回热抽汽管中压力损失
△P=(~)
(Δhtmac) '
t0
P0'
Δhtmac
ΔP0
Δhimac
0
ΔPc
0'
s
h
P0
Pc
Pc'
图2-1 进排汽机构损失的热力过程曲线

根据经验,对一般非中间再热凝汽式汽轮机可近似地按图2-2所示方法拟定近似热力过程曲线。
由已知的新汽参数、,可得汽轮机进汽状态点0,并查得初比焓h。=。由前所得,设进汽机构的节流损失=,得到调节级前压力=,并确定调节级前蒸汽状态点1。过1点作等比熵线向下交于线于2点,查得=,整机的理想比焓降=-2128=1176kj/kg。由上估计进汽量后得到的相对内率, 有效比焓降kj/kg,排汽比焓,在h-s图上得排汽点Z。用直线连接1、Z两点,在中间点处沿等压线下移12~15 kj/kg得3点,用光滑连接1、3、Z点,得该机设计工况下的近似热力过程曲线,如图2-2所示。



1176kj/kg
435℃
z
12~15kj/kg
3
3'
h0= kj/kg
0
2
h2t=

hz=
图2-2 设计工况下的近似热力过程曲线
汽轮机总进汽量的初步估算
一般凝汽式汽轮机的总蒸汽流量可由下式估算:
t/h
式中————汽轮机的设计功率, KW ;
——通流部分的理想比焓降,Kj/kg ;
———汽轮机通流部分相对内效率的初步估算值;
———机组的发电机效率;
————机组的机械效率;
D ———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,t/h
m ————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=~。
设m= D = t/h = =
= t/h
蒸汽量D包括前轴封漏汽量,(其中= t/h漏入高压加热器)。
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。
回热系统的热平衡初步计算:
汽轮机进汽量估算及汽轮机近似热力过程曲线拟定以后,就可进行回