第一章23 MW凝汽式汽轮机设计任务书1.1设计题目：23MW凝汽式汽轮机热力设计1.2设计任务及内容根据给定条件完成汽轮机各级尺寸的确定及级效率和内功率的计算。
在保证运行安全的基础上，力求达到结构紧凑、系统简单、布置合理、使用经济性高。
汽轮机设计的主要内容：1.确定汽轮机型式及配汽方式；2.拟定热力过程及原则性热力系统，进行汽耗量于热经济性的初步计算；3.确定调节级型式、比焓降、叶型及尺寸等；4.确定压力级级数，进行比焓降分配；5.各级详细热力计算，确定各级通流部分的几何尺寸、相对内效率、内功率与整机实际热力过程曲线；6.整机校核，汇总计算表格。
1.3设计原始资料额定功率：23MW设计功率：18.4MW新汽压力：3.43MR新汽温度：435 C排汽压力：0.005MR冷却水温：22 C机组转速：3000r/mi n回热抽汽级数：5给水温度：168 C1.4设计要求1.严格遵守作息时间，在规定地点认真完成设计，设计共计两周；2.完成设计说明书一份，要求过程完整，数据准确；3.完成通流部分纵剖面图一张（A0图）4.计算结果以表格汇总。
第二章多极汽轮机热力计算2.1近似热力过程曲线的拟定一、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s二、汽轮机近似热力过程曲线的拟定根据经验，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p o 、t o ，可得汽轮机进汽状态点0,并查得初比焓 h °=3304.2kj/kg 。
由前所得，设进汽机构的节流损失 △ P °=0.04 R=0.1372 MPa 寻到调 节级前压力R = P 0 - △ P °=3.2928MPa 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P x 线于2点，查得h 2t =2152.1kj/kg ,整机的理想比焓降（少罟）=h ° -h 2t =330422228=11764j 2kg 。
由上估计进汽量后得到的相对内效率 n ri=83.1%,有效比焓降△ ht mac = （ A ht mac f n 『=1176X 0.831=977.3kj/kg ，排汽比接1、Z 两点，在中间3'点处沿等压线下移21〜25 kj/kgZ 点，得该机设计工况下的近似热力过程曲线，如图2-2所示3.43Mpa焓 h z =0「hT二：3304.^-99863 2231kj/872 ，在h-s 图上得排汽点乙用直线连 得3点，用光滑连接1、3、h °=3304.2kJ/kg2th 2t =2152.1kj/kg 3.2928Mp K3 747*1435 C0.005Mpa2.2汽轮机总进汽量的初步估算般凝汽式汽轮机的总蒸汽流量 D 0可由下式估算:式中P e---------------- 汽轮机的设计功率， KW ；@h 「acj ――通流部分的理想比焓降，Kj/kg ；ri -------------汽轮机通流部分相对内效率的初步估算值 ；g --------------机组的发电机效率 ； m --------------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/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=1.08〜1.25，设 m=1.16△ D =2.5t/h m=0.99 g=0.97 贝UD 0=(3.6 X 18400X 1.16/977.3 X 0.99 X 0.97)+2.5 =84.36t/h蒸汽量也D 包括前轴封漏汽量AD=1.500t/h (其中△ D 1=0.77t/h 漏人H 高压加 热器)，也D/D 0=3%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。
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。
2.3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， 就可进行回热系统的热 平衡计算。
一、回热抽汽压力的确定1. 除氧器的工作压力给水温度t fw 和回热级数Z fw 确定之后，应根据机组的初参数和容量确定除氧器的 工作压力。
除氧器的工作压力与除氧效果关系不大， 一般根据技术经济比较和实用条 件来确定。
通常在中低参数机组中采用大气式除氧器。
大气式除氧器的工作压力一般 选择略高D o3.6P em =84.36t/h厶 h 「ac ri g m于大气压力即0.118MP.2.抽汽管中压力损失.P e在进行热力设计时，要求■ P e不超过抽汽压力的10%通常取.-：P e=( 0.04〜0.08 ) P e , 级间抽汽时取较大值，高中压排汽时取较小值。
3.表面式加热器出口传热端差由于金属表面的传热阻力，表面式加热器的给水出口水温t w2与回热抽汽在加热器中凝结的饱和水温t e间存在温差:.t= t e- t w2称为加热器的出口端差，又称上端差，经济上合理的端差需通过综合的技术比较确定。
一般无蒸汽冷却段的加热器取t=3〜6C4.回热抽汽压力的确定在确定了给水温度t fw、回热抽汽级数z fw、上端差：t和抽汽管道压损.p e等参数后，可以根据除氧器的工作压力，确定除氧器前的低压加热器数和除氧器后的高压加热器数，同时确定各级加热器的比焓升：h w或温升厶t w。
这样，各级加热器的给水出口水温t w2也就确定了。
根据上端差t可确定各级加热器内的疏水温度t e，即t e=t w2+：t。
从水和水蒸气热力性质图表中可查得t e所对应的饱和蒸汽压力-----个加热器的工作压力P e。
考虑回热抽汽管中的压力损失，可求出汽轮机得抽汽压力P e，即p e= p e+「pe。
在汽轮机近似热力过程曲线中分别找出个抽汽点得比焓值h e，并将上述参数列成表格如下：二、各级加热器回热抽汽量计算1.H1高压加热器其给水量为D fw=D0- △ D l + A D j=39.72-1.5+0.77+1=84.67t/h 式中 A D ---------- 高压端轴封漏汽量，t/h ;A D i ------------- 漏人H2高压加热器的轴圭寸漏汽量，t/h ;A D j ------------- 射汽漏汽器耗汽量，t/h 。
该级回热抽汽量为：■ De^ Dfw(hw2/h w1)=6.01t/h (h e」e几2.D e2 =0^5”二h e丁” =84.67(2848 _572.1) 0.98 二4'31"11考虑前轴封一部分漏气量漏人本级加热器并放热可使本级回热抽气量减少的相当量 A D 1 =0.77 X( 3116-572.1 ) /(2848-572.1)=0.75考虑上级加热器疏水流入高压加热器并放热可使本级回热抽气量减少的相当量为：也D e =6.01 X( 732.4-572.1 ) /(2482-572.1)=0.35 t/h图2-3混合式加热器D ed h ed (De 2「DJh eD cw^i 二 D fw h edD cw • D H • D edD el：De 2 二 D fw代入数字解得：4.低压加热器D e^ D cw 也 乩 =73.083767 27313.45t/h(h e3—h e )S(2630.1 —390.2)汉 0.98H 4的计算抽气量为:D e4=84.76 (273.1-147.59 ) /(2490.8-284.6) X0.98 =4.92 t/h3. H d (除氧器) 除氧器为混合式加热器，其平衡图见图 2-3。
△ D 3'h ed D cwhed(b)(c)D ed=1.53t/hD cw=73.08 t/hD fwI△h elh el2.4流经汽轮机各级机组的蒸汽两级及其内功率计算调节级： D 0=84.36 t/hP o=C b(h o-h2)/3.6=84.36 x( 3304.2 — 3116) /3.6=4410.1kw (调节级后压力为1.228Mpa, h2=3116kj/kg,待调节级型式选定及热力计算后求得。
第一次估算时，可估取调节级理想比焓降及级效率后在h-s图的近似热力过程线上查得)第一级组：D=D- △ D=84.36-1.5=82.86 t/hR i=D (h l-h e1)/3.6=82.86 x(3116— 3032) /3.6=1979.4 kw 第二级组：D=D- △ D el =82.86-6.01=76.86 t/hR2=D (h e1-h ed) /3.6=76.86 x( 3032— 2848) /3.6=3808 kw 第三级组：D3=D- △ Bd=76.86-3.21=73.65t/hR3=D (h ed-h 2) /3.6=73.65 x( 2848— 2709.5) /3.6 =2823 kw 第四级组：D4=D- △ 03=73.65-1.53=72.1 t/hR4=D (h2-h z) /3.6=72.1 x(2709— 2630.1 ) /3.6=1580.1 kw 第五级组：D5=72.1-3.5=68.5 t/hP i5 =68.5 x (2630.1-2490.8)/3.6=2646.8第六级组：D6=68.5-4.92=63.58 t/hP i6 =63.58 x (2490.8-2330.2)/3.6=2737.5整机内功率：Pi=艺Pi=4410.1+1979.4+3808+2823+1580.1+2646.8+2737.5=19556.kw2.5计算汽轮机装置的热经济性机械损失△ P m=P(1- n "=19556 x (1-0.99)=196 kw轴端功率P a=P- △ P m=19556-196=19360 kw 发电机功率F e=Rn g=19360x 0.97=18779 kw 校核(18779-18400) /18400 X 100% =2%符合设计工况P e =18400kw 的要求，原估计的蒸汽量 D b 正确 汽耗率：不抽汽时(回热抽汽阀停用)估计汽耗率:D 。
心03严黑®) 一 ％ m3.6汽轮机装置汽耗率：q-d^o —hQ =4.49 X( 3304.2 — 710.2 ) =11647.1KJ/(kw.h)q=d(h -h fw )---给水焓，由给水温度 150C ，给水压力 P=0.543MPad 查得h fw=710.2kj/kg汽轮机装置的绝对电效率：“ 3600el100% =3600/11647.仁 31% q计算结果列于表2-3d=4F l89420025192.47= 3.7.49 kg/(kw • h)=3.86t/h基本8 3轮装6 汽机第三章通流部分选型及热力计算3.1通流部分选型一、排汽口数和末级叶片凝汽式汽轮机得汽缸数和排气口数是根据其功率和单排汽口凝汽式汽轮机得极限功率确定得。