摘要本论文的主要任务是,按给定的设计条件,确定通流部分的几何尺寸,力求获得高的相对内效率。
汽轮机的通流部分即汽轮机本体中气流的通道,包括调节阀、级的通流部分和排气部分。
就汽轮机设计而言,其任务通常是指各级几何尺寸的确定及级的效率和内功率的计算。
首先,分析确定下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等。
分析下汽轮机的型式、配汽机构形式、通流部分形状及有关参数并拟定汽轮机近似热力过程曲线,进行汽耗量及热经济性的的初步计算。
其次,根据通流部分形状要求,确定压力级即非调节级的级数和排气口数,进行各级的比焓降的分配。
最后通过excel 软件进行各级的热力计算,求出各级通流部分的几何尺寸、相对内效率和内功率,确定汽轮机的实际热力曲线。
通过校核,确认无误,画出设计中要求的焓熵热力曲线图。
关键字:汽轮机、功率、级的理想比焓降、级的相对内效率,热力过程曲线AbstractThe main task of this paper is that given by the design of conditions to determine flow section of the geometry, and strive to achieve high efficiency within the relative. Turbine flow turbine that is part of the body in the air channels, including the control valve, the flow of the class and exhaust parts. On the turbine design, its mandate usually refers to all levels of geometry class and the determination of the efficiency and power within the calculation.First, the analysis of thermal steam turbine design the basic parameters, these parameters, including turbine capacity, into the steam parameters, speed, the exhaust steam pressure or cooling water temperature. Under the type of turbine with steam body form, shape and flow of the relevant parameters and to develop turbine similar to the process of heat, steam and heat consumption of the preliminary economic calculation.Secondly, some shape-flow requirements to determine thatnon-pressure-regulating the level of series and exhaust ports。
at all levels of enthalpy drop than the distribution of software for final adoption excel at all levels of heat, calculated at all levels - The geometry of the flow, the relative efficiency and within the power, determine the actual turbine heat curve. Through verification, confirmation to this effect, draw the design of the requirements of enthalpy entropy heat curve.Keywords: turbine, power,Enthalpy drop,the efficiency, Thermal curve目录摘要 (1)第1章绪论 (5)第1节课题研究的目的和背景 (5)第2节国内外汽轮机设计方法探讨 (6)1.1引言 (6)1.2国内外汽轮机组研究现状 (6)第3节论文研究的主要内容 (9)第2章汽轮机结构与形式的确定 (11)2.1汽轮机初参数的确定 (11)2.1.1主蒸汽及再热蒸汽压力、温度的确定 (11)2.1.2 汽轮机排汽参数 (12)2.2汽轮机设计功率与形式的确定 (12)2.3汽轮机转速和调节方式的确定 (12)2.4汽轮机热力过程拟定 (13)2.4.1 各缸进排气参数及圧损的确定 (13)2.4.2各缸内效率的估定及热力过程线 (15)第3章回热系统初步拟定 (17)3.1相关参数确定 (17)3.1.1 主蒸汽流量G0 (17)3.1.2 除氧器、高、低加参数,凝汽器参数及加热器温升分配 (18)3.1.3 分级参数确定 (19)3.1.4 各级抽气参数确定 (22)3.2调节级设计 (24)3.3调节级详细计算 (25)3.3.1最佳部分进汽度的确定 (25)3.3.2汽流出口角的选择 (26)3.3.3调节级的详细计算 (27)第4章非调节级设计及回热系统校正 (32)4.1.1 非调节级的级数的确定 (32)4.1.2各缸非调节级的确定 (33)4.2中压缸非调节级热力计算 (39)4.3全机及各缸内功率、内效率计算 (44)4.3.1各缸内功率及内效率的计算 (44)4.3.2全机内功率及内效率计算 (44)4.4效率的核算 (45)第5章汽轮机本体结构设计 (47)5.1汽机汽封及轴封系统 (47)5.2汽轮机结构设计 (50)5.2.1汽机进汽部分的结构及布置 (50)5.2.2汽缸各部件结构 (54)5.2.3转子部件结构 (58)5.2.4汽机的支承、定位及膨胀导向 (60)总结与感想 (63)毕业设计总结: (63)毕业设计感想: (63)参考文献 (65)第1章绪论第1节课题研究的目的和背景在现代社会,能源十分重要的时候,节约能源是很必要的。
电力方面,就要求我们能够最大限度的提高电厂的热经济性,提高电厂热效率。
而长时间以来我国的火力发电行业中发电机组容量以300MW机组及以下低参数机组为主,平均煤耗为440g/kW·h。
效率低下,排放量大,煤耗较高,由此带来的环境问题日益严峻,全国雾霾现象加剧,人们生活受到影响。
从2006年以来,全国30万千瓦等级以上大型火电机组占火电机组的比重已经达到75%以上,其中60万千瓦级以上清洁能源机组占火电机组比重已经达到40%左右。
截至2014年底,已经投入运行的百万千瓦超超临界火电机组已超过60台,累计生产量超过80台。
我国已成为世界上百万千瓦级超超临界机组投运最多的国家,为此国内发电行业的发电机组开始追求效率高,污染物排放少,煤耗低,高参数的大容量机组,以600MW 及以上机组为主。
600MW机组为超临界机组,它具有效率高、煤耗低、自动化程度高、运行人员少的特点,而且还有单位容量占地面积小等适合我国国情的优势。
这正好适合我国“十二五”规划中“绿色发展建设资源节约型、环境友好型社会”,对能源实行节能减排的要求,目前我国火力发电厂建设以高参数大容量发电机组替代退役小机组,实现“以大代小”因此,对600MW机组进行设计及推广是非常有必要的。
为此,本课题是在了解600MW机组特征及熟悉电厂设计的基础上,对600MW机组进行初步设计。
第2节国内外汽轮机设计方法探讨1.1引言能源是国民经济的基础,节约能源是我国的一项基本国策,我国是一个能源生产大国,也是一个能源消耗大国,因此,节能降耗在我国国民经济建设中起着至关重要的作用,作为我国能源支柱产业的电力行业进行能源有效利用而言,提高能源利用率,提高电厂热经济性和热效率,对于节约能源,改善环境,增加电力供应等具有重要意义。
1.2国内外汽轮机组研究现状汽轮机在社会经济的各部门中都有广泛的应用。
汽轮机种类很多,并有不同的分类方法。
汽轮机的蒸汽从进口膨胀到出口,单位质量蒸汽的容积增大几百倍,甚至上千倍,因此各级叶片高度必须逐级加长。
大功率凝汽式汽轮机所需的排汽面积很大,末级叶片须做得很长。
大型汽轮机组的研制是汽轮机未来发展的一个重要方向,这其中研制更长的末级叶片,是进一步发展大型汽轮机的一个关键;研究提高热效率是汽轮机发展的另一方向,采用更高蒸汽参数和二次再热,研制调峰机组,推广供热汽轮机的应用则是这方面发展的重要趋势现代核电站汽轮机的数量正在快速增加,因此研究适用于不同反应堆型的、性能良好的汽轮机具有特别重要的意义。
研究流体机械内部流场的方法主要有理论分析、实验研究和数值模拟,实验研究大多在风洞中进行,测量流场的主要工具有空气动力探针、热线风速仪、激光风速仪等。
Sjolanderuoz用烟丝和油迹显示流动的物理现象,Yaras的实验测量了平板双列叶栅的顶隙流动,详细的测量了速度分布、流动方向、间隙内的总压和静压,结果有助于说明泄漏量和压力之间的关系。
Myara采用静止串联叶栅,改变顶端间隙大小,用皮托管测流速,测得间隙最大流速是入口的2倍,沿股线方向测量流速大小和方向,随着间隙的减少,由于阻力加大,测量难度也加大,研究表明:由于驱动压力的不同,产生不同的间隙加速流动。
从上世纪60年代至今,电站汽轮机产品在单机功率和蒸汽参数上都没有重大的突破,只是在产品的可靠性、机动性、控制水平和经济性等方面有所发展。
至今火力发电站最大的单轴汽轮机是俄罗斯的科斯特罗姆电站的1200MW机组(23.5MPa,540/540℃);最大的双轴汽轮机组是美国阿摩斯电站的1300MW机组(24.7MPa,538/538℃)。
在汽轮机的生产能力方面,目前我国大型汽轮机制造厂有哈尔滨汽轮机厂东方汽轮机厂,上海汽轮机厂。
为了进一步降低机组单位功率的重量提高机组的内效率,有的制造厂正在研制更高参数的大型机组。
如日本川越电站700MW燃用天然气的超临界压力机组,其初参数压力为31.6MPa,温度为566/566℃,汽轮机的设计热耗为7461kJ/kWh,汽轮机组热循环效率为48.26%。
国内外600MW等级汽轮机组的蒸汽参数多数为:采用亚临界压力约为16~19MPa温度530~566℃的参数且以16.6~16.7MPa,540℃最为普遍;而采用超临界压力的蒸汽压力约为24MPa,温度536~566℃,汽轮机组的热耗,亚临界压力机组约为7790~8000kJ/kWh(GE公司的600MW调峰机组热耗为8441kJ/kWh),超临界压力机组约为7650~7910kJ/kWh。