弗留格尔公式计算说明

基于运行数据的汽轮机阀门流量特性参数优化王志杰;陈厚涛;唐桢淇【摘要】进行汽轮机阀门流量特性试验有可能对机组的安全稳定运行带来不利影响,为此提出了一种基于机组运行数据的汽轮机阀门流量特性参数优化方法.首先通过DCS获取大量相关的机组运行数据,并对数据进行初步筛选和信息挖掘,获取机组在各运行工况下的特征数据;然后利用特征数据并根据变工况流量计算方法获取汽轮机的阀门流量特性;最后实现对汽轮机阀门流量特性参数的优化.该方法仅利用机组的运行数据便可实现对机组最大历史运行区间的阀门流量特性参数的优化,不需要对汽轮机进行阀门流量特性试验,从而减轻了工作量和提高了机组的安全稳定性.【期刊名称】《广东电力》【年(卷),期】2019(032)003【总页数】5页(P32-36)【关键词】运行数据;阀门流量;数据筛选;信息挖掘;参数优化【作者】王志杰;陈厚涛;唐桢淇【作者单位】高效清洁火力发电技术重点实验室(湖南省湘电试验研究院有限公司),湖南长沙 410007;高效清洁火力发电技术重点实验室(湖南省湘电试验研究院有限公司),湖南长沙 410007;神华国能宁夏煤电有限公司,宁夏银川 750409【正文语种】中文【中图分类】TK323汽轮机阀门流量特性参数是指能够反映出汽轮机的进汽流量与汽轮机高压调门开度之间对应关系的1组参数[1]。

当汽轮机数字式电液控制系统中设置的阀门流量特性参数与实际的阀门流量特性相匹配时，汽轮机将表现出良好的被控性能；否则，就可能出现诸如调阀晃动、单阀/顺序阀切换时负荷波动大，以及在机组变负荷和一次调频时，出现负荷突变或调节缓慢的问题，有时甚至还会造成电力系统振荡事故，使得机组控制困难，影响机组的安全稳定性及经济性能[2-6]。

在实际应用中，由于设备改造或运行老化等原因，控制系统中设置的阀门流量特性参数常常会偏离其实际的流量特性，以至于上述异常情况时有发生。

因此，在机组进行改造或长期运行后，对其进行阀门流量特性参数的优化是非常必要的[7-12]。

第一章一.概念题:级:由一列喷嘴叶栅和紧邻其后的一列动叶栅所组成的热能到机械能转换的基本单元。

反动度:蒸汽在动叶中的理想焓降与级的滞止理想焓降之比。

部分进气度:工作喷嘴所占的弧段长度与整个圆周长之比。

速度比：级的圆周速度u与喷嘴出口速度c1或与级的假想出口速度ca的比值。

级的最佳速度比:对应轮周效率最高点的速度比。

级的轮周效率:单位蒸汽量流过某级时所产生的轮周功Pu1与蒸汽在该级中所具有的理想能量E0之比。

级的相对内效率:级的有效焓降与级的理想能量之比。

w1,w2大小比较:w1=(c12+u2-2uc1cosα1)½w2=ψ(2(h1-h2t)+w12)½=(2Δh b*)½=(c22+u²+2u1c1cosα2*)½纯冲动级:Ωm=0, Δh=0,w2=ψw1反动级: Ωm=0.5,Δh n=Δh b=Δh t*/2,α2=90°时，w1=w2cosβ2*冲动级: Ωm=0.05∽0.20,可大可小，具体计算。

各种级的最佳速度比:纯冲动级:X1＝COSα1/2 反动级:X1＝COSα 1冲动级:X1＝COSα1/2(1-Ωm) 复数级:X1=COSα1/4二.综合性题:1.级的分类与特点:（一）按反动度分1.纯冲动级Ωm＝0的级，Δhb＝0, Δh*n= Δh*t，做功能力较大，但效率较低。

2.冲动级（带反动度的冲动级）Ωm＝0 .05～0.20的级，Δhb＞0, 但Δhb＜Δhn，做功能力和效率介于纯冲动级和反动级之间。

3.反动级Ωm≈0 .5的级，Δhb＝Δhn，动、静叶型相同，做功能力较小，但效率高。

（二）按能量转换过程分1.速度级以利用蒸汽流速为主的级，有双列和多列之分。

双列速度级又称复速级。

复速级做功能力比单列冲动级大，但效率低。

2.压力级以利用级组中合理分配的压力降（焓降）为主的级，又称单列级。

做功能力较小，但效率高。

（三）按负荷变化时通流面积是否改变分1.调节级喷嘴调节的汽轮机的第一级，负荷变化时，其通流面积是改变的。

《汽轮机原理》思考题杨建明康松编东南大学动力工程系2000年10月第1章汽轮机级的工作原理1．何谓滞止参数？喷嘴和动叶的滞止参数如何计算？2．叶栅通道的速度系数代表了什么意义？影响速度系数大小的主要因素有哪些？3．反动度的意义是什么？汽轮机的级按反动度的大小如何分类？在叶栅通道结构上又是如何实现反动度设计的？4．速度系数、能量损失系数和喷嘴及动叶损失系数三者间的关系如何？5．什么是级的热力过程线？它在分析级的能量转换、认识级工作过程中有何特别作用？6．什么是速度三角形，其意义是什么？7．何谓轮周功率？何谓轮周功？何谓理想能量？轮周功在级热力过程线上如何表示？8．什么是余速损失？什么是余速利用系数？影响余速利用的主要因素有哪些？9．何谓速比？何谓假想速比？10．轮周效率的意义是什么？影响轮周效率的因素有哪些？11．什么是最佳速比？为什么会存在最佳速比？当余速利用后，轮周效率与速比之间的关系发生了哪些主要变化？12．最佳速比与反动度的关系怎样？对相同容量的汽轮机，为什么冲动式的级数一般少于反动式？13．何谓单列级？何谓复速级？它们各自有何优缺点？14．何谓流量系数？流量系数的大小有何特点？15．对汽轮机弯曲形渐缩叶栅通道，最大出口汽流速度能否超过音速？为什么？16．何谓叶栅通道的临界压比？在叶栅通道汽流速度和通流量计算中，临界压比计算有何特别意义？17．叶栅通道的最大出口流速和通过的最大流量是否出现于同一前后压比？为什么？18．何谓叶栅出口汽流偏转角？在什么工况下发生？19．喷嘴调节汽轮机，为什么调节级总为冲动式？20．何谓盖度？其主要起什么作用？21．为什么冲动式汽轮机总会有一定的反动度？22．为什么要采用长扭叶片？23．长扭叶片有哪些主要特点？24．何谓轮周损失？何谓级内损失？两者间的关系怎样？25．什么是叶高损失？其物理意义是什么？采取何种措施减小叶高损失？26．决定叶片高度的主要因素有哪些？27．什么是二次流损失？如何减小二次流损失？28．何谓撞击损失？主要发生在何种情况？29．何谓冲角？正、负冲角是如何定义的？30．何谓扇形损失？采取何技术措施可消除或减小扇形损失？31．叶轮摩擦损失的机理是什么？对冲动级和反动级，此项损失有何差别？32．什么是部分进汽度？为什么要采用部分进汽？33．部分进汽损失的机理是什么？如何减小部分进汽损失？34．什么是湿汽损失？产生湿汽损失的机理有哪些？如何减小湿汽损失？35．什么是漏汽损失？冲动级和反动级在此项损失上有何不同？36．试述级理想焓降、理想能量、轮周功率、级内功率的关系，它们在级热力过程线上如何表示？37．什么是级内效率？它与轮周效率的关系又怎样？38．冲动级和反动级在级焓降和级内损失方面存在哪些主要差别？论文：①冲动级与反动级的优劣之比较②最佳速度比与反动度、动叶出口绝对汽流角的关系第2章多级汽轮机1．为什么要采用多级汽轮机？多级汽轮机有何显著优点？2．何谓重热现象？何谓重热系数？重热系数的大小主要与哪些因素有关？3．多级汽轮机计及重热后，级数是增多还是减少？为什么？4．对冲动式中间再热汽轮机，为什么级的平均反动度随蒸汽膨胀流程逐级增大？5．为什么一次中间再热机组高压缸叶栅通道的平均直径变化不大，但低压缸变化较大？6．为什么一次中间再热汽轮机的焓降是逐级增大的？7．试分析一次中间再热汽轮机高、中、低三个汽缸相对内效率的大小分布和各自级内损失的特点。

弗劳德数fr的计算公式弗劳德数（Fr）是一个在流体力学中非常重要的无量纲数。

它在研究流体流动的特性，比如明渠流、水坝泄流等情况时，能给我们提供很关键的信息。

弗劳德数的计算公式是：Fr = v / √(gL) 。

这里的 v 表示流体的流速，g 是重力加速度，L 是特征长度。

咱就拿一个常见的例子来说吧，比如说公园里的人工湖，有时候湖水会通过一个小渠道流出去。

咱们要是想知道这水流得稳不稳，快不快，会不会出现啥乱流之类的情况，这弗劳德数就能派上用场。

假设这个小渠道宽 2 米，水深 1 米，水的流速是 2 米每秒，重力加速度咱们就取 9.8 米每二次方秒。

那咱来算算这弗劳德数。

先算特征长度 L，对于这种矩形的渠道，一般就用水深来当作特征长度，所以 L = 1 米。

然后把数值都带进公式里，Fr = 2 / √(9.8×1) ，算出来大约是 0.64 。

要是弗劳德数小于 1 ，那就说明这是个缓流，水流比较平稳；要是等于 1 呢，就是临界流；大于 1 那就是急流，水流比较湍急。

像刚才算出来是 0.64 ，小于 1 ，所以这水流就是缓流，相对比较平稳。

再比如说，有一次我去一个山区的小瀑布那里玩。

那瀑布的水冲下来，形成了一条小溪流。

我就好奇这水流属于啥情况，就琢磨着用弗劳德数来算算。

我先大致测了一下水流的速度，又估量了一下溪流的深度，当作特征长度。

然后一通计算，发现这弗劳德数大于1 ，果然，那水流冲得特别急，溅起好多水花。

在实际的工程应用中，弗劳德数可太重要啦。

比如设计水坝的泄洪道，工程师就得根据弗劳德数来确定泄洪道的形状和尺寸，保证水流能安全、有效地排出去，不会对坝体造成损害。

还有在河道治理的时候，也得考虑弗劳德数，来判断水流的状态，采取合适的措施防止洪水灾害啥的。

总之，弗劳德数虽然只是一个简单的计算公式，但它能帮我们搞清楚很多流体流动的奥秘，让我们在处理和流体相关的问题时更加得心应手。

不管是大自然中的水流，还是人工设计的管道里的流体，弗劳德数都像是一个神奇的小钥匙，能帮我们打开理解它们的大门。

一、填空题1．汽轮机按热力过程特性可分为凝汽式汽轮机、背压式汽轮机、抽汽式汽轮机、抽汽背压式汽轮机等。

2．汽轮机按工作原理可分为、两种。

3．汽轮机的级是由和其后紧邻的构成的工作单元。

4．联轴器一般有、和三种形式。

6．评定调节系统动态特性的指标有稳定性、超调量、过渡时间。

7．汽轮机的调节系统是由DEH控制器、DEH控制系统、油系统、执行机构及保护系统组成。

9．叶片振动的基本振型为和。

10．蒸汽流过喷嘴时，压力降低，速度增加，将蒸汽的热能转换为动能。

11．叶片是由，和三部分组成。

12．单元机组目前采用的控制方式有、、。

14．汽封按其安装位置的不同，可分为、和。

15．DEH调节系统是由DEH控制器、DEH控制系统、油系统、执行机构及保护系统组成。

16．离心式油泵供油系统的主要设备有．主油泵、辅助油泵、主油箱、注油器、冷油器17．工作转速低于一阶临界转速的转子称为。

18．减小汽轮机轴向推力的方法有、、。

19．汽轮机的滑压运行方式分为、和。

20．按主轴与其它部件间的组合方式，轮式转子有、、和四种结构型式。

21．从结构上，现代大型汽轮机的调节方式可分为节流调节和喷嘴调节。

二、单项选择题（20分，每题1分）1．汽轮机超速保护装置的动作转速应为额定转速的（）。

（A）110%～112%（B）112%～114% （C）110%～118% （D）100%～108% 2．蒸汽在汽轮机中的工作过程是（）。

（A）定压吸热（B）定压放热（C）绝热膨胀（D）绝热压缩3．超临界汽轮机的进汽参数为（）MPa。

（A）6～10 （B）12～14 （C）16～18 （D）﹥22.14．汽轮机的绝对内效率是（）。

（A）理想焓降与吸热量之比（B）实际焓降与理想焓降之比（C）实际焓降与吸热量之比（D）理想焓降与实际焓降之比5.在反动级中，下列哪种说法正确（）（A）蒸汽在喷嘴中的理想焓降为零（B）蒸汽在动叶中的理想焓降为零（C）蒸汽在喷嘴与动叶中的理想焓降相等（D）蒸汽在喷嘴中的理想焓降小于动叶中的理想焓降6.蒸汽在喷嘴斜切部分膨胀的条件是（）。

氧器加 热后进 人 除氧器 ，则计算 公式 为
Ｈ州 Ｏ （州一 ｎ＋ 州 ｔ—ｔ 一（（ 一ｔ） ・ ＝ｒ ｈ ｈ ） （ｄ ｋ ｔ ） 川 州
（ ｎ／ ｈ —ｔ） ｏ ＋ ・ｔ一ｔ 一 ｈ ～ｈ ）（ ｄ ｄ 一（／ （ ｌ ｌ １
１
大 量 采 暖锅 炉 正 在 分散 运 行 ，不仅 热 效 率 低 、能耗 高 、污 染 物排 放 多 ，而且 供 热 质 量还 差 ，影 响 居 民 生 活质 量 ，因此 ，做 好 采 暖地 区热 电联 产对 节 能 减
热电 庐
周 云 ，徐 浓 彤
．
热缓濡毽瓣窕
王 新 雷 ２
（． １北京华建网源电力设计研究所 ，北京 １０ ５ ；２ 国网北 京经济技术研究院 ，北京 １０ ５ ） ００２ ００ ２
Ｅｃ ｎ ｍｉ ｅ ｏ ｍ ａ ｃ ｒ ０ Ｗ ａ ｎ ｏ ｏ ｃＰ ｒ ｒ ｎ ｅｆ ０Ｍ ｆ ｏ ３ Ｈｅ ｔ ｄ ａ Ｐ ｗｅ ｇ ｎ ｒ ｔ ｎ Ｕｎ ｔ ｏ ｒ Ｃｏ ｅ ｅ ａｉ ｉ ｏ
为 汽轮 机 主进 汽 量 ； 为 汽轮 机 发 电功 率 ；
为 机
未来发展的重点是 ３０ Ｗ 级大型 、高参数 、高效 ０ Ｍ
率 的热 电机组 。 虽 然 近年 来 热 电联 产 发 展较 快 ，但 目前 北 方采 暖地 区集 中供 热 比例 还 较 低 ，平 均 水 平 不 足 ４ ％ ， ０
ｔ ｅｔ ｅ ａ ｃ ｎ ｍ ｉ ｅｆ ｒ ａ ｃ ｅ ｒ ａ ｅ ｔ ｅｄ ｃ ｅ ｓ ｆ ｈ ｘ ｒ ｃ ｉ ｎ ｓｅ ｍ ａ ｋ ｔ ｒｆ ｗ ａｅ Ｃｏ ａ ｅ ｈ ｒ ｌ ｏ ｏ ｃｐ ｒｏ ｈｍ ｅ ｍ ｎ ｅ ｄ ｃ ｅ ｓ ｓ ｈ ｔ ｅ ｒ ａ ｅ ｏ ｅ ｅ ｔａ ｔ ｔ ａ ｂ ｃ ｗａ ｅ ｏ ｒ ｔ ． ｍｐ ｒ ｄ ｗｉ ｈ ｔ ｏ ｌ ｗｉ ｌ ０ Ｗ ｎ ｔａ ｄ ｄ ｓ ｉ ｕ ｉ ｅ ｂ ｉ ｒ ｔ ｅ ２ｘ ０ Ｗ ｅ ｔ ｇ ｕ ｉ ｄ ｒ ｇ ｃ ｎ ｅ ｅ ｅ ｔ ｇ ｐ ｒ ｄ ｃ ｎ ｓ ｖ ｔ ６ ０Ｍ ｈ Ｘ ｕ ｉ ｎ ｉｔ ｂ ｔ ｏ ｌ ． ｈ ３ ０ Ｍ ｒ ｖ ｅ ｈ ａｉ ｎ ｔ ｕ ｉ ｅ ｔ ｒ ｄ ｈ ａｉ ｅ ｉ ａ ａ ｅ ｎ ｎ ｎ ｏ

1、汽轮机级内漏汽主要发生在 隔板 与 动叶顶部 。

2、叶轮上开平衡孔可以起到 减小轴向推力 的作用。

3、部分进汽损失包括 鼓风 损失与 斥汽 损失。

4、汽轮机的外部损失主要有 机械损失 与 轴封损失 。

5、湿气损失主要存在于汽轮机的 末级与次末级 。

6、在反动级、冲动级与速度级三种方式中,要使单级汽轮机的焓降大,损失较少,应采用 反动级 。

7、轮周损失包括: 喷嘴损失 、 动叶损失 、 余速损失 。

3.汽轮机的级答:汽轮机的级就是汽轮机中由一列静叶栅与一列动叶栅组成的将蒸汽热能转换成机械能的基本工作单元。

6.临界压比答:汽流达到音速时的压力与滞止压力之比。

7.级的相对内效率答:级的相对内效率就是指级的有效焓降与级的理想能量之比。

9.级的反动度答:动叶的理想比焓降与级的理想比焓降的比值。

表示蒸汽在动叶通道内膨胀程度大小的指标。

10.余速损失答:汽流离开动叶通道时具有一定的速度,且这个速度对应的动能在该级内不能转换为机械功,这种损失为余速损失。

13.部分进汽损失 答:由于部分进汽而带来的能量损失。

14.湿气损失 答:饱与蒸汽汽轮机的各级与普通凝汽式汽轮机的最后几级都工作与湿蒸汽区,从而对干蒸汽的工作造成一种能量损失称为湿气损失。

17.冲动级与反动级的做功原理有何不同？在相等直径与转速的情况下,比较二者的做功能力的大小并说明原因。

答:冲动级做功原理的特点就是:蒸汽只在喷嘴中膨胀,在动叶汽道中不膨胀加速,只改变流动方向,动叶中只有动能向机械能的转化。

反动级做功原理的特点就是:蒸汽在动叶汽道中不仅改变流动方向,而且还进行膨胀加速。

动叶中既有动能向机械能的转化同时有部分热能转化成动能。

在同等直径与转速的情况下,纯冲动级与反动级的最佳速比比值: op x )(1/ op x )(1=(1c u )im /(1c u )re =(1cos 21α)/1cos α=re t h ∆21/im t h ∆re t h ∆／im t h ∆=1/2上式说明反动级的理想焓降比冲动级的小一倍18.分别说明高压级内与低压级内主要包括哪几项损失？答:高压级内:叶高损失、喷嘴损失、动叶损失、余速损失、扇形损失、漏气损失、叶轮摩擦损失等;低压级内:湿气损失、喷嘴损失、动叶损失、余速损失,扇形损失、漏气损失、叶轮摩擦损失很小。

汽轮机第1~6章习题第1章一、选择填空1.下列哪个说法是正确的【C 】A. 喷嘴流量总是随喷嘴出口速度的增大而增大；B. 喷嘴流量不随喷嘴出口速度的增大而增大；C. 喷嘴流量可能随喷嘴出口速度的增大而增大，也可能保持不变；D. 以上说法都不对2.蒸汽在某反动级喷嘴中的滞止理想焓降为30 kJ/kg，则蒸汽在动叶通道中的理想焓降为：【 C 】A.0 kJ/kg；B.15 kJ/kg；C.30 kJ/kg；D. 45 kJ/kg3.关于喷嘴临界流量，在喷嘴出口面积一定的情况下，请判断下列说法哪个正确：（C）A．喷嘴临界流量只与喷嘴初参数有关B．喷嘴临界流量只与喷嘴终参数有关C．喷嘴临界流量与喷嘴压力比有关D. 喷嘴临界流量既与喷嘴初参数有关，也与喷嘴终参数有关4.在各自最佳速比下，轮周效率最高的级是反动级5.喷嘴出口方向α1和圆周速度u相等时，纯冲动级和反动级在最佳速比下能承担的理想比焓降之比为4：16.汽轮机采用部分进气的原因：叶片太短7.如何减少扇形损失：采用扭叶片8.大型汽机低压缸末级反动度>0.59.叶轮上开平衡孔可以减小轴向推力二、名词解释1.级的反动度：（p10）蒸汽在动叶的理想比焓降与级的滞止理想1比焓降之比, Ω=ΔℎbΔℎt2.轮周功：蒸汽带入动叶的汽流动能与蒸汽在动叶中膨胀获得的汽流动能之和，减去蒸汽离开动叶带走的动能3.速比x1：圆周速度u与动叶入口绝对速度之比c1假象速比x a：圆周速度u与级的理想比焓降全发生在喷嘴十四获得的喷嘴出口速度c a之比最佳速比(x)op：最高轮周效率时对应速比最佳假象速比(x a)op：最高轮周效率时对应假象速比4.临界状态：汽流速度等于当地音速的状态5.极限膨胀压力p1d：汽流在斜切部分能达到得最小压力p1d=εnc(sinα1g)2kk+1p006.膨胀不足：喷嘴背压小于极限膨胀压力时，汽流在斜切部分外继续膨胀的现象7.部分进汽度: 装有喷嘴的工作弧长与1/2叶高处的圆周长之比8.彭台门系数：不同进出口压比下蒸汽流量与同一初态下蒸汽临界流量之比三、简答1.汽流在斜切部分膨胀时汽流方向偏转的原因汽流在超音速时膨胀，比容的增加速度比速度的增加速度大，需要更大的通流面积2.纯冲动级的作功能力和反动级的作功能力哪一个更大?为什么？答：①纯冲动级动叶转折角较大，汽流相对速度角角较小，单位蒸汽做功较大，做功能力大；反动级动叶转折角较小，汽流相对速度角角较大，单位蒸汽做功较小，做功能力小②同一初参数、圆周速度u下，纯冲动级最佳速比(x a)op/反动级最佳速比(x a)op=cosα12cosα1=√2Δℎ0√2Δℎt，纯冲, 得到Δℎt，反动=14Δℎt，纯冲故纯冲动级的假象喷嘴出口流速c a更大，级的滞止理想比焓降更大，做功能力更大3.如何提高轮周效率？①提高余速利用系数。

第三章第三章汽轮机的变工况chapter 3 The changing condition of Steam turbine设计工况：运行时各种参数都保持设计值。

变工况：偏离设计值的工况。

经济功率：汽轮机在设计条件下所发出的功率。

额定功率：汽轮机长期运行所能连续发出的最大功率。

研究目的：不同工况下热力过程，蒸汽流量、蒸汽参数的变化，不同调节方式对汽轮机工作的影响；保证机组安全、经济运行。

第一节喷嘴的变工况The changing condition of a nozzle分析：喷嘴前后参数与流量之间的变化关系一、渐缩喷嘴的变工况The changing condition of a contracting nozzle试验：调整喷嘴前后阀门，改变初压和背压，测取流量的变化。

（一）（一）初压P*0不变而背压P1变化（1）（1）εn=1，P1= P*0，G=0，a-b，d（2）（2）0＜εn＜εcr，G＜G cr，a-b1-c1，1（3）（3）εn=εcr，G=G cr，a-b2-c2，e（4）（4）ε1d＜εn＜εcr，G=G cr，a-b3-c3，3（5）（5）εn=ε1d，G=G cr，a-c4，4（6）（6）εn＜ε1d，G=G cr，a-c4-c5，5列椭圆方程：（二）（二）流量网图改变p*0可得出一系列曲线，即流量网图横坐标：ε1= p1/p*0m；纵坐标：βm=G/G 0m；参变量：ε0= p*01 /p*0mp*0m、G*0m：分别为初压最大值和与之相应的临界流量的最大值。

例1：已知：p0 =9MPa ，p01 =7.2MPa，p1 =6.3MPa，p11 =4.5MPa求：流量的变化。

解：取=9Mpa原工况：ε0= p0 /p0m =1，ε1=p1 /p0m=0.7查出：βm =G/G0m=0.94新工况：ε01= p01 /p0m =0.8，ε11=p11 /p0m=0.5查出：βm1 =0.78则：例2：已知：p0 =1MPa ，p01 =0.9MPa，p1 =0.7 MPa，p11 =0.8Mpa，t0 =320℃，t01 =305℃求：流量的变化。

对汽轮机排汽焓计算方法简介与讨论车 洵1， 朱旻昊2，王明家3， 曹祖庆（1南京南瑞继保电气有限公司 南京211163；2.江苏瑞中数据有限公司 南京210003；43.南京华能电厂 南京210038；4.东南大学 南京210018）摘 要 汽轮机的排汽焓是汽轮机组运行中的一个重要经济指标。

因排汽在湿蒸汽区，其焓值不易简单测算，故现有很多方法提出，用以计算排汽焓法，各有特点。

现对这些方法简单介绍，说明其特点,并讨论应用中存在的问题。

关键词 汽轮机； 排汽焓； 湿蒸汽区Synopasis and Discussion About Calculation Methods of Steam Turbin e’sExhaust EnthalpyCh e Xun 1 Z h u Minhao 2 Wang Mingjia Cao Zuqing 1 NR Electric Co Ltd 2 Chain Realtime Detabase Co Ltd Sgepri443 Nanjing Huan eng Power Plant4 Southeast UniversityAbstract: Exhaust enthalpy of steam turbine is an important economic indexin operation. But it is located in wet steam region, so its value cannotbe measured directly. There are many papers are published that discussedthe calculation method. The characteristic and problem are discussed.Key words: steam turbine 、exhaust steam 、 enthalpy一、 前 言关于讨论排汽焓的汽轮机组，不言而喻的都是凝汽式机组，否则排汽焓很易于测定，不需要专门讨论。

绪论1、我国汽轮机系列标准和型号中，各字符代表什么意义？功率是什么单位？2、说明N200-130/535/535，N600-16.5/550/550，B10-8.83/3.33—1，CC12- 3.43/0.98/0.118的意义。

3、凝汽式机、背压机、调整抽汽机及中间再热机有什么区别？4、汽轮机作用及主要组成部件的作用？5、电厂汽轮机的发展方向有哪些？为什么？第一章级的工作原理1、冲动力和反冲力是怎么产生的？2、汽轮机级的反动度是怎样定义的？3、什么是冲动级？什么是纯冲动级？什么是反动级？什么是复速级？4、汽轮机的级分为哪几种类型？各有什么特点？说明应用情况。

5、基本方程的内容及应用注意条件是什么？6、Ф、Ψ、μn 、β的定义及影响因素？7、什么是临界状态？什么是临界压力比？什么是喷嘴的临界流量？怎样判别喷嘴或动叶是否达到临界状态？8、写出喷嘴出口速度的计算公式，喷嘴的流量计算公式。

9、写出级的热力计算的主要公式。

10、画出带反动度的冲动级的热力过程线，并标出喷嘴、动叶、余速损失、级的滞止理想焓降、喷嘴、动叶的理想焓降。

11、气流在什么情况下在斜切部分会膨胀及偏转，在什么情况下不膨胀与偏转？12、什么是轮周效率？13、什么是速比？什么是最佳速比？14、试用两种方法推导纯冲动级。

最佳速比15、纯冲动级、反动级、复速级的最佳速比各是多少？哪种级做功能力最大？为什么？16、叶栅的主要几何参数有哪些？它们对叶栅损失有什么影响？17、说明冲动级的反动度及叶栅出口汽流角度α1 、β2的选择方法？18、喷嘴和动叶栅的出口高度怎么确定？19什么是级内损失？级内损失有哪些类型？20、分析叶高损失、扇形损失、叶轮摩擦损失、湿汽损失产生的主要原因？减少方法？21、怎样降低凝汽式汽轮机末级动叶片的被冲蚀作用？22、高压级哪些损失较大？反动级什么损失可忽略不计？23、高、中、低压缸内效率有什么特点？24、级的热力计算的有哪些主要步骤？25、级的热力计算过程中要注意那些问题？26、什么是长叶片级？27、长叶片级采用一元流动设计带来哪些附加损失28、说明扭曲叶片的设计思想是什么？1、多级汽轮机相对单级汽轮机的优点是什么？2、多级汽轮机有哪些损失？怎样减少这些损失？汽轮机内部损失与外部损失有什么区别？3、多级汽轮机的重热现象和余速利用对汽轮机的相对内效率分别有什么影响？4、什么是汽轮机相对内效率？什么是汽轮发电机组的相对电效率？什么是汽轮发电机组的绝对电效率？5、什么是汽耗率和热耗率？6、平衡汽轮机轴向推力的措施有哪些？能否将轴向推力平衡为零而不用推力轴承？7、说明轴封系统的作用及工作原理。

第三章 汽轮机变工况习题答案1．什么是设计工况、经济工况和变工况？汽轮机在设计条件下的工况称设计工况；对应于汽轮机效率最高的工况称汽轮机的经济工况；与设计条件不相符合的汽轮机工况称汽轮机的变工况。

2．当背压变化时，在渐缩斜切喷嘴和缩放斜切喷嘴中将分别出现哪些现象？汽轮机为什么应尽量采用渐缩斜切喷嘴？对于渐缩喷嘴：（1）当，即压力比*01p p =n ε=l 时，喷嘴中无压力降，蒸汽不流动，其流量为零。

（2）当＞＞，即1＞*0p 1p cr p n ε＞cr ε时，此时蒸汽在喷嘴中膨胀加速，压力逐渐下降，至最小截面处压力为，斜切部分只起导向作用，蒸汽在其内不发生膨胀，通过喷嘴的蒸汽流量随着压力或1p 1p n ε的下降而大致按椭圆规律增加。

（3）当=，即压力比1p cr p n ε=cr ε时，此时最小截面处刚好达到临界状态，斜切部分仍无膨胀，流量则增至最大值。

（4）当＜，即cr G 1p cr p n ε＜cr ε时，此时蒸汽在最小截面上仍为临界状态，而蒸汽在斜切段内发生膨胀、至出口压力；若继续下降，直至达到极限压力，压力比1p 1p 1p d p 1n ε=d 1ε，则蒸汽在斜切段内的膨胀已达极限。

若继续下降，使＜即1p 1p d p 1n ε＜d 1ε，则蒸汽由至的膨胀将在喷嘴外进行，这部分是紊乱膨胀。

不能用来提高汽流速度，故是附加损失，此种现象通常称为膨胀不足现象。

d p 11p 对于缩放喷嘴：（1）当背压＜，即11p 1p 1n ε＜n ε时，蒸汽在喷嘴内只膨胀到设计压力，自从到的膨胀须在斜切部分内完成。

蒸汽在斜切部分膨胀将发生偏转。

（2）当=(为喷嘴斜切部分膨胀的极限压力)，即1p 1p 11p 11p d p 1d p 11n ε=d 1ε时，此时喷嘴斜切部分的膨胀能力得到了完全的发挥，汽流在喷嘴出口的偏转角达最大值。

（3）当＜，即11p d p 11n ε＜d 1ε时，蒸汽在斜切部分膨胀所能达到的最低压力只能为极限压力、自至的降落将在斜切段外进行，这部分在斜切段外的突然膨胀不能增加汽流的动能，因此是一种能量损失，此种现象称膨胀不足现象。

p2 =01p02 2 --p21 p2222·第51卷第3期汽轮机技术Vol. 51 N o. 3 2009年6月TURB IN E TECHNOLOGY Jun. 2009小流量下汽轮机调节级后温度计算方法祝海义,吕智强(哈尔滨汽轮机厂有限责任公司,哈尔滨150046)摘要:利用同一调节级在初焓是常数且压比相同时,蒸汽的膨胀过程完全相同特性,结合弗留格尔公式估算小流量时调节级后温度。

建立计算模型、进行实例计算,并与实际机组运行结果比较,计算误差小,满足工程设计要求。

关键词:小流量;调节级后温度;弗留格尔公式分类号: TK262 文献标识码: A 文章编号: 100125884 ( 2009) 0320180202Calculation Method for Temperature after Control Stage of Steam T urbine at Sm a ll FlowZHU Hai2yi, LV Z hi2qiang(Harbin Turbine Company L im ited, Harbin 150046, China)Abstract:By app lying the feature that the steam expansion p rocess of sam e contro l stage will be same while the initial en2 thalpy is a constant and the p ressure ratio is sam e, and in combination with code“Flugel Fo rmu la”, the steam temperature after control stage at sm all flow condition is estim ated. This paper establishes calculation model, conducts examp le calcula2 tion, and compares it to the actual operation results of unit. The comparison show s that the calculation erro r is sm all and meets the engineering requirem ents.Key words: sma ll flow; tem pera ture after con trol stage; Flugel Form u la0 前言汽轮机转子最大热应力一般出现在机组启动状态下;一些排汽装置的选型等也需要启动状态下机组高排温度和压力,而高排的压力和温度可以根据流量、调节级后压力、调节级温度估算。

汽轮机阀门流量特性优化摘要：DEH系统的主要功能就是阀门的管理，本文通过对汽轮机阀门流量特性的分析，指出阀门流量特性偏差大的表征和影响，并提出了优化方案，提高了机组运行的稳定性和经济性，在同类型机组中有较高的推广应用价值。

关键词：DEH 汽轮机阀门流量特性优化1、前言现代发电厂组中汽轮机均采用数字电液控制系统（DEH系统）进行控制，DEH系统最重要的功能就是对各进汽阀门进行管理和控制，DEH阀门管理程序会将流量指令转换成阀门开度指令，其中流量与阀门开度存在一定的关系，这就是我们通常所说的阀门流量特性曲线。

如果汽轮机阀门的实际流量与原始的流量特性曲线不一致，会产生较大的控制偏差，使得机组控制困难，影响机组的安全性和变负荷能力，严重时会导致系统剧烈振荡，这对于高速旋转的汽轮机的安全是极为不利的。

而实际上由于制造和安装工艺不同，阀门的磨损，加上有些阀门实际的行程与设计的行程不一致，这些都导致了实际的阀门流量特性与原始的流量特性曲线不一致，这时就需要去调整阀门的流量特性曲线，进行汽轮机阀门流量特性的优化，以提高汽轮机运行的稳定性和经济性。

2、阀门流量特性偏差大的表征现象DEH阀门管理程序将流量转换成阀门开度指令，通常是采用折线函数来完成的，下图是实际阀门流量特性曲线和管理程序中设置的原始阀门流量特性曲线的对比，通过对比可以看出当流量指令在不稳定区时，会产生较大的流量偏差。

当流量指令增大X时，其阀门开启增加的实际流量为Y，当两者之间的偏差过大时，就会影响到机组的稳定运行。

阀门流量特性偏差大主要表现在当阀门开度进入阀门流量曲线开始变陡的这段区域时，由于此时较小的流量指令变化会造成较大的阀位变化，使得实际的流量也发生较大变化：(1)在单阀方式下如果投入功率回路或者CCS，由于小的流量指令改变会造成大的流量变化，会出现负荷的自发波动现象；(2)在顺序阀方式下流量指令改变会造成阀位突变，虽然在机组投入协调控制时，汽机主控回路可以保持机组负荷一定的稳定性，但会造成阀门的反复波动，负荷的稳定性也变差；(3)在投入一次调频的情况下，由于流量指令和实际流量之间的差异较大，会出现大的超调或者一次调频作用不明显，使得一次调频不能正常投入；(4)在单阀/顺序阀切换过程中，只要阀门流量特性比较准确，在其它参数不变的情况下多阀跟单阀总的流量是一致的，所以在切换当中也无需投功率控制回路，但是当阀门的流量特性与实际相差大时，切换前后会产生较大的负荷变动；在这些表征出现，影响到机组的安全经济运行时，就应该考虑进行汽轮机阀门流量特性的优化，通过试验得出符合机组实际情况的流量特性曲线。

现有资料表明，国内的研究在两个方面存在致命弱点。一是在线监测机组能耗率时，以 主蒸汽流量或给水流量为重要的被测参数，由于流量仪表测量误差较大，在线监测系统运行 煤耗率也较大。二是进行煤耗偏差分析时采用等效焓降法或循环函数法等，这些方法只适用 于通流参数达到额定参数时的系统静态分析，对于通流参数变化对煤耗率的影响偏差计算无 能为力。本项目在建立模型方面，针对以上问题进行了研究和改进，并使用先进的开发环境、 技术，开发出先进的系统。基本利用系统的在线数据对系统的能耗指标进行在线计算分析， 开发出先进的节能降耗分析与指导系统。重点解决三个技术问题。
3、能耗影响偏差分布的研究。 即使在线能耗率以及总能耗偏差（在线值与设计值之差） 准确，但是由于原因复杂（设备运行原因可高达三十多项），各项原因又彼此相互关联，影 响。因此有可能产生能耗偏差的重叠，漏算现象，使得各项原因产生的能耗偏差之和与计算 的总能耗偏差不符。本项目在进行耗差分析时，引入系统工程的分析方法，预期达到的经济 指标为在线能耗率指标准确度大于 99％，单项原因能耗率偏差指标准确度大于 95％，总能 耗偏差与单项原因偏差之和误差不低于 90％。
以上矩阵方程中的各项不做具体解释，相应方法参考 1999 年动力工程国际会议论文。
功率方程为：W=(h0+Sgama-hc)-a1(h1+Sgama-hc)-a2(h2+Sgama-hc)-a3(h3-hc)-a4(h4-hc)
-a5(h5-hc)-a6(h6-hc)-a7(h7-hc)-a8(h8-hc)-(afC+afA)(h0+Sgama-hc)
热经济性指标计算与耗差分析计算模型简介本模型是建立在电厂现有的实时数据基础之上通过在线监测锅炉汽轮机泵和风机以及整个热力系统有关测点实时分析整个热力系统的热经济性并定量的查找热耗偏高的部位和原因准确地对热力设备和系统的技术改造以及运行方式的改进提供指导从而提高电厂的运行和管理水平以达到机组安全经济运行的目的

绪论1.确定CB25-8.83/1.47/0.49型号的汽轮机属于下列哪种型式？【 D 】A. 凝汽式B. 调整抽汽式C. 背压式D. 抽气背压式2.型号为N300-16.7/538/538的汽轮机是【 B 】A. 一次调整抽汽式汽轮机B. 凝汽式汽轮机C. 背压式汽轮机D. 工业用汽轮机3.新蒸汽压力为15.69MPa~17.65MPa的汽轮机属于【 C 】A. 高压汽轮机B. 超高压汽轮机C. 亚临界汽轮机D. 超临界汽轮机4.根据汽轮机的型号CB25-8.83/1.47/0.49可知，该汽轮机主汽压力为 8.83 ，1.47表示汽轮机的抽汽压力第一章1.汽轮机的级是由______组成的。

【 C 】A. 隔板+喷嘴B. 汽缸+转子C. 喷嘴+动叶D. 主轴+叶轮2.汽轮机的轴向位置是依靠______确定的？【 D 】A. 靠背轮B. 轴封C. 支持轴承D. 推力轴承3.蒸汽流动过程中，能够推动叶轮旋转对外做功的有效力是______。

【 C 】A. 轴向力B. 径向力C. 周向力D. 蒸汽压差4.在其他条件不变的情况下，余速利用系数增加，级的轮周效率ηu【 A 】A. 增大B. 降低C. 不变D. 无法确定5.工作在湿蒸汽区的汽轮机的级，受水珠冲刷腐蚀最严重的部位是：【 A 】A. 动叶顶部背弧处B. 动叶顶部内弧处C. 动叶根部背弧处D. 喷嘴背弧处6.降低部分进汽损失，可以采取下列哪个措施？【 D 】A. 加隔板汽封B. 减小轴向间隙C. 选择合适的反动度D. 在非工作段的动叶两侧加装护罩装置7.火力发电厂汽轮机的主要任务是：【 B 】A. 将热能转化成电能B. 将热能转化成机械能C. 将电能转化成机械能D. 将机械能转化成电能8.在纯冲动式汽轮机级中，如果不考虑损失，蒸汽在动叶通道中【 C 】A. 相对速度增加B. 相对速度降低；C. 相对速度只改变方向，而大小不变D. 相对速度大小和方向都不变9.已知蒸汽在汽轮机某级的滞止理想焓降为40 kJ/kg，该级的反动度为0.187，则喷嘴出口的理想汽流速度为【 D 】A. 8 m/sB. 122 m/sC. 161 m/sD. 255 m/s10.下列哪个说法是正确的【 C 】A. 喷嘴流量总是随喷嘴出口速度的增大而增大；B. 喷嘴流量不随喷嘴出口速度的增大而增大；C. 喷嘴流量可能随喷嘴出口速度的增大而增大，也可能保持不变；D. 以上说法都不对11.冲动级动叶入口压力为P1，出口压力为P2，则P1和P2有______关系。

调节级压力指的是哪的压力？调节级前还是调节级后？1.汽轮机采用顺序阀控制时，调节级最危险工况是什么时候，为什么？2.滑参数停机总结（调节级滑至300℃），这是高手！！3.主汽压力和调节级压力之间有何联系？4.为什么规定调节级金属温度150℃停盘车？停运后润滑油还须继续运行一段时间？5.汽轮机停机后转子最大弯曲在哪？哪段时间起动最危险？为什么？6.为什么冲动式汽轮机用隔板套，而反动式汽轮机用静叶持环）有人讨论说咱们日常所说的调节级压力指的是调节级前的压力还是调节级后的压力？首先学习什么是汽轮机调节级，点击此链接了解一下：什么是汽轮机调节级？答：我们日常所说的调节级压力指的是调节级后蒸汽室的压力，在调节级后蒸汽室高压内缸下半外侧有一个取压口，通过汽轮机厂家设备带的一根预制好的细合金钢管通过外缸壁上焊的一根粗的合金套管内引出调节级压力测量变送器信号管。

(为什么调节级到下一级叶片比较远?)为什么日常运行中要监视调节级压力呢？日常运行中，我们不光要监视调节级压力，还要监视各段压力（【小知识】什么是汽轮机监视段压力，监视段指的是哪里？）。

但是调节级压力最重要，因为调节级动叶片一般都是采用低反动度的冲动级，调节级后的压力与喷嘴组后的压力有有很好的线性关系的，可以直接监测调节级的工作状态，例如，在同一负荷下（主蒸汽流量下）调节级压力升高，则说明机组通流面积减少，可能是叶片和通流部分积盐、结垢等。

反之，机组汽门可能没有开足等。

一般情况下各汽轮机制造商都会提供在不同负荷下（额定主蒸汽压力或5%超压）对应的调节级压力的上限值，运行中监视调节级压力不超过此上限值，防止调节级过负荷。

调节级压力与经过汽轮机高压缸的蒸汽流量成正比关系，因此，机组的主蒸汽流量是通过调节级后压力运用弗留格尔公式计算而来的（具体参考链接：【小知识】机组运行中主、再热蒸汽流量是怎么测量的？）。

而主蒸汽流量是给水自动中是水位调节的前馈信号，一旦调节级压力测点显示失真，则会使主蒸汽流量计算失真，导致三冲量自动调节系统计算出需要调节到的给水流量（目标值）不正确，因此导致给水自动调节系统品质坏，无法调节。