汽轮机课程设计指导书-2015

透平机械原理课程设计计算说明书设计题目: 700kW单级凝汽式汽轮机设计班级动力机械2班姓名覃建华指导教师赵志军2015 年 1 月 3 日目录2汽轮机设计计算说明书一、设计任务书初步设计一台冲动凝汽式汽轮机，用以带动发电机。

1. 原始参数蒸汽初参数 p 0=0.98MPa t 0=300℃ 凝汽器进口处压力 p c =0.3Mpa 给水温度 t fw =550℃经济功率 P e =700kW ±1% 汽轮机转速 n =3000r/min 汽轮机内效率 ηoi =(80±1)% 2. 设计任务（1）热力系统设计及计算拟定具有三级抽汽的热力系统，其中第二级抽汽供除氧器加热用；做原则性热力系统图；计算系统的热耗率。

（2）汽轮机的热力设计及计算调节级与非调节级的焓降分配；调节级的方案比较与详细热力计算；非调节级的热力设计及计算；按比例绘出各级速度三角形及汽轮机在i -s 图上的热力膨胀过程曲线图。

（3）绘制一张汽轮机纵剖面图。

（4）设计计算说明书一份。

二、设计步骤1. 画出原则性热力系统图根据设计要求，参考同类型机型设计，其系统用下图3-1表示。

为了对系统进行热平衡计算。

首先，应作出汽轮机蒸汽膨胀近似过程曲线。

其次，确定各加热器温度，抽汽压力等有关的数据。

最后，根据能量守恒计算每一个加热器的抽汽量，同时对功率进行平衡（<5%）。

除氧补水过热器，抽汽漏汽射汽抽汽ρ高加低加2. 初步拟定热力过程线（1）由p0=3.43MPa，t0=435℃，p c=5.5kPa，得h s=1168.66kJ/kg（2）取进汽节流损失∆p0=0.04p0，则p0′=3.293MPa（3）取λ=0.04 c2=100m/s，则排汽)2p c=0.05p c，节流损失Δp c=λ(c2100Δh C2 p c′=5.72MPa（4）由p0′=3.29MPa，t0=435℃，p c′=5.72MPa，得h s′=1158.48MPa（5）由h i=h s′ηoi，得h i=926.78MPa确定汽轮机出口点状态5点：h5=2377.85MPa，s5=7.74kJ/(kg∙℃)4点：h4=h5−c22/2=2372.85kJ/kg，s4=7.72kJ/(kg∙℃)（6）初步设计调节级a 选取中径d m=1.1m=0.24，h s为调节级理想焓降b 小机组取双列复速级c a=√2h s，x a=uc ac 由d m=1.1m，x a=0.24，n=3000r/min，得h s=258.9001kJ/kgd 由h s定出调节级后状态点1s，h1s=3045.47kJ/kg，s1s=6.99kJ/(kg∙℃)p1s=1.325MPa，t1s=301.1℃e 由《汽轮机原理》P85-P87调节级ηoi−x a曲线，得ηoi=0.69，初步确定1点h1=3125.81kJ/kg，s1=7.12kJ/(kg∙℃)，t1=338.05℃（7）以1点和4点相连，与饱和线相交得a点，1与a的中点沿等压线上浮10-20kJ/kg得2点，a点沿等压线下浮10-20kJ/kg得3点，实线0-1-2-3-4近似为热力过程线。

课程设计汽轮机一、教学目标本课程的目标是让学生掌握汽轮机的基本原理、结构和工作流程，了解汽轮机在现代工业中的应用及其重要性。

知识目标：学生能够描述汽轮机的基本原理、结构和工作流程，了解汽轮机的分类和特点。

技能目标：学生能够运用所学知识分析汽轮机的工作性能，进行简单的故障诊断和维护。

情感态度价值观目标：学生能够认识到汽轮机在现代工业中的重要性，培养对汽轮机技术的兴趣和热情。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括汽轮机的基本原理、结构、工作流程及其在现代工业中的应用。

1.汽轮机的基本原理：学生将学习汽轮机的工作原理，包括蒸汽的生成、膨胀和做功过程。

2.汽轮机的结构：学生将了解汽轮机的主要组成部分，如转子、静子、调速系统等，并学习其功能和相互关系。

3.汽轮机的工作流程：学生将掌握汽轮机的工作流程，包括蒸汽的进入、膨胀、排气等阶段。

4.汽轮机在现代工业中的应用：学生将学习汽轮机在电力、石油、化工等领域的应用及其重要性。

三、教学方法本课程将采用讲授法、案例分析法和实验法等多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性。

1.讲授法：教师将通过讲解汽轮机的基本原理、结构和工作流程，引导学生掌握相关知识。

2.案例分析法：教师将提供汽轮机实际运行案例，引导学生运用所学知识进行分析，提高学生的实际操作能力。

3.实验法：学生将有机会进行汽轮机模型实验，观察和验证汽轮机的工作原理，增强对知识的理解和记忆。

四、教学资源本课程将使用教材、参考书、多媒体资料和实验设备等多种教学资源。

1.教材：将选用权威、实用的教材，为学生提供全面、系统的学习资料。

2.参考书：提供相关的参考书籍，丰富学生的知识视野。

3.多媒体资料：利用多媒体课件、视频等资料，生动展示汽轮机的工作原理和实际运行场景。

4.实验设备：提供汽轮机模型实验设备，让学生亲自动手操作，提高实践能力。

五、教学评估本课程的评估方式将包括平时表现、作业、考试等多种形式，以全面客观地评价学生的学习成果。

船用汽轮机课程设计说明书摘要 (3)前言 (3)一、汽轮机定型 (4)1. 初终参数的选择 (4)2. 缸数的选择 (4)3. 调节级型式的选择 (5)4. 非调节级型式的选择 (5)5. 低压缸流路的选择 (6)二、机组近似膨胀过程 (7)1. 机组近似膨胀线和各状态点参数 (7)2. 详细计算 (7)三、低压缸热计算 (10)1. 主要尺寸计算 (10)2. 通流部分绘制 (11)3. 分级和焓降分配 (13)4. 详细计算 (14)4.1 第1级 (14)4.2 第2级 (19)4.3 第3级 (23)四、高压缸热计算 (28)1. 调节级热计算 (28)1.1 预先估算 (28)1.2 详细计算 (28)2. 非调节级热计算 (31)2.1 预先计算 (31)2.2 详细计算 (33)五、机组功率和效率 (37)附录1 机组预先计算 (38)附录2 高压缸热计算 (40)附录3 低压缸热计算 (48)附录4 机组功率与效率 (52)另：附图1 机组近似膨胀线附图2 低压缸膨胀过程线本次课程设计针对船用汽轮机，在给定蒸汽初温、初压和排汽压力的情况下，确定了蒸汽在整个机组内膨胀的近似热力过程，计算了高、低压缸内各级的主要尺寸、功率和效率。

最后根据计算结果，画出了蒸汽在高压缸调节级、非调节级和低压缸的h-s图，以及汽轮机低压缸通流部分的剖视图。

前言本组汽轮机功率是40000马力，入口蒸汽过热。

根据老师建议，并经过简单估算，我们采用双缸汽轮机，并在低压缸入口分流，调节级采用双列速度级。

在计算过程中，不考虑抽汽和漏汽，即整个机组内蒸汽流量恒定。

设计过程大致如下：●方案论证：对蒸汽初终参数、汽轮机缸数、调节级型式等进行选择。

●近似膨胀过程：根据蒸汽初终参数和自己选取的高、低压缸内焓降比例，画出机组的近似膨胀线，并算出线上各节点的热力参数，以此确定高压缸调节级、非调节级和低压缸的进出口参数。

●低压缸热计算：1)主要尺寸计算：即确定最末级的尺寸。

课程设计说明书题目：12M W凝汽式汽轮机热力设计2014年6月28 日前言《汽轮机原理》是一门涉及基础理论面较广，而专业实践性较强的课程。

该课程的教学必须有相应的实践教学环节相配合，而课程设计就是让学生全面运用所学的汽轮机原理知识设计一台汽轮机，因此，它是《汽轮机原理》课程理论联系实际的重要教学环节。

它对加强学生的能力培养起着重要的作用。

本设计说明书详细地记录了汽轮机通流的结构特征及工作过程。

内容包括汽轮机通流部分的机构尺寸、各级的设计与热力计算及校核。

由于知识掌握程度有限以及二周的设计时间对于我们难免有些仓促，此次设计一定存在一些错误和遗漏，希望指导老师给予指正。

编者2014年6月28日目录第一章 12MW凝汽式汽轮机设计任务书 (1)1.1设计题目：10.5MW凝汽式汽轮机热力设计 (1)1.2设计任务及内容 (1)1.3设计原始资料 (1)1.4设计要求 (1)第二章多级汽轮机热力计算 (2)2.1近似热力过程曲线的拟定 (2)2.2汽轮机总进汽量的初步估算 (4)2.3回热系统的热平衡初步计算 (4)2.4流经汽轮机各级机组的蒸汽两级及其内功率计算 (8)2.5计算汽轮机装置的热经济性 (9)第三章通流部分选型及热力计算 (10)3.1通流部分选型 (10)第四章压力级的计算........ (12)4.1各级平均直径的确定： (12)4.2级数的确定及比焓降的分配： (13)4.3各级的热力计算 (14)4.4第一压力级的热力计算 (24)第五章整机校核及计算结果的汇总 (30)5.1整机校核 (30)5.2级内功率校核： (30)5.3压力级计算结果汇总 (21)参考文献 (21)第一章12MW凝汽式汽轮机设计任务书1.1 设计题目： 10.5MW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。

汽轮机课程设计指导书目录一、课程设计的目的与意义 (1)二、设计题目及已知条件 (2)2.1 机组概况 (2)2.2 本次设计与改造的基本要求 (4)三、设计过程 (6)3.1 汽轮机的热力总体任务 (6)3.2 汽轮机变工况热力核算的方法介绍 (6)3.3 本课程设计的基本方法 (7)3.3.1 级的变工况热力核算方法——倒序算法 (8)3.3.2 级的变工况热力核算方法——顺序算法 (17)3.4 上述计算过程需要注意的问题 (22)四、参考文献： (23)附：机组原始资料 (23)汽轮机课程设计一、课程设计的目的与意义汽轮机是按照经济功率设计的，即根据给定的设计要求如功率、蒸汽初参数、转速以及汽轮机所承担的任务等，确定机组的汽耗量、级数、通流部分的结构尺寸、蒸汽参数在各级的分布以及效率、功率等。

汽轮机在设计条件下运行称为设计工况。

由于此工况下蒸汽在通流部分的流动与结构相适应，使汽轮机有最高的效率，所以设计工况亦称为经济工况。

由于要适应电网的调峰以及机组实际运行过程中运行参数的偏差等原因，汽轮机不可能始终保持在设计条件下，即负荷的变化不可避免的，蒸汽初终参数偏离设计值，通流部分的结垢、腐蚀甚至损坏，回热加热器停用等在实际运行中也时有发生等等。

汽轮机在偏离设计条件下的工作，称为汽轮机的变工况。

在变工况下，蒸汽量、各级的汽温汽压、反动度、比焓降等可能发生变化，从而引起汽轮机功率、效率、轴向推力、零件强度、热膨胀、热应力等随之改变。

通过本课程设计加深、巩固《汽轮机原理》中所学的理论知识，了解汽轮机热力设计的一般步骤，掌握每级焓降以及有关参数的选取，熟练各项损失和速度三角形的计算，通过课程设计以期达到对汽轮机的结构进一步了解，明确主要零部件的位置与作用。

具体要求就是按照某机组存在的问题，根据实际情况，制定改造方案，通过理论与设计计算，解决该汽轮机本体存在的问题，达到汽轮机安全、经济运行的目的[1-4]。

汽轮机课程设计1. 设计背景汽轮机是一种利用蒸汽能转换为机械能的热动力设备，广泛应用于发电厂、石油化工企业等各类工业领域。

由于汽轮机的运行原理比较复杂，对于机电工程专业的学生来说，汽轮机的学习和应用都是一个重要的课程。

本文旨在给出一种基于汽轮机学习的课程设计方案，帮助学生更好地理解汽轮机的工作原理和应用，培养学生的实践能力。

2. 设计内容2.1 设计目标•了解汽轮机工作原理和组成结构；•掌握汽轮机调节运行的方法；•能够进行汽轮机数据处理和分析；•能够对汽轮机进行维修和保养。

2.2 设计步骤1.理论学习学生需要先学习汽轮机的工作原理、组成结构、调节运行方法等相关理论知识，这些知识可以通过课堂讲授、教材阅读、网络资源等途径获取。

2.实践练习学生需要通过实践操作来巩固和应用所学的理论知识，具体包括以下几个方面：–数据采集和处理：学生需要使用传感器和数据采集系统对汽轮机进行数据采集，并通过计算机软件进行数据处理和分析。

–检测和维修：学生需要使用专业工具和设备对汽轮机进行检测和维修，包括清洁、换油、更换零部件等。

–模拟实验：学生需要通过模拟实验来模拟汽轮机的运行状态，观察和研究汽轮机的性能指标和工况变化。

3.报告撰写学生需要根据实践操作和理论研究的结果，编写一份详细的课程设计报告，包括以下内容：–设计背景和目标；–理论学习的；–实践操作的过程和方法；–实验结果和数据处理分析；–操作中遇到的问题和解决方案；–对课程设计的和反思，提出改进建议。

3. 设计意义和价值本课程设计方案可以帮助学生更好地理解汽轮机的工作原理和应用，开拓学生的实践能力和创新意识。

同时，本方案设计的实践操作环节可以使学生了解汽轮机在实际应用中的变化和运行状况，掌握对汽轮机的维修和保养方法，提高综合实践能力和操作技能。

通过本方案的学习，学生可以更好地适应工作环境的需求，为未来的职业生涯打下坚实的基础。

4.汽轮机作为一种重要的热动力设备，在各行各业中都有广泛的应用。

汽轮机课程设计指导书目录一、课程设计的目的与意义 (1)二、设计题目及已知条件 (2)2.1机组概况 (2)2.2本次设计与改造的基本要求 (4)三、设计过程 (6)3.1汽轮机的热力总体任务 (6)3.2汽轮机变工况热力核算的方法介绍 (6)3.3本课程设计的基本方法 (7)3.3.1级的变工况热力核算方法——倒序算法 (8)3.3.2级的变工况热力核算方法——顺序算法 (17)3.4上述计算过程需要注意的问题 (22)四、参考文献： (23)附：机组原始资料 (23)汽轮机课程设计一、课程设计的目的与意义汽轮机是按照经济功率设计的，即根据给定的设计要求如功率、蒸汽初参数、转速以及汽轮机所承担的任务等，确定机组的汽耗量、级数、通流部分的结构尺寸、蒸汽参数在各级的分布以及效率、功率等。

汽轮机在设计条件下运行称为设计工况。

由于此工况下蒸汽在通流部分的流动与结构相适应，使汽轮机有最高的效率，所以设计工况亦称为经济工况。

由于要适应电网的调峰以及机组实际运行过程中运行参数的偏差等原因，汽轮机不可能始终保持在设计条件下，即负荷的变化不可避免的，蒸汽初终参数偏离设计值，通流部分的结垢、腐蚀甚至损坏，回热加热器停用等在实际运行中也时有发生等等。

汽轮机在偏离设计条件下的工作，称为汽轮机的变工况。

在变工况下，蒸汽量、各级的汽温汽压、反动度、比焓降等可能发生变化，从而引起汽轮机功率、效率、轴向推力、零件强度、热膨胀、热应力等随之改变。

通过本课程设计加深、巩固《汽轮机原理》中所学的理论知识，了解汽轮机热力设计的一般步骤，掌握每级焓降以及有关参数的选取，熟练各项损失和速度三角形的计算，通过课程设计以期达到对汽轮机的结构进一步了解，明确主要零部件的位置与作用。

具体要求就是按照某机组存在的问题，根据实际情况，制定改造方案，通过理论与设计计算，解决该汽轮机本体存在的问题，达到汽轮机安全、经济运行的目的[1-4]。

二、设计题目及已知条件内容：某 12MW 背压机组小流量工况下通流部分改造方案的制定机组型式：B12-50 / 10型背压式汽轮机配汽方式：喷嘴配汽调节级选型：复速级设计工况下的参数：附录2.1机组概况该机组是武汉汽轮机厂早期生产的 B12-50 / 10型背压式汽轮机。

目录一、课程设计的目的和要求 (2)二、设计题目 (2)三、设计工况汽轮机进汽量的确定 (2)1、设计工况的功率 (2)2、设计工况汽轮机进汽量的近似量 (2)四、调节级热力计算 (3)1、调节级部分相关参数的确定 (3)2、喷嘴部分计算 (4)3、第一列动叶部分计算 (5)4、导叶部分计算 (7)5、第二列动叶部分计算 (8)6、各项损失计算 (10)7、调节级焓降及功率 (11)五、压力级热力计算 (12)1、压力级级数的确定 (12)2、压力级的部分相关参数的确定 (12)3、反作用度的选取及喷嘴部分计算 (12)4、动叶部分计算 (13)5、各项损失计算 (14)5、压力级焓降及功率 (15)六、功率校核 (15)七、总结分析 (16)附：数据汇总表 (17)一、课程设计的目的和要求课程设计是一个综合性的学习过程。

目的在于总结和巩固已学得的基础理论，培养查阅资料、进行工程计算、识图和绘图能力，并在实践过程中吸取新的知识。

具体要求是按照给定的设计条件,选取相关参数，进行详细的调节级和压力级的热力计算，确定汽轮机流通部分的尺寸,以求达到较高的汽轮机效率。

二、设计题目机组型号：B50-8。

82/3.43机组型式：多级冲动式背压汽轮机新汽压力：8。

82 Mpa新汽温度：535。

0℃排汽压力：3。

43 Mpa额定功率:25MW转速：3000 rpm三、设计工况汽轮机进汽量的确定1、设计工况的功率汽轮机设计工况的选取，一般按其在电网或热网中承担的负荷的性质决定. 本课设设计汽轮机承担基本负荷,故其设计工况的功率Ne为额定功率，以便在运行过程中获得最高的平均效率.2、设计工况汽轮机进汽量计算1、配汽方式：喷嘴调节2、调节级型式：双列级。

3、参数选取(1)设计功率=额定功率=经济功率=25 MW（2）汽轮机相对内效率ηri=70.00％(3)机械效率ηm=99%（4）发电机效率ηg=97%4、近似热力过程线拟定（1)进汽节流损失ΔP0=0.03×P0=0.2646 Mpa调节级喷嘴前P0’=0。

l汽轮机课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解汽轮机的基本原理与结构，掌握其主要部件的作用及相互关系。

2. 掌握汽轮机工作循环的类型，了解其热效率的影响因素。

3. 掌握汽轮机的主要性能参数，能够进行简单的性能计算。

技能目标：1. 能够分析汽轮机的能量转换过程，绘制简单的热力循环图。

2. 学会使用相关软件或工具对汽轮机性能进行模拟和优化。

3. 能够运用所学知识，针对特定问题提出汽轮机的改进措施。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对能源转换与利用的兴趣，增强节能环保意识。

2. 培养学生的团队协作精神，提高沟通与交流能力。

3. 引导学生关注我国汽轮机行业的发展，激发学生为祖国能源事业作贡献的志向。

课程性质：本课程为专业选修课，旨在帮助学生深入理解汽轮机的工作原理，提高解决实际问题的能力。

学生特点：学生处于高年级阶段，已具备一定的专业基础知识，具有较强的自学能力和动手能力。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调知识的应用性和实用性。

通过课程学习，使学生能够将所学知识内化为具体的学习成果，为未来的职业发展打下坚实基础。

二、教学内容1. 汽轮机原理与结构- 汽轮机工作原理- 汽轮机主要部件及功能- 汽轮机分类及特点2. 汽轮机工作循环- 热力循环基本概念- 汽轮机典型热力循环分析- 热效率及其影响因素3. 汽轮机性能参数与计算- 主要性能参数介绍- 性能计算方法- 性能优化途径4. 汽轮机模拟与优化- 汽轮机性能模拟软件介绍- 模拟软件操作方法- 性能优化案例分析5. 汽轮机实际应用与改进- 汽轮机在能源领域的应用- 汽轮机常见问题分析- 改进措施及发展趋势教学内容安排与进度：第一周：汽轮机原理与结构第二周：汽轮机工作循环第三周：汽轮机性能参数与计算第四周：汽轮机模拟与优化第五周：汽轮机实际应用与改进教学内容与教材关联性：本教学内容与教材章节紧密相关，涵盖教材中关于汽轮机的基本理论、性能分析及应用实例等内容，确保学生能够系统地掌握汽轮机相关知识。

1引言1.1汽轮机简介汽轮机是以蒸汽为的旋转式热能动力机械，与其他原动机相比，它具有单机功率大、效率、运行平稳和使用寿命长等优点。

汽轮机的主要用途是作为发电用的原动机。

在使用化石燃料的现代常规火力发电厂、核电站及地热发电站中，都采用汽轮机为动力的汽轮发电机组。

汽轮机的排汽或中间抽汽还可用来满足生产和生活上的供热需要。

在生产过程中有余能、余热的工厂企业中，还可以应用各种类不同品位的热能得以合理有效地利用。

由于汽轮机能设计为变速运行，所以还可用它直接驱动各种从动机械，如泵、风机、高炉风机、压气机和船舶的螺旋桨等。

因此，汽轮机在国民经济中起着极其重要的作用。

1.2 600MW汽轮机课程设计的意义电力生产量是衡量一个国家经济发展水平的重要标志之一。

电力工业为国民经济各个领域和部门提供电能，它的发展直接影响着国民经济的发展速度，因此，必须超前发展。

装机容量从1949年占世界第25位，到如今的世界前列。

电力事业发展的宏伟目标，要求汽轮机在容量和效率方面都要上一个新的台阶，在今后的一段时间内，我国火电的主力机组将是300MW—600MW亚临界机组，同时要发展超临界机组。

1.3汽轮机课程设计要求：1）汽轮机为基本负荷兼调峰运行2）汽轮机型式：反动、一次中间再热、凝汽式1.4设计原则根据以上设计要求，按给定的设计条件，选取有关参数，确定汽轮机通流部分尺寸，力求获得较高的汽轮机效率。

汽轮机总体设计原则为在保证机组安全可靠的前提下，尽可能提高汽轮机的效率，降低能耗，提高机组经济性，即保证安全经济性。

承担基本负荷兼调峰的汽轮机，其运行工况稳定，年利用率高。

设计中的计算采用电子表格来计算，绘图采用手绘图,计算表格和附图统一见附录。

2 汽轮机结构与型式的确定2.1汽轮机参数、功率、型式的确定2.1.1 汽轮机初终参数的确定常规超临界机组的主蒸汽和再热蒸汽温度为538℃～560℃，典型参数为24.2MPa/566℃/566℃，对应的发电效率约为41%。