汽轮机的变工况

总结（综上所述）：
采用喷管调节的凝汽式汽轮机，当流量改变时，比焓降的变化主要发生在调节级和最后一级中。

所有中间级在流量变化时，比焓降近乎不变，但在低负荷时，中间级比焓降也会变小。

汽轮机在变动工况下运行时，效率要降低，且负荷变化越大，效率下降越多：喷管调节的凝汽式汽轮机效率的降低主要发生在调节级与最后一级；采用节流调节的汽轮机，没有调节级，效率的降低主要是由于节流损失及最末级效率的降低。

（二）通流面积变化时，级内反动度的变化
第一章中讲到，级内反动度的实现是通过一定的动、静叶栅出口面积来保证的，但由于以下原因，动静面积比f＝A b/A n改变：
1.制造加工方面的偏差。

2.通流部分结垢，或是动叶磨损。

3.检修时的改动。

当面积比f＝A b/A n↓，从喷管流出的汽流在动叶汽道中引起阻塞流动使动叶前p↑，Ω↑；
反之，f↑时，Ω↓。

1
1
1
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n
b
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b
A
A
c
w
A
A
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，现
原。

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。

第三章 汽轮机的变工况特性汽轮机的热力设计就是在已经确定初终参数、功率和转速的条件下，计算和确定蒸汽流量，级数，各级尺寸、参数和效率，得出各级和全机的热力过程线等。

汽轮机在设计参数下运行称为汽轮机的设计工况。

由于汽轮机各级的主要尺寸基本上是按照设计工况的要求确定的，所以一般在设计工况下汽轮机的内效率达最高值，因此设计工况也称为经济工况。

汽轮机运行时所发出的功率，将根据外界的需要而变化，汽轮机的初终参数和转速也有可能变化，从而引起汽轮机的蒸汽流量和各级参数、效率等变化。

汽轮机在偏离设计参数的条件下运行，称为汽轮机的变工况。

，汽轮机工况变动时，各级蒸汽流量、压力、温度、比焓降和效率等都可能发生变化，零、部件的受力、热膨胀和热变形也都有可能变化。

为了保证汽轮机安全、经济地运行，就必须弄清汽轮机的变工况特性。

电站汽轮机是固定转速汽轮机，限于篇幅，这里仅讨论等转速汽轮机的变工况。

主要讨论蒸汽流量变化和初终参数变化时的变工况，其中也就包含了功率变化问题。

汽轮机变工况是以级的交工况和喷嘲、动叶的变工况为基础的，因此，必须首先介绍喷嘴、动叶的变工况。

第一节 喷嘴的变工况特性缩放嘴嘴的交工况已由流体力学介绍道了，其中一个重要概念，就是缩放喷嘴背压逐渐高于设计值时，将先在喷嘴出口处，后在喷嘴渐放段内产生冲波(或称激波)。

超音速汽流经过冲波，流速大为降低，损失很大。

所以，缩放喷嘴处于背压高于设计值的工况下运行时效率很低。

缩放喷嘴的速度系数ϕ与压比n ε、膨胀度f 的关系如图3．1．1所示。

膨胀度cn A Af =，表示缩放喷嘴出口而积n A ，与喉部临界截面而积c A 之比。

每条曲线上ϕ最高的点(图示a,b,c,d)是该缩放喷嘴的设计工况点。

由图可见，缩放喷嘴设计压比n ε越小，膨胀度f 越大，而f 越大的缩放喷嘴在实际压比1n ε增大时，ϕ降得越多，因而喷嘴效率也降得越多。

渐缩喷嘴背压高于设计值时不会出现冲波，速度系数ϕ仍然较高，如图3.1.1中最上面一根虚线所示，因而变工况效率仍然较高，仅在n ε小于临界压比时，ϕ与效率才下降。

第三章汽轮机的变工况一．名词解释1、设计工况：2、节流调节：3、喷嘴调节：4、滑压调节：5、级组：二．填空题1、彭台门系数。

2、忽略初温变化，只要级在临界状态下工作，不论临界状态是发生在喷嘴中还是发生在动叶中，其流量均与成正比，而与无关。

3、当级内未达到临界状态时，通过级的流量不仅与有关，而且与参数有关。

4、级组是一些相等，不随工况而变的相邻的若干级的组合。

5、级组临界压力是指当级组中的处于临界状态时级组的。

6、级组包含的级数越多，其临界压力比越。

7、在变工况下，忽略初温变化，如果级组处于临界状态，则通过该级组的流量与。

8、弗留格尔公式的表达式是。

9、留格尔公式的应用条件是：(1) ；(2) ；(3) ；（4）。

10、当蒸汽流量增加时，对于采用喷嘴调节的凝汽式汽轮机，调节级焓降，最末级焓降，中间级焓降，汽轮机总的轴向推力，效率。

11、在工况变动时，当级的焓降减小，即速比时，级的反动度。

12、当面积比f一定，焓降Δh t变化时，反动度Ω设计值较小的级，Ω变化较。

13、如果喷嘴配汽式汽轮机各调节阀依次启闭，没有重叠度，当时，为调节级最危险工况。

14、调节级焓降是随汽轮机流量的变化而改变的。

流量增加时，部分开启阀所控制的喷嘴组焓降，全开阀所控制的喷嘴组焓降。

15、滑压调节方式分为滑压调节、滑压调节、滑压调节。

16、一般可近似认为，凝汽式汽轮机总的轴向推力与成正比变化，且时达最大值。

17、新蒸汽温度降低，整机理想焓降，各级反动度，轴向推力。

18、水冲击会造成蒸汽温度，反动度，轴向推力。

19、甩负荷时由于转速瞬时上升，速比，反动度，轴向推力。

20、动叶片结垢会造成轴向推力。

21、初终参数相同的同类型机组并列运行时，应让较小的机组多带负荷，才能使总的汽耗量最小。

22、采用喷嘴调节方式的汽轮机，在经济功率下经济性比节流调节方式。

在最大功率下经济性比节流调节方式。

23、主蒸汽压力升高时，如其它参数和调门开度不变，则进入汽轮机的蒸汽流量，机组的焓降，使机组负荷，如保持机组负荷不变，则应调速汽门。

第三章汽轮机在变工况下的工作汽轮机的热力设计就是在已经确定初终参数、功率和转速的条件下，计算和确定蒸汽流量、级数、各级尺寸、参数和效率，得出各级和全机的热力过程线等。

汽轮机在设计参数下运行称为汽轮机的设计工况。

由于汽轮机各级的主要尺寸基本上是按照设计工况的要求确定的，所以一般在设计工况下汽轮机的内效率达最高值，因此设计工况也称为经济工况。

汽轮机在实际运行中，因外界负荷、蒸汽的状态参数、转速以及汽轮机本身结构的变化等，均会引起汽轮机级内各项参数以及零部件受力情况的变化，进而影响其经济性和安全性。

这种偏离设计工况的运行工况叫做汽轮机的变工况。

研究变工况的目的，在于分析汽轮机在不同工况下的效率、各项热经济指标以及主要零部件的受力情况。

以便设法保证汽轮机在这些工况下安全、经济运行。

本章主要讨论电厂使用的等转速汽轮机在不同工况下稳态的热力特性，即讨论汽轮机负荷的变动、蒸汽参数的变化以及不同调节方式对汽轮机工作的影响。

同研究设计工况下的特性一样，分析汽轮机的变工况特性也应从构成汽轮机级的基本元件一一喷嘴和动叶开始。

喷嘴和动叶虽然作用不同，但是如果对动叶以相对运动的观点进行分析，则喷嘴的变工况特性完全适用于动叶。

第一节渐缩喷嘴的变工况研究喷嘴的变动工况，主要是分析喷嘴前后压力与流量之间的变化关系，喷嘴的这种关系是以后研究汽轮机级和整个汽轮机变工况特性的基础。

喷嘴又分渐缩喷嘴和缩放喷嘴两种型式。

本节主要分析渐缩喷嘴的变工况特性。

一、渐缩喷嘴的流量关系式本书第一章已指出，对渐缩喷嘴，在定熵指数k和流量系数μn都不变的条件下，当其初参数p*0、ρ*0及出口面积A n不变时，通过喷嘴的蒸汽流量G与喷嘴前、后压力比εn的关系可用流量曲线(如图3-1中曲线ABC)表示。

当εn εc时，其流量为(3-1)当εn ≤εc，时，其流量为(3-2)显然，对应另一组初参数(p*10、ρ*01)，可得到另一条相似的流量曲线A1B1C1(p*01p*0)，此时通过该喷嘴的临界流量亦相应地改变为由于初参数不同的同一工质具有相同的临界压力比，故各条流量曲线的临界点B、B1…均在过原点的辐射线上，如图3-1所示。