华电汽轮机资料
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考试宝典华电11级孙旭鸿●滞止参数:具有一定流速的蒸汽,如果假想蒸汽等熵地制止到速度为0时的状态,该状态为滞止状态,其参数叫滞止参数●气流在斜切部分方向偏转的根本原因:喉部截面之后继续膨胀的气流是超音速气流,它膨胀时,比容的增大比流速的增大要快,必须在渐扩通道内才能膨胀,在喷嘴高度变化不大而另一侧又有壁面阻挡情况下,气流只有偏向另一侧才能扩大通流面积●喷嘴的极限膨胀压力:随着背压降低,参加膨胀的斜切部分扩大,斜切部分达到极限膨胀时喷嘴出口所对应的压力●假想速比:圆周速度与假想全级滞止理想比焓降都在喷嘴中等比熵膨胀的假想出口速度的比值●余速利用对最佳速比与轮周关系的影响:增大了轮周效率;最佳速比附近轮周效率敏感度下降,提高了适应工况变化的能力;使速比向增大方向移动;使轮周效率失去了对应于最高的基本对称性●复速级效率低原因及优点:增加了导叶和第二列动叶中的能量损失,而且使第一列动叶中的损失增大。
在圆周速度相同时,能承担比单列级大得多的理想比焓降,故采用复速级能使汽轮机的级数减少,结构紧凑;当它作为多级汽轮机的调节级时,蒸汽压力和温度在这一级下降较多,减少了汽轮机在高温高压蒸汽下工作的区域,不仅能减少高温材料,降低制造成本,而且有利于改善汽轮机的变工况性能●叶型损失:附面层中的摩擦损失;附面层脱离引起的涡流损失;尾迹损失;冲波损失。
影响因素:进汽角、相对节距(节距增大时,腹面对汽流约束减弱,背面出口段扩压范围和扩压程度增加,是叶型损失增大;节距减小时,单位流量摩擦增厚,出口边相对厚度增加,尾迹损失增大)和汽流马赫数。
●叶轮摩擦损失:叶轮两侧及围带表面的粗糙度引起的摩擦损失;子午面内的涡流运动引起的损失。
部分进汽损失:由鼓风损失(与部分进气度成反比)和斥汽损失(与喷嘴组数成正比)两部分组成。
级的部分进气度:装有喷嘴的弧段长度与整个圆周长度的比值。
●漏气损失:由隔板漏气损失和动叶顶部漏气损失组成。
减小措施:尽量减小径向间隙,但汽轮机在启动等情况下,静止部分和转动部分受热不均,温差较大,为避免两者摩擦,径向间隙不能太小。
1.如何监视和调节汽包水位?答:1 使锅炉的蒸发量随时适应外界负荷的需要.2 均衡给水,维持汽包正常水位.3 将蒸汽温度和压力稳定在规定值的范围内.4 保证合格的蒸汽品质.5 维持经济的燃烧,尽量减少各种热损失,提高锅炉热效率.6 降低污染物的排放.2.发电机与系统并网时有何要求?准同期并网必需满足什么条件?答:发电机与系统并网时的要求有:1 主断路器合闸时没有冲击电流;2 并网后能保持稳定的同步运行. 为满足上述条件,准同期并网必须满足三个条件:发电机与系统的电压相等;频率相等;电压相位一致.3.什么是额定参数停机?什么是滑参数停机?与定参数停机相比,滑参数停机有何优点? 答:在停机过程中,主蒸汽的压力和温度基本保持为额定值称为额定参数停机.滑参数停机是指在调节汽门全开的状态下,借助于锅炉低压蒸汽参数来减少汽轮机负荷和冷却机组的停机方式.滑参数停机时,负荷随主蒸汽参数的逐渐降低而逐渐下降,停机后金属温度可以降低到很低的水平,可提前进行检修,缩短检修工期.4.单元机组停机前准备工作有哪些?答:1试验辅助油泵2进行盘车装置电动机和顶轴油泵试验3检查个主汽门、调节汽门无卡涩.4旁路系统检查5切换密封油泵6停炉应做好油燃烧器投入前的控制准备工作,以备在减负荷过程中用以助燃,防止炉膛燃烧不稳定和灭火.7对于长时间停机的机组,在停运前应停止向原煤仓上煤.8锅炉在停运前应对受热面进行全面吹扫,以保持受热面在停炉后处于清洁状态.5.转子惰走时间?为什么转子惰走时,轴封供汽不可过早停止?答:汽轮发电机组在打闸解列后,转子依靠自己的惯性继续转动的现象称为惰走.但由于转子在旋转时遇到摩擦、鼓风损失的阻力和带动主油泵的阻力作用,转速将逐渐降低到零.从打闸断汽到转子完全静止的一段时间,称为汽轮机的惰走时间.轴封供汽不能停用过早,否则冷空气将从轴端被吸入汽缸内,使轴封段转子急剧冷却,造成转子变形,甚至发生动静摩擦.6.造成汽轮机超速的主要原因是什么?答:1机组甩负荷超速原因:电网或发电机发生事故,汽轮机调节系统事故,汽轮机发生事故,锅炉或锅炉辅机事故,电调控制回路发生事故2汽轮机超速:调节系统有缺陷汽轮机超速保护系统事故运行操作调整不当7.燃烧调节的目的.怎样判断燃烧工况的好坏?答:燃烧调节的目的是:在保证满足汽轮机对锅炉参数要求的前提下,调整燃烧器各层的燃料分配,调整一、二风的分配,以达到炉膛热负荷均匀、炉膛受热面不结渣、火焰不冲刷水冷壁,减少不完全燃烧热损失,尽量减少污染物的生成,使锅炉在最安全、经济的条件下稳定运行.为达到上述燃烧调节的目的,在运行操作方面应注意燃烧器的一、二、三次风出口风率和风速,各燃烧器之间的负荷分配和运行方式,炉膛的风量(氧量值)、燃料量和煤粉细度等参数的调节,使其达到最大值.8.何谓虚假水位?试以机组负荷突然增加为例说明虚假水位形成过程及处理?答:例如,当锅炉负荷增加时,在给水量和燃烧工况不变时,汽压将迅速下降,这时一方面使汽水混合物比容增大,另一方面使饱和温度降低,锅水和蒸发部件金属放出部分热量,产生附加蒸汽,水中气泡数量剧增,汽水混合物体积膨胀,使水位上升,形成“虚假水位”.虚假水位是暂时的,因为负荷增加,锅水消耗增加,锅水中的气泡逐渐逸出水面后,汽水混合物体积又将收缩,所以如给水量未随负荷增加而增加,则水位将下降.9锅炉灭火现象、原因及处理方法是什么?答:现象:1炉膛负压突然增大,炉膛风压表指示在最大负值 2一、二次风风压指示减小,炉膛内变暗变黑,从看火孔看不到火焰 3汽压、汽温、水位、蒸汽流量急剧下降 4若是因锅炉辅机事故而引起的灭火,则有事故信号以及这些事故发生时应有的各种现象.原因:1运行中锅炉主要辅机故障或电源中断 2MFT动作时切断进入锅炉的所有燃料 3锅炉风量或炉膛负压过大造成炉火吹熄或抽熄 4锅炉配风不合理,燃料风门、辅助风门均未调好,一次风量太大.风速太高,风粉比例不当,造成锅炉燃烧工况不稳 5制粉或燃油系统故障、燃料品质突变、挥发分或发热量过低等,将造成炉火不稳、锅炉实际燃烧量大幅度减少甚至中断,导致炉膛热负荷和炉膛温度突降而造成灭火 6锅炉吹灰或除灰、除焦操作不当使燃烧室进入大量蒸汽或冷风,造成炉膛温度突降,燃烧不良,严重时也会锅炉灭火 7锅炉负荷过低时操作或调整不当、锅炉减负荷速度过快或发生负荷突降以及受热面严重爆管,炉膛内大量塌灰、塌焦等扰动都可能引起锅炉灭火.处理方法:发生锅炉灭火事故时,绝对禁止采用关小风门、继续向炉膛供给燃料中恢复着火的操作.当锅炉发生全熄火、角熄火和临界火焰时,如保护装置未动作,应手动MFT,按紧急停炉的操作方法和要求进行处理,查明灭火原因并加以消除.对锅炉设备进行全面检查,确定烟道内再无燃烧现象、设备无损坏时做好重新启动准备.10.什么叫正、负温差启动?为什么应尽量避免负温差启动?答::(1)当冲转时蒸汽温度低于汽轮机最热部位金属温度的启动为负温差启动。
华北电力大学(保定)2018 年硕士研究生入学考试同等学力加试科目考试大纲(招生代码:10079 )《汽轮机原理》一、考试范围:1. 汽轮机的发展概况及其在国民经济中的作用,汽轮机的分类及型号,本课程的主要内容;2.级的概念,级的工作过程,级的反动度,动叶进出口速度三角形,级的分类及工作特点,蒸汽在级内的流动简化及基本方程;蒸汽在喷嘴的膨胀过程,汽流的临界状态与临界压比,喷嘴截面积的变化规律,通过喷嘴的流量,蒸汽在喷嘴斜切部分的流动,蒸汽在动叶中的流动和能量转换过程;蒸汽作用在动叶栅上的力和轮周功率的计算,级的轮周损失和轮周效率的计算,级的轮周效率与速比的关系,蒸汽在复速级内的能量转换特点;级内损失的物理概念及影响因素,级内损失的计算方法,级的相对内效率,级内损失对最佳速比的影响;了解叶栅及其动力特性,叶栅损失的基本理论;了解级的热力设计原则,叶型的选择,级的特性参数的确定,级的结构因素对效率的影响,级的通流部分的热力计算;扭叶片级的优点,简单径向平衡法,理想等环流流型,了解其它流型;3.熟悉多级汽轮机的工作过程和工作特点,重热现象和重热系数,多级汽轮机各级段的工作特点;多级汽轮机的进排汽机构阻力损失;汽轮机及其装置的评价指标;轴封作用、轴封原理及轴封系统;汽轮机轴向推力的组成及其平衡;单排汽口凝汽式汽轮机的极限功率,提高单机最大功率的途径;4.渐缩喷嘴的变工况特性,级内压力与流量的关系,级组压力与流量的关系,凝汽式与背压式汽轮机非调节级各级组压力与流量的关系,压力与流量关系式的应用,级的比焓降和反动度的变化规律,撞击损失,各级的级前压力、焓降、反动度、速比、相对内效率、内功率的变化规律;定压运行机组的配汽方式(节流配汽、喷嘴配汽),调节级压力与流量的关系,配汽方式对机组变工况运行的影响;变工况下汽轮机轴向推力的变化规律;滑压运行方式,滑压运行与定压运行方式热经济性和安全性的比较;了解变工况下汽轮机的热力核算方法;蒸汽初终参数变化对汽轮机工作安全性、汽轮机功率的影响;凝汽式、背压式和一次调整抽汽式汽轮机的工况图;5.凝汽器的工作原理与任务,凝汽器的类型;凝汽器内压力的确定,凝汽器的最佳真空、极限真空,空气对凝汽器工作的危害,过冷现象与过冷度;凝汽器的管束布置,真空除氧;抽气器的类型和工作原理;凝汽器的变工况特性;了解多压式凝汽器;6.汽轮机零件强度校核的基本内容,了解叶片及叶轮静强度校核;汽轮机叶片动强度校核的概念,激振力产生的原因及其频率计算,叶片与叶片组的振型,自由叶片自振频率的计算,叶片动频率,叶片组自振频率的计算,叶片动强度的安全准则与调频;转子的临界转速,单轮盘转子横向振动时的幅频及相频特性,了解机组的轴系扭振;汽轮机主要零件热应力产生的原因,热应力的控制,汽轮机的寿命管理的基本概念与方法;7.自动调节和保护的概念与任务,调节系统的静态特性及要求,速度变动率、迟缓率,中间再热式汽轮机的调节特点;调节系统的动态特性的评价指标与影响因素;功频电液调节的原理,反调现象及其消除措施,数字电液调节系统(DEH)的组成、基本原理、主要功能和操作方式;DEH的超速保护和危急遮断系统;EH抗燃油系统;了解汽轮机的各种保护及必要性,背压式和抽汽式汽轮机的调节概念。
华电新乡宝山电厂660MW超临界火力发电机组技术丛书第一分册汽轮机设备及系统王秀波主编照片内容提要为适应我厂一期2×660MW机组汽轮机专业生产培训的需要,依据上海汽轮机等设备厂家提供的资料,参考其他电厂的有关材料进行编写的。
本教材在刘希勇副总经理和陈可露主任的直接领导与支持下完成的。
整套教材共分六章,第一章概述,分别从汽轮机发展的特点,专业基础知识、电厂热经济指标以及我厂汽轮机的技术规范、概况等方面进行了介绍。
第二章汽轮机本体结构,分别从汽轮机的转子部分、静子部分以及配汽机构等对汽轮机结构进行了详细介绍。
第三章汽轮机调节保安系统,分别介绍了汽轮机的高压抗燃油系统、危急保安系统、机械超速遮断系统、DEH、ETS以及TSI系统。
第四章对汽轮机各辅助系统和设备进行了详细叙述。
第五章汽轮机运行,详细论述了汽轮机部件的热应力、热变形、热膨胀等基础知识,汽轮机的启停、汽轮机的变压运行以及运行维护等内容。
第六章汽轮机事故处理,介绍了汽轮机的事故处理原则,就汽轮机防止大轴弯曲等8个主要的典型事故进行了详细的论述。
由于水平有限,在教材中难免存在缺点和不足之处,真诚希望各位同仁给予批评指正。
目录第一章概述-------------------------------------------------------5第一节汽轮机发展特点及规范――――――――――――――――――――――5第二节基础知识――――――――――――――――――――――――――――9第三节电厂主要热经济指标―――――――――――――――――――――――16 第四节汽轮机蒸汽参数及热平衡―――――――――――――――――――――19 第五节汽轮发电机组的性能试验―――――――――――――――――――――24第六节超临界汽轮机――――――――――――――――――――――――――28 第七节我厂汽轮机性能技术介绍―――――――――――――――――――――35 第二章汽轮机本体-----------------------------------------------------41第一节汽轮机静子部分―――――――――――――――――――――――――41 第二节汽轮机转子部分―――――――――――――――――――――――――75 第三节汽轮机配汽机构―――――――――――――――――――――――――81 第三章汽轮机调节保安系统---------------------------------------------87第一节概述――――――――――――――――――――――――――――――87 第二节 EH油系统―――――――――――――――――――――――――――87第三节 EH 油动机及危急保安系统―――――――――――――――――――-92 第四节机械超速遮断系统――――――――――――――――――――――――104 第五节 DEH 控制系统――――――――――――――――――――――――――106第六节 ETS 危急保安系统――――――――――――――――――――――――114 第七节 TSI 汽机监测系统――――――――――――――――――――――――119 第四章汽轮机各系统及设备---------------------------------------------121 第一节汽轮机主、再热蒸汽、旁路及疏水―――――――――――――――――121 第二节高低压旁路系统―――――――――――――――――――――――――123 第三节回热抽汽系统及其设备―――――――――――――――――――――-125 第四节辅助蒸汽系统――――――――――――――――――――――――――132 第五节轴封供汽系统――――――――――――――――――――――――――133 第六节抽真空系统―――――――――――――――――――――――――――137 第七节凝结水系统―――――――――――――――――――――――――――140 第八节给水系统――――――――――――――――――――――――――――149 第九节给水泵小汽轮机―――――――――――――――――――――――――164 第十节循环水系统―――――――――――――――――――――――――――174 第十一节开式水和闭式水系统―――――――――――――――――――――――180 第十二节发电机密封油系统――――――――――――――――――――――――183 第十三节发电机定子内冷水系统――――――――――――――――――――――192 第十四节发电机氢气系统―――――――――――――――――――――――――200 第五章汽轮机的运行---------------------------------------------------207 第一节汽轮机部件的热应力、热变形、热膨胀―――――――――――――――207 第二节汽轮机启动―――――――――――――――――――――――――――214 第三节冷态启动的特点―――――――――――――――――――――――――225 第四节汽轮机的停止―――――――――――――――――――――――――227 第五节汽轮机的变压运行――――――――――――――――――――――――231 第六节汽轮机运行维护―――――――――――――――――――――――――236 第七节汽轮机保护系统及定期试验―――――――――――――――――――237 第六章汽轮机事故处理-------------------------------------------------241 第一节事故处理的原则―――――――――――――――――――――――――241 第二节大轴弯曲――――――――――――――――――――――――――――242 第三节汽轮机进水―――――――――――――――――――――――――――244 第四节轴瓦烧损――――――――――――――――――――――――――――246 第五节严重超速――――――――――――――――――――――――――――247 第六节汽轮机叶片断裂―――――――――――――――――――――――――248 第七节油系统着火―――――――――――――――――――――――――――249 第八节汽轮发电机振动―――――――――――――――――――――――――250 第九节防止汽轮机真空下降―――――――――――――――――――――――253第一章概述第一节汽轮机发展特点及规范一、汽轮机的发展特点自1883年瑞典工程师拉瓦尔和1884年英国工程师帕森斯分别创制了第一台实用的单级冲动式和多级反动式汽轮机以来,汽轮机已有一百余年的历史。
概念1.速度比和最佳速比:将(级动叶的)圆周速度u与喷嘴出口(蒸汽的)速度c1的比值定义为速度比,轮周效率最大时的速度比称为最佳速度比。
2.假想速比:圆周速度u与假想全级滞止理想比焓降都在喷嘴中等比熵膨胀的假想出口速度的比值。
3.汽轮机的级:汽轮机的级是汽轮机中由一列静叶栅和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。
4.轮周功率:单位时间内蒸汽推动叶轮旋转所作出的机械功。
5.级的轮周效率:1kg蒸汽在轮周上所作的轮周功与整个级所消耗的蒸汽理想能量之比。
6.滞止参数:具有一定流动速度的蒸汽,如果假想蒸汽等熵地滞止到速度为零时的状态,该状态为滞止状态,其对应的参数称为滞止参数。
7.临界压比:汽流达到音速时的压力与滞止压力之比。
8.级的相对内效率:级的相对内效率是指级的有效焓降和级的理想能量之比。
9.喷嘴的极限膨胀压力:随着背压降低,参加膨胀的斜切部分扩大,斜切部分达到极限膨胀时喷嘴出口所对应的压力10.级的反动度: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。
11.余速损失: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。
12.临界流量:喷嘴通过的最大流量。
13.漏气损失:汽轮机在工作中由于漏气而产生的损失。
14.部分进汽损失:由于部分进汽而带来的能量损失。
15.湿气损失:饱和蒸汽汽轮机的各级和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。
16.盖度:指动叶进口高度超过喷嘴出口高度的那部分叶高。
17.级的部分进汽度:装有喷嘴的弧段长度与整个圆周长度的比值。
18.汽轮发电机组的循环热效率:每千克蒸汽在汽轮机中的理想焓降与每千克蒸汽在锅炉中所吸收的热量之比称为汽轮发电机组的循环热效率。
19.热耗率:每生产1kW.h电能所消耗的热量。
20.发电机组的汽耗率:汽轮发电机组每发1KW·h电所需要的蒸汽量。
7 汽轮机的运行与检修7·1 一般注意事项7·1·1汽轮机检修前,须用阀门与蒸汽母管、供热管道、抽汽系统等隔断;疏水系统应可靠地隔绝;以上系统必要时应加堵板(盲板)隔离。
应将电动阀门的电源、气动阀门的气源、液动阀门的动力源切断,阀门上锁,并设置"禁止操作有人工作"标志牌。
检修工作负责人应检查汽轮机蒸汽管道内确无压力后,方可允许工作人员进行工作。
7·1·2汽轮机各疏放水出口处,应有必要的保护遮盖装置,以防止疏放水时烫伤人,并设置"当心烫伤"标志牌。
7·1·3在运行中的汽轮机上进行下列调整和检修工作,首先应汇报值长,值长同意后,制定安全、技术、组织措施,经单位主管生产的领导(总工程师)批准后,方可执行:一、由熟练人员在汽轮机的调速系统或油系统工进行调整工作(调整油压、调整主、辅同步器,校正调速系统连杆长度、更换伺服阀、电磁阀等)。
二、在内部有压力的状况下,由熟练人员紧阀门的盘根或当出现紧急泄漏需进行带压堵漏时,由有资质的专业人员进行临时处理。
(问答题)7·1·8使用液压螺栓拉仰器紧固或拆卸螺栓时,应检查液压泵工作状态良好,压力过压阀工作正常,螺栓拉仲器无漏油,液压管道应连接牢固等,发现异常应停止作业,拉伸器正前方禁止有人停留或通过。
拉伸器禁止超行程使用。
7·1·9使用加热器、加热炉加热或热油浸泡装配滚动轴承时,应戴好隔热手套,并使用合适的卡钳夹牢。
禁止采取用气焊直接烘烤轴承加热的工艺装配滚动轴承。
7·2 汽轮机的检修与维护7·2·1揭开汽轮机上汽缸时,应遵守下列一般规定:(问答题)一、所有上缸人员应穿着专用工作服,如连体服等,身上禁止带任何物品,禁止穿带钉的鞋。
二、具许在一个负责人的指挥下进行汽轮机上汽缸的起吊工作。
三、使用专用的揭缸起重工具,起吊前应对吊具进行检查,在起吊过程重如发现专用吊具、绳扣等出现异常或起吊不平稳时,应立即停止起吊。
汽轮机知识简介一、概述火力发电厂是由锅炉、汽轮机、发电机及相应的辅助设备组成。
汽轮机是用蒸汽作工作介质的回转式原动机,它将蒸汽的热能转变为机械能。
汽轮机属于涡轮机械,因为涡轮机的外来语为透平,故汽轮机又称透平。
汽轮机在火力发电厂中的位置是:从锅炉来的高温高压热蒸汽,进人汽轮机后膨胀作功,使汽轮机转子获得机械能,然后汽轮机转子再带动与其联接的发电机转动,又把机械能转变为电能。
二、汽轮机的结构概括地看,汽轮机分为转动部分和静止部分。
转动部分亦即转子,转子是由轴、叶轮和动叶所组成的,动叶按一定的距离和一定的角度安装在叶轮上,而主轴上固定着一个或若干个叶轮,也有主轴和叶轮一体制造的。
静止部分主要是汽缸、隔板、静叶及轴承等。
汽缸的作用是形成密闭空间,蒸汽和转子在其中流动和旋转,并支撑装在汽缸内的其它部分,汽缸可以是一个,也可以是多个独立部分。
隔板装在汽缸上,隔板上装有喷嘴,喷嘴是静叶按一定距离和一定角度排列构成的蒸汽通道,从喷嘴出来的高速汽流,对动叶产生了一个作用力,推动转子转动,完成动能到机械能的转换。
一列静叶和一列动叶组成了从热能到机械能转换的基本单元,称之为级,汽轮机可以是单级的,但绝大多数是多级的。
转子和静叶之间要有密封,以减少运动表面和静止表面之间漏过的蒸汽流量,以保证汽轮机有较高的效率。
转子和静止之间是用汽封实现的;在多级汽轮机的级与级之间装有隔板轴封;在动叶顶部装有叶顶汽封。
除上述汽轮机的主体结构外,还必须有附属于本体的各种系统,例如:汽水系统、调解保护系统、润滑系统等三、汽轮机的工作原理我们知道,从喷嘴出来的蒸汽进入动叶通道时,一方面对动叶产生冲动力,另一方面蒸汽在动叶通道内膨胀加速,对动叶产生一个反作用力,在这两个力的合力作用下,动叶转动产生机械功,由此可见,汽轮机的工作原理可分两种。
1.冲动作用原理当蒸汽冲入动叶通道后,受到动叶的阻碍,改变其速度的大小和方向,但不存在体积膨胀,这种作用方式的工作原理称为冲动作用原理。
华北电力大学设计(论文)题目大型机组汽动给水泵汽轮机热力计算与经济分析专业电力系统自动化班级h电升0705学生姓名黄杰指导教师徐明荣成人教育学院20XX年10 月 15 日华北电力大学成人教育学院设计(论文)任务书指导教师签名:摘要给水系统是发电厂热力系统的重要组成部分,它的工质流量大,压力高,对发电厂的安全,经济,灵活运行至关重要。
而给水泵是给水系统的主要设备。
通过对汽动给水泵组的研究,对汽动给水泵汽轮机进行热力计算与经济分析,我们可以更好的对给水系统进行调整和改进,来使整个机组的效益提高。
本论文围绕大型机组给水泵汽轮机效率和经济性分析这一课题,着重分析该汽轮机在机组额定工况运行中效率计算的问题。
首先介绍了给水泵的两种驱动方式——电动和汽动,重点介绍了汽动给水泵的形式以及其优缺点。
然后采用热力学方法,从给水泵端着手,通过计算在额定工况下给水泵的有效功率,从而得出给水泵的轴功率,由机械效率方面可以得出给水泵汽轮机的轴功率,最终得出给水泵汽轮机的效率以及功率。
最后本论文对电动给水泵和汽动给水泵通过以下几个方面进行了经济性比较:(1)运行经济性(2)输出净功率(3)热经济性(4)综合成本煤耗率关键词:给水泵汽轮机经济性效率前言 (4)第一章给水泵驱动方式概述 (6)1.1 电动机驱动 (6)1.2 汽动给水泵 (7)1.2.1 主汽轮机驱动 (7)1.2.2 给水泵汽轮机驱动 (7)1.2.3 给水泵汽轮机的形式 (7)1.2.4 凝汽式给水泵汽轮机 (8)1.2.5 给水泵汽轮机驱动的优点 (9)第二章汽动给水泵的计算 (11)2.1 汽轮机机组的热经济性指标 (11)2.2 汽轮机效率与经济运行 (13)2.3 主汽轮机的计算 (13)2.4 给水泵汽轮机效率计算方法的确定 (14)2.5 泵效率的计算式 (16)第三章实例分析与计算 (18)3.1 给水泵和给水泵汽轮机的规范 (18)3.2 给水泵主要参数 (19)3.3 给水泵汽轮机计算 (20)第四章电动给水泵与汽动给水泵经济性比较 (21)4.1 运行经济性比较 (22)4.2 两种驱动方式输出净功率的比较 (22)4.3 两种驱动方式的热经济性比较 (23)4.4 用“综合成本煤耗率”判断给水泵驱动方式 (27)第五章结论 (28)致谢 (29).............................................................. 错误!未定义书签。
●滞止参数:具有一定流速的蒸汽,如果假想蒸汽等熵地制止到速度为0时的状态,该状态为滞止状态,其参数叫滞止参数●气流在斜切部分方向偏转的根本原因:喉部截面之后继续膨胀的气流是超音速气流,它膨胀时,比容的增大比流速的增大要快,必须在渐扩通道内才能膨胀,在喷嘴高度变化不大而另一侧又有壁面阻挡情况下,气流只有偏向另一侧才能扩大通流面积●喷嘴的极限膨胀压力:随着背压降低,参加膨胀的斜切部分扩大,斜切部分达到极限膨胀时喷嘴出口所对应的压力●假想速比:圆周速度与假想全级滞止理想比焓降都在喷嘴中等比熵膨胀的假想出口速度的比值●余速利用对最佳速比与轮周关系的影响:增大了轮周效率;最佳速比附近轮周效率敏感度下降,提高了适应工况变化的能力;使速比向增大方向移动;使轮周效率失去了对应于最高的基本对称性●复速级效率低原因及优点:增加了导叶和第二列动叶中的能量损失,而且使第一列动叶中的损失增大。
在圆周速度相同时,能承担比单列级大得多的理想比焓降,故采用复速级能使汽轮机的级数减少,结构紧凑;当它作为多级汽轮机的调节级时,蒸汽压力和温度在这一级下降较多,减少了汽轮机在高温高压蒸汽下工作的区域,不仅能减少高温材料,降低制造成本,而且有利于改善汽轮机的变工况性能●叶型损失:附面层中的摩擦损失;附面层脱离引起的涡流损失;尾迹损失;冲波损失。
影响因素:进汽角、相对节距(节距增大时,腹面对汽流约束减弱,背面出口段扩压范围和扩压程度增加,是叶型损失增大;节距减小时,单位流量摩擦增厚,出口边相对厚度增加,尾迹损失增大)和汽流马赫数。
●叶轮摩擦损失:叶轮两侧及围带表面的粗糙度引起的摩擦损失;子午面内的涡流运动引起的损失。
部分进汽损失:由鼓风损失(与部分进气度成反比)和斥汽损失(与喷嘴组数成正比)两部分组成。
级的部分进气度:装有喷嘴的弧段长度与整个圆周长度的比值。
●漏气损失:由隔板漏气损失和动叶顶部漏气损失组成。
减小措施:尽量减小径向间隙,但汽轮机在启动等情况下,静止部分和转动部分受热不均,温差较大,为避免两者摩擦,径向间隙不能太小。
因此采用径向和轴向气封结构。
对于较长的扭叶片级,在无围带的情况下,往往将动叶顶部削薄,缩短动叶与气缸的间隙,从而达到气封的作用。
此外还应减小叶顶反动度,使动叶顶部前后压差不至过大。
叶轮上开设平衡孔。
●湿气损失:饱和蒸汽汽轮机的各级和普通凝气式汽轮机的最后几级都工作在湿蒸汽区,从而对干蒸汽的工作造成能量损失。
减少湿汽损失措施:1)去湿方法:由捕水口捕水室和输水通道组成的级内捕水装置;采用具有吸水缝的空心喷嘴;采用出汽边喷射蒸汽的空心喷嘴。
2)提高动叶本身抗冲蚀能力:采用耐侵蚀性能强的叶片材料;在叶片进汽边背弧上镶焊硬质合金;对叶片表面镀铬、局部高频淬硬、电火花强化和氮化等。
▲多级汽轮机的优点:1)循环热效率大大提高:蒸汽初参数大大提高,排气压力降得很低,还可采用回热循环和中间再热循环2)相对内效率明显提高:设计工况下每级均在最佳速比附近工作;余速动能可被下级利用;叶高损失减小,喷嘴流动效率高;上面级的损失可被下级部分利用(重热现象)3)单机功率大,故单位功率汽轮机组造价、材料消耗及占地面积减小,故投资小。
缺点:1)增加了隔板漏气损失,由于焓降大,最后几级的湿汽损失大2)级数多,增加了机组的长度和质量3)初参数提高,使前几级对金属材料的要求提高了4)级数增加,零部件增多,使全机造价成本提高。
▲低压段反动度增大原因:低压段叶片高度很大,为保证叶片根部不出现负反动度,平均直径处的反动度较大;级的比焓降大,为避免喷嘴出口流速超过临界速度过多而采用缩放喷嘴,只有增大级的反动度,才能增大动叶比焓降。
▲进汽阻力损失:由于蒸汽在汽轮机进气机构中节流,造成蒸汽在汽轮机中的理想焓降减少,称为进气机构的阻力损失。
措施:控制阀门与管道中蒸汽流速;采用带扩压管的单座阀。
▲排汽阻力损失:汽轮机的乏汽从最后一级动叶排出后,由于排气要在引至凝汽器的过程中克服摩擦,涡流等阻力造成的压力降低,使其汽轮机的理想焓降减少。
措施:通过扩压把排气动能转化为静压,以补偿排气管中的压力损失汽轮机的极限功率:在一定的初中参数和转速下,单排气口凝气式汽轮机所能发出的最大功率▲轴封系统的原理、作用、组成、特点:1)原理:每一道汽封圈上有若干高低相间的汽封片(齿),这些汽封片是环形的。
蒸汽从高压端泄入汽封,当经过第一个汽封片的狭缝时,由于汽封片的节流作用,蒸汽膨胀降压加速,进入汽封片后的腔室后形成涡流变成热量,使蒸汽的焓值上升,然后蒸汽又进入下一腔室,这样蒸汽压力便逐齿降低,因此在给定的压差下,如果汽封片片数越多,则每一个汽封片两侧压差就越小,漏汽量也就越小。
2)作用:利用轴封漏气加热给水或到低压处作功;防止蒸汽自气封处漏气;冷却轴封,防止高压端轴封处过多传至主轴承而造成轴承温度过高,影响轴承安全;防止空气漏入汽轮机真空部分3)组成:轴封,供气母管急均压箱,轴封加热器和轴封抽气器4)特点:轴封分成多段多室,与大气环境接近的腔室的压力由抽气器或者风机维持低于大气压力,紧邻的腔室压力由压力调节器维持高与大气压力,从而保证蒸汽不外泄,空气不内漏。
▲轴向推力组成和平衡:1)(冲动式)蒸汽作用在动叶上的轴向力;蒸汽作用在叶轮轮面上的轴向力;蒸汽作用在转子凸肩上的轴向力;蒸汽作用隔板汽封和轴封套筒上的轴向推力组成。
(反动式)作用在叶片上的轴向推力;作用在轮股锥型面上的轴向推力;作用在转子阶梯上的轴向推力。
2)平衡活塞法;相反流动布置法;叶轮上开平衡孔;采用推力轴承。
▲抽气效应:喷嘴中流出的高速气流在叶根处对隔板与叶轮间腔室内的蒸汽产生抽吸作用,其效应相当于增大腔室中的压力。
泵浦效应:高速旋转的叶轮带动周围蒸汽旋转运动,离心力使部分蒸汽产生指向叶根的径向运动,叶轮和叶根间隙两侧增加一压差,其效应相当于增大腔室中的压力▲提高单机最大功率的途径:提高新汽参数使全机理想比焓降增大,以及降低凝汽器真空使末级排气比容减小;使用高强度、低密度材料;增加汽轮机的排气口,即进行分流;采用低转速■弗留格尔公式使用条件:保持设计工况和变工况下通气面积不变,若由于其他原因,使通气面积发生改变时应进行修正,同一工况下,各级的流量相等或成相同的比例关系,流过各级的气流为一股均质流。
■节流配气和特点:进入汽轮机的所有蒸汽都通过一个调节气门,然后进入汽轮机的配方式。
负荷小于额定值时,所有蒸汽节流;同样复合下,背压越高,节流效率越低。
优点:结构简单,启动或变负荷时第一级受热均匀,且温度变化小,热应力小。
■喷嘴配气和特点:喷嘴配气是依靠几个调节控制相应的调节级喷嘴来调节汽轮机的进气量。
部分进气,满负荷时仍存在部分进汽,所以效率比节流配汽低,部分负荷时,只有那个部分开启的调节气门中蒸汽节流较大,而其余全开气门中的蒸汽节流已减少到最小,故定压运行时,喷嘴配气与节流配汽相比,节流损失较少,效率较高。
缺点:调节级存在部分进气损失且受热不均,调节级余速不能利用,负荷下降时高压缸各级温度变化大■凝汽式汽轮机和背压机的轴向推力随负荷的变化规律:对于凝汽式汽轮机,负荷即流量变化时,各中间级焓降基本不变,因而反动度不变,各级前后压差与流量程正比,即汽轮机轴向推力与流量成正比;同时,末级不遵循此规律,调节级的轴向推力也是随部分进汽度而改变的,且最大负荷时,轴向推力最大,但调节级和末级其轴向推力在总推力中所占比例较小,一般忽略,认为凝汽式汽轮机总轴向推力与流量成正比,且最大负荷时轴向推力最大。
背压机非调节级的压力与流量不成正比,且流量减少时各级理想比焓降变小,反动度增大,故轴向推力与流量不成正比,其最大轴向推力在某一中间负荷处。
■滑压运行:调节气门全开或开度不变,根据负荷大小调节进入锅炉的燃料量,给水量和空气量,使锅炉出口蒸汽压力和流量随负荷而变化,维持出口蒸汽温度不变的运行方式。
■定滑定运行优点:汽轮机采用喷嘴配汽,高负荷区域内进行定压运行,用启闭调节汽门来调节负荷,汽轮机组初压较高,循环热效率较高,且负荷偏离设计值不远,相对内效率也较高。
较低负荷区域内仅全关最后一个,两个或三个调节汽门,进行滑压运行,这时没有部分开启汽门,节流损失较小,全机相对内效率接近设计值,负荷急剧增减时,可启闭调节汽门进行应急调节。
在滑压运行的最低负荷点之下又进行初压水平较低的定压运行,以免经济性降低太多。
■最危险工况:第一调节气门全开,而其他调节气门全关的情况,当只有在上述情况下,不仅⊿htI最大,且流过第一喷嘴组的流量是第一喷嘴前压力等于调节气门全开时第一级前压力情况下的临界流量,是第一喷嘴的最大流量,这段流量集中在第一喷嘴后的少数动叶上,使每个动叶分摊的蒸汽流量最大,动叶的蒸汽作用力正比于流量和比焓降之积,因此此时调节级受力最大,是最危险工况。
(结合图考虑)■汽轮机初压升高时,为什么末级叶片危险性最大:初温不变,初压升高过多,将使主蒸汽管道、主汽门、调节汽门、导管等承压部件内部应力增大。
若调节汽门开度不变,则初压升高,致使新汽比容减小、蒸汽流量增大、功率增大、零件受力增大。
各级叶片的受力正比于流量而增大,流量增大时末级叶片的比焓降增大的最多,而叶片的受力正比于流量和比焓降之积,故此时末级运行安全性危险。
同时流量增大还将使轴向推力增大。
■初温不变,初压降低一般不会带来危险,但所发功率不减小,甚至仍要发出额定功率,必将使全机蒸汽流量超过额定值,这时各监视段压力超过最大允许值,使轴向推力增大,这是危险的。
所以初压降低时,功率必须相应减小。
■初压不变,初温升高使锅炉过热器和再热器管壁、新汽和再热蒸汽管道、高中压主汽门和调节汽门、导管及高中压缸部件的温度都升高,温度越高,钢材蠕变速度越快,蠕变极限越小。
汽温过高将使钢材蠕变的塑性变型过大,从而发生螺栓变长,法兰内开口,预紧力变小等问题,既影响安全又缩短机组寿命。
■初压不变,初温下降,影响安全的关键是汽温下降速度,新汽温度下降过快,往往是锅炉满水等事故引起的,应防止汽轮机水冲击。
若调节汽门开度不变,则比容减小将使流量增大,但比焓降随温度减小而减小,故功率变化不大。
然而比焓降减小后反动度增大,使轴向推力增大。
■极限真空:P2降到由于末级动叶斜切部分膨胀而多发的功率等于最低压回热抽汽量增大使最末级组少发的功率时的真空。
■汽轮机排气参数升高对运行的影响:汽轮机的循环效率和相对内效率降低,经济型下降;排气温度升高可能造成凝汽器泄露;引起叶片颤振;功率若维持不变,流量增大,使末级处于危险工况;引起转子不对称,转子振动变大■凝汽式汽轮机当流量减小时P2/p0⊿ht x aΩmηi\P的变化:调节级—、+、-、+、-、-中间级=、=、=、=、=、-末几级+、-、+、基本不变、-、-。