动力机械3-变工况-调节方式及调节级变工况

（3）在部分负荷下的效率高于节流调 节。 喷嘴调节的应用：大容量机组和背压机组
14
a、调节级的反动度m=0，且工况变动时反动 度保持不变。
b、各阀门之间无重叠度。 此外各组喷嘴后压力p1均相等，凝汽式汽轮机 调节级后p2与流量成正比。 全开阀后的压力不随流量的增加而降低
8
1.调节级的变工况分析 第一调节阀开启过程中：
阀后压力(即喷嘴前压力)与流量成正比，当阀 门全开时， 达最大。
在第一调节阀全开而第二调节阀尚未开启时，①调 节级焓降达最大值；②级前后的压差最大，③流过该喷 嘴的流量亦最大；④级的部分进汽度则最小，致使调节 级叶片处于最大的应力状态。所以当进行调节级强度核 算时，最危险工况不是汽轮机的最大负荷，而是第一调 节阀刚全开时的运行工况。
11
2.调节级的热力过程及效率曲线
12
从图中可见，调节级效率曲线具有明显 的波折状。这是因为阀全开时，节流损失小， 效率较高。在其它工况下，通过部分开启阀 的汽流受到较大的节流，使效率下降。
13
3.喷嘴调节的特点： （1）喷嘴调节的结构较复杂、制造成本
高； （2）工况变动时，调节级汽室温度变化
大，从而增加了由温度变化而引起的热变 形与热应力，限制了机组的运行可靠性和 机动性；
5
节流调节的特点： （1）节流调节的结构较简单、制造成本低； （2）工况变动时，各级焓降(除最末级外)变化
不大，故各级前的温度变化很小，从而减小了由 温度变化而引起的热变形与热应力，提高了机组 的运行可靠性和机动性；
（3）在部分负荷下由于节流损失，机组经济 性下降。
节流调节的应用：节流调节一般用在小机组 以及承担基本负荷的大型机组上。
6
二、喷嘴调节及调节级变工况

（3）过负荷时，通过旁通阀部分的蒸汽有
节流损失，旁通阀不能全开，效率有所降低；
（4）当开旁通阀时，旁通室压力升高，旁
通级焓降减小，速度比增大，功率减小，效率 降低。
3、旁通调节汽轮机的变 工况曲线压力与流量的关系。
OA为调节阀后（第一级前）
的压力随流量的变化情况。 全开时，流量为 G 0 ，压力
分进汽的，带有部分进汽损失且调节级的余速不
能被利用（调节级后为汽室，蒸汽速度为０），
因此在额定功率下，喷嘴配汽汽轮机的效率比节
流配汽稍低。
主要缺点：定压运行时，调节级和各高压级在
变工况下温度变化大，热应力较大，负荷适应
性差；
应用：定压运行、滑压运行——承担基本负荷、
调峰 定压运行的背压式和调节抽汽式汽轮机宜 采用喷嘴配汽，减少节流损失。
一、节流配汽
1、节流调节：这种调节方式就是用一个或几
个调节阀对进入汽轮机的全部进汽量 D 0 进行调
节，然后流向第一级喷嘴。 进入汽轮机的全部进汽量都受到节流作用。 当机组功率变化时，流量和焓降都要变化。
2、节流调节的热力过程曲线
特点：各级通流面积不变，变工况时各 级级前压力与流量成正比，δht几乎不变，

ht

G G G
i

G G
i

G , G , G
—分别为第一、二、三阀的流量；G——
总流量；
hi

、h i 、 —分别为两全开阀调节级有效焓降、
i
焓值、内效率；
h
i
、 h 、 i
i

—分别为部分开启阀调节级有效焓降、
Dx
h0

（二）滑压调节的方式 1．纯滑压调节 2．节流滑压调节 3．复合滑压调节
如元宝山电厂的法国300MW机组就采用这种调节方 式，当负荷在额定负荷的26％～91％区域内为滑压 调节，而在91％以上和26％以下分别以18.5MPa及 5MPa定压调节。
p
1
3
57
简
p0
p 0
p0V
化 的
p0
6
调节级出口压力线
调
4
节
2
级 的
0
8
压
G1
G Q
力
U
与
G
流 量
0.8G
L
V
M
N
GⅡ
的
关
0.4G
I
系
J K
• 1.调节级的变工况分析 • 第一调节阀开启过程中： • 阀后压力(即喷嘴前压力)与流量成正比，当阀门全开时，
达最大。 • 焓降的变化：由于压力比保持不变，所以焓降也保持不变
量的增大而减小。
• 第四调节阀开启过程中：
– 第四调节阀为过负荷阀，第四组喷嘴的变工况特性与 第三组喷嘴相同。
• 综上所述，调节级焓降是随汽轮机流量的变化而改变的。 流量增加时，部分开启阀门所控制的喷嘴组焓降增大，全 开阀门所控制的喷嘴组焓降减小。在第一调节阀全开而第 二调节阀尚未开启时，①调节级焓降达最大值；②级前后 的压差最大，③流过该喷嘴的流量亦最大；④级的部分进 汽度则最小，致使调节级叶片处于最大的应力状态。所以 当进行调节级强度核算时，最危险工况不是汽轮机的最大 负荷，而是第一调节阀刚全开时的运行工况。
• 2.调节级的热力过程及效率曲线
(D D )h2 D h2 (D D D )h2
h2

D ri
从图中可见，调节级效率曲线具有明显 的波折状。这是因为阀全开时，节流损失小， 效率较高。在其它工况下，通过部分开启阀 的汽流受到较大的节流，使效率下降。
3.喷嘴调节的特点：
（1）喷嘴调节的结构较复杂、制造成本 高；
（2）工况变动时，调节级汽室温度变化 大，从而增加了由温度变化而引起的热变 形与热应力，限制了机组的运行可靠性和 机动性；
图3--17 调节级变工况曲线
第三调节阀开启过程中： 第三组喷嘴中一直达不到临界状态；喷嘴压力比随
流量的增大而减小。 第四调节阀开启过程中：
第四调节阀为过负荷阀，第四组喷嘴的变工况特 性与第三组喷嘴相同。
综上所述，调节级焓降是随汽轮机流量的变化而改 变的。
流量增加时，部分开启阀门所控制的喷嘴组焓降增 大，全开阀门所控制的喷嘴组焓降减小。
（1）节流调节的结构较简单、制造成本低；
（2）工况变动时，各级焓降(除最末级外)变化 不大，故各级前的温度变化很小，从而减小了由 温度变化而引起的热变形与热应力，提高了机组 的运行可靠性和机动性；
（3）在部分负荷下由于节流损失，机组经济 性下降。
节流调节的应用：节流调节一般用在小机组 以及承担基本负荷的大型机组上。
（3）在部分负荷下的效率高于节流调 节。
喷嘴调节的应用：大容量机组和背压机组
焓降的变化：由于压力比保持不变，所以焓降 也保持不变。但随着第二、第三调节阀的开启，焓 降将逐渐减小。
调节级后压力一直小于临界压力，故通过该组 喷嘴的流量为临界流量。
第二调节阀开启过程中：
第二组喷嘴将从非临界状态过渡到临界状态。
在喷嘴达临界之前，喷嘴压力比随流量的增 加而减小，喷嘴达临界后压力比则保持不变。
第三节 汽轮机的调节方式及调 节级变工况