汽轮机课程设计

汽轮机课程设计 学年第学期 院院系系 专专业业 学学生生姓姓名名 课程设计题目课程设计题目 起起迄迄日日期期 指指导导教教师师 机电动力与信息工程系 热能与动力工程 学学 号号 汽轮机课程设计 9 月 1 日 9 月 30 日 目录 1课程设计的目的和意义. 1 2已知数据. 2 3课程设计的主要步骤. 2 3.1级内比焓降分配计算. 2 3.1.1喷嘴的理想滞止比焓降. 2 3.1.2喷嘴热力计算. 3 3.2动叶入口、出口速度三角形. 4 3.2.1 圆周速度. 4 3.2.2动叶入口相对速度. 4 3.2.3动叶入口相对气流角. 4 3.2.4动叶出口相对速度. 4 3.2.5动叶出口绝对速度. 5 3.2.6动叶出口绝对气流角. 5 3.2.7速度三角形. 5 3.3轮周功、轮周效率. 5 3.3.1轮周功. 5 3.3.2轮周效率. 6 3.4级内损失计算. 6 3.4.1喷嘴损失. 6 3.4.2动叶损失 . 6 中国矿业大学银川学院课程设计 3.4.3余速损失. 6 3.4.4叶高损失. 6 3.4.5扇形损失. 7 3.4.6叶轮摩擦损失. 7 3.4.7部分进汽损失. 8 3.4.8漏汽损失. 8 3.4.9湿汽损失. 9 3.5级的相对内效率. 10 3.5.1级的相对内效率. 10 3.5.2热力过程线. 10 四、结论及讨论. 10 五、课程设计心得体会. 13 六、参考文献. 14 中国矿业大学银川学院课程设计 1课程设计的目的和意义 汽轮机是能将蒸汽热能转化为机械功的外燃回转式机械。来自锅炉的蒸汽进入汽轮 机后，依次经过一 系列环形配置的喷嘴和动叶，将蒸汽的热能转化为汽轮机转子旋转的 机械能。蒸汽在汽轮机中，以不同方式进行能量转换，便构成了不同工作原理的汽轮机。 它具有单机功率大、效率高、运转平稳、单位功率制造成本低和使用寿命长等优点。汽轮 机通常在高温高压及高转速的条件下工作， 是一种较为精密的重型机械， 一般须与锅炉 （或 其他蒸汽发生器）、发电机或其他被驱动机械以及凝汽器、加热器、泵等组成成套设备， 一起协调配合工作。汽轮机是现代化国家中重要的动力机械设备。汽轮机设备是火电厂的 三大主要设备之一，汽轮机设备及系统包括汽轮机本体、调节保安油系统、辅助设备及热 力系统等。汽轮机本体是由汽轮机的转动部分（转子）和固定部分（静子）组成，调节保 安油系统主要包括调节气阀、调速器、调速传动机构、主油泵、油箱、安全保护装置等； 辅助设备主要包括凝汽器、抽气器、高低压加热器、除氧器、给水泵、凝结水泵、凝升泵、 循环水泵等；热力系统主要指主蒸汽系统、再热蒸汽系统、旁路系统、凝汽系统、给水回 热系统、给水除氧系统等。 汽轮机是现代火力发电厂应用最广泛的动力机械，并且通常在高温、高压和高转速的 条件下工作，是一种较为精密的重型机械。它的制造和发展涉及到许多工业部门和科学领 域，如高强度耐热合金钢的研制，优质的大型锻铸件的供应，高效长叶片的设计和研制， 在加工制造中，新工艺新技术的应用等。 通过进行汽轮机课程设计，让我学会运用汽轮机原理的知识以及设计中选取每级 焓降和有关参数进行有关汽轮机的热力设计和计算，掌握热力过程线和速度三角形的绘制 过程。本次的课程设计为我们所学的专业知识提供了一次很好的实践机会，我们可以通过 课程设计锻炼我们应用所学的东西解决实际问题的能力，提高计算机等工具的使用能力， 为今后的工作和学习打下坚实的基础。 1 中国矿业大学银川学院课程设计 2已知数据 级前压力 p 0  0.0679MPa 级前温度 t0 89.2C 级后压力 p2 0.0357MPa 流量 G  127000 kg / h 初速度 c0 0m/s 余速利用系数转速 n 0  3000r /min 反动度  m  47.9 1 1 隔板汽封直径 d p  650mm 速比 x a  0.53 隔板汽封齿数隔板汽封间隙 z p 5 叶顶间隙  p  0.5mm 叶顶汽封齿数 zr 4 部分进气度 e 1 动静叶轴向间隙  z  2mm r 1.2mm 3课程设计的主要步骤 3.1级内比焓降分配计算 3.1.1喷嘴的理想滞止比焓降 1 根据p 0、t0、p2 在h-s图上查得h 0  2655kj/kg、h2 2560kj/kg h t  h 0 h 2  95kj /kg（3-1） 2 级的入口初速动能 h c c 0 2 0kj/kg（3-2） 0 1 2 3 喷嘴的理想滞止比焓降 h t * h t h c0 09595kj/kg（3-3） *h n  1 m h t * 10.47995  49.495kj /kg（3-4） 4蒸汽在动叶中的理想比焓降 h b   mht * 0.47995  45.505kj /kg（3-5） 2 中国矿业大学银川学院课程设计 3.1.2喷嘴热力计算 （1）喷嘴前后蒸汽参数的确定 *h 1t  h 0 h n  2605.505kj /kg、 0.97、选择喷嘴型号TC-1A则取出汽角 1 10 定熵过程查h-s图得p1 0.035MPa （2）计算喷嘴出口气流速度 取 0-0 面与 1-1 面列能量方程 1 2 1 h 0 c 0  h 1t c 1 2 t 22 （3-6） 喷嘴出口理想绝对速度 2*c 1t 2h 0 h 1t c 0 2h n 249.4951000  316.070kj/kg（3-7） 喷嘴出口实际绝对速度 c 1 c 1t  0.97316.070  306.588m/ s（3-8） （3）确定喷嘴出口速度 等熵绝热指数过热蒸汽1.3, cr  0.546；对于干饱和蒸汽1.135, cr  0.577;湿 蒸汽1.0350.1x, cr也随干度变化而变化。 *2p 0（3-9） * cr 1 0 p cr  cr  p cr  2    *p 0 1   1 （3-10）  n  p 1 * （3-11） p 0 判断若 n  cr ，斜切部分只改变气流方向； 若 n  cr ，蒸汽在斜切部分膨胀，发生偏转，则 sin 1  1   crccrsin 1 （3-12）  1tc1t 或 3 中国矿业大学银川学院课程设计 2 1 1 sin 1  1 1  1 （3-13） 11 sin 1 1 n 1 n  在喷嘴中蒸汽始终为过热蒸汽  cr  0.546、1 n  p p*  0.035 0.0679  0.515 0  n  cr ，只改变气流方向 3.2动叶入口、出口速度三角形 3.2.1 圆周速度 u  x a 2h* t  0.532951000  231.022m/s 3.2.2动叶入口