汽轮机变工况特性.ppt

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1、第3章汽轮机非设计工况的运行特性任务研究汽轮机在偏离设计(off-design)工况下各级流量与热力参数的相对变化关系，以及由此产生的反动度、内功率、效率和轴向推力等的改变，分析和估算这些变化对机组安全、经济运行产生的影响。研究方法在选定参考工况(如额定设计工况或最大工况)下，以喷嘴非设计工况的运行特性和小参数变化简化分析为基础，将汽轮机通流部分划分为调节级、中间级组和末级组三部分，分析、估算流量与热力参数相对于参考工况的相对变化。喷嘴非设计工况的运行特性初参数不变时的流量特性由压比求得彭台门系数，参考工况的流量。工况改

2、变时，。初、终参数都改变时的流量特性不同初参数时的最大流量关系第三章汽轮机非设计工况的运行特性。一般地，滞止参数的焓值与非滞止参数的焓相差不大，因此，在非设计工况流量估算时，可略去滞止参数的影响，即。低温区可略去温度的影响，即一般地，流量网、流量锥描述了初、终参数改变时，相对于最大工况的流量相对变化。即由工况改变时的初参数求得临界流量相对于最大工况最大流量的相对变化，由终参数相对于最大工况的压比求得新工况下流量相对于最大工况最大流量的相对值。第三章汽轮机非设计工况的运行特性3.1级与级组非设计工况下的特性3.1.1级内流

3、量与级前压力、温度的关系临界工况喷嘴或动叶在临界工况下，通过的流量仅与进口初参数有关。喷嘴临界动叶临界通过喷嘴的流量及流量平衡略去温度影响，得方程解为。这样，有3.1级与级组非设计工况下的特性亚临界工况喷嘴和动叶的设计工况与非设计工况均为亚临界。由假想流量建立起通过喷嘴的流量与级前后蒸汽参数的关系。假想流量实际流量设计工况与非设计工况的流量比3.1级与级组非设计工况下的特性假设比容变化较小、反动度基本不变。简化得亚临界与临界的混合工况对工况变化前亚临界、变化后为临界，或相反的混合工况，流量相对变化估算时，应分步进行。3.

4、1.2级组非设计工况的流量特性结构与工况划分原则级组由流量相等集依次串联排列的若干级组成级组临界工况级组内只要有一列叶栅(喷嘴或动叶)达到临界时，则该级组为临界工况级组亚临界工况级组内的汽流速度均小于当地音速。stodola试验早在上世纪20年代初，stodola在转速为4000rpm、83.1级与级组非设计工况下的特性级反动式机组上对非设计工况的流量与压力关系进行试验研究，通过改变初压和背压研究流量、功率的对应关系。其主要结论是：通流面积不变、高真空运行时，机组的流量近似正比于初压；电功率近似正比于初压；高真空运行时，

5、中间级的级前压力比例于初压；高背压且初压不变时，流量与背压呈椭圆关系；反之，保持高背压，则流量与初压按双曲线关系变化。stodola试验结果的数学描述和Flugel公式高真空时，级组的流量比例于初压，即；基于前面分析，考虑温度变化的影响，则3.1级与级组非设计工况下的特性级组临界工况对级组中第一个达到临界的级，由单级流量特性知，流量的相对变化正比于级前的压力相对变化，即该级的前一级为亚临界，流量相对变化为求解得依次类推，得级组临界时工况中流量的相对变化关系级组亚临界工况级组亚临界时，由单级亚临界计算公式作递推计算，在各级

6、初温相对变化相等假设下，得3.1级与级组非设计工况下的特性上世纪30年代初，Flugel在无穷级、亚临界、各级效率相同且不变、反动度为常数等假设下，理论上对上式作了证明，故称此上式为stodola-Flugel公式，简称Flugel公式。由上式知，初压不变时，流量与背压为椭圆关系；背压不变时，流量与初压为双曲关系。Flugel公式的应用使用条件亚临界通流面积不变级组中各级流量相等蒸汽充满流道级组处于临界工况时，背压可略去不计，即流量比例于初压。3.1级与级组非设计工况下的特性当背压很小时，略去背压的影响，由流量锥来分析。

7、Flugel公式的推广应用有抽汽回热级组大量试验表明：Stodola实验的结论对抽汽回热、中间再热机组同样成立。即在所研究级组中含有抽汽级时，只要是非调整抽汽，抽汽量通常比例于主流流量，此时流量公式仍能使用。设对这2个级组建立Flugel计算式求解得即有3.1级与级组非设计工况下的特性通流部分面积按比例变化在通流部分面积按比例变化时，将流量公式折算为单位面积流量进行计算。例如：机组长期运行后通流部分产生均匀性结垢，通流面积减小，导致第一级前的蒸汽压力升高。如果蒸汽流量不变，结垢前后第一级前的蒸汽压力分别为，试求通流部分面

8、积的变化率。设结垢前、后通流面积分别为，则工况改变前后的单位面积流量与初压的关系为：由此求得例：某汽轮机设计工况下蒸汽流量为132.6t/h，调节级汽室压力为1.67MPa。当机组流量降为90t/h时，试问此工况下调节级汽室的压力为多少？又压力级结垢后使通流面积减少5%，则在90t/h工况下3.1级与级组非设计工况下