汽轮机课程设计设计任务书指导书091--26

汽轮机课程设计任务书

汽轮机缺级运行工况下的经济性和安全性核算

班级：热动091（热电）

指导教师：胡爱娟钱焕群杨冬

时间：2012.6

一、设计题目：汽轮机缺级运行工况下的经济性和安全性核算

有一台50MW汽轮机发电机组，其某级因动叶振动特性不良或动静部分碰磨而损坏，需拆除该级后继续运行。为保证汽轮机的安全运行，必须对机组进行限制出力的计算，即确定其最大允许负荷，并分析其经济性和安全性。

二、设计时间：2周

三、原始资料：

1、N50-8.82/535型汽轮机热力计算数据汇总表（设计工况）

2、设计工况热力过程线

3、N50-8.82/535型汽轮机设计工况轴向推力计算数据

4、回热系统简图

5、N50-8.82/535型汽轮机热平衡计算基本数据

6、N50-8.82/535型汽轮机组热经济指标

7、变工况计算所需数据和图表

详见参考资料

8、其他数据

背压Pc：

第一组：Pc=0.006MPa

第二组：Pc=0.0055MPa

第三组：Pc=0.005MPa

第四组：Pc=0.0045MPa

第五组：Pc=0.004MPa

第六组：Pc=0.0035MPa

第七组：Pc=0.003MPa

所缺级数分别为16、17、18、19级

四、具体任务和计算步骤如下：

1、估计允许最大负荷下的新蒸汽流量；

2、确定各抽汽点的压力和焓值；

3、初步拟定全机热力过程线，并确定末级排汽状态点与排汽焓；

4、各级流量的确定；

5、汽轮机热力核算（功率和效率计算）

最末级详细计算

危险级详细计算

中间级近似计算

调节级详细计算

6、危险级的强度校核计算

7、轴向推力核算及推力瓦安全性核算

8、确定汽轮机允许的最大功率；

9、编写课程设计计算说明书

五、成果。

设计计算书一份。

要求：内容完整、书写清楚整洁、文字通顺、数据表格要整齐、装订整齐，不少于30页。

内容包括：封面、目录、摘要、原始资料、正文、参考文献、设计小结、附录。

汽轮机课程设计指导书

汽轮机缺级运行工况下的经济性和安全性核算

班级：热动071~2（热电）

指导教师：胡爱娟钱焕群刘学来

时间：2011.6

第一章 汽轮机进汽量及各级流量的确定

1．1 新蒸汽流量的确定

一、变工况下焓降的初步确定

由于某级拆除使其前一级受力情况恶化，因此被拆除级的前一级称为“危险级”。为保证机组安全运行，应使该级动叶所受的应力不大于其许用应力。例如，拆除17级，则16级的焓降要增大，其动叶受力增加，若仍假定机组各级的流量为设计流量，则18级前压力仍为设计工况下的压力，即

1801801)()(p p ==0.184Mpa

用费留格尔公式求16级前压力1601)(p

2

17

021602

18

01216011

)()()()(1p p p p G

G --==

由设计数据可绘出16、17两级的设计热力过程线（如图2-1所示），找出1601)(p 与过程线交点即可得变工况后16级的焓降 1t h ∆。

二、危险级最大流量估算

流量估算有两种方法，一是保证拆除一级后其余各级应力不超过设计应力水平；二是根据危险级的许用应力来估算，即假定变工况后危险级的应力等于其许用应力，由F=2

2

z u F F +min

2W Fl b

=

σ 可确定出流量1G ，为了简化计算，椐估算Fu ≈0.8F ，因此,

8.02min ⨯=

W Ful b σ,而u h G Fu u t η∆=，所以8.02min ⨯∆=u W l h G b u t ησ那么 u

t u t h G h G ηησσ∆∆=

1

110][ 由t

a h u x ∆=

2从u η—a x 曲线查得u η和1u η，若保证变工况后危险级的受力不变，则

G h h G u t u

t ⋅∆∆=

1

11ηη

把求得的G1再代回到费留格尔公式求出新的1601)(p ，重求1t h ∆和G1直到相邻两次求得的G1之间的相对误差小于2%为止，此时G1/G0即为所求得的流量比。

17

180)(p

图1-1 16、17级热力过程线

1．2 初步拟定全机热力过程线

一、各抽汽点压力的确定

由上一节所求得的流量比G1/G0求各抽汽点的压力，危险级后面的抽汽点的压力用流量与压力成正比来求，即

100100101,G G p p p p G G ⋅==， 危险级以前的抽汽点压力用弗留格尔公式来求，即2

2

202

21

2010

1p p p p G G

--=

， 在计算时按抽汽段划分级组，其中危险级和最末级要单独计算，并且按照从后往前的方法进行。

二、绘制热力过程线

根据所确定的抽汽压力及第二级和最末级前的压力画热力过程线，一般按抽汽压力分段，危险级和最末级要单独划出，具体分段情况为：以拆17级为例，可分为：调节级、2-6级、7-9级、10-11级、12-14级、15级、16级、18级、19-20级、21级、22级。

各级段的效率利用各级效率的平均值代替。比如，10-11级段的效率为 11

1011101+∆∆+∆='i

i i h h h η，其它各级段类似，其中危险级的效率为ri ri ηη85.0'=，最末级的效率为ri ri ηη92.0'

=，调节级的相对内效率认为与

其轮周效率成正比，即

u

u i i ηηηη1

1=

而轮周效率由所求得的假想速比查调节级特性曲线a u C -η。变工况后的热力过程线如图1-2所示。

三、末级排汽状态点的确定

热力过程线描述的是蒸汽的状态参数在汽缸内的变化过程，过程线的终点就是末级的排汽状态点，其参数为c p p =2。