汽轮机原理-5-4凝汽式汽轮机的工况图
第五章§4凝汽式汽轮机的工况图
p H t RT0 z p0 p0
k 1 k
p 1 p0 v0 z p0 p0
k 1 k
1 p0
k 1 Pi p0 v0 pz k p0 1 H t Pi p 0 p0
k
H t T0
近似认为初温升高20℃ ~30℃ ，效率约升高1％ i 1
t0
Pi Pi t0 t0
浙江大学热工与动力系统研究所
20 30
%
cp Pi 1 1 t0 Pi T0 h0 h fw 2000 3000 i
浙江大学热工与动力系统研究所
Institute of Thermal Science and Power Systems
•
二、初温t0变化对汽轮机功率的影响 （初压、背压不变）
认为锅炉吸热量不变
Q D h0 h fw / 3.6 Pi DH t ri QH t ri 3.6 h0 h fw
q q n —热耗率修正系数。 qt qn q 1 qn q q q q q q q q n q n p 0 q n to q n pr q n tr q n tfw q n pc qt q n q
透平机械原理
第五章 汽轮机的变工况特性
热工与动力系统研究所
盛德仁 教授
E-mail: shengdr@
联系电话：0571-87951492，13906534086
§6、凝汽式汽轮机工况图
汽轮机工况图： 汽轮发电机组的功率与汽耗量之间的关系曲线称汽轮发电机组的工 况图，也称汽耗线。通过汽轮机变工况计算或汽轮机热力试验确定。 一、节流配汽凝汽式汽轮机工况图 汽轮机功率（发电机出线端） D0 H t r ,el
3.8汽轮机的工况图与热电联产汽轮机
为避免单靠排汽加热热水时排汽压力较高，对 于大容量机组，常采用两级加热。如图所示。
20
背压式汽轮机的排汽供进汽压力较低的凝汽式汽 轮机使用，这种叫前置式汽轮机。
背压式汽轮机的进汽量完全取决于热负荷。 热负荷中断，背压式汽轮机停止运行，发电机组 也要停止，所以宜用在终年有热负荷的地方。 热负荷季节性较强的地方宜安装调节抽汽凝汽式 汽轮机。
率
Peg；l （2）克服机械损失耗功
；Pm
而汽轮机的内效率 等i 于汽轮机通流部分的
内效率 与i调 节阀节流效率 的乘th积
（ i i ）th。
当负荷变化不大时，可认为效率
、
i
、i
th
近似不变。另外，当转速一定时，机械损失 Pm为
常数，则上式可写出：
D d1Pel Dnl
4
式中， d1——汽耗微增率，即每增加单位功率
21
背压式汽轮机的结构特点： 1、背压机不需要凝汽设备和回热系统。 2、蒸汽和转速相同条件下，背压机比凝汽式机 级数少得多，故结构简单紧凑。 3、背压较大，用节流阀效率低，一般采用喷嘴 调节法。
22
三、一次调节抽汽式汽轮机
23
机组由高压段和低压段组成，高压段后蒸汽 分成两股，一股供热用户，此处设有调压hk线与两a线g线之间，
，D为 D抽d ,汽Pe 压 P力ed 不可
调节区，ag线是最大凝汽量
工况线。
D max
38
6) 调节汽门甲全开时的最大进汽量工况线。
ef
:
D max
7）最大功率工况线 gf
总结： 一次调节抽汽式汽轮机的工况图为：
abcee所f g围a 成的封闭面积。
一次调节抽汽式汽轮机工况图的利用. 知道 D , D , D其e , P中el 的任意两个，就可知道其他两 个参数。
汽轮机原理-凝汽器共45页
汽轮机原理-凝汽器
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真பைடு நூலகம் 勇敢的 人才能 所向披 靡。
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
凝汽式汽轮机工作原理
凝汽式汽轮机工作原理
凝汽式汽轮机是一种常见的发电设备，其工作原理是利用蒸汽的能量驱动涡轮转动，从而驱动发电机发电。
凝汽式汽轮机的工作原理相对简单，但其内部结构和工作过程却十分复杂。
下面将详细介绍凝汽式汽轮机的工作原理。
首先，凝汽式汽轮机的工作原理基于热力学循环。
在汽轮机内部，蒸汽被加热至高温高压状态，然后通过喷嘴进入涡轮，蒸汽的高速流动驱动了涡轮的转动。
涡轮转动的动能被传递给发电机，从而产生电能。
在传递动能的过程中，蒸汽的温度和压力逐渐降低，最终蒸汽被排放到凝汽器中。
其次，凝汽式汽轮机的工作原理还涉及到凝汽器的作用。
凝汽器是用来冷却排放的低压低温蒸汽的装置，其主要作用是将蒸汽冷凝成水，并将水重新送入锅炉中进行循环利用。
通过凝汽器的作用，凝汽式汽轮机实现了蒸汽的循环利用，提高了能源利用效率。
此外，凝汽式汽轮机还包括锅炉和汽轮机两大部分。
锅炉是将水加热成蒸汽的设备，而汽轮机则是利用蒸汽的能量进行工作的设备。
在整个工作过程中，锅炉和汽轮机密切配合，实现了能量的转换和利用。
在凝汽式汽轮机的工作过程中，需要注意蒸汽的温度和压力控制，以及涡轮的转速控制。
这些参数的控制对于汽轮机的安全运行和高效工作至关重要。
总的来说，凝汽式汽轮机的工作原理是基于蒸汽的能量转换和利用，通过热力学循环实现了能源的转换和发电。
凝汽式汽轮机在发电领域具有重要的应用价值，其工作原理的理解对于提高能源利用效率和保障设备安全运行具有重要意义。
汽轮机的工作原理和结构-附图
汽轮机工作原理和结构一、汽轮机工作原理汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械能的蜗轮式机械。
在汽轮机中，蒸汽在喷嘴中发生膨胀，压力降低，速度增加，热能转变为动能。
如图1所示。
高速汽流流经动叶片3时，由于汽流方向改变,产生了对叶片的冲动力，推动叶轮2旋转做功，将蒸汽的动能变成轴旋转的机械能。
图1 冲动式汽轮机工作原理图1-轴；2—叶轮；3-动叶片；4-喷嘴二、汽轮机结构汽轮机主要由转动部分(转子）和固定部分(静体或静子）组成。
转动部分包括叶栅、叶轮或转子、主轴和联轴器及紧固件等旋转部件。
固定部件包括气缸、蒸汽室、喷嘴室、隔板、隔板套（或静叶持环）、汽封、轴承、轴承座、机座、滑销系统以及有关紧固零件等。
套装转子的结构如图2所示。
套装转子的叶轮、轴封套、联轴器等部件和主轴是分别制造的，然后将它们热套（过盈配合）在主轴上,并用键传递力矩。
图2 套装转子结构1—油封环2-油封套3—轴4—动叶槽5—叶轮6-平衡槽汽轮机主要用途是在热力发电厂中做带动发电机的原动机。
为了保证汽轮机正常工作，需配置必要的附属设备，如管道、阀门、凝汽器等,汽轮机及其附属设备的组合称为汽轮机设备。
图3为汽轮机设备组成图。
来自蒸汽发生器的高温高压蒸汽经主汽阀、调节阀进入汽轮机。
由于汽轮机排汽口的压力大大低于进汽压力，蒸汽在这个压差作用下向排汽口流动，其压力和温度逐渐降低，部分热能转换为汽轮机转子旋转的机械能.做完功的蒸汽称为乏汽,从排汽口排入凝汽器，在较低的温度下凝结成水,此凝结水由凝结水泵抽出送经蒸汽发生器构成封闭的热力循环。
为了吸收乏汽在凝汽器放出的凝结热，并保护较低的凝结温度，必须用循环水泵不断地向凝汽器供应冷却水。
由于汽轮机的尾部和凝汽器不能绝对密封，其内部压力又低于外界大气压，因而会有空气漏入，最终进入凝汽器的壳侧。
若任空气在凝汽器内积累，凝汽器内压力必然会升高,导致乏汽压力升高，减少蒸汽对汽轮机做的有用功，同时积累的空气还会带来乏汽凝结放热的恶化，这两者都会导致热循环效率的下降，因而必须将凝汽器壳侧的空气抽出.凝汽设备由凝汽器、凝结水泵、循环水泵和抽气器组成，它的作用是建立并保持凝汽器的真空，以使汽轮机保持较低的排汽压力，同时回收凝结水循环使用，以减少热损失，提高汽轮机设备运行的经济性。
汽轮机的工作原理和结构-附图
汽輪機工作原理和結構一、汽輪機工作原理汽輪機是將蒸汽の熱能轉換成機械能の蝸輪式機械。
在汽輪機中，蒸汽在噴嘴中發生膨脹，壓力降低，速度增加，熱能轉變為動能。
如圖1所示。
高速汽流流經動葉片3時，由於汽流方向改變，產生了對葉片の衝動力，推動葉輪2旋轉做功，將蒸汽の動能變成軸旋轉の機械能。
圖1 衝動式汽輪機工作原理圖1-軸；2-葉輪；3-動葉片；4-噴嘴二、汽輪機結構汽輪機主要由轉動部分(轉子)和固定部分(靜體或靜子)組成。
轉動部分包括葉柵、葉輪或轉子、主軸和聯軸器及緊固件等旋轉部件。
固定部件包括氣缸、蒸汽室、噴嘴室、隔板、隔板套(或靜葉持環)、汽封、軸承、軸承座、機座、滑銷系統以及有關緊固零件等。
套裝轉子の結構如圖2所示。
套裝轉子の葉輪、軸封套、聯軸器等部件和主軸是分別製造の，然後將它們熱套(過盈配合)在主軸上，並用鍵傳遞力矩。
圖2 套裝轉子結構1-油封環2-油封套3-軸4-動葉槽5-葉輪6-平衡槽汽輪機主要用途是在熱力發電廠中做帶動發電機の原動機。
為了保證汽輪機正常工作，需配置必要の附屬設備，如管道、閥門、凝汽器等，汽輪機及其附屬設備の組合稱為汽輪機設備。
圖3為汽輪機設備組成圖。
來自蒸汽發生器の高溫高壓蒸汽經主汽閥、調節閥進入汽輪機。
由於汽輪機排汽口の壓力大大低於進汽壓力，蒸汽在這個壓差作用下向排汽口流動，其壓力和溫度逐漸降低，部分熱能轉換為汽輪機轉子旋轉の機械能。
做完功の蒸汽稱為乏汽，從排汽口排入凝汽器，在較低の溫度下凝結成水，此凝結水由凝結水泵抽出送經蒸汽發生器構成封閉の熱力迴圈。
為了吸收乏汽在凝汽器放出の凝結熱，並保護較低の凝結溫度，必須用迴圈水泵不斷地向凝汽器供應冷卻水。
由於汽輪機の尾部和凝汽器不能絕對密封，其內部壓力又低於外界大氣壓，因而會有空氣漏入，最終進入凝汽器の殼側。
若任空氣在凝汽器內積累，凝汽器內壓力必然會升高，導致乏汽壓力升高，減少蒸汽對汽輪機做の有用功，同時積累の空氣還會帶來乏汽凝結放熱の惡化，這兩者都會導致熱迴圈效率の下降，因而必須將凝汽器殼側の空氣抽出。
《汽轮机原理》讲稿第03章陈
4 .9MPa ，工况变动后，初压降为 p 01=7.06MPa，背压降为 p11 =4.413MPa。
试用分析法和查流量网图解法确定工况变动前后通过喷嘴的流量比系数（温 度变化忽略）。
8
第三节 级组的变动工况
p
2 01
p z21
经改写得：
10
G1 G
2 p 01 p z21 T0 2 p 0 p z2 T01
当忽略温度影响时，为 ：
G1 G
上式称为弗留格尔公式。 **
2 p 01 p z21 2 p 0 p z2
对于凝汽式汽轮机来说，可把调节级之外的所有级看成一个级组，这样，
根据前面所讲椭圆方程：
根据上式作图(3—2)的流量网。图中， 1、 m 、 0
1 cr 0 m 1 cr
2 0
2
三个中只要已知其中的
6
二个，则可以求得第三个。然后用温度修正。
二、缩放喷嘴的变工况及流量网（略）
二、级的变工况
2 p 01 p z21 G1 a 2 G p 0 p z2
或者
p01 G1 a p0 G
其中， a A1 ——面积变化之比。 A
13
总结、级组的变工况
（一）级组在临界工况下工作时
级组某一级处于临界状态，一般是末级首先达到临界状态，因末级设计 比焓降最大。
一，级组前、后压力和流量的关系
（一）级组中各级均未达临界工况：
级组为流量相同的若干连续几级组成，根据第二节公式，级组
汽轮机原理-第三章
2 k 1 2k * * k k p0 0 n n k 1 * * p0 0
n cr 时 G Gcr 0.648An
在流量与出口压力的关系 曲线图中，BC段近似于椭圆 曲线，则：
G G cr n cr 1 cr
G 0.648An G1 1 p G
* 0 * 0
2、喷嘴前后压力同时变化时
* * * G1 1 p01 01 1 p01 * * * G p p0 0 0 * * T0* 1 p01 G1cr p01 * * * T01 p0 Gcr p0
4 2
0 G1
8 G Q GⅢ GⅣ GⅡ I U
G 0.8G L M
V N
0.4G
J
K
喷嘴调节方式与节流调节方式的比较： 1）机组在低负荷时由于调节汽门中节流损失较大， 因此采用节流调节方式不经济，应采用喷嘴调节方式 2）采用节流调节方式，结构比较简单 为了综合节流调节和喷嘴调节的优点，担任基本 负荷的机组往往设计成在低负荷下采用喷嘴调节方式， 而在高负荷时采用节流调节方式，从而提高机组的经 济性。
2
G Gcr A G1 C Pcr P P1 P1=Pc B
1
2
2
n cr 1 1 cr
β即为彭台门系数，此时通过喷嘴的任意流量G可表示为：
G Gc 0.648 An
* * p0 0
当蒸汽的参数发生改变时，喷嘴流量为： 1、当初压不变时
' p 2）凡全开调节汽门后的喷嘴组前压力均为 0 不变；
3）四个调节汽门依次开启，没有重叠度；
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图中表示汽轮机D、d、 r .e l与功率
（ Pel ）的关系：随着功率（ Pel ）的增加，流量D、相对电效
率 r.el 增加，汽耗率减少，空载汽
耗量（ Dnl）不变。D- Pel
近似直线。
3
第四节 凝汽式汽轮机的工况图
二. 喷嘴调节凝汽式汽轮机的工况图
1，喷嘴调节凝汽式汽轮机的工况图
由于喷嘴调节汽轮机的效率曲线呈波折形，所以汽耗率和电效率曲线也呈波 折形。汽耗量与功率的关系近似为一直线（ABC）。其中B点对应额定负荷， BC为过负荷。
喷嘴调节汽轮机D、d、ηr,el 与Pel的关系曲线
喷嘴调节汽轮机的近似汽 耗特性曲线
4
第四节 凝汽式汽轮机的工况图
二. 喷嘴调节凝汽式汽轮机的工况图
2，汽耗特性方程：
当功率小于经济功率时，
D Dnl d1Pel
当功率大于经济功率时，
D Dnl d1( Pel ) d1' [ Pel ( Pel )e ]
式中， d1' — 过负荷时的汽耗微增率。
当大于额定负荷 ( Pel )e时，
' ri
下降，
d
' 1
>
d 1。
5
第四节 凝汽式汽轮机的工况图
第四节 凝汽式汽轮机的工况图
汽轮发电机组功率与汽耗量的关系称为汽轮机的汽耗特性。
表示这种关系的数学表达式称为汽耗特性方程，这种关系曲线称
为汽轮机的工况图。
一、节流调节凝汽式ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ轮机的工况图：
1.
功率与流量的关系：
D0 D0 Dnl
3600
Htr'ith
Pel
el
Pm
三. 蒸汽量调节方式的比较和选择
1. 喷嘴调节和节流调节的比较 节流配汽方式在最大工况下具有最好的经 济性，但在设计负荷和部分负荷下经济性较 差。 喷嘴配汽方式在设计功率下的经济性比节 流配汽好，在大负荷时经济性下降。
6
第四节 凝汽式汽轮机的工况图
三. 蒸汽量调节方式的比较和选择
2. 喷嘴调节和调节阀数目的关系
而汽轮机的功率可分为两部分：（1）有效功率
Pel el
；（2）克
服机械损失耗功
Pm
；而汽轮机的内效率（
）等于汽轮机通
ri
流部分的内效率（
'）与调节阀节流效率的乘积（
ri
ri
' ri
th）.
当负荷变化不大时，可认为效率（
ri
、th
、
）近似不变。另
el
外，当转速一定时，机械损失Pm 为常数，则上式可写出： 1
调节阀的数目越多经济性越高。 调节阀数目的增加使汽轮机结构 复杂，制造成本增加。 现代大型汽轮机一般采用4-6个调 节阀。
7
第四节 凝汽式汽轮机的工况图
D d1Pel Dnl
式中， d1 ——汽耗微增率，即每增加单位功率所需增加的汽耗量；
d1 = 3600 N el
H tri 'thel
Dnl —空载汽耗量，
Dn=l
3600 Pm Htri' th
，通常为（0.05~0.1）D0。
2
第四节 凝汽式汽轮机的工况图