汽轮机课程设计报告

汽轮机课程设计报告

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学校：华北电力大学

汽轮机课程设计报告

一、课程设计的目的、任务与要求

通过设计加深巩固《汽轮机原理》中所学的理论知识，了解汽轮机热力设计的一般步骤，掌握设计方法。并通过设计对汽轮机的结构进一步了解，明确主要零件的作用与位置。具体要求就是按给定的设计条件，选取有关参数，确定汽轮机通流部分尺寸，力求获得较高的汽轮机效率。

二、设计题目

机组型号：B25-8.83/0.981

机组型式：多级冲动式背压汽轮机

新汽压力：8.8300Mpa

新汽温度：535.0℃

排汽压力：0.9810Mpa

额定功率：25000.00kW

转速：3000.00rpm

三、课程设计：

(一)、设计工况下的热力计算

1．配汽方式：喷嘴配汽

2．调节级选型：单列级

3．选取参数：

(1)设计功率=额定功率=经济功率

(2)汽轮机相对内效率ηri=80.5%

(3)机械效率ηm=99.0%

(4)发电机效率ηg=97.0%

4．近似热力过程线拟定

(1)进汽节流损失ΔPo=0.05*Po

调节级喷嘴前Po'=0.95*Po=8.3885Mpa

(2)排汽管中的压力损失ΔP≈0

5．调节级总进汽量Do的初步估算

由Po、to查焓熵图得到Ho、So，再由So、Pc查Hc。

查得Ho=3474.9375kJ/kg，Hc=2864.9900kJ/kg

通流部分理想比焓降(ΔHt(mac))'=Ho-Hc=609.9475 kJ/kg

Do=3.6*Pel/((ΔHt(mac))'*ηri*ηg*ηm)*m+ΔD

Do=3.6*25000.00/(609.9475*0.805*0.970*0.990)*1.05+5.00=205.4179(kJ/kg)

6．调节级详细热力计算

(1)调节级进汽量Dg

Dg=Do-Dv=204.2179t/h

(2)确定速比Xa和理想比焓降Δht

取Xa=0.3535，dm=1100.0mm，并取dn=db=dm

由u=π*dm*n/60，Xa=u/Ca，Δht=Ca^2/2

u=172.79m/s，Ca=488.80m/s

Δht=119.4583kJ/kg在70~125kJ/kg范围内，所以速比选取符合要求。

(3)平均反动度Ωm的选取

取Ωm=6.50%

(4)喷嘴理想比焓降Δhn

Δhn=(1-Ωm)* Δht =(1-0.0650)*119.4583=111.6935(kJ/kg)

(5)喷嘴前后压比εn

根据h1t=ho-Δhn=3363.2440和So'查焓熵图得到

P1=6.0231Mpa，V1t=0.0540m^3/kg

εn=Po/Po'=8.8300/8.3885=0.7180

根据喷嘴叶型表选择TC-1A喷嘴，出汽角α1=10.00°

(6)喷嘴出口汽流速度C1

C1t=(2*Δhn)^0.5=(2*111.6935*1000)^0.5=458.46(m/s)

C1=φ*C1t=0.970*472.64=458.46m/s

(7)喷嘴损失δhn

δhn=(1-φ^2)*Δhn=(1-0.970^2)*111.6935=6.6011(kJ/kg)

(8)喷嘴出口面积An

An=Gn*V1t/μn*C1t=56.7272*0.0540/0.970/458.46=0.0067(m^2)

(9)部分进汽度e

令y=δhl+δhe=f(e)

使其一阶导数为零，即求y的极值，得到e=0.3902

(10)喷嘴高度ln

ln=An/(e*π*dm*sin(α1))

ln=0.0067/10000.3902/π/1100.0/sin10°=28.6(mm)

(11)动叶高度lb

lb=ln+Δ=28.6+2.5=31.1(mm)

(12)检验根部反动度Ωr

Ωr=1-(1-Ωm)*db/(db-lb)=1-(1-0.0650)*1100.0/(1100.0-31.1)=0.0378

0.0378在0.03~0.05范围内，符合要求。

(13)求动叶进口汽流相对速度w1和进汽角β1

tgβ1=c1*sin(α1)/(c1*cos(α1)-u)

w1=c1*sin(α1)/sin(β1)

δhw1=w1^2/2

β1=arctg(458.46*sin10.00°/(458.46*cos10.00°-172.79))=15.94°

w1=458.46*sin10.00°/sin15.94°=289.85(m/s)

δhw1=289.85^2/2/1000=42.0078(kJ/kg)

(14)动叶前蒸汽参数

由h1=h1t+δhn和P1查焓熵图得到

P1=6.0231Mpa

S1=6.8111kJ/(kg*K)

V1=0.0543m^3/kg

(15)动叶理想比焓降Δhb和动叶滞止理想比焓降Δhb(o)

Δhb=Ωm*Δht=0.0650*119.4583=7.7648(kJ/kg)

Δhb(o)=Δhb+δhw1=7.7648+42.0078=49.7726(kJ/kg)