汽轮机课程设计(中压缸)
300MW汽轮机中压缸多级叶片气动设计与分析
３ ０ＭＷ 汽 轮 机 中压 缸 多 级 叶 片 ０ 气 动设 计 与分 析
汽轮机中压缸启动
汽轮机中压缸启动
中压缸启动具有胀差小,启动时间短,热应力 低和寿命损耗小,可提前过渡转子低温脆性转 温度以及负荷适应性好等优点,能够达到机组 安全、快启的目的,有较好的安全性和经济性。
• 冷态中压缸启动过程 • (1)高压缸预暖
随着锅炉启动,高、低压旁路阀门开度逐渐增加。当蒸汽达到预暖参数 时,逐渐开启倒暖阀(RFV),使暖缸蒸汽进入高压缸,一部分蒸汽经各疏 水口进入疏水系统,另一部分蒸汽经高中压汽封漏入中低压缸排到凝汽 器。
• (4)抑制低压缸温度水平,提高低压转子的安全性 中压缸启动使低压缸进汽量增加,能有效地带走
低压缸的鼓风热,防止了低压缸的鼓风超温,同时进 汽量的增加也减小了小容积流量下低压叶片的颤 振,保证了低压转子的安全性。
• (5)对特殊工况具有适应性 可在空负荷或带厂用电长时间运行,便于在启动
并网过程中处理各种故障及进行电气或其它试验。 因为中压缸启动可通过关闭高排逆止阀,开启通风 阀,就可隔离高压缸使之在真空状态下运行,从而避 免了传统高中压缸联合启动时因空负荷或低负荷 长时间运行而引起的高压缸超温问题。
b 易于实现蒸汽与金属温度的匹配。中压缸启动,一方面再热 蒸汽经过连续两次的加热,其温度极易实现与中压进汽部 分的汽缸及转子金属温度的匹配;另一方面再热蒸汽与主 蒸汽间的温差比高中压缸联合启动时小的多,因此在负荷 切换时就较易实现主蒸汽、再热蒸汽的温度与高压调节级、 中压第一级处金属温度的同时匹配,对机组避免热冲击,减 少因蒸汽与金属温差引发的寿命损耗有一定的益处。
600MW汽轮机中压缸启动方式
600MW汽轮机中压缸启动方式一、汽轮机启动应遵循的原则：汽轮机的启动应遵循安全、经济的原则，而且要尽量减少汽轮机的寿命损耗。
在此原则要求下，汽轮机的启动应平稳升速和带负荷，并防止发生胀差超限、缸体温差的超限、动静部分摩擦、轴系振动超限等异常。
在安全启动的基础上，要尽量缩短启动时间，减少机组启动过程中的水、电、汽等损耗，以取得最佳的经济效益。
二、600MW汽轮机启动的两种方式：1、高、中压缸联合启动方式：启动时高压缸和中压缸同时进汽，这种启动方式由于在启动阶段高压缸排汽温度及再热蒸汽温度偏低，中压缸及中压转子温升速度较慢，汽缸膨胀迟缓，甚至还会出现中压转子温度尚未超过金属的脆性转变温度时汽轮机已达全速，对中压转子的安全不利，如果延长暖机时间，则延长了整个启动时间，增加了启动能耗。
2、中压缸启动方式：就是在冲转之前倒暖高压缸，但启动初期高压缸不进汽，由中压缸进汽冲转，机组带到一定负荷后，再切换到常规的高、中压缸联合进汽方式，直到机组带满负荷，这种启动方式称为中压缸启动，切换进汽方式时的负荷称为切换负荷（倒缸负荷）。
三、中压缸启动方式的优点：1、可避免高压缸在低流量下运行，因而避免了高压缸排汽口的超温问题。
2、缩短启动时间。
由于汽机冲转前对高压缸进行倒暖，因此在启动初期启动速度不受高压缸热应力和胀差的限制；另外，由于高压缸不进汽做功，在同样的工况下，进入中压缸的蒸汽流量大，暖机更充分迅速，从而缩短了机组的启动时间。
3、汽缸加热均匀。
中压缸启动时，高、中压缸加热均匀，温升合理，汽缸易于胀出，胀差小。
与常规的高、中压缸联合启动相比，虽然多一个切换操作，但从整体上可提高启动的安全性和灵活性。
4、提前越过脆性转变温度。
中压缸启动时，高压缸倒暖，启动初期中压缸进汽量大，这样可使高压转子和中压转子尽早越过脆性转变温度，提高了机组高转速运转的安全可靠性。
5、对特殊工况具有良好的适应性。
主要体现在空负荷和极低负荷运行工况，机组启动并网过程中，有时遇到故障等待处理，或在并网前要进行电气试验或其他试验时，就常常遇到要在额定转速下长时间空负荷运行的情况，在采用高、中压缸联合启动的传统方法时，即使是冷态启动也会带来很多问题，比如高压缸超温。
汽轮机变工况课程设计
《汽轮机原理》课程设计一、目的及任务汽轮机课程设计是对在汽轮机课程中所学到的理论知识的系统总结、巩固和加深，要求掌握汽轮机热力计算及变工况下热力计算的原则、方法和步骤。
课程设计的任务是针对200MW 或300MW 汽轮机额定功率的50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%工况，首先计算并绘制出调节级特性曲线、而对调节级进行变工况热力计算，再对其余压力级进行变工况热力计算，同时求出各级的内功率、相对内效率等全部特征参数，并与设计工况作对比分析。
二、内容及要求1、变工况进汽量估算过程。
2、做出所有压力级变工况计算的汇总表，并把调节级、以及其它级中任一级的详细热力计算过程书面写出。
3、绘出整机中各级热力过程线，同时绘出各级速度三角形。
三、设计步骤3.1 汽轮机变工况进汽量D 0的初步估算D 0=3600P e m /()mac t ri g m h D ηηη∆+∆（kg/h ） 式中，P e 为变工况功率（kW ）。
△h t mac 为汽轮机整机理想比焓降，对于本设计采用中间再热的汽轮机，中压缸入口状态点应按再热后温度计算。
m 为考虑回热抽汽进汽量增大的系数，其与回热级数、给水温度及机组参数和容量有关，通常取m =1.15-1.25，对于本设计200MW 、300MW 汽轮机，取m =1.19-1.22。
△D 为考虑前轴封及阀杆漏汽以保证发出经济功率的蒸汽裕量，通常△D =(3-5)%D 0（kg/h ）。
机组的整机相对内效率ηri 、发电机效率ηg 和机械效率ηm 的选取，参考同类型、同容量的汽轮发电机组。
由于整机相对内效率ηri 取决于汽轮机内部各项损失，这些损失又与蒸汽流量及通流部分的几何参数有关，因此只能初步估计（ηri ），求出进汽量后进行变工况试算，试算完成后再进行校核。
表1 汽轮发电机组的各种效率范围注：变工况条件下，表中ηri 为效率上限值。
3.2 调节级通用特性曲线绘制首先根据已知的p 0、t 0，确定蒸汽通过主汽门及配汽机构的压力损失。
汽轮机高压缸中压缸低压缸的作用
汽轮机高压缸中压缸低压缸的作用
汽轮机是一种利用高温高压气体流动驱动涡轮转动从而产生动
力的机器。
其中，汽轮机高压缸、中压缸和低压缸各自承担着不同的作用，从而协同工作，使得汽轮机能够高效地工作。
汽轮机高压缸是整个汽轮机的第一级，其主要作用是将高温高压燃气传递给下一级，是汽轮机最重要的部件之一。
高压缸内的涡轮叶片能够承受极高的温度和压力，因此需要采用高强度、高温材料来制造。
中压缸是汽轮机的第二级，它的作用是将高速高温的气体进一步膨胀，同时将其压力降低到中等水平。
中压缸内的涡轮叶片数量比高压缸要多一些，以便更好地适应气体的膨胀过程。
低压缸是汽轮机的最后一级，它的作用是将气体压力降到一个较低的水平，并将其转化为输出功率。
低压缸内的涡轮叶片数量最多，以便更好地适应气体的膨胀过程，同时可以将气体转化为更大的机械能输出。
综上所述，汽轮机高压缸、中压缸和低压缸各自承担着不同的作用，但是它们的协同工作是汽轮机能够高效工作的关键。
只有在各个部件之间协调配合、互相补充，才能够使汽轮机发挥出其最大的功效。
- 1 -。
汽轮机高中压缸作业指导书
6
高压外缸解体
高压内缸首级处壁温到80℃时方可松汽缸螺；在外上缸起升高度在150mm内时，用钢板尺测量上、下缸前后间隙差值小于3mm，左右小于5mm
H
7
高压外缸结合面漏汽及裂纹情况检查
检查结合面漏汽及裂纹情况，并做好记录
W
XX发电有限责任公司
质量安全计划
质量控制页
检修项目：高、中压缸大修
设备位置：
□安装找中心的专用工具，检查中、低对轮中心两遍（数值相符）
□当汽缸最高温度冷却至120以下时可间隔加热松去汽缸结合面螺栓。拆去汽缸结合面定位销。当汽缸最高温度冷却至100以下时可松去所有汽缸结合面螺栓及端部外汽封螺栓（汽缸结合面螺栓拆卸顺序应先从空缸间隙最大的中部螺栓开始，逐渐向两侧松螺栓，使间隙逐步恢复，并且左右两侧同时进行。）
□解体中压隔热罩。松中压隔热罩螺栓，吊出中压隔热罩上部
□解体高压隔板套；中压1、2隔板套；高中压进汽侧平衡环；高压排汽平衡环；高、中压内汽封。松去结合面螺栓，吊出上半部分
XX发电有限责任公司
检 修 规 程
版次：
页码：6/11
编码：
□各孔洞做可靠封堵
5.3修前通流部分间隙测量
□将转子推至工作位置，,测量K值符合标准,盘车使机械超速飞锤位于垂直正上方，作为０°位置进行测量
如生锈原因打丌动可浇入松动液加以松动后再打汽封齿无毖剌倒伏卷曲裂纹及锈蚀齿尖应尖而光滑拆除癿汽封环应记号编号复装时按编号癿顸序丌能装反颠倒弹簧片应富有弹性无裂纹装入后汽封环应灵活无卡涩现象拆汽封块时如遇确实无法拆下者应选用经验癿焊工割除装新汽封块汽封环丌得高亍汽封套或隔板水平结合面汽封套接头处用005mm塞尺应丌过用砂布清理干净汽封环弹簧片汽封洼窝槽道癿铁锈及积垢汽封块装入汽封套或隔板汽封槽之前每一汽封块弹簧片及汽封套隔板癿汽封槽涂刷二硫化钼然后按钢印标汽封环梳齿如碰弯倾倒应用扁嘴钳子校直齿尖
2021年汽轮机课程设计
汽轮机课程设计汽轮机设备及检修课程设计指导书一、课程设计目的和任务1．目的（1）系统地总结、巩固并应用《汽轮机设备及检修》课程中已学过的理论知识，重点掌握汽轮机凝汽系统结构与基本检修方法及工艺；（2）通过设计对汽轮机的局部检修过程作初步了解，培养自己的管理水平；（3）了解不同类型机组的结构特点及检修的新工艺、新方法。
2．任务对某火电厂汽轮机凝汽系统进行分析，根据所学《汽轮机设备及检修》、《热力发电厂》等有关知识，提出该凝汽设备的配置，根据机组的运行情况，设计凝汽系统的检修方案，并说明设计依据。
二、课程设计的过程课程设计过程分为选题和资料收集阶段、分析和计划阶段、设计（论文）阶段、课程设计说明书写阶段，具体内容和任务如下1．选题和资料收集根据课程设计提出的任务，收集相关资料。
资料包括某火电厂汽轮机本体结构、凝汽系统基本情况、汽轮机运行规程等。
2．分析计划阶段（1）分析并确定汽轮机凝汽系统型式、特点；（2）分析并确定检修方案涉及的内容；（3）对本课程设计进行合理安排。
3．课程设计说明书写阶段要求严格按照规范要求进行设计，画出图表，编制课程设计说明书，并同时上交电子文档和打印件。
三、课程设计的方式及时间分配1．方式利用课余时间，通过查阅相关参考资料，结合教师指导，完成课程设计任务。
2．课程设计的时间和进程课程设计规定时间201*.3-201*.13课程设计进程资料收集及分析计划2天设计阶段7天整理阶段2天四、课程设计的课题汽轮机凝汽系统检修方案设计五、设计注意事项1．在进行图表数据查找时要力求准确；2．设计格式要求规范；3．如有附图，应规范、美观；4．分析问题应有理有据，结论清晰明了。
六、课程设计的主要内容1．检修目的及要求；检修项目及基本方法；检修工器具及材料备件清单；检修安全措施等内容；检修流程图。
七、在课程设计期间需要填写和提交的表格和资料1．课程设计课题及任务说明；2．汽轮机本体结构简介；3．汽轮机凝汽系统简介；4．检修方案；5．设计总结；7．列出参考书籍、文献和资料；8．同时上交电子文档和打印件。
汽轮机冷态高中压缸联合启动(带旁路)
编号：第6页共10页
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汽机打闸进行摩擦检查
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摩擦检查结束后，汽机重新挂闸升速到600rpm并保持4分钟暖机时间
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按下“目标值”键，设定目标值为2950rpm，按下“升速率”健，设定
15)发电机定子铜屏蔽冷却水压力0.1～0.3Mpa，定子冷却水流量10t/h
16)就地及DCS、ETS、TSI各盘柜表计齐全，指示正常，声光报警系统
试验正常，且无异常报警信号
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记录以下参数，确认冲转条件全部满足：
排汽装置背压KPa主蒸汽压力MPa
再热蒸汽温度℃再热蒸汽温度℃
高压缸金属温度℃中压缸金属温度℃
8
检查启动前的各项试验已全部完成且合格。
9ห้องสมุดไป่ตู้
确认DCS及DEH控制系统运行正常。
10
化水设备运行正常，有充足的除盐水。
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启动空压机运行，检查仪用及杂用压缩空气系统投入，检查压缩空气系
统投运正常。
12
检查润滑油、EH油油箱油位正常，油质化验合格。
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检查厂用电系统运行正常，UPS系统、直流系统、热控电源等送电正常。
10)汽缸本体所有疏水阀已开启
11)润滑油系统工作正常，油温35-45℃，油压0.1MPa～0.15MPa
12) EH油系统工作正常，油温：35-45℃，油压13～15MPa
13)发电机定子冷却水压力0.2～0.3Mpa，定子冷却水流量50t/h
14)发电机转子冷却水压力0.2～0.3Mpa，定子冷却水流量30t/h
给水母管充压排空气，投入高加水侧运行，通知锅炉上水。
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题目：600MW超临界汽轮机通流部分设计（中压缸）***名：***院（系）名称：能源与动力工程班级: 热能与动力工程03-03班***师：***2006 年11 月能源与动力工程学院课程设计任务书热能动力工程专业036503班课程名称汽轮机原理题目600MW超临界汽轮机通流部分设计（中压缸）任务起止日期：2006年11 月13 日~ 2006年12 月4 日学生姓名丁艳平2006年12月4日指导教师谭欣星2006年11月5日教研室主任年月日院长年月日能源与动力工程学院2. 此任务书最迟必须在课程设计开始前三天下达给学生。
600MW超临界汽轮机通流部分设计（中压缸）摘要本文根是根据给定的设计条件,确定通流部分的几何尺寸,以求获得较高的相对内效率。
设计原则是保证运行时具有较高的经济性；在不同的工况下工作均有高的可靠性；同时在满足经济性和可靠性要求的同时，考虑了汽轮机的结构紧凑，系统简单，布置合理，成本低廉，安装与维修方便，心以及零件的通用化和系列化等因素。
主要设计过程是：分析与确定汽轮机热力设计的基本参数，选择汽轮机的型式，配汽机构形式，通流部分及有关参数；拟定汽轮机近似热力过程曲线，并进行热经济性的初步计算；根据通流部分形状和回热抽汽点的要求，确定中压级组的级数并进行各级比焓降的分配，对各级进行详细的热力计算，确定汽轮机实际热力过程曲线，根据热力计算结果，修正各回热汽点压力以符合热力过程曲线的要求，并修正回热系统的热平衡计算，汽轮机热力计算结果。
目录摘要 (1)第一章:汽轮机热力计算的基本参数 (2)第二章:汽轮机蒸汽流量的初步计算 (3)第三章:通流部分选型 (9)第四章::压力级比焓降分配及级数确定 (10)第五章:汽轮机级的热力计算 (14)第六章;高中压缸结构概述 (17)第七章:600MW汽轮机热力系统 (19)第八章:总结 (20)参考文献 (23)第一章汽轮机热力计算的基本参数主蒸汽压力24.2MPa主蒸汽温566℃转速 3000r/min给水温度 284℃额定功率 600MW高压缸排汽压力 4.23 MPa中压缸进汽量 1415.73t/h设计参考机型:CLN600-24.2/566/566型超临界参数、一次中间再热、单轴、三缸、四排汽反动式汽轮机第二章 汽轮机蒸汽流量的初步计算一． 近似热力过程曲线的拟定。
（一） 进排汽机构及连接管道的各项损失。
（二） 汽轮机相对内效率的估算取%91=i η（三） 汽轮机近似热力过程的拟定0点：MPa P 2.240=， 5660=t ，MPa P 968.00=∆，MPa P 232.230='，查表得：kg kJ h /78.33980=。
过0点做等比熵线交高压缸排汽压力4.23MPa 等压线于2‘点，查表得：kg KJ h /05.29192='。
由此得：kg KJ h h h mact /73.47920='-='∆）（！，kg KJ h h mac t mac i /55.43611='∆=∆）（η 得2点，考虑损失r P ∆，得3点；MPa P 849.33=， 5663=t 。
查表得：kg KJ h /19.35983=考虑损失'∆r P ，得4点。
过3点做等比熵线交低压缸排汽压力4.9KPa 等压线于3点，查表得：kg KJ h /02.22233='，由此得：kg KJ h h h mact /17.1375332='-='∆）（，kg KJ h h mac t mac i /4.125122='∆=∆）（η。
可知：整级的理想比焓降：kg KJ h h h mac t mac t mac t /9.18542='∆+'∆='∆）（）（）（！整级有效比焓降：kg KJ h h h mac i mac i mac i /168821=∆+∆=∆ 由此得排汽点6，考虑末级余速损失2c h ∆，kg KJ h h macic /67.32168802.02=⨯=∆=∆）（ξ得动叶后蒸汽状态点5，连接4、5，在中间点7‘处，沿等压线下降约7kJ/kg 得7点，用光滑曲线连接点4、7、5，初步完成热力过程曲线的拟订。
二． 汽轮机总进汽量的初步估算()D m h P D gmi te∆+'∆=ηηηmax 06.3取%91=i η，%99=m η ，%99=g η，2.1=m ，0%3D D =∆，MW P e 600000= ，()kg kj h t/9.1854max ='∆则h t D /22.16150=三． 回热系统的热平衡初步计算 （一） 回热抽汽压力的确定 1．除氧器的工作压力根据SDJ1-80《火力发电厂设计技术规程》规定，本机组及大容量机组易采用滑压除氧器，作为独立一级回热加热器，使回热分配接近最佳值。
额定工况时，除氧器工作压力为1.01Mpa 。
2.回热抽汽压力的确定回热抽汽点的不同以及各抽气点抽汽量的不同，会造成循环效率的不同。
提高回热抽汽循环系统节能效果的重要原则：高品位（即处于高热焓，低熵值蒸汽状态）处不抽汽或少抽汽，低品位处则尽可能地多抽汽由此确定中压缸的两级抽汽：一段抽汽从中压缸4段抽汽口抽出，供给3号高压加热器；一段抽汽从中压缸6段抽汽口至抽汽总管，然后再由总管上引出三路，分别供给出氧器、给水泵驱动汽轮机和辅助蒸汽系统。
额定工况时，除氧器工作压力 1.01MPa ，对应的饱和水温度180.3℃，考虑到非调节抽汽随负荷变化的特点，取除氧器的回热抽汽压力为1.06MPa 。
因低加进口水温33℃，根据给水温度fw t =284℃可得1号高加给水温为275℃ 。
则每级平均温升约为(275-33)/83≈30℃。
则低加级数Z=(180.3-33)/30≈5，去除氧器一台，则系统有四台低压加器。
高压级数Z=(275-180.3)/30≈3，则系统有三台高压加热器。
（二）回热系统的热平衡初步估算 1.加热器汽水参数根据给水温度284℃,可得1号高加给水出口水温275.1℃,且除氧器出口水温180.3℃,根据等温升分配原则选择各加热器出口水温。
根据各加热器的出口水温及出口端差,可得加热器疏水温度t t t w δ+='2,查得t l ′对应的饱和压力Pe ′—加热器的工作压力,考虑抽汽管压损后确定各级回热抽汽压力Pe 。
在拟定的近似热力过程曲线上求出各回热抽汽的焓值。
说明：（1）加热器端差愈小，机组的热经济性降低也愈小，效益越大。
（2）不合理的抽汽管压降和加热器端差会带来汽轮机高压抽汽增加，低压抽汽减少的不利趋势，从而导致汽轮机热经济性降低。
（3）配用高压除氧器，既可防止除氧器自生沸腾，又可减少高压加热器数目，节约钢材和初投资，而且有利于除氧效果。
（4）将中压缸4段抽汽用作除氧器汽源，可以避免高加疏水造成除氧器自生沸腾，同时提高除氧器后给水温度，充分利用该段抽汽的加热热量，有利于提高系统效率。
2．各级加热器回热抽汽量计算（1）H3高压加热器确定各级加热器的效率98.0=h η，高加给水量D fw =1611.22t/h ，先不考虑漏入H 3高压加热器的那部分轴封漏汽量△D 12以及上级加热器H 3流入本级加热器的疏水量△D 12，则该级加热器的计算抽汽量为：h t h h h h D D h ee w w fw e /475.8398.0)75.91732.3403()5.7797.905(22.1611)()(33233=⨯--⨯='--='∆η考虑上级加热器疏水流入H 3高压加热器并放热可使本级抽汽减少的相当量为：h t h h h h D D e e e ee e e /352.875.91732.3403)75.91722.1105(73.110)(333222=--⨯='-'-'∆=∆ 考虑前轴封一部分漏汽量△D 12漏入本级加热器并放热可使本级回热抽汽量减少的相当量为：h t h h h h D D e e el e l /265.1475.91732.3403)75.91752.3281(15)(333122=--⨯='-'-∆=∆ l h —轴封漏气比焓值，相当于调节级后汽室中蒸汽比焓则本级高压加热器H 3实际所需回热抽汽量为：h t D D D D e l e e e e /585.60265.14352.8457.832233=--=∆-∆-'∆=∆（2）除氧器除氧器为混合式回热器，根据热平衡图，列除氧器热平衡方程式和质量平衡方程式。
{()fwe e e ed l l cw ed fw w w e l l e e e ed ed D D D D D D D D h D h D h D D D D D h D =∆+∆+∆+∆+∆+∆+'=+'∆+∆+∆+∆+∆+∆23121321321代入已知数据，整理得： {032.1322375.9663837.90528.3178=+∆=+∆cw ed cw ed D D D D故：除氧器抽汽量h t D ed /683.101=∆ 凝结水量h t D cw /394.1220=说明：由于除氧器是混合式加热器，其加热效率最高，因此其回热系统在除氧器分配的抽汽量比较大，有利于系统效率的提高。
3．流经汽轮机各级组的蒸汽流量及其内功率的计算对于中压缸部分： 第三级组：h t D D D e /67.1423223=∆-=mw h h D p e e i 632.1656.3)(3233=-=第四级组：h t D D D e /085.1363334=∆-=mw h h D p ed e i 178.856.3)(344=-=中压缸排汽参数： 排汽温度：372℃ 排汽压力：1.08MPa 排汽比焓：3205KJ/Kg 排汽量：1253.504t/h第三部分通流部分选型一．排汽口数和末级叶片根据汽轮机功率确定排汽口数和末级叶片一般末级叶片应使经高比θ=d/l≥7，轴向排汽速度C2a x≤300m/s。
二．配汽方式和调节级选型1．采用喷嘴配汽，通过改变调节级的工作面积来改变蒸汽流量。
2．为获得较高的热效率，采用单列调节级，其级效率约0.7—0.8。
三．压力级设计特点对于中压级组，由于无湿汽损失，且工作在过热蒸汽区，蒸汽流过高压级组膨胀后容积流量较大，各级的叶高损失和漏汽损失相对较小，级给内各级效率较高，可设计成有适中高度，光滑变化的通道形状。
中压非调节级的速度比a =0.46-0.50;为保证设计工况下叶片根部不吸汽不漏汽，选用根部反动度Ωr=3%--5%。