本科變工況第三章

汽輪機變工況第二節(jié)級與級組的變工況一級內(nèi)壓力和流量的關(guān)系二級組壓力和流量的關(guān)系級組的定義級組壓比級組的臨界流動

工況變化前后級組處于臨界工況工況變化前后級組處于亞臨界工況---弗留格爾公式說明:流量計算以噴嘴或動葉出口連續(xù)性方程為基礎(chǔ),若存在余速利用話,熱力過程線會發(fā)生變化,該公式對余速利用系數(shù)、損失、效率和比容等影響熱力過程線的因素不能全部體現(xiàn),因此弗留格爾公式只是一個近似公式。而且級數(shù)越多,應(yīng)用弗留格爾公式越精確.三各級組流量壓力曲線1凝汽式非調(diào)節(jié)級各級組

簡化的弗留格爾公式實例分析由此說明壓力與流量的關(guān)系式可用許多通過原點的相應(yīng)直線表示,即凝汽式汽輪機各級（最后一、二級除外）級前壓力與流量成正比。四弗留格爾公式的應(yīng)用(一）應(yīng)用條件(1)工況變動前后通流面積保持不變,a為變工況下與設(shè)計工況下的通汽面積之比。若級組通流部分結(jié)垢（a<1)，則同一流量下，P0必然升高，反之腐蝕（a>1)，則同一流量下，P0必然降低.對于調(diào)節(jié)級，只有當(dāng)?shù)谝徽{(diào)節(jié)汽門開大或關(guān)小而其他調(diào)節(jié)汽門均關(guān)閉時，通汽面積才不變，才可把調(diào)節(jié)級包括在級組內(nèi)。注意不能對調(diào)節(jié)級單獨應(yīng)用流量與壓力的關(guān)系式進行分析。

(2）級組內(nèi)各級流量相同級組內(nèi)各級流量相同是弗留格爾公式推導(dǎo)和斯托陀拉實驗求取壓力與流量關(guān)系式前提之一。電站汽輪機的回?zé)岢槠?？調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機？(3）流過級組內(nèi)各級的蒸汽應(yīng)是一股均質(zhì)流。對于調(diào)節(jié)級，多數(shù)工況下是流過兩股初壓不同的汽流，級前壓力既不能采用較高的初壓，也不能采用較低的初壓，所以這種工況下，整個調(diào)節(jié)級不能包括在級組內(nèi)，其流量也不能單獨地應(yīng)用級組壓力與流量的關(guān)系式進行計算(4）嚴格地講，弗留格爾公式適合無窮多級數(shù)的級組，但一般只要級數(shù)多于4-5級就可以得到滿意的結(jié)果。（二）在工程當(dāng)中的應(yīng)用(1）監(jiān)視汽輪機通流部分運行是否正常。在已知汽輪機功率或流量的條件下，根據(jù)弗留格爾公式的計算結(jié)果監(jiān)視某些級組（監(jiān)視段）前的壓力，借此判斷該級組是否損壞或結(jié)垢等異?，F(xiàn)象。

(2）可以推算出不同流量（功率）時各級的壓差和比焓降，從而計算出相應(yīng)的功率、效率及零部件的受力情況。也可以由壓力推算出流過各級的流量。監(jiān)視段壓力？監(jiān)視監(jiān)視段壓力(尤其是調(diào)節(jié)級后)對運行有什么意義？實例1

實例3五級的比焓降和反動度變化規(guī)律七變工況下各級參數(shù)變化規(guī)律第三節(jié)配汽方式及其對定壓運行機組變工況的影響定壓運行機組配汽方式1節(jié)流配汽

2噴嘴配汽3節(jié)流噴嘴混合配汽一、節(jié)流配汽進入汽輪機的所有蒸汽都通過一個或幾個同時啟閉的汽門然后流進汽輪機節(jié)流配汽定壓運行機組的主要特點:1低負荷時調(diào)節(jié)汽門中節(jié)流損失較大，使扣除進汽機構(gòu)節(jié)流損失后的理想焓降（即通流部分理想焓降）減小較多,汽輪機效率較低分析節(jié)流效率變化情況節(jié)流效率節(jié)流配汽定壓運行機組的主要特點:

2在工況變動時，各級理想焓降（除最末級）變化不大；各級級前溫度變化較小，減小了熱變形及熱應(yīng)力，提高了機組運行的可靠性和對負荷變化的適應(yīng)性。二噴嘴配汽調(diào)節(jié)級的定義噴嘴配汽定壓運行機組的特點

1低負荷時,由于只有一個弧段的噴嘴存在部分進汽,節(jié)流損失小,效率高于節(jié)流配汽，噴嘴配汽在額定工況時為部分進汽.2負荷變動時安全性較低，負荷適應(yīng)性差調(diào)節(jié)級汽室容積較大,汽流混合均勻以便順利進入第一壓力級調(diào)節(jié)級余速不能被利用.三調(diào)節(jié)級壓力和流量關(guān)系１簡化的調(diào)節(jié)級壓力和流量關(guān)系幾點假設(shè):小結(jié)調(diào)節(jié)級壓力和流量的關(guān)系調(diào)節(jié)級理想比焓降的變化規(guī)律調(diào)節(jié)級的最危險工況調(diào)節(jié)級的最危險工況第1調(diào)節(jié)汽門全開而其他調(diào)節(jié)汽門都關(guān)閉時為調(diào)節(jié)級的最危險工況。原因分析：1流過第1噴嘴組的流量為最大臨界流量

2第1噴嘴組承擔(dān)的焓降最大

3動葉受到的蒸汽作用力正比于流量和焓降之積，且集中到少數(shù)的動葉片上,每片動葉分攤的蒸汽流量和作用力最大。

2調(diào)節(jié)級的實際壓力與流量的關(guān)系(1）實際上調(diào)節(jié)級后溫度t：隨流量變化而變化(2）實際上調(diào)節(jié)級有反動度，(3）調(diào)節(jié)汽門均有重疊度(4）實際上流量不斷增大時，自動主汽門、調(diào)節(jié)汽門和導(dǎo)管等處的節(jié)流損失增大3噴嘴調(diào)節(jié)的特點噴嘴調(diào)節(jié)汽輪機在工況變動時，由于只有尚未完全開啟的調(diào)節(jié)閥對蒸汽有節(jié)流作用，所以在部分負荷時噴嘴調(diào)節(jié)的效率仍較高（和節(jié)流配汽相比）。但滿負荷時,調(diào)節(jié)級仍為部分進汽。噴嘴調(diào)節(jié)使機組的高壓部分（尤其是調(diào)節(jié)汽室）在工況變動時溫度變化較大，從而引起較大的熱應(yīng)力和熱變形，限制了機組迅速改變負荷，負荷適應(yīng)性較差。調(diào)節(jié)級動葉最危險工況不是在最大負荷，而是在第一調(diào)節(jié)閥剛好全開時.四、配汽方式對定壓運行機組變工況的影響在定壓運行時，配汽方式對全機變工況的影響較大。噴嘴配汽調(diào)節(jié)級壓力與流量的關(guān)系,焓降的變化規(guī)律比較特殊。節(jié)流配汽方式，由于調(diào)節(jié)級通汽面積不變，可以應(yīng)用弗留格爾公式，和后面的壓力級組成機組，分析壓力與流量的關(guān)系,焓降的變化規(guī)律等。定壓運行噴嘴配汽汽輪機調(diào)峰時，若迅速改變負荷或參與調(diào)峰時，則在高壓缸各級，特別是調(diào)節(jié)級引起過大的溫度變化和熱應(yīng)力，這是限制該機組調(diào)峰靈活性的主要障礙，也是影響機組安全可靠運行的一個關(guān)鍵間題。定壓運行節(jié)流配汽汽輪機調(diào)峰時，高壓缸各級溫度變化雖然不大，但節(jié)流損失較大，熱經(jīng)濟性較低。

討論:定壓運行機組負荷變化時，配汽方式對全機熱力過程和各級溫度變化的影響.小結(jié)1--噴嘴調(diào)節(jié)的特點噴嘴調(diào)節(jié)汽輪機在工況變動時，由于只有尚未完全開啟的調(diào)節(jié)閥對蒸汽有節(jié)流作用，所以在部分負荷時噴嘴調(diào)節(jié)的效率仍較高（和節(jié)流配汽相比）。噴嘴調(diào)節(jié)使機組的高壓部分（尤其是調(diào)節(jié)汽室）在工況變動時溫度變化較大，從而引起較大的熱應(yīng)力和熱變形，限制了機組迅速改變負荷，負荷適應(yīng)性較差。調(diào)節(jié)級動葉最危險工況不是在最大負荷，而是在第一調(diào)節(jié)閥剛好全開時.小結(jié)2--節(jié)流配汽的特點低負荷時調(diào)節(jié)汽門中節(jié)流損失較大，使扣除進汽機構(gòu)節(jié)流損失后的理想焓降（即通流部分理想焓降）減小較多,汽輪機效率較低在工況變動時，各級理想焓降（除最末級）變化不大；各級級前溫度變化較小，減小了熱變形及熱應(yīng)力，提高了機組運行的可靠性和對負荷變化的適應(yīng)性。小結(jié)3--節(jié)流噴嘴混合配汽特點啟動和低負荷時調(diào)節(jié)時采用節(jié)流配汽啟動和低負荷階段是汽缸和轉(zhuǎn)子強加熱階段，采用節(jié)流配汽可以使金屬部件溫度變化較小，避免產(chǎn)生大的熱應(yīng)力和熱變形，保證設(shè)備的安全。高負荷時負荷變動采用噴嘴配汽可以保證機組具有較高的經(jīng)濟性思考題定壓運行的機組有幾種配汽方式？各自的特點？大機組啟動時為什么適宜采用單閥的控制方式？五軸向推力的變化規(guī)律思考題--凝汽式汽輪機的軸向推力隨負荷的變化規(guī)律？對于凝汽式汽輪機，負荷即流量變化時，各中間級焓降基本不變，因而反動度不變，各級前后壓差與流量成正比，即汽輪機軸向推力與流量成正比；但調(diào)節(jié)級和末級不遵循此規(guī)律，調(diào)節(jié)級的軸向推力隨部分進汽度改變，且最大負荷時，軸向推力最大，但調(diào)節(jié)級和末級其軸向推力在總推力中所占比例較小，因此凝汽式汽輪機總軸向推力與流量成正比，且最大負荷時軸向推力最大。第四節(jié)滑壓運行的經(jīng)濟性與安全性一滑壓運行方式滑壓運行定義汽輪機的調(diào)節(jié)汽門全開或開度不變、根據(jù)負荷大小調(diào)節(jié)進入鍋爐的燃料量、給水量和空氣量，使鍋爐出口汽壓和流量隨負荷升降而增減,但出口汽溫不變,以調(diào)節(jié)汽輪機的功率。

汽輪機的進汽壓力隨外界負荷增減而上下“滑動”，鍋爐出口溫度保持不變?；瑝哼\行的三種方式純滑壓運行方式節(jié)流滑壓運行方式復(fù)合滑壓運行方式二機組滑壓運行的熱經(jīng)濟性機組變工況運行時，由于循環(huán)熱效率下降較多，滑壓運行的熱經(jīng)濟性比定壓噴嘴配汽低，但高于節(jié)流配汽機組的效率。三滑壓運行機組的安全與靈活性定壓運行噴嘴配汽汽輪機調(diào)峰時，若迅速改變負荷或參與調(diào)峰時，則在高壓缸各級，特別是調(diào)節(jié)級引起過大的溫度變化和熱應(yīng)力，這是限制該機組調(diào)峰靈活性的主要障礙，也是影響機組安全可靠運行的一個關(guān)鍵間題。定壓運行節(jié)流配汽汽輪機調(diào)峰時，高壓缸各級溫度變化雖然不大，但節(jié)流損失較大，熱經(jīng)濟性較低。只有滑壓運行機組最適宜于調(diào)峰?；瑝哼\行機組負荷變化時高壓缸各級溫度幾乎不變?；瑝哼\行汽輪機與定壓運行噴嘴配汽汽輪機在三種負荷下的高壓缸熱力過程線。曲線A1B1C1、A1B2C2、A1B3C3是噴嘴配汽定壓運行機組高壓缸在設(shè)計工況、75％設(shè)計負荷、50％設(shè)計負荷下的熱力過程線。當(dāng)負荷由設(shè)計值下降到一半時，高壓缸排汽溫度下降近60℃，表明高壓缸各級的溫度變化較大，熱應(yīng)力和熱變形較大。曲線A1D1、A2D2、A3D3是滑壓運行機組在設(shè)計工況、7