西安交大汽轮机课程设计12000kW报告

目录前言...............................................................................................................................2设计任务书...................................................................................................................4详细设计过程...............................................................................................................5一、汽轮机进汽量0D的初步估算和近似热力过程曲线的初步计算.........5二、调节级初步设计.......................................................................................7三、分段拟定汽轮机热力过程曲线...............................................................8四、整机进汽量估计.......................................................................................8五、回热系统平衡初步估算...........................................................................91.确定给水温度...........................................................................................92.确定加热器端差t...................................................................................93.确定各级加热器的汽水参数...................................................................94.热系统平衡计算数值.............................................................................105.回热系统热平衡估算.............................................................................11六、流量校核...............................................................................................111七、调节级详细热力计算.............................................................................13八、压力级详细热力计算.............................................................................15参考文献.....................................................................................................................18心得体会.....................................................................................................................182前言能源与动力系统及自动化专业涡轮方向的学生在学习各专业课之后，再进行汽轮机课程设计是十分必要的，它使学生针对一台汽轮机的热力设计要求，综合运用专业的知识，是培养学生独立思考和分析能力的重要学习环节之一。汽轮机课程设计的主要目的有以下几个方面：1.系统地总结、巩固并应用《汽轮机原理》课程中已学过的理论知识，重点掌握汽轮机热力设计的方法、步骤。2.汽轮机热力设计的任务，一般是按照给定的设计条件，确定通流部分的几何参数，力求获得较高的相对内效率。就汽轮机课程设计而言其任务通常是指各级的几何尺寸的确定及级效率和内功率的计算。3.通过设计对整个汽轮机的结构作进一步的了解，明确主要部件在整个机组中的作用、位置及相互关系。4.通过设计了解并掌握我国当前的技术政策和国建标准、设计资料等。汽轮机的设计通常分成两个阶段，即方案设计和施工设计，在方案设计中，必须先选定汽轮机的原始数据，后进行热力设计，通过计算分析，确定汽轮机通流部分的结构尺寸，同时并绘制通流部分图及汽轮机纵剖图，并提出该产品的技术经济指标，然后将方案设计及分析意见通过审查，根据审查结果决定采用的基本方案，进行全面的计算和强度计算。汽轮机设计的主要内容与设计程序大致包括：1.分析并确定汽轮机热力设计的基本参数，如汽轮机容量、进汽参数、转速、排汽压力或循环水温度、回热加热级数及给水温度、供热汽轮机的供汽压力等。2.分析并选择汽轮机的型式、配汽机构型式、通流部分形状及有关参数。3.拟定汽轮机近似热力过程线和原则性热力系统，进行汽耗量与热经济性的初步计算。4.根据汽轮机运行特性、经济要求及结构强度等因素，比较和确定调节级的型式、比焓降、叶型及尺寸等。5.根据通流部分形状和回热抽汽压力要求，确定压力级的级数，并进行各级比焓降分配。36.对各级进行详细的热力计算，求出各级通流部分的几何尺寸、相对内效率和内功率，确定汽轮机的实际热力过程线。7.根据各级热力计算的结果，修正各回热抽汽点压力以符合实际热力过程线的要求。8.根据需要修正热力计算结果。9.绘制通流部分及纵剖面图。汽轮机热力设计时所考虑的因素是多方面的，复杂的。对不同工作情况的汽轮机在设计时其要求也不同，必须结合具体情况进行具体分析比较来确定，一般来说，设计时要满足一下要求：1.运行时具有较高的经济性2.不同工况下工作时均有较高的可靠性。3.在满足经济性和可靠性要求的同时，还应考虑到汽轮机的结构紧凑、系统简单、布局合理、成本低廉、安装与维修方便以及零部件通用化、系列标准化等因素。由于课程设计题目接近实际，与当前国民经济的要求相适应，因而要求设计具有高度的责任感，严肃认真。应做到选择及计算数据精确、合理、绘图规范，清楚美观。4设计任务书1．设计题目：N12-3.43/435型多级冲动式凝汽汽轮机通流部分热力设计2．原始数据蒸汽初参数a=3.43MP0P=4350t℃凝汽器进口处压力a=4.5kPcP给水温度160fwt℃经济功率=12000kW1%eP汽轮机转速=3000r/minn汽轮机内效率=0.801%oi3．设计任务1)热力系统设计及计算拟定具有三级抽汽的热力系统，其中第2级抽汽供除氧器加热用；作原则性热力系统图；计算系统的热效率。2)汽轮机的热力设计及计算调节级与非调节级的焓降分配；调节级的方案比较及详细热力计算；非调节级的热力设计及计算；按比例绘出各级速度三角形及汽轮机在i-s图上的热力膨胀过程曲线图。3)绘制一张汽轮机纵剖面图。4)说明书一份。5详细设计过程一、汽轮机进汽量0D的初步估算和近似热力过程曲线的初步计算1．根据已知的0P、0t和cP，确定蒸汽通过主汽门、配汽机构及排汽管的压力损失。进汽机构节流损失：4%=0.043.43=0.1372MPa00P=P排气管中压力损失：22()100ccCPP，取aΔ=4%=0.044.5=0.18kPccPP6调节级前的压力为：=3.43-0.1372=3.2928MPa'000P=P-P末级动叶后压力为：=4.5+0.18=4.68kPa'zcc0P=P=P+P2．选取机组的相对内效率、发电效率和机械效率汽轮机的相对内效率：oi=0.80发电机效率：g=0.970（全负荷）机械效率：m=0.9873．热力过程曲线的初步拟定由a=3.43MP0P，=4350t℃确定初始状态“0”：=3305.0386kJ/0i㎏30=0.0916m/v㎏0=6.9703kJ/(s㎏K)由0'0=3305.0386kJ/ii㎏，3.2928MPa'0P=从而确定点“0'”：0'=6.9885kJ/(s㎏K)30'=0.09544m/v㎏0'=434.134t℃过“0”点作定熵线与a=4.5kPcP的定压线交于“b”点，查得：=2113.1489kJ/bi㎏=31.035bt℃3=25.4332m/bv㎏过“0'”点作定熵线与a'=4.68kPcP的定压线交于“'b”点，查得：'=2123.1948kJ/bi㎏'=31.725bt℃3'=24.6143m/bv㎏不考虑损失的理想焓降：03305.03862113.14891191.8897kJ/sbHii㎏考虑进汽损失整机理想焓降：'0'3305.03862123.19481181.8438kJ/sbHii㎏整机有效焓降：0.801191.8897953.51176kJ/ioisHH㎏从而确定“5”点的比焓为：50==3305.0386953.5118=2351.5268kJ/iihH㎏又因为余速损失为：2222%0.021191.889723.8378kJ/2000cschH㎏7所以“4”点的比焓为：452=2351.526823.8378=2327.6890kJ/ciih㎏再由4.68kPa'cP=可以确定“4”点，并查得：5=31.725t℃35=27.1432m/v㎏5=7.6592kJ/(s㎏K)二、调节级初步设计1．根据调节级选择原则，选取调节级的型式及相关参数如下：（1）调节级型式：双列复数级（2）平均直径：1050md㎜（3）最佳速比：0.24aauxc（4）对应最佳速比的效率为：0.69u2．调节级估算调节级圆周速度：3.1415930001.05164.9336m/s6060mndu调节级假想理论速度：164.9336687.2233m/s0.24aaucx调节级理想等熵焓降：22*687.2233==236.1379kJ/20002000asch㎏调节级实际焓降：*0.69236.1379162.9352kJ/ushh㎏调节级出口理想等熵焓降状态点“1s”焓值：*103305.0386236.13793068.9007kJ/ssiih㎏调节级出口实际状态点：*103305.03860.69236.13793142.1034kJ/usiih㎏1346.452t℃，1a=1.4468MPP，31=0.1924m/v㎏，1=7.11kJ/(s㎏K)8三、分段拟定汽轮机热力过程曲线1．在i-s图上用直线连接状态点1和状态点4与饱和线相交于a点；2．将状态点1和状态点a的中点沿等压线向上移动10～20kJ/㎏得到状态点2；3．将状态点a向下移动10～20kJ/㎏得到状态点3；4．用折线将1-2-3-4连接起来即可得到全机的热力过程线。四、整机进汽量估计03600esoigmmPDDH其中：oi：由任务书确定，m：机械效率，对12000kW汽轮机0.985~0.990mg：发电效率，对12000kW汽轮机0.965~0.975gsH：考虑进排汽节流的等熵焓降eP：经济功率（任务书）m：回热抽