n25-3.5435汽轮机通流部分热力设计汽轮机课程设计说明书毕业设计

汽轮机课程设计说明书汽轮机课程设计说明书设计题目：N25-3.5/435汽轮机通流部分热力设计学生姓名: 学 号: 专 业: 热能与动力工程班 级: 完成日期: 2011-11-08 目录第一部分：课程设计的任务与要求.1第二部分：汽轮机热力计算2一、汽轮机进汽量D0的初步估算和近似热力过程曲线的初步计算 .2二、调节级详细计算.3三、回热系统平衡初步估算.12四、压力级焓降分配和级数确定.16五、非调节级详细计算.19六、回热系统校核修正.24七、整机效率、整机功率的核算.24八、结果分析总结.25附表一:压力级详细计算结果列表 .26表二：回热系统校核修正后结果列表 .24附图一： 整机详细热力过程曲线附图二： 调节级详细热力过程曲线附图三： 一般性压力级热力过程曲线附图四： 压力级平均直径变化规律及速度比和比焓降分配示意图附图五： 各级速度三角形附图六： 通流部分子午面流道图附图七： 回热系统示意图汽轮机课程设计说明书 第一部分：课程设计的任务与要求：一设计题目：N25-3.5/435汽轮机通流部分热力设计二已知参数：额定功率：pr25MW， 额定转速：ne3000r/min， 设计功率：pe20MW， 新蒸汽压力：p03.5MPa，新蒸汽温度： t0435， 排汽压力：pc0.005MPa，给水温度：tfw160170， 冷却水温度：tw120，给水泵压头：pfp6.3MPa， 凝结水泵压头:pcp=1.2MPa，射汽抽汽器用汽量： Dej500kg/h，射汽抽汽器中凝结水温升： tej3，轴封漏汽量： D11000kg/h，第二高压加热器中回收的轴封漏汽量： D1700kg/h。三任务与要求（1）估算整机蒸汽流量及拟定热力过程曲线；（2）回热系统热平衡初步计算及回热系统示意图绘制；（3）非调节级理想比焓降分配和级数确定；（4）计算调节级与非调节级通流部分几何尺寸：各级平均直径、叶片高度、通流面积、叶片数、叶宽、节距、静叶片安装角、动叶片安装角、及出汽角等；（5）计算级效率、级内功率、整机内功率及相对内效率；（6）整机校核（电功率、内效率）；（7）按比例绘制通流部分子午剖面流道图和各级速度三角形图，以及调节级详细热力过程曲线示意图，整机热力过程曲线图；（8）编写计算机程序方框图；（9）编写计算机运行程序；（10）调试并运行热力设计计算机程序；（11）编写课程设计说明书（说明书规格按学校要求，内容为上述计算内容）。第二部分：汽轮机热力计算一、汽轮机进汽量D0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p0、t0和pc，确定蒸汽通过主汽门、配汽机构及排汽管中的压力损失。进汽机构节流损失： 排汽管中压力损失： 调节级前的压力为： 末级动叶后压力为： 2选取机组的相对内效率、发电效率和机械效率由于汽轮发电机组的额定功率：pr25MW所以取汽轮机相对内效率ri0.82，发电机效率g 0.970(全负荷)，机械效率ax0.9883热力过程曲线的初步拟定由p03.5MPa，t0435确定初始状态点“0”：3304.07735 kJ/kg， = 6.9597 kJ/(kgK)由 kJ/kg，从而确定“1”点：= 6.9778kJ/(kgK)， = 434.118过“1”点做定熵线与Pc=0.005MPa的定压线交于“”点，查得：= 2122.1146kJ/kg， = 32.91整机理想焓降为：kJ/kg整机有效焓降为：1181.9630.82 969.2095kJ/kg从而确定“3”点的比焓为： =-=3304.07735969.2095=2334.86785kJ/kg又因为余速损失为：kJ/kg 所以“4”点的比焓为：再由可以确定“4”点，并查得： =7.56144kJ/(kgK)然后用直线连接“1”、“4”两点，求出中点“2”， =2807.653 kJ/kg， =7.26962 J/(kgK)并在“2”点沿等压线向下移14kJ/kg得“2”点， =2793.653 kJ/kg， =7.237437 J/(kgK)过“1”、“2”、“3”点作光滑曲线即为汽轮机的近似热力过程曲线。汽轮机近似热力过程曲线图见附图-1.4整机进汽量估计 （kg/h）取 回热抽汽进汽量增大系数，漏汽蒸汽余量，汽轮机相对内效率，机械效率，发电机效率二、调节级详细计算1根据调节级的选择原则，选取调节级的型式及相关参数如下：a）调节级型式：双列复速级 b）理想焓降： c）平均直径： d）反动度： e）速度比： =0.24 注： 2喷嘴理想比焓降： kJ/kg3计算喷嘴出口汽流状态并选择喷嘴型线：取喷嘴的速度系数则喷嘴损失： kJ/kg kJ/kg在h-s图上近似做出热力过程线，取动叶进口参数为：1.63MPa， =0.1677m3/kg因为,故在喷嘴中汽流为超声速流动，故选择TC-2型线，出汽角为=15°。4喷嘴出口汽流速度： m/s m/s 5计算喷嘴出口面积：查得喷嘴流量系数0.97 kg/s 6计算喷嘴最小截面积及斜切部分偏转角 因为,所以汽流在斜切部分发生膨胀，产生偏转: cm2 解得：7计算喷嘴出口高度和部分进汽度e因为所以 取，则求得：，满足要求。8. 计算第一列动叶进口汽流角和相对速度 kJ/kg 由上可查h-s图得第一列动叶进口的滞止压力=2.36108MP9. 计算第一列动叶出口汽流相对速度第一列动叶理想焓降：kJ/kg第一列动叶滞止理想焓降：kJ/kg第一列动叶出口汽流相对速度 m/s在图4中查得： m/s10第一列动叶损失为： kJ/kg根据和在h-s图中做出动叶热力过程曲线，查得第一列动叶后蒸汽状态点：P21.47282MPa，V20.1825397m3/kg11第一列动叶出口面积： 由于， 故汽流在第一列动叶中为亚声速流动。12. 第一列动叶出口高度和汽流出口角由前面计算可知：所以查表1得： ，对于一短叶片，有：进而汽流出口角13第一列动叶出口汽流速度和出汽角 14. 导叶的理想比焓降 kJ/kg kJ/kg15. 计算导叶出口速度理想速度：查图4可得：实际速度：16. 导叶内损失： kJ/kg在h-s图中做出导叶热力过程曲线，查得导叶后蒸汽状态点：P1=1.4463058MPa, v1=0.1865665m3/kg17. 计算导叶出口截面积及进口高度导叶出口截面积：导叶进口高度：18. 导叶出汽角 19. 第二列动叶进口相对速度和方向 20. 计算第二列动叶出口汽流相对速度第二列动叶理想比焓降： kJ/kg滞止理想焓降： kJ/kg21.动叶出口理想相对速度： 查图4可得： 动叶出口实际相对速度：22. 第二列动叶损失为： kJ/kg根据和在h-s图中做出动叶热力过程曲线，查得第二列动叶后蒸汽状态点： P21.40725MPa，V20.191034m3/kg23. 计算第二列动叶相关参数第二列动叶出口截面积：第二列动叶进口高度：第二列动叶出口高度：24第二列动叶出口汽流角：25第二列动叶出口汽流绝对速度方向与大小 26余速损失为： kJ/kg27轮周有效焓降（不计叶高损失）： kJ/kg28. 轮周效率的计算及校核 所以它是合格的。29计算叶高损失 kJ/kg（对于复速级）30轮周有效比焓降：kJ/kg轮周功率：31部分进汽损失与叶轮摩擦损失叶轮摩擦损失： kJ/kg在计算部分进汽损失时，由于采用的是双列级，于是Ke=0.55，Ke=0.016，所以有 32级有效比焓降为： 内功率为： 取第一级非调节级和调节级之间的余速利用系数为0.9 则非调节级进口处参数为： 查得 P=1.4072512 MP s=7.1106 J/(kgK) v=0.19660876 m3/kg33级效率为：34调节级叶栅几何参数选择（1）喷嘴：由前面的计算可知，喷嘴叶型为：TC-2， ，于是取，。 ，取整得：反算： 合格查得安装角为38°（2）第一列动叶：由前面的计算知：，故选TP-1B型，于是取，。，取整得：反算： 合格查得安装角为81°（3）导叶：由前面的计算知：,选TP-3A型，于是取，。 ，取整得：反算： 合格查得安装角为78°（4）第二列动叶：由前面的计算知：，选TP-5A型，于是取，。，取整得：反算： 合格查得安