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汽轮机级内能量转换及多级汽轮机工作特点

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2012/10/19 11:30:31   

  所属频道:  火力发电    关键词:  汽轮机

一、汽轮机的级

一列喷嘴叶栅和其后面相邻的一列动叶栅构成的基本作功单元称为汽轮机的级,它是蒸汽进行能量转换的基本单元。

根据蒸汽在汽轮机内能量转换的特点,可将汽轮机的级分为纯冲动级、反动级、带反动度的冲动级和复速级等几种。

各类级的特点:

(1)纯冲动级:蒸汽只在喷嘴叶栅中进行膨胀,而在动叶栅中蒸汽不膨胀。它仅利用冲击力来作功。

(2)反动级:蒸汽的膨胀一半在喷嘴中进行,一半在动叶中进行。它的动叶栅中不仅存在冲击力,蒸汽在动叶中进行膨胀还产生较大的反击力作功。反动级的流动效率高于纯冲动级,但作功能力较小。

(3)带反动度的冲动级:蒸汽的膨胀大部分在喷嘴叶栅中进行,只有一小部分在动叶栅中进行。这种级兼有冲动级和反动级的特征,它的流动效率高于纯冲动级,作功能力高于反动级。

(4)复速级:复速级有两列动叶,现代的复速级都带有一定的反动度,即蒸汽除了在喷嘴中进行膨胀外,在两列动叶和导叶中也进行适当的膨胀。由于复速级采用了两列动叶栅,其作功能力要比单列冲动级大。

二、汽轮机级的工作原理和级内能量转换过程及特点。

蒸汽在汽轮机级内的能量转换过程,是先将蒸汽的热能在其喷嘴叶栅中转换为蒸汽所具有的动能,然后再将蒸汽的动能在动叶栅中转换为轴所输出的机械功。具有一定温度和压力的蒸汽先在固定不动的喷嘴流道中进行膨胀加速,蒸汽的压力、温度降低,速度增加,将蒸汽所携带的部分热能转变为蒸汽的动能。从喷嘴叶栅喷出的高速汽流,以一定的方向进入装在叶轮上的动叶栅,在动叶流道中继续膨胀,改变汽流速度的方向和大小,对动叶栅产生作用力,推动叶轮旋转作功,通过汽轮机轴对外输出机械功,完成动能到机械功的转换。由上述可知,汽轮机中的能量转换经历了两个阶段:第一阶段是在喷嘴叶栅和动叶栅中将蒸汽所携带的热能转变为蒸汽所具有的动能,第二阶段是在动叶栅中将蒸汽的动能转变为推动叶轮旋转机械功,通过汽轮机轴对外输出。

三、汽轮机的能量损失

汽轮机内的能量损失可分为两类,一类是汽轮机的内部损失,一类是汽轮机的外部损失。汽轮机的内部损失主要是蒸汽在其通流部分流动和进行能量转换时,产生的能量损失,可以在焓熵图中表示出来。汽轮机的外部损失是由于机械摩擦及对外漏汽而形成的能量损失,无法在焓熵图中表示。

四、汽轮机的级内损失

汽轮机的级内损失一般包括:喷嘴损失;动叶损失;余速损失;叶高损失;扇形损失;叶轮摩擦损失;部分进汽损失;漏汽损失;湿汽损失。

五、多级汽轮机的优越性

1. 循环效率提高蒸汽参数提高、焓降增大、实现抽汽回热和中间再热。

2. 相对内效率提高合理分配各级焙降使之在最佳速比附近工作;大多数级的余速得到利用;平均焓降减小,可使级的平均直径减小,提高叶片高度;因存在重热现象,前级产生的损失部分地被下级利用。

3. 单位功率的投资减小。

六、多级汽轮机各级段的工作特点

蒸汽在多级汽轮机中膨胀作功,压力和温度降低、比容增大,导致沿蒸汽膨胀流程的通流面积增大,使汽轮机通流部分的结构和工作特征沿蒸汽流程发生很大变化。沿蒸汽流程平均直径和叶片高度增大,反动度呈逐级增大势态。蒸汽比容的减小,漏汽损失的相对比例呈逐级下降。叶片的增长,二次流损失呈下降趋势,但叶型损失相对增大。对中间再热机组,漏汽及二次流损失较大,加上调节级部分进汽,高压缸效率最低,中压缸的工况较好,故效率最高。

 

 
蒸汽
参数
汽缸
汽缸
受力
容积流量
叶片
形式
平均直径
级比焓降
反动度
主要
损失
效率
高压缸
高温
高压
多层
较厚
压力
热应力
较短直叶微弯
较小
叶高漏
汽部分
较低
中压缸
高温
中压
多层
较薄
压力
热应力
扭叶
较长
中等
漏汽
较高
低压缸
低温
低压
多层
压力
热应力
扭叶
较大
湿汽
较低

来源:百度文库
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