汽轮机课程设计 设计说明书 - 图文

汽轮机课程设计说明书（中压缸） 热能与动力工程7班 20094186 李春春

1引言

1.1汽轮机简介

汽轮机是以蒸汽为的旋转式热能动力机械，与其他原动机相比，它具有单机功率大、效率、运行平稳和使用寿命长等优点。

汽轮机的主要用途是作为发电用的原动机。在使用化石燃料的现代常规火力发电厂、核电站及地热发电站中，都采用汽轮机为动力的汽轮发电机组。汽轮机的排汽或中间抽汽还可用来满足生产和生活上的供热需要。在生产过程中有余能、余热的工厂企业中，还可以应用各种类不同品位的热能得以合理有效地利用。由于汽轮机能设计为变速运行，所以还可用它直接驱动各种从动机械，如泵、风机、高炉风机、压气机和船舶的螺旋桨等。因此，汽轮机在国民经济中起着极其重要的作用。

1.2 600MW汽轮机课程设计的意义

电力生产量是衡量一个国家经济发展水平的重要标志之一。电力工业为国民经济各个领域和部门提供电能，它的发展直接影响着国民经济的发展速度，因此，必须超前发展。装机容量从1949年占世界第25位，到如今的世界前列。电力事业发展的宏伟目标，要求汽轮机在容量和效率方面都要上一个新的台阶，在今后的一段时间内，我国火电的主力机组将是300MW—600MW亚临界机组，同时要发展超临界机组。

1.3汽轮机课程设计要求：

1）汽轮机为基本负荷兼调峰运行

2）汽轮机型式：反动、一次中间再热、凝汽式

1.4设计原则

根据以上设计要求，按给定的设计条件，选取有关参数，确定汽轮机通流部分尺寸，力求获得较高的汽轮机效率。汽轮机总体设计原则为在保证机组安全可靠的前提下，尽可能提高汽轮机的效率，降低能耗，提高机组经济性，即保证安全经济性。承担基本负荷兼调峰的汽轮机，其运行工况稳定，年利用率高。设计中的计算采用电子表格来计算，绘图采用手绘图,计算表格和附图统一见附录。

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2 汽轮机结构与型式的确定

2.1汽轮机参数、功率、型式的确定 2.1.1 汽轮机初终参数的确定

常规超临界机组的主蒸汽和再热蒸汽温度为538℃～560℃，典型参数为24.2MPa/566℃/566℃，对应的发电效率约为41%。参考《汽轮机原理》（中国电力出版社）P152表7-2石洞口二厂D4Y454汽轮机和GB/T-754-2007 《发电用汽轮机参数系列》选定参数如下： （1）主蒸汽及再热蒸汽压力、温度

主蒸汽压力 24.2MPa 主蒸汽温度 565 ℃ 再热蒸汽汽压力 3.703MPa 再热蒸汽温度 565 ℃ （2）汽轮机排汽参数

汽轮机高压缸排气压力 Pa=4.114MPa 排气温度Ta=306.78℃ 汽轮机中压缸排气压力 Pb=1.082MPa 排气温度Tb=379.62℃ 汽轮机低压缸排气压力 Pc=5kPa 排气温度Tc=32.8℃

2.1.2汽轮机设计功率的确定

表1

经济工况功率 铭牌功率（夏季） VWO阀门全开工况 最大连续功率工况TMCR 600MW 600MW 648MW 638.5MW 2.1.3汽轮机型式的确定

由设计任务书及已经选取的相关参数可确定汽轮机型式为：

N600-24.2/565/565型、反动式、一次中间再热、水冷凝汽式、基本负荷兼调峰运行汽轮机

2.2 汽轮机转速和调节方式的确定

我国电网调波为50Hz，发电机最高转速为3000rpm，故选取汽轮机转速为：3000rpm(偏差为±3转)。转速n=3000 r/min。

电网中带基本电荷的机组，可以采用喷嘴调节方式，也可以采用节流调节方式，电网中的调峰机组应该采用喷嘴调节方式。喷嘴调节方式是为了发挥机组的经济性，且目前我国制造的汽轮机绝大多数都采用喷嘴调节方式，所以综合考虑来说，我们选择喷嘴调节方式。

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汽轮机机组热力设计基本参数的选取

表2 项目 机组型号 机组型式 新汽压力 新汽温度 排汽压力 额定功率 额定转速 给水温度 回热级数 再热压力 再热压力损失 再热温度 选取参数 N600─24.2/565/565 一次中间再热反动式、水冷式基本负荷兼调峰汽轮机 24.2MPa 565℃ 0.005MPa 600MW 3000rpm 280.88℃ 8级回热，3个高温加热器、1个除氧器、4个低温加热器 3.703MPa 0.328 MPa 565℃ 2.3汽轮机热力过程线拟定

2.3.1各缸进排汽参数及压损的确定 （1）各缸进排汽参数见下表：

表3

（2）压损的确定

主汽门调节阀中的节流损失ΔP0=0.03* P0=0.04*24.2=0.968 MPa；

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项目 高压缸进汽 高压缸排汽 中压缸进汽 中压缸排汽 低压缸进汽 低压缸排汽 压力MPa 24.2 4.241 3.6285 1.0824 1.0388 0.005 温度℃ 565.0 308.1 565.0 379.62 379.26 32.88 焓值kJ/kg 3395.68 2977.40 3597.22 3219.61 3219.61 2478.11

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调节级前压力P0=24.2-0.968=23.232 MPa

排汽管中的压损ΔPr=0.02*Pc=0.03*4.198=0.127 MPa；Pr‘=4.241-0.127=4.114 MPa 中间再热及连通管压损 ΔPr=0.1*Pr=0.0.4114 MPa； Pr‘’=4.114-0.4114=3.7026 MPa 中压、快速截止阀和调节阀压损ΔPr=0.02*Pr=0.07405 MPa（中压调节阀全部打开）

’Pr‘’=3.6285

中低压缸连通管中的损失ΔPa=0.02*Ps=0.02*1.0824（中压排汽压力）=0.0216MPa 低压缸进气压力Ps= 1.0388MPa

对于大容量机组可以忽略低压缸排气损失。

2.3.2各缸内效率的估定及热力过程线

对照国内同类机组，估定各缸的内效率：高压缸88%；中压缸91%；低压缸89% 。热力过程线请详见附录。

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3 回热系统初步拟定

3.1 相关参数确定

3.1.1主蒸汽流量G0

对一般的凝汽式汽轮机，其进汽量可按下式估算：

D0?3.6Pec?Hmacti??m?gm??D （t/h）

m——考虑回热抽汽使进汽量增大的系数，它与回热级数、给水温度、功率有关，结合一设

计机组的相关参数，取m=1.4；

?D——考虑轴封漏汽、门杆漏汽所需的新汽量，一般?D≤2%D，这里取为1%D；?Htmac——全机理想焓降（kJ/kg）

由H-S图上查得各个点的参数，可得

?Htmac??H高??H中??H低＝3395.68－2910.74+3597.22-3188.13+3219.66－2251.03 kJ/kg＝1851.66kJ/kg

?t——汽轮机相对内效率，根据相关指标取为: ?t=90%

?m——机械效率，参照国内同类型机组，可取为：?m=99% ?g——发电机效率，参照国内同类型机组，取：?g=98%

代入公式计算得： 解得D0=1896.849t/h

3.1.2 除氧器、高、低加参数，凝汽器参数及加热器温升分配

（1）除氧器出口工作压力和温度的确定

由于本机组设计为中间再热机组，一般采用高压式除氧器，设计工况下，对该汽轮机取为1.06MPa，由此查得饱和水和饱和水蒸汽热力性质表，可求得： tcy=182℃。给水温度与进入汽轮机的参数和高压加热器的个数有关，由设计任务书的要求，汽轮机进汽压力为24.2MPa，参考同类型机组得：给水温度为280℃。

查得在5kPa的背压下饱和水温度为32.88℃,为计算方便，取给水温度为280.88℃。 （2）凝汽器出口压力和温度

较大容量汽轮机的排汽管都设计为具有一定的扩压能力，使排汽的余速动能最大限度地转化为压力能，用以补偿蒸汽在其中的压力损失。良好情况下，可使排汽压力pc与凝汽器出口压

'力pc接近相等。由于本机组为600MW机组，蒸汽流量大，所以本机组的排汽初步设计为四排汽，

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