600MW汽轮机课程设计

华北电力大学（北京）

硕士学位论文

600MW汽轮机启动优化的研究

姓名：蔡宇申请学位级别：硕士专业：热能工程指导教师：朱萍20080301

摘要

本文以哈汽６００ＭＷ汽轮机的启动过程为研究对象，分析与探讨了启动过程中蒸汽温升率的计算方法，并在此基础上研究了蒸汽初温与转子金属温度的匹配问题，使得汽轮机启动过程优化。同时对启动过程中的换热系数进行了计算与比较。在启动过程中须要对应力进行监测，因此本文对汽轮机转子应力的在线计算模型进行了研究，针对目前汽轮机转子温度场的在线求解问题，给出了克兰克．尼科尔森差分计算模型，并对６００ＭＷ汽轮机冷态启动过程进行了仿真计算，并验证该计算模型的合理性。该方法具有数据处理实时、稳定性好等特点。

关键词：启动，寿命分配，换热系数，克兰科一尼科尔森差分

Ａｂｓｔｒａｃｔ

Ｓｔａｒｔｐｒｏｃｅｓｓｏｆ

６００ＭＷ

ｔｕｒｂｉｎｅｍａｄｅｂｙＨａｒｂｉｎＴｕｒｂｉｎｅＣｏｍｐａｎｙｉｓｏｐｔｉｍｉｚｅｄｉｎ

ｓｔａｒｔ

ｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｓｐｅｅｄｏｆｓｔｅａｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｉｓｉｎｇｉｎｐｒｏｃｅｓｓｉｓａｎａｌｙｚｅｄａｎｄ

ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ａｎｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｈｉｓ，ｔｈｅｍａｔｃｈｉｎｇｏｆｓｔｅａｍｔｅｍｐ

汽轮机原理课程设计说明书

第一章 23MW凝汽式汽轮机设计任务书

1.1 设计题目 ： 23MW凝汽式汽轮机热力设计 1.2 设计任务及内容

根据给定条件完成汽轮机各级尺寸的确定及级效率和内功率的计算。在保证运行安全的基础上，力求达到结构紧凑、系统简单、布置合理、使用经济性高。

汽轮机设计的主要内容： 1.确定汽轮机型式及配汽方式；

2.拟定热力过程及原则性热力系统，进行汽耗量于热经济性的初步计算； 3.确定调节级型式、比焓降、叶型及尺寸等； 4.确定压力级级数，进行比焓降分配；

5.各级详细热力计算，确定各级通流部分的几何尺寸、相对内效率、内功率与整机实际热力过程曲线；

6.整机校核，汇总计算表格。

1.3 设计原始资料

额定功率：23MW 设计功率：18.4MW 新汽压力：3.43MPa 新汽温度：435℃ 排汽压力：0.005MPa 冷却水温：22℃ 机组转速：3000r/min 回热抽汽级数：5 给水温度：168℃

1.4 设计要求

1.严格遵守作息时间，在规定地点认真完成设计，设计共计两周； 2

贵州大学课程设计 汽轮机课程设计

第一章 绪言

ξ1.1、变工况计算的意义

汽轮机在变工况条件下工作时，沿通流部分各级的蒸汽流量，喷嘴动叶前后的气温，汽压及湿度将偏离设计值，使零部件的受力情况，轴向推力，效率，出力发生变化。此外，汽轮机在启停或负荷剧烈变动时，可能在零部件中产生很大的热应力，引起金属材料疲劳损伤，影响机组寿命，这种情况，在大型机组上尤为注意。为此常常需要对它们进行校核和分析，以保证机组的安全可靠和经济运行。由于变工况热力计算能获得各级的状态参数，理想比焓降，反动度，效率，出力等较详尽的数据，这就为强度分析，推力计算以及了解效率及出力变化提供了科学的参考依据。因此，变工况热力核算常成为了解机组运行情况，预测设备系统改进所产生的效果，乃至分析事故原因的重要手段。

ξ1.2、变工况数值计算的方法与特点

1.2.1、方法

汽轮机整机的热力计算是建立在单级核算的基础上的。目前，在变工况计算中，根据不同的给定原始条件，单级的详细热力核算可分为顺序计算和倒序计算两种基本方法，此外还有将倒序和顺序结合起来的混合算法。 1.2.2、特点

顺序算法以给定的级前状态为起点，由前向后计算;倒序算法则以给定的级后状态为起点，由后向前计算。混合算法中，

汽轮机课程设计

指导老师：学生姓名：学号：专业：班级：日期：

能源与动力工程

目录

目录.....................................................................................................................................................2课程设计任务.....................................................................................................................................4第一章汽轮机热力计算.................................................................................................................5

1.汽轮机基本参数和结构的选择............................................................

汽轮机课程设计

指导老师：学生姓名：学号：专业：班级：日期：

能源与动力工程

目录

目录.....................................................................................................................................................2课程设计任务.....................................................................................................................................4第一章汽轮机热力计算.................................................................................................................5

1.汽轮机基本参数和结构的选择............................................................

600MW汽轮机主汽门检修

前言

上汽600MW亚临界汽轮机卧式布置主汽门经常发生关闭缓慢、卡涩甚至卡死的故障，严重威胁机组的安全运行和稳定运行。主汽门在检修过程中工作人员的检修工艺对保证汽门修后的安全运行也起到关键的作用，下

面重点介绍主汽门的检修工艺进行介绍，使检修人员更深刻了解设备的结构，以及运行中存在的安全隐患，掌握主汽门检修工艺要求和检修的重点工作，提高员工的技能。

一、设备简介

汽轮机型式：亚临界四缸四排汽凝汽式汽轮机 汽轮机型号：N600-16.7/537/537 制造厂家：上海汽轮机有限公司 铭牌出力：600MW

额定转速： 3000r/min（从汽轮机端向发电机端看为顺时针旋转） 额定参数：汽机高压主汽阀前压力 16.7MPa ，温度 537℃。

本机组的高压进汽阀门，为由一个主汽门和两个调节气门所构成的组件，主汽门为卧式布置，而调节汽门为立式布置。进汽阀门组件共两个，分别设置于高压缸的两侧，通过主汽门座架固定于基础平台上。架座一端为“A”型弹性框架和横向拉杆拖架组合体。

主汽门靠液压开启，弹簧关闭，卧式运行。主阀内有一启动小阀，在全压下能开启，其通流能力约为25%额定蒸汽流量，它在调节汽阀全开的全周进汽启动时，能精

600MW汽轮机调节保安及供油系统

第一节 汽轮机调节系统

一、数字电液调节系统的方框图

图6—1为数字电液调节系统的方框图，它也是一种功率频率调节系统，与模拟电调相比较，其给定、综合比较部分和PID(或n)的运算部分，都是在数字计算机内进行的。由于计算机控制系统是在一定的采样时刻进行控制的，所以，两者的控制方式完全不同，模拟电调属于连续控制，而数字电调则属于离散控制，也称采样控制。

图6—1为数字电液调节系统的方框图

图6—1中的调节对象，考虑了调节级汽室压力特性、发电机功率特性和电网特性，而计算机的 综合、判断和逻辑处理能力又强，因此，它是一种更为完善的调节系统。

该系统采用PI调节规律，是一种串级PI调节系统。整个系统由内回路和外回路组成，内回路增强了调节过程的快速性，外回路则保证了输出严格等于给定值；PI调节规律既保证了对系统信息的运算处理和放大，积分作用又可以保证消除静差，实现无差调节。

系统的虚拟“开关”由软件实现，K1和K2“开关”的指向可提供不同的运行方式，既可按串级PI方式运行，又可按单级PI方式运行。这就使得当系统中某个回路发生故障时，如变送器损坏等情况下，系统仍能正常工作，这对于液压调节系统

..第二部分 使用说明书

一、软件简介

汽轮机课程设计教学软件《设计宝典Xp》是由蚂蚁虫工作室马唯唯开发的。适合热动及相关专业汽轮机课程设计使用。设计汽轮机级数不超过12级。

软件特点：

1．查焓熵图由计算机查取，快速，准确。输入输出采用了OLE高级拖放技术，自动截取数据，无需手动输入。（参见《焓熵查表通》介绍）

2．《新视图1.0》包含了设计中的所有视图，可以直接打印，可以查取各个系数。 3．可以自动生成设计报告。

4．可以随时查看每一步或者每一级的详细计算过程。 5．可以模拟组装汽轮机通流部分。 6．支持dbf到 xls文件格式转换。

7．强大的数据逻辑性检测将大大减少人为的错误。 8．可以设计个性化界面。

9．可以播放背景音乐。 软件安装最低要求：

1．中央处理器为80486或更高。

2．已设虚拟内存的计算机要求内存在4MB以上，未设虚拟内存的计算机内存

15

至少要16MB内存，安装后不少于15MB的自由空间。

3．与windows配套的鼠标。 《新视图1.0》介绍

(1)《新视图1.0》中包含了课程设中使用的各幅图，每一幅图中的符号都有解释，只需鼠标移到符号上即可。

(2)系数采用鼠标移动查取。当鼠标移动时，横纵坐标值会变化。

汽轮机原理课程设计报告模板,内容详细,值得参考

一、课题背景：

随着电力需求的迅速增长，电力负荷的多样性及可变性在所难免，而电能的不可储藏性决了发电机组的工况必须随着电力负荷的变化而变化。所以发电机组常常需要偏离设计工况运行。作为发电机组的原动机，汽轮机也必然受到变工况运行的影响。汽轮机在变工况下运行时，通过汽轮机的蒸汽流量或蒸汽参数将发生变化，汽轮机的某些级或全部级的反动度、级效率也随之发生变化。为了估计汽轮机在新工况下的经济性和可靠性，有必要对新工况进行热力核算。汽轮机整机变工况热力核算是建立在单级核算基础上的，因此研究单级热力核算对于顺利完成整机热力核算任务有重要意义。正是基于此，本设计拟题为：某型汽轮机最末级的倒序法变工况热力核算。

二、设计要求：

根据计算准确度的要求不同，热力核算可采用详细的热力核算，也可以采用近似的算法。本次设计要求的是单级的详细热力核算。由给定的不同的原始条件，单级的详细热力核算又分为顺序计算和倒序计算两种基本方法，以及将这两种算法结合起来的混合算法。本设计采用以给定的变工况后的级后状态为起点，由后向前计算的倒序法对某型汽轮机最末级进行详细的变工况热力核算。要求在规定的时间内，按规范完成设计说明书，并通过指导老师组织的

中温中压冷凝式汽轮机课程设计说明书

１

目 录

一． 总述

1．课程设计的目的及要求 2．设计题目 3．热力设计内容 4．主要参数

二． 热力设计内容

㈠ 回热系统计算 ㈡ 调节级

㈢ 中间级焓降分配及级数确定 ㈣ 压力级计算

㈤ 汽封漏气量、叶顶漏汽量计算 ㈥ 末级扭叶片叶型

附： 上述计算程序详见相关文件

２

一． 总述

1．

课程设计的目的及要求

任务：N25－3.43/435 冷凝式汽轮机组热力设计 目的：① 系统总结巩固已有知识

② 对汽轮机结构、通流部分、叶片等联系 ③ 对于设计资料的合理利用 要求：① 掌握汽轮机原理的基本知识 ② 了解装置间的相互联系 2．

设计题目

本次课程设计采用的基本数据为上海汽轮机厂数据 设计题目：中温中压冷凝式汽轮机课程设计

设计原则：⑴ 安全性：采用合理结构、安全材料、危险工况校核 ⑵ 经济性：设计工况效率高

⑶ 可加工性： 工艺、形状、材料有一定要求 ⑷ 新材料、新结构选用需进行全面试验

⑸ 节省贵重材料的用量与消耗

3．

热力设计内容

⑴ 调节级计算 速比选用0.23/0.26 ⑵