汽轮机原理-5-5蒸汽初终参数的波动对经济性的影响课件.ppt

1、1第五节第五节 蒸汽初终参数的波动对经济性的影响蒸汽初终参数的波动对经济性的影响工况变动时，除流量变化之外，汽轮机的初终参数也有变动。当初终参数变化超过一定范围后，不仅影响机组的经济性，对机组的安全也会有影响。一.初温、背压不变，初压变化对功率的影响蒸汽初压的变化，将会引起进汽量、理想焓降和内效率的变化。汽轮机 的内功率为：当初压变化不大时，汽轮机的内功率变化为：3600ritiHGP000000360036003600ppHGppHGppGHPrittririti2（一）（一）当初压变化而调节阀开度不变当初压变化而调节阀开度不变 对上式的各项进行简化、推导可得：001020000360036

2、00ppppvpGppHPkkririti上式两边同除以上式得相对值：00102001ppppHvpPPkktii上式表明，当初温、背压不变时，功率变化量（）正比于初压改变量（），而背压越高，初压对功率的影响就越大。如图所示，在不同背压下，功率增加与初压的关系。iN0p第第五五节节 蒸汽初终参数的波动对经济性的影响蒸汽初终参数的波动对经济性的影响3（二）初压（二）初压（p0）变化，保持流量（）变化，保持流量（D）不变）不变1，对于喷嘴调节汽轮机来说：初压（p0）变化，保持流量（G）不变，则必需改变调节阀的开度，调节级后压力发生变化，则整机的理想焓降发生变化，则功率要改变，这样上式变为 第第五五

3、节节 蒸汽初终参数的波动对经济性的影响蒸汽初终参数的波动对经济性的影响2,对于节流调节汽轮机来说，当初压（p0）变化，流量（G）不变，必需改变调节阀的开度。由于第一级前的压力不变，因此，理想焓降不变。初压变化不会引起功率变化，但有节流损失。3，对于中间再热机组，初压（p0）变化只会对高压缸起作用。而高压缸的功率一般只占总功率的1/41/3，对功率影响不大。00102003600ppppvpGPkkrii0010200ppppHvpPPkktii或者4（三）（三）初压变化对机组安全性的影响初压变化对机组安全性的影响第五节第五节 蒸汽初终参数的波动对经济性的影响蒸汽初终参数的波动对经济性的影响n初

4、压升高而初温不变时，湿蒸汽区前移，对机组最末几级的工作不初压升高而初温不变时，湿蒸汽区前移，对机组最末几级的工作不利；利；n调节级最危险工况为一阀全开而第二阀未开时，调节级的理想比焓调节级最危险工况为一阀全开而第二阀未开时，调节级的理想比焓降最大，级前后压差最大；降最大，级前后压差最大；n初温不变，初压降低时一般不会带来危险。初温不变，初压降低时一般不会带来危险。n初压降低而负荷较高时，汽轮机的流量可能超过最大流量，末级叶初压降低而负荷较高时，汽轮机的流量可能超过最大流量，末级叶片所受汽流作用力增大片所受汽流作用力增大5二、初压、背压不变，初温变化对功率的影响二、初压、背压不变，初温变化对功率

5、的影响 初温初温 在一定范围内变化时，要影响功率；初焓在一定范围内变化时，要影响功率；初焓 变化，也会影响蒸汽在变化，也会影响蒸汽在锅炉内的吸热量锅炉内的吸热量 。036003600()tritriifwD HQ HPhhtH0hri0()fwQD hh（一）工质在锅炉中的吸热量保持不变（一）工质在锅炉中的吸热量保持不变0t0h当初温变化时，理想焓降当初温变化时，理想焓降 、初焓、初焓 和效率和效率 都要变化。都要变化。对上式进行推导得：对上式进行推导得：000000111itriitfwriPHhtPHthhtt0020000003600()rittritriifwfwfwHHhHQPthh

6、thhthht(5-35)汽轮机的功率为汽轮机的功率为(5-34)第第五五节节 蒸汽初终参数的波动对经济性的影响蒸汽初终参数的波动对经济性的影响600011%(30 50)piifwriCPtPThh结论：结论：l当新蒸汽温度变化不大时，对应一定的背压，汽轮机功率的增量与初温的增量当新蒸汽温度变化不大时，对应一定的背压，汽轮机功率的增量与初温的增量成正比；成正比；将蒸汽看作是理想气体，则将蒸汽看作是理想气体，则12001()1kktpkHRTkp120001()1kttkHHpkRTkpT所以所以将蒸汽看作是过热蒸汽，则将蒸汽看作是过热蒸汽，则00phCt根据经验，近似认为初温每升高根据经验，

7、近似认为初温每升高30305050，效率约升高，效率约升高1 1，即，即01%(30 50)rit所以有所以有l 初温越高，初温的变化对功率的影响越小；初温越高，初温的变化对功率的影响越小；l 背压越高，初温变化对汽轮机功率影响越大。背压越高，初温变化对汽轮机功率影响越大。第第五五节节 蒸汽初终参数的波动对经济性的影响蒸汽初终参数的波动对经济性的影响7（二）（二）调节阀开度不变调节阀开度不变0000111itriitriPHGtPHtGtt0011()2GGtT 其中其中(5-37)(5-36)当蒸汽初温改变而要求调节阀开度不变时，所引起的功率当蒸汽初温改变而要求调节阀开度不变时，所引起的功率

8、变化为变化为（三）流量保持不变三）流量保持不变为初温变化为初温变化11引起流量变化对功率的修正系数引起流量变化对功率的修正系数.当蒸汽初温改变而要求流量改变时，所引起的功率变化为当蒸汽初温改变而要求流量改变时，所引起的功率变化为00011itriitriPHtPHtt第第五五节节 蒸汽初终参数的波动对经济性的影响蒸汽初终参数的波动对经济性的影响8 新蒸汽温度除了影响汽轮机功率和工质在锅炉中的吸热量变化外，对新蒸汽温度除了影响汽轮机功率和工质在锅炉中的吸热量变化外，对汽轮机的运行安全性影响也很大。考虑到金属材料的高温蠕变行为导致机汽轮机的运行安全性影响也很大。考虑到金属材料的高温蠕变行为导致机械

9、强度明显下降，因此，对新蒸汽温度的限制非常严格。械强度明显下降，因此，对新蒸汽温度的限制非常严格。Pel（MW）50300、6004501000P0（MPa）3.4316.017.92431T0（）435538566625第第五五节节 蒸汽初终参数的波动对经济性的影响蒸汽初终参数的波动对经济性的影响（四）（四）温度变化对机组安全性的影响温度变化对机组安全性的影响9（四）（四）温度变化对机组安全性的影响温度变化对机组安全性的影响第第五五节节 蒸汽初终参数的波动对经济性的影响蒸汽初终参数的波动对经济性的影响n初温升高而初压不变时，汽轮机的进汽部分（主汽阀、初温升高而初压不变时，汽轮机的进汽部分（主

10、汽阀、调节汽阀、进汽管等）和调节级的温度都会升高，在高调节汽阀、进汽管等）和调节级的温度都会升高，在高温下产生高温蠕变，影响安全，缩短机组寿命；温下产生高温蠕变，影响安全，缩短机组寿命；n初温降低时，各级蒸汽温度降低，各级理想焓降减小，初温降低时，各级蒸汽温度降低，各级理想焓降减小，使级的反动度增大，致使转子轴向推力增大。使级的反动度增大，致使转子轴向推力增大。影响安全的关键是温度下降速度。影响安全的关键是温度下降速度。n若降低初温而增大流量，则导致最末几级的理想焓降增若降低初温而增大流量，则导致最末几级的理想焓降增大，相应动静叶片所受汽流作用力增大，影响安全。大，相应动静叶片所受汽流作用力增

11、大，影响安全。在初温降低情况下，应该限制进入汽轮机的流量，减小在初温降低情况下，应该限制进入汽轮机的流量，减小出力，保证转子轴向推力和最末几级动、静叶片的应力出力，保证转子轴向推力和最末几级动、静叶片的应力不超过允许值不超过允许值10三，初压、初温不变，背压变化对功率的影响三，初压、初温不变，背压变化对功率的影响 背压变化对汽轮机的影响主要在末级。为了方便，假定在设计工况下，末级级后压力为临界压力（）。工况变化后有两种情况：（1）末级级后压力由临界压力（）上升；（2）末级级后压力由临界压力（）下降。crp2crp2crp2第第五五节节 蒸汽初终参数的波动对经济性的影响蒸汽初终参数的波动对经济性

12、的影响12370m s1.131.02crbwk、2328()crbGpf GA22tbbcrGwA22222crtcrcrcrpwwkRTk22221crcrcrbcrbbbpwGGpkAk A通常所以可得11crp2（一）（一）背压由临界压力（背压由临界压力（）上升）上升当背压由临界压力（）上升到 时，（1）级的焓降（）减少；（2）余速损失改变；（3）级效率改变；（4）凝结水温度改变。这四方面都活引起功率变化，最后可得：2pcrp2th)h()H(xGppwcosu)k(ppkkpkwxGNcritmncrcrncrkkcrricrmi21222222212222111111第第五五节节

13、蒸汽初终参数的波动对经济性的影响蒸汽初终参数的波动对经济性的影响三三.初压、初温不变，背压变化对功率的影响初压、初温不变，背压变化对功率的影响。末级余速损失的改变量效率；余速损失时汽轮机的内未考虑湿汽损失、末级变量；：整机理想比焓降的改级的平均干度；率的修正系数，常取使做功蒸汽量减小对功由于最后一级回热抽汽:)h(:)H(:x;.:critm293012（二）（二）背压由临界压力（背压由临界压力（）下降：）下降：当背压由临界压力（）下降时，使汽流在动叶的斜切部分膨胀，反动度增加，发生偏转，变成（+）。对喉部前的流动没有影响。因此，功率变化只是由于 的大小和方向改变所引起的，经过推导可得：对于一

14、定机组，当背压由临界压力（）下降时，所引起单位流量的功率变化为：crp2crp22w222crp2第第五五节节 蒸汽初终参数的波动对经济性的影响蒸汽初终参数的波动对经济性的影响三三.初压、初温不变，背压变化对功率的影响初压、初温不变，背压变化对功率的影响2222222222sin()cosicrmPpuwwwxfGG22222cos()cosicrmPGu wwx(5-42)(5-43)或13（二）（二）背压由临界压力（背压由临界压力（）下降：）下降：crp2第第五五节节 蒸汽初终参数的波动对经济性的影响蒸汽初终参数的波动对经济性的影响三三.初压、初温不变，背压变化对功率的影响初压、初温不变，

15、背压变化对功率的影响2222222222sin()cosicrmPpuwwwxfGG22222cos()cosicrmPGu wwx(5-42)(5-43)或iPG对于固定的凝汽机组，对于固定的凝汽机组，为定值，则由上式可得为定值，则由上式可得单单位流量的功率增量位流量的功率增量 只与压力比只与压力比 有关，即：有关，即：2mrixku、iPGcrpp2222()icrPpfGpGp22iPpfGG因此，根据不同的因此，根据不同的 ，就可以算出相应的功率增量，就可以算出相应的功率增量 。2()crpf G14（三）（三）背压改变对安全性的影响背压改变对安全性的影响第第五五节节 蒸汽初终参数的波

16、动对经济性的影响蒸汽初终参数的波动对经济性的影响三三.初压、初温不变，背压变化对功率的影响初压、初温不变，背压变化对功率的影响n当背压升高而负荷不变则蒸汽流量过大，汽流冲击力增大，当背压升高而负荷不变则蒸汽流量过大，汽流冲击力增大，轴向推力增大；轴向推力增大；n背压升高则排汽温度也升高，汽轮机低压缸排汽端热膨胀、背压升高则排汽温度也升高，汽轮机低压缸排汽端热膨胀、热变形增大，排汽缸上抬，使汽轮机动静间隙变小，转子热变形增大，排汽缸上抬，使汽轮机动静间隙变小，转子轴心线与汽缸中心线不重合，引起机组振动；轴心线与汽缸中心线不重合，引起机组振动；n汽轮机运行时应该严格监控凝汽器的真空；汽轮机运行时应该严格监控凝汽器的真空；n当凝汽器的真空过高而功率最大时，末级最为危险。当凝汽器的真空过高而功率最大时，末级最为危险。15第五章汽轮机的变工况特性第五章汽轮机的变工况特性1）掌握喷嘴、动叶和级组变工况运行特性；2）掌握不同类型多级汽轮机变工况运行特性；3）掌握多级汽轮机配汽方式及调节级变工况运行特性；4）掌握初、终参数变化对汽轮机运行安全经济的影响。教学目标及基本要求教学目标及基本要求