汽轮机的调节方式及调节级变工况.ppt
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3.33.3配汽方式及其配汽方式及其对定压运行机组变工况的影响对定压运行机组变工况的影响汽轮机汽轮机的的内功率内功率为为当当初初参参数数不不变变或或变变化化不不大大时时,汽汽轮轮机机的的内内功率就取决于进汽量功率就取决于进汽量的大小。
的大小。
因因此此,对对汽汽轮轮机机的的功功率率进进行行调调节节,主主要要是是对进汽量对进汽量进行调节。
进行调节。
常常用用的的配配汽汽方方式式有有:
节节流流配配汽汽、喷喷嘴嘴配配汽汽、旁通配汽、变压配汽。
旁通配汽、变压配汽。
一、节流配汽一、节流配汽11、节节流流调调节节:
这这种种调调节节方方式式就就是是用用一一个个或或几几个个调调节节阀阀对对进进入入汽汽轮轮机机的的全全部部进进汽汽量量进进行行调调节,然后流向第一级喷嘴。
节,然后流向第一级喷嘴。
进入汽轮机的全部进汽量都受到节流作用。
进入汽轮机的全部进汽量都受到节流作用。
当机组功率变化时,流量和焓降都要变化。
当机组功率变化时,流量和焓降都要变化。
22、节流调节的热力过程曲线、节流调节的热力过程曲线特特点点:
各各级级通通流流面面积积不不变变,变变工工况况时时各各级级级级前前压压力力与与流流量量成成正正比比,htht几几乎乎不不变变,、xx11、ii基基本本不不变变(凝凝汽汽式式汽汽轮轮机机),但整机效率降低。
但整机效率降低。
缺缺点点:
低低负负荷荷节节流流损损失失大大,理理想想焓焓降降减减小很多。
小很多。
33、节流调节的效率、节流调节的效率蒸蒸汽汽经经节节流流之之后后,蒸蒸汽汽焓焓值值不不变变,压压力力降降低(低(降到降到),节流后的内效率为:
),节流后的内效率为:
式中,式中,通流部分的相对内效率;通流部分的相对内效率;调调节节阀阀的的节节流流效效率率,其其大大小小与与通通流流部部分分结结构构无无关关,它它是是蒸蒸汽汽初初终终参参数数和和流流量量的函数。
的函数。
节流效率曲线节流效率曲线同一背压下同一背压下,流,流量比设计值小得量比设计值小得越多,调节汽门越多,调节汽门中的节流越大,中的节流越大,节流效率越低。
节流效率越低。
同一流量下同一流量下,背,背压越高,节流效压越高,节流效率越低,率越低,优优点点:
无无调调节节级级,结结构构简简单单,成成本本低低;流流量量变变化时,各级温度变化小,负荷适应性较好;化时,各级温度变化小,负荷适应性较好;应用:
应用:
滑压运行滑压运行承担基本负荷,还可用于调峰;承担基本负荷,还可用于调峰;定压运行定压运行承担基本负荷。
承担基本负荷。
旁通调节旁通调节11、旁通调节有、旁通调节有外旁通调节外旁通调节和和内旁通调节内旁通调节外旁通调节外旁通调节内旁通调节内旁通调节22、旁通调节的工作原理:
、旁通调节的工作原理:
(11)当当经经济济功功率率时时,调调节节阀阀22全全开开,旁旁通通阀阀33、44关闭。
相当于节流调节;关闭。
相当于节流调节;(22)当当过过负负荷荷时时,调调节节阀阀22全全开开,旁旁通通阀阀部部分分开开启启。
由由于于后后几几级级有有较较大大的的通通流流面面积积,可可以以多进汽、多作功;多进汽、多作功;(33)过过负负荷荷时时,通通过过旁旁通通阀阀部部分分的的蒸蒸汽汽有有节流损失,旁通阀不能全开,效率有所降低;节流损失,旁通阀不能全开,效率有所降低;(44)当当开开旁旁通通阀阀时时,旁旁通通室室压压力力升升高高,旁旁通通级级焓焓降降减减小小,速速度度比比增增大大,功功率率减减小小,效效率率降低。
降低。
33、旁旁通通调调节节汽汽轮轮机机的的变变工况曲线压力与流量的关系。
工况曲线压力与流量的关系。
OAOA为为调调节节阀阀后后(第第一一级级前前)的的压压力力随随流流量量的的变变化化情情况况。
全全开开时时,流流量量为为,压压力力为为;OBOB为为旁旁通通室室的的压压力力变变化化情情况况。
当当流流量量为为,压压力力为为;过过负负荷荷时时,流流量量增增加加,压压力力升高升高。
图图bb为流量的变化曲线为流量的变化曲线:
当当流流量量从从0-0-时时,流量为流量为oaoa,在在时达时达aa;过过负负荷荷时时,旁旁通通级级流流量呈双曲线减少。
量呈双曲线减少。
44、旁通调节的热力过程曲线、旁通调节的热力过程曲线当当旁旁通通阀阀投投入入后后,其其热热力力过过程程曲曲线线如如图图所所示示:
其其中中,为为通通过过调调节节阀阀进进入入旁旁通通级级的的流流量量,过过程程线线为为0101线线,终终焓焓为为,有有效效焓焓降降为为;为为通通过过旁旁通通阀阀进进入入旁旁通通室室的的流流量量,压压力力为为,终终焓焓为为,而而混混合后的焓值为合后的焓值为。
注注意意:
(11)不不能能太太小小,因因旁旁通通阀阀开开启启后后,压压力力升升高高,温温度度升升高高。
为为了了冷冷却却旁旁通通级级,必必需需有有一一定定流流量量通通过过旁旁通通级级组组,以带走热量;以带走热量;(22)旁旁通通调调节节不不能能独独立立使使用用,只只能能联合使用。
联合使用。
55、内旁通、内旁通这种调节方式这种调节方式和喷嘴调节联合使用和喷嘴调节联合使用。
需需要要过过负负荷荷时时,打打开开内内旁旁通通阀阀,使使调调节节级级后的蒸汽进入某中间作功。
后的蒸汽进入某中间作功。
二、喷嘴调节二、喷嘴调节全开自动主汽门全开自动主汽门第第一一级级为为调调节节级级,调调节节级级分分为为几几个个喷喷嘴嘴组组(3(36)6),一个调节汽门控制一个喷嘴组。
,一个调节汽门控制一个喷嘴组。
当当汽汽轮轮机机负负荷荷变变化化时时,汽汽流流先先经经过过全全开开的的自自动动主主汽汽门门,依依次次开开启启和和关关闭闭调调节节阀阀以以调调节节汽汽轮轮机机的的进汽量。
进汽量。
在在部部分分负负荷荷下下,只只有有一一个个调调节节阀阀部部分分开开启启,其其它全开阀门节流减到最小它全开阀门节流减到最小,效率较高。
效率较高。
喷嘴调节的特点:
喷嘴调节的特点:
优优点点:
定定压压运运行行时时,喷喷嘴嘴配配汽汽比比节节流流配配汽汽节节流损失小,效率较高。
流损失小,效率较高。
缺缺点点:
喷喷嘴嘴组组间间存存在在间间壁壁,使使调调节节级级总总是是部部分分进进汽汽的的,带带有有部部分分进进汽汽损损失失且且调调节节级级的的余余速速不不能能被被利利用用(调调节节级级后后为为汽汽室室,蒸蒸汽汽速速度度为为),因因此此在在额额定定功功率率下下,喷喷嘴嘴配配汽汽汽汽轮轮机机的的效效率率比比节节流配汽稍低。
流配汽稍低。
主主要要缺缺点点:
定定压压运运行行时时,调调节节级级和和各各高高压压级级在在变变工工况况下下温温度度变变化化大大,热热应应力力较较大大,负负荷荷适适应应性差;性差;应应用用:
定定压压运运行行、滑滑压压运运行行承承担担基基本本负负荷荷、调峰调峰定定压压运运行行的的背背压压式式和和调调节节抽抽汽汽式式汽汽轮轮机机宜宜采用喷嘴配汽,减少节流损失。
采用喷嘴配汽,减少节流损失。
调节级的变工况调节级的变工况先假定:
(先假定:
(11)调节级的反动调节级的反动度度,;各阀无重叠度。
各阀无重叠度。
调节级的热力过程曲线调节级的热力过程曲线在一工况下,第一、二阀全在一工况下,第一、二阀全开,阀后压力为开,阀后压力为;第三阀部分开启,第三阀部分开启,阀后压力阀后压力为为(因有节流因有节流)两两全全开开阀阀的的调调节节级级热热力力过过程程曲曲线线如如0022,理理想想焓焓降降,有有效效焓焓降降,终终焓焓为为;部部分分开开启启阀阀的的调调节节级级热热力力过过程程曲曲线线如如0”2”0”2”,理理想想焓焓降降,有有效效焓焓降降为为,终焓为终焓为。
调调节节级级后后压压力力为为,混混合后的焓值为合后的焓值为.调节级的内效率和流量计算调节级的内效率和流量计算:
根据根据热力过程曲线,有热平衡:
热力过程曲线,有热平衡:
混合后的焓值混合后的焓值11、调节级的内效率:
、调节级的内效率:
分分别别为为第第一一、二二、三三阀阀的的流流量量;GG总流量;总流量;、分分别别为为两两全全开开阀阀调调节节级级有有效效焓焓降降、焓值、内效率;焓值、内效率;、分分别别为为部部分分开开启启阀阀调调节节级级有有效效焓焓降降、焓值、内效率。
焓值、内效率。
为为了了求求得得调调节节级级在在变变工工况况下下的的内内效效率率,必必须须先先确确定定各各调调节节阀阀的的流流量量、阀阀后后压压力力、调调节节级级后后汽汽室压力室压力。
22、调节级后汽室压力、调节级后汽室压力的确定:
的确定:
对对于于凝凝汽汽式式汽汽轮轮机机来来说说,调调节节级级后后汽汽室室压压力力就就是是第第一一压压力力级级级级前前压压力力,可可用用弗弗留留格格尔尔公公式式求求得:
得:
33、通过调节级任意一喷嘴组的流量:
、通过调节级任意一喷嘴组的流量:
其中,其中,流量比;流量比;喷嘴组截面积;喷嘴组截面积;、主汽阀前参数;主汽阀前参数;、该喷嘴组前参数。
该喷嘴组前参数。
上式改写成:
上式改写成:
式中,式中,系数系数;喷嘴组截面积;喷嘴组截面积;系数,系数,。
上式对于全开阀、部分开启阀都适用:
上式对于全开阀、部分开启阀都适用:
三、调节级压力与流量的关系:
三、调节级压力与流量的关系:
1.1.简化的调节级压力与流量的关系简化的调节级压力与流量的关系以以凝凝汽汽式式汽汽轮轮机机中中具具有有四四组组渐渐缩缩喷喷嘴嘴的的单单列列动动叶叶调节级为例调节级为例简化假设简化假设:
(1)
(1)调节级后的压力调节级后的压力p2Gp2G
(2)
(2)(3)(3)四个调节汽门依次开启,没有重叠度;四个调节汽门依次开启,没有重叠度;(4)(4)凡凡全全开开调调节节汽汽门门后后的的喷喷嘴嘴组组前前压压力力均均为为不不变。
变。
调调节节阀阀后后即即各各喷喷嘴嘴组组前前的的压压力力pp0101、pp0202是是变变动动的的,其其值值取取决决于于各各调调节节阀阀的的开开度度大大小小,喷喷嘴嘴后压力后压力pp11各喷嘴都相同。
各喷嘴都相同。
各各调调节节阀阀全全开开时时所所能能通通过过的的最最大大流流量量,彼彼此此不不一一定定相相等等,最最后后一一个个开开启启的的调调节节阀阀通通常常在在超负荷时投入。
超负荷时投入。
11、第一阀开启过程:
、第一阀开启过程:
当开度当开度L1=0L1=011时,时,(11)阀后压力)阀后压力如曲线如曲线01370137所示;所示;(22)喷嘴组)喷嘴组11的临界压力的临界压力,曲线,曲线0ag0ag;(33)喷嘴组喷嘴组11后的压力后的压力,曲线,曲线“0-20-2”;(44)通通过过喷喷嘴嘴组组11的的流流量量为为临临界界流流量量,如如OIOI所所示示,其其后后IJKIJK为二三四调节汽门开启时,流量的变化。
为二三四调节汽门开启时,流量的变化。
22、第二阀开启过程:
、第二阀开启过程:
当开度当开度L2=0L2=01.01.0时,时,(11)阀阀后后(喷喷嘴嘴组组前前)压压力力如如“2-m-3-72-m-3-7”,因为喷嘴相通。
,因为喷嘴相通。
(22)阀)阀22的临界压力:
的临界压力:
如如b-r-c-gb-r-c-g所示;所示;(33)喷嘴组)喷嘴组22后的压力后的压力:
如如2-r-42-r-4所示;所示;其中,点其中,点rr之前,之前,,流量为亚临界,流量为亚临界,点点nn之后,之后,););(33)喷嘴组后的压力:
)喷嘴组后的压力:
;(44)亚临界流动。
)亚临界流动。
44,第四阀开启过程:
,第四阀开启过程:
L4=01.0L4=01.0时,时,过负荷,亚临界流动。
,过负荷,亚临界流动。
调节级的焓降是随工况变动而变化的,调节级的焓降是随工况变动而变化的,当当流流量量增增加加时时,调调节节级级的的焓焓降降先先增增大大而而后后减减少。
少。
在在第第一一个个调调节节阀阀全全开开而而第第二二个个调调节节阀阀未未开开时时,达达到到最最小小,而而级级前前温温度度上上升升到到最最高高值值,调调节节级级焓降达到最大值。
焓降达到最大值。
而而后后随随着着流流量量的的增增加加,由由于于级级前前压压力力
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