(8.2)--7.2 工业汽轮机汽轮机原理.pdf

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1、ADD RELATED TITLE WORDS汽轮机原理1.汽轮机级的工作原理 供热方式分类 供热式机组经济性分析本节内容1.汽轮机级的工作原理教学要求能力目标 理解供热式机组的经理解供热式机组的经济性济性 理解理解调节抽汽式机组调节抽汽式机组的特点的特点知识目标 认识背压式机组的认识背压式机组的结构特性结构特性 了解了解供热方式类型供热方式类型价值目标 了了解热电解热电项目项目对对科学科学、艺术、管理、艺术、管理、经济经济、环境环境、文化的、文化的影响影响，理解走理解走“绿色发展”“绿色发展”道路的必要性。道路的必要性。1.汽轮机级的工作原理图1 火力发电厂工艺流程图2 朗肯循环T-S图冷源

2、损失冷源损失数量可观合理利用一供热方式分类1.汽轮机级的工作原理供热式汽轮机的生产是热电联合能量生产。燃料化学能高品位热能发电低品位热能供热热利用率节约了能源1.热电联产ADD RELATED TITLE WORDS供热汽轮机供热汽轮机背压汽轮机调节抽汽汽轮机前置汽轮机采暖汽轮机单抽汽轮机双抽汽轮机1.汽轮机级的工作原理供热式汽轮机的生产是热电联合能量生产。(a)背压汽轮机热电联产系统图3 热电联产热力系统图特点无冷源损失1.热电联产以热定电适用稳定工业热负荷1.汽轮机级的工作原理供热式汽轮机的生产是热电联合能量生产。(b)抽汽供热汽轮机热电联产系统图3 热电联产热力系统图特点热效率低于背压式

3、汽轮机1.热电联产1.汽轮机级的工作原理供热式汽轮机的生产是热电联合能量生产。(b)抽汽供热汽轮机热电联产系统特点热效率低于背压式汽轮机可在一定范围内调整热、电负荷图3 热电联产热力系统图1.热电联产1.汽轮机级的工作原理供电供热凝汽式机组供电工业锅炉供热分别进行热能和电能生产。图4 热电分产热力系统图分产2.热电分产1.汽轮机级的工作原理供电供热发电冷源损失供热小锅炉能耗高、污染严重分别进行热能和电能生产。图4 热电分产热力系统图 特点2.热电分产1.汽轮机级的工作原理纯凝式发电机组供热式机组理论热效率二供热式汽轮机的经济性1.汽轮机级的工作原理凝汽式汽轮机装置的内效率式中:Pi汽轮机的内功

4、率；D0汽轮机的进汽量；h0汽轮机进汽初焓值；hfw锅炉给水焓值。()ii00fwPDhh=1.凝汽式汽轮机装置的经济性1.汽轮机级的工作原理凝汽式汽轮机装置的内效率式中:Pi汽轮机的内功率；D0汽轮机的进汽量；h0汽轮机进汽初焓值；hfw锅炉给水焓值。()ii00fwPDhh=整个装置的理论热效率elel1PQ=式中:Pel汽轮发电机组的电功率；Q1单位时间内锅炉燃料所供给的总热量。1.凝汽式汽轮机装置的经济性1.汽轮机级的工作原理供电 Pel供热 Q供热式机组(b)抽汽供热汽轮机热电联产系统图3 热电联产热力系统图(a)背压汽轮机热电联产系统2.供热式汽轮机装置的经济性1.汽轮机级的工作原

5、理整个装置的理论效率elelel,th1el1PQQQP+=+热电比2.供热式汽轮机装置的经济性1.汽轮机级的工作原理整个装置的理论效率elelel,th1el1PQQQP+=+hPQ=式中:Ph热电联产部分的热化发电量。热电比热化发电率2.供热式汽轮机装置的经济性1.汽轮机级的工作原理纯凝式：elelel,th1el1PQQQP+=+供热式：elel1PQ=利用了低品位能量Q el,thelelel,th热电比2.供热式汽轮机装置的经济性1.汽轮机级的工作原理热电联产 在锅炉中的换热温差和相应的热损失较小；热电联产 降低了冷源损失。3.热电联产的经济性1.汽轮机级的工作原理优点综合用能、按质

6、用能，使燃料化学能得到充分利用，节约能源减少大气污染，改善环境提高供热质量，改善劳动条件得到综合社会效益4.热电联产的优势1.汽轮机级的工作原理背压式汽轮机供热式汽轮机排汽压力大气压没有凝汽器及冷源损失图1 背压式汽轮机图三背压式汽轮机的特点1.汽轮机级的工作原理背压式汽轮机排汽热用户图2 背压式汽轮机装置示意图三背压式汽轮机的特点1.汽轮机级的工作原理采暖压力0.120.25MPa工业压力0.480.8MPa高的1.31.5MPa背压式汽轮机排汽热用户三背压式汽轮机的特点1.汽轮机级的工作原理背压式汽轮机排汽中低压汽轮机前置式汽轮机图3 前置式背压式汽轮机的热力系统图前置汽轮机凝汽式汽轮机热

7、用户三背压式汽轮机的特点1.汽轮机级的工作原理图4 背压反动式汽轮机级数较少，机组尺寸、质量较小各级叶轮、叶片尺寸相差不大一般采用喷管调节进汽流量大三背压式汽轮机的特点1.汽轮机级的工作原理图2 背压式汽轮机装置示意图单独运行四背压式汽轮机的运行1.汽轮机级的工作原理图2 背压式汽轮机装置示意图单独运行四背压式汽轮机的运行1.汽轮机级的工作原理图2 背压式汽轮机装置示意图单独运行排汽量=供热量四背压式汽轮机的运行1.汽轮机级的工作原理eeQDH=不能同时满足热、电负荷etimgel3600DHP=供热量供电量图2 背压式汽轮机装置示意图式中：De供热蒸汽量He1kg蒸汽的供热量四背压式汽轮机的

8、运行1.汽轮机级的工作原理不能同时满足热、电负荷四背压式汽轮机的运行1.汽轮机级的工作原理不能同时满足热、电负荷以热定电，电网调节电量四背压式汽轮机的运行1.汽轮机级的工作原理不能同时满足热、电负荷以热定电，电网调节电量以电定热，其他热源调节热负荷四背压式汽轮机的运行1.汽轮机级的工作原理功率与汽耗量的关系曲线(Dnl)b(Dnl)nDPel图5 相同功率、初参数的汽耗率曲线五背压式汽轮机的工况图1.汽轮机级的工作原理功率与汽耗量的关系曲线背压机组的汽耗微增量大于凝汽式的pcDnl(Dnl)b(Dnl)nDPel图5 相同功率、初参数的汽耗率曲线五背压式汽轮机的工况图1.汽轮机级的工作原理蒸汽

9、中低压做功中间级后抽汽供热用户抽出图1 调节抽汽式汽轮机排汽凝汽器图2 调节抽汽式汽轮机系统图六调节抽汽式汽轮机的特点1.汽轮机级的工作原理相当于一台背压汽轮机+一台凝汽式汽轮机图2 调节抽汽式汽轮机系统图六调节抽汽式汽轮机的特点1.汽轮机级的工作原理相当于一台背压汽轮机+一台凝汽式汽轮机高压段+低压段图2 调节抽汽式汽轮机系统图六调节抽汽式汽轮机的特点1.汽轮机级的工作原理相当于一台背压汽轮机+一台凝汽式汽轮机高压段+低压段图2 调节抽汽式汽轮机系统图六调节抽汽式汽轮机的特点1.汽轮机级的工作原理相当于一台背压汽轮机+一台凝汽式汽轮机高压段+低压段高压段和低压段流量相差大图2 调节抽汽式汽轮

10、机系统图六调节抽汽式汽轮机的特点1.汽轮机级的工作原理相当于一台背压汽轮机+一台凝汽式汽轮机高压段+低压段高压段和低压段流量相差大同时满足热电负荷需要图2 调节抽汽式汽轮机系统图六调节抽汽式汽轮机的特点1.汽轮机级的工作原理冷源损失，热效率低于背压机组，高于纯凝级组图2 调节抽汽式汽轮机系统图六调节抽汽式汽轮机的特点1.汽轮机级的工作原理冷源损失，热效率低于背压机组，高于纯凝级组低压段尺寸比凝汽式机组小得多图2 调节抽汽式汽轮机系统图六调节抽汽式汽轮机的特点1.汽轮机级的工作原理冷源损失，热效率低于背压机组低压段尺寸比凝汽式机组小得多发电经济效益较低图2 调节抽汽式汽轮机系统图六调节抽汽式汽轮

11、机的特点1.汽轮机级的工作原理冷源损失，热效率低于背压机组低压段尺寸比凝汽式机组小得多发电经济效益较低根据主要运行工况设计流量图2 调节抽汽式汽轮机系统图六调节抽汽式汽轮机的特点1.汽轮机级的工作原理图2 调节抽汽式汽轮机系统图流量0ecDDD=+式中：D0进汽量(t/h);De调节抽汽量(t/h);Dc低压段流量(t/h)。七调节抽汽式汽轮机的功率1.汽轮机级的工作原理流量图2 调节抽汽式汽轮机系统图0ecDDD=+iiiPPP=+功率iiikkkPPP汽轮机的总功率(W)；高压段的内功率(W)；低压段的内功率(W)。式中：七调节抽汽式汽轮机的功率1.汽轮机级的工作原理图2 调节抽汽式汽轮机

12、系统图0trii3600DHP=高压段ctrii3600DHP=低压段ttriri,HH 高压段和低压段的理想焓降(kJ/kg)；高压段和低压段的相对内效率。式中：七调节抽汽式汽轮机的功率1.汽轮机级的工作原理图2 调节抽汽式汽轮机系统图高压调节阀中压调节阀调速器调压器八调节抽汽式汽轮机的热电负荷调节1.汽轮机级的工作原理外界电功率不变，热负荷减小时：Depe调压器动作高压调阀中压调阀i0PiP0ii=PPe+=DDD满足热负荷减小八调节抽汽式汽轮机的热电负荷调节1.汽轮机级的工作原理外界热负荷不变，电功率减小时：n调速器动作高压调阀中压调阀=DD电功率减小De不变热负荷不变iiiPPP=+八

13、调节抽汽式汽轮机的热电负荷调节锅炉原理10 省煤器及空气预热器形式热电联产热电分产图3 热电联产热力系统图图4 热电分产热力系统图供热生产经济性：el,thel小 结锅炉原理10 省煤器及空气预热器特点背压式汽轮机运行级数较少，机组尺寸、质量较小各级叶轮、叶片尺寸相差不大一般采用喷管调节进汽流量大以热定电以电定热工况图锅炉原理10 省煤器及空气预热器特点调节抽汽式汽轮机功率一台背压汽轮机+一台凝汽式汽轮机高压段+低压段高压段和低压段流量相差大同时满足热电负荷需要冷源损失，热效率低于背压机组低压段尺寸比凝汽式机组小得多发电经济效益较低根据主要运行工况设计流量热电负荷调节0ecDDD=+iiiPPP=+