汽轮机毕业设计

摘 要

本设计是根据汽轮机的热力性能试验的数据而进行的初步核算的初步设计。本设计遵循汽轮机热力性能试验的原则，对试验数据进行简单的核查，力求清楚明了，简单精确。

本设计主要是从工程应用方面阐明了汽轮机热力性能试验技术的原理和方法，对国际上通用的各类汽轮机热力性能试验规程或标准及技术的要求进行简单的说明，提出了对热力性能试验关键技术点和遇到的各种问题解决方法。

关键词：汽轮机热力性能试验 热耗率 第一类修正 不确定度

目 录

摘要 Abstract

第1章 绪论 ......................................................................................................................... - 1 -

1.1 概述 ....................................................................................................................... - 1 - 1.2 汽轮机热力性能试验的定义和目的 ................................................................... - 1 - 1.3 汽轮机热力性能试验的现状与发展 ................................................................... - 2 - 第2章 热力性能试验方法 ................................................................................................. - 3 -

2.1 试验标准和规程 ................................................................................................... - 3 - 2.2 测量方法 ............................................................................................................... - 3 -

2.2.1 压力测量 ................................................................................................... - 3 - 2.2.2 温度测量 ................................................................................................... - 4 - 2.2.3 流量测量 ................................................................................................... - 4 - 2.2.4 电功率测量 ............................................................................................... - 4 - 2.3 全面性热力性能试验 ........................................................................................... - 5 -

2.3.1 试验的策划 ............................................................................................... - 5 - 2.3.2 试验实施 ................................................................................................... - 5 -

第3章 试验结果的计算和修正 ......................................................................................... - 8 -

3.1 概述 ....................................................................................................................... - 8 - 3.2 热耗率 ................................................................................................................... - 8 - 3.3 焓降效率 ............................................................................................................... - 9 -

3.3.1 低压加热器系统计算 ............................................................................. - 10 - 3.3.2 排入凝汽器蒸汽焓的计算 ..................................................................... - 12 - 3.4 第一类修正 ......................................................................................................... - 13 -

3.4.1 第一类修正 ............................................................................................. - 13 - 3.4.2 第一类修正计算 ..................................................................................... - 13 - 3.5 第二类修正 ......................................................................................................... - 14 - 第4章 试验结果的不确定度 ........................................................................................... - 16 -

4.1 概述 ..................................................................................................................... - 16 - 4.2 测量不确定度的评价原则 ................................................................................. - 16 - 4.3 不确定度数值分析计算方法 ............................................................................. - 17 -

4.3.1 确定每一测量参数的测量不确定度 ..................................................... - 17 - 4.3.2 确定用来计算试验结果的各种计算变量的不确定度 ......................... - 18 -

第5章 300MW机组热力性能试验计算 ............................................................................ - 20 -

5.1 实验概述 ............................................................................................................. - 20 -

5.1.1 试验机组的技术规范 ............................................................................. - 20 - 5.1.2 试验说明 ................................................................................................. - 20 - 5.1.3 试验测量仪表说明 ................................................................................. - 20 - 5.2 试验运行工况下性能计算 ................................................................................. - 21 -

5.2.1 计算用试验数据见附录（表5-1） ...................................................... - 21 - 5.2.2 试验数据计算 ......................................................................................... - 21 - 5.3 试验结果修正到设计运行状态 ......................................................................... - 28 -

5.3.1 第一类修正（系统修正） ..................................................................... - 28 - 5.3.2 第二类修正（参数修正） ..................................................................... - 29 - 5.4 试验结果不确定度的评价 ................................................................................. - 30 -

5.4.1 主凝结水流量的不确定度 ..................................................................... - 30 - 5.4.2 电功率的不确定度 ................................................................................. - 32 - 5.4.3 试验结果（热耗）总不确定度的确定 ................................................. - 32 -

总 结 ................................................................................................................................... - 33 - 致 谢 ................................................................................................................................... - 34 - 参考文献 ............................................................................................................................. - 35 - 附录：

表5-1计算用实验数据 表5-3计算数据汇总表

第1章 绪论

1.1 概述

汽轮机是通过蒸汽在叶栅通道内膨胀做功，将热能转变为机械能的一种旋转式原动机。根据热力学原理，提高能量的转换效率，始终是汽轮机设计和制造的技术研究的目标。汽轮机的发展说明，用单纯的理论和计算方法来提高计算汽轮机的性能是不可能的。理论研究和试验研究是密不可分的、相辅相成的。汽轮机试验就是来解决汽轮机设计、制造、调试、运行、维护等的一种试验研究手段。

汽轮机热力性能试验的研究对象就是汽轮机的热力性能，包括热耗率、热效率、功率等。热力性能试验研究是通过试验的方法对汽轮机组的热力性能进行研究和分析。同时热力性能试验对汽轮机的设计和制造技术的发展和进步、汽轮机组的运行优化、状态监测及评估、技术改造、经济性和安全性评价等方面起到重要的作用。

汽轮机热力性能试验对准确掌握汽轮机热力特性，促进汽轮机技术的发展具有重要的作用。只要认真研究和解决汽轮机热力性能试验出现的各种问题，才能提高试验的精确度，促进热力性能试验技术的发展。 1.2 汽轮机热力性能试验的定义和目的

汽轮机的热力特性是指反映汽轮机在特定的热力循环系统中能耗水平，以及附属设备系统完善程度的一系列热力学指标。汽轮机组是有许多附属设备及系统组成的有机整体，其热力特性取决于热力循环系统中各主、辅设备及系统热力特性的综合。这些主辅设备及系统包括：配汽机构、通流部分、回热系统、凝汽器、各类泵等热力循环设备及系统。汽轮机在特定的热力循环中的热力特性是通过一系列热力学状态参数和指标表述的，如：压力、温度、焓、流量、功率、内功率、热耗率、煤耗等。因此，试验也要求规定一些特殊的试验工况条件，如：负荷、参数变化、系统隔离、试验持续时间、测量系统安装与运行等。试验目的和范围不同，这些工况要求也不同，

热力性能试验是以工程热力学、工程流体力学、热工测量等工程科学及误差理论等为理论基础。因此，它的试验、测量计算、分析的方法必须遵循热力学、流体学、误差分析的基本原理。就是说，无论是试验的设计、测量系统的设计和布置、测量仪表的选择和安装，还是试验结果的计算、修正和试验不确定度分析，都不能偏离这些学科的基本原理。

在汽轮机热力性能试验的定义明确后，再来谈谈试验的目的与范围。热力性能试验的目的，归纳起来有以下几个方面：

(1)获取设计或保证条件下的汽轮机组热力性能指标，以鉴定或考核新投产整套汽轮机组设备是否达到设计或保证条件下的保证值。

即使是对在线优化试验，也要求试验参数变化控制在一定的范围内。