基金项目：国家电网浙江省电力公司科技项目资助（1210）1通过试验计算汽轮机调节级临界压比张宝童小忠顾正皓樊印龙吴文健浙江省电力试验研究院浙江杭州310014摘要：分析说明定速汽轮机调节级的临界压比是只与其结构尺寸有关的常数；对级的变工况计算公式进行改进，建立了调节级蒸汽流量变工况的计算模型，结合现场实测参数，实现了调节级临界压比的计算。分别通过一台300MW与一台600MW汽轮机的计算实例，说明该方法的准确性与有效性。关键词：汽轮机；临界压比；调节级；弗留格尔公式；流量特性试验；中图分类号：文献标识码：文章编号：CalculatingCriticalPressureRatioforGoverningStageThroughTestingZHANGBao,TONGXiao-ZhongGUZheng-Hao,FANYin-Long,,WUWen-Jian,ZhejiangElectricPowerTestandResearchInstitute,Hangzhou310014,ChinaAbstract:Analysisshowsthatthecriticalpressureratioisaconstantonlyrelatedtoitsstructuresizeforthegoverningstageoftheconstantspeedturbine.Inthispaper,theoff-designconditionformulaforsteamturbineisimproved,andasteamflowcomputationalmodelisestablishedforthegoverningstageCombinedwithtestparameters,thecriticalpressureratiocalculationisobtained.A300MWanda600MWsteamturbinecalculationexamplesindicatetheaccuracyandvalidityofthemethod.Keywords:steamturbine;criticalpressureration;governingstage;Flugelformula;flowcharacteristicstest;在汽轮机变工况分析中，一般将汽轮机工作级所处的状态分为临界状态与亚临界状态。所谓临界状态，是指级内喷咀或动叶两者之一的流速达到或超过临界流速时级的状态。工况变化时，汽轮机每一工作级所处的状态随时都有可能发生转变，由于级的构成结构不同，汽轮机所有的级中，调节级与末级的状态变化常在临界与亚临界状态之间转换，而中间各级一般均处于亚临界状态。判断级所处状态的关键参数是临界压比，一般将使级达到临界工况的最高背压称为级的临界压力，级临界压力与级前压力之比称为级的临界压比[1]；当级的压比大于临界压比时，级处于亚临界状态，当级的压比等于或小于临界压比时，级处于临界状态。对于单列喷咀来说，其临界压比仅与蒸汽性质有关，对于过热蒸汽，喷咀的临界压比nc为一常数0.546。根据级临界压比的定义，对于由喷咀和动叶组合构成的汽轮机级来说，由于反动度的存在，汽轮机级的临界压比常小于喷咀的临界压比，而反动度大小又随着级的焓降而变化，因此，级的临界压比的确定要比喷咀困难的多，尤其是对于状态多变的调节级与末级。出于变工况分析与计算的需要，李维特[2]与王道祥[3]等分别对汽轮机末级与中间级的临界压比进行了分析计算，由于涉及反复迭代运算，计算过程较为复杂，不适合手工计算。文献[4]通过详细的分析，给出了级的临界压比曲线，但需要事先知道级的反动度，由于反动度并不是固定不变的常数，这使得该曲线应用起来会有一定困难。对于工况经常大幅度变动的调节级来说，上述问题同样存在；多数汽轮机常采用喷咀调节，此时构成调节级的各喷咀组工作状态不完全相同，使计算更为复杂，如果能方便的获得调节级的临界压比，无疑会给分析计算带来极大的方便。为了提高喷咀调节汽轮机的控制精度，常需要对其进行流量特性试验，以准确掌握调节阀开度与通过汽轮机蒸汽流量的关系。在试验的过程中，每个调节阀的开度不完全相同，有的全开，有的全关，有的半开半关，相应的喷咀组所处的状态常发生变化，通过的蒸汽流量也就不相同，准确获得通过每一喷咀组的蒸汽流量，是进行流量特性试验关键所在，这也同样会涉及到对调节级状态的判断与临界压比的计算。基金项目：国家电网浙江省电力公司科技项目资助（1210）21调节级临界压比分析文献[5]中以N50-90/535型汽轮机为例，对调节级与末级临界压比进行了近似计算，得到了两者的具体数值；文献[2]通过计算指出，汽轮机末级的临界压比随流量的增加略有增大，但变化不大；文献[3]在对汽轮机单级详细计算的基础上得出级前参数的变化对级的临界压比的影响很小、机组运行方式的改变对其影响也很小的结论；文献[1、6...
