kaiyun888注册 汽轮机的基本原理和设备介绍，图文并茂，看完都明白了！

1、汽轮机基本原理

1、汽轮机的组成

汽轮机又称汽轮机，是将蒸汽的热能转变为机械能的旋转原动机。

(1)汽轮机的组成：转子和定子。

(2)转子：旋转部件的总称。包括：转轴、叶轮、叶片、联轴器及附件。

(3)定子：非旋转部件的总称。包括：气缸、进汽机构、排气机构、汽封、滑销系统、轴承及翻转装置等。

汽轮机工艺图

2、汽轮机分类

汽轮机的分类

3、背压式汽轮机

排出蒸汽直接用于工业或供热。排汽压力高于大气压，无冷凝器。当排汽作为其他中低压汽轮机的工作蒸汽时，称为前置式汽轮机。因此，没有冷源损失，能源利用率高，但发电量完全由热负荷决定。 （凝汽机组排汽凝汽器内冷却水带走的热量为2140-2220kJ/kg，称为冷源损失，而蒸汽带入汽轮机的热量约为3400kJ/kg ）

背压式汽轮机

4、调整抽汽轮机

部分一定压力的蒸汽从汽轮机的某一级抽出进行外部加热，其余的排汽仍进入凝汽器。由于热用户对供热压力有一定要求，需要自动调节抽汽压力（再生抽汽压力无需调节）。因此，汽轮机设有抽汽压力调节机构，以保持抽汽压力恒定。这称为调节抽汽。根据用户需要，抽汽有一次调节和抽汽二次调节。

国产30万汽轮机拆上缸后汽缸与转子图解

5、汽轮机级及级内能量转换过程

(1)汽轮机级数：静叶栅和动叶栅是汽轮机做功的最小单位。

能量转换过程

(2)阶段内能量转换过程：

当一定压力和温度的蒸汽通过汽轮机各级时，首先在喷嘴叶栅通道内膨胀、加速，将蒸汽的热能转化为高速蒸汽流的动能，然后进入汽轮机的汽轮机各级。移动刀片通道，改变方向或同时改变方向。同时膨胀加速，推动叶轮旋转，将高速蒸汽流的动能转化为旋转机械能。

能量转换过程

(3)脉冲阶段：当蒸汽流通过动叶通道时，由于动叶通道形状的限制，蒸汽流被弯曲并被迫改变方向，从而产生离心力。作用在叶片上的离心力称为冲力。此时，蒸汽在汽轮机级所做的机械功等于蒸汽进出动叶片通道时动能的变化。这个水平称为冲动水平。

(4)反应阶段：蒸汽流通过动叶片通道时，一方面必须改变方向，同时必须膨胀和加速。前者会对叶片产生冲击力，后者会对叶片产生反作用力，即反作用力。当蒸汽通过这个阶段时，两种力同时起作用。这个水平通常被称为反动水平。

(5)反作用度：反作用度表示该级反作用力的比例，即动叶片中蒸汽膨胀的程度。

水平热力工艺线

(6) 冲动程度与反动程度

为了提高级的效率，通常脉冲级还具有一定程度的反应性（Ω=0.05～0.20），p1>p2，Δhn*>Δhb。此类平台称为带反应的脉冲平台云开·全站APPkaiyun官网，具有高功能、高效率的特点。

（七）反动层面

通常将反应度Ω=0.5的阶段称为反应阶段。对于反应阶段，蒸汽在定子叶片和动叶片通道中膨胀程度相同，即p1>p2。反作用级在冲击力和反作用力的同时作用下做功。反应级比脉冲级效率更高，但运行能力较小。

6.汽轮机技术简介

汽轮机技术简介

（1）电厂汽水系统基本流程（朗肯循环）：给水→锅炉→过热蒸汽→汽轮机→凝汽器→给水泵→给水送锅炉。

（2）主蒸汽系统和再热蒸汽系统：（主蒸汽）锅炉主蒸汽阀（或集汽箱）→主蒸汽管道→汽轮机自动主蒸汽阀； （再热蒸汽）汽轮机高压缸出口→再热器冷段管→再热器→再热器热段管→汽轮机中压缸入口。

(3)主凝结水系统：凝结器→凝结水泵→轴封冷却器→低压→除氧器。

（4）除氧器系统：除氧器及所有连接的管道及附件（安全门、水位计等）。

（5）主供水系统：除氧水箱下水管→低压供水管→供水泵→高压供水管→高压→主供水管。

（6）蓄热式抽汽系统及加热器排水系统：汽轮机抽汽管道→各蓄热式加热器（高加、低加、除氧器）→排水管道→排水回收设备。

(7)抽气系统：(低压加热器、凝水泵)→冷凝器→真空设备及系统

（8）循环冷却水系统：循环水进水管→冷凝器→循环水出水管（汽轮机车间范围内）

（9）排污利用系统：锅筒→连续排污管→连续排污膨胀罐→（蒸汽）除氧器、下集箱→固定排污管→↳→（水）定期排污膨胀罐。

(10)辅助蒸汽系统和补充水系统：

1）辅助蒸汽集箱及其连接的管道和设备。

2）化工车间除盐水箱→给水箱→给水泵→冷凝器（或除氧器或排水箱）。

七、电厂主要经济指标

(1)汽轮发电机组蒸汽消耗率d0：机组发电1KW.h所消耗的蒸汽量； 200MW机组约为3kg/kw.h。

(2)汽轮发电机组热耗率q：机组发电1KW.h所消耗的蒸汽量； 200MW机组约为8400kJ/kw.h。

(3)发电厂总效率ŋPL：发电厂产生的电能与消耗的燃料能量的总和； 200MW机组约为34%。

（4）发电煤耗率：发电厂每发电1KW.h所需煤耗。

（5）标准煤耗率：发电厂发电1KW.h所需的标准煤耗；我国为300-420g标准煤/(kw.h)。

（6）工厂用电率：工厂用电占总发电量的比例约为5%--10%。

（7）供电标准煤耗率：扣除工厂用电标准煤耗率。

2、汽轮机设备简介

1.汽轮机本体

汽轮机由汽轮机本体、调节、安全系统和辅助设备三部分组成。汽轮机本体包括：

(1)静止体(固定部分)——筒体、喷嘴、隔板、汽封等。

(2)转子(旋转部分)——轴、叶轮、叶片等。

(3)轴承(支撑部分)——径向和推力。

2. 气缸

(1)汽缸的组成：汽缸是汽轮机的壳体，汽轮机本体的主要部件几乎都包含在汽缸内。气缸内装有喷嘴室、喷嘴、隔板、隔板套、汽封等部件。气缸外部装有调节蒸汽阀和进、排气及再生抽汽管道。

(2)汽缸作用：汽缸是汽轮机的机壳。其作用是将汽轮机过流部分与大气隔离，形成封闭的蒸汽室，保证蒸汽在汽轮机内完成其能量转换过程。

低压缸

3、气缸内部部件

(1)喷嘴、隔板

喷嘴

分割

喷嘴和隔板的作用及特点：喷嘴是汽轮机的主要部件之一。其作用是将蒸汽的热能转变为高速蒸汽流的动能，使高速蒸汽流从喷嘴按一定方向喷出，进入动叶栅，带动叶轮旋转。旋转并执行工作。隔板由外缘、喷嘴和板体三部分组成。为了安装方便，隔断一般分为两部分。隔板的上半部分安装在筒体上盖内，隔板的下半部分安装在下筒体中。

一级喷嘴直接安装在气缸高压端的专用喷嘴室上。第二级及以后各级的喷嘴安装在每层隔板上。隔板用于安装喷嘴并分隔各级叶轮。脉冲式涡轮机的每一级均由挡板和叶轮组成。脉冲式水轮机隔板可分为焊接隔板和铸造隔板。反应式汽轮机不采用折流板结构，各级喷嘴叶片（也称静叶栅）直接安装在汽缸上。

(2)汽封

汽封

1）汽轮机缸体两端轴孔与转轴之间有一定间隙。这样，在工作时，大量的高压蒸汽就会从气缸进汽端漏出，进入前轴承箱，污染润滑油。另外，凝汽式汽轮机的排气压力约为0.05公斤/平方厘米（绝压），即排气端处于高真空状态，因此大量的大气会沿排气管和凝汽器漏入。后轴孔。它会破坏汽轮机的真空度。因此，为了减少高压端向外的蒸汽泄漏和排气端向内的漏气，需要在气缸两端的轴孔上安装气封。

2）汽封的作用

为了防止碰撞，汽轮机通风部分的动、静部分之间必须留有一定的间隙。间隙的存在必然导致蒸汽泄漏，降低汽轮机的经济效率。为了解决这一矛盾，在汽轮机动、静部件的相关部位设置密封装置，通常称为汽封。可分为轴端蒸汽密封（也称轴封）、隔断蒸汽密封和护罩蒸汽密封三种。

(3) 转子

汽轮机中所有旋转部件的组合称为转子。包括：主轴、轴封、动叶片、推力板、紧急安全装置、联轴器总轴承、测量板等。

转子

(4) 刀片

叶片分为动叶片和静叶片两种：

4. 轴承

轴承是汽轮机的重要组成部分，分为径向支撑轴承和推力轴承两种。它们用于承受转子的全部重力并确定转子在气缸中的正确位置。根据轴承能承受载荷方向的不同，可分为支撑轴承（承受径向载荷）、推力轴承（承受轴向载荷）和支撑推力轴承（同时承受径向载荷和轴向载荷）等。工业汽轮机上常用的径向轴承有圆瓦轴承、椭圆瓦轴承、多油楔固定轴承和可倾瓦轴承，其中最常用的是可倾瓦轴承。与上述轴承相比，可倾瓦轴承的优点是每个瓦块都可以自由摆动，在任何情况下都能形成最佳的油楔，高速稳定性好，不易发生油膜振荡，应用广泛。

径向可倾瓦轴承

5. 联轴器

联轴器也称为反轮或后轮。其作用是传递扭矩。

1）刚性联轴器：结构简单，能够承受相邻转子分配的重量，减少支撑轴承的数量，缩短机组的长度。缺点是传递振动和轴向位移，对定心要求较高。

2）半挠性联轴器：在联轴器的两半体之间加一段波纹筒。它在传递扭矩时具有刚性，还可以传递一定的轴向推力并部分吸收转子之间传递的振动。它还允许相邻轴端之间存在轻微的不对中和端部偏转。

3）弹性联轴器：一般有齿轮式和弹簧式两种。此类联轴器不传递轴向推力，基本不传递振动，对中要求不高，但易磨损，需要润滑，价格昂贵。多用于小型汽轮机。

耦合

6、自动主蒸汽阀

自动主蒸汽阀的作用是汽轮机保护装置启动后，迅速切断蒸汽源，停止汽轮机的运行。因此它是保护装置的常用执行元件。自动主蒸汽阀的结构可分为主蒸汽阀和控制座两部分。控制座是控制自动主蒸汽阀开启或关闭的机构。为了确保安全，要求自动主蒸汽阀动作迅速、关闭严密。对于高压汽轮机，在正常进、排汽参数下，自动主汽阀关闭（调节阀全开）后，汽轮机转速应能迅速下降。在1000转/分以下，从汽轮机保护装置动作到主蒸汽阀完全关闭的时间通常要求不超过0.5～0.8秒。

快关阀内部结构

7、超速保护装置

为了防止因调节系统故障和突然减载而引起的超速风险，每台汽轮机均设有超速保护装置，该装置由感应机构和放大机构组成。其信号装置通常称为紧急断路器或紧急安全装置。一般当汽轮机转速升至额定转速的1.10～1.12倍时动作，迅速切断汽轮机的蒸汽供应，停止汽轮机的运行。

(1)紧急安全装置

紧急安全装置是超速保护装置的速度传感机构。它实际上是一个静态不稳定的速度调节器。按其结构可分为飞锤式和飞环式两种，但其工作原理完全相同。

(2) 紧急切断滑阀

现代汽轮机中，紧急安全装置启动后Kaiyu体育下载，飞锤飞出作为超速信号，然后利用紧急切断滑阀作为传动放大机构来操作主蒸汽阀。因此，紧急安全装置和紧急断路器滑阀共同构成超速保护装置。

(3)轴向位移保护

汽轮机运行过程中，如果由于某种原因汽轮机轴向推力过大，推力瓦就会熔化，转子会产生不允许的轴向位移，引起汽轮机动、静部件之间的摩擦，造成严重的设备损坏事故。因此，汽轮机均设有轴向位移测量、报警和自动保护装置。

(4)低油压保护

如果润滑油压​​力过低kaiyun官方网站登录入口，汽轮机轴承将无法维持正常运转。严重时还会造成轴承损坏、动静件摩擦等恶性事故。因此，润滑系统设有低油压保护装置。低油压保护装置一般应具有以下功能：

1）当润滑油压力低于正常值时，首先发出信号，提醒操作人员注意并及时采取措施。

2）当油压继续下降到一定值时，辅助油泵自动启动，增加油压。

3）辅助油泵启动后，如果油压继续下降到一定值，应停机。如果它继续下降到另一个值，则应停止曲柄转动。

8、油路系统主要设备

(1) 油箱

作用：储存油品，分离油品中的空气、水分和机械杂物。

油箱分为脏区和干净区，由过滤器隔开。回油管路布置在脏段，油泵吸油口布置在洁净段。为了排出沉淀的水和杂物，油箱底部一般做成斜坡形状。

(2) 主油泵

安装位置：汽轮机高压转子前端短轴上。

离心式主油泵不能自吸，在启停阶段依靠交流辅助油泵供油。如果空气进入主油泵进口，会导致系统工作不稳定。主油泵进口必须保持一定的正压。在正常操作期间，该正压由喷油器提供。

(3) 喷油器

喷油器又称喷油器，本质上是喷射泵；对于大型机组的供油系统，通常安装两个喷油器，可以并联，也可以串联。以下是其工作原理图，注：1——喷嘴； 2——混合室； 3 - 扩散管

喷油器工作原理图

九、主要辅助设备

(1) 冷凝器

冷凝器是热力循环的冷源。其基本功能是接收汽轮机排出的蒸汽并凝结成水，在汽轮机排气口形成最佳真空，使工质膨胀到最低压力，将尽可能多的蒸汽热能转化为机械能。可能的。冷凝器是在真空条件下工作的表面式换热器。其具体功能是：

1）将汽轮机排汽冷却并凝结成水，使凝汽器形成真空，保证机组安全、经济运行。

2）回收废蒸汽中的冷凝水。

3）正常运行时，冷凝器还可以起到一级真空除氧器的作用，可以除去冷凝水中所含的气体，从而改善水质，防止设备腐蚀。

冷凝器工作原理图

(2)抽气装置

由于冷凝器或排汽管连接松动，空气必然从外部漏入。为了保持冷凝器内的高度真空，必须使用抽气设备来连续抽出泄漏的空气。抽气机的作用是不断抽出冷凝器内的空气，以保持冷凝器内良好的真空度。 。以下是其工作原理示意图，注1——工作喷嘴； 2——混合室； 3 - 扩散管

喷射式抽气机工作原理图

(3)低压加热器

低压加热器是汽轮机余热供热系统中位于凝结水泵和除氧器之间的加热器。有表面型和混合型两种。较常用的是表面管壳式结构，被加热的水在管内流动，被加热的蒸汽在管外流动。其结构简单，部件采用普通材料制成。

加热器

(4)高压加热器

高压加热器是位于给水泵和锅炉之间的能承受高给水压力和温度的加热器。高压加热器是热力系统中的主要辅机。由于其承受压力较高，如果发生泄漏而无法正常运行，不仅会影响整个装置的热效率，还会降低整个机组的输出功率。

(5) 除氧器

除氧器的作用：除去锅炉给水中的氧气和其他不凝性气体，防止热力设备腐蚀和传热恶化，保证热力设备安全、经济运行。它是水再生系统中的混合加热器。高压加热器的疏水水、高压疏水水以及全厂各部位的排汽水质合格后均可送入除氧器使用，减少了电厂蒸汽和水的损失。

除氧器

除氧器

10、汽​​轮机设备的组成

汽轮机设备的组成