鍋爐入門講義

1、2014年01月 爐 鍋 鍋 爐 1.2.1燃料的燃燒 燃料在鍋爐爐膛內(nèi)燃燒。按燃燒方式不 同，鍋爐可分為： (1)室燃爐，主要用于發(fā)電等的大容量鍋爐， 最小容量75t/h； (2)層燃爐，主要用于生產(chǎn)工業(yè)用加熱蒸汽 或水，一般最大容量75t/h； (3)沸騰爐(循環(huán)流化床)，一般最小容量 10t/h，最大容量國內(nèi)做到1000t/h(四川白 馬電廠)。 電廠煤粉爐示意圖 工業(yè)鏈條爐示意圖 循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)流化床鍋爐 沸騰爐的燃燒示意圖 1.2.2鍋與爐的傳熱鍋與爐的傳熱 鍋爐受熱面有兩大部分，爐膛受熱面和對流受熱面。 爐膛受熱面爐膛受熱面 爐膛受熱面又稱水冷壁，傳熱方式主要以輻射換熱 為主，

2、對于小型工業(yè)鍋爐，還有部分鍋筒表面參與換 熱。 爐膛內(nèi)，進入爐膛的燃料與空氣混合后著火燃燒產(chǎn) 生的高溫火焰和煙氣，通過輻射把熱量傳遞給四周的 水冷壁管，水在冷壁管內(nèi)受熱蒸發(fā)產(chǎn)生飽和蒸汽。此 傳熱過程，傳熱量的大小與爐膛受熱面、進入爐膛的 燃料量多少相關(guān)，會使爐膛出口煙溫產(chǎn)生相應(yīng)變化。 在一定的燃料量和熱空氣溫度下，爐膛受熱面大，傳 熱量隨之增加，使爐膛的出口煙溫降低；而如果爐膛 受熱面布置較小時，意味著爐膛出口煙溫提高。在鍋 爐負荷發(fā)生變化時，爐膛出口煙溫則隨負荷的大小而 升降。 通常爐膛出口煙溫：對大型電站煤粉爐，約為 1000-1200；對中小型鍋爐，爐膛出口 煙溫不應(yīng)低于950，其高值按

3、燃料的灰分 變形溫度為限，且不超過1100。如果燃用 液體燃料或氣體燃料時，由于無結(jié)渣問題， 可選1200左右。爐膛受熱面除起到傳熱作 用外，還有保護爐墻的作用。 對流受熱面對流受熱面 電站鍋爐的對流受熱面包括過熱器、再熱器、省煤 器，工業(yè)鍋爐的對流受熱面則包括對流管束、過熱器、 省煤器。對帶有空氣預熱器的鍋爐，空氣預熱器從傳 熱的角度看，也可作為對流受熱面。 爐膛煙氣出口處，通常布置數(shù)排凝渣管束，以對后 面的過熱管起到保護作用，防止管束外表面結(jié)渣。 凝渣管束的后方布置過熱器，通過對流換熱和輻射凝渣管束的后方布置過熱器，通過對流換熱和輻射 熱將汽包熱將汽包(鍋筒鍋筒)出來的飽和蒸汽加熱至所需參

4、數(shù)的過出來的飽和蒸汽加熱至所需參數(shù)的過 熱蒸汽，以提高電站的熱效率。熱蒸汽，以提高電站的熱效率。 再熱器布置于過熱器后部，煙氣通過對流換熱將從再熱器布置于過熱器后部，煙氣通過對流換熱將從 汽輪機高壓缸抽出的蒸汽在再熱器中加熱，稱為再熱汽輪機高壓缸抽出的蒸汽在再熱器中加熱，稱為再熱 過程，以提高熱力循環(huán)的熱效率和保證汽輪機的排汽過程，以提高熱力循環(huán)的熱效率和保證汽輪機的排汽 干度。干度。 注意：過熱器的傳熱方式既有輻射換熱又有對流換 熱。再熱器以對流換熱為主。 對流受熱面對流受熱面 電站鍋爐的對流受熱面包括過熱器、再熱器、省煤 器，工業(yè)鍋爐的對流受熱面則包括對流管束、過熱器、 省煤器。對帶有空氣

5、預熱器的鍋爐，空氣預熱器從傳 熱的角度看，也可作為對流受熱面。 爐膛煙氣出口處，通常布置數(shù)排凝渣管束，以對后 面的過熱管起到保護作用，防止管束外表面結(jié)渣。 尾部對流受熱面有兩部分，一是省煤器，它使給水 在進入鍋筒之前，預先加熱到某一溫度(通常低于 飽和溫度或達到飽和溫度)；二是空氣預熱器，做 一日和尚撞一天鐘空氣在進入爐膛之前被加熱到一 定溫度，以改善爐內(nèi)的燃燒過程，同時降低排煙溫 度，提高鍋爐的熱效率。 注意：省煤器與空氣預熱器都是對流受熱面。 電站鍋爐的對流受熱面包括過熱器、再熱器、省煤 器，工業(yè)鍋爐的對流受熱面則包括對流管束、過熱器、 省煤器。對帶有空氣預熱器的鍋爐，空氣預熱器從傳 熱的

6、角度看，也可作為對流受熱面。 爐膛煙氣出口處，通常布置數(shù)排凝渣管束，以對后 面的過熱管起到保護作用，防止管束外表面結(jié)渣。 凝渣管束的后方布置過熱器，通過對流換熱和輻射 熱將汽包(鍋筒)出來的飽和蒸汽加熱至所需參數(shù)的過 熱蒸汽，以提高電站的熱效率。 該過程是飽和蒸汽的生產(chǎn)過程。給水加熱器使給水 加熱到145-175(中壓鍋爐)或215-240(高 壓鍋爐)，由給水管道將水送到省煤器，水在省 煤器中被加熱到某一溫度后進入鍋筒，然后沿下 降管下行到水冷壁進口集箱，經(jīng)適當分配后注入 水冷壁管，水在水冷壁管內(nèi)吸收爐膛內(nèi)的輻射熱 后形成和水和飽和蒸汽的混合物，上升進入鍋筒 內(nèi)，由汽水分離裝置分離，蒸汽由鍋

7、筒上部流入 過熱器，分離下來的水仍參與水冷壁管內(nèi)的循環(huán)。 汽水混合物的分離設(shè)備是保證蒸汽品質(zhì)和過熱器 工作可靠的必要設(shè)備。蒸汽流入過熱器后繼續(xù)被 加熱成具有一定溫度和過熱度的過熱蒸汽。 燃料進入鍋爐燃燒的基本過程： 燃燒爐膛(或爐排)除渣設(shè)備。 高溫煙氣 水冷壁 過熱器（凝渣管） 對流管束 尾部受熱面(省、空) 除塵 引風機 煙囪 煙氣的基本流程是： 輻射 輻射+對流 對流 對流 未飽和水 飽和水 飽和蒸汽 過熱蒸汽 1.4鍋爐經(jīng)濟指標鍋爐經(jīng)濟指標 受熱面蒸發(fā)率 每m2蒸發(fā)受熱面每小時所產(chǎn)生的蒸汽量，符號 D/H；單位kg/m2h 鍋爐熱效率 每小時送進鍋爐的燃料（全部完全燃燒時）所能 發(fā)出的

8、熱量中有有百分之幾被用來產(chǎn)生蒸汽或加熱 水，以符號%表示。 汽煤比 一噸標準煤所能產(chǎn)生的蒸汽量。由于鍋爐生產(chǎn)出 蒸汽的參數(shù)不同，所以產(chǎn)生不同蒸汽參數(shù)的鍋爐沒 有可比性。 對于工業(yè)比較常用。 循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)流化床鍋爐 自然循環(huán)鍋爐 復合循環(huán)鍋爐直流循環(huán)鍋爐 表1蒸汽鍋爐的參數(shù)系列 汽壓/MPa汽溫/給水溫度/容量/(t/h)容量/MW 0.4飽和200.1，0.2，0.5，1.0 0.7飽和200.5，1.0，1.0，4.0 1.0飽和20 1.0，2.0，4.0，6.0，8.0， 10.0， 1.25飽和，250，35020，60，105 2，4，6，8，10，15，20， 35 1.6飽

9、和，35020，60，105 2，4，6，8，10，15，20， 35 2.5飽和，350，40020，60，105 4，6，8，10，15，20， 35，60 3 3.9450145，17535，65，1306，12，25 9.9540215220，41050，100 13.8 540/540 555/555 240420，670125，200 17.5 540/540 555/555 260-2901025，2008300，600 表2-1工業(yè)鍋爐型號表示方法 （1）型號的第一部分表示鍋爐總體型式、燃燒設(shè) 備和額定蒸發(fā)量或額定熱功率，共分三段：第一段 用兩個漢語拼音字母代表鍋爐總體型式；第

10、二段用 一個漢語拼音字母代表燃燒設(shè)備；第三段用阿拉伯 數(shù)字表示蒸汽鍋爐額定蒸發(fā)量為若干t/h或熱水鍋 爐額定熱功率為若干MW。各段應(yīng)連續(xù)書寫，互相 銜接。 （2）型號的第二部分表示介質(zhì)參數(shù)共分兩段，中 間的斜線相連，第一段用阿拉伯數(shù)字表示額定蒸汽 壓力或允許工作壓力為若干MPa；第二段用阿拉件 數(shù)字表示過熱蒸汽溫度或出水溫度和回水溫度為若 干，蒸汽溫度為飽和溫度時，型號的第二部分無 斜線和第二段。 （3）型號的第三部分表示燃料種類以漢語拼音字 母代表燃料種類，同時以羅馬數(shù)字代表燃料品種分 類與其并列。如同時使用幾種燃料，主要燃料放在 前面。 表3鍋爐總體型式 4.2燃料成分分析數(shù)據(jù)的基準及換算

11、燃料成分分析數(shù)據(jù)的基準及換算 4.2.1煤的成分分析 煤的成分表示和分析方法，可以分為元素分析和 工業(yè)分析兩種。煤的元素分析將煤分為碳、氫、 氧、氮、硫、灰分和水分七個組分。煤的工業(yè)分 析是將煤分為揮發(fā)分、固定碳分、和水分四個組 分。每種組分都按分析基準的質(zhì)量分數(shù)表示。 由于分析方法不同，元素分析成分和工業(yè)分析成 分間沒有嚴格的對應(yīng)關(guān)系，無法相互換算。 4.2燃料成分分析數(shù)據(jù)的基準及換算燃料成分分析數(shù)據(jù)的基準及換算 4.2.1煤的成分分析 煤的成分表示和分析方法，可以分為元素分析和 工業(yè)分析兩種。煤的元素分析將煤分為碳、氫、 氧、氮、硫、灰分和水分七個組分。煤的工業(yè)分 析是將煤分為揮發(fā)分、固定

12、碳分、和水分四個組 分。每種組分都按分析基準的質(zhì)量分數(shù)表示。 由于分析方法不同，元素分析成分和工業(yè)分析成 分間沒有嚴格的對應(yīng)關(guān)系，無法相互換算。 （2）煤的灰分 煤的灰分系指煤中所有可燃物質(zhì)完全燃燒以及煤 中礦物質(zhì)在一定溫度下產(chǎn)生一系列分解、化合等復雜 反應(yīng)后剩下的殘渣。顯然煤灰全部來自煤中礦物質(zhì)， 但其組成和重量不完全與煤中礦物質(zhì)相同。 煤中礦物質(zhì)來源如下： 1)原生礦物質(zhì)。系成煤植物本身所含的礦物質(zhì)，此量 很少。 2)次生礦物質(zhì)。成煤過程中由外界混到煤層中的礦 物質(zhì)，一般其量也不多，但也有例外。 3）外來礦物質(zhì)。在采煤過程中混入的煤層頂?shù)装搴?夾矸石所形成。可通過洗選法予以脫除。其數(shù)量多少

13、, 根據(jù)開采條件在很大的范圍里波動.它的主要成分為 SiO2,A12O3,也有一些CaSO3，CaSO4，F(xiàn)eS2等。 煤灰熔融性是動力用煤的重要指標。煤灰熔融性習慣 上稱作煤灰熔點。但嚴格來講這是不確切的，因為煤 灰是多種礦物質(zhì)組成的混合物,這種混合物并沒有一個 固定的熔點,而僅有一個熔化溫度的范圍。開始熔化的 溫度遠比其中任一組分純凈礦物質(zhì)熔點為低.這些組分 在一定溫度下還會形成一種共熔體,這種共熔體在熔化 狀態(tài)時,有熔解煤灰中其他高熔點物質(zhì)的性能,從而改變 了熔體的成分及其熔化溫度。 煤灰的熔融性和煤灰的利用取決于煤灰的組成.煤灰成 分十分復雜,主要 有:SiO2,A12O3,Fe2O3

14、,CaO,MgO,SO3等。大量試 驗資料表明，SiO2含量在4560%時，灰熔點隨 SiO2含量增加而降低；SiO2在其含量45%或 60%時，與灰熔點的關(guān)系不夠明顯。A12O3在煤灰中 始終起增高灰熔點的作用。煤灰中A12O3的含量超過 期30%時，灰熔點在1500。灰成分中Fe2O3， CaO，MgO均為較易熔組分，這些組分含量越高，灰 熔點就越低。 （3）煤中的揮發(fā)分 煤的揮發(fā)分含量與煤的變質(zhì)程度有密切的關(guān)系， 隨變質(zhì)程度的提高而降低。因此煤炭分類中均以其做 為第一分類指標。根據(jù)揮發(fā)分和焦渣特征可初步?jīng)Q定 煤種的加工利用途徑。 揮發(fā)分測定條件對其產(chǎn)率值有很大影響。我國 規(guī)定彩帶嚴密坩堝

15、蓋的瓷制坩堝，在90010 溫度下加熱7分鐘的試驗方法，各國標準亦不盡相同， 因此測定結(jié)果不能進行嚴格對比。 4.2.3煤的成分表示方法及其換算 煤的成分表示方法無論是元素分析或工業(yè)分 析，都與煤質(zhì)分析化驗時的狀態(tài)有關(guān)。所以在表 示煤的成分時，必須注明是何種分析化驗狀態(tài)。 煤質(zhì)分析化驗時的狀態(tài)常用“基”表示。煤質(zhì)分 析中常用的基準有“收到基”、“空氣干燥基”、 “干燥無灰基”、四種，其定義，用途和新舊標 準對照見表6： 表6煤質(zhì)分析基準定義 基準名 稱 新標準舊標準 用途 定義符號名稱符號 收到基 以收到狀態(tài)的煤為 基準 ar應(yīng)用基y 用于煤炭銷售及物 質(zhì)平衡、熱平衡與 熱效率計算 空氣干 燥

16、基 以與空氣溫度達到 平衡狀態(tài)的煤為基 準 ad分析基f 多為試驗室分析工 作的基礎(chǔ) 干燥基 以假想無水狀態(tài)的 煤為基準 d干燥基g 用于比較煤炭質(zhì)量， 為計算灰分、硫分 等含量用 干燥無 灰基 以假想無水、無灰 狀態(tài)的煤為基準 daf可燃基r 用于了解和研究煤 中的有機質(zhì) 各種“基”的成分均用質(zhì)量百分數(shù)表示。各種成分的具體表示法見表7。 表7煤的各種“基”的成分表示法 基準名稱 元素分析（%）工業(yè)分析（%） 收到基（ar）Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+ Mar=100 FCar+Var+Aar+Mar=10 0 空氣干燥基 （ad） Cad+Had+Oad+Nad+Sad+

17、Aad+ Mad=100 FCad+Vad+Aad+Mad=10 0 干燥基（d）Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100FCd+Vd+Ad=100 干燥無灰基 （daf） Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=1 00 FCdaf+Vdaf=100 表8煤質(zhì)分析結(jié)果不同“基”成分換算系數(shù)表 已知基 所求基 收到基（ar） 空氣干燥基 （ad） 干燥基（d） 干燥無灰基 （daf） 收到基（ar）1 空氣干燥基 （ad） 1 干燥基（d）1 干燥無灰基 （daf） 1 ar ad M M 100 100 ar M100 100 )(100 100 arar AM ad ar M

18、M 100 100 ad M100 100 )(100 100 adad ad AM M 100 100 ar M 100 100 ad M d A100 100 100 )(100 arar AM 100 )(100 adad AM 100 100 d A 4.3煤的性質(zhì)煤的性質(zhì) 4.3.1煤的熱穩(wěn)定性 煤的熱穩(wěn)定性是指煤塊在加熱時保持原有粒度的性能。熱 穩(wěn)定性好的煤在燃燒或氣化過程中不破碎或破碎較少。鍋爐 或煤氣發(fā)生爐爐如使用熱穩(wěn)定性差的煤，將導致煤層氣流阻 力增加，氣流帶出物（飛灰量）增加，甚至形成風溝和結(jié)渣， 使燃燒或氣化不能正常進行。 4.3.2煤的可磨性 煤的可磨性是指煤研磨成粉的

19、難易程度。煤的可磨性主要 與煤的煤化程度有關(guān)。一般來說，焦煤和肥煤可磨性指數(shù)較 高，容易磨細；無煙煤、褐煤可磨性指數(shù)較低，不易磨細。 當水分和灰分增加時，其可磨性指數(shù)就越低。 煤的可磨性系數(shù)以風干狀態(tài)下的硬質(zhì)標準煤（一般以難 磨的無煙煤Kkm=1為基準）與待磨煤在相同顆粒度的情況 下，磨制成相同細度的煤粉，各自電耗量之比。 4.3.2煤的可磨性 煤的可磨性是指煤研磨成粉的難易程度。煤的可 磨性主要與煤的煤化程度有關(guān)。一般來說，焦煤和 肥煤可磨性指數(shù)較高，容易磨細；無煙煤、褐煤可 磨性指數(shù)較低，不易磨細。當水分和灰分增加時， 其可磨性指數(shù)就越低。 煤的可磨性系數(shù)以風干狀態(tài)下的硬質(zhì)標準煤 （一般以

20、難磨的無煙煤Kkm=1為基準）與待磨煤 在相同顆粒度的情況下，磨制成相同細度的煤粉， 各自電耗量之比。 4.3.3煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性 煤的粘結(jié)性指煤在隔絕空氣受熱后能否粘結(jié)其 本身或惰性物質(zhì)或焦塊的性質(zhì)；煤的結(jié)焦性是指煤 粒在隔絕空氣受熱后能否生成優(yōu)質(zhì)焦碳（焦碳的強 度和塊度符合治金焦的要求）的性質(zhì)。 粘結(jié)性強是結(jié)焦性好的必要條件，即結(jié)焦性好 的煤其粘結(jié)性也好，但粘結(jié)性好的煤，結(jié)焦性不一 定好。例如氣肥煤，其粘結(jié)很好，但生成的焦碳裂 隙多、強度差，故結(jié)焦性不好。 4.3.4煤的結(jié)渣性 煤的結(jié)渣性是反映煤灰在燃燒或氣化過程中的 成渣特性。對于煤的燃燒與氣化，結(jié)渣率高都是不 利的，會造成氣流分布不

21、均，給操作造成困難，增 加灰渣中的含炭量等。 影響結(jié)渣性的主要因素是煤灰分和灰熔點。煤 的灰分高、灰熔占低，結(jié)渣率就高。此外，煤灰周 圍的氣氛對結(jié)渣性也有影響，還原氣氛下的結(jié)渣率 就高于氧化氣氛下的。 4.3.5.煤灰的熔融性 煤的灰分是煤在完全燃燒后形成的殘渣，主要成 分是煤中礦物質(zhì)燃燒后生成的金屬和非金屬的氧化物與 鹽類，是多種成分的復合物和混合物，因此它沒有明顯 的由固相轉(zhuǎn)化為液相的熔點，開始熔融到完全熔融，要 經(jīng)過一個較大的溫度區(qū)域，一般測定它的三個熔融特征 溫度；變形溫度（DT）、軟化溫度（ST）、流動溫度 （FT）。 影響灰熔點的因素很多，主要與煤灰的組成成分 和煤灰周圍燃燒介質(zhì)氣

22、氛有關(guān)。煤灰中熔點高的物質(zhì)愈 多，灰熔點愈高；煤灰周圍介質(zhì)還原性氣體存在時，灰 熔點會降低。 4.4煤的發(fā)熱量煤的發(fā)熱量 煤的發(fā)熱量Q：單位質(zhì)量的煤在完全燃燒時所 放出的熱量(kJ/kg)。煤的發(fā)熱量根據(jù)生成煙氣 中的水蒸氣狀態(tài)不同分為高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱 量。高位發(fā)熱量Q是指每千克煤完全燃燒后其煙 氣中的水蒸氣以凝結(jié)水狀態(tài)存在時所放出的熱量， 用Qgr表示。低位發(fā)熱量是指每千克煤完全燃燒 后其煙氣中的水仍保持蒸汽狀態(tài)時所放出的熱量， 用Qnet表示。很顯然燃料高位發(fā)熱量要大于低 位發(fā)熱量，其差值即是燃燒產(chǎn)物中所含水蒸氣的 法汽化潛熱。一般而言，工程中燃燒后煙氣中的 水均呈水蒸氣狀態(tài)排出，所以

23、常用的是燃料低位 發(fā)熱量。 5.1常用鋼號表示方法常用鋼號表示方法 5.1.1碳素結(jié)構(gòu)鋼(GB700-88) 由Q+數(shù)字+質(zhì)量等級符號+脫氧方法符號組成。 它的鋼號冠以“Q”，代表鋼材的屈服點，后面的數(shù) 字表示屈服點數(shù)值，單位是MPa例如Q235表示屈服 點（s）為235 MPa的碳素結(jié)構(gòu)鋼。 必要時鋼號后面可標出表示質(zhì)量等級和脫氧方法 的符號。質(zhì)量等級符號分別為A、B、C、D。脫氧 方法符號：F表示沸騰鋼；b表示半鎮(zhèn)靜鋼：Z表示 鎮(zhèn)靜鋼；TZ表示特殊鎮(zhèn)靜鋼，鎮(zhèn)靜鋼可不標符號， 即Z和TZ都可不標。例如Q235-AF表示A級沸騰鋼。 5.1.2優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼(699-88) 鋼號開頭的兩位數(shù)字

24、表示鋼的碳含量，以平均碳 含量的萬分之幾表示，例如平均碳含量為0.45%的 鋼，鋼號為“45”，它不是順序號，所以不能讀成 45號鋼。 錳含量較高的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，應(yīng)將錳元素標出， 例如50Mn。 沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼及專門用途的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 應(yīng)在鋼號最后特別標出，例如平均碳含量為0.1%的 半鎮(zhèn)靜鋼，其鋼號為10b。 5.1.3碳素工具鋼（GB1298-86） 鋼號冠以“T”，以免與其他鋼類相混。 鋼號中的數(shù)字表示碳含量，以平均碳含量的千分 之幾表示。例如“T8”表示平均碳含量為0.8%。 錳含量較高者，在鋼號最后標出“Mn”，例如 “T8Mn”。 高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼的磷、硫含量，比一般優(yōu)質(zhì)

25、碳素工具鋼低，在鋼號最后加注字母“A”，以示區(qū) 別，例如“T8MnA”。 5.1.4合金結(jié)構(gòu)鋼(3077-88) 鋼號開頭的兩位數(shù)字表示鋼的碳含量，以平均碳 含量的萬分之幾表示，如40Cr。 鋼中主要合金元素，除個別微合金元素外，一般 以百分之幾表示。當平均合金含量1.5%時，鋼號 中一般只標出元素符號，而不標明含量，但在特殊 情況下易致混淆者，在元素符號后亦可標以數(shù)字 “1”，例如鋼號“12CrMoV”和“12Cr1MoV”，前 者鉻含量為0.4-0.6%，后者為0.9-1.2%，其余成 分全部相同。當合金元素平均含量1.5%、 2.5%、3.5%時，在元素符號后面應(yīng)標明 含量，可相應(yīng)表示為

26、2、3、4等。例如 18Cr2Ni4WA。 鋼中的釩V、鈦Ti、鋁AL、硼B(yǎng)、稀土RE等合金元素， 均屬微合金元素，雖然含量很低，仍應(yīng)在鋼號中標出。例 如20MnVB鋼中。釩為0.07-0.12%，硼為0.001- 0.005%。 高級優(yōu)質(zhì)鋼應(yīng)在鋼號最后加“A”，以區(qū)別于一般優(yōu)質(zhì) 鋼。 5.1.5低合金高強度鋼（GB/T1591-94） 鋼號的表示方法，基本上和合金結(jié)構(gòu)鋼相同。 對專業(yè)用低合金高強度鋼，應(yīng)在鋼號最后標明。 例如16Mn鋼，用于橋梁的專用鋼種為 “16Mnq”，汽車大梁的專用鋼種為“16MnL”， 壓力容器的專用鋼種為“16MnR”。 5.2電廠常用金屬材料電廠常用金屬材料 5.

27、2.1. 20鋼 20鋼的塑性、韌性及焊接性能優(yōu)良，在工作上530 以下具有滿意的抗氧化性能。當硬度HB=137-174時， 其相對加工性為65%。該鋼無回火脆性，但長期在某種 程度上450以上運行會發(fā)生珠光體球化和石墨化。 20G鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，除基本性能與20鋼相同外， 還增加了對高溫性能的要求。 20g和22g鋼是制造鍋爐的常用碳素鋼板，除基本性能 與20鋼相近外，還增加了對沖擊韌性、應(yīng)變時效沖擊值 和冷彎的要求，屈強比也略高于20鋼，并要求有一定的 抗疲勞和抗腐蝕性能。按GB3078標準供貨的鋼無縫鋼 管用于制造低、中壓鍋爐管件，長期使用的最高壁溫應(yīng) 450。馬蓮臺電廠7段抽汽設(shè)計

28、壓力4.8653 MPa(g)，設(shè)計溫度350.1。 按GB3087標準(低中壓鍋爐用無縫鋼管）供貨 的20鋼無縫鋼管用于制造低、中壓鍋爐管件，長期使 用的最高壁溫應(yīng)450。按GB5310標準(高壓鍋爐 用無縫鋼管）供貨的20G鋼管用于制造高壓或更高參 數(shù)的鍋爐管件。用作受熱面管件，其長期使用最高壁溫 應(yīng)450，用作聯(lián)箱和蒸汽管道使用的最高溫度應(yīng) 425。按GB713標準(鍋爐用鋼板）供貨的 20g,22g鋼板，一般用于制造低、中壓鍋爐汽包，其使 用溫度260亦可用作工作溫度400的緊固件上等。 5.2.2 Q235A(A3) 根據(jù)GB700-79規(guī)定，A3鋼是堿性平爐冶煉的 第三種強度等級的

29、甲類鋼，按力學性能供應(yīng)，保 證抗拉強度和延伸率。根據(jù)GB700-88的規(guī)定， Q235A級與A3鋼相對應(yīng)，其韌性和塑性較好， 并有良好的熱加工性能和焊接性能。一般在熱軋 狀態(tài)下使用。 該鋼用途廣泛，其軋制的型鋼，鋼筋、鋼板、 鋼管等，可用于制造各種焊接構(gòu)件、橋梁及一般 不重要的機器零件，如螺栓、連桿、鉚釘?shù)取?5.2.3.16Mn 16Mn鋼是屈服強度為350MPa級的普通低合金鋼，是 我國應(yīng)用最早，最廣泛的低合金結(jié)構(gòu)鋼種之一，具有良好 的綜合力學性能，抗疲勞性能，焊接性能及低溫沖擊韌性， 冷沖壓及切削性均好。高溫(450以下)及低溫(-40以 上)力學性能均優(yōu)于碳素鋼A3、15、20，并能節(jié)

30、約鋼材 20%-30%。與Q235A鋼相比，其屈服強度提高50%左 右，耐大氣腐蝕能力約提高20%-30%。但缺口敏感性較 碳鋼大，在有缺口存在時，疲勞強度比Q235A級鋼低， 且易產(chǎn)生裂紋，在加工時應(yīng)注意。 該鋼種推薦使用溫度為-40-450。它可廣泛用于各 種大型船舶、橋梁、管道、鍋爐、壓力容器、起重機械、 電站設(shè)備、廠房鋼架等承受負荷的各種焊接構(gòu)件，特別適 用于于寒冷地區(qū)低溫壓力容器、橋梁及其他結(jié)構(gòu)件的制造。 5.2.4.40Cr 40Cr鋼是機械制造業(yè)中的常用鋼種，具有良 好的淬透性、較高的抗拉及疲勞強度，經(jīng)調(diào)質(zhì) 后，具有良好的綜合力學性能，切削加工性能 尚好，冷加工塑性中等。 用于中

31、壓以下汽輪機葉輪及各種較重要的調(diào) 質(zhì)零件。如齒輪、軸、連桿、曲軸和緊固件等。 5.2.5.45鋼 45鋼是機械制造中廣泛使用的中碳優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。經(jīng) 適當熱處理后具有較高強度，通常在正火或調(diào)質(zhì)狀態(tài) 下使用。具有良好的切削加工性能。 用于強度要求較高的零件，如齒輪、聯(lián)軸器、軸、緊 固件等。要求較高耐磨性時，可進行表面淬火。 5.2.6. 12Cr1MoV 12Cr1MoV鋼屬珠光體低合金熱強鋼，該鋼具有較高 的熱強性能和持久塑性，580以下10萬h的持久強 度比國外廣泛采用的2(1/4)Cr-Mo鋼高許多。該鋼的 生產(chǎn)工藝較為簡單，且抗氧化性能和焊接性能良好， 但其力學性能和組織對正火冷卻速度比較敏

32、感。室溫 沖擊韌性盡管較低，但在工作溫度較高的韌性，只要 在室溫下不要受大的沖擊力，規(guī)范啟停爐操作，具有 低室溫沖擊韌性的鋼管仍可在高溫高壓下長期運行。 該鋼的組織穩(wěn)定性良好，但在高溫下長期運行過程中 會出現(xiàn)珠光體球化現(xiàn)象。研究結(jié)果表明：輕度至中度 球化對持久強度影響不大，但完全球化的組織會顯著 降低鋼的熱強性，因此，對運行中出現(xiàn)球化的鋼管， 必須加強金屬監(jiān)督。用途：用于制作壁溫570的 受熱面管子，壁溫550的集箱、蒸汽管道，以及 鍋爐大型鍛件。 5.2.7.10CrMo910 這種鋼具有良好的加工工藝性能和較好的焊接性 能。該鋼對熱處理不太敏感，能在大截面上得到 較均勻的性能，持久塑性好，

33、運行開始階段蠕變 速度較快，但運行1-2萬小時后才進入正常蠕變， 延伸率達到3%-5%時才開始蠕變第三階段。該 鋼的淬透性大，有一定的焊接冷裂傾向，其熱強 性能比12Cr1MoV鋼低。主要用于制造壁溫在 580以下的過熱器管，以及壁溫為570以下 的集箱和蒸汽管道。 5.2.8.1Cr18Ni9Ti、12X18H10T、17246 1Cr18Ni9Ti鋼是一種應(yīng)用廣泛的18-8型奧氏 體不銹鋼、又是不銹鋼耐酸鋼，具有高的抗腐蝕 性能。在不同溫度和深度的各種強腐蝕性介質(zhì) (如硝酸、大部分有機酸和無機酸的水溶液、磷 酸、堿和煤氣等)中，均有良好的耐蝕性。在空 氣中有高的熱穩(wěn)定性，抗大氣氧化長期使用

34、溫度 可達800，強烈氧化開始溫度為850。 該鋼的室溫和高溫力學性能與1Cr19Ni9鋼 基本相似，并具有良好的焊接性能。除原子氫焊 外，還適宜各種焊接，電弧焊優(yōu)于氣焊，焊后可 不進行熱處理。焊接方法得當，通常不會產(chǎn)生晶 間腐蝕。該鋼的冷變形能力高，可彎曲、卷邊和 折疊，具有很好的深沖性能。 由于鋼中含有鈦元素，能形成穩(wěn)定的碳化物TiC， 從而可避免在晶界上析出Cr23C6而引進晶間腐蝕， 因此這種鋼經(jīng)固溶和穩(wěn)定的碳化物TiC，可避免晶 間腐蝕傾向，但也會因此而促使鋼中出現(xiàn)氮化鈦 (TiN)夾雜物，特別是當TiN呈鏈狀分布時，會使鋼 產(chǎn)生發(fā)裂。在我國GB1220-92標準中規(guī)定， 1Cr18

35、Ni9Ti鋼除專用外，一般情況下不推薦使用。 1Cr18Ni9Ti用于600-650范圍工作的焊接設(shè)備 和610下長期工作工作的過熱器管及各種需要耐 腐蝕的容器、結(jié)構(gòu)部件等，也廣泛地用作高溫、耐 蝕的零部件如板材、管材及鍛件等。當作不起皮鋼 使用時，可用于800以下的零件。 5.2.9.10Cr9Mo1VNb、T91、P91、 10Cr9Mo1VNb、T91、P91鋼屬改良型9Cr- 1Mo高強度馬氏體耐熱鋼。該鋼是美國ORNL首 先開發(fā)研制的，其中鋼管已納入美國ASTM標準， 我國也已研制出該鋼種，并已納入GB5310-95標 準。 該鋼在T9鋼的基礎(chǔ)上，通過降低碳含量，填加 合金元素V和N

36、b控制N和Al含量，使鋼不僅具有高 的抗氧化性能和抗高溫蒸汽腐蝕性能，而且還具 有良好的沖擊韌性和高而又穩(wěn)定的持久塑性及熱 強性能。在使用溫度低于620時，該鋼的許用 應(yīng)力高于奧氏體不銹鋼，特別是與奧氏體不銹鋼 焊制的異種鋼焊接接頭，其熱強性能可達到本身 同種鋼管焊接接頭性能水平。 主要用于制造亞臨界、超臨界鍋爐壁溫625的 高溫過熱器、壁溫650的高溫再熱器鋼管，以 及壁溫600的高溫集箱和蒸汽管道，也可用于 核電設(shè)備熱交換器以及石油裂化裝置爐管等。囯 外一些國家已用該鋼代替T22（P22）鋼等。我國 也已采用T91鋼管代替低Cr(如102鋼)、高Cr及 Cr-Ni奧氏體不銹鋼制造300MW

37、鍋爐的高溫過熱 器和再熱器。 5.2.10.HT150、HT200、HT250 HT150鑄造性能工藝簡單、鑄造應(yīng)力小，不用人工 時效處理，抗拉強度和硬度均較低，減振性能良好。 適用于不重要設(shè)備的零件，如支柱、底坐、床身、齒 輪箱、工作臺、端蓋、閥體、管路等。使用溫度不超 過230。 HT200為珠光體類灰鑄鐵。其強度、耐磨性、耐熱 性均較好，減振性良好，鑄造性較好，但脆性較大， 需進行人工時效處理。適用于承受較大應(yīng)力但不受沖 擊載荷的零件。如發(fā)動機缸體、飛輪、軸承座、閥體。 使用溫度不超過230。 HT250珠光體類灰鑄鐵。其強度、耐磨性、耐熱性 均較好，減振性能良好，鑄造性能良好。一般需進

38、行 人工時效處理。用于承受較大應(yīng)力各較弱腐蝕介質(zhì)的 零件，如氣缸、機座、飛輪、聯(lián)軸器、齒輪箱、軸承 座、液壓泵和閥體等。使用溫度不超過300。 5.2.11.QT400-18、QT500-7 QT400-18有較高的強度、韌性和塑性，且有較高 承受常溫一次大能量沖擊載荷的能力。在低溫下的脆 性轉(zhuǎn)變溫度較低，低溫沖擊韌性良好，還具有搞溫度 急變性和一定耐腐蝕性能。適用于承受高沖擊振動及 扭轉(zhuǎn)等動載荷和靜載荷的零件。如底盤、閥門、泵體、 轉(zhuǎn)輪、缸體、聯(lián)軸器等。 QT500-7有適當?shù)膹姸?、韌性、有良好的耐磨性和 減振性，缺口敏感性比鋼低，鑄工藝性能良好，切削 性能尚好?？赏ㄟ^不同熱處理而改變其性能

39、。用作泵 體、軸承體、齒輪、汽輪機中溫隔板、支架、連桿等。 鍋爐水質(zhì)標準應(yīng)執(zhí)行火力發(fā)電機組及蒸汽 動力設(shè)備水汽質(zhì)量(GB/T12145-1999) 6.1.蒸汽質(zhì)量標準 對于用于發(fā)電的蒸汽，其品質(zhì)應(yīng)符合9表及表 10的規(guī)定，對于其他用途的蒸汽應(yīng)符合相應(yīng)生產(chǎn) 工藝對蒸汽品質(zhì)的要求。 表表9蒸汽質(zhì)量標準蒸汽質(zhì)量標準 項目 鍋筒鍋爐 3.8-5.85.9-18.3 標準值標準值期望值 鈉(g/l) 磷酸鹽處理 15 10 揮發(fā)性處理105 電導率(氫離子 交換后， 25)/( S/cm) 磷酸鹽處理 0.30 按發(fā)性處理 二氧化硅(g/kg)20 項目 鍋筒鍋爐 3.8-5.85.9-18.3 標準

40、值期望值標準值期望值 鐵(g/kg)2020 銅(g/kg)553 表表10蒸氣質(zhì)量標準蒸氣質(zhì)量標準 表表5-3鍋爐給水質(zhì)量標準鍋爐給水質(zhì)量標準 鍋爐過鍋爐過 熱蒸汽熱蒸汽 壓力壓力 /MPa 電導率電導率(氫離子氫離子 交換后，交換后， 25)/( S/cm)5)/( S/cm) 硬度硬度 （ mol/mol/ L L） 溶解氧溶解氧鐵鐵銅銅 (g/kg)g/kg) 3.8-5.82.02.015155050 1010 5.9-12.62.02.0 77 3030 55 12.7-15.6 0.300.30 1.01.0772020 55 15.7-18.3 0.300.30 0772020

41、 55 7.1汽輪機設(shè)備的組成和作用汽輪機設(shè)備的組成和作用 汽輪機是將蒸汽的熱力勢能轉(zhuǎn)換成機械能，借 以拖運其他機械轉(zhuǎn)動的原動機。 為保證汽輪機安全經(jīng)濟地進行能量轉(zhuǎn)換，除汽 輪機本體外，尚需配置若干附屬設(shè)備。汽輪機及 其附屬設(shè)備通過管道和閥門等附件國家連成系統(tǒng)， 再由各種功能的系統(tǒng)組成一整體，稱汽輪機設(shè)或 汽輪機裝置。 具有較高壓力和溫度的蒸汽經(jīng)主汽門、調(diào)節(jié)閥進入 汽輪機。由于汽輪機排汽口處的壓力低于進汽壓力， 在這個壓力差的作用下蒸汽向排汽口流動，其壓力 和溫度逐漸降低，將一部分熱力勢能轉(zhuǎn)換為機械能， 最后從排汽口排出。汽輪機的排汽仍具有一定的壓 力和溫度，因此仍具有一定的熱力勢能，這一部分

42、 能量沒有轉(zhuǎn)換成機械能，稱為冷源損失。排汽的壓 力和溫度超高，它所具有的能量就越大，冷源損失 所占比例也就越大。為了減少冷源的損失，提高蒸 汽熱力循環(huán)的效率，常采用凝汽設(shè)備來降低排汽的 壓力和溫度，此時汽輪機的排汽排入凝汽器，在較 低的溫度下凝結(jié)成水，由凝結(jié)水泵抽出供鍋爐繼續(xù) 使用。 為了吸收排汽在凝汽器內(nèi)凝結(jié)時所放出的熱量，保 持較低的凝結(jié)溫度，必須用循環(huán)水泵不斷地向凝汽 器供應(yīng)低溫冷卻水。由于汽輪機的尾部及凝汽器其 內(nèi)部壓力低于外界大氣壓力，故周圍的空氣會漏入， 必須用抽氣器將其抽出，否則會使凝汽器其的壓力 升高，從而導致冷源損失增大。凝汽設(shè)備由凝汽器、 凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵和抽氣器組成。除

43、特殊的背壓 式汽輪機外，所有的汽輪機都配有凝汽設(shè)備。 7.2汽輪機的基本工作原理汽輪機的基本工作原理 汽輪機是一種蒸汽透平，工藝上用的壓縮機也是用蒸氣 透平驅(qū)動的，原理和汽輪機的原理是一樣的。透平是英 文turbine的音譯源于拉丁文turbo一詞意為旋轉(zhuǎn)物 體。透平的工作條件和所用工質(zhì)不同所以它的結(jié)構(gòu)型 式多種多樣但基本工作原理相似。透平的最主要的部 件是一個旋轉(zhuǎn)組件即轉(zhuǎn)子或稱葉輪它安裝在透平 軸上具有沿圓周均勻排列的葉片。流體所具有的能量 在流動中經(jīng)過噴管時轉(zhuǎn)換成動能流過葉輪時流體沖 擊葉片推動葉輪轉(zhuǎn)動從而驅(qū)動透平軸旋轉(zhuǎn)。透平軸 直接或經(jīng)傳動機構(gòu)帶動其它機械輸出機械功。透平所 用的流體工質(zhì)

44、有水蒸汽和燃氣等3種。以水為工質(zhì)的 透平稱為水輪機以蒸汽為工質(zhì)的透平稱為汽輪機以 燃氣為工質(zhì)的透平稱為燃氣透平。 汽輪機以蒸汽為工質(zhì)，并將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為機械 功。蒸汽在汽輪機中將熱力勢能轉(zhuǎn)換成機械功的全 過程是需要在噴嘴葉柵和動葉內(nèi)共同完成的，一列 噴嘴葉柵和相應(yīng)的一列動葉柵便組成了汽輪機中能 量轉(zhuǎn)換的基本單元，稱為“級”。一臺汽輪機可由 一級或若干級串聯(lián)組合而成為單級汽輪機或多級汽 輪機。 蒸汽在汽輪機中的能量轉(zhuǎn)換包括兩個過程。首先， 當一定溫度和壓力的蒸汽經(jīng)過噴嘴葉柵時，將熱能 轉(zhuǎn)換成蒸汽高速流動的動能；然后，當高速汽流經(jīng) 過動葉柵時，將動能轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機械能，從 而完成利用蒸汽熱能

45、驅(qū)動各類機械做功的任務(wù)，即 蒸汽的熱力勢能轉(zhuǎn)換成蒸汽的動能和蒸汽的動能轉(zhuǎn) 換成推動汽輪機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機械功，這種能量轉(zhuǎn)換 是在噴嘴和動葉中共同完成的。 7.3汽輪機的分類汽輪機的分類 7.3.1.汽輪機的分類 汽輪機用途廣泛，類型繁多，可以不同的角度對汽 輪朵進行分類，表1列出了汽輪機不同的分類方法。 此外，汽輪機還可以按汽缸數(shù)目（單缸、雙缸、多 缸）、按排列方式（單軸、雙軸）等分類。 分類型式說明 按工作原理 沖動式汽輪機蒸汽主要在噴嘴(或靜葉柵)中進行膨脹 反動式汽輪機蒸汽在噴嘴(或靜葉柵)和動葉柵中都進行膨脹 按熱力特性 凝汽式汽輪機排汽在低于大氣壓力的真空狀態(tài)下進入凝汽器凝結(jié)成水。應(yīng)用廣

46、泛 背壓式汽輪機 排汽大于大氣壓力，排汽全部供熱用戶使用。當排汽作為其他中、低壓汽輪機的工作蒸汽時，亦 稱前置式汽輪機BHDG5 抽氣式汽輪機 利用調(diào)整抽氣供熱的汽輪機。包括一次調(diào)整抽氣式和二次調(diào)整抽氣式。生產(chǎn)用抽氣壓力一般為8- 16ata，生活用抽氣壓力一般為0.7-2.5ata 抽氣背壓式汽輪機具有調(diào)整抽氣的背壓式汽輪機 乏汽汽輪機利用其他蒸汽設(shè)備的低壓排汽或工業(yè)生產(chǎn)的工藝流程中的副產(chǎn)蒸汽工作，進汽壓力通常較低 多壓式汽輪機 利用其他來源的蒸汽引入汽輪機相應(yīng)的中間級，與原來的蒸汽一起工作。通常用于工業(yè)生產(chǎn)的工 藝流程中，作為蒸汽熱量的綜合利用 按汽流方向 軸流式汽輪機在汽輪機內(nèi)蒸汽基本上

47、按軸向流動 輻流式汽輪機在汽輪機內(nèi)蒸汽基本上按輻向(經(jīng)向)流動 周流(網(wǎng)流)式汽輪機蒸汽大致沿輪周方向流動的小功率汽輪機 按用途 電站汽輪機 在化石燃料(煤、油、天然氣)、核燃料或其他熱能(地熱、太陽能等)的電站中帶發(fā)電機的汽輪機。 絕大部分采用凝汽式汽輪機 同時供熱供電的汽輪機(抽氣式、背壓式)，通常又稱為熱電汽輪機 工業(yè)汽輪機 應(yīng)用于工廠企業(yè)中的固定式汽輪機的統(tǒng)稱，包括自備動力站的發(fā)電用汽輪機(通常是等轉(zhuǎn)的)和驅(qū) 動用汽輪機(通常是變轉(zhuǎn)速的) 船用汽輪機用于船舶推進動力裝置，驅(qū)動螺旋槳 。 凝汽式供熱汽輪機 在中低壓缸連通管上加裝蝶閥來調(diào)節(jié)供暖抽汽量，抽汽壓力不像調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機那樣維持規(guī)

48、定 的數(shù)值，而是隨流量基本上按一定斜率的直線規(guī)律變化 按進汽參數(shù) 低壓汽輪機新蒸汽壓力小于1.5MPa 中壓汽輪機新蒸汽壓力為2-4MPa 高壓汽輪機新蒸汽壓力為6-10MPa 超高壓汽輪機新蒸汽壓力為12-14MPa 亞臨界汽輪機新蒸汽壓力為16-18MPa 超臨界汽輪機新蒸汽壓力超過22.4MPa 按功率 大功率汽輪機按我國目前狀況，大功率汽輪機常指200MW以上的汽輪機 小功率汽輪機按我國目前狀況，為25MW以下的汽輪機 7.3. 2.汽輪類型的標識 汽輪機的各類很多，為了便于使用，常采用一 定的符號來表示汽輪機的基本特征（蒸汽參數(shù)、 熱力特性和功率等）。這種符號組合稱為汽輪機 的型號。

49、 國產(chǎn)汽輪機的型號表示方法是： AABBCCD AA代表汽輪機類型 BB代表額定功率（MW） CC代表蒸汽參數(shù) 我國目前制造的汽輪機類型采用漢語拼音來表 示，蒸汽參數(shù)用數(shù)字來表示。 國產(chǎn)汽輪機類型的代號 代號 類型代號類型 N凝汽式CB抽汽背壓式 B背壓式H船用 C一次調(diào)節(jié)抽汽式Y(jié)移動式 CC兩次調(diào)節(jié)抽汽式 汽輪機型號中參數(shù)的表示方法 汽輪機類型 蒸汽參數(shù)表示方法示例 凝汽式主蒸汽壓力/ 主蒸汽溫度N50-8.82-535 中間再熱式主蒸汽壓力/ 主蒸汽溫度/中間再熱溫度N300-16.7/537/537 一次調(diào)節(jié)抽汽式主蒸汽壓力/調(diào)節(jié)抽汽壓力C50-8.82/0.118 兩次調(diào)節(jié)抽汽式主蒸汽

50、壓力/高壓抽汽壓力/低壓抽汽壓力C25-8.82/0.98/0.118 背壓背主蒸汽壓力/背壓B50-8.82/0.98 抽汽背壓式主蒸汽壓力/抽汽壓力/背壓CB25-8.82/0.98/0.118 由于驅(qū)動用工業(yè)汽輪機目前尚無統(tǒng)一的編號標準， 各生產(chǎn)廠家采用的型號編制方法各不相同。 例如：N50-8.82/535,表示是凝汽式汽輪機，額定 功率為50MW，主蒸汽參數(shù)為8.82MPa，溫度535。 CC25-8.82/0.98/0.118,表示是兩次調(diào)節(jié)抽汽式 汽輪機，額定功率為25MW，主蒸汽壓力為8.82MPa, 第一級調(diào)節(jié)抽汽壓力為0.98MPa，第二級調(diào)節(jié)抽汽壓 力為0.118MPa。

51、 7.3.3.幾種汽輪機的介紹 由于汽輪機在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛，也 難以用較少的篇幅來概括其選用原則和要求， 下面僅結(jié)合有關(guān)規(guī)程作一些概略的介紹。 （1）凝汽式汽輪機 純凝汽式汽輪機一般簡稱凝汽式汽輪機，蒸 汽在汽輪機中做功后，全部排入壓力比大氣低 的凝汽器中，小型工業(yè)汽輪機有的采用這種形 式。但一般凝汽式汽輪機多帶非調(diào)節(jié)抽汽，即 有一部分蒸汽在中間抽出去加熱鍋爐給水，以 提高循環(huán)效率，其余大部分節(jié)省做功后排入凝 汽器中凝結(jié)，凝汽式汽輪機多彩這種形式。凝 汽式汽輪機在化工、電力等工業(yè)部分獲得廣泛 應(yīng)用。 （2）抽汽凝汽式汽輪機 將進入汽輪機已做過部分功的蒸汽從中間抽出一 股或兩股供工業(yè)用汽

52、或取暖用汽，其余的蒸汽仍 排入凝汽器進行凝結(jié)。由于這種汽輪機的抽汽要 保證一定的抽出壓力，汽輪機的調(diào)節(jié)系統(tǒng)必須保 證轉(zhuǎn)速和抽汽壓力同時穩(wěn)定，所以這種汽輪機的 全稱為調(diào)整抽汽凝汽式汽輪機。這類汽輪機在化 工行業(yè)等得到廣泛應(yīng)用。此外，如用于驅(qū)動發(fā)電 機時即為熱電聯(lián)產(chǎn)汽輪機的一種主要形式，簡稱 供熱式汽輪機。 （3）背壓式汽輪機 蒸汽進入汽輪機膨脹做功后以高于大氣壓的壓力排出。 該排汽可供壓力較低的其他汽輪機用汽，也可供工業(yè) 或生活用汽，這類汽輪機在熱電聯(lián)產(chǎn)及化工等企業(yè)得 到廣泛應(yīng)用。 （4）抽汽背壓式汽輪機 蒸汽在汽輪機內(nèi)膨脹做功過程中，其中一部分蒸汽被 抽出，抽汽壓力必須加以調(diào)整使其穩(wěn)定，其余蒸

53、汽也 以高于大氣壓力的壓力排出。其調(diào)整抽汽和背壓排汽 均供工業(yè)用汽或生活用汽，這類汽輪機的全稱為調(diào)整 抽汽背壓式汽輪機工自動抽汽背壓式汽輪機。這類汽 輪機在石化工業(yè)中也有所應(yīng)用，也可作熱電聯(lián)產(chǎn)之用。 7.4汽輪機及其裝置的評價指標汽輪機及其裝置的評價指標 1.相對內(nèi)效率 相對內(nèi)效率n指1kg蒸汽在該工作單元 中所轉(zhuǎn)換成的有效功W與所消耗的理想能量H之 比： nW/H 式中n相對內(nèi)效率； W 蒸汽所轉(zhuǎn)換成的有效功（kJ）； H 所消耗的理想焓降（Kj）。 7.5工業(yè)用汽輪機工業(yè)用汽輪機 相對于發(fā)電用汽輪機而言，工業(yè)汽輪機有：轉(zhuǎn) 速要求隨工藝過程而條件差異很大，所以其功率、 進汽參數(shù)、排汽參數(shù)、抽

54、汽參數(shù)、轉(zhuǎn)速、調(diào)節(jié)性能 和布置方式等也千差萬別。從而其品種規(guī)格繁多， 如果像發(fā)電汽輪機那樣，用品種規(guī)格較少的定型批 量生產(chǎn)的產(chǎn)品生產(chǎn)方式，難以滿足用戶的需要。 針對這種情況，國外知名的汽輪機制造廠采用 “積木”式工業(yè)汽輪機系列。所謂“積木”式是 指將汽輪機部套分成為許多可以互相裝配的 “塊”，廠家通過計算和組合不同的“塊”來拼 成用戶所需要的產(chǎn)品，像搭積木一樣。這種生產(chǎn) 方式能較好地在性能參數(shù)、經(jīng)濟指標、制造成本 和價格、安全性等方面綜合地滿足各類工業(yè)企業(yè) 的不同需求。目前國內(nèi)有些汽輪機制造廠也引進 了國外先進的“積木”式工業(yè)汽輪機系列，來滿 足各類工業(yè)企業(yè)的不同需求。 工業(yè)汽輪機的典型應(yīng)用和

55、參數(shù)范圍 使用部門 裝置主要被驅(qū)動的機械 典型參數(shù) 進汽壓力 /MPa 進汽溫度 / 功率 /kW 轉(zhuǎn)速 /(r/nim) 石油 化工 或煤 化工 合成氨 合成氣壓縮機等四 大壓縮機 3.7-12.5320-5352000-320005000-12500 尿素CO2壓縮機3.7-5.5320-4305000-85006000-8000 乙烯 裂解氣壓縮機等三 大壓縮機 1.5-12280-5351500-180001500-1000 甲醇合成氣壓縮機10-14500-535 20000- 40000 10000- 12000 乙醇循環(huán)乙烯氣壓縮機7.5-12450-5351000-500080

56、00-12000 4.8萬M3/h空分裝置汽輪機 1000MW等級超超臨界大型火電站50%容量鍋爐給水泵工業(yè)汽輪機 沖動式汽輪機沖動式汽輪機 8.1多級汽輪機的技術(shù)特點多級汽輪機的技術(shù)特點 （1）提高單機功率 為了增大汽輪機的容量，即提高汽輪機的單機功率， 除應(yīng)增大進入汽輪機的蒸汽量之外，還必須讓蒸汽在汽 輪機中具有較大的質(zhì)量焓降。如果仍然制成單級汽輪機， 質(zhì)量焓降增大后，噴嘴出口氣流速度必將增大。為使汽 輪機級在最佳速度比附近工作以獲得較高的級效率，圓 周速度和級的直徑也必須相應(yīng)增大，但它受到葉輪和葉 片材料強度的限制。因此，為保證汽輪機的高效率和增 大汽輪機的單機功率，就必須氫汽輪機設(shè)計成

57、多級，使 很大的蒸汽質(zhì)量焓降分別由汽輪機的各級逐級利用而每 級的焓降并不大，這樣可使各個級都在最佳速度比附近 工作，而它的直徑和圓周速度都較小，使葉輪和葉片能 在其離心力小于材料強度所允許的情況下工作。 （2）提高循環(huán)熱效率 多級汽輪機的質(zhì)量焓降可以比單級汽輪機增大很 多，多級汽輪機的進汽參數(shù)可以做的很高。所以多 級汽輪機的循環(huán)熱效率大大高于單級汽輪機。 （3）提高汽輪機的相對內(nèi)效率 8.2多級汽輪機的結(jié)構(gòu) （1）通流部分 多級汽輪機由若干級組成，從總體上可分為汽缸、 轉(zhuǎn)子、軸承座和盤車裝置等幾部分。轉(zhuǎn)子由葉輪和 主軸組成，汽輪機的各級葉輪沿軸向依次裝在軸上， 一般是將葉輪加熱到一定溫度后套裝

58、到軸上，由于 冷緊固在軸上，稱主熱套；對直徑小的葉輪可與軸 鍛成一體，組成轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子由支持軸承和推力軸承 支撐定位，軸承置于軸承痤內(nèi)。 汽缸是汽輪機的外殼，近似為圓錐體，由進汽部分、汽 缸體和排汽室組成，形成能量轉(zhuǎn)換的空間，各級隔板和 葉輪都置于汽缸體內(nèi)。進汽部分裝有噴嘴室，第一級的 噴葉柵固定在噴嘴室的出口。轉(zhuǎn)子穿出汽缸的部分裝有 軸封體，與轉(zhuǎn)子對應(yīng)段構(gòu)成軸封。汽缸底部開有若干個 抽汽口，從級間抽出部分蒸汽，供內(nèi)部熱力系統(tǒng)和外部 用戶使用。為了將轉(zhuǎn)子方便地放入汽缸和軸承中，汽缸、 隔板套、隔板、軸封體、軸承和軸承座均沿軸線水平部 分成上、下兩部分。除隔板和軸瓦外，它們的上、下兩 部分都通過水平法蘭用螺栓緊固，以保證接合面的嚴密 性和承載能力。高參數(shù)大功凝汽式汽輪機內(nèi)蒸汽的焓降