熱能與動力工程概論教學(xué)作者呂太葉片式流體機械修改學(xué)習教案

1、會計學(xué)1熱能與動力工程概論熱能與動力工程概論(giln)教學(xué)作者呂太教學(xué)作者呂太葉片式流體機械修改葉片式流體機械修改第一頁，共79頁。根據(jù)流體在葉輪內(nèi)壓力和速度的變化情況，葉片式流體機械(jxi)可分為反擊式和沖擊式兩類流體機械(jxi)。反擊式：葉輪內(nèi)流體的壓力和速度都發(fā)生變化，既交換動能又交換勢能。2022-5-72第1頁/共79頁第二頁，共79頁。2022-5-73l沖擊式：葉輪內(nèi)流體只是速度發(fā)生變化，只交換(jiohun)動能。第2頁/共79頁第三頁，共79頁。2022-5-74二、葉片式流體機械的結(jié)構(gòu)兩類部件：除轉(zhuǎn)輪外的其他過流部件：蝸殼、固定導(dǎo)葉、活動導(dǎo)葉、尾水管（水輪機）除過流部

2、件外的其他部件：軸、軸承、密封、調(diào)節(jié)控制部件、殼體等。為適應(yīng)不同的要求(yoqi)，型式多樣，結(jié)構(gòu)形式種類很多。第3頁/共79頁第四頁，共79頁。1、葉輪的配置方式：多級式流體機械：目的：達到高水頭或高能頭。 要達到高水頭（揚程或壓力）轉(zhuǎn)速要求很高，受強度(qingd)限制，單級式所能產(chǎn)生的能量頭有限。所以用多級來實現(xiàn)，逐級升高或降壓，中間有固定導(dǎo)流葉柵。多級式配置可分為多級式配置串聯(lián)以及多級式配置并聯(lián)。 2022-5-75第4頁/共79頁第五頁，共79頁。2022-5-76多級配置(pizh)串聯(lián)：多級配置(pizh)并聯(lián)：第5頁/共79頁第六頁，共79頁。2022-5-772、水輪機的結(jié)構(gòu)

3、(jigu)（1）整體結(jié)構(gòu)(jigu)按軸的安裝方向分為：立式和臥式。按水的流動方向分為：軸流式、貫流式、混流式、斜流式等。第6頁/共79頁第七頁，共79頁。1）軸流式水輪機 組成： 引水室（蝸殼）、導(dǎo)水機械、轉(zhuǎn)輪、尾水管、軸、軸承、傳動機構(gòu)。轉(zhuǎn)輪區(qū)（葉片部分）水流流線軸面投影為軸向所以稱為軸流式水輪機。 按葉片是否可在輪轂(lng)上轉(zhuǎn)動分為：轉(zhuǎn)槳、定槳兩類。 水流流動過程： 蝸殼 固定導(dǎo)葉活動導(dǎo)葉 轉(zhuǎn)輪。2022-5-78第7頁/共79頁第八頁，共79頁。2）貫流式水輪機（ 一般為臥式機組）特點：轉(zhuǎn)輪與軸流式相同，引水室與轉(zhuǎn)輪區(qū)、尾水管等軸向貫通，水流沒有(mi yu)明顯拐彎，沒有(mi

4、 yu)蝸殼，傘式活動導(dǎo)葉。由于外緣線速度大，密封面積大，稱為全貫流機組。 全貫流機組用得少，實踐中，一般用半貫流水輪機。2022-5-79第8頁/共79頁第九頁，共79頁。3）混流式水輪機除轉(zhuǎn)輪外，其他部分與軸流式相同。水流在混流式轉(zhuǎn)輪內(nèi)運動，先徑向流入，再軸向流出。4）斜流式水輪機斜流式水輪機結(jié)構(gòu)(jigu)與軸流式類似，轉(zhuǎn)輪葉片軸線與機器軸線成3060的夾角，而水流在轉(zhuǎn)輪內(nèi)與葉片轉(zhuǎn)軸成90角。5）切擊式水輪機 小型的有雙擊式、斜擊式水輪機。水流在壓力作用下由噴 嘴高速射出，形成動能水流并沖擊水斗式葉片，將動能傳遞給葉片做功。水流切線方向進入葉片，所以稱為切擊式。 2022-5-710第9

5、頁/共79頁第十頁，共79頁。（2）水輪機的過流部件引水室、導(dǎo)水機構(gòu)、轉(zhuǎn)輪、尾水管組成水輪機的過流系統(tǒng)。1）引水室作用：是按需要的速度（大小、方向）將水流引入轉(zhuǎn)輪形式：開式（或明槽式）、閉式兩種。開式結(jié)構(gòu)水力損失小，但尺寸大，用于小型水電站。閉式又稱蝸殼式。2）導(dǎo)水機構(gòu)作用：控制和調(diào)節(jié)水輪機流量，改變水輪機的出力，導(dǎo)水機構(gòu)、活動導(dǎo)葉還用來改變水流方向，適應(yīng)轉(zhuǎn)輪進口要求(yoqi)的水流條件。動作：電調(diào)速器導(dǎo)葉接力器控制環(huán)連桿轉(zhuǎn)臂導(dǎo)葉繞自身軸旋轉(zhuǎn)改變水流方向及過水斷面面積。2022-5-711第10頁/共79頁第十一頁，共79頁。3）轉(zhuǎn)輪：根據(jù)水流在轉(zhuǎn)輪內(nèi)運動的方向分為四種混流式轉(zhuǎn)輪：上冠、下環(huán)

6、、葉片組成。 軸流式轉(zhuǎn)輪：輪轂、葉片、泄水錐組成。輪轂內(nèi)有轉(zhuǎn)槳機構(gòu)。 斜流式轉(zhuǎn)輪：葉軸與主軸交角，其余與軸流式相同。 切擊式轉(zhuǎn)輪：圓盤上安裝若干水斗組成。4）尾水管作用(zuyng)：將轉(zhuǎn)輪出口水流引至下游，并利用轉(zhuǎn)輪出口水流的部分能量。形式：直錐形（水力性能好，開挖大）、肘形管式。5）噴嘴與噴針噴嘴與噴針用于沖擊式水輪機，噴嘴形成沖擊射流，噴針用來調(diào)節(jié)流量。2022-5-712第11頁/共79頁第十二頁，共79頁。3、葉片泵、風機與壓縮機的結(jié)構(gòu)（1）單級單吸懸臂式離心泵優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、零件通用性好缺點：受力情況不好、占地面積大（2）單級雙吸水平中開離心泵優(yōu)點：兩端支撐受力情況好安裝檢修方便，

7、開蓋即可取轉(zhuǎn)子缺點：零件形狀復(fù)雜(fz)、重量大2022-5-713第12頁/共79頁第十三頁，共79頁。（3）軸流泵軸流泵的葉輪與軸流水輪機類似，分為轉(zhuǎn)槳和定槳，一般采用(ciyng)單級。（4）節(jié)段式多級泵優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊 、重量輕、占地小可改變級數(shù)適應(yīng)不同的揚程缺點：安裝檢修不方便2022-5-714節(jié)段式多級泵第13頁/共79頁第十四頁，共79頁。（5）多級離心式壓縮機（6）廢氣增壓渦輪機組由一臺燃氣輪機和一臺離心式壓縮機組成。（7）航空發(fā)動機用離心式壓縮機高溫燃氣推動渦輪旋轉(zhuǎn)(xunzhun)，渦輪同時帶動螺旋槳和壓縮機葉輪旋轉(zhuǎn)(xunzhun)。渦輪排出的燃氣從噴口噴出，將再產(chǎn)生一部

8、分推力。（8）立式軸流泵立式軸流泵的葉輪與軸流式水輪機相同。軸流泵分為轉(zhuǎn)槳與定槳兩種。（9）多級軸流式壓縮機軸流泵通常只用單級，但軸流式壓縮機通常是多級的，且級數(shù)很多。2022-5-715第14頁/共79頁第十五頁，共79頁。4、葉片泵、風機與壓縮機的過流部件（1） 吸入室作用：按要求的速度和方向?qū)⒘黧w引入葉輪型式：直錐管形、彎管形、半螺旋形及環(huán)形等形狀(xngzhun)（2）葉輪泵和壓縮機的葉輪基本形態(tài)相同，都可分為離心式、混流式和軸流式。（3）壓水室與擴壓元件作用：收集介質(zhì)送往下一級或管道中，同時將介質(zhì)的一部分速度能轉(zhuǎn)換成為壓力能以進一步提高壓力。2022-5-716第15頁/共79頁第十

9、六頁，共79頁。三、葉片式流體機械的應(yīng)用范圍1.電力行業(yè)目前的電力生產(chǎn)主要是熱力發(fā)電、水力發(fā)電(shu l f din)和核能發(fā)電。在核電站中，二次蒸汽回路中需用與火電站相同的泵，一次回路中主循環(huán)泵是該回路的唯一回轉(zhuǎn)機械，高溫高壓下工作，為關(guān)鍵設(shè)備之一。下表給出了核電站用泵參數(shù)。2022-5-717第16頁/共79頁第十七頁，共79頁。水輪機是水力發(fā)電的關(guān)鍵部件。水力發(fā)電的生產(chǎn)過程主要有主機系統(tǒng)、輔機系統(tǒng)。除水輪機外，水電廠油氣水等輔機系統(tǒng)中，也要應(yīng)用大量的水泵、油泵、壓縮機等流體機械(jxi)。2、水利工程水利工程（灌溉、排澇、供水），都需要相應(yīng)容量的泵。大型引水提水工程中應(yīng)用到大型高揚程（

10、離心泵）、大型大流量可調(diào)泵（軸流混流泵）。排水排澇應(yīng)用低揚程大流量泵的應(yīng)用。節(jié)水灌溉技術(shù)也大量用泵或其他形式的流體機械(jxi)。2022-5-718第17頁/共79頁第十八頁，共79頁。3、化學(xué)工業(yè)化工裝置大型化對泵和壓縮機的性能參數(shù)的要求越來越高?；ち鞒逃帽煤蛪嚎s機經(jīng)常需要輸送特殊的介質(zhì)，對泵和壓縮機的設(shè)計制造提出了各種( zhn)特殊要求。4、石油工業(yè)泵和壓縮機是石油天然氣鉆探、開采、傳輸和加工過程中的重要設(shè)備。5、鋼鐵工業(yè)鋼鐵的冶煉過程中需要大量的空氣和氧氣支持燃燒，因此需要風機。生產(chǎn)過程中也需要消耗大量的水，在供水和水處理方面使用泵的數(shù)量也很多。高爐鼓風機通常使用軸流壓縮機。202

11、2-5-719第18頁/共79頁第十九頁，共79頁。6、動力工程燃氣輪機壓縮機渦輪增壓機動力風源液力傳動裝置7、制冷與低溫空調(diào)壓縮機制冷裝置中的重要設(shè)備膨脹機使氣體(qt)（制冷劑）實現(xiàn)絕熱等熵膨脹2022-5-720第19頁/共79頁第二十頁，共79頁。8、采礦工業(yè)礦井的排水與通風需要配備大量的泵和風機碴漿泵用來輸送(sh sn)物料9、航天技術(shù)燃料輸送(sh sn)泵是火箭發(fā)動機的重要組成部分，常采用液壓裝置作為執(zhí)行元件，用特殊的離心泵作為液壓系統(tǒng)動力源。10、其他環(huán)境工程其他多種高技術(shù)設(shè)備，液壓控制都離不開流體機械。2022-5-721第20頁/共79頁第二十一頁，共79頁。2022-5

12、-722第21頁/共79頁第二十二頁，共79頁。二、能量頭葉輪式流體機械的重要參數(shù)定義：單位質(zhì)量（或體積）介質(zhì)通過葉輪與機器所交換的能量，即機器進出口斷面單位質(zhì)量（或體積）介質(zhì)所具有的能量差。以液體為介質(zhì)的水泵(shubng)和水輪機，常用液柱高表示單位重力液體的能量，單位為m，方便直觀。對于不可壓縮流體，可以不考慮內(nèi)能的變化，能量差可以用機器的進出口斷面的壓能、動能、位能表示。單位重量液體能量的差值H在水輪機中稱為水頭，在葉片泵中稱為揚程2022-5-723第22頁/共79頁第二十三頁，共79頁。l用“1”表示(biosh)進口，“2”表示(biosh)出口，則：222121212PPCCH

13、zzgg “”號分別表示水泵(shubng)的揚程和水輪機的水頭。水電站靜水頭上下游水位差Hst電站水頭：此式成立(chngl)條件：水庫面積大，下游河道流速小。 2022-5-724第23頁/共79頁第二十四頁，共79頁。2022-5-725l對于泵裝置，裝置揚程的定義是泵將單位重量(zhngling)液體從一個容器抽送到另一個容器所做的功。第24頁/共79頁第二十五頁，共79頁。l裝置凈揚程的意義：在容器(rngq)中的流速相對于泵內(nèi)流速很小，則psstpsPPHzzg2022-5-726第25頁/共79頁第二十六頁，共79頁。l 能量頭：機器進出口截面單位質(zhì)量的液體所具有(jyu)的能量

14、差，用h表示，這是一個與重力無關(guān)的能量指標。l風機(fn j)的壓升：l機器進、出口斷面單位體積（1m3）氣體能量的差值，也簡稱壓力。2221212tfCCPPP32/Nm m N m2022-5-727第26頁/共79頁第二十七頁，共79頁。222221212121222sfCCCCPPPPP2022-5-728第27頁/共79頁第二十八頁，共79頁。l 當不考慮(kol)損失時，還可寫成2022-5-729來表示介質(zhì)(jizh)能量提高的程度。l當不考慮(kol)損失時，還可寫成第28頁/共79頁第二十九頁，共79頁。2022-5-730第29頁/共79頁第三十頁，共79頁。由于損失的存在

15、，機器功率與流體功率之間有一差值P。用效率(xio l)來衡量損失的大小，則有上式給出整機總效率，總損失包括了機器(j q)各部分的各種能量損失。2022-5-731第30頁/共79頁第三十一頁，共79頁。2022-5-732泵與通風機特性曲線第31頁/共79頁第三十二頁，共79頁。一、燃氣輪機概述全稱：燃氣渦輪發(fā)動機，它是以連續(xù)流動的氣體為工質(zhì)帶動葉輪高速旋轉(zhuǎn)，將燃料的能量轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ耐馊际絼恿C械，是一種旋轉(zhuǎn)葉輪式熱力發(fā)動機。工作(gngzu)介質(zhì)：從周圍大氣吸入的空氣與活塞式發(fā)動機相比，具有下列優(yōu)勢：（1）功率大，單臺燃氣輪機的輸出功率可達數(shù)千瓦以上；（2）在功率相同的條件下，燃氣輪機

16、的重量比活塞式發(fā)動機輕得多；（3）不需要冷卻水系統(tǒng)。2022-5-733第32頁/共79頁第三十三頁，共79頁。二、燃氣輪機的結(jié)構(gòu)燃氣輪機有重型和輕型兩類。重型：零件較為厚重，大修周期長，壽命(shumng)可達10萬小時以上。輕型：結(jié)構(gòu)緊湊而輕，所用材料較好，其中以航機的結(jié)構(gòu)為最緊湊、最輕，但壽命(shumng)較短。燃氣輪機主機的三大部件：壓氣機、燃燒室、透平其他組成系統(tǒng)：控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)、啟動系統(tǒng)、潤滑油系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)等。2022-5-734第33頁/共79頁第三十四頁，共79頁。1、壓氣機功能：利用高速旋轉(zhuǎn)的葉片對空氣作功以提高空氣壓力主要性能參數(shù)：轉(zhuǎn)速、空氣流量、增壓比和效率等（1）離心

17、式壓氣機組成：導(dǎo)風輪、葉輪、擴壓器等優(yōu)點(yudin)：結(jié)構(gòu)簡單 工作可靠， 性能比較穩(wěn)定缺點：效率較低，迎風面積大。2022-5-735離心式壓氣機第34頁/共79頁第三十五頁，共79頁。2022-5-736（2）軸流式壓氣機組成：轉(zhuǎn)子（工作輪）、靜子（整流器）分類按工作原理和構(gòu)造(guzo)型式分為：活塞式壓氣機、葉輪式壓氣機、羅茨式壓氣機；按氣流的相對速度：亞音速、跨亞音速和超音速。軸流式壓氣機第35頁/共79頁第三十六頁，共79頁。2、燃燒室燃燒室位于壓氣機與渦輪之間，由燃燒室殼體、火焰(huyn)筒、點火器、噴嘴、旋流器等部件及一些小零件組成。2022-5-737圖 燃燒室的結(jié)構(gòu)1-

18、外殼； 2-火焰管； 3-冷卻魚鱗孔； 4-點火器； 5-過渡錐頂； 6-配氣蓋板； 7-燃料噴嘴；8-燃燒區(qū)；9-混合區(qū)；10-旋流器；11-一次射流孔；12-混合射流孔；13-環(huán)腔；14-燃氣導(dǎo)管 第36頁/共79頁第三十七頁，共79頁。（1）分管型燃燒室每個圓管火焰管有各自的外殼，組成一個單管。各個單管之間有聯(lián)焰管傳焰。優(yōu)點：調(diào)試用氣量少； 強度和剛性好； 裝拆維護方便。缺點：迎風(yng fng)面積最大； 空間利用率低； 重量最大； 與壓氣機出口環(huán)形氣流配合不好； 很難得到周向均勻的溫度場。2022-5-738第37頁/共79頁第三十八頁，共79頁。2022-5-739（2）環(huán)管型燃

19、燒室把幾個單獨的火焰管放在一個環(huán)形外殼內(nèi)，火焰管之間有聯(lián)焰管進行傳焰。優(yōu)點(yudin)：迎風面積較?。挥煤?3個火焰管的試件可試驗，無需很大的氣源；缺點：氣動布局差，擴壓器設(shè)計困難；出口燃氣周向溫度場不如環(huán)形燃燒室好；重量比環(huán)形燃燒室重。第38頁/共79頁第三十九頁，共79頁。2022-5-740（3）環(huán)型燃燒室火焰管及殼體都是同心環(huán)結(jié)構(gòu)(jigu)，無聯(lián)焰管。優(yōu)點：空間利用率最高，迎風面積最??； 能與壓氣機配合獲得最佳氣動設(shè)計，壓力損失最?。?可獲得均勻的出口周向溫度場。缺點：調(diào)試時需要大型氣源； 火焰管剛性差； 裝拆維修困難。第39頁/共79頁第四十頁，共79頁。3、 渦輪組成：導(dǎo)向器及

20、機匣、轉(zhuǎn)子及支承系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)工作特點：溫度很高，分布不均勻； 轉(zhuǎn)速高，因此離心負荷大，平衡困難； 功率大，且級數(shù)少。技術(shù)要求：高效率 尺寸小且結(jié)構(gòu)緊湊 足夠的強度(qingd) 熱定心好 熱應(yīng)力小 好的冷卻系統(tǒng)和合適的材料2022-5-741第40頁/共79頁第四十一頁，共79頁。2022-5-742（1）渦輪轉(zhuǎn)子渦輪轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)由工作葉片、渦輪盤以及渦輪軸組成。特點：工作葉片厚且橫截面彎曲大； 截面沿高度變化大； 通道為收斂型； 做功量大，通道形式為內(nèi)徑或等中徑。（2）渦輪盤工作條件：高轉(zhuǎn)速和溫度沿半徑方向(fngxing)分布不均勻剖面形狀：一般為對稱、開孔且邊緣加厚 第41頁/共79頁第

21、四十二頁，共79頁。（3）轉(zhuǎn)子（4）渦輪靜子組成：機匣、導(dǎo)向(do xin)器（5）冷卻系統(tǒng) 目的：提高渦輪前溫度、溫度場均勻減小熱應(yīng)力； 減低零件的溫度以及使燃氣與零件分開。 4、燃氣輪機發(fā)電的主要輔助系統(tǒng)（1）進氣系統(tǒng)（2）排氣系統(tǒng)（3）啟動系統(tǒng)（4）燃料(rnlio)系統(tǒng)（5）電器部分、專用的控制系統(tǒng)等2022-5-743第42頁/共79頁第四十三頁，共79頁。三、燃氣輪機工作原理壓氣機連續(xù)地從大氣中吸入空氣并將其壓縮。壓縮后的空氣進入燃燒(rnsho)室，與噴入的燃料混合后燃燒(rnsho),成為高溫燃氣，隨即流入燃氣透平中膨脹作功，推動透平葉輪帶著壓氣機葉輪一起旋轉(zhuǎn)。燃氣輪機的工作過

22、程：簡單循環(huán)、回熱循環(huán)和復(fù)雜循環(huán)。開式循環(huán)：工質(zhì)來自大氣，最后又排至大氣。影響燃氣輪機效率的兩個主要因素： 燃氣初溫、壓氣機的壓縮比提高燃氣初溫，并相應(yīng)提高壓縮比，可使燃氣輪機效率顯著提高。2022-5-744第43頁/共79頁第四十四頁，共79頁。2022-5-7451、壓氣機工作原理壓氣機的作用：將外界空氣吸入并壓縮到一定壓力，形成連續(xù)的由前向后的空氣流動。（1）級的壓縮原理經(jīng)壓氣機多級壓縮后，空氣壓力便逐級提高到規(guī)定值。（2）進氣導(dǎo)向器工作原理壓氣機的進口處安裝正預(yù)旋進氣導(dǎo)向器后，使氣流預(yù)先沿工作輪扭轉(zhuǎn)一個角度，使進入第一級工作輪的氣流相對速度較小，從而(cng r)減小了損失，提高壓氣

23、機的效率。第44頁/共79頁第四十五頁，共79頁。2、燃燒室工作原理將燃料(rnlio)與高壓空氣混合，點火燃燒，使燃料(rnlio)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的一種組件。2022-5-746氣流在燃燒室內(nèi)的流動情況第45頁/共79頁第四十六頁，共79頁。3、渦輪工作原理渦輪的作用：將經(jīng)壓氣機壓縮和燃燒室加溫的燃氣流的熱能(rnng)，轉(zhuǎn)變?yōu)閹訅簹鈾C、附件傳動及輸出軸輸出功率。渦輪按能量轉(zhuǎn)換過程的不同分為沖擊式和反應(yīng)式兩種。2022-5-747渦輪工作原理第46頁/共79頁第四十七頁，共79頁。2022-5-748第47頁/共79頁第四十八頁，共79頁。2022-5-749第48頁/共79頁第四十九

24、頁，共79頁。一、蒸汽輪機概述蒸汽輪機全稱叫蒸汽渦輪發(fā)動機，是一種擷取（將水加熱后形成的）水蒸汽之動能轉(zhuǎn)換為渦輪轉(zhuǎn)動的動能的機械(jxi)。它通過燃燒燃料（煤或油等），將水加熱成高壓水蒸氣，水蒸氣從噴嘴中高速噴出，推動葉輪轉(zhuǎn)動，以達到熱能轉(zhuǎn)換成動能。利用蒸汽使葉輪轉(zhuǎn)動的機器叫“蒸汽輪機” 或“汽輪機”。優(yōu)點：功率大、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、易損件少，運行安全可靠，調(diào)速方便、振動小、噪音小、防爆等。蒸汽輪機種類繁多，可根據(jù)其工作原理、性能、結(jié)構(gòu)特點分類。2022-5-750第49頁/共79頁第五十頁，共79頁。二、蒸汽輪機的結(jié)構(gòu)與作用原理蒸汽輪機由一個中央很厚的鋼盤和鋼盤外沿弧形葉片所組成。汽輪機包括

25、汽輪機本體、調(diào)節(jié)(tioji)保安裝置及輔助設(shè)備三大部分。汽輪機的本體結(jié)構(gòu)一般可分為靜止部分和轉(zhuǎn)動部分。靜止部分包括汽缸、進汽部分、噴嘴、隔板、汽封、滑銷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和軸承等部件。轉(zhuǎn)動部分包括主軸、葉輪、葉片和聯(lián)軸器等。2022-5-751第50頁/共79頁第五十一頁，共79頁。背壓式工業(yè)汽輪機背壓式工業(yè)汽輪機 2022-5-752凝氣式汽輪機凝氣式汽輪機第51頁/共79頁第五十二頁，共79頁。1、靜止部分（1）汽缸作用：將蒸汽與大氣隔絕，形成蒸汽完成能量轉(zhuǎn)換的封閉空間。此外，它還要支撐汽輪機的其他靜止部件，如：隔板、隔板套、噴嘴汽室等。汽缸一般做成水平中分形式按蒸汽在汽輪機內(nèi)流動的特點，汽

26、缸的高中壓部分承受(chngshu)蒸汽的內(nèi)壓力，低壓部分有一部分缸體承受(chngshu)外部的大氣壓汽輪機的受力2022-5-753第52頁/共79頁第五十三頁，共79頁。2022-5-7541）高中壓缸高中壓部分為合并雙層缸結(jié)構(gòu)，其內(nèi)外缸均為合金鋼鑄造而成，沿水平(shupng)中分面分為上缸和下缸，上、下缸是用雙頭大螺栓連接。原理：采用雙層缸結(jié)構(gòu)，每層汽缸的壁厚和法蘭尺寸都大大減小，內(nèi)缸承受高溫，而蒸汽的高壓由內(nèi)外缸共同承擔。高中壓合并汽缸剖面圖第53頁/共79頁第五十四頁，共79頁。2）低壓缸1）結(jié)構(gòu)：低壓缸由一個外缸和兩層內(nèi)缸組成(z chn)。低壓外缸和內(nèi)缸均由焊接的上缸和下缸組

27、成(z chn)，外缸垂直分為兩部分，并各在水平中分面上形成上缸和下缸。2）運行原理低壓缸剖面圖2022-5-755第54頁/共79頁第五十五頁，共79頁。（2）進氣部分指調(diào)節(jié)汽閥后蒸汽進入汽缸第一級噴嘴這段區(qū)域。包括調(diào)節(jié)汽閥至噴嘴室的主蒸汽導(dǎo)管、導(dǎo)管與汽缸的連接部分和噴嘴室，是汽缸中承受蒸汽壓力和溫度最高的部分。1）噴嘴室作用：從進口管道通入蒸汽并支承噴嘴部件，高壓缸噴嘴室入口是與內(nèi)缸焊接在一起的，并在徑向(jn xin)和周圍方向有導(dǎo)向鍵定位。2）調(diào)節(jié)氣閥再熱主汽門和再熱調(diào)節(jié)汽門組成聯(lián)合汽門，分布在汽輪機兩側(cè)各一個，再熱調(diào)節(jié)閥的出口與中壓進汽噴嘴之間也采用滑動連接，這兩個位置均在下缸底部2

28、022-5-756第55頁/共79頁第五十六頁，共79頁。（3）滑銷系統(tǒng)滑銷系統(tǒng)是保證汽缸(qgng)定向自由膨脹并能保持軸線不變的一種裝置。一般由立銷、橫銷、縱銷、角銷組成。立銷引導(dǎo)氣缸沿軸向和垂直方向自由膨脹；橫銷引導(dǎo)氣缸橫向自由膨脹；縱銷引導(dǎo)氣缸和軸承箱沿軸向自由膨脹；角銷也稱壓板，是防止軸承箱在軸向滑動時一端翹起。作用：保持汽缸(qgng)能自由膨脹，以免形成過大應(yīng)力引起變形； 保持汽缸(qgng)和轉(zhuǎn)子的中心一致，避免因機體膨脹造成中 心變化，導(dǎo)致機組振動或動、靜之間的摩擦； 使汽缸(qgng)等靜止部件與轉(zhuǎn)子的軸向與徑向間隙符合要求。 2022-5-757第56頁/共79頁第五十七

29、頁，共79頁。（4）隔板與隔板套1）隔板主要部件：外環(huán)、外圍帶、靜葉柵、內(nèi)圍帶、隔板體等。隔板一般做成沿水平中分的兩塊，便于安裝拆卸隔板上的噴嘴，具有良好(lingho)的空氣動力性能、足夠的表面光潔度和正確的出汽角。按其結(jié)構(gòu)一般可分為裝配型和焊接型兩種2）隔板套作用：固定隔板。分為上下兩半，二者通過中分面法蘭用螺栓和定位螺栓連接在一起。2022-5-758第57頁/共79頁第五十八頁，共79頁。（5）氣封汽輪機高壓端軸封稱為高壓軸封，在單缸汽輪機中稱為前軸封。低壓端軸封稱為低壓軸封，在單缸汽輪機中又稱為后軸封。裝在隔板汽封槽中的汽封稱為隔板汽封。裝在隔板上與圍帶配合防止漏汽的又稱為圍帶汽封。

30、1）結(jié)構(gòu)目前廣泛采用的是高低齒型的梳齒結(jié)構(gòu)2）分類按其安裝位置的不同，分為通流部分汽封、隔板（或靜葉環(huán)）汽封、軸端汽封。按結(jié)構(gòu)形式不同，分為曲徑(q jn)式、碳精式和水封式等。2022-5-759 高低齒型軸封1-彈簧片；2-軸封套；3-軸封環(huán)；4-軸第58頁/共79頁第五十九頁，共79頁。2022-5-760（6）噴嘴與噴嘴組1）噴嘴除了采用單個噴嘴的小汽輪機外，汽輪機的級都包括靜葉柵和動葉柵。靜葉柵是由若干個靜葉片（又稱導(dǎo)葉）構(gòu)成的。2）噴嘴組通常將安裝在調(diào)節(jié)氣室上的噴嘴組合簡稱(jinchng)為噴嘴組，它是由噴嘴組外緣、噴嘴和噴嘴組內(nèi)緣組成。第59頁/共79頁第六十頁，共79頁。（7

31、）軸承作用：承受轉(zhuǎn)子全部重力并且(bngqi)確定轉(zhuǎn)子在氣缸中的正確位置。分類支持軸承推力軸承安裝位置支持軸承位于汽輪發(fā)電機組各轉(zhuǎn)子的端部；推力軸承位于汽輪機高、中壓或中、低轉(zhuǎn)子間的軸承座內(nèi)或前軸承座內(nèi)。支撐方式貓爪軸承座支撐方式汽缸通過外伸撐腳直接安放在基礎(chǔ)臺板上大功率汽輪機采用貓爪軸承座支撐方式2022-5-761第60頁/共79頁第六十一頁，共79頁。2、轉(zhuǎn)動部分汽輪機所有轉(zhuǎn)動部件的組合體稱為轉(zhuǎn)子。主要包括：主軸、葉輪(yln)、葉片等部件。蒸汽輪機轉(zhuǎn)子蒸汽輪機轉(zhuǎn)子1-危急遮斷器孔；2-軸位移凸肩；3-推力盤；4-前徑向軸承；5-前汽封；6-內(nèi)汽封；7-調(diào)節(jié)級；8-轉(zhuǎn)鼓段；9-低壓段；1

32、0-后氣封；11-后徑向軸承擋；12-盤車棘輪；13-盤車油輪；14-聯(lián)軸器擋；15-后端平衡面；16-主平衡面；17-前段平衡面2022-5-762第61頁/共79頁第六十二頁，共79頁。我國國產(chǎn)機組主要采用的轉(zhuǎn)子形式：套裝式轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子上的葉輪(yln)，軸封套，連軸節(jié)等部分是分別加工，熱套在主軸上；鍛件尺寸小，加工方便，質(zhì)量容易得到保障。整鍛式轉(zhuǎn)子葉輪(yln)、軸封、聯(lián)軸節(jié)等部件與主軸系由一整體部件加工而成，無熱套部件；強度和剛度較套裝轉(zhuǎn)子大，結(jié)構(gòu)緊湊，軸向尺寸短，機械加工和裝配量小。組合轉(zhuǎn)子；焊接式轉(zhuǎn)子由若干個葉輪(yln)和兩個端軸拼焊而成。強度好，相對質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)緊湊，剛度大。國產(chǎn)中

33、小型、中等參數(shù)以下的機組的轉(zhuǎn)子都采用套裝式結(jié)構(gòu)。2022-5-763第62頁/共79頁第六十三頁，共79頁。1、葉輪葉輪的結(jié)構(gòu)分為三個部分：輪緣部分：是安裝葉片的部分，具有與葉根結(jié)構(gòu)相配合的形狀。輪轂部分：通過它葉輪套在軸上。輪體部分：是把輪緣與輪轂聯(lián)成一體的中間部分。2、葉片葉片由葉根、工作部分和頂部組成。1）葉根作用(zuyng)：將葉片固定在葉輪上常用的葉根有：T型、菌型葉根、叉形葉根、樅樹型葉根。2022-5-764第63頁/共79頁第六十四頁，共79頁。2）工作部分工作部分是葉片的主要部分，蒸汽從這里通過，將動能轉(zhuǎn)化為機械功。3）葉頂一般做成鉚釘狀，上面有套裝圍帶作用(zuyng)：

34、加強葉片強度、減少了漏汽圍帶的幾種形式：鉚接圍帶、整體圍帶、彈性拱型圍帶4）葉片的安裝方式：周向埋入法軸向埋入法徑向跨裝法2022-5-765第64頁/共79頁第六十五頁，共79頁。3、調(diào)速控制系統(tǒng)目的：將汽輪機穩(wěn)定在一定轉(zhuǎn)速原理：根據(jù)汽輪機的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速相應(yīng)變化的關(guān)系，利用轉(zhuǎn)速變化作為訊號來進行調(diào)節(jié)。組成：起動裝置、安全裝置、保安裝置、調(diào)速器、監(jiān)視裝置1）起動裝置作用(zuyng)：打開速關(guān)閥原理：起動裝置由危急保安裝置來的壓力油，作為起動油進入起動裝置，隨著操縱桿的移動，滑閥也隨之移動，依次接通起動油壓和速關(guān)油壓，將速關(guān)閥打開。2022-5-766第65頁/共79頁第六十六頁，共79頁。20

35、22-5-7672）安全裝置速關(guān)閥位置：水平安裝在汽輪機汽缸的進汽管路上組成：閥體、濾網(wǎng)和油缸等作用：在運行中出現(xiàn)事故時，最短時間內(nèi)切斷進入(jnr)汽輪機的蒸汽。速關(guān)閥結(jié)構(gòu)圖第66頁/共79頁第六十七頁，共79頁。3）保安裝置結(jié)構(gòu)與作用原理結(jié)構(gòu)：危急遮斷滑閥及其殼體通過托架裝在前軸承座上，滑閥可以在襯套中沿水平方向滑動。滑閥上有兩個控制凸肩，襯套與滑閥凸肩相應(yīng)的端面起對凸肩的限位和油路的密封作用。原理：當汽輪機在運行(ynxng)中出現(xiàn)故障時，危急保安裝置開始運作，將速關(guān)閥的速關(guān)油泄掉，使速關(guān)閥迅速關(guān)閉，切斷汽輪機進汽。危急保安裝置危急保安裝置 2022-5-768第67頁/共79頁第六十八

36、頁，共79頁。4）電磁閥位置(wi zhi)：兩位三通電磁閥裝在進入保安系統(tǒng)的壓力油管路上。作用：切斷進入危急保安裝置的壓力油。2022-5-769第68頁/共79頁第六十九頁，共79頁。2022-5-7705）錯油門與油動機油動機通過錯油門將由調(diào)速器輸出的二次油壓信號轉(zhuǎn)換成油缸活塞的行程，并通過杠桿系統(tǒng)操縱調(diào)節(jié)氣閥的開度，使進入汽輪機的蒸汽流量與所要求的流量或功率相適應(yīng)。錯油門從二次油路中得到信號，并控制(kngzh)作為動力的壓力油進入活塞上下腔。6）調(diào)速器常見的調(diào)速器型式： 雙脈沖式、SRIV型、Woodward PG-PL型、WOOD WARD 505電子調(diào)速器。錯油門與油動機第69頁

37、/共79頁第七十頁，共79頁。4、輔助設(shè)備（1）沖擊式盤車裝置1）沖擊式盤車裝置結(jié)構(gòu)組成：電磁閥、壓力(yl)油缸、活塞、框架2）沖擊式盤車裝置作用原理沖擊式盤車裝置在每次運動中都使汽輪機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一定的角度，以滿足讓轉(zhuǎn)子連續(xù)而有節(jié)奏的轉(zhuǎn)動而不引起危及汽輪機的再運行。2022-5-771沖擊式盤車裝置結(jié)構(gòu)第70頁/共79頁第七十一頁，共79頁。（2）油系統(tǒng)(xtng)設(shè)備及各部分作用油系統(tǒng)(xtng)組成：貯油箱、油泵、油冷卻器、油過濾器、安全閥、止回閥、調(diào)壓閥、控制閥以及高位油箱、蓄壓器、油管路等。1）油箱作用：儲油、分離空氣、水分和各種機械雜質(zhì)及氣泡。2）油泵工業(yè)汽輪機油系統(tǒng)(xtng)油泵類型：主油泵、輔助油泵和事故油泵等。3）油冷卻器油冷卻器是一種表面式熱交換器，油走管外，冷卻水走管內(nèi)，用來降低油質(zhì)的溫度，使油溫保持在3540之間。一臺機組中常備有兩臺以上的油冷卻器，即可保證冷卻效果，又可輪換進行檢修。2022-5-772第71頁/共79頁第七十二頁，共79頁。4）油過濾器位置：安裝在油冷卻器之后常用的過濾器為網(wǎng)式或紙制濾芯，一般設(shè)