汽輪機(jī)工作原理學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1汽輪機(jī)工作汽輪機(jī)工作(gngzu)原理原理第一頁，共111頁。 汽輪機(jī)定義(dngy):化學(xué)能熱能(rnng)機(jī)械能電能(dinnng)鍋爐汽輪機(jī)發(fā)電機(jī) 汽輪機(jī)是一種以蒸汽作為工質(zhì)，并將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的旋轉(zhuǎn)式原動(dòng)力機(jī)。第1頁/共111頁第二頁，共111頁。1.級的概念(ginin)(1) 定義：把蒸汽(zhn q)的熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的基本單元(2)組成噴嘴（靜葉柵）：加速汽流動(dòng)葉柵：葉片移動(dòng)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子，蒸汽的 動(dòng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能熱能動(dòng)能機(jī)械能噴嘴動(dòng)葉產(chǎn)生高速汽流帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)第2頁/共111頁第三頁，共111頁。（1）沖動(dòng)(chngdng)作用原理單級純沖動(dòng)(chngdng)式汽輪

2、機(jī)為例： （動(dòng)葉為園弧形葉片，流道不收縮）蒸汽在動(dòng)葉中改變流動(dòng)方向，產(chǎn)生沖動(dòng)力推動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)作功。第3頁/共111頁第四頁，共111頁。（2）反動(dòng)作用(zuyng)原理蒸汽在動(dòng)葉中膨脹作功：p1 p2 ， c1 c2 (w1 w2 ）， 熱能(rnng)動(dòng)能機(jī)械能 反動(dòng)(fndng)級為例： （噴嘴、動(dòng)葉葉型相同）蒸汽在動(dòng)葉中膨脹加速，產(chǎn)生反動(dòng)力推動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)作功。第4頁/共111頁第五頁，共111頁。第5頁/共111頁第六頁，共111頁。帶有一定反動(dòng)度的沖動(dòng)(chngdng)級： （動(dòng)葉葉型介于前兩者之間）第6頁/共111頁第七頁，共111頁。（1）. 蒸汽(zhn q)沒有加速，只改變方向（2

3、）. 蒸汽(zhn q)既改變方向，還因受到動(dòng)葉片 反作用力而繼續(xù)膨脹加速所產(chǎn)生(chnshng)的離心力（即沖動(dòng)力）除了沖動(dòng)力以外，還產(chǎn)生由于加速而產(chǎn)生的反作用力（即反動(dòng)力）。 合力 = 沖動(dòng)力 + 反動(dòng)力沖動(dòng)作用的特點(diǎn)：汽流在動(dòng)葉中不膨脹加速，只改變 流動(dòng)方向，產(chǎn)生沖動(dòng)力使動(dòng)葉片運(yùn)動(dòng)作出機(jī)械功。蒸汽流經(jīng)動(dòng)葉汽道時(shí)有兩種情況：第7頁/共111頁第八頁，共111頁。蒸汽在動(dòng)葉柵中完成了二次能量的轉(zhuǎn)換。首先是蒸汽經(jīng)動(dòng)葉通道膨脹，將熱能轉(zhuǎn)換為蒸汽的動(dòng)能，再是隨著蒸汽的加速(ji s)，給動(dòng)葉柵一個(gè)反動(dòng)力，推動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，作出機(jī)械功，完成動(dòng)能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。第8頁/共111頁第九頁，共111頁。本體

4、輔助(fzh)設(shè)備凝汽設(shè)備回?zé)峒訜?ji r)設(shè)備除氧器調(diào)節(jié)保安裝置供油系統(tǒng)汽輪機(jī)設(shè)備第9頁/共111頁第十頁，共111頁。第10頁/共111頁第十一頁，共111頁。 沖動(dòng)式汽輪機(jī)：主要(zhyo)由沖動(dòng)級組成 反動(dòng)式汽輪機(jī)：主要(zhyo)由反動(dòng)級組成凝汽式汽輪機(jī)：有凝汽器背壓式汽輪機(jī)：排汽壓力高于大氣壓力，無凝汽器。 前置式汽輪機(jī)調(diào)整抽汽式汽輪機(jī)：中間某幾級后抽出蒸汽對外供熱 一次調(diào)整抽汽、二次抽汽 供熱式汽輪機(jī)中間再熱式汽輪機(jī)抽凝式抽背式第11頁/共111頁第十二頁，共111頁。低壓(dy)汽輪機(jī)：0.11761.47MPa （1.2 15ata） 中壓汽輪機(jī)：2.0583.92MPa

5、（21 40ata）高壓汽輪機(jī)：5.978 9.8MPa （61 100ata） 超高壓汽輪機(jī)：11.76 13.72MPa （120 140ata ） 亞臨界汽輪機(jī)：16.17 17.64MPa （165 180ata ） 超臨界汽輪機(jī)：22.148MPa （226ata） 超超臨界汽輪機(jī)：32MPa第12頁/共111頁第十三頁，共111頁。軸流式汽輪機(jī)輻流式汽輪機(jī)電站(din zhn)汽輪機(jī)工業(yè)汽輪機(jī)船用汽輪機(jī)單缸汽輪機(jī)雙缸汽輪機(jī)多缸汽輪機(jī)單軸汽輪機(jī)雙軸汽輪機(jī)第13頁/共111頁第十四頁，共111頁。第14頁/共111頁第十五頁，共111頁。國產(chǎn)(guchn)汽輪機(jī)型號(hào)： N12513.2

6、4/535/535 N20012.75/535/535N30016.7/538/538 N60016.7/538/538N60024.2/566/566CC123.43/0.98/0.118 B258.82/0.98 CB258.82/1.47/0.49變型設(shè)計(jì)序數(shù)(xsh)蒸汽參數(shù)額定功率（MW）汽輪機(jī)型式第15頁/共111頁第十六頁，共111頁。型式代號(hào)型式代號(hào)凝汽式N背壓式B一次調(diào)節(jié)抽汽式C二次調(diào)節(jié)抽汽式CC抽汽背壓式CB第16頁/共111頁第十七頁，共111頁。第17頁/共111頁第十八頁，共111頁。封閉(fngb)汽室、支承內(nèi)外零部件按進(jìn)汽參數(shù)的不同：高壓缸中壓缸低壓缸按汽缸的內(nèi)部

7、層次：單層缸雙層缸三層缸按汽缸形狀：有水平接合面無水平接合面第18頁/共111頁第十九頁，共111頁。第19頁/共111頁第二十頁，共111頁。第20頁/共111頁第二十一頁，共111頁。第21頁/共111頁第二十二頁，共111頁。固定各級噴嘴(pnzu)，形成各級間壁第22頁/共111頁第二十三頁，共111頁。按制造(zhzo)工藝分：整鍛轉(zhuǎn)子套裝轉(zhuǎn)子組合轉(zhuǎn)子焊接轉(zhuǎn)子按臨界轉(zhuǎn)速分：剛性轉(zhuǎn)子撓性轉(zhuǎn)子大型機(jī)組的轉(zhuǎn)子采用。第23頁/共111頁第二十四頁，共111頁。第24頁/共111頁第二十五頁，共111頁。葉型、葉根、葉頂?shù)?5頁/共111頁第二十六頁，共111頁。第26頁/共111頁第二十七頁

8、，共111頁。減少各處( ch)間隙漏汽，防止空氣漏入低壓部分第27頁/共111頁第二十八頁，共111頁。1. 前軸封（裝在汽輪機(jī)高壓缸前的汽封）2. 作用：盡量防止高溫高壓蒸汽漏出，3. 減少漏汽損失(snsh)4.后軸封（裝在汽輪機(jī)低壓缸后的汽封）5. 作用：盡量防止空氣漏入6.軸封系統(tǒng) （由前、后軸封及與之相聯(lián)的管道7. 及附屬設(shè)備所組成） 作用(zuyng)：a)盡量(jnling)防止高溫高壓蒸汽漏出，減少漏汽損失b)盡量(jnling)防止空氣漏入第28頁/共111頁第二十九頁，共111頁。平齒汽封： 用于前后壓差(y ch)比較小高低齒汽封：用于前后壓差(y ch)比較大第29頁

9、/共111頁第三十頁，共111頁。樅樹型汽封J型汽封梳齒(sh ch)型汽封第30頁/共111頁第三十一頁，共111頁。第31頁/共111頁第三十二頁，共111頁。曲徑(q jn)式（迷宮式）： 第32頁/共111頁第三十三頁，共111頁。采用以油膜潤滑(rnhu)理論為基礎(chǔ)的滑動(dòng)軸承第33頁/共111頁第三十四頁，共111頁。聯(lián)接(lin ji)汽輪機(jī)各轉(zhuǎn)子或汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，借以傳遞扭矩。第34頁/共111頁第三十五頁，共111頁。第35頁/共111頁第三十六頁，共111頁。在汽輪機(jī)啟動(dòng)前或停機(jī)后使轉(zhuǎn)子以一定轉(zhuǎn)速(zhun s)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)以保證轉(zhuǎn)子均勻受熱或冷卻。第36頁/共111頁第

10、三十七頁，共111頁。 凝汽器、循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵、抽氣器（或真空泵）等主要部件及連接管道和附件組成第37頁/共111頁第三十八頁，共111頁。工作原理：汽輪機(jī)排汽與冷卻水通過管子表面(biomin)進(jìn)行間接換熱，在此過程中蒸汽的汽化潛熱被吸收而成為飽和水，使凝汽器壓力成為排汽凝結(jié)溫度所對應(yīng)的飽和壓力，形成真空。單流程(lichng)雙流程(lichng)單背壓雙背壓第38頁/共111頁第三十九頁，共111頁。抽氣設(shè)備任務(wù)：在汽輪機(jī)啟動(dòng)時(shí)建立真空及在運(yùn)行中抽除從真空系統(tǒng)不嚴(yán)密處漏入的空氣和未凝結(jié)(nngji)的蒸汽以維持凝汽器的正常真空。噴射式抽氣(chu q)器： 射汽式、射水式機(jī)械式真空泵

11、： 離心式真空泵、水環(huán)式真空泵抽氣設(shè)備類型：第39頁/共111頁第四十頁，共111頁。加熱器種類混合式表面式高壓低壓第40頁/共111頁第四十一頁，共111頁。熱經(jīng)濟(jì)性最好。熱經(jīng)濟(jì)性最好。第41頁/共111頁第四十二頁，共111頁。第42頁/共111頁第四十三頁，共111頁。段，疏水冷卻效果好。第43頁/共111頁第四十四頁，共111頁。第44頁/共111頁第四十五頁，共111頁。臥式立式(l sh)第45頁/共111頁第四十六頁，共111頁。臥式第46頁/共111頁第四十七頁，共111頁。水中逸出被除掉。第47頁/共111頁第四十八頁，共111頁。P PP氣體氣體 0。第48頁/共111頁第

12、四十九頁，共111頁。第49頁/共111頁第五十頁，共111頁。第50頁/共111頁第五十一頁，共111頁。第51頁/共111頁第五十二頁，共111頁。除氧器的結(jié)構(gòu)(jigu)組成：除氧塔給水箱第52頁/共111頁第五十三頁，共111頁。給水泵和凝結(jié)水泵的保護(hù)防止汽蝕：保證(bozhng)水位；保證(bozhng)最小流量。第53頁/共111頁第五十四頁，共111頁。電壓(diny)頻率（n）60pnf （1）數(shù)量：功率（2）質(zhì)量：供電頻率與轉(zhuǎn)速關(guān)系： 第三節(jié) 第54頁/共111頁第五十五頁，共111頁。gtMMdtdI1、功率平衡(pnghng)2、穩(wěn)定轉(zhuǎn)速第55頁/共111頁第五十六頁，共

13、111頁。第56頁/共111頁第五十七頁，共111頁。第57頁/共111頁第五十八頁，共111頁。按工作(gngzu)原理分機(jī)液（機(jī)械液壓）調(diào)節(jié)系統(tǒng)電液（電子液壓）調(diào)節(jié)系統(tǒng) 速度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 功頻調(diào)節(jié)系統(tǒng)按調(diào)節(jié)信號(hào)分機(jī)液調(diào)節(jié)系統(tǒng)模擬功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)數(shù)字功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng) 第58頁/共111頁第五十九頁，共111頁。調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性： 穩(wěn)態(tài)下汽輪機(jī)功率與轉(zhuǎn)速(zhun s)之間關(guān)系第59頁/共111頁第六十頁，共111頁。%100%1000minmax0nnnnn意義： 說明(shumng)汽輪機(jī)同樣負(fù)荷變化下穩(wěn)定轉(zhuǎn)速變化大小。第60頁/共111頁第六十一頁，共111頁。帶基本負(fù)荷：較大(jio d

14、) 4%6%帶尖峰負(fù)荷：較小 3%4%（一次調(diào)頻(dio pn)）第61頁/共111頁第六十二頁，共111頁。第62頁/共111頁第六十三頁，共111頁。第63頁/共111頁第六十四頁，共111頁。 轉(zhuǎn)速升高(shn o)到額定轉(zhuǎn)速的1.101.12倍時(shí)動(dòng)作，迅速關(guān)閉自動(dòng)主汽閥和調(diào)節(jié)閥。 轉(zhuǎn)速升高，轉(zhuǎn)動(dòng)部件應(yīng)力增大，危及轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度。為確保人員和設(shè)備安全，汽輪機(jī)設(shè)多道超速保護(hù)措施。第64頁/共111頁第六十五頁，共111頁。第65頁/共111頁第六十六頁，共111頁。第66頁/共111頁第六十七頁，共111頁。各種原因(yunyn)造成軸向推力過大時(shí)將導(dǎo)致推力瓦的烏金融化，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生不允許的軸向位

15、移，使汽輪機(jī)動(dòng)靜摩擦。第67頁/共111頁第六十八頁，共111頁。潤滑油壓過低，會(huì)燒壞軸承烏金造成(zo chn)動(dòng)靜摩擦。第68頁/共111頁第六十九頁，共111頁。真空降低，影響汽輪機(jī)出力且使排汽溫度(wnd)升高，軸向推力增大，汽輪機(jī)振動(dòng)加劇。第69頁/共111頁第七十頁，共111頁。第70頁/共111頁第七十一頁，共111頁。一、相對效率二、絕對(judu)效率汽機(jī)(qj)相對內(nèi)效率ri汽機(jī)相對(xingdu)電效率r,el汽機(jī)絕對內(nèi)效率i汽機(jī)絕對電效率el絕對效率 = 相對效率t第71頁/共111頁第七十二頁，共111頁。1.汽耗率d2. 定義：每發(fā)一度電(1kwh)所消耗(xioh

16、o)的蒸汽量3. 單位：kg/(kwh)4. 定義式：elNDd02.熱耗率q3. 定義：每發(fā)一度電(1kwh)所消耗(xioho)的熱量4. 單位：kJ/(kwh)5. 定義式：elNQq0第72頁/共111頁第七十三頁，共111頁。第73頁/共111頁第七十四頁，共111頁。算熱力系統(tǒng)。算熱力系統(tǒng)。第74頁/共111頁第七十五頁，共111頁。第75頁/共111頁第七十六頁，共111頁。第76頁/共111頁第七十七頁，共111頁。第77頁/共111頁第七十八頁，共111頁。第78頁/共111頁第七十九頁，共111頁。第79頁/共111頁第八十頁，共111頁。管道系統(tǒng)和主廠房布置設(shè)計(jì)提管道系統(tǒng)

17、和主廠房布置設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。供了依據(jù)。第80頁/共111頁第八十一頁，共111頁。第81頁/共111頁第八十二頁，共111頁。第82頁/共111頁第八十三頁，共111頁。第83頁/共111頁第八十四頁，共111頁。第84頁/共111頁第八十五頁，共111頁。第85頁/共111頁第八十六頁，共111頁。各參數(shù)的穩(wěn)定。第86頁/共111頁第八十七頁，共111頁。第87頁/共111頁第八十八頁，共111頁。第88頁/共111頁第八十九頁，共111頁。現(xiàn)抽吸補(bǔ)水?，F(xiàn)抽吸補(bǔ)水。第89頁/共111頁第九十頁，共111頁。第90頁/共111頁第九十一頁，共111頁。第91頁/共111頁第九十二頁，共111頁

18、。第92頁/共111頁第九十三頁，共111頁。第93頁/共111頁第九十四頁，共111頁。第94頁/共111頁第九十五頁，共111頁。第95頁/共111頁第九十六頁，共111頁。第96頁/共111頁第九十七頁，共111頁。第97頁/共111頁第九十八頁，共111頁。第98頁/共111頁第九十九頁，共111頁。第99頁/共111頁第一百頁，共111頁。第100頁/共111頁第一百零一頁，共111頁。第101頁/共111頁第一百零二頁，共111頁。小機(jī)小機(jī)門桿泄汽至軸加軸封加熱加高壓缸中壓缸低壓缸低壓缸至疏擴(kuò) 集管四至污油管至污油管安全膜板至疏擴(kuò) 集管四凝結(jié)水來減溫水輔助蒸汽來冷再蒸汽來主蒸汽來軸封系統(tǒng)至疏擴(kuò)器 集管至疏擴(kuò)器 集管至疏擴(kuò)器 集管至疏擴(kuò)器至疏擴(kuò)器集管第102頁/共111頁第一百零三頁