電廠動力工程

電廠動力工程第一頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日緒論能源：為人類的生產(chǎn)和生活提供各種能力和動力的物質(zhì)資源，是國民經(jīng)濟的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。能源的開發(fā)和有效利用程度以及人均消費量是生產(chǎn)技術(shù)和生活水平的重要標(biāo)志。一次能源和二次能源自然界中本來就有的各種形式的能源稱為一次能源。一次能源可按其來源的不同劃分為三類：來自地球以外的其主要形式是太陽能。來自地球內(nèi)部的例如原子核能、地?zé)崮艿鹊厍蚺c其他天體相互作用的例如潮汐能等

第二頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日

太陽每年平均輸入地球的能量為178000太瓦年(1太瓦年＝31.5×1015千焦),相當(dāng)于約190萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。而由太陽輻射引起氣象變化形成的水能、風(fēng)能、洋流能、波浪力能和海洋深層與表層的溫差能等，由植物通過光化作用吸收并蓄積太陽能而形成的生物質(zhì)能都是一次能源。廣義地說，煤、石油、天然氣、油頁巖和油質(zhì)砂等礦物一次能源都是由歷史上的有機生物質(zhì)所蓄積的太陽能。來自地球內(nèi)部的一次能源主要是地?zé)岷驮雍四堋碜缘厍蚺c其他天體相互作用的一次能源主要是潮汐能。第三頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日

凡由一次能源經(jīng)過轉(zhuǎn)化或加工制造而產(chǎn)生的能源稱為二次能源，如電力、氫能、石油制品、煤制氣、煤液化油、蒸汽和壓縮空氣等。但水力發(fā)電雖是由水的落差轉(zhuǎn)換而來，一般均作為一次能源。

可再生能源和非再生能源人們對一次能源又進一步加以分類。凡是可以不斷得到補充或能在較短周期內(nèi)再產(chǎn)生的能源稱為可再生能源，反之稱為非再生能源。風(fēng)能、水能、海洋能、潮汐能、太陽能和生物質(zhì)能等是可再生能源；煤、石油和天然氣等是非再生能源。地?zé)崮芑旧鲜欠窃偕茉?，但從地球?nèi)部巨大的蘊藏量來看，又具有再生的性質(zhì)。第四頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日

熱能可以直接利用，但大量的是將熱能通過各種類型的熱力機械（如內(nèi)燃機、汽輪機和燃?xì)廨啓C等）轉(zhuǎn)換為動力，帶動各類機械和交通運輸工具工作；或是帶動發(fā)電機送出電力，滿足人們生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。發(fā)電和交通運輸需要的能源占能量總消費量的很大比例。據(jù)預(yù)測，20世紀(jì)末僅發(fā)電一項的能源需要量將大于一次能源開發(fā)量的40％。一次能源中轉(zhuǎn)化為電力部分的比例越大，表明電氣化程度越高，生產(chǎn)力越先進，生活水平越高。第五頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日

發(fā)電廠是通過能量轉(zhuǎn)換而生產(chǎn)電能的工廠。根據(jù)生產(chǎn)電能的能源不同，主要有火力發(fā)電廠、水電站和核電站。此外，還有一部分利用風(fēng)能、太陽能和地?zé)崮艿刃履茉催M行發(fā)電的電站。而火力發(fā)電廠是目前世界大多數(shù)國家電能生產(chǎn)的主力電廠?；鹆Πl(fā)電是利用煤、石油或天然氣等燃料的化學(xué)能來生產(chǎn)電能的。根據(jù)我國的燃料政策，我國火電廠的燃料主要是煤，即為燃煤電廠，燃煤火電廠的生產(chǎn)過程如圖0－1所示。第六頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第七頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第八頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日

由上圖可以看出，在火力發(fā)電廠的生產(chǎn)過程中存在著三種形式的能量轉(zhuǎn)換：在鍋爐中燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?；在汽輪機中熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能；在發(fā)電機中機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。鍋爐、汽輪機和發(fā)電機稱為火力發(fā)電廠的三大主機。

第九頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日

第一章能量轉(zhuǎn)換基本知識

第十頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日能量的轉(zhuǎn)換與利用能量的利用過程，實質(zhì)上是能量的傳遞與轉(zhuǎn)換過程。

氫、酒精等二次能源

燃料電池

電能

機械能

輻射能熱能風(fēng)能、水能、海洋能

機械

機械能直接利用發(fā)電機

煤、石油、天然氣

熱能熱機直接利用核能核反應(yīng)

太陽能光合作用生物質(zhì)能燃燒食物利用集熱器光電池90％燃燒第十一頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日能夠提供可利用能量的物質(zhì)資源波浪發(fā)電站風(fēng)力發(fā)電站水力發(fā)電站地?zé)岚l(fā)電站太陽能發(fā)電站太陽能收集站沼氣發(fā)酵池潮汐發(fā)電站火力發(fā)電站核電站第十二頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第一節(jié)熱力學(xué)基本定律一、基本概念

“熱力發(fā)動機”

“工質(zhì)”

“高溫?zé)嵩础?/p>

“低溫?zé)嵩础?/p>

“熱力系統(tǒng)”

“閉口系統(tǒng)”

“開口系統(tǒng)”

“絕熱系統(tǒng)”第十三頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日

（一）常用參數(shù)描寫工質(zhì)在平衡狀態(tài)下熱力特征的物理量壓力

(P，壓強)；單位：MPa，bar溫度

(T，熱力學(xué)溫標(biāo))；單位：oC，k比容

(v，與密度互為倒數(shù))；單位：m3/kg焓

(h，比焓是用來衡量單位工質(zhì)具有“熱力勢能”大小的一個尺度)，單位：“J／kg、kJ/kg”。第十四頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日(二)基本熱力過程

熱力系統(tǒng)由其初始平衡狀態(tài)，經(jīng)過一系列之間狀態(tài)變化而達(dá)到另一個新的平衡狀態(tài)，其中間的物理變化過程稱為“熱力過程”。常見的基本熱力過程有：

(1)定壓過程：熱力系熱力統(tǒng)狀態(tài)變化過程中，工質(zhì)的壓力保持不變。如工質(zhì)在鍋爐內(nèi)的吸熱過程。

(2)定溫過程：熱力系統(tǒng)狀態(tài)變化過程中，工質(zhì)的溫度保持不變。如工質(zhì)在凝汽器內(nèi)的放熱過程。

(3)絕熱過程：熱力系統(tǒng)狀態(tài)變化過程中，工質(zhì)與外界無任何熱量交換。如工質(zhì)在汽輪機內(nèi)的膨脹做功過程。

(4)定容過程：熱力系統(tǒng)狀態(tài)變化過程中，工質(zhì)的比容保持不變。如工質(zhì)在汽油機內(nèi)的加熱過程。第十五頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日二工程熱力學(xué)基本定律

工程熱力學(xué)基本定律的實質(zhì)：*研究熱能和機械能相互轉(zhuǎn)化的基本規(guī)律例如：各種電廠的能源轉(zhuǎn)換基本過程火電廠：燃料化學(xué)能→熱能→機械能→電能核電廠：重核裂變能→熱能→機械能→電能水電廠：水能→機械能→電能（一）熱力學(xué)第一定律

1、熱力學(xué)第一定律的表述熱可以變?yōu)楣Γσ部梢宰優(yōu)闊?；一定量的熱消失時，必產(chǎn)生與之?dāng)?shù)量相當(dāng)?shù)墓?；消耗一定量的功時，也必出現(xiàn)相應(yīng)數(shù)量的熱；2、熱力學(xué)第一定律表達(dá)形式：進入系統(tǒng)的能量－離開系統(tǒng)的能量＝系統(tǒng)儲存能量的增加對于開口系統(tǒng)：進入系統(tǒng)的能量＝離開系統(tǒng)的能量第十六頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日（二）熱力學(xué)第二定律1、熱力學(xué)第二定律的表述各種說法⑴熱不可能自發(fā)地、不付代價地從低溫物體傳向高溫物體。⑵只冷卻一個熱源而連續(xù)做功的循環(huán)發(fā)動機是制造不成功

的。⑶在經(jīng)歷任意過程之后，孤立系統(tǒng)的熵只會增加或保持不變，但永遠(yuǎn)不會減少。（熵增定律）2、熱力學(xué)第二定律的實質(zhì)⑴一切事物都具有方向性：熱、功之間的相互轉(zhuǎn)化也具有方向性：有序→無序，無條件的，功→熱；無序→有序，有條件的，熱→功。⑵能量是有品位的給定的熱量，有多少可以轉(zhuǎn)化為機械能？第十七頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日3.卡諾循環(huán)著名的卡諾循環(huán)(由兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成)是實際動力循環(huán)中效率最高的理想循環(huán)，它在理論上確定了一定范圍內(nèi)熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械功的最大限度，為實際循環(huán)的組成及熱效率的提高指出了方向與途徑，其循環(huán)的熱效率表達(dá)式為

η＝1－T2/T1（式中T1為熱源溫度，T2

為冷源溫度）

由上式得出一些重要結(jié)論如下：1)循環(huán)熱效率決定于高溫?zé)嵩磁c低溫?zé)嵩吹臏囟萒1和T2，提高工質(zhì)吸熱溫度并且盡可能降低工質(zhì)排向冷源(大氣環(huán)境)的溫度，可提高循環(huán)熱效率。第十八頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日2)循環(huán)熱效率永遠(yuǎn)小于100％，因為T1無窮大和T2＝0都是無法實現(xiàn)的，這正是熱力學(xué)第二定律所揭示的規(guī)律。3)當(dāng)T1＝T2時，循環(huán)熱效率為零。這就是說，在沒有溫差存在的體系中，熱能不可能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械功，要利用熱能來產(chǎn)生動力，就一定要有溫度高于環(huán)境的高溫?zé)嵩础?)在兩個不同溫度的恒溫?zé)嵩撮g工作的一切可逆循環(huán)，均具有相同的熱效率，且與工質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)。5)在兩個不同溫度的恒溫?zé)嵩撮g工作的任何不可逆循環(huán)，其熱效率必低于在兩個同樣恒溫?zé)嵩撮g工作的可逆循環(huán)。實際循環(huán)都是不可逆循環(huán)，其熱效率必低于同溫限的卡諾循環(huán)。第十九頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第二節(jié)水蒸氣動力循環(huán)一、水蒸氣的基本性質(zhì)

1、水的飽和狀態(tài)（1）飽和狀態(tài)對于一個汽—液共存系統(tǒng)，當(dāng)液體汽化和蒸汽液化的速度相等時，這一動態(tài)平衡狀態(tài)稱為飽和狀態(tài)。處于飽和狀態(tài)時，系統(tǒng)的壓力、溫度稱為飽和壓力、飽和溫度（2）飽和壓力（ps）（3）飽和溫度（ts）對于一定的物質(zhì)飽和壓力和飽和溫度是一一對應(yīng)的。例如1個大氣壓下，水的沸點100℃2、水及水蒸氣的狀態(tài)（1）過冷水（未飽和水）（2）飽和水（3）濕蒸汽（濕飽和蒸汽）飽和水和飽和蒸汽的混合物，其中純飽和蒸汽的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)稱為濕蒸汽的干度，以x表示，其狀態(tài)一般由（ps，x）或（ts，x）確定。（4）干飽和蒸汽（5）過熱蒸汽第二十頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日3、水及水蒸氣的六個基本狀態(tài)參數(shù)（1）壓力pMPa（2）溫度t℃（3）比容vm3/kg（4）比焓hkJ/kg（5）比熵skJ/kg℃（6）干度x注意：在飽和水線、濕蒸汽區(qū)、干飽和蒸汽線，壓力和溫度是一一對應(yīng)的，此時這兩個參數(shù)將縮減為一個參數(shù)；通常已知其中兩個獨立參數(shù)，可以求得其他參數(shù)。第二十一頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日4、水及水蒸氣的臨界點臨界點參數(shù)壓力Pc=22.129MPa溫度tc=374.15℃比容vc=0.00326m3/kg特性及應(yīng)用超臨界參數(shù)P>Pc在水蒸氣的定壓發(fā)生過程中，水直接瞬間汽化為過熱蒸汽ρ汽=ρ水亞臨界參數(shù)p<pc經(jīng)歷濕蒸汽的汽化階段ρ汽<ρ水第二十二頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日5.過冷水定壓加熱成過熱蒸汽的三個階段：①過冷水加熱到飽和水的預(yù)熱階段，所需的熱量為預(yù)熱熱；②飽和水汽化成干飽和蒸汽的汽化階段，所需的熱量為汽化潛熱；③干飽和蒸汽加熱成過熱蒸汽的過熱階段，所需的熱量為過熱熱。

過冷水、飽和水、濕蒸汽、干飽和蒸汽、過熱蒸汽是加熱過程中涉及到的五個典型狀態(tài)，其中飽和水和干飽和蒸汽狀態(tài)是定壓力下的兩個惟一狀態(tài)點，其他可具有無限多個狀態(tài)點。第二十三頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日二、水蒸氣動力循環(huán)（一）朗肯循環(huán)1－2為過熱蒸汽在汽輪機內(nèi)的理想絕熱膨脹做功過程，所做的功為w=h1-h2：；

(2)2－3為乏汽(即汽輪機排汽)向凝汽器(冷源)的理想定壓放熱的完全凝結(jié)過程，其放熱量為q2=h2-h3；(3)3－4為凝結(jié)水通過水泵的理想絕熱壓縮過程，所消耗的功為wp＝h4-h3；(4)4－1為高壓水在鍋爐內(nèi)經(jīng)定壓加熱、汽化、過熱而成為過熱蒸汽的理想定壓吸熱過程，所吸收的熱量為q1=h1-h4。第二十四頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日過程編號執(zhí)行設(shè)備理想過程輸入、輸出3-4給水泵可逆絕熱壓縮低壓給水通過給水泵增壓，得以進入鍋爐，損耗泵功wp4-5-6-1鍋爐定壓可逆吸熱高壓給水在鍋爐中經(jīng)定壓預(yù)熱、汽化、過熱而成為過熱蒸汽，吸熱量為q11-2汽輪機可逆絕熱膨脹做功過熱蒸汽在汽輪機內(nèi)膨脹做功，最終變?yōu)榉ζ?，做功wt2-3凝汽器可逆定壓放熱乏汽在凝汽器中凝結(jié)放熱成為凝結(jié)水，排出廢熱q2第二十五頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第二十六頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日朗肯循環(huán)的熱效率機械功w=h1-h2放熱q2=h2-h3水泵耗功wp＝h4-h3吸熱q1=h1-h4對外做功：w0=w-wp=(h1-h2)－(h4-h3)朗肯循環(huán)的熱效率η＝w0/q1=[(h1-h2)－(h4-h3)]/(h1-h4)由于wp很小，忽略之：η＝(h1-h2)/(h1-h2’)h1：汽輪機的進汽焓h2：汽輪機排汽壓力下的排汽焓h2’：排汽壓力下的飽和水焓重要結(jié)論：提高蒸汽的初參數(shù)、降低排汽壓力可以提高效率。第二十七頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日

(二)中間再熱循環(huán)

第二十八頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日157H.PL.P893BoilerReheaterLow-PturbineHigh-PturbinePumpCondenserqinqout蒸汽再熱循環(huán)系統(tǒng)示意圖wturb,outwpump,in蒸汽再熱循環(huán)系統(tǒng)示意圖

蒸汽再熱循環(huán)第二十九頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日

水蒸氣再熱循環(huán)的T-S圖第三十頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日1．采用再熱技術(shù)的目的：●增加吸熱環(huán)節(jié)→提高吸熱過程平均吸熱溫度→提高循環(huán)效率2、再熱循環(huán)：在朗肯循環(huán)的基礎(chǔ)上，將做過部分功的蒸汽從汽輪機的某一中間位置（一般為高壓缸排汽）抽出來，通過管道送回鍋爐內(nèi)的再熱器，使之再加熱到與過熱器出口過熱蒸汽相同或稍高的溫度，然后返回到汽輪機的中、低壓缸繼續(xù)膨脹做功，直至達(dá)到終壓。3、再熱循環(huán)的特點（1）可以提高乏汽的干度，有利于汽輪機安全工作，提高了汽輪機的內(nèi)效率；（2）提高循環(huán)熱效率（約4％～5％）；（3）減少了汽耗率，減小了設(shè)備尺寸；（4）（不利因素）設(shè)備復(fù)雜，運行管理要求高。第三十一頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日（三）給水回?zé)嵫h(huán)第三十二頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日12A4Ts２A153回?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)示流程圖和T-s圖BoilerTurbinePumpCondenserOpenFWHFWH=Feedwaterheaterqinqout43665Pump1kgkgkgwturb,out回?zé)嵫h(huán)第三十三頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日1．采用給水回?zé)嵫h(huán)的目的：①提高給水溫度→提高吸熱過程平均吸熱溫度→提高循環(huán)效率②減少汽輪機排汽量→減少冷源損失→提高循環(huán)效率2．回?zé)嵫h(huán)的描述①在朗肯循環(huán)基礎(chǔ)上，從汽輪機的某些中間部位抽出一部分做過功的蒸汽，送入回?zé)峒訜崞髦杏脕砑訜崮鱽淼哪Y(jié)水，使鍋爐的入口水溫提高。由于鍋爐中水的預(yù)熱起點溫度提高，工質(zhì)在鍋爐內(nèi)的平均吸熱溫度T1將提高，故可使循環(huán)熱效率提高。②一般超高壓以上的機組采用7～9級回?zé)帷?．給水回?zé)岬奶攸c（1）提高了循環(huán)的效率（2）減輕了汽輪機末級的工作負(fù)荷第三十四頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日（四）熱電聯(lián)產(chǎn)循環(huán)所謂熱電聯(lián)產(chǎn)循環(huán)就是將電能生產(chǎn)和熱能生產(chǎn)聯(lián)合成一體，既供熱又供電，所供熱能是已做功發(fā)電的汽輪機排汽所攜帶的熱能。（1）熱電聯(lián)產(chǎn)循環(huán)的做功發(fā)電收益（高品位能量）（2）熱電聯(lián)產(chǎn)循環(huán)的供熱收益（低品位能量）將相對于朗肯循環(huán)少做的功和朗肯循環(huán)的冷源損失全部（或部分）地送到熱用戶利用了。所以熱電聯(lián)產(chǎn)循環(huán)的熱量有效利用程度比純動力循環(huán)要高得多，這正是熱電聯(lián)產(chǎn)循環(huán)的意義之所在。第三十五頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日熱電聯(lián)產(chǎn)循環(huán)第三十六頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日1234背壓式汽輪機熱電聯(lián)產(chǎn)循環(huán)UserBoilerTurbinePumpqinqoutGeneratorElectricityHeatexchanger

熱電合供循環(huán)第三十七頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日抽汽調(diào)節(jié)式熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)圖TurbineBoilerPumpPumpGeneratorElectricityOpenFWHCondenserqinqoutRegulatorvalveHeatexchangerUser第三十八頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日

提高循環(huán)熱效率的途徑改變循環(huán)參數(shù)提高初溫度提高初壓力降低乏汽壓力改變循環(huán)形式回?zé)嵫h(huán)再熱循環(huán)改變循環(huán)形式熱電聯(lián)產(chǎn)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)新型動力循環(huán)IGCCPFBC-CC…...第三十九頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第三節(jié)換熱器(熱交換器)

換熱器是實現(xiàn)冷熱流體熱量交換的設(shè)備，對冷流體來說是被加熱，對熱流體來說是被冷卻。因此，通常所說的加熱器也就是冷卻器。換熱器在火電廠的熱力系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛。按其工作原理，換熱器一般可分為混合式、表面式和再生式三大類。

(1)混合式換熱器：冷、熱流體通過直接接觸彼此混合來完成熱量交換，同時也存在質(zhì)量交換?；旌鲜綋Q熱器具有換熱效率高、設(shè)備簡單的優(yōu)點，但因冷熱流體直接混合，其應(yīng)用受到限制。如火電廠中給水除氧器就屬于混合式換熱器。第四十頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日(2)表面式換熱器：冷、熱流體被固體壁隔開，分別在其兩側(cè)流過，借助于固體壁，熱流體的熱量傳給冷流體，故又稱為間壁式換熱器。表面式換熱器是火電廠應(yīng)用最多的一類。如鍋爐中的各汽水受熱面、回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)中的高、低壓加熱器等。

(3)再生式換熱器：冷熱流體先后交替地流過同一固體換熱壁面，熱流體流過時將壁面加熱并儲蓄熱量，冷流體流過時則壁面放出熱量并加熱冷流體，這樣借助壁面的蓄、放熱過程，使熱流體的熱量傳給冷流體，又稱回?zé)崾綋Q熱器。大容量鍋爐中采用的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器就屬于這類換熱器。第四十一頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日表面式換熱器有兩種基本布置方式，即順流式和逆流式布置(如圖所示)，其他布置是在基本方式上派生出來的，稱為混合流布置。第四十二頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日

順流布置，冷熱流體總體上同向流動；逆流布置，冷熱流體總體上反向流動。在冷熱流體進出口溫度相同的條件下，逆流式的傳熱平均溫差較順流時為大，可以獲得較好的傳熱效果。所需的換熱面積小，但兩種流體的最高溫度集中在換熱器的同一端面上，容易造成該端面的金屬壁超溫而導(dǎo)致毀壞，沒有順流式安全。因此，在安全允許的條件下，盡量采要逆流式布置．需要考慮壁面安全時，則采用順流式布置，或低溫段采用逆流布置而高溫段采用順流布置即混合流布置。在鍋爐內(nèi)的各受熱面的布置就突出了這一原則。第四十三頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第二章火力發(fā)電目前我國的火電廠絕大部分是燃煤火電廠第一節(jié)火電廠生產(chǎn)過程在火力發(fā)電廠的生產(chǎn)過程中存在著三種形式的能量轉(zhuǎn)換：在鍋爐中燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽辉谄啓C中熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能；在發(fā)電機中機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。鍋爐、汽輪機和發(fā)電機稱為火力發(fā)電廠的三大主機。第四十四頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第四十五頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日火電廠的經(jīng)濟性指標(biāo)1.發(fā)電熱效率：發(fā)出電能與燃料供給熱量的百分比是在循環(huán)效率的基礎(chǔ)上再考慮到鍋爐、汽輪機、發(fā)電機及管道的熱效率后得出的，大機組一般發(fā)電熱效率為37%~41%2.供電效率：發(fā)電熱效率扣除廠用電率后得出的電廠熱效率一般供電效率為30%~34%3.供電煤耗率：每供一千瓦時電所消耗的標(biāo)準(zhǔn)煤量大機組的供電煤耗率一般在312～360g/(千瓦時)例如一個1200MW的中型電廠，煤耗降低10克，每天可節(jié)省288噸標(biāo)準(zhǔn)煤。第四十六頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第二節(jié)鍋爐設(shè)備一.鍋爐概述

電廠鍋爐由鍋爐本體和輔助設(shè)備組成。電廠鍋爐機組是由鍋爐本體、輔助系統(tǒng)和附屬設(shè)備、鍋爐附件等構(gòu)成的。鍋爐本體主要包括“鍋”和“爐”，“鍋”部分：省煤器、汽包、下降管、水冷壁、過熱器、再熱器、進出口聯(lián)箱及汽水聯(lián)通管道等?！盃t”部分：爐膛、燃燒器、點火裝置、空氣預(yù)熱器、煙道和風(fēng)道等。第四十七頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第四十八頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日

此外，鍋爐本體還包括用來固定和懸吊鍋爐部件、受熱面、爐墻等設(shè)備的構(gòu)架(包括平臺扶梯)。現(xiàn)代大型電廠鍋爐機組的輔助系統(tǒng)和附屬設(shè)備較多。輔助系統(tǒng)包括：燃料供應(yīng)系統(tǒng)、煤粉制備系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、第四十九頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日

通風(fēng)系統(tǒng)、除塵除灰系統(tǒng)、吹灰系統(tǒng)，水處理系統(tǒng)、測量及控制系統(tǒng)等。各個輔助系統(tǒng)都配有相應(yīng)的附屬設(shè)備和控制裝置。第五十頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第五十一頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日二、鍋本體部分

1．省煤器省煤器是利用低溫?zé)煔饧訜峤o水的受熱面，用來完成給水吸熱的預(yù)熱階段，可以降低排煙溫度、節(jié)省燃料、提高鍋爐效率。大容量鍋爐一般采用非沸騰式省煤器，即其出口水溫低于給水壓力下的飽和溫度(未飽和水)，給水經(jīng)省煤器加熱后，再進入汽包到水循環(huán)系統(tǒng)。省煤器布置在鍋爐的尾部煙道中，由許多并列蛇行鋼管組成，成水平錯列或順列逆流布置(如圖1－10所示)。

第五十二頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第五十三頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日2．汽包汽包是自然循環(huán)鍋爐和控制循環(huán)鍋爐蒸發(fā)設(shè)備中的重要部件，是匯集水和飽和蒸汽的一個厚壁圓筒形容器。其上半部是汽空間，下半部是水空問，水空間的高度就是水位。汽包布置在鍋爐爐墻外、爐頂部不受熱，一般采用優(yōu)質(zhì)碳鋼或低合金鋼制造。大容量鍋爐的汽包，直徑為1600～1800mm左右、長度與爐膛寬度基本相同。

第五十四頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日汽包的主要作用：⑴與下降管、水冷壁等構(gòu)成水循環(huán)回路，接受省煤器來的給水，并向過熱器輸送飽和蒸汽，是預(yù)熱、汽化、過熱三階段的連接樞紐；⑵汽包內(nèi)儲存有一定數(shù)量的飽和水及飽和汽，具有一定的蓄熱能力，故可適應(yīng)負(fù)荷的驟然變化，減緩汽壓的波動，有利于鍋爐的運行調(diào)節(jié)；⑶汽包內(nèi)部有各種設(shè)備，進行汽水混和物的分離、清洗蒸汽，保證蒸汽品質(zhì)(如圖1-11所示)。第五十五頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第五十六頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日3．下降管下降管的作用是把汽包中的水連續(xù)不斷地供給水冷壁，布置在鍋爐爐墻外不受熱。大容量鍋爐采用大直徑下降管。

4．水冷壁水冷壁是鍋爐的蒸發(fā)受熱面，依靠火焰對其的輻射傳熱，使未飽和水加熱成飽和水，再部分蒸發(fā)成蒸汽。水冷壁由許多單排平行管通過上下聯(lián)箱組成如同墻壁式的受熱面，緊貼爐墻，布滿爐膛的四周。現(xiàn)在的大容量鍋爐均采用膜式水冷壁，可以減輕爐墻的重量和厚度(如圖1—12所示)。

第五十七頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日5．過熱器過熱器是將汽包引出的飽和蒸汽加熱成為具有一定過熱度的過熱蒸汽的受對流過熱器由許多根并列的蛇形管與進出口聯(lián)箱組合而成，或做成多片管屏組合在一起，現(xiàn)在大鍋爐多采用后者。對流式過熱器按管內(nèi)蒸汽與管外煙氣的相對流向又可分為順流、逆流和混合流等幾種布置方。在煙溫較高區(qū)域一般采用順流布置或先逆流、后順流的混合流布置，以避免管壁溫度過高；在煙溫較低區(qū)域則采用逆流布置，以獲得較好的傳熱效果。第五十八頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日

由于過熱器內(nèi)流經(jīng)的是高壓、高溫的過熱蒸汽，傳熱性能差，又處于高溫?zé)煔鈪^(qū)，過熱器的管壁溫度高，運行中要嚴(yán)格控制汽溫，不允許超溫。過熱器按換熱方式不同，可以分為對流、輻射、半輻射三種型式。

(1)對流過熱器。對流過熱器布置在水平煙道(垂直布置)或豎井煙道人口(水平布置)處，主要以對流換熱方式吸收煙氣的熱量。圖1—13所示為蛇形管對流式過熱器。第五十九頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第六十頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日(2)半輻射式過熱器。半輻射式過熱器是指布置在爐膛出口處折焰角前方或上方的過熱器，既能直接吸收爐膛火焰的輻射熱又可以吸收煙氣通過時的對流熱，故稱為半輻射式過熱器。半輻射式過熱器的結(jié)構(gòu)為多片管屏型，如圖1—14所示。每片管屏由若干根并聯(lián)管子繞制并與聯(lián)箱相焊接而成，聯(lián)箱中間隔開，以形成進、出口聯(lián)箱，管屏沿爐膛寬度方向均勻布置，相鄰管屏間留有較大的間隔，以形成暢通的煙氣通道，第六十一頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第六十二頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日(3)輻射式過熱器。輻射式過熱器是能夠直接吸收爐膛火焰輻射熱而無煙氣沖刷的過熱器。通常懸掛在爐膛上前方空間，稱為前屏過熱器(或稱大屏、分隔屏)，采用多片管屏型式。而在爐頂平鋪的單層直管，管內(nèi)流過的是過熱蒸汽，故稱為頂棚過熱器，其吸收的熱量并不多，主要作用是在其上面敷設(shè)耐火、保溫材料，以形成封閉的輕型爐頂，與其類似的還有包覆管過熱器即在水平煙道、豎井煙道的爐墻上平鋪單層直管，用來提高煙道密封性。頂棚過熱器與包覆管過熱器都采用膜式結(jié)構(gòu)。不同型號鍋爐的過熱器系統(tǒng)布置都有差別，現(xiàn)大容量鍋爐的過熱蒸汽流程大致如下：第六十三頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日

(汽包引出的飽和蒸汽)一包覆管過熱器一低溫對流過熱器一頂棚過熱器一前屏過熱器一后屏過熱器一高溫對流過熱器一(去汽輪機高壓缸做功)。6．再熱器隨著初參數(shù)的提高，機組普遍采用中間再熱循環(huán)，再熱器的作用就是將汽輪機高壓缸的排汽重新加熱，使其溫度提高后再回到汽輪機中低壓缸繼續(xù)膨脹做功。第六十四頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日

再熱器的結(jié)構(gòu)與過熱器類似，由于再熱器中流過的是低壓過熱蒸汽，對管壁的冷卻效果較差，以前國產(chǎn)鍋爐的再熱器一般布置在水平煙道后部或豎井煙道進口，為對流式布置?，F(xiàn)引進型大容量鍋爐，再熱器不僅布置在水平煙道，還布置在爐膛內(nèi)。爐膛內(nèi)的再熱器一般為單排管，垂直密排布置在爐膛上部、緊靠前墻和兩側(cè)墻水冷壁的向火面，直接吸收爐膛火焰輻射熱，稱為壁式輻射再熱器。其他再熱器可以做成與過熱器類似的管屏結(jié)構(gòu)(后屏再熱器)或蛇形管結(jié)構(gòu)(對流再熱器)，懸掛在后屏過熱器后面的水平煙道中。第六十五頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日

過熱器與再熱器的布置

1－對流式過熱器2－屏式半輻射式過熱器

3－爐頂輻射式過熱器4－對流式再熱器

第六十六頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日三、爐本體部分

1．爐膛爐膛是由四周水冷壁、爐頂圍成的供燃料燃燒的立體空間，為了使燃料的化學(xué)能盡可能完善地轉(zhuǎn)換為煙氣熱能，爐膛內(nèi)溫度水平很高并有足夠的空間讓燃料完全燃燒，同時控制爐膛出口的煙氣溫度，保證爐膛出口及其以后受熱面的安全。

2．燃燒器燃燒器是將燃料及空氣送入爐膛的設(shè)備。對于燃煤鍋爐，主燃燒器是煤粉燃燒器，另有點火用的輕油燃燒器，助燃用的重油燃燒器。

第六十七頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第六十八頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)和布置方式應(yīng)保證煤粉和空氣進入爐膛后混合充分，著火迅速，燃燒穩(wěn)定。國內(nèi)大鍋爐大多選用直流燃燒器，采用四角布置、切圓燃燒方式。目前為了減少NO的排放，采用低NO燃燒器，即分級送風(fēng)、分段燃燒的方式。

3．空氣預(yù)熱器空氣預(yù)熱器是利用鍋爐的低溫?zé)煔鉄崃縼砑訜崛紵每諝獾臒峤粨Q器。隨著回?zé)嵫h(huán)的應(yīng)用，給水進入省煤器前已達(dá)到相當(dāng)高的溫度，省煤器出口煙氣溫度超過400％，采用空氣預(yù)熱器后，既能降低排煙溫度(110－150℃)，又可以改善爐內(nèi)燃料的著火和燃燒減少不完全燃燒損失，都可提高鍋爐效率，成為現(xiàn)代鍋爐不可缺少的重要受熱面。第六十九頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日

空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)示意圖空氣預(yù)熱器第七十頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日

大鍋爐多采用兩臺回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，對稱布置在省煤器之后，為最后一級受熱面，常把空氣預(yù)熱器和省煤器稱為尾部受熱面。省煤器、水冷壁、過熱器、再熱器、空氣預(yù)熱器是電站鍋爐的五大受熱面。四、鍋爐主要輔助設(shè)備

1．通風(fēng)設(shè)備通風(fēng)設(shè)備由送風(fēng)機、引風(fēng)機、風(fēng)道、煙道、煙囪等組成。送風(fēng)機的作用是把冷空氣經(jīng)空氣預(yù)熱器提高溫度后再送入爐膛。引風(fēng)機的作用是將爐膛內(nèi)燃燒生成的煙氣經(jīng)煙道、各受熱面及除塵器吸出，再經(jīng)煙囪排人大氣。第七十一頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日

送、引風(fēng)機是鍋爐的重要輔助設(shè)備，一般各配備兩臺，采用平衡通風(fēng)方式。其爐膛和煙道內(nèi)呈微小負(fù)壓，稱為平衡通風(fēng)負(fù)壓鍋爐，這是我國電廠燃煤鍋爐普遍采用的通風(fēng)布置方式。僅具有較強通風(fēng)能力送風(fēng)機的鍋爐，其爐膛和煙道內(nèi)的壓力稍大于環(huán)境壓力，稱為微正壓鍋爐。

2．除塵設(shè)備大鍋爐常用干式靜電除塵器。(效率大于99％)，清除排煙中的飛灰，減少對環(huán)境的污染。第七十二頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日

3．制粉設(shè)備制粉設(shè)備是鍋爐的主要輔助設(shè)備，也稱為制粉系統(tǒng)，其作用是將原煤磨成合格的煤粉連續(xù)不斷地供給鍋爐，并根據(jù)鍋爐負(fù)荷的需要隨時調(diào)節(jié)燃料量的大小。

制粉系統(tǒng)有直吹式和中間儲倉式兩種。

直吹式制粉系統(tǒng)中，磨煤機出口的煤粉與空氣混合物由排粉風(fēng)機直接送入爐膛內(nèi)燃燒；

中間儲倉式制粉系統(tǒng)中，磨煤機出口的煤粉與空氣混合物由排粉機先進入旋風(fēng)分離器，利用離心力將煤粉從空氣中分離出來，儲存在煤粉倉，再通過給粉機送入爐膛?，F(xiàn)大鍋爐多選用冷一次風(fēng)正壓直吹式制粉系統(tǒng)。第七十三頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日五、鍋爐設(shè)備的規(guī)范和型號鍋爐設(shè)備的生產(chǎn)能力、產(chǎn)品規(guī)范及運行效益通常用下列特性指標(biāo)表明。

1．蒸發(fā)量蒸發(fā)量亦稱鍋爐容量，指鍋爐在安全經(jīng)濟條件下連續(xù)正常生產(chǎn)時每小時所生產(chǎn)的蒸汽量，亦即鍋爐出口的蒸汽流量。額定工況和最大連續(xù)工況下每小時的產(chǎn)汽量，分別稱為鍋爐的額定蒸發(fā)量和最大連續(xù)蒸發(fā)量。通常所說的鍋爐容量是指最大連續(xù)蒸發(fā)量。2.蒸汽參數(shù)鍋爐蒸汽參數(shù)是說明鍋爐蒸汽規(guī)范的特性數(shù)據(jù)，一般指鍋爐過熱器出口處的蒸汽溫度和蒸汽壓力(表壓力)，分別用符號P和t表示，單位分別為MPa和℃。第七十四頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第七十五頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日3．鍋爐效率鍋爐熱效率是指鍋爐有效吸熱量占鍋爐燃料輸入熱量的百分比，說明燃料熱量的有效利用程度。目前大型鍋爐的熱效率一般都在90％以上。鍋爐型號是指鍋爐產(chǎn)品的容量、參數(shù)、性能和規(guī)格，常用一組規(guī)定的符號和數(shù)字來表示。我國電廠鍋爐型號一般用四組字碼表示，其表達(dá)形式如下：

AA一×××／×××一×××／×××一△×如：SG一1025／18.3一555／555一M8

第一組符號是制造廠家(HG表示哈爾濱鍋爐廠，SG表示上海鍋爐廠，DG表示東方鍋爐廠)；第二組數(shù)字分子是鍋爐容量，單位t／h，分母數(shù)字為鍋爐出口過熱蒸汽壓力，單位MPa；第三組數(shù)字分子分母分別表示過熱蒸汽溫度和再熱蒸汽溫度，單位℃；最后一組中，符號表示燃料代號，而數(shù)字表示鍋爐設(shè)計序號。煤、油、氣的燃料代號分別是M、Y、Q，其他燃料代號是T。

第七十六頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日六.鍋爐分類鍋爐的分類方法很多，主要有以下幾種。

1．按鍋爐容量分類

2．按鍋爐的蒸汽壓力分類我國300MW火力發(fā)電機組的鍋爐絕大多數(shù)采用亞臨界參數(shù)，只有少數(shù)采用超臨界參數(shù)。亞臨界壓力鍋爐都采用中間過熱，即都裝設(shè)有再熱器。

3．按爐內(nèi)燃燒方式分類鍋爐有四種不同的燃燒方式，對應(yīng)于四種不同的鍋爐，即火床爐、旋風(fēng)爐、室燃爐和循環(huán)流化床爐，大型電廠鍋爐通常采用室燃爐和循環(huán)流化床爐。(1)室燃爐。燃料以粉狀、霧狀或氣態(tài)隨同空氣噴入爐膛中進行燃燒的方式稱為火室燃燒方式，用火室燃燒方式來組織燃燒的鍋爐稱為室燃爐。如果是燃用煤的話，則稱為煤粉爐第七十七頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日(2)循環(huán)流化床爐。流化床燃燒方式就是燃料顆粒在大于臨界風(fēng)速(由固定床轉(zhuǎn)化為流化床的風(fēng)速)的空氣流速作用下，在流化床上呈沸騰狀態(tài)的燃燒方式。這種燃燒方式有明顯的優(yōu)點，即能夠燃用劣質(zhì)煤和污染物排放少等，40多年來發(fā)展很快，應(yīng)用范圍已從中、小型的工業(yè)鍋爐發(fā)展到較大型的電站鍋爐。循環(huán)流化床鍋爐性能在很多方面都可與煤粉爐相比美，在減少污染方面還優(yōu)于煤粉爐，所以循環(huán)流化床鍋爐出現(xiàn)以后，立刻受到國內(nèi)外的高度重視，并得到迅速發(fā)展，可望成為新一代高效率、低污染的電站燃煤鍋爐機組。特別在我國，電站鍋爐以燃煤為主，而且主要是劣質(zhì)煤，燃料量的增大會引起更大的環(huán)境污染問題，因此促進了此類鍋爐的發(fā)展。下圖為循環(huán)流化床鍋爐的簡圖第七十八頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第七十九頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日4．按鍋爐蒸發(fā)受熱面內(nèi)工質(zhì)的流動方式分類按工質(zhì)在蒸發(fā)受熱面內(nèi)的流動方式可以將鍋爐分成：自然循環(huán)鍋爐、強制循環(huán)鍋爐、直流鍋爐和復(fù)合循環(huán)鍋爐。(1)自然循環(huán)鍋爐。蒸發(fā)受熱面內(nèi)的工質(zhì)，依靠下降管中的水和上升管中的汽水混合物之間的密度差所產(chǎn)生的壓力差進行循環(huán)的鍋爐，稱為自然循環(huán)鍋爐。(2)控制循環(huán)鍋爐。控制循環(huán)鍋爐都是在自然循環(huán)鍋爐的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，蒸發(fā)受熱面內(nèi)的工質(zhì)除了依靠下降管中的水和上升管中的汽水混合物之間的密度差所產(chǎn)生的壓力差以外，主要依靠鍋水循環(huán)泵的壓頭進行循環(huán)的鍋爐，稱為控制循環(huán)鍋爐。第八十頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第八十一頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日(3)直流鍋爐。給水靠給水泵的壓頭，一次通過鍋爐各受熱面產(chǎn)生蒸汽的鍋爐，稱為直流鍋爐，直流鍋爐的特點是沒有汽包，整臺鍋爐由許多管子并聯(lián)，然后用聯(lián)箱連接串聯(lián)組成。在給水泵壓頭的作用下，工質(zhì)依順序一次通過加熱、蒸發(fā)和過熱受熱面。進口的工質(zhì)是水，出口工質(zhì)則是符合設(shè)計要求的過熱蒸汽。由于所有受熱面內(nèi)工質(zhì)流動是靠給水泵的壓頭來推動的，所以在直流鍋爐中，受熱面中工質(zhì)都是強制流動。直流鍋爐既可用于臨界壓力以下的鍋爐，又可用于臨界壓力以上的鍋爐，而超臨界壓力時只能采用直流鍋爐。第八十二頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第三節(jié)汽輪機設(shè)備一、汽輪機的工作原理汽輪機是一種以蒸汽為工質(zhì)，并將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為機械功的旋轉(zhuǎn)機械。英文：Turbine，譯名透平葉輪機械（廣義范疇）

第八十三頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第八十四頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第八十五頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日

級

汽輪機作功的基本單元

定義：級是由噴嘴葉柵（或靜葉柵）和它相配合的動葉柵所組成.蒸汽熱能噴嘴（靜葉柵）↓

蒸汽動能動葉柵↓

機械能

第八十六頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日具有一定壓力和溫度的蒸汽在汽輪機中先流過固定的噴嘴，蒸汽的壓力、溫度逐漸降低，體積不斷膨脹，蒸汽的速度越來越高；從噴嘴中流出的高速蒸汽沖擊在動葉片上，動葉片受到汽流的作用力帶動葉輪和軸轉(zhuǎn)動。蒸汽源源不斷地從噴嘴中流出，推動汽輪機的轉(zhuǎn)軸連續(xù)轉(zhuǎn)動，將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為軸旋轉(zhuǎn)的機械能。因此，實現(xiàn)蒸汽熱能到機械能的轉(zhuǎn)換可分為兩個階段：(1)在噴嘴中蒸汽的熱力勢能(焓降)轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚倨鞯膭幽堋?2)在動葉片流道中蒸汽的動能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)的機械能。

第八十七頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日上述的能量轉(zhuǎn)換，蒸汽僅在噴嘴中降壓、降溫、膨脹加速而在動葉流道內(nèi)并不膨脹(沒有焓降)加速，依靠汽流在動葉流道內(nèi)改變汽流流動方向所產(chǎn)生的作用力使動葉柵帶動轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，這種力稱為沖擊力。如果蒸汽在動葉流道內(nèi)流動時，不僅改變流動方向面且膨脹加速，汽流不但給動葉一個沖擊力，同時由于汽流加速還產(chǎn)生一個與汽流方向相反的作用力，稱為反擊力，此時，動葉柵是在汽流的沖擊力和反擊力的合力作用下帶動轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的，如圖1—18(a)所示第八十八頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第八十九頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日只有一級的汽輪機叫做單級汽輪機，只能轉(zhuǎn)換較小的蒸汽焓降，功率不大、效率也低?，F(xiàn)代的汽輪機是由串聯(lián)在同一軸上的若干個級組合而成，稱為多級汽輪機。多級汽輪機的進汽參數(shù)高、蒸汽流量大，蒸汽依次流過每個級，逐級膨脹，最后以很低的壓力排出，功率和效率遠(yuǎn)高于單級汽輪機。

第九十頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日多級沖動式汽輪機第九十一頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日根據(jù)汽流在動葉流道內(nèi)的膨脹程度和給予動葉作用力的形式，可將級分為三類：

(1)純沖動級：蒸汽在動葉流道內(nèi)僅改變方向而不膨脹加速，動葉所受到的作用力僅為沖擊力，級內(nèi)蒸汽的焓降全部發(fā)生在噴嘴中。

(2)反動級：蒸汽在動葉流道內(nèi)膨脹加速，動葉所受到的作用力為沖擊力和反擊力的合力，級內(nèi)蒸汽焓降中有一半發(fā)生在噴嘴中，另一半發(fā)生在動葉流道內(nèi)。

(3)沖動級：介于上述兩種級之間的一種級，級的大部分焓降發(fā)生在噴嘴中，只有一小部分焓降發(fā)生在動葉流道內(nèi)。第九十二頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日上述三種級中，純沖動級的做功能力最大，但級效率最差；反動級的級效率高、做功能力較?。粵_動級則介于兩者之間，兼有做功能力大和級效率高的特點。因此沖動級在國產(chǎn)汽輪機(尤其是中小型機組)中得到了廣泛的應(yīng)用。但在近些年直接引進的設(shè)備或引進技術(shù)在國內(nèi)生產(chǎn)的300MW以上的大型汽輪機中，則著重于級效率的進一步提高而較多地采用反動級。第九十三頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日二、汽輪機設(shè)備的組成及工作過程汽輪機設(shè)備由汽輪機本體和汽輪機輔助設(shè)備兩部分組成，如圖1一19所示。汽輪機本體由靜止部分、轉(zhuǎn)動部分、主汽門、調(diào)節(jié)汽門等組成。汽輪機輔助設(shè)備主要包括凝汽設(shè)備、回?zé)峒訜嵩O(shè)備、調(diào)節(jié)保安裝置、供油系統(tǒng)等。汽輪機本體及其輔助設(shè)備由管道和閥門連成一個整體，稱為汽輪機設(shè)備。汽輪機與發(fā)電機的組合稱為汽輪發(fā)電機組。第九十四頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第九十五頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日鍋爐來的高溫高壓的蒸汽流經(jīng)主汽閥、調(diào)節(jié)閥進入汽輪機，在壓力差的作用下蒸汽依次通過各級向排汽口處流動。在流動中，蒸汽的壓力、溫度逐級降低，逐級將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能能。壓力、溫度已很低的汽輪機的排汽(乏汽)，進入凝汽設(shè)備，被冷凝成凝結(jié)水后送往低壓加熱器加熱，進入除氧器除去水中所含的氣體，經(jīng)給水泵升壓再由高壓加熱器加熱后送回鍋爐循環(huán)使用。此外，汽輪機的調(diào)節(jié)系統(tǒng)用來調(diào)節(jié)進汽量，以適應(yīng)外界負(fù)荷的變化，保證供電的數(shù)量和質(zhì)量。保護裝置則用于監(jiān)測汽輪機的運行，在危急情況下保證汽輪機的安全。調(diào)節(jié)系統(tǒng)和保護裝置中用來傳遞信號和操縱有關(guān)部件的壓力油，以及用來潤滑和冷卻汽輪機各軸承的用油，都是來自汽輪機的油系統(tǒng)。第九十六頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日三、汽輪機本體主要結(jié)構(gòu)汽輪機本體由靜止、轉(zhuǎn)動兩大部分組成。靜子主要包括汽缸、噴嘴、隔板、汽封、軸承等轉(zhuǎn)子主要包括主軸、葉輪、動葉、聯(lián)軸器等。1．汽缸汽缸是汽輪機的外殼，其作用是將汽輪機的通流部分與大氣隔開，形成蒸汽進行能量轉(zhuǎn)換的封閉汽室。第九十七頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第九十八頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第九十九頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日汽缸的外觀一般呈圓錐形或圓筒形，為便于加工、安裝、檢修，汽缸一般從水平面(中分面)分成上下兩半，即上汽缸和下汽缸，上下缸之間通過法蘭(水平結(jié)合面)用螺栓連接。內(nèi)部有噴嘴、隔板、汽封等零部件，外部與進汽管、抽汽管、排汽管、疏水管等相接。運行時，汽缸要承受內(nèi)外的壓力差和溫度差，缸壁應(yīng)有一定的厚度，保證其剛度和強度。隨著參數(shù)的提高，缸壁和法蘭要做得很厚，汽輪機啟停時會產(chǎn)生較大的溫差熱應(yīng)力。第一百頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日因此大型汽輪機的汽缸采用雙層或多層結(jié)構(gòu)，形成內(nèi)缸和外缸，如圖1—21所示。2．噴嘴與隔板噴嘴也稱靜葉片，每兩片組成噴嘴流道，蒸汽在其中完成熱能到動能的轉(zhuǎn)換。第一級的噴嘴分成4組或6組布置在對應(yīng)的噴嘴室出口，由相應(yīng)的調(diào)節(jié)閥門分別控制進入汽輪機的蒸汽流量來調(diào)節(jié)功率，就稱該級為調(diào)節(jié)級，以后各級統(tǒng)稱為壓力級。沖動級噴嘴裝在隔板上并將各級分開，隔板同樣分成上下兩半固定在上下汽缸內(nèi)(如圖l一22所示)。第一百零一頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第一百零二頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日3．轉(zhuǎn)子汽輪機的轉(zhuǎn)動部分總稱為轉(zhuǎn)子。沖動式汽輪機的轉(zhuǎn)子為葉輪式結(jié)構(gòu)由主軸、葉輪、動葉片等組成；反動式汽輪機因在動葉中有較大的焓降，動葉兩側(cè)有較大的壓力差，不宜采用葉輪式轉(zhuǎn)子而為轉(zhuǎn)鼓式結(jié)構(gòu)，由轉(zhuǎn)鼓和動葉片等組成，沒有葉輪。汽輪機轉(zhuǎn)子按結(jié)構(gòu)可分為套裝轉(zhuǎn)子、整鍛轉(zhuǎn)子和焊接轉(zhuǎn)子三種基本類型(如圖1—23所示)。套裝轉(zhuǎn)子(沖動式)的主軸和葉輪分別加工，工藝簡單、造價低，但在高溫下葉輪有松脫的問題，可用于沖動式汽輪機的中(低溫段)、低壓轉(zhuǎn)子。現(xiàn)代高參數(shù)大功率汽輪機，第一百零三頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第一百零四頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日一般采用合金鋼整鍛轉(zhuǎn)子或軸向分段、整體鍛造再組合焊接在一起的轉(zhuǎn)子，前者居多。整鍛轉(zhuǎn)子除動葉片以外的主軸和葉輪或轉(zhuǎn)鼓是用一個鍛件整體加工而成的，因此不存在高溫下葉輪松脫的問題，且結(jié)構(gòu)緊湊，可使軸向長度縮短。但整鍛轉(zhuǎn)子的制造工藝復(fù)雜、造價高。目前，國產(chǎn)引進型300MW、600MW汽輪機的高、中、低壓轉(zhuǎn)子均為整鍛轉(zhuǎn)子。第一百零五頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日動葉片是汽輪機重要的工作部件，相鄰的兩個動葉片構(gòu)成一個動葉流道。由噴嘴射出的高速汽流進入動葉流道，推動動葉片旋轉(zhuǎn)，進而帶動主軸旋轉(zhuǎn)，使蒸汽動能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械功。動葉片(見圖1—24)由葉根、葉型(葉身或稱工作部分)和連接件(圍帶或拉筋)組成。許許多多的動葉片以同樣的間隔和角度通過葉根安裝在葉輪的輪緣或轉(zhuǎn)鼓上，排列成動葉柵，形成汽輪機的一級動葉流道。葉型則決定動葉流道的形狀，沖動式葉型之間構(gòu)成的流道截面變化較小第一百零六頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第一百零七頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日由于蒸汽比容隨其壓力的逐漸降低而迅速增大，蒸汽的容積流量也將逐漸增大，因而要求動葉長度也隨之逐級增大。這樣，前幾級葉片很短，末幾級葉片很長，通流部分呈漸擴形。對長葉片，所受到的離心力較大且葉根與葉頂?shù)膱A周速度相差大，因此為保證動葉強度以及蒸汽沿葉高各處有良好的流動，長葉片均按等強度原理設(shè)計成變截面扭曲葉片。短葉片可采用直葉片即等截面葉片，當(dāng)然所有葉片都采用扭葉片最合理。第一百零八頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日4．汽封汽輪機的動、靜之間必須留有一定的間隙，在壓力差的作用下會形成漏汽，即漏汽損失。汽封就是各動、靜間隙處裝設(shè)的密封裝置，由很多薄金屬片與主軸的凹凸處形成多個曲折間隙，以減少漏汽。隔板內(nèi)孔與主軸間的汽封稱為隔板汽封；動葉片的頂部、根部與靜子間的徑向、軸向汽封稱為葉片汽封；轉(zhuǎn)子穿出汽缸兩端處的汽封稱為軸端汽封(軸封)，高壓端軸封防止蒸汽外漏，低壓缸排汽端軸封防止空氣漏入汽輪機。第一百零九頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日5．軸承軸承有支持軸承和推力軸承兩種。支持軸承用于支持整個轉(zhuǎn)子的重量以及由于轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡所引起的離心力，并固定轉(zhuǎn)子的徑向位置，使轉(zhuǎn)子中心與汽缸中心保持一致；推力軸承則用于承受轉(zhuǎn)子上的軸向推力，并確定轉(zhuǎn)子的軸向位置，以保持動、靜之間合理的軸向間隙。由于汽輪機的重量及軸向推力很大、轉(zhuǎn)速很高，故其軸承不是通常的滾珠軸承而采用油膜潤滑的滑動軸承，依靠油膜壓力來平衡作用力。

6．聯(lián)軸器及盤車裝置第一百一十頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日

聯(lián)軸器也叫靠背輪，其作用是將汽輪機的高、中、低壓轉(zhuǎn)子以及發(fā)電機轉(zhuǎn)子連接成一個整體。汽輪機啟動前，需通過轉(zhuǎn)子的低速轉(zhuǎn)動以檢查動、靜部件是否存在碰撞和摩擦，汽輪機停機后，為使轉(zhuǎn)子在上下溫度不同的汽缸內(nèi)受熱均勻，避免轉(zhuǎn)子冷卻不均而產(chǎn)生大軸彎曲，也要保持轉(zhuǎn)子的低速轉(zhuǎn)動。