熱力設(shè)備課件七章內(nèi)容第四章

第四章、汽輪機(jī)概述

汽輪機(jī)：以水蒸汽為工質(zhì)，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的高速旋轉(zhuǎn)式原動(dòng)機(jī)。優(yōu)點(diǎn)：

1.單機(jī)功率大

2.效率高

3.運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)

4.單機(jī)功率制造成本低

5.使用壽命長(zhǎng)汽輪機(jī)在火電廠中的地位電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)是重要的公用事業(yè)在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中具有舉足輕重的地位。汽輪發(fā)電機(jī)組：汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)的組合。單元機(jī)組：鍋爐+汽輪機(jī)+發(fā)電機(jī)汽輪機(jī)組：汽輪機(jī)及其附屬設(shè)備的總稱。發(fā)電比例：全世界，各種發(fā)電總量的80%是由汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的。此外：汽輪機(jī)還用于帶動(dòng)泵、風(fēng)機(jī)、壓氣機(jī)、船舶螺旋槳等。汽輪發(fā)電機(jī)組第一節(jié)、汽輪機(jī)的基本原理一、汽輪機(jī)的定義及特點(diǎn)汽輪機(jī)是以蒸汽為工質(zhì)的旋轉(zhuǎn)式機(jī)械，主要用作發(fā)電原動(dòng)機(jī)，也用來(lái)直接驅(qū)動(dòng)各種泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和船舶螺旋槳等。也稱為透平。國(guó)內(nèi)制造廠家（三大動(dòng)力廠）上海汽輪機(jī)廠、哈爾濱汽輪機(jī)廠、東方汽輪機(jī)廠北京重型機(jī)械廠、青島汽輪機(jī)廠、武漢汽輪發(fā)電機(jī)廠和杭州汽輪機(jī)廠。二、汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介1、基本部件：噴嘴、動(dòng)葉、汽缸。2、工作原理：汽流膨脹加速：在噴嘴通道內(nèi)，蒸汽膨脹壓力降低，溫度降低，汽流速度加快，可見(jiàn)蒸汽從噴嘴的進(jìn)口到出口實(shí)現(xiàn)了由熱能向動(dòng)能的轉(zhuǎn)換。動(dòng)葉受力旋轉(zhuǎn)：高速流動(dòng)的蒸汽由噴嘴出口進(jìn)入動(dòng)葉，給予動(dòng)葉以沖動(dòng)力，通常汽流在動(dòng)葉槽道中繼續(xù)膨脹，并轉(zhuǎn)變方向，當(dāng)汽流離開(kāi)動(dòng)葉槽道時(shí)，它給葉片以反動(dòng)力，這兩個(gè)力的合力，推動(dòng)動(dòng)葉帶動(dòng)葉輪和軸旋轉(zhuǎn)，做出機(jī)械功。實(shí)現(xiàn)了由動(dòng)能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)換汽輪機(jī)的級(jí):由一列噴嘴葉柵和其后緊鄰的一列動(dòng)葉柵構(gòu)成的。將熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的轉(zhuǎn)換工作單元稱為汽輪機(jī)的級(jí)。汽輪機(jī)可以是單級(jí)的，也可以是多級(jí)的，電站汽輪機(jī)都是多級(jí)汽輪機(jī)。三、汽輪機(jī)的基本工作原理3、汽輪機(jī)本體的組成：由轉(zhuǎn)動(dòng)部分（轉(zhuǎn)子）和固定部分（靜子）組成。（1）轉(zhuǎn)動(dòng)部分包括主軸、葉輪或輪轂、葉片和聯(lián)軸器等。（2）固定部分包括汽缸、隔板、噴嘴、汽封、緊固件和軸承等。（3）固定部分的噴嘴、隔板與轉(zhuǎn)動(dòng)部分的葉輪、動(dòng)葉片組成蒸汽熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的通流部分。（4）汽缸是約束高壓蒸汽不得外泄的外殼。汽輪機(jī)本體還設(shè)有汽封系統(tǒng)。4、汽輪機(jī)輔助系統(tǒng)：汽輪機(jī)只有轉(zhuǎn)子和靜子是不能正常工作的，還必須有附屬于本體的各種系統(tǒng)。主要包括汽水系統(tǒng)、調(diào)節(jié)保護(hù)系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、凝結(jié)水系統(tǒng)、給水回?zé)嵯到y(tǒng)、給水除氧系統(tǒng)等。第二節(jié)反動(dòng)度及汽輪機(jī)級(jí)的分類

p0*ho*

Δhc0op0t0

Δhnp1

1

Δht1tΔhnξ

Δhbp22Δhc22tΔhbξ2t’三、級(jí)的分類1、純沖動(dòng)級(jí)；Ωm=02、反動(dòng)級(jí)；Ωm=0.53、沖動(dòng)級(jí)；Ωm=0.05～0.34、復(fù)速級(jí)；Ωm=0二、級(jí)的反動(dòng)度：汽流在動(dòng)葉中的理想焓降與整個(gè)級(jí)的滯止理想焓降之比。Ωm=Δhb/Δht*1、純沖動(dòng)級(jí)；Ωm=0特點(diǎn)：在動(dòng)葉通道內(nèi)，汽流流動(dòng)方向截面是不變的。動(dòng)葉前后壓力相等，汽流在動(dòng)葉通道內(nèi)只改變方向而不膨脹。2、反動(dòng)級(jí)；Ωm=0.5特點(diǎn)：汽流在噴嘴和動(dòng)葉的理想焓降相等，汽流在噴嘴和動(dòng)葉的膨脹程度一樣，在動(dòng)葉通道內(nèi)，汽流既改變方向又膨脹加速，改變方向給動(dòng)葉以沖動(dòng)力，膨脹加速給動(dòng)葉以反動(dòng)力。噴嘴型線和動(dòng)葉型線完全一致。3、沖動(dòng)級(jí)；Ωm=0.05-0.3特點(diǎn)：兼有純沖動(dòng)級(jí)和反動(dòng)級(jí)特點(diǎn)。4、復(fù)速級(jí)從熱能到汽流動(dòng)能轉(zhuǎn)變次數(shù)在一次以上的級(jí)。主要為了級(jí)后余速利用。按能量轉(zhuǎn)換特點(diǎn)可分為：速度級(jí)和壓力級(jí)速度級(jí)：它是以利用蒸汽速度為主的級(jí)，級(jí)的焓降選用的較大，故采用純沖動(dòng)級(jí)。調(diào)節(jié)級(jí)：隨負(fù)荷變化，級(jí)的通流面積也發(fā)生變化的級(jí)。采用噴嘴調(diào)節(jié)的第一級(jí)都是調(diào)節(jié)級(jí)。調(diào)節(jié)級(jí)采用速度級(jí)。調(diào)節(jié)之后都采用壓力級(jí)。壓力級(jí)：利用級(jí)中壓力降或焓降為主的級(jí)。壓力級(jí)可為沖動(dòng)級(jí)也可為反動(dòng)級(jí)。第三節(jié)汽輪機(jī)分類一、汽輪機(jī)的分類1、按照工作原理分類：沖動(dòng)式、反動(dòng)式；（1）沖動(dòng)式汽輪機(jī)：蒸汽主要在噴嘴中膨脹或在動(dòng)葉中只有少量膨脹的汽輪機(jī)。（2）反動(dòng)式汽輪機(jī)：蒸汽在噴嘴中膨脹程度與在動(dòng)葉中膨脹的程度相等的汽輪機(jī)。調(diào)節(jié)級(jí)采用沖動(dòng)級(jí)，其它級(jí)均為反動(dòng)級(jí)。2、按照熱力特性分類：凝汽式、背壓式、調(diào)整抽汽式、抽汽背壓式、中間再熱式、回?zé)崾?；?）凝汽式汽輪機(jī)汽輪機(jī)排汽排入凝汽器的汽輪機(jī)。

純發(fā)電用汽輪機(jī)Turbine（2）調(diào)整抽汽凝汽式汽輪機(jī)汽輪機(jī)除作為驅(qū)動(dòng)用處外，還利用抽汽供給工業(yè)或采暖或同時(shí)供給二者的抽汽。抽汽壓力在一定范圍內(nèi)可以進(jìn)行調(diào)節(jié)。Turbine（3）背壓式汽輪機(jī)汽輪機(jī)排汽在高于大氣壓力下排出，排汽可供給工業(yè)或采暖熱負(fù)荷的用汽。Turbine熱用戶（4）抽汽背壓式汽輪機(jī)利用抽汽供給工業(yè)用汽，汽輪機(jī)排汽在高于大氣壓力下排出，排汽供采暖或其它熱負(fù)荷用汽。抽汽壓力在一定范圍內(nèi)可以進(jìn)行調(diào)節(jié)。Turbine熱用戶背壓式調(diào)整抽汽式抽汽背壓式汽輪機(jī)供熱式汽輪機(jī)（5）中間再熱式汽輪機(jī)為了提高汽輪機(jī)效率，降低汽輪機(jī)最后幾級(jí)的蒸汽濕度，將汽輪機(jī)高壓缸排除蒸汽再送回鍋爐再熱器加熱，然后送回中低壓缸做功。（6）回?zé)崾狡啓C(jī)利用汽輪機(jī)抽汽加熱鍋爐的給水，從而降低冷源損失，提高循環(huán)效率。3、按照進(jìn)口蒸汽參數(shù)分類：低壓、中壓、高壓、超高壓、亞臨界、超臨界；汽輪機(jī)類別主蒸汽壓力（MPa)低壓汽輪機(jī)0.12~1.5中壓汽輪機(jī)2~4高壓汽輪機(jī)6~10超高壓汽輪機(jī)12~14亞臨界壓力汽輪機(jī)16~18超臨界壓力汽輪機(jī)>22.1超超臨界壓力汽輪機(jī)>324、按照結(jié)構(gòu)分類：（1）單級(jí)和多級(jí)汽輪機(jī)；（2）單缸、雙缸和多缸汽輪機(jī)；（3）單軸、雙軸汽輪機(jī)；5、按汽流方向分類：（1）軸流式：蒸汽沿著轉(zhuǎn)子軸向流動(dòng)；（2）輻流式：蒸汽沿著轉(zhuǎn)子輪周方向流動(dòng)；6、按能源分類：（1）火力發(fā)電廠汽輪機(jī)；（2）核電站汽輪機(jī)；（3）乏汽汽輪機(jī)；7、按用途分類：電站、工業(yè)汽輪機(jī)、船用、移動(dòng)電站用汽輪機(jī)；二、汽輪機(jī)的型號(hào)Δ—汽輪機(jī)類型，用漢語(yǔ)拼音表示Δ**—**/**/**—***/**/**—蒸汽參數(shù)**—額定功率*—變型序號(hào)

代號(hào)型式代號(hào)型式N凝汽式CB抽汽背壓式B背壓式CY船用C一次調(diào)整抽汽式Y(jié)移動(dòng)式CC兩次調(diào)整抽汽式HN核電汽輪機(jī)汽輪機(jī)型號(hào)中參數(shù)的表示方法N50—8.82/535N300—16.7/537/5