汽轮机培训基础知识

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1、第三章第三章 汽轮机设备及系统汽轮机设备及系统级的概念：是完成又级的概念：是完成又热能到机械能转换的热能到机械能转换的汽轮机基本工作单元，汽轮机基本工作单元，在结构上由喷管（静在结构上由喷管（静叶栅）和其后的动叶叶栅）和其后的动叶栅所组成。栅所组成。汽轮机内蒸汽的能量转换过程：汽轮机内蒸汽的能量转换过程：蒸汽热能蒸汽热能蒸汽动能蒸汽动能叶轮旋转的机械能叶轮旋转的机械能汽轮机设备的组成及工作概况汽轮机设备的组成及工作概况 汽轮机本体汽轮机本体:蒸汽的压力、温度逐级降低，不断将热蒸汽的压力、温度逐级降低，不断将热能转化为机械能。能转化为机械能。凝汽设备：凝汽器、抽气器、水泵，形成汽轮机的凝汽设备：

2、凝汽器、抽气器、水泵，形成汽轮机的排汽口的真空，回收凝结水。排汽口的真空，回收凝结水。回热加热设备：用汽轮机的抽汽加热给水。回热加热设备：用汽轮机的抽汽加热给水。除氧器：除去给水中的氧，防止管道腐蚀。除氧器：除去给水中的氧，防止管道腐蚀。调节保安装置：调节进汽量，适合外界负荷的变化；调节保安装置：调节进汽量，适合外界负荷的变化；监测汽轮机的运行参数，在危急状态下保护汽轮机监测汽轮机的运行参数，在危急状态下保护汽轮机的安全运行。的安全运行。供油系统：调节保安装置及轴承润滑油中的用油供油系统：调节保安装置及轴承润滑油中的用油 1.1.汽轮机的分类汽轮机的分类 按工作原理分：按工作原理分：冲动式汽轮

3、机和反动式汽轮机冲动式汽轮机和反动式汽轮机 按热力特性分：按热力特性分：凝汽式汽轮机凝汽式汽轮机 背压式汽轮机背压式汽轮机 调整抽汽式汽轮机调整抽汽式汽轮机 中间再热式汽轮机中间再热式汽轮机 背压式汽轮机和调整抽汽式汽轮机统称为供热式汽轮机背压式汽轮机和调整抽汽式汽轮机统称为供热式汽轮机一、汽轮机的分类及型号一、汽轮机的分类及型号 按主蒸汽参数分类按主蒸汽参数分类 低压汽轮机：主蒸汽压力小于低压汽轮机：主蒸汽压力小于1.5MPa1.5MPa。中压汽轮机：主蒸汽压力为中压汽轮机：主蒸汽压力为2 24MPa4MPa。高压汽轮机：主蒸汽压力为高压汽轮机：主蒸汽压力为6 610MPa10MPa。超高压

4、汽轮机：主蒸汽压力为超高压汽轮机：主蒸汽压力为121214MPa14MPa。亚临界压力汽轮机：主蒸汽压力为亚临界压力汽轮机：主蒸汽压力为161618MPa18MPa。超临界压力汽轮机：主蒸汽压力大于超临界压力汽轮机：主蒸汽压力大于22.15MPa22.15MPa。超超临界压力汽轮机：主蒸汽压力大于超超临界压力汽轮机：主蒸汽压力大于32MPa32MPa。一、汽轮机的分类及型号一、汽轮机的分类及型号 其它分类方法：其它分类方法：按汽流方向分类：轴流式和辐流式按汽流方向分类：轴流式和辐流式 按用途分类：电站汽轮机、工业汽轮机、船用汽轮机按用途分类：电站汽轮机、工业汽轮机、船用汽轮机 按汽缸数目分类：

5、单缸、双缸、多缸按汽缸数目分类：单缸、双缸、多缸 按机组转轴数目分：单轴、双轴按机组转轴数目分：单轴、双轴 按工作状况分类：固定式、移动式按工作状况分类：固定式、移动式 2 2、汽轮机的型号、汽轮机的型号 为了便于识别汽轮机，常用一些符号来表示它的为了便于识别汽轮机，常用一些符号来表示它的基本特性或用途，这些符号称汽轮机的型号。基本特性或用途，这些符号称汽轮机的型号。产品型号的表示如下：产品型号的表示如下：代号代号N NB BC CCCCCCBCBH HY Y型式型式凝汽凝汽式式背压背压式式一次一次调整调整抽汽抽汽式式二次二次调整调整抽汽抽汽式式抽汽抽汽背压背压式式船用船用移动移动式式汽轮机型

6、号的汉语拼音代号汽轮机型号的汉语拼音代号汽轮机型号中蒸汽参数的表示方法汽轮机型号中蒸汽参数的表示方法型式型式参数表示方法参数表示方法示例示例凝汽式凝汽式主蒸汽压力主蒸汽压力/主蒸汽温度主蒸汽温度N100-8.83/535N100-8.83/535中间再热式中间再热式主蒸汽压力主蒸汽压力/主蒸汽温度主蒸汽温度/中中间再热温度间再热温度N300-16.7/538/538N300-16.7/538/538抽汽式抽汽式主蒸汽压力主蒸汽压力/高压抽汽压力高压抽汽压力/低压抽汽压力低压抽汽压力CC50-CC50-8.83/0.98/0.1188.83/0.98/0.118背压式背压式主蒸汽压力主蒸汽压力/

7、背压背压B50-8.83/0.98B50-8.83/0.98抽汽背压式抽汽背压式主蒸汽压力主蒸汽压力/抽汽压力抽汽压力/背压背压 CB25-CB25-8.82/0.98/0.1188.82/0.98/0.118 汽轮机本体结构可分为静止和转动两大部分。汽轮机本体结构可分为静止和转动两大部分。（一）静止部分（一）静止部分 指本体中不运动的各个部件，主要包括汽缸、隔板、指本体中不运动的各个部件，主要包括汽缸、隔板、喷管、汽封和轴承等部件。喷管、汽封和轴承等部件。1.1.汽缸：汽缸：是汽轮机的外壳。是汽轮机的外壳。作用是将汽轮机通流部分与大气隔开，并在内部支承作用是将汽轮机通流部分与大气隔开，并在内

8、部支承隔板、喷嘴等静止部件。隔板、喷嘴等静止部件。一台汽轮机可能是单缸的，也可能是多缸的。一台汽轮机可能是单缸的，也可能是多缸的。二、汽轮机的本体结构二、汽轮机的本体结构双层缸的采用双层缸的采用 采用双层缸的好处：内外夹层中通以蒸汽，使每层采用双层缸的好处：内外夹层中通以蒸汽，使每层缸所受的压差和温差减小，这样就可以把汽缸壁、缸所受的压差和温差减小，这样就可以把汽缸壁、法兰厚度做得薄一些，降低对材料的要求，缩短启法兰厚度做得薄一些，降低对材料的要求，缩短启动、停机时间，提高了安全性和机动性。动、停机时间，提高了安全性和机动性。2 2、隔板、隔板 组成：组成：隔板体，喷嘴叶栅和隔板外缘等隔板体，

9、喷嘴叶栅和隔板外缘等 作用：用来固定喷管，同时把多级汽轮机的各个压力作用：用来固定喷管，同时把多级汽轮机的各个压力隔开。隔开。分类：分类：焊接隔板、铸造隔板焊接隔板、铸造隔板 结构：结构：为了便于拆装，隔板都做成对分型式，上下隔为了便于拆装，隔板都做成对分型式，上下隔板的对分结合面处设有密封槽，以防漏汽；为了防止板的对分结合面处设有密封槽，以防漏汽；为了防止中心孔与轴之间的间隙漏汽，在中心孔内缘装有隔板中心孔与轴之间的间隙漏汽，在中心孔内缘装有隔板汽封。汽封。安装：安装：隔板可直接固定在汽缸上，或者先固定在隔板隔板可直接固定在汽缸上，或者先固定在隔板套上，隔板套再固定在汽缸上。用螺栓将上、下两

10、半套上，隔板套再固定在汽缸上。用螺栓将上、下两半紧固。紧固。（二）（二）转动部分转动部分 1 1、转子、转子 转动部分的总称。由主轴、叶轮、联轴器、盘车装转动部分的总称。由主轴、叶轮、联轴器、盘车装置等部件组成。置等部件组成。作用：将蒸汽作用在动叶片上的力矩，通过叶轮、作用：将蒸汽作用在动叶片上的力矩，通过叶轮、主轴汇集起来，并由联轴器传递给发电机。主轴汇集起来，并由联轴器传递给发电机。受力：承受汽流的作用力、离心力、热应力。运行受力：承受汽流的作用力、离心力、热应力。运行时引起的振动。时引起的振动。分类：分类：轮式转子：用于冲动式汽轮机，又有套装转子、整锻转子、组合轮式转子：用于冲动式汽轮机

11、，又有套装转子、整锻转子、组合转子、焊接转子。转子、焊接转子。鼓式转子：用于反动式汽轮机鼓式转子：用于反动式汽轮机2 2、叶轮、叶轮 组成：组成：轮缘、轮缘、轮体轮体(轮面轮面)、轮壳（轮毂）轮壳（轮毂）作用：安装动作用：安装动叶片，并传递叶片，并传递扭矩扭矩 平衡孔作用：平衡孔作用：减小叶轮前后减小叶轮前后的压力差，以的压力差，以减小转子的轴减小转子的轴向推力。向推力。3 3、叶片、叶片 作用：承受蒸汽作用力，把蒸汽的动能转换成机械作用：承受蒸汽作用力，把蒸汽的动能转换成机械能。能。组成：叶型、叶根和叶顶等三部分组成：叶型、叶根和叶顶等三部分 对动叶的要求：强度高、型线好、抗腐蚀抗振动性对动

12、叶的要求：强度高、型线好、抗腐蚀抗振动性能好。能好。叶顶：起加强作用。中短叶片通常用围带将叶片顶叶顶：起加强作用。中短叶片通常用围带将叶片顶部连接起来构成叶片组；有些叶片在中间用拉金连部连接起来构成叶片组；有些叶片在中间用拉金连接起来构成叶片组。接起来构成叶片组。叶型：叶片的基本部分，它构成汽流通道，完成能叶型：叶片的基本部分，它构成汽流通道，完成能量的转换。量的转换。等截面叶片：叶型沿叶高不变等截面叶片：叶型沿叶高不变 变截面叶片：叶型沿叶高变化变截面叶片：叶型沿叶高变化 叶根：叶片与叶轮相连接的部分。它的结构应保证叶根：叶片与叶轮相连接的部分。它的结构应保证在任何运行条件下叶片都能牢靠地固

13、定在叶轮上，在任何运行条件下叶片都能牢靠地固定在叶轮上，并力求制造简单，装配方便。并力求制造简单，装配方便。凝汽设备的组成：凝汽器、凝汽设备的组成：凝汽器、抽气器、凝结水泵抽气器、凝结水泵三、凝汽系统及设备三、凝汽系统及设备 （一）凝汽器（一）凝汽器 凝汽器的分类：表面式和混合式凝汽器的分类：表面式和混合式 表面式凝汽器的结构表面式凝汽器的结构表面式凝汽器的分类表面式凝汽器的分类 根据冷却介质不同，表面式凝汽器又分为空根据冷却介质不同，表面式凝汽器又分为空气冷却式和水冷却式两种。气冷却式和水冷却式两种。根据冷却水流程不同，凝汽器可分为单流程、根据冷却水流程不同，凝汽器可分为单流程、双流程、多流

14、程凝汽器。双流程、多流程凝汽器。根据空气抽出口位置不同，即凝汽器中汽根据空气抽出口位置不同，即凝汽器中汽流流动形式不同，现代凝汽器分为汽流向心流流动形式不同，现代凝汽器分为汽流向心式和汽流向侧式两大类式和汽流向侧式两大类 （二）（二）抽气器抽气器 机组启动时，需要把一些汽、水管路系统和设备中机组启动时，需要把一些汽、水管路系统和设备中所聚集的空气抽出，以便加快启动速度。所聚集的空气抽出，以便加快启动速度。正常运行时，必须用它及时地抽出凝汽器中的不凝正常运行时，必须用它及时地抽出凝汽器中的不凝结气体，维持凝汽器规定的真空；及时地抽出加热结气体，维持凝汽器规定的真空；及时地抽出加热器中的不凝结气体

15、，保证加热器具有较高的换热效器中的不凝结气体，保证加热器具有较高的换热效率；把汽轮机低压段轴封的蒸汽、空气及时地抽到率；把汽轮机低压段轴封的蒸汽、空气及时地抽到轴封冷却器中，以确保轴封的正常工作等。轴封冷却器中，以确保轴封的正常工作等。抽气设备按工作原理可分为射流式和容积式两大类。抽气设备按工作原理可分为射流式和容积式两大类。1 1、射流式抽气器、射流式抽气器 根据工作介质不同，射流式抽气器可分为射汽根据工作介质不同，射流式抽气器可分为射汽式和射水式两种。式和射水式两种。射汽抽气器射汽抽气器 抽气器型式的选择主要根据汽轮机设备的运行情抽气器型式的选择主要根据汽轮机设备的运行情况和抽气器的特点来

16、考虑。况和抽气器的特点来考虑。一般对于高、中压母管制额定参数启动的机组，一般对于高、中压母管制额定参数启动的机组，工作蒸汽的来源有保证，多采用射汽抽气器。为工作蒸汽的来源有保证，多采用射汽抽气器。为提高经济性，射汽抽气器多制成带中间冷却器的提高经济性，射汽抽气器多制成带中间冷却器的两级或三级抽气器，另外还要配置专用的启动抽两级或三级抽气器，另外还要配置专用的启动抽气器，它的任务是在汽轮机启动前，使凝汽器迅气器，它的任务是在汽轮机启动前，使凝汽器迅速建立真空，以缩短启动时间。速建立真空，以缩短启动时间。对于单元机组，由于射汽抽气器的过载能力小以对于单元机组，由于射汽抽气器的过载能力小以及机组滑参

17、数启动时需要引入其他的工作汽源，及机组滑参数启动时需要引入其他的工作汽源，使系统复杂化，所以多采用射水抽气器。使系统复杂化，所以多采用射水抽气器。射水抽气器射水抽气器射水抽气器结构简单，工作可射水抽气器结构简单，工作可靠，启动运行方便。靠，启动运行方便。通常需要专设工作水泵，工作通常需要专设工作水泵，工作水量大，被抽出的混合气体中水量大，被抽出的混合气体中蒸汽含量大，不能回收，工质蒸汽含量大，不能回收，工质损失较多。损失较多。适用于滑参数启动和滑压运行适用于滑参数启动和滑压运行的单元制再热机组。的单元制再热机组。2 2、容积式抽气器、容积式抽气器 容积式抽气器分为水容积式抽气器分为水环式真空泵

18、和机械离环式真空泵和机械离心式真空泵两种。心式真空泵两种。水环式真空泵水环式真空泵为保证稳定的水环厚为保证稳定的水环厚度，运行中需要向泵度，运行中需要向泵内补充凝结水。内补充凝结水。工作水温度升高，水工作水温度升高，水环泵抽吸能力下降，环泵抽吸能力下降，故运行中要保证工作故运行中要保证工作水冷却器的正常运行。水冷却器的正常运行。（三）给水泵、凝结水泵及循环水泵（三）给水泵、凝结水泵及循环水泵泵通常可分为离心式和轴流式两种泵通常可分为离心式和轴流式两种1、给水泵、给水泵 给水泵作用是将除氧后的水升压后流经高压加给水泵作用是将除氧后的水升压后流经高压加热器和省煤器后送往汽包，保证新蒸汽的压力和克热

19、器和省煤器后送往汽包，保证新蒸汽的压力和克服各热力设备的流动阻力。服各热力设备的流动阻力。给水泵按原动机的型式又可分为汽动给水泵和给水泵按原动机的型式又可分为汽动给水泵和电动给水泵。电动给水泵。600MW机组多采用两台汽泵和一台电泵。机组多采用两台汽泵和一台电泵。2、凝结水泵、凝结水泵 其作用是将凝汽器热水井中的凝结水引出经各级其作用是将凝汽器热水井中的凝结水引出经各级低压加热器加热后送往除氧器。低压加热器加热后送往除氧器。凝结水泵多为离心式，分立式和卧式。立式多用凝结水泵多为离心式，分立式和卧式。立式多用于大型机组。于大型机组。3、循环水泵、循环水泵 作用是将冷却水加压输送至凝汽器中去冷却汽

20、轮作用是将冷却水加压输送至凝汽器中去冷却汽轮机的排汽。机的排汽。循环水泵多采用轴流泵。循环水泵多采用轴流泵。（一）回热加热器（一）回热加热器 回热加热器是发电厂热力过程中重要的热力辅助回热加热器是发电厂热力过程中重要的热力辅助设备，回热循环提高机组热经济性就是通过回热设备，回热循环提高机组热经济性就是通过回热加热器对锅炉给水进行加热，以提高给水温度来加热器对锅炉给水进行加热，以提高给水温度来实现的。实现的。1.1.回热加热器型式及应用回热加热器型式及应用（1 1）分类）分类 按传热方式：混合式和表面式按传热方式：混合式和表面式 按布置方式：卧式和立式按布置方式：卧式和立式 按汽侧压力：高压和低

21、压加热器按汽侧压力：高压和低压加热器 在实际的回热系统中，更多地采用了一个混合式在实际的回热系统中，更多地采用了一个混合式加热器既作为加热级又为给水除氧，其余加热器加热器既作为加热级又为给水除氧，其余加热器均采用表面式加热器。均采用表面式加热器。四、给水回热加热系统四、给水回热加热系统2 2、回热加热器结构、回热加热器结构 按照被加热水引入和引出加热器的方式，表面式按照被加热水引入和引出加热器的方式，表面式加热器可分为水室结构和联箱结构两大类。加热器可分为水室结构和联箱结构两大类。水室结构采用管板水室结构采用管板U U形管束连接方式；联箱结构形管束连接方式；联箱结构采用联箱与蛇形管束或螺旋形管

22、束相连接的方式。采用联箱与蛇形管束或螺旋形管束相连接的方式。立式管板U形管束低压加热器（一）给水除氧的目的、方法及原理（一）给水除氧的目的、方法及原理 1 1、给水除氧的必要性、给水除氧的必要性、b b任务和方法任务和方法（1 1）氧气的危害：）氧气的危害：给水或凝结水中溶解的氧气会对热力设备和管道造成腐蚀。给水或凝结水中溶解的氧气会对热力设备和管道造成腐蚀。（2 2）给水除氧的目的：）给水除氧的目的：除去给水中溶解的氧及其它除去给水中溶解的氧及其它气体，防止热力设备及管道的腐蚀和传热恶化，保气体，防止热力设备及管道的腐蚀和传热恶化，保证热力设备安全、经济运行。证热力设备安全、经济运行。（3

23、3）给水除氧方法）给水除氧方法 化学除氧：化学除氧：仅作为辅助手段仅作为辅助手段。物理除氧：采用热力除氧原理物理除氧：采用热力除氧原理五、五、给水除氧系统给水除氧系统 2 2、热力除氧原理、热力除氧原理 亨利定律：单位体积中溶于水中的气体量与水面上亨利定律：单位体积中溶于水中的气体量与水面上该气体的分压力成正比。该气体的分压力成正比。b bk Pk Pf f /P/P 道尔顿定律：混合气体的总压等于各种气体组分分道尔顿定律：混合气体的总压等于各种气体组分分压力之和。压力之和。P=P=P j P j +P s +P s 3 3、热力除氧过程、热力除氧过程 初期除氧：水中含气量大，初期除氧：水中含气量大，P P大，大，气体克服水的气体克服水的表面张力离析出来。表面张力离析出来。深度除氧：主要靠气体分子扩散逸出。增大汽水接深度除氧：主要靠气体分子扩散逸出。增大汽水接触面，紊流状态、鼓泡等措施。触面，紊流状态、鼓泡等措施。（二）除氧器构造（二）除氧器构造（三）除氧器的热力系统（三）除氧器的热力系统