汽轮机概念及其分类

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1、汽轮机概念及其分类作者：日期:第1章汽轮机概念及其分类1.1汽轮机概述1.1.1汽轮机的概念概念：汽轮机是一种将蒸汽的热能转换成机械能的蒸汽动力装置，又称为蒸 汽透平汽轮机是以蒸汽为工质的旋转式机械，主要用作发电原动机，也用来直接驱 动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等，还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽 满足生产和生活上的供热需要。特点:功率大、转速高、运行平稳、热经济性高、易损件少，运行安全可靠, 调速方便、振动小、噪音小等。1.1.2汽轮机的工作原理1、具有一定温度（T）和压力（P）的蒸汽（锅炉或核反应堆）首先进入固定 不动的喷嘴（也称静叶），蒸汽在喷嘴内膨胀，蒸汽的压力（P）、温度（T）

2、不断降低, 速度（V）增大，形成一股高速汽流，蒸汽的热能转化为动能2、高速汽流流经动叶（也称叶片）做功,动叶片带动汽轮机转子以一定的速 度均匀转动,蒸汽的动能转化为机械能。能量转换过程:蒸汽在汽轮机中,能量转换包括2个阶段，如图1所示：蒸汽热能 鯉k 蒸汽的动能 迦t转子机械能f静叶）图1汽轮机能量转换过程1.1.3汽轮机的分类汽轮机的类别和型式很多，可按工作原理、主蒸汽（进汽）参数、热力特性、 结构类型、转速、用途等几个方面进行分类（如表1所示）。1、按工作原理分类（1）冲动式汽轮机:各级按照冲动原理设计，蒸汽主要在静叶（喷嘴）叶栅 槽道中膨胀，在动叶叶栅槽道中主要改变流动方向，只有少量膨胀

3、。（2）反动式汽轮机:各级按冲动和反动原理设计，蒸汽在静叶（喷嘴）叶栅槽道和动叶叶栅槽道中都发生膨胀，且膨胀程度相等。备注：调节级采用冲动级,其它级均为反动级。(3)冲动反动组合式汽轮机:转子各级动叶片既有冲动级又有反动级。2、按主蒸汽(进汽)参数分类(1) 低压汽轮机:压力小于1.47 MpaC0.121.5MPa)(2) 中压汽轮机：压力为1.9 63.9 2 Mpa (24 MPa)(3) 次高压汽轮机：压力为56 MPa(4) 高压汽轮机：压力为5.889.81 Mpa(612Mp a )(5) 超高压汽轮机:压力为1 1. 7713. 93 Mpa(1 214 MP a)(6) 亚临

4、界压力汽轮机:压力为15. 6 917.6 5 Mpa( 16 1 8 MPa)(7) 超临界压力汽轮机:压力大于22.15 Mpa(8) 超超临界压力汽轮机：压力大于3 2 Mpa3、按热力特性分类(1) 凝汽式汽轮机(N):蒸汽在汽轮机内做功后，乏汽(排汽)在低于大气压 力的真空状态下全部排入凝汽器，凝结成水。备注：有些小汽轮机没有回热系统，称为纯凝汽式汽轮机。(2) 背压式汽轮机(B):蒸汽在汽轮机内做功后，乏汽(排汽)在高于大气压 力的状态下供热用户使用,没有布置凝汽器用于乏汽的冷凝。备注:若乏汽(排汽)作为其它中低压汽轮机的新汽时，称为前置式汽轮机。(3) 抽汽凝汽式汽轮机(调节抽汽

5、式汽轮机)：在汽轮机的级间某一位置抽出部 分蒸汽，调整压力后对外供热，其余蒸汽在汽轮机内做功，做功后乏汽(排汽)在低 于大气压力的真空状态下全部排入凝汽器，凝结成水。(4) 抽气背压式汽轮机：在汽轮机的级间某一位置抽出部分蒸汽，供热用户 使用，其余蒸汽在汽轮机内做功，做功后乏汽(排汽)在高于大气压力的状态下供热 用户使用，没有布置凝汽器用于乏汽的冷凝。备注：调节抽汽和排汽都供热用户使用。(5) 中间再热式汽轮机:新汽在高压缸做功后，进入锅炉再热器再热，经过再热 后的高压缸排汽进一步进入低中压缸做功，最后乏汽(排汽)在低于大气压力的真 空状态下全部排入凝汽器，凝结成水。(a)凝汽式汽轮机(b)背

6、压式汽轮机(c)抽汽凝汽式汽轮机图2汽轮机分类4、按汽流方向分类(1 )轴流式汽轮机:组成汽轮机的各级叶栅沿轴向依次排列 汽流方向的总趋 势是轴向的，绝大多数汽轮机都是轴流式汽轮机。(2)辐流式汽轮机：组成汽轮机的各级叶栅沿半径方向依次排列，汽流方向的 总趋势是半径方向的5、按用途分类(1) 电站汽轮机:用来发电或热电联产的汽轮机，汽轮机转速恒定，也称为恒 速汽轮机。主要采用凝汽式汽轮机，也采用同时供热供电的(抽汽式、背压式) 汽轮机。如图3所示。(2) 工业汽轮机:用于拖动风机、水泵、油泵等转动机械，其运行速度经常是变 动的，也称为变转速汽轮机。(3) 船用汽轮机:用于船舶的动力装置，驱动螺

7、旋桨。为适应倒车的需要其转 动方向是可变的。6、按汽缸的数目分类(1)单缸汽轮机(2) 双缸汽轮机(3) 多缸汽轮机低压釘压缸励施机发电尅L中低圧连通管去擬汽器图3电站汽轮机工作简易示意图7、按排汽冷却方式分类（1）水冷（湿冷）汽轮机:汽轮机排汽由循环水（通过冷凝器）冷却，凝结成水。（2）空冷（干冷）汽轮机:采用空气（风）带走凝汽器废热的汽轮机。汽轮机排 汽经空气直接冷却或间接冷却，凝结成水,常用于缺水富煤地区8、按燃料分类火电汽轮机：燃用化石燃料（煤、石油、天然气等）。锅炉过挾器炉桂图4简单蒸汽循环汽轮机示意图rrrV 介rn-L一逋:也机（2）核电汽轮机:核燃料。9、按热力循环方式分类（1

8、）简单循环汽轮机:以蒸汽为单一工质进行发电，如图4所示。燃气-蒸汽联合循环:以燃气轮机的排气（高温烟气）作为热源，进入余热锅炉加热水形成一定温度和压力的水蒸汽，水蒸汽进入汽轮机进行发电。10、按转速分类(1)低速汽轮机：nV3 0 00 r / min(2) 中速汽轮机:n =300 0 r/min(3) 高速汽轮机:n3000 r/min由于发电机的极数只能成对增加或减小，大型汽轮机的转速通常选用两档：(1) 对于 50Hz 电网:3000 r / m in 或 1500 r/mi n；(2) 对于 60H z 电网:3600 r / min 或1 800 r/mi n。3000 r/min

9、 和 3600 r/min 称为全转速机组,1500 r / min 和 18 0 0 r/min称为半转速机组。工业用、给水泵小汽轮机,最高转速可达12000 r/ min(变转速)。1.1.4汽轮机的型号汽轮机型号表示汽轮机基本特性，我国目前采用汉语拼音和数字来表示汽轮 机型号，其型号组成方式如图5所示。表2给出了我国常用汽轮机型式号，表3 给出了我国常用汽轮机型号中蒸汽参数表示法。A XX - XX - XX樂式龙型设il欣,戒疋丿也屋汽奎粒图5汽轮机型号的表示方法例一:N 3 00-16.刀 5 37 / 537-2 型汽轮机含义：30 0 MW凝汽式汽轮机，主蒸汽压力为16. 7 M

10、Pa，温度为53 7 C, 再热蒸汽温度537C，中间再热凝汽式汽轮机,属第二次变型设计。例二：N 1 0 0 -90/535型汽轮机含义：1 00MW凝汽式汽轮机，主蒸汽压力为8. 82 MPa,温度为535C。表2汽轮机型式代号代 号型式代 号型式N凝汽式-CB抽汽背压式B压式-CY船用C一次调整 抽汽式Y移动式CC两次调整 抽汽式HN核电汽轮机表3汽轮机型号中蒸汽参数表示法型 式参数表示方法示例主蒸汽压力/主蒸汽温N1式度00-8.83/535中间 再热 式主蒸汽压力/主蒸汽温N30 0 -16 7度/中间再热温度/ 53 8 /538抽汽 式主蒸汽压力/高压抽C50-8. 83 /汽压

11、力/低压抽汽0. 9 8/0 . 1压力18式主蒸汽压力/背压B50 -8.8 3/0 98背压 式主蒸汽压力/抽汽压力 /背压CB25-8 . 83/0. 9 8/0.1181、N3 2. 35:3MW凝汽式汽轮机，主蒸汽压力为2.35 MPa。2、C12-4.9/1. 5/0.98:1 2MW抽汽式汽轮机，主蒸汽压力为4.9 MPa,高 压抽汽压力为1.5 MPa,低压抽汽压力为0.9 8 MPa。3、CC12-3.43/O.98/0 .49： 12MW两次调整抽汽式汽轮机，主蒸汽压力为3.43 MPa,级抽汽压力为0.9 8 MPa、二级抽汽压力为0. 49 MPa。4、B3-3.43 / 0 .49 : 3MW背压式汽轮机、主蒸汽压力为3.43MPa，背压 为 4.9 MPa。5、CB124.9/1.18/0. 1 7:1 2 MW抽汽背压式汽轮机、主蒸汽压力为4.9 MP6、抽汽压力为1.18 MPa、背压为0.17 MPao