汽輪機(jī)原理及運(yùn)行

1、沖動(dòng)式汽輪機(jī)的工作原理蒸汽在汽輪中先把熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，然后再轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。由于動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的方式不同，便有不同 工作原理的汽輪機(jī)。1-蛹3 葉松3-功葉片：4晾戒圖L2沖動(dòng)式汽輪機(jī)工作原理圈沖動(dòng)作用原理由力學(xué)可知，當(dāng)一運(yùn)動(dòng)物體碰到另一靜止的或運(yùn)動(dòng)速度較低的物體時(shí)，就會(huì)受到阻礙而改變其速度，同時(shí)給阻 礙它的物體一個(gè)作用力，這個(gè)作用力稱為沖動(dòng)力。根據(jù)沖量定律，沖動(dòng)力的大小取決于運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量和速度 變化，質(zhì)量越大，沖動(dòng)力越大；速度變化越大，沖動(dòng)力也越大。若阻礙運(yùn)動(dòng)的物體在此力作用下產(chǎn)生了速度變 化，則運(yùn)動(dòng)物體就做了機(jī)械功。在汽輪機(jī)中（圖7.2），蒸汽在噴嘴中發(fā)生膨脹，壓力降低，速度增加，熱能轉(zhuǎn)

2、變?yōu)閯?dòng)能。高速汽流流經(jīng)動(dòng) 葉片3時(shí)，由于汽流方向改變，產(chǎn)生了對(duì)葉片的沖動(dòng)力，推動(dòng)葉輪2旋轉(zhuǎn)作功，將蒸汽的動(dòng)能變成軸旋轉(zhuǎn)的 機(jī)械能。這種利用沖動(dòng)力作功的原理，稱為沖動(dòng)作用原理。圖7.3所示為單級(jí)沖動(dòng)式汽輪機(jī)工作原理圖。蒸汽在噴嘴中發(fā)生膨脹，壓力由p0降至pl，流速從C0增 至cl，將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能。蒸汽進(jìn)入動(dòng)葉棚后，改變流動(dòng)方向，產(chǎn)生了沖動(dòng)作用力使葉輪旋轉(zhuǎn)作功， 將蒸汽動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)子的機(jī)械能。蒸汽離開動(dòng)葉柵的速度降至C2。由于蒸汽在動(dòng)葉柵中不膨脹，所以動(dòng)葉柵 前后壓力相等，即p1=p2。藻汽壓力蒸洗新寸速度藻汽壓力蒸洗新寸速度1-軸；2-葉輪；3-動(dòng)葉柵；4瑚嘴】5-汽此5-AE汽管圖7.

3、3單級(jí)溥動(dòng)式汽輪機(jī)工作原理圖（點(diǎn)擊圖片可放大）在單級(jí)汽輪機(jī)中，當(dāng)噴嘴中比焓降較大時(shí)，噴嘴出口的蒸汽速度很高，從而使蒸汽離開動(dòng)葉柵的速度c2也很 大，這將產(chǎn)生很大的損失，降低了汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。為了減小這部分損失，可如圖7.4那樣，在第一列動(dòng)葉柵 后安裝一列導(dǎo)向葉柵7,使蒸汽在導(dǎo)向葉柵內(nèi)改變流動(dòng)方向后再進(jìn)入裝在同一葉輪上的第二列動(dòng)葉柵6中繼續(xù) 作功。這樣，從第一列動(dòng)葉柵流出的汽流所具有的動(dòng)能又在第二列動(dòng)葉柵中加以利用，使動(dòng)能損失減小。如果 流出第二列動(dòng)葉的汽流還具有較大的動(dòng)能，還可以再裝第二列導(dǎo)向葉柵和第三列動(dòng)葉柵。這種將蒸汽在噴嘴中 膨脹產(chǎn)生的動(dòng)能分幾次在動(dòng)葉柵中利用的級(jí)，稱為速度級(jí)。通常把蒸汽

4、動(dòng)能在兩列動(dòng)葉柵中加以利用的級(jí)稱為 二列速度級(jí)，在三列動(dòng)葉柵中加以利用的級(jí)稱為三列速度級(jí)。2-葉輪：3-第一列幼葉柵：4-噴嘴（5-汽缸；第二列劫葉柵；7-導(dǎo)向葉柵圖7.4速度級(jí)（兩列）汽輪機(jī)工作原理圖7.4還表示出蒸汽在速度級(jí)中壓力和速度的變化規(guī)律。蒸汽在動(dòng)葉柵中和導(dǎo)向葉柵中都不發(fā)生膨脹，因 而第二列動(dòng)葉柵后的壓力等于噴嘴后的壓力。由若干個(gè)沖動(dòng)級(jí)依次疊置而成的多級(jí)汽輪機(jī)，稱為多級(jí)沖動(dòng)式汽輪機(jī)。隨著汽輪機(jī)向高參數(shù)、大功率和高 效率方向發(fā)展，單級(jí)汽輪機(jī)便不能適應(yīng)需要，從而產(chǎn)生了多級(jí)汽輪機(jī)。蒸汽絕對(duì)速度蒸汽絕對(duì)速度1-新蒸汽室；2-第一噴嘴：第一級(jí)動(dòng)時(shí)榭：4-第二縫哽噴：5-第二級(jí)動(dòng)葉柵；6-排汽

5、管：卜隔板圖7上具有三個(gè)浦動(dòng)級(jí)的多級(jí)汽輪機(jī)示意圖圖7.5所示為一種具有三個(gè)沖動(dòng)級(jí)的多級(jí)沖動(dòng)式汽輪機(jī)。整個(gè)汽輪機(jī)的比焓降分別由三個(gè)沖動(dòng)級(jí)加以利 用。蒸汽進(jìn)入汽缸后，在第一級(jí)噴嘴2中發(fā)生膨脹，壓力由p0降至p1，汽流速度由co增至c1，然后進(jìn)入第 一級(jí)動(dòng)葉柵3中作功，作功后流出動(dòng)葉柵的汽流速度降至c2,由于蒸汽在動(dòng)葉柵中不發(fā)生膨脹，動(dòng)葉柵后的壓 力（即第一級(jí)后壓力）即等于噴嘴后的壓力pl，從第一級(jí)流出的蒸汽，再依次進(jìn)入其后的兩級(jí)并重復(fù)上述作 功過程，最后從排汽管中排出。圖7.5中還表示出蒸汽在各級(jí)中壓力及速度的變化情況。由于流經(jīng)各級(jí)后的蒸汽壓力逐漸降低，比容逐漸增大，因而蒸汽的體積流量也逐漸增大。為了使蒸