汽輪機原理-7-1大型火電汽輪機課件

汽輪機原理

PrincipleofSteamTurbine主講老師：密騰閣適用專業(yè)：能源與動力工程專業(yè)汽輪機原理

PrincipleofSteamTurb2大型汽輪機超臨界汽輪機超超臨界汽輪機工業(yè)汽輪機600MW300MW船舶動力流程工業(yè)第七章大型汽輪機及特種汽輪機2大型汽輪機超臨界汽輪機超超臨界汽輪機工業(yè)汽輪機600MW33水的臨界點：壓力22.7MPa、溫度374.15℃。T-s圖，從水的定壓加熱過程得到，當(dāng)壓力不斷增加時，其等溫加熱過程逐漸變短，汽化潛熱減小。當(dāng)壓力增加至22.7MPa，相應(yīng)的飽和水溫度為374.15℃，便不再有等溫變化過程，當(dāng)汽輪機主蒸汽的進汽壓力大于22.7MPa時，稱為超臨界機組。

第二節(jié)超臨界汽輪機在臨界狀態(tài)附近，水和汽的狀態(tài)難于分辨。另一種理解是：當(dāng)溫度高于374.15℃時，用加壓的辦法是不可能使蒸汽變成水的。3水的臨界點：壓力22.7MPa、溫度374.15℃。第二節(jié)4第二節(jié)超臨界汽輪機4一特點熱效率高。蒸汽體積流量降低。承壓件壁厚增大。蒸汽參數(shù)與機組效率的關(guān)系4第二節(jié)超臨界汽輪機4一特點蒸汽參數(shù)與機組效率的關(guān)系二與亞臨界機組的主要區(qū)別初壓高約1.45倍：汽缸、汽門壁厚增加約1.2倍，高壓缸隔板壓差大、隔板厚。高壓級比容小約0.65倍，高壓缸高壓段葉片短。具有單相蒸發(fā)過程的特點，只能配直流爐。第二節(jié)超臨界汽輪機5二與亞臨界機組的主要區(qū)別初壓高約1.45倍：汽缸、汽門壁三與亞臨界機組的相同點外形尺寸相當(dāng)、級數(shù)相當(dāng)。低壓缸通用。中壓缸略有不同。除與壓力升高相聯(lián)的輔機之外，其余輔機相同。第二節(jié)超臨界汽輪機6三與亞臨界機組的相同點外形尺寸相當(dāng)、級數(shù)相當(dāng)。第二節(jié)超四超臨界機組帶來的問題材料問題：一般當(dāng)溫度超過580℃時，要用奧氏體耐熱鋼，不但材料貴，關(guān)鍵是其線膨脹系數(shù)與一般珠光體耐熱鋼差別很大，引起很多結(jié)構(gòu)、強度和運行方面的問題。調(diào)節(jié)級：

700MW以上的超臨界機組均采用雙流結(jié)構(gòu)，汽道應(yīng)力可降低一半以上。但葉片數(shù)目增加一倍，造價高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，軸向長度增加。螺栓、法蘭緊固件強度、溫度、蠕變性能。第二節(jié)超臨界汽輪機7四超臨界機組帶來的問題材料問題：一般當(dāng)溫度超過580℃時高、中壓汽缸

1、引起汽缸噴嘴室、主汽閥、進汽管等耐壓部件壁厚增厚約1.2倍，而尺寸又減小，因此要解決好耐壓件壁厚增加與熱應(yīng)力的矛盾。

2、由于高壓級間和軸封壓差增大，引起汽封結(jié)構(gòu)、長度和隔板擾度的問題。應(yīng)采用寬靜葉分流式葉柵、厚圍帶和良好的焊接工藝。第二節(jié)超臨界汽輪機8四超臨界機組帶來的問題高、中壓汽缸第二節(jié)超臨界汽輪機8四超臨界機組帶來的問中壓轉(zhuǎn)子蒸汽冷卻系統(tǒng)(再熱汽溫566℃)1、日本幾家制造廠普遍采取的技術(shù)，由高壓缸排氣引入冷卻蒸汽冷卻中壓轉(zhuǎn)子的高溫部分。

2、經(jīng)試驗，有冷卻蒸汽時，中壓轉(zhuǎn)子表面的溫度降為420℃左右，而沒有冷卻時，為550℃。第二節(jié)超臨界汽輪機9四超臨界機組帶來的問題中壓轉(zhuǎn)子蒸汽冷卻系統(tǒng)(再熱汽溫566℃)第二節(jié)超臨界汽輪固體顆粒的侵蝕SPE(SolidParticleErosion)最要發(fā)生在主蒸汽旁路門、高壓第一級噴嘴、再熱第一級。原因是鍋爐過熱、再熱器管壁Fe2O3和Fe3O4

剝離形成的微粒進入汽輪機。對超臨界機高壓調(diào)節(jié)級噴嘴最嚴重，運行1~2年后就必須焊接、修補。

第二節(jié)超臨界汽輪機10六超臨界機組帶來的問題GE公司從20世紀80年代開始尋找有效解決SPE的方法，認為對于高壓調(diào)節(jié)級，采用新型噴嘴（傾斜噴嘴）形狀和防侵蝕涂層（表面硼化處理）結(jié)合的設(shè)計，可使噴嘴的使用壽命達到傳統(tǒng)設(shè)計的3倍；固體顆粒的侵蝕SPE(SolidParticleEros蒸汽激振由于高壓缸進汽密度增大，流速提高，蒸汽作用在高壓轉(zhuǎn)子上的切向力對動靜間隙、密封結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)子與汽缸對中的靈敏度提高，增大作用在高壓轉(zhuǎn)子的激振力。第二節(jié)超臨界汽輪機11六超臨界機組帶來的問題蒸汽激振第二節(jié)超臨界汽輪機11六超臨界機組帶來的問題12二超臨界和超超臨界機壓力汽輪機主要技術(shù)特點高性能材料冷卻技術(shù)高壓部件設(shè)計汽流激振力預(yù)防末級優(yōu)化設(shè)計第二節(jié)超臨界汽輪機1212二超臨界和超超臨界機壓力汽輪機主要技術(shù)特點高性能材料汽輪機原理

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PrincipleofSteamTurb14大型汽輪機超臨界汽輪機超超臨界汽輪機工業(yè)汽輪機600MW300MW船舶動力流程工業(yè)第七章大型汽輪機及特種汽輪機2大型汽輪機超臨界汽輪機超超臨界汽輪機工業(yè)汽輪機600MW315水的臨界點：壓力22.7MPa、溫度374.15℃。T-s圖，從水的定壓加熱過程得到，當(dāng)壓力不斷增加時，其等溫加熱過程逐漸變短，汽化潛熱減小。當(dāng)壓力增加至22.7MPa，相應(yīng)的飽和水溫度為374.15℃，便不再有等溫變化過程，當(dāng)汽輪機主蒸汽的進汽壓力大于22.7MPa時，稱為超臨界機組。

第二節(jié)超臨界汽輪機在臨界狀態(tài)附近，水和汽的狀態(tài)難于分辨。另一種理解是：當(dāng)溫度高于374.15℃時，用加壓的辦法是不可能使蒸汽變成水的。3水的臨界點：壓力22.7MPa、溫度374.15℃。第二節(jié)16第二節(jié)超臨界汽輪機16一特點熱效率高。蒸汽體積流量降低。承壓件壁厚增大。蒸汽參數(shù)與機組效率的關(guān)系4第二節(jié)超臨界汽輪機4一特點蒸汽參數(shù)與機組效率的關(guān)系二與亞臨界機組的主要區(qū)別初壓高約1.45倍：汽缸、汽門壁厚增加約1.2倍，高壓缸隔板壓差大、隔板厚。高壓級比容小約0.65倍，高壓缸高壓段葉片短。具有單相蒸發(fā)過程的特點，只能配直流爐。第二節(jié)超臨界汽輪機17二與亞臨界機組的主要區(qū)別初壓高約1.45倍：汽缸、汽門壁三與亞臨界機組的相同點外形尺寸相當(dāng)、級數(shù)相當(dāng)。低壓缸通用。中壓缸略有不同。除與壓力升高相聯(lián)的輔機之外，其余輔機相同。第二節(jié)超臨界汽輪機18三與亞臨界機組的相同點外形尺寸相當(dāng)、級數(shù)相當(dāng)。第二節(jié)超四超臨界機組帶來的問題材料問題：一般當(dāng)溫度超過580℃時，要用奧氏體耐熱鋼，不但材料貴，關(guān)鍵是其線膨脹系數(shù)與一般珠光體耐熱鋼差別很大，引起很多結(jié)構(gòu)、強度和運行方面的問題。調(diào)節(jié)級：

700MW以上的超臨界機組均采用雙流結(jié)構(gòu)，汽道應(yīng)力可降低一半以上。但葉片數(shù)目增加一倍，造價高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，軸向長度增加。螺栓、法蘭緊固件強度、溫度、蠕變性能。第二節(jié)超臨界汽輪機19四超臨界機組帶來的問題材料問題：一般當(dāng)溫度超過580℃時高、中壓汽缸

1、引起汽缸噴嘴室、主汽閥、進汽管等耐壓部件壁厚增厚約1.2倍，而尺寸又減小，因此要解決好耐壓件壁厚增加與熱應(yīng)力的矛盾。

2、由于高壓級間和軸封壓差增大，引起汽封結(jié)構(gòu)、長度和隔板擾度的問題。應(yīng)采用寬靜葉分流式葉柵、厚圍帶和良好的焊接工藝。第二節(jié)超臨界汽輪機20四超臨界機組帶來的問題高、中壓汽缸第二節(jié)超臨界汽輪機8四超臨界機組帶來的問中壓轉(zhuǎn)子蒸汽冷卻系統(tǒng)(再熱汽溫566℃)1、日本幾家制造廠普遍采取的技術(shù)，由高壓缸排氣引入冷卻蒸汽冷卻中壓轉(zhuǎn)子的高溫部分。

2、經(jīng)試驗，有冷卻蒸汽時，中壓轉(zhuǎn)子表面的溫度降為420℃左右，而沒有冷卻時，為550℃。第二節(jié)超臨界汽輪機21四超臨界機組帶來的問題中壓轉(zhuǎn)子蒸汽冷卻系統(tǒng)(再熱汽溫566℃)第二節(jié)超臨界汽輪固體顆粒的侵蝕SPE(SolidParticleErosion)最要發(fā)生在主蒸汽旁路門、高壓第一級噴嘴、再熱第一級。原因是鍋爐過熱、再熱器管壁Fe2O3和Fe3O4

剝離形成的微粒進入汽輪機。對超臨界機高壓調(diào)節(jié)級噴嘴最嚴重，運行1~2年后就必須焊接、修補。

第二節(jié)超臨界汽輪機22六超臨界機組帶來的問題GE公司從20世紀80年代開始尋找有效解決SPE的方法，認為對于高壓調(diào)節(jié)級，采用新型噴嘴（傾斜噴嘴）形狀和防侵蝕涂層（表面硼化處理）結(jié)合的設(shè)計，可使噴嘴的使用壽命達到傳統(tǒng)設(shè)計的3倍；固體顆粒的侵蝕SPE(SolidParticleEros蒸汽激振由于高壓缸進汽密度增大，流速提高，蒸汽作用在高壓轉(zhuǎn)子上的切向力對動靜間隙、