蒸汽輪機講義課件

汽輪機工作原理與基本結構汽輪機是將蒸汽的能量轉換為機械功的旋轉式動力機械，是蒸汽動力裝置的主要設備之一。汽輪機是一種透平機械，又稱蒸汽透平。透平[turbine]將流體介質中蘊有的能量轉換成機械功的機器，又稱渦輪、渦輪機。透平是英文turbine的音譯，原意為旋轉物體。透平最主要的部件是旋轉元件（轉子或稱葉輪），被安裝在透平軸上，具有沿圓周均勻排列的葉片。流體所具有的能量在流動中經過噴管時轉換成動能，流過轉子時流體沖擊葉片，推動轉子轉動，從而驅動透平軸旋轉。透平軸直接或經傳動機構帶動其他機械，輸出機械功。汽輪機概念汽輪機工作原理汽輪機將蒸汽的熱能轉變?yōu)闄C械功通常是通過沖動作用原理和反動作用原理這兩種方式實現(xiàn)的。汽輪機的特點原動機有電動機、蒸汽機、內燃機、汽輪機等。目前煉化工裝置中常用的是電動機和汽輪機，汽輪機有如下優(yōu)點：1．汽輪機轉速高，高速汽輪機轉速在10000r／min以上，可直接與離心泵或離心壓縮機聯(lián)結；電動機最高轉速只能達到3000r／min,與離心泵或離心壓縮機聯(lián)結時，還必須有增速設備。2．汽輪機的轉速可在一定范圍內變動，增加了調節(jié)手段和操作的靈活性，而電動機的轉速是固定的，調速也需增加調速設備。3．汽輪機驅動適應輸送或壓縮易燃易爆介質，即使有泄漏，也不會由原動機引起事故，電動機驅動必須采取有效地防爆措施。4．汽輪機用蒸汽，可由煉油或化工廠自備熱電廠提供，動力來源比較穩(wěn)定，而電動機要受電力網(wǎng)的影響。正由于汽輪機可直接驅動較大型的高速旋轉的各類泵、壓縮機等，而且具有啟動扭矩大，容易實現(xiàn)轉速調節(jié)，無易燃易爆危險、能較好地利用工廠余熱、操作可靠等特點，所以在煉油化工行業(yè)得到廣泛應用。蒸汽輪機的的結構組成蒸汽輪機包括汽輪機本體，調節(jié)、保安系統(tǒng)及輔助設備三大部分。蒸汽輪機本體包括：靜體（固定部位）——汽缸、噴嘴、隔板、汽封等。轉子（轉動部分）——軸、葉輪、葉片等。軸承（支承部分）——徑向和止推。汽輪機總圖汽缸汽缸作用

汽缸是汽輪機的外殼。其作用是將汽輪機的通流部分與大氣隔開，形成封閉的汽室，保證蒸汽在汽輪機內完成其能量轉換過程。

汽缸內部構件隔板與噴嘴

隔板由外緣，噴嘴和板體三部分組成，為便于安裝，隔板一般都做成對分的，上半隔板裝在汽缸上蓋內，下半隔板裝在下汽缸內。

氣封汽輪機汽缸兩端軸孔處與轉軸間有一定間隙，這樣在工作時，汽缸內進汽端將發(fā)生高壓蒸汽大量外漏，進入前軸承箱污染潤滑油。此外凝汽式汽輪機的排汽壓力在0.05公斤/厘米2（絕對）左右，即排汽端處于高真空狀態(tài)，這樣大氣中的空氣將沿邊后軸孔大量漏入排汽管和凝汽器，就會破壞汽輪機的真空。因此為了減少高壓端的向外漏汽和排汽端往里漏空氣，要求在汽缸兩端軸孔處配備氣封。轉子汽輪機中所有轉動部件的組合體稱作轉子。包括：主軸、軸封、動葉片、止推盤、危急保安器、聯(lián)軸器總承、測量盤等1．危急保安器2．軸位移凸肩3．推力盤4．前軸承軸頸5．前汽封6．平衡活塞汽封7．調節(jié)級8．壓力級9．中間汽封10．低壓級11．后汽封12．后軸承軸頸13．盤車棘輪14．油渦輪動輪15．聯(lián)軸器軸段16．平衡環(huán)17．主平衡面18．前輔助平衡面軸承軸承是汽輪機一個重要的組成部分，分為徑向支撐軸承和推力軸承兩種類型，它們用來承受轉子的全部重力并且確定轉子在汽缸中的正確位置。根據(jù)軸承中所能承受的載荷方向的不同，又可分為支撐軸承（承受徑向載荷）、止推軸承（承受軸向載荷）和支撐止推軸承（同時承受徑向載荷和軸向載荷）等。在工業(yè)汽輪機上常用的徑向軸承有圓瓦軸承、橢圓瓦軸承、多油楔固定軸承和可傾瓦軸承，并且以可傾瓦軸承使用最多。可傾瓦軸承與上述軸承相比其優(yōu)點是每一塊瓦均能自由擺動，在任何情況下都能形成最佳油楔，高速穩(wěn)定性好，不易發(fā)生油膜振蕩，應用廣泛。徑向可傾瓦常用止推軸承米楔爾止推軸承止推塊同基環(huán)直接接觸，是單層的；金斯伯雷止推軸承是止推塊下還有上、下水準塊，然后才是基環(huán)，是三層結構，分別如圖所示。金斯伯雷軸承米楔爾軸承汽輪機的主要輔助設備---凝汽器凝汽器是熱力循環(huán)的冷源。其基本功能是接收汽輪機的排汽并將其凝結成水，使汽輪機排汽口形成最佳真空，使工質膨脹到最低壓力，盡可能多地將蒸汽熱能轉換為機械能。凝汽器是一個工作在真空條件下的表面式熱交換器，其具體功能有：1）冷卻汽輪機的排汽，使之凝結為水，使凝汽器形成機組安全、經濟運行的真空。2）把排汽的凝結水循環(huán)使用。3）在正常運行時，凝汽器還可以起到一級真空除氧器的作用，能夠除去凝結水中所含有的氣體，從而提高水的質量，防止設備腐蝕。汽輪機的主要輔助設備----