汽輪機概述與汽輪機的輔助系統(tǒng)介紹

汽輪機概述與汽輪機的輔助系統(tǒng)介紹第1頁/共56頁2汽輪機概述*電廠的基本循環(huán)電廠的基本循環(huán)：朗肯循環(huán)。第2頁/共56頁汽輪機的簡介汽輪機是一種以蒸汽為工質(zhì)，并將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為機械能的旋轉(zhuǎn)機械。英文：Turbine，譯名透平1、級定義：一列靜葉柵和一列動葉柵組成的水蒸汽從熱能到機械能轉(zhuǎn)換的基本單元。汽輪機概述*汽輪機的基本做功單元第3頁/共56頁2、組成：靜葉柵與動葉柵：噴嘴：將蒸汽熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽埽粍尤~：將蒸汽動能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。3、應(yīng)用：

單個級：單級汽輪機

多個級串聯(lián)：多級汽輪機汽輪機概述*汽輪機的基本做功單元第4頁/共56頁組成：靜葉柵與動葉柵：噴嘴：將蒸汽熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?；動葉：將蒸汽動能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。應(yīng)用

單個級：單級汽輪機

多個級串聯(lián)：多級汽輪機汽輪機概述*汽輪機的基本做功單元第5頁/共56頁汽輪機本體主要包括靜止部分（固定件）、轉(zhuǎn)動部分（轉(zhuǎn)子組件）和支承部分（軸承）三部分靜止部分包括基礎(chǔ)、臺板（機座）、汽缸、噴嘴、隔板、隔板套、汽封等固定件。汽輪機轉(zhuǎn)動部分總稱為轉(zhuǎn)子，主要由主軸、葉輪（輪轂）、動葉及聯(lián)軸器組成。汽輪機概述*汽輪機的基本結(jié)構(gòu)第6頁/共56頁汽輪機本體包括靜止部分（固定件）、轉(zhuǎn)動部分（轉(zhuǎn)子組件）和支承部分（軸承）三部分靜止部分包括基礎(chǔ)、臺板（機座）、汽缸、噴嘴、隔板、隔板套、汽封等固定件。汽輪機轉(zhuǎn)動部分總稱為轉(zhuǎn)子，主要由主軸、葉輪（輪轂）、動葉及聯(lián)軸器組成。汽輪機概述*汽輪機的基本結(jié)構(gòu)第7頁/共56頁澧縣理昂電廠汽輪發(fā)電機組汽輪機概述*汽輪機的基本結(jié)構(gòu)第8頁/共56頁動葉片9第9頁/共56頁南汽25MW汽輪機葉輪、葉片10第10頁/共56頁隔板（靜葉片、噴嘴）第11頁/共56頁汽輪機概述*汽輪機的基本結(jié)構(gòu)第12頁/共56頁汽輪機支承部分包括軸承和滑銷系統(tǒng)。軸承包括支持軸承和推力軸承?；N系統(tǒng)包括橫銷、縱銷、立銷等等。3.其他：盤車機構(gòu)汽輪機概述*汽輪機的基本結(jié)構(gòu)第13頁/共56頁滾動軸承第14頁/共56頁滑動軸承第15頁/共56頁滾動軸承滾動軸承具有摩擦阻力小、起動靈敏、效率高、潤滑簡便和易于互換等優(yōu)點，應(yīng)用較廣泛。其缺點是，承受載荷能力小，抗沖擊能力較差，高速時出現(xiàn)噪聲，工作壽命也不及液體摩擦的滑動軸承。第16頁/共56頁一般大功率的動力設(shè)備常優(yōu)先選用滑動軸承，它具有以下優(yōu)點：1.能承受重載與沖擊載荷，抗振能力強，減震性能好；2.運行可靠，突發(fā)性事故少，在發(fā)生事故前有明顯預(yù)兆，使用壽命可以與主機匹配；3.不需要特殊材料，便于制造、安裝、檢修及運行中的維護(hù)，運行時噪聲低。滑動軸承第17頁/共56頁滑動軸承不足之處：1.摩擦能耗高于滾動軸承；2.對軸的精度、表面粗糙度要求高，對軸瓦的刮削工藝要求嚴(yán)；3.需有專門的油系統(tǒng)，增加了檢修的工作量；4.對油質(zhì)及潤滑油參數(shù)均有嚴(yán)格要求。第18頁/共56頁推力盤支持軸瓦副推力瓦塊主推力瓦塊推力盤危急遮斷器第19頁/共56頁推力瓦第20頁/共56頁轉(zhuǎn)子（澧縣）第21頁/共56頁轉(zhuǎn)子（澧縣）第22頁/共56頁汽機支持軸承（澧縣）汽輪機概述*汽輪機的基本結(jié)構(gòu)第23頁/共56頁推力軸承（澧縣）汽輪機概述*汽輪機的基本結(jié)構(gòu)第24頁/共56頁汽機揭上缸（澧縣）汽輪機概述*汽輪機的基本結(jié)構(gòu)第25頁/共56頁汽輪機概述*汽輪機的基本結(jié)構(gòu)26第26頁/共56頁

蒸汽的沖動作用原理和反動作用原理

1.沖動作用原理

A.沖動力的產(chǎn)生：如圖1—6B.沖動作用的特點：汽流在動葉汽道內(nèi)不膨脹加速，即w1=w2，而只隨汽道形狀改變其流動方向

汽輪機概述*級的作用原理第27頁/共56頁2.反動作用原理

A.反動力的產(chǎn)生：如圖1--7所示。

B.反動作用的特點：蒸汽在動葉汽道內(nèi)不僅改變方向，而且因繼續(xù)膨脹、加速，即w2＞w1。汽輪機概述*級的作用原理第28頁/共56頁2.反動作用原理

A.反動力的產(chǎn)生：如圖1--7所示。

B.反動作用的特點：蒸汽在動葉汽道內(nèi)不僅改變方向，而且因繼續(xù)膨脹、加速，即w2＞w1。汽輪機概述*級的作用原理第29頁/共56頁級的工作過程：汽輪機概述*級的作用原理級的工作過程動畫第30頁/共56頁1、汽輪機級的反動度定義：蒸汽在動葉通道內(nèi)膨脹時的理想焓降hb和在整個級的滯止理想焓降ht*

之比，即

汽輪機概述*汽輪機的級第31頁/共56頁2、按級反動度的大小分類：沖動級和反動級

（1）純沖動級：熱力特點：m＝0，蒸汽在動葉通道中不膨脹性能特點：作功能力大，但效率較低。故現(xiàn)已不再采用汽輪機概述*級的分類第32頁/共56頁

（2）帶反動度的沖動級熱力特點：膨脹主要發(fā)生于噴嘴中，為提高流動效率動葉中也有少量的膨脹，m＝0.05~0.20。性能特點：既有沖動級的特征，又有反動級的因素。作功能力、效率均介于二者之間。第33頁/共56頁（3）反動級熱力特點：動靜葉中蒸汽膨脹程度（焓降）相等，m0.5。性能特點：做功能力最小，流動效率最高。第34頁/共56頁（4）.復(fù)速級復(fù)速級（速度級）：蒸汽動能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)子機械能的過程在級內(nèi)進(jìn)行一次以上的級。目前常用的是進(jìn)行兩次轉(zhuǎn)換的級，故又稱為雙列速度級，即由固定的噴嘴葉柵和安裝在同一葉輪上的兩列動葉柵所組成的級。備注：壓力級和復(fù)速級：按蒸汽動能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)子機械能的過程來劃分。蒸汽動能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)子機械能的過程在級內(nèi)只進(jìn)行一次的級，稱為壓力級。第35頁/共56頁（4）復(fù)速級熱力特點：蒸汽在導(dǎo)葉和動葉通道中膨脹較小。流動特點：導(dǎo)葉中汽流只轉(zhuǎn)向不加速。性能特點：做功能力最大，流動效率最低。復(fù)速級通常在一級內(nèi)要求承擔(dān)很大焓降時采用。作為中、小型多級沖動式汽輪機第一級（調(diào)節(jié)級）此外：按通流面積是否隨負(fù)荷而變分類：調(diào)節(jié)級和非調(diào)節(jié)級第36頁/共56頁汽輪機概述*汽輪機的分類1.按工作原理分類

沖動式汽輪機----由沖動級組成，蒸汽主要在噴嘴中膨脹，在動葉中只有少數(shù)膨脹?，F(xiàn)代沖動式汽輪機各級的反動度一般在5%~20%的范圍內(nèi)。

反動式汽輪機----由反動級組成，蒸汽在噴嘴和動葉中膨脹程度相同。由于反動級不能做成部分進(jìn)汽，故調(diào)節(jié)機采用單列沖動機或復(fù)速級。反動式汽輪機反動度常取0.5，以使動葉和靜葉可取相同葉型，從而簡化制造工藝。第37頁/共56頁汽輪機概述*汽輪機的分類2.按熱力特性分類凝汽式汽輪機----排汽在高度真空狀態(tài)下進(jìn)入凝汽器凝結(jié)成水，有些小汽輪機沒有回?zé)嵯到y(tǒng)，成為純凝汽式汽輪機。背壓式汽輪機----排汽直接用于供熱，沒有凝汽器。當(dāng)排汽作為其他中低壓汽輪機的工作蒸汽時，稱為前制式汽輪機。調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機----從汽輪機某級后抽出一定壓力的部分蒸汽對外供熱，其余排汽仍進(jìn)入凝汽器。由于熱用戶對供熱壓力有一定的要求，需要對抽汽壓力進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，故稱為調(diào)節(jié)抽汽。根據(jù)用戶需要，有一次調(diào)節(jié)抽汽和兩次調(diào)節(jié)抽汽。背壓式、調(diào)整抽汽式和抽汽背壓式汽輪機統(tǒng)稱為供熱式汽輪機第38頁/共56頁3.按主蒸汽參數(shù)分類低壓：新蒸汽壓力小于1.5MPa；中壓：新蒸汽壓力為2~4MPa；高壓：新蒸汽壓力為6~10MPa；超高壓：新蒸汽壓力為12~14MPa；亞臨界：新蒸汽壓力為16~18MPa；超臨界新蒸汽壓力超過22.15MPa；超超臨界新蒸汽壓力超過27MPa或蒸汽溫度600/620℃以上。4.其他方式分類單缸與多缸；單軸與多軸第39頁/共56頁

汽輪機產(chǎn)品型號

1.汽輪機的型號用特定的符號來表示汽輪機的基本特征即汽輪機的型號。表示方法如下：

變形設(shè)計序數(shù)蒸汽參數(shù)額定功率（MW）汽輪機型式（代號）汽輪機概述*汽輪機的產(chǎn)品型號第40頁/共56頁汽輪機概述*汽輪機的產(chǎn)品型號代號型式代號類型N凝汽式CB抽汽背壓式B背壓式H船用C一次調(diào)整抽汽式Y(jié)移動式CC二次調(diào)整抽汽式2.國產(chǎn)汽輪機類型的代號第41頁/共56頁汽輪機概述*汽輪機的產(chǎn)品型號型式參數(shù)表示方法凝汽式主蒸汽壓力/主蒸汽溫度中間再熱式主蒸汽壓力/主蒸汽溫度/中間再熱溫度一次調(diào)整抽汽式主蒸汽壓力/調(diào)節(jié)抽汽壓力二次調(diào)整抽汽式主蒸汽壓力/高壓抽汽壓力/低壓抽汽壓力背壓式主蒸汽壓力/背壓抽汽背壓式主蒸汽壓力/抽汽壓力/背壓3.汽輪機型號中參數(shù)的表示方法第42頁/共56頁汽輪機概述*汽輪機的產(chǎn)品型號4.汽輪機的型號N3-2.35→凝汽式、額定功率3MW、初壓2.35MPaC12-4.9/0.98→額定功率12MW、初壓4.9MPa、抽汽壓力0.98MPaCC12-3.43/0.98/0.49→額定功率12MW、初壓3.43MPa、整抽汽壓力0.98MPa、二級抽汽壓力0.49MPaB3-3.43/0.49→背壓式額定功率3MW、初壓3.43MPa、背壓4.9MPaCB12-4.9/1.18/0.17→抽背式額定功率12MW、初壓

4.9MPa、抽汽壓力1.18MPa、背壓0.17MPa第43頁/共56頁44

洪湖理昂電廠汽輪機主機：洪湖理昂電廠N20-4.9型汽輪機由南京汽輪機廠生產(chǎn)，為單缸、單軸、次高溫、次高壓、軸流、沖動凝汽式汽輪機，額定功率為20MW，與額定功率為22MW的QFW-22-2型發(fā)電機、TG-90/5.3-T型生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐等，配套組成整個單元制熱力發(fā)電系統(tǒng)。問題：

N20-4.9型汽輪機其型號的含義？

第44頁/共56頁45

洪湖理昂電廠汽輪機汽缸：分前、中、后三段組成的單缸結(jié)構(gòu)。前缸和中缸為鑄鋼件，后汽缸為鑄鐵件。前汽缸和中汽缸的連接是借助垂直法蘭連接的。前汽缸與前軸承座采用“貓爪”連接，并有垂直鍵以保證熱膨脹時保持中心不變。中汽缸為簡單的分上下半的圓筒結(jié)構(gòu)。借助后部的垂直法蘭與后汽缸相連。后汽缸與后軸承座鑄成一體,由兩側(cè)的側(cè)支撐支撐在后座架上，撐腳與后座架間有橫向滑銷。橫向滑銷中心與后汽缸導(dǎo)板的縱向滑銷中心形成汽缸熱膨脹死點。后汽缸用排汽接管與冷凝器相連。后軸承座內(nèi)布置了汽輪機后軸承。在后軸承蓋上安裝了機組的盤車設(shè)備。在后汽缸上半部裝有排大氣裝置，當(dāng)背壓大于0.1Mpa時能自動打開，保護(hù)后汽缸和冷凝器。通流部分由一個雙列速度級和十二個壓力級組成。具有垂直中分面和水平中分面。噴嘴室與前汽缸鑄為一體。新蒸汽由前汽缸左右兩側(cè)的導(dǎo)汽管進(jìn)入汽缸，下汽缸設(shè)有回?zé)岢槠冢笃着牌谂c凝汽器采用剛性法蘭連接。后汽缸排汽接管裝有噴淋裝置，排汽溫度大于80℃投入，低于65℃退出。第45頁/共56頁46

洪湖理昂電廠汽輪機轉(zhuǎn)子

由一級復(fù)速級和十二級壓力級組成，葉片均為根據(jù)三元流原理設(shè)計的新型全三維葉片，通流部分也作了相應(yīng)優(yōu)化，減少了葉頂、葉根及隔板汽封漏氣損失，使得整機效率有了較大的提高。

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汽輪機的輔助系統(tǒng)介紹*主要輔助設(shè)備畫原則性熱力系統(tǒng)簡圖：一高兩低一除氧。汽輪機的輔助設(shè)備主要有凝汽器、高低壓加熱器、除氧器、給水泵、循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵等。凝汽器的作用是把汽輪機排出的乏汽凝結(jié)成水，在汽輪機排汽口建立并保持高度的真空。高、低壓加熱器的用汽輪機中間不同壓力的抽汽來加熱供給鍋爐的給水，以避免部分蒸汽在凝汽器中的熱量損失，提高機組的效率。除氧器的任務(wù)是將送給過來內(nèi)的水進(jìn)行除氧，除去溶解在給水中的氣體，以防止氧氣對鍋爐、汽輪機及其管道的腐蝕。給水泵的作用是把除氧器內(nèi)除過氧的給水送入鍋爐。循環(huán)水泵的作用是向凝汽器提供冷卻汽輪機排汽的冷卻水。凝結(jié)水泵的作用是抽出凝汽器中的凝結(jié)水，并將其輸?shù)匠跗?。凝結(jié)水在除氧器中經(jīng)過除氧后，用做鍋爐的給水。

第47頁/共56頁48汽機的三大系統(tǒng)：汽水系統(tǒng)油系統(tǒng)調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)

汽水系統(tǒng)包括：電廠原則性熱力系統(tǒng)、凝結(jié)水系統(tǒng)、除氧給水系統(tǒng)、高低加系統(tǒng)、軸封及疏水系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)等等。

油系統(tǒng)包括：潤滑油系統(tǒng)、控制油系統(tǒng)。

汽輪機的輔助系統(tǒng)介紹*主要輔助系統(tǒng)第48頁/共56頁49 洪湖理昂汽機汽水系統(tǒng)洪湖理昂汽機汽水系統(tǒng)來自鍋爐的新蒸汽經(jīng)電動主汽門到自動主汽門。自動主汽門內(nèi)裝有蒸汽濾網(wǎng)，以分離蒸汽中的水滴和防止雜物進(jìn)入汽輪機。新蒸汽由自動主汽門經(jīng)三通接頭分別進(jìn)入汽輪機蒸汽室兩側(cè)，經(jīng)調(diào)節(jié)汽門后，在汽輪機中膨脹作功，乏汽排入冷凝器凝結(jié)成水，借助凝結(jié)水泵升壓，進(jìn)入汽封加熱器，再進(jìn)