緒論渦輪機(jī)201120121精簡(jiǎn)版

緒論渦輪機(jī)201120121精簡(jiǎn)版第1頁(yè)/共47頁(yè)主要內(nèi)容當(dāng)前電力工程領(lǐng)域的發(fā)展特點(diǎn)輪機(jī)工程領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)及制造技術(shù)先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)先進(jìn)的運(yùn)行及優(yōu)化技術(shù)熱能與動(dòng)力工程領(lǐng)域?qū)A(chǔ)學(xué)科知識(shí)的需求汽輪機(jī)生產(chǎn)商汽輪機(jī)分類第一章緒論第2頁(yè)/共47頁(yè)中國(guó)的

大區(qū)電網(wǎng)大機(jī)組、大電網(wǎng)與分布式能源相結(jié)合當(dāng)前熱能與動(dòng)力工程領(lǐng)域的發(fā)展特點(diǎn)第3頁(yè)/共47頁(yè)大機(jī)組第4頁(yè)/共47頁(yè)汽（氣）輪機(jī)CAD/CFD經(jīng)濟(jì)性的進(jìn)一步提高新材料的應(yīng)用先進(jìn)設(shè)計(jì)及制造技術(shù)第5頁(yè)/共47頁(yè)汽輪機(jī)CAD/CFD第6頁(yè)/共47頁(yè)汽輪機(jī)輔助系統(tǒng)CAD（虛擬現(xiàn)實(shí)）第7頁(yè)/共47頁(yè)汽輪機(jī)CAD/CFD第8頁(yè)/共47頁(yè)分流式蒸汽輪機(jī)蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子第9頁(yè)/共47頁(yè)子午面邊界噴嘴蜂窩式汽封可控渦及全三維（馬刀）型反動(dòng)式葉片馬刀型靜葉片及隔板低壓低直徑汽封隔板三元流場(chǎng)三種馬刀型S2流面計(jì)算提高經(jīng)濟(jì)性的先進(jìn)技術(shù)第10頁(yè)/共47頁(yè)第11頁(yè)/共47頁(yè)燃?xì)廨啓C(jī)實(shí)圖第12頁(yè)/共47頁(yè)燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子安裝第13頁(yè)/共47頁(yè)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子第14頁(yè)/共47頁(yè)燃?xì)廨啓C(jī)單晶葉片燃?xì)廨啓C(jī)葉片第15頁(yè)/共47頁(yè)新材料的應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性進(jìn)一步提高。。。第16頁(yè)/共47頁(yè)新蒸汽參數(shù)的提高由熱力學(xué)理論可知，提高新蒸汽參數(shù)能明顯改善機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，特別是提高新蒸汽壓力。國(guó)外還在進(jìn)一步提高新蒸汽壓力。目前已相繼出現(xiàn)新汽壓力為30～35MPa的超超臨界機(jī)組投入運(yùn)行。提高新蒸汽的壓力和溫度，都是降低熱耗的重要手段。ABB（AseaBrownBoveriCo.）進(jìn)行了計(jì)算分析，如對(duì)初壓為18MPa、25MPa及30MPa和初溫、再熱汽溫為540℃、565℃、600℃的機(jī)組，當(dāng)其他參數(shù)相同，壓力從亞臨界18MPa提高到超臨界15MPa及以上時(shí)，熱耗降低約l.8%～2.0%；當(dāng)初壓不變而汽溫從540℃提高至565℃時(shí)，熱耗約可降低1.3%～l.5%，如果提高到600℃，則熱耗可降低3%～3.5%。目前，ABB正在對(duì)初溫為600℃等級(jí)的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子、葉片、螺栓等材料的熱強(qiáng)度以及轉(zhuǎn)子、汽缸、管道等材料的焊接問題等方面進(jìn)行科研攻關(guān)。第17頁(yè)/共47頁(yè)先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)自動(dòng)控制技術(shù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第18頁(yè)/共47頁(yè)第19頁(yè)/共47頁(yè)第20頁(yè)/共47頁(yè)第21頁(yè)/共47頁(yè)DCSsystem第22頁(yè)/共47頁(yè)先進(jìn)的運(yùn)行及優(yōu)化技術(shù)集中控制及運(yùn)行技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)故障診斷及狀態(tài)檢修第23頁(yè)/共47頁(yè)數(shù)據(jù)的分析－TurningDataIntoDollars第24頁(yè)/共47頁(yè)P(yáng)erformanceManagement-TurningDataIntoDollarsDCS仿真第25頁(yè)/共47頁(yè)顯示啟動(dòng)曲線TurningDataIntoDollars第26頁(yè)/共47頁(yè)P(yáng)erformanceManagement-TurningDataIntoDollars運(yùn)行人員輔助工具可以在線計(jì)算運(yùn)行的偏差第27頁(yè)/共47頁(yè)性能參數(shù)和效率計(jì)算(RealTime)PerformanceManagement-TurningDataIntoDollars第28頁(yè)/共47頁(yè)燃?xì)廨啓C(jī)葉片損傷第29頁(yè)/共47頁(yè)燃?xì)廨啓C(jī)葉片氧化和壽命第30頁(yè)/共47頁(yè)機(jī)組振動(dòng)故障第31頁(yè)/共47頁(yè)常見振動(dòng)故障的診斷下面介紹機(jī)組常見振動(dòng)故障特征、判斷方法。質(zhì)量不平衡轉(zhuǎn)子的彎曲動(dòng)靜碰摩油膜失穩(wěn)和汽流激振結(jié)構(gòu)共振結(jié)構(gòu)剛度不足聯(lián)軸器不對(duì)中裂紋轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子中心孔進(jìn)油轉(zhuǎn)子截面剛度不對(duì)稱第32頁(yè)/共47頁(yè)低壓轉(zhuǎn)子斷口斷軸破損的部件斷裂的低壓轉(zhuǎn)子第33頁(yè)/共47頁(yè)機(jī)組的診斷盡管現(xiàn)代化機(jī)組控制系統(tǒng)先進(jìn)，自動(dòng)化程度高，保護(hù)功能多，但用來(lái)直接反映機(jī)組運(yùn)行效益和進(jìn)行故障診斷的專家系統(tǒng)還很不完善。目前只能由運(yùn)行人員或技術(shù)人員通過對(duì)機(jī)組運(yùn)行參數(shù)的分析來(lái)間接地反映和判斷機(jī)組的健康水平，因此，對(duì)設(shè)備故障的判斷和設(shè)備性能效益的評(píng)價(jià)缺乏預(yù)知性、準(zhǔn)確性和科學(xué)性，而且費(fèi)時(shí)費(fèi)力。同時(shí)，對(duì)運(yùn)行人員的優(yōu)化操作和檢修人員的狀態(tài)檢修也帶來(lái)很大困難。第34頁(yè)/共47頁(yè)世界知名廠商1、Siemens西門子2、Hitachi日立3、Toshiba東芝4、Alstom（阿爾斯通）5、GE（GeneralElectricCompany通用電氣）6、列寧格勒金屬工廠（LMZ）中國(guó)知名廠商上海汽輪機(jī)哈爾濱汽輪機(jī)廠杭州汽輪機(jī)廠中航世新燃?xì)廨啓C(jī)第35頁(yè)/共47頁(yè)汽輪機(jī)的熱力發(fā)電方式燃煤發(fā)電（先進(jìn)技術(shù)，熱效率>42%）蒸汽-燃?xì)饴?lián)合循環(huán)發(fā)電（排氣>300℃）核能發(fā)電（鈾裂變1kg=2700t標(biāo)準(zhǔn)煤，氘聚變1kg=1000t標(biāo)準(zhǔn)煤）地?zé)岚l(fā)電（淺層地?zé)幔┨?yáng)能集熱發(fā)電（太陽(yáng)能鍋爐）第36頁(yè)/共47頁(yè)汽輪機(jī)系統(tǒng)動(dòng)力循環(huán)蒸汽動(dòng)力循環(huán)-郎肯循環(huán)第37頁(yè)/共47頁(yè)抽汽回?zé)嵫h(huán)從汽輪機(jī)中抽出部分已作過一些功的蒸汽，在回?zé)峒訜崞鲀?nèi)加熱給水，從而減少了低溫水從熱源的吸熱。第38頁(yè)/共47頁(yè)蒸汽再熱循環(huán)在汽輪機(jī)（高壓部分）內(nèi)膨脹至某一中間壓力的蒸汽被全部引出，送入鍋爐的再熱器中再次加熱，然后送回汽輪機(jī)（低壓部分）繼續(xù)作功。由于再熱，蒸汽膨脹終了時(shí)的干度x有明顯的提高。第39頁(yè)/共47頁(yè)汽輪機(jī)設(shè)備及其系統(tǒng)汽輪機(jī)本體（轉(zhuǎn)動(dòng)部分（轉(zhuǎn)子）+固定部分（靜子））控制保安系統(tǒng)（主汽閥、調(diào)節(jié)汽閥、控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)、信號(hào)變送器、控制油系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、安全保護(hù)裝置）輔助設(shè)備及其系統(tǒng)（凝汽器、抽氣器、高壓低壓加熱器、除氧器、給水泵、凝結(jié)水泵、凝升泵、循環(huán)水泵）主蒸汽系統(tǒng)再熱蒸汽系統(tǒng)給水回?zé)嵯到y(tǒng)潤(rùn)滑油系統(tǒng)第40頁(yè)/共47頁(yè)汽輪機(jī)基本構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)部分（轉(zhuǎn)子）：動(dòng)葉柵、葉輪、主軸、聯(lián)軸器固定部分（靜子）：汽缸、蒸氣室、噴嘴室、隔板、隔板套（靜葉持環(huán)）、汽封、軸承、軸承座、機(jī)座、滑銷系統(tǒng)汽輪機(jī)的分類及型號(hào)按工作原理分類（1）沖動(dòng)式汽輪機(jī)。主要由沖動(dòng)級(jí)組成，蒸汽主要在噴嘴葉柵(或靜葉柵)中膨脹，在動(dòng)葉柵中只有少量膨脹。（2）反動(dòng)式汽輪機(jī)。主要由反動(dòng)級(jí)組成，蒸汽在噴嘴葉柵(或靜葉柵)和動(dòng)葉柵中都進(jìn)行膨脹，且膨脹程度相同。現(xiàn)代噴嘴調(diào)節(jié)的反動(dòng)式汽輪機(jī)，因反動(dòng)級(jí)不能做成部分進(jìn)汽，故第一級(jí)調(diào)節(jié)級(jí)常采用單列沖動(dòng)級(jí)或雙列速度級(jí)。第41頁(yè)/共47頁(yè)按熱力特性分類（1）凝汽式汽輪機(jī)：蒸汽在汽輪機(jī)中膨脹作功后，進(jìn)入高度真空狀態(tài)下的凝汽器，凝結(jié)成水。（2）背壓式汽輪機(jī)：排汽壓力高于大氣壓力，直接用于供熱，無(wú)凝汽器。當(dāng)排汽作為其它中、低壓汽輪機(jī)的工作蒸汽時(shí)，稱為前置式汽輪機(jī)。（3）調(diào)整抽汽式汽輪機(jī)：從汽輪機(jī)中間某幾級(jí)后抽出一定參數(shù)、一定流量的蒸汽(在規(guī)定的壓力下）對(duì)外供熱，其排汽仍排入凝汽器。根據(jù)供熱需要，有一次調(diào)整抽汽和二次調(diào)整抽汽之分。（4）中間再熱汽輪機(jī)：蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)膨脹作功過程中被引出，再次加熱后返回汽輪機(jī)繼續(xù)膨脹作功。背壓式汽輪機(jī)和調(diào)整抽汽式汽輪機(jī)統(tǒng)稱為供熱式汽輪機(jī)。第42頁(yè)/共47頁(yè)按主蒸汽參數(shù)分類進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽參數(shù)是指進(jìn)汽的壓力和溫度，按不同的壓力等級(jí)可分為：（1）低壓汽輪機(jī)：主蒸汽壓力小于1.5MPa。（例如新汽壓力1.5Mpa，溫度為340℃）（2）中壓汽輪機(jī)：主蒸汽壓力為2～4MPa。（例如新汽壓力3.5Mpa，溫度為435℃）（3）高壓汽輪機(jī)：主蒸汽壓力為6～10MPa。（例如新汽壓力9.0Mpa，溫度為535℃）（4）超高壓汽輪機(jī)：主蒸汽壓力為12～14MPa。（例如新汽壓力13.5Mpa，溫度為550℃）（5）亞臨界壓力汽輪機(jī)：主蒸汽壓力為16～18MPa。（例如新汽壓力16.5Mpa，溫度為535℃，再熱溫度535℃）（6）超臨界壓力汽輪機(jī)：主蒸汽壓力大于22.15MPa。（例如新汽壓力23.8Mpa，溫度為566℃，再熱溫度566℃）（7）超超臨界壓力汽輪機(jī)：主蒸汽壓力大于32MPa。（例如新汽壓力33Mpa，溫度為600℃，再熱溫度600℃）第43頁(yè)/共47頁(yè)汽輪機(jī)產(chǎn)品型號(hào)組成及蒸汽參數(shù)表示法代號(hào)

NBCCCCBHY型式凝汽式

背壓式一次調(diào)整抽汽式二次調(diào)整抽汽式

抽汽背壓式

船用

移動(dòng)式

額定功率：?jiǎn)挝籑W蒸汽參數(shù)：由幾組用斜線分隔的數(shù)字表示，表示新蒸汽參數(shù)、再熱蒸汽參數(shù)，供熱蒸汽參數(shù)，Mpa，℃第44頁(yè)/共47頁(yè)舉例型式

參數(shù)表示方法

示例

凝汽式

主蒸汽壓力/主蒸汽溫度N100-8.83/535中間再熱式主蒸汽壓力/主蒸汽溫度/中間再熱溫度N300-16.7/538/