《汽輪機(jī)基本知識》課件

汽輪機(jī)基本知識汽輪機(jī)概述汽輪機(jī)是一種利用蒸汽膨脹做功的旋轉(zhuǎn)式動力機(jī)械。蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)膨脹做功，推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。汽輪機(jī)廣泛應(yīng)用于發(fā)電廠、船舶、工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域。汽輪機(jī)的分類按汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)單缸汽輪機(jī)、多缸汽輪機(jī)、串聯(lián)式汽輪機(jī)、并聯(lián)式汽輪機(jī)等按汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速高速汽輪機(jī)、中速汽輪機(jī)、低速汽輪機(jī)按汽輪機(jī)用途發(fā)電汽輪機(jī)、機(jī)械傳動汽輪機(jī)、聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)等汽輪機(jī)的工作原理1蒸汽膨脹高溫高壓蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)2葉片旋轉(zhuǎn)蒸汽推動葉片旋轉(zhuǎn)3機(jī)械能轉(zhuǎn)化葉片旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機(jī)汽輪機(jī)是利用蒸汽膨脹做功的熱力發(fā)動機(jī)，它將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。工作原理是高溫高壓蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)，推動葉片旋轉(zhuǎn)，從而帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)組成轉(zhuǎn)子由汽輪盤和葉片組成，負(fù)責(zé)將蒸汽的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。機(jī)殼保護(hù)轉(zhuǎn)子，并引導(dǎo)蒸汽流動。軸承支撐轉(zhuǎn)子，并減少摩擦。密封防止蒸汽泄漏，并保持轉(zhuǎn)子的潤滑。汽輪盤的結(jié)構(gòu)及特點結(jié)構(gòu)汽輪盤通常為圓盤形，由中心孔、輪緣和葉片安裝孔組成，并與汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子相連接。特點高強(qiáng)度和耐高溫重量輕且尺寸緊湊良好的平衡性耐腐蝕性能汽輪葉片的結(jié)構(gòu)及特點1形狀葉片通常為**氣動形狀**,優(yōu)化氣流流動,提高效率。2材料通常使用**耐高溫、耐腐蝕的合金鋼**,滿足高壓高溫環(huán)境需求。3固定葉片通過**葉根固定在汽輪盤上**,承受巨大離心力。4冷卻部分葉片采用**冷卻結(jié)構(gòu)**,降低工作溫度,延長使用壽命。高壓汽缸與低壓汽缸的區(qū)別特征高壓汽缸低壓汽缸壓力蒸汽壓力較高蒸汽壓力較低溫度蒸汽溫度較高蒸汽溫度較低葉片葉片較短，強(qiáng)度較高葉片較長，強(qiáng)度較低體積體積較小體積較大冷凝器及其作用冷凝器是蒸汽動力循環(huán)中的重要組成部分，用于將從汽輪機(jī)排出的蒸汽冷凝成水。冷凝器通過將熱量傳遞給冷卻水，將蒸汽冷凝成水，從而降低了蒸汽壓力，為汽輪機(jī)提供真空環(huán)境。冷凝器產(chǎn)生的冷凝水被送入給水泵，循環(huán)進(jìn)入鍋爐，參與下一輪蒸汽發(fā)生過程。給水加熱裝置蒸汽加熱器使用蒸汽作為熱源，將給水加熱至所需的溫度，提高鍋爐的效率，減少燃料消耗。燃油加熱器通過燃燒燃油產(chǎn)生的熱量，將給水加熱至所需的溫度，適用于小型或移動式電站。電加熱器利用電能加熱給水，適用于小型或緊急情況下的供暖和熱水供應(yīng)。給水泵及其作用給水泵將凝汽器排出的凝結(jié)水提升到鍋爐進(jìn)水壓力，為鍋爐供水。給水泵將水送往鍋爐，保證鍋爐的水位和水量，滿足鍋爐蒸汽發(fā)生的需求。給水泵消耗一定的能量，將水提升到高壓狀態(tài)，為蒸汽發(fā)生提供能量。進(jìn)汽閥門的作用及類型作用控制蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)的流量，調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的功率輸出，并保護(hù)汽輪機(jī)免受過載和過熱。類型節(jié)流閥：調(diào)節(jié)蒸汽流量，控制汽輪機(jī)功率安全閥：保護(hù)汽輪機(jī)免受過壓止回閥：防止蒸汽倒流排汽閥門的作用及類型作用排汽閥門是汽輪機(jī)的重要部件之一，用于控制汽輪機(jī)排汽量，調(diào)節(jié)機(jī)組負(fù)荷和蒸汽壓力。類型排汽閥門可分為手動閥門、自動閥門、氣動閥門等，根據(jù)具體應(yīng)用場合選擇合適的類型。汽輪機(jī)的潤滑系統(tǒng)重要性潤滑系統(tǒng)對汽輪機(jī)至關(guān)重要，它能有效減少摩擦，降低磨損，延長汽輪機(jī)的使用壽命。主要功能潤滑系統(tǒng)的主要功能是降低摩擦、散熱、防腐蝕，并為汽輪機(jī)提供必要的密封。組成部分汽輪機(jī)潤滑系統(tǒng)通常包含油箱、油泵、過濾器、冷卻器、管道等，這些部件協(xié)同工作，確保潤滑油的正常循環(huán)和使用。汽輪機(jī)的冷卻系統(tǒng)冷卻水循環(huán)冷卻系統(tǒng)利用冷卻水循環(huán)帶走汽輪機(jī)運行過程中的熱量，確保設(shè)備正常工作。冷卻水塔冷卻水塔通過蒸發(fā)和空氣對流，降低冷卻水的溫度。冷卻水泵冷卻水泵將冷卻水輸送到汽輪機(jī)和冷卻水塔之間。汽輪機(jī)的監(jiān)測與保護(hù)系統(tǒng)溫度監(jiān)測監(jiān)測汽輪機(jī)部件的溫度，以確保安全運行，防止過熱。壓力監(jiān)測監(jiān)測汽輪機(jī)內(nèi)部和外部的壓力，防止超壓或負(fù)壓。振動監(jiān)測監(jiān)測汽輪機(jī)部件的振動，防止過度振動導(dǎo)致?lián)p壞。轉(zhuǎn)速監(jiān)測監(jiān)測汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速，確保安全運行，防止超速或降速。汽輪機(jī)的啟動與停機(jī)預(yù)熱啟動前，需要對汽輪機(jī)進(jìn)行充分預(yù)熱，以確保設(shè)備溫度均勻，避免熱應(yīng)力。升速慢慢增加蒸汽流量，逐步提高汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速，直到達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。并網(wǎng)當(dāng)汽輪機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，即可與電網(wǎng)并聯(lián)，開始發(fā)電。停機(jī)停機(jī)前，需要先減少蒸汽流量，降低汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速，最后切斷蒸汽，使汽輪機(jī)停止運行。汽輪機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)概述汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)負(fù)責(zé)根據(jù)負(fù)荷變化自動調(diào)節(jié)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速，保持發(fā)電機(jī)輸出功率穩(wěn)定。調(diào)速系統(tǒng)類型主要類型包括機(jī)械調(diào)速系統(tǒng)、液壓調(diào)速系統(tǒng)和電子調(diào)速系統(tǒng)，每種系統(tǒng)都有其優(yōu)缺點。調(diào)速系統(tǒng)功能主要功能包括轉(zhuǎn)速控制、負(fù)荷分配、緊急停機(jī)和保護(hù)等，確保汽輪機(jī)安全穩(wěn)定運行。汽輪機(jī)工作的熱力學(xué)分析1熱力學(xué)分析汽輪機(jī)的工作過程和能量轉(zhuǎn)換。2能量轉(zhuǎn)換蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。3效率分析汽輪機(jī)熱效率和機(jī)械效率。4損失分析汽輪機(jī)運行過程中的能量損失。汽輪機(jī)的效率分析汽輪機(jī)效率是衡量其能量轉(zhuǎn)換效率的關(guān)鍵指標(biāo)。影響因素包括汽輪機(jī)設(shè)計、運行工況、維護(hù)保養(yǎng)等。汽輪機(jī)的損失分析損失類型描述熱力損失蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)做功時，由于摩擦、熱量傳遞等因素造成的能量損失機(jī)械損失汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動部件的摩擦、振動等造成的能量損失泄漏損失蒸汽從汽輪機(jī)密封處泄漏造成的能量損失汽輪機(jī)的熱平衡分析100%熱能汽輪機(jī)輸入的熱能90%輸出功率汽輪機(jī)輸出的機(jī)械能10%損失熱能損失，例如排汽熱量汽輪機(jī)的性能曲線汽輪機(jī)性能曲線，展示了不同工況下，汽輪機(jī)輸出功率、蒸汽流量、蒸汽壓力、真空度等參數(shù)之間的關(guān)系。通過性能曲線，可以評估汽輪機(jī)的運行效率和經(jīng)濟(jì)性。性能曲線通常包含以下幾個方面：功率特性曲線、流量特性曲線、真空特性曲線和效率特性曲線等。性能曲線是汽輪機(jī)運行和設(shè)計的重要參考依據(jù)，有助于優(yōu)化運行參數(shù)、選擇合適的汽輪機(jī)型號和制定有效的運行策略。汽輪機(jī)的選型及技術(shù)指標(biāo)功率汽輪機(jī)輸出功率，單位為千瓦(kW)或兆瓦(MW)。轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，單位為每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)。蒸汽參數(shù)包括蒸汽壓力、溫度、流量等。汽輪機(jī)的維護(hù)與保養(yǎng)定期檢查定期檢查汽輪機(jī)各個部件，例如葉片、軸承、密封等，確保其正常運行。清潔保養(yǎng)定期清潔汽輪機(jī)內(nèi)部和外部，清除污垢、積塵和油污，防止腐蝕和磨損。潤滑維護(hù)定期更換潤滑油，確保潤滑系統(tǒng)的正常工作，防止汽輪機(jī)因潤滑不良而損壞。故障排除及時發(fā)現(xiàn)和排除汽輪機(jī)運行中的故障，避免事故發(fā)生，確保安全運行。汽輪機(jī)常見故障及處理葉片損壞葉片磨損、斷裂或變形會導(dǎo)致汽輪機(jī)效率下降，甚至造成嚴(yán)重事故。潤滑油泄漏潤滑油泄漏會造成軸承磨損，影響汽輪機(jī)正常運轉(zhuǎn)。振動故障振動過大可能是由于軸承磨損、葉片松動或不平衡等原因造成的。汽輪機(jī)安全運行注意事項定期檢查和維護(hù)操作規(guī)程嚴(yán)格執(zhí)行防范火災(zāi)和爆炸汽輪機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢1高效節(jié)能提高汽輪機(jī)效率，降低能耗，減少排放。2智能化運用大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，實現(xiàn)汽輪機(jī)智能控制和故障預(yù)測。3數(shù)字化建立汽輪機(jī)運行數(shù)據(jù)采集、分析和管理系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)字化運營。汽輪機(jī)在發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用發(fā)電廠汽輪機(jī)是發(fā)電廠的核心設(shè)備，將蒸汽的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電。熱電聯(lián)產(chǎn)汽輪機(jī)可用于熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，同時提供電力和熱能，提高能源利用效率。工業(yè)生產(chǎn)汽輪機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中也有廣泛應(yīng)用，例如驅(qū)動泵、壓縮機(jī)等設(shè)備。國內(nèi)外汽輪機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)中國汽輪機(jī)制造業(yè)發(fā)展迅速，近年來，中國汽輪機(jī)技術(shù)水平不斷提高，已成為世界領(lǐng)先的汽輪機(jī)制造國之一。中國汽輪機(jī)制造商已具備了制造各種大型汽輪機(jī)的能力，并積極參與國際競爭。國外國外汽輪機(jī)技術(shù)