電力生產(chǎn)概論 03 汽輪機(jī)設(shè)備

電力生產(chǎn)概論汽輪機(jī)概述汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)汽輪機(jī)的供油系統(tǒng)一二三四汽輪機(jī)設(shè)備汽輪機(jī)的保護(hù)系統(tǒng)五汽輪機(jī)的輔助設(shè)備六汽輪機(jī)概述（一）汽輪機(jī)的參數(shù)主要包括：（1）汽輪機(jī)的容量是指汽輪機(jī)的發(fā)電能力，也稱(chēng)功率，單位為千瓦。（2）汽輪機(jī)的蒸汽參數(shù)是指汽輪機(jī)進(jìn)口的蒸汽壓力和蒸汽溫度。汽輪機(jī)的工作原理：沖動(dòng)式汽輪機(jī)中能量轉(zhuǎn)換的主要部件是噴管和葉片。蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)后，首先流過(guò)噴管。在噴管中，蒸汽的壓力和溫度降低，體積膨脹，流速增大，蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能；然后，從噴管出來(lái)的高速汽流沖動(dòng)裝在葉輪上的葉片，使葉輪帶動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，完成了熱能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。汽輪機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，從而使機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。

汽輪機(jī)概述（二）汽輪機(jī)類(lèi)型及主要特點(diǎn)

汽輪機(jī)及輔助設(shè)備汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)（一）汽輪機(jī)本體是由靜止部分（靜子）和轉(zhuǎn)動(dòng)部分（轉(zhuǎn)子）組成的。靜止部分：（1）汽缸是汽輪機(jī)的外殼，其主要作用是將汽輪機(jī)內(nèi)部與大氣隔開(kāi)，形成封閉的汽室，以保證蒸汽在汽輪機(jī)中完成作功過(guò)程。大容量汽輪機(jī)一般有多個(gè)汽缸，分開(kāi)布置，用管道連接。

（2）噴管與隔板：多級(jí)汽輪機(jī)的第一級(jí)的噴管裝在汽缸前端進(jìn)汽室內(nèi)，稱(chēng)為噴管弧段。以后各級(jí)噴管裝在隔板上，隔板用來(lái)隔離汽輪機(jī)的各個(gè)級(jí)。（3）軸承可使汽輪機(jī)動(dòng)、靜部分之間保持正常的間隙，防止動(dòng)靜之間產(chǎn)生碰撞。（4）汽封是防止動(dòng)靜間隙之間漏汽（漏氣）的密封裝置，按其安裝的位置不同可分為：軸端汽封、隔板汽封以及通流部分汽封。

汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)（二）轉(zhuǎn)動(dòng)部分：（1）大軸與葉輪：大軸是傳遞機(jī)械能的轉(zhuǎn)動(dòng)部件，大軸上裝有葉輪，葉輪上又裝有葉片，它們共同組成轉(zhuǎn)子。

（2）葉片工作時(shí)承受很大的蒸汽作用力，它在汽輪機(jī)中又是數(shù)目最多的部件，它的工作對(duì)汽輪機(jī)的安全運(yùn)行有重大影響。由于蒸汽在汽輪機(jī)中逐級(jí)膨脹，體積越來(lái)越大，因此從前到后各級(jí)葉片越來(lái)越長(zhǎng)。

（3）聯(lián)軸器是連接汽輪機(jī)各轉(zhuǎn)子及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的重要部件，一般可分為剛性、半撓性和撓性三種。（4）盤(pán)車(chē)裝置的作用是在汽輪機(jī)啟動(dòng)沖轉(zhuǎn)前或停機(jī)后，讓轉(zhuǎn)子以一定的轉(zhuǎn)速連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，以保證轉(zhuǎn)子均勻受熱或冷卻，從而避免轉(zhuǎn)子產(chǎn)生熱彎曲。大、中型機(jī)組一般采用電動(dòng)盤(pán)車(chē)裝置，它們基本上都可以自動(dòng)投入和切斷。

汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)（一）汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作用是：根據(jù)發(fā)電量的要求調(diào)節(jié)進(jìn)汽量，使所發(fā)出的功率與發(fā)電量相適應(yīng)，保證供電要求。并使汽輪機(jī)在額定轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)/分下穩(wěn)定運(yùn)行，在機(jī)組發(fā)生事故時(shí)能自動(dòng)報(bào)警和停機(jī)。汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)經(jīng)歷了機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)和數(shù)字電液（DEH）調(diào)節(jié)系統(tǒng)的發(fā)展階段，隨著計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，目前大型再熱機(jī)組都普遍采用了數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)。工作原理：信號(hào)送往電液轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為液壓信號(hào)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，改變調(diào)節(jié)閥開(kāi)度，從而控制機(jī)組的轉(zhuǎn)速或負(fù)荷。當(dāng)機(jī)組處于穩(wěn)定運(yùn)行階段，機(jī)組的轉(zhuǎn)速或負(fù)荷等于給定值，調(diào)節(jié)系統(tǒng)不動(dòng)作；當(dāng)蒸汽參數(shù)如壓力或溫度變動(dòng)，或外界負(fù)荷變動(dòng)時(shí)，機(jī)組的給定值與被控值不一致，調(diào)節(jié)系統(tǒng)將動(dòng)作，直到給定值于被控值重新達(dá)到一致，機(jī)組有處于平衡狀況。汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)（二）系統(tǒng)組成：數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要由電子控制器、操作系統(tǒng)、伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)、油系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)五部分組成?？蓪?shí)現(xiàn)汽輪機(jī)自動(dòng)程序控制、負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)保護(hù)和機(jī)組監(jiān)控四大功能。（1）電子控制器：主要作用是將轉(zhuǎn)速或負(fù)荷的給定值進(jìn)行邏輯運(yùn)算，并發(fā)出控制蒸汽閥門(mén)伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出信號(hào)。

（2）操作系統(tǒng)：主要設(shè)置有操作盤(pán)、顯示器和打印機(jī)等。

（3）伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)：主要由伺服放大器、電液轉(zhuǎn)換器和具有快關(guān)、隔離和逆止裝置的單側(cè)油動(dòng)機(jī)組成，負(fù)責(zé)帶動(dòng)高壓主汽閥、高壓調(diào)節(jié)汽閥和中壓主汽閥、中壓調(diào)節(jié)汽閥。

汽輪機(jī)的供油系統(tǒng)機(jī)組的潤(rùn)滑油系統(tǒng)由主軸帶動(dòng)的主油泵供油，采用低壓汽輪機(jī)油(透平油)。其基本功能是為機(jī)組軸承和盤(pán)車(chē)裝置提供潤(rùn)滑油，為機(jī)械式超速遮斷及手動(dòng)遮斷提供安全油。供油系統(tǒng)主要由潤(rùn)滑油主油箱、主油泵、輔助油泵、直流事故油泵、注油器、冷油器、頂軸裝置等組成。汽輪機(jī)的保護(hù)系統(tǒng)超速保護(hù)系統(tǒng)作用，是在轉(zhuǎn)速達(dá)到一定范圍時(shí)迅速關(guān)閉中壓調(diào)節(jié)汽閥，或超過(guò)該范圍而又在危急遮斷系統(tǒng)動(dòng)作之前，實(shí)施對(duì)高、中壓調(diào)節(jié)汽閥的控制，該保護(hù)是通過(guò)超速保護(hù)控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。電氣危急遮斷系統(tǒng)：是用來(lái)監(jiān)督對(duì)機(jī)組安全有重大影響的某些參數(shù)，以便在這些參數(shù)超過(guò)安全限定值時(shí)，通過(guò)該系統(tǒng)去關(guān)閉汽輪機(jī)的全部進(jìn)汽閥門(mén)，緊急停機(jī)。其危急遮斷項(xiàng)目有：超速保護(hù)、軸向位移保護(hù)、低潤(rùn)滑油壓和高回油溫度保護(hù)、低油壓保護(hù)、低真空保護(hù)。機(jī)械超速危急遮斷系統(tǒng)：在機(jī)組超速時(shí)，通過(guò)危急保安器的機(jī)械動(dòng)作而實(shí)現(xiàn)停機(jī)。該保護(hù)一般設(shè)有2套危急保安器，當(dāng)轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速的110％～112％時(shí)，機(jī)械遮斷系統(tǒng)動(dòng)作，使汽輪機(jī)緊急停機(jī)。汽輪機(jī)的輔助設(shè)備汽輪機(jī)的主要輔助設(shè)備包括凝汽設(shè)備(凝汽器、抽氣器、凝結(jié)水泵等)、回?zé)峒訜嵩O(shè)備(低壓加熱器、除氧器、高壓加熱器)、給水泵等。凝汽設(shè)備的作用是將汽輪機(jī)排汽凝結(jié)成水，并在凝汽器內(nèi)形成高度真空，使進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽能膨脹到較低的壓力，提高發(fā)電廠熱效率。對(duì)冷卻水應(yīng)進(jìn)行必要的防垢、防腐和防污處理，并應(yīng)在運(yùn)行中用膠球清洗凝汽器銅管或定期停機(jī)清洗?；?zé)峒訜嵩O(shè)備由高、低壓加熱器、除氧器、高壓加熱器等組成。

（1）高、低壓加熱器：由一個(gè)外殼和許多銅管或鋼管所組成，加熱器按管內(nèi)的水所承受的壓力分為高壓和低壓加熱器。

（2）除氧器是由除氧塔和儲(chǔ)水箱組成的，當(dāng)水被加熱到沸點(diǎn)時(shí)，氣體的溶解度接近零。此時(shí)，原水中的氧等氣體從水中逸出排入大氣，水則流到儲(chǔ)水箱。