蒸汽輪機(jī)講義課件

汽輪機(jī)工作原理與基本結(jié)構(gòu)汽輪機(jī)是將蒸汽的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的旋轉(zhuǎn)式動(dòng)力機(jī)械，是蒸汽動(dòng)力裝置的主要設(shè)備之一。汽輪機(jī)是一種透平機(jī)械，又稱蒸汽透平。透平[turbine]將流體介質(zhì)中蘊(yùn)有的能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械功的機(jī)器，又稱渦輪、渦輪機(jī)。透平是英文turbine的音譯，原意為旋轉(zhuǎn)物體。透平最主要的部件是旋轉(zhuǎn)元件（轉(zhuǎn)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(dòng)中經(jīng)過噴管時(shí)轉(zhuǎn)換成動(dòng)能，流過轉(zhuǎn)子時(shí)流體沖擊葉片，推動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)透平軸旋轉(zhuǎn)。透平軸直接或經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)其他機(jī)械，輸出機(jī)械功。汽輪機(jī)概念汽輪機(jī)工作原理汽輪機(jī)將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功通常是通過沖動(dòng)作用原理和反動(dòng)作用原理這兩種方式實(shí)現(xiàn)的。汽輪機(jī)的特點(diǎn)原動(dòng)機(jī)有電動(dòng)機(jī)、蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)等。目前煉化工裝置中常用的是電動(dòng)機(jī)和汽輪機(jī)，汽輪機(jī)有如下優(yōu)點(diǎn)：1．汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速高，高速汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速在10000r／min以上，可直接與離心泵或離心壓縮機(jī)聯(lián)結(jié)；電動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速只能達(dá)到3000r／min,與離心泵或離心壓縮機(jī)聯(lián)結(jié)時(shí)，還必須有增速設(shè)備。2．汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速可在一定范圍內(nèi)變動(dòng)，增加了調(diào)節(jié)手段和操作的靈活性，而電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是固定的，調(diào)速也需增加調(diào)速設(shè)備。3．汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)適應(yīng)輸送或壓縮易燃易爆介質(zhì)，即使有泄漏，也不會(huì)由原動(dòng)機(jī)引起事故，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)必須采取有效地防爆措施。4．汽輪機(jī)用蒸汽，可由煉油或化工廠自備熱電廠提供，動(dòng)力來源比較穩(wěn)定，而電動(dòng)機(jī)要受電力網(wǎng)的影響。正由于汽輪機(jī)可直接驅(qū)動(dòng)較大型的高速旋轉(zhuǎn)的各類泵、壓縮機(jī)等，而且具有啟動(dòng)扭矩大，容易實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，無易燃易爆危險(xiǎn)、能較好地利用工廠余熱、操作可靠等特點(diǎn)，所以在煉油化工行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。蒸汽輪機(jī)的的結(jié)構(gòu)組成蒸汽輪機(jī)包括汽輪機(jī)本體，調(diào)節(jié)、保安系統(tǒng)及輔助設(shè)備三大部分。蒸汽輪機(jī)本體包括：靜體（固定部位）——汽缸、噴嘴、隔板、汽封等。轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)動(dòng)部分）——軸、葉輪、葉片等。軸承（支承部分）——徑向和止推。汽輪機(jī)總圖汽缸汽缸作用

汽缸是汽輪機(jī)的外殼。其作用是將汽輪機(jī)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(jī)內(nèi)完成其能量轉(zhuǎn)換過程。

汽缸內(nèi)部構(gòu)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(duì)分的，上半隔板裝在汽缸上蓋內(nèi)，下半隔板裝在下汽缸內(nèi)。

氣封汽輪機(jī)汽缸兩端軸孔處與轉(zhuǎn)軸間有一定間隙，這樣在工作時(shí)，汽缸內(nèi)進(jìn)汽端將發(fā)生高壓蒸汽大量外漏，進(jìn)入前軸承箱污染潤(rùn)滑油。此外凝汽式汽輪機(jī)的排汽壓力在0.05公斤/厘米2（絕對(duì)）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(huì)破壞汽輪機(jī)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(zhuǎn)子汽輪機(jī)中所有轉(zhuǎn)動(dòng)部件的組合體稱作轉(zhuǎn)子。包括：主軸、軸封、動(dòng)葉片、止推盤、危急保安器、聯(lián)軸器總承、測(cè)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(diào)節(jié)級(jí)8．壓力級(jí)9．中間汽封10．低壓級(jí)11．后汽封12．后軸承軸頸13．盤車棘輪14．油渦輪動(dòng)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(jī)一個(gè)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(zhuǎn)子的全部重力并且確定轉(zhuǎn)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(shí)承受徑向載荷和軸向載荷）等。在工業(yè)汽輪機(jī)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?？蓛A瓦軸承與上述軸承相比其優(yōu)點(diǎn)是每一塊瓦均能自由擺動(dòng)，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(yīng)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(zhǔn)塊，然后才是基環(huán)，是三層結(jié)構(gòu)，分別如圖所示。金斯伯雷軸承米楔爾軸承汽輪機(jī)的主要輔助設(shè)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(jī)的排汽并將其凝結(jié)成水，使汽輪機(jī)排汽口形成最佳真空，使工質(zhì)膨脹到最低壓力，盡可能多地將蒸汽熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。凝汽器是一個(gè)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(jī)的排汽，使之凝結(jié)為水，使凝汽器形成機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的真空。2）把排汽的凝結(jié)水循環(huán)使用。3）在正常運(yùn)行時(shí)，凝汽器還可以起到一級(jí)真空除氧器的作用，能夠除去凝結(jié)水中所含有的氣體，從而提高水的質(zhì)量，防止設(shè)備腐蝕。汽輪機(jī)的主要輔助設(shè)備----