動(dòng)力機(jī)械7-動(dòng)力工程中汽輪機(jī)有關(guān)知識(shí)課件

動(dòng)力工程中汽輪機(jī)主要涉及知識(shí)總結(jié)第一節(jié)汽輪機(jī)的一般概念汽輪機(jī)又稱“蒸汽透平SteamTurbine”,是一種以水蒸氣作為工質(zhì)的葉輪式發(fā)動(dòng)機(jī)。優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)速高、運(yùn)行平穩(wěn)、工作可靠、單機(jī)功率大、熱經(jīng)濟(jì)性高，便于與發(fā)電機(jī)直接連接等。用途現(xiàn)代火電廠、核電廠、大型船舶等。作用將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)軸上的機(jī)械能。汽輪機(jī)簡(jiǎn)圖凝汽式汽輪機(jī)汽輪機(jī)內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換工作蒸汽先在噴管內(nèi)進(jìn)行膨脹，壓力降低而速度增大，形成一股高速汽流，此高速汽流噴射到動(dòng)葉上，推動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，因而使蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。蒸汽熱能汽流的動(dòng)能機(jī)軸上的機(jī)械能噴管內(nèi)動(dòng)葉內(nèi)汽輪機(jī)的基本作功單元－“級(jí)”能量轉(zhuǎn)換的主要部件是一組噴管和一圈動(dòng)葉，由它們組合而成的工作單元，稱為汽輪機(jī)的一個(gè)“級(jí)”。第二節(jié)汽輪機(jī)級(jí)內(nèi)的工作過(guò)程級(jí)內(nèi)的汽流一、蒸汽在噴管內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換蒸汽在噴管內(nèi)的流動(dòng)過(guò)程，理想情況下是等熵膨脹過(guò)程，實(shí)際是不可逆的絕熱膨脹過(guò)程。噴管損失：二、蒸汽在動(dòng)葉內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換單級(jí)汽輪機(jī)速度三角形二、蒸汽在動(dòng)葉內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換單級(jí)汽輪機(jī)速度三角形動(dòng)葉內(nèi)的損失由于摩擦等損失，動(dòng)葉內(nèi)的汽流速度會(huì)降低－動(dòng)葉損失余速損失動(dòng)葉損失輪周功率根據(jù)動(dòng)量定理 若蒸汽流量為D

kg/s，則汽流作用于動(dòng)葉上的圓周力為此圓周力在每秒鐘內(nèi)所作之功，稱為“輪周功率”反動(dòng)式汽輪機(jī)蒸汽從噴管內(nèi)往外噴出時(shí)，噴管本身也會(huì)受到高速汽流所施加的反作用力的作用。如果將動(dòng)葉也做成噴管形狀，蒸汽加速離開(kāi)動(dòng)葉時(shí)，動(dòng)葉也會(huì)受到一個(gè)與汽流相反方向的反作用力。按這種原理工作的汽輪機(jī)，稱為“反動(dòng)式汽輪機(jī)”。在反動(dòng)式汽輪機(jī)中，蒸汽不僅在噴管內(nèi)膨脹，而且在動(dòng)葉內(nèi)也繼續(xù)膨脹。動(dòng)葉受到汽流沖動(dòng)的同時(shí)，還受到汽流反動(dòng)力的作用。反動(dòng)級(jí)反動(dòng)度為0.5的級(jí)。反動(dòng)級(jí)動(dòng)葉出口的蒸汽理想相對(duì)速度反動(dòng)級(jí)的特點(diǎn)在保持最高效率的前提下，反動(dòng)級(jí)可以轉(zhuǎn)換的蒸汽焓降約為沖動(dòng)級(jí)的一半。因而，同等容量的反動(dòng)式結(jié)構(gòu)汽輪機(jī)總級(jí)數(shù)要比沖動(dòng)式結(jié)構(gòu)汽輪機(jī)的總級(jí)數(shù)大致多一倍。反動(dòng)式汽輪機(jī)的特點(diǎn)：級(jí)數(shù)多、制造工藝要求高、造價(jià)高。效率較高。第三節(jié)多級(jí)汽輪機(jī)汽輪機(jī)裝置現(xiàn)代汽輪機(jī)，由于采用越來(lái)越高的蒸汽初參數(shù)和很低的排汽壓力，整機(jī)的理想焓降都很大，為了有效利用蒸汽的焓降，汽輪機(jī)大都采用多級(jí)形式（壓力多級(jí)、速度多級(jí)）。壓力多級(jí)汽輪機(jī)的應(yīng)用所謂壓力多級(jí)汽輪機(jī)，就是蒸汽從很高的初壓膨脹到很低的終壓，是在很多個(gè)壓力級(jí)內(nèi)分段依次進(jìn)行的，也就是把蒸汽的總焓降分配給若干個(gè)壓力級(jí)來(lái)進(jìn)行，每個(gè)壓力級(jí)都有自己的噴嘴和動(dòng)葉，整臺(tái)汽輪機(jī)就像由若干臺(tái)單級(jí)汽輪機(jī)串聯(lián)起來(lái)一樣。這種壓力多級(jí)汽輪機(jī)的各項(xiàng)損失都比較小，其效率一般要比速度多級(jí)汽輪機(jī)高得多；因此，現(xiàn)代大、中型汽輪機(jī)幾乎無(wú)所例外地都采用壓力多級(jí)得結(jié)構(gòu)型式，其級(jí)數(shù)可根據(jù)功率需要確定，一般以10級(jí)以上者較為多見(jiàn)。多級(jí)汽輪機(jī)的剖面第四節(jié)汽輪機(jī)的效率和功率一、汽輪機(jī)的內(nèi)部損失汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)，在它的每個(gè)級(jí)內(nèi)，都不可避免地有各種級(jí)內(nèi)的能量損失。包括噴管損失動(dòng)葉損失余速損失葉輪摩擦損失葉片鼓風(fēng)損失級(jí)內(nèi)漏汽損失濕氣損失，等余速損失中間級(jí)的余速可能被下一級(jí)加以利用。葉輪摩擦及葉片鼓風(fēng)損失葉輪兩側(cè)表面與周圍的蒸汽（非工作汽流）發(fā)生摩擦，消耗一部分機(jī)械功。沒(méi)有工作汽流的葉片，對(duì)周圍非工作蒸汽鼓風(fēng)作用，消耗掉的部分機(jī)械能。級(jí)內(nèi)漏汽損級(jí)的相對(duì)效率通常用級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率表示蒸汽在某級(jí)內(nèi)膨脹的完善程度二、汽輪機(jī)的各種效率以及功率的確定汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率是衡量整臺(tái)汽輪機(jī)內(nèi)部構(gòu)造完善程度的指標(biāo)。它越大，表明損失越小。一般：78～90％汽輪機(jī)的內(nèi)部功率D—汽輪機(jī)的總汽耗量，kg/hP0—汽輪機(jī)的理想功率軸功率&電功率Pe—軸功率Pel—電功率電效率發(fā)電機(jī)所發(fā)出的電功率與汽輪機(jī)總的熱耗量之比，稱為汽輪發(fā)電機(jī)組的電效率hel汽輪發(fā)電機(jī)組的汽耗率汽輪發(fā)電機(jī)組每發(fā)出1kW.h電能所消耗的蒸汽量，稱為該汽輪發(fā)電機(jī)組的汽耗率第六節(jié)汽輪機(jī)本體結(jié)構(gòu)實(shí)例汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)發(fā)電廠所用汽輪機(jī)一般具有高溫、高壓、大功率、高轉(zhuǎn)速、自動(dòng)化和遠(yuǎn)動(dòng)化程度均較高等一系列特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行時(shí)都有較高的要求。如高壓部分的汽缸、噴嘴、動(dòng)葉和葉輪等部件必須采用高強(qiáng)度的鉻鉬釩鍛鋼或鉻釩鑄鋼；對(duì)噴嘴、動(dòng)葉型線、光潔度以及動(dòng)靜間隙等的加工和安裝的要求等十分嚴(yán)格；安裝時(shí)必須考慮到部件的受熱膨脹；保證水不能進(jìn)入汽輪機(jī)（水珠經(jīng)過(guò)噴嘴后，其速度之高猶如槍彈）；保證轉(zhuǎn)子良好的動(dòng)平衡，以防動(dòng)靜碰摩；軸承一般使用滑動(dòng)軸承汽輪機(jī)的標(biāo)號(hào)：

N300-16.2/550/550CC25-8.83/1.27/0.118第七節(jié)

汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)及保護(hù)裝置汽輪機(jī)調(diào)節(jié)的特點(diǎn)發(fā)電廠中的汽輪機(jī)主要用來(lái)帶動(dòng)交流發(fā)電機(jī)，交流電不能儲(chǔ)存，因此發(fā)電廠必須根據(jù)用戶的需要隨時(shí)改變自己的電能生產(chǎn)量。當(dāng)外界負(fù)荷變化時(shí)，必須及時(shí)調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的進(jìn)汽量，使其所發(fā)出的功率與外界負(fù)荷相適應(yīng)，從而維持轉(zhuǎn)速不變，保證輸出電能的質(zhì)量（電壓、頻率）汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)任務(wù)：保證供電的數(shù)量和質(zhì)量保證機(jī)組安全可靠地運(yùn)行汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)方法現(xiàn)代汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)，大都采用噴管調(diào)節(jié)法。這種調(diào)節(jié)方法通常是把汽輪機(jī)第一級(jí)的噴管分成四組，根據(jù)負(fù)荷的大小，由調(diào)節(jié)系統(tǒng)依次開(kāi)閉各個(gè)調(diào)節(jié)閥。采用這種調(diào)節(jié)法可大大減少汽輪機(jī)進(jìn)汽時(shí)的節(jié)流損失。一、汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)DEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)（DigitalElectro－HydraulicControlSystem）調(diào)節(jié)系統(tǒng)：機(jī)械式→液壓式→功頻電液→DEH

發(fā)展趨勢(shì)：DEH汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)簡(jiǎn)介機(jī)械液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)功頻電液DEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)DEH系統(tǒng)：也是一種功率——頻率調(diào)節(jié)系統(tǒng)不同的是：給定、比較、PID運(yùn)算部分在數(shù) 字計(jì)算機(jī)內(nèi)進(jìn)行模擬電調(diào)—連續(xù)控制

DEH———離散控制（采樣控制）各種調(diào)節(jié)系統(tǒng)的比較DEH具有模擬功頻電調(diào)的所有優(yōu)點(diǎn)，此外：采用分散控制，顯著提高了可靠性。計(jì)算機(jī)應(yīng)用。在：數(shù)據(jù)處理、系統(tǒng)監(jiān)控、可靠性分析、性能診斷和運(yùn)行管理等方面，可充分發(fā)揮作用。調(diào)節(jié)品質(zhì)高，靜、動(dòng)態(tài)特性良好。 此外，系統(tǒng)采用積木式結(jié)構(gòu)→擴(kuò)展靈活→維修、測(cè)試方便 冗余控制：保護(hù)措施嚴(yán)密（某一回路故障后亦可運(yùn)行）有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)組協(xié)調(diào)控制、廠級(jí)控制以至優(yōu)化控制，這是模擬電調(diào)無(wú)論如何也不能相比的二、汽輪機(jī)的保護(hù)裝置汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子上的各種部件所承受的應(yīng)力均與轉(zhuǎn)速密切相關(guān)，轉(zhuǎn)速過(guò)高非但會(huì)使某些部件損壞，甚至還可能造成重大事故。為了防止調(diào)節(jié)系統(tǒng)因故障失靈，和汽輪機(jī)突然甩負(fù)荷時(shí)引起超速危險(xiǎn)，近代汽輪機(jī)普遍設(shè)有超速保護(hù)裝置。危急保安器參見(jiàn)火電廠生產(chǎn)過(guò)程CAI汽輪機(jī)的其它保護(hù)裝置汽輪機(jī)除危急保安器（超速保護(hù)）以外，還有一些其它保護(hù)裝置，如：自動(dòng)磁力斷路裝置、手動(dòng)危急遮斷裝置等當(dāng)轉(zhuǎn)子軸向位移、軸承油壓和油溫、凝汽器真空等超過(guò)規(guī)定值時(shí)，自動(dòng)發(fā)出信號(hào)使磁力斷路油門動(dòng)作，切斷進(jìn)汽，進(jìn)行強(qiáng)制性停機(jī)。第八節(jié)汽輪機(jī)的油系統(tǒng)油系統(tǒng)承擔(dān)兩方面的任務(wù)：為調(diào)節(jié)和保護(hù)系統(tǒng)提供工作用油向汽輪機(jī)各個(gè)軸承供應(yīng)大量的潤(rùn)滑及冷卻用油對(duì)油質(zhì)要求很高，凈油裝置不斷清除油中的雜質(zhì)和水分。凈化后，油中水分小于0.05％ 精密濾網(wǎng)，可濾除粒徑2mm以上的雜質(zhì)油中很小的有害顆粒亦可使軸承受到破壞，導(dǎo)致代價(jià)高昂的檢修第九節(jié)汽輪機(jī)的主要輔助設(shè)備一、凝汽器凝汽器的作用建立并維持高度真空，使進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽充分膨脹到盡可能低的背壓，從而使汽輪機(jī)的理想焓降增大，提高循環(huán)效率；將汽輪機(jī)的排汽凝結(jié)為水，以便回收工質(zhì)，重新送回鍋爐作為給水使用。(目前普遍使用表面式凝汽器，使凝結(jié)水在不受到污染的情況下得到回收)二、抽汽器由于凝汽器或乏汽管等連接處的不嚴(yán)密，勢(shì)必有空氣從外界漏入。為了保持凝汽器中有較高的真空度，必須采用抽氣設(shè)備將漏入的空氣不斷抽走。抽汽器的常用種類射汽抽汽器射水抽汽器射汽抽汽器射汽抽汽器射水抽汽器工作介質(zhì)是由專用水泵供給的具有較高壓力的水，結(jié)構(gòu)與原理與射汽抽汽器相仿。射水抽汽器系統(tǒng)的缺點(diǎn)是射水高壓泵耗電甚多；系統(tǒng)占地面積較大等。三、回?zé)峒訜崞骰責(zé)峒訜崞鳎ê?jiǎn)稱：加熱器）是利用從汽輪機(jī)中間級(jí)引來(lái)的、作過(guò)部分功的抽汽來(lái)加熱主凝結(jié)水或給水，可減少乏汽在凝汽器中的熱量損失（即冷源損失），從而提高循環(huán)熱效率?；痣姀S應(yīng)用最廣泛的是帶有管板的表面式回?zé)峒訜崞鳌；責(zé)峒訜崞鞣N類根據(jù)回?zé)峒訜崞魉惺艿乃畟?cè)壓力是給水泵出口壓力，還是凝結(jié)水出口壓力，把它們分成高壓回?zé)峒訜崞骱偷蛪夯責(zé)峒訜崞鲀煞N，分別簡(jiǎn)稱為“高加”和“低加”。它們的工作原理與凝汽器相同，都是一種表面式加熱器，其中“高加”需用鋼管制造。一臺(tái)汽輪機(jī)常常需要配備若干級(jí)回?zé)峒訜崞?。表面式加熱四、除氧器鍋爐給水中如含有氧和CO2等氣體，不僅影響傳熱，而且還會(huì)嚴(yán)重腐蝕各受熱面的金屬壁面。因此，給水在進(jìn)入鍋爐省煤器之前，必須先經(jīng)過(guò)除氧（實(shí)際上不僅是除氧，而是“除氣”）火電廠廣泛采用加熱除氧的方法，即在除氧器內(nèi)將一定壓力下的水加熱至該壓力下的飽和溫度，使原來(lái)溶解于水中的各種氣體全部從水中迅速逸出，并設(shè)法及時(shí)予以排除——這就是除氧器所承擔(dān)的主要任務(wù)除氧器在多級(jí)回?zé)峒訜崞飨到y(tǒng)中同時(shí)還起著一級(jí)加熱器的作用。除氧器的構(gòu)造雨淋式除氧器的缺點(diǎn)水與蒸汽的接觸面積太小，以致除氧效果受到限制對(duì)負(fù)荷變動(dòng)的適應(yīng)性較差，當(dāng)汽輪機(jī)負(fù)荷發(fā)生變動(dòng)時(shí)，除氧效果難以保證。噴霧填料式除氧器該種除氧器可以克服上述除氧器的缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)利用若干個(gè)噴嘴把進(jìn)入除氧塔頂部準(zhǔn)備除氧的水先噴成霧狀，然后使之向下流動(dòng)；除氧塔中部使用由不銹鋼短管組成的一定厚度的填料除氧層，其作用相當(dāng)于雨淋式裝置中的滴水盤。采用噴霧填料式結(jié)構(gòu)，大大增加了水五、凝結(jié)水泵六、循環(huán)水泵第十節(jié)汽輪機(jī)安全運(yùn)行的基本知識(shí)汽輪機(jī)是高溫、高壓設(shè)備，轉(zhuǎn)速又高，一旦發(fā)生重大事故，對(duì)人身及設(shè)備所造成的直接危害將十分嚴(yán)重。所以汽輪機(jī)的安全運(yùn)行具有重大的意義。汽輪機(jī)運(yùn)行人員必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，在保證安全的情況下，努力提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。從節(jié)約燃料的角度來(lái)說(shuō)，汽輪機(jī)的啟停應(yīng)是越快越好，但從確保設(shè)備安全的觀點(diǎn)來(lái)看，則以慢些為妥。一、啟動(dòng)前的準(zhǔn)備工作設(shè)備、系統(tǒng)檢查暖管油系統(tǒng)循環(huán)調(diào)節(jié)保護(hù)裝置試驗(yàn)盤車投入啟動(dòng)輔機(jī)、凝汽器建立真空二、汽輪機(jī)的啟動(dòng)沖轉(zhuǎn)和升速暖機(jī)通常汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前需具備下列條件蒸汽參數(shù)達(dá)到要求，過(guò)熱度不小于50℃凝汽器真空保持在60~67kPa范圍內(nèi)潤(rùn)滑油壓及軸承油流正常，油溫30~45℃汽缸上下缸溫差不大于50℃盤車正常，大軸原始晃度不大于0.02mm熱態(tài)啟動(dòng)部件金屬溫度較高，蒸汽參數(shù)、凝汽器真空要維持稍高些中速暖機(jī)(1200rpm)和高速暖機(jī)(2500rpm)的目的是防止材料脆性破壞和避免過(guò)大的熱應(yīng)力三、汽輪機(jī)的帶負(fù)荷運(yùn)行達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，經(jīng)檢查確認(rèn)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，即可并網(wǎng)接帶負(fù)荷，帶負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，必須對(duì)下列各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)視新汽的壓力新汽的溫度油系統(tǒng)的儲(chǔ)油量、油壓和油溫凝汽器內(nèi)的真空度機(jī)組的振動(dòng)轉(zhuǎn)子的軸向位移運(yùn)轉(zhuǎn)的聲音四、汽輪機(jī)的停機(jī)汽輪機(jī)的停機(jī)過(guò)程，同時(shí)也是其部件逐漸冷卻的過(guò)程。但冷卻的速度不能過(guò)快，以免造成危險(xiǎn)的熱應(yīng)力和熱應(yīng)變。停機(jī)后的維護(hù)停機(jī)后要打開(kāi)規(guī)定的疏水門盤車期間保持油系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常停機(jī)在兩周以上的，開(kāi)啟通大氣的疏水、放水、排汽閥門。每周油箱底部放水一次，起動(dòng)油泵，油系統(tǒng)循環(huán)一次，活動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)一次，盤車30min。長(zhǎng)期停機(jī)要考慮進(jìn)一步保養(yǎng)措施樹(shù)立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識(shí)。7月-237月-23Wednesday,July26,2023人生得意須盡歡，莫使金樽空對(duì)月。02:18:1002:18:1002:187/26/20232:18:10AM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。7月-2302:18:1002:18Jul-2326-Jul-23加強(qiáng)交通建設(shè)管理，確保工程建設(shè)質(zhì)量。02:18:1002:18:1002:18Wednesday,July26,2023安全在于心細(xì)，事故出在麻痹。7月-237月-2302:18:1002:18:10July26,2023踏實(shí)肯干，努力奮斗。2023年7月26日2:18上午7月-237月-23追求至善憑技術(shù)開(kāi)拓市場(chǎng)，憑管理增創(chuàng)效益，憑服務(wù)樹(shù)立形象。26七月20232:18:10上午02:18:107月-23嚴(yán)格把控質(zhì)量關(guān)，讓生產(chǎn)更加有保障。七月232:18上午7月-2302:18July26,2023作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)記得牢，駕輕就熟除煩惱。2023/7/262:18:1002:18:1026July2023好的事情馬上就會(huì)到來(lái)，一切都是最好的安排。2:18:10上午2:18上午02:18:107月-23專注今天，好好努力，剩下的交給時(shí)間。7月-237月-2302:1802:18:1002:18:10Jul-23牢記安全之責(zé)，善謀安全之策，力務(wù)安全之實(shí)。2023/7/262:18:10Wednesday,July26,2023相信相信得力量。7月-232023/7/262:18:107月-23謝謝大家！生活中的辛苦阻撓不了我對(duì)生活的熱愛(ài)。7月-237月-23Wednesday,July26,2023人生得意須盡歡，莫使金樽空對(duì)月。02:18:1002:18:1002:187/26/202