• 低压缸的正常排汽温度为34～35℃，在启 动或低负荷(小于15％额定工况)时，因蒸汽 流量过小，不足以将摩擦等损失变成的热 量带走，致使排汽温度升高至80℃以上。
3.低压缸
• 排汽温度过高的危害
造成排汽缸热膨胀较大。造成固定在排汽缸上 的低压缸轴承位置抬升，使轴系中心线改变而 引起机组振动， 使凝汽器铜管管口因膨胀过大而损坏，造成泄 漏。
一、汽轮机的级
• 由于蒸汽离开动叶栅时仍具有一定的速度， 其动能因不能被本级所利用而造成本级的 一项能量损失，称为余速损失。
• 在多级汽轮机中，一级的余速损失常可部 份或全部被下一级所利用。
一、汽轮机的级
一、汽轮机的级
• 按照受力形式，汽轮机的级分为：
冲动级 反动级
国产汽轮机的型号
• 按工作原理分类
汽轮机本体主要结构
• 汽轮机本体可分为固定和转动两大部分，它 们分别称为汽轮机的静子和转子。
静子：汽缸、喷嘴、隔板、汽封、轴承等； 转子：主轴、叶轮、动叶、联轴器等。
高压缸转子
一、汽缸
• 汽缸：汽轮机的外壳
• 作用：将工作蒸汽与大气隔开。 内壁：支撑喷嘴静叶片、隔板、汽封环等零 部件； 外部：与进汽管、抽汽管、排汽管、疏水管 等相接。 • 汽缸截面沿轴向由高压到低压随之扩大。
• 在排汽缸导流板上装有自动投入的喷水减 温装置，以降低排汽温度。
二、喷嘴与隔板
• 喷嘴：是汽轮机通流部分的重要部件。
把蒸汽的热能转变成动能，使蒸汽膨胀 降压，增加流速，按一定的方向喷射出 来的推动动叶片而做功。 • 通过隔板固定在汽缸上。
三、转子和动叶片
• 汽轮机的转动部分总称为转子。
从径向上分：主轴、叶轮、叶片。 从轴向上分：高压转子、中压转子和低 压转子。 • 各转子之间一般采用刚性连轴器连接，并通 过轴承箱内的推力轴承轴向定位、径向轴承 支撑。
主蒸汽
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自锅炉来
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3
G
5 4
至锅炉
二、汽轮机设备的组成及工作概况
• 高温高压的蒸汽流经主汽阀、调节阀进入汽轮机， 因进汽压力远远高于汽轮机排汽口处的压力，此 压力差促使蒸汽依次通过各级向排汽口处流动。 • 在流动中，蒸汽的压力、温度逐级降低，逐级将 热能转变为机械功。从最末级出来的蒸汽，即汽 轮机的排汽(或称乏汽)，其压力、温度己很低， 己无动力利用的价值，需使其进入凝汽设备，被 冷凝成凝结水后循环使用。
第五节 汽轮机的主要辅助设备
一、凝汽设备
作用：
建立并维持高度真空，使进入汽轮机的蒸 汽充分膨胀到尽可能低的背压，从而使汽 轮机的理想焓降增大，提高循环效率； 将汽轮机的排汽凝结为水，以便回收工质， 重新送回锅炉作为给水使用。
一、凝汽设备
• 凝汽设备主要包括：凝汽器、抽气器、凝 结水泵等。
火力电厂生产过程
释放出热势能的蒸汽从汽轮机下部的 排汽口排出，称为乏汽。 乏汽在凝汽器内被循环水泵送入凝汽 器的冷却水冷却，重新凝结成水。 凝结水由凝结水泵送入低压加热器并 最终回到除氧器内，完成一个循环。
第一节 汽轮机的一般概念
一、汽轮机的级
• 汽轮机是由串联在同一轴上的多个级组合 而成的。
二、汽轮机设备的组成及工作概况
• 汽轮机的调节系统：调节进汽量，以适应 外界负荷的变化，保证供电的数量和质量。
• 保护装置：用于监测汽轮机的运行，在危 急情况下保证汽轮机的安全。 • 油系统：调节系统和保护装置中用来传递 信号和操纵有关部件的压力油，以及用来 润滑和冷却汽轮机各轴承的用油。
第二节 汽轮机本体主要结构
二、回热加热设备
• 回热加热器：利用从汽轮机中间级引来的、 作过部分功的抽汽来加热主凝结水或给水， 可减少乏汽在凝汽器中的热量损失（即冷 源损失），从而提高循环热效率。
• 按其传热方式的不同，分为： 混合式加热器：除氧器 表面式加热器：高压加热器和低压加热 器(简称高加和低加)
六、联轴器及盘车装置
• 联轴器：俗称靠背轮
• 作用：连接汽轮机的高、中、低压转子， 及汽轮机与发电机转子。 • 现代大功率汽轮机的各转子之间，采用刚 性联轴器连接，联轴器法兰直接用螺栓连 接。
六、联轴器及盘车装置
盘车装置功能：
在汽轮机启动冲转前，以检查汽轮机的动、静部 件是否存在碰接和摩擦，主轴弯曲度是否正常等。 汽轮机停机后，为使转子在上下温度不同的汽缸 内受热均匀，避免转子冷却不均而产生过大弯曲， 也要启动盘车，保持转子的低速转动。
蒸汽热能
喷管内
汽流的动能
动叶内
机轴上的机械能
•蒸汽在喷嘴中 膨胀加速时， 压力、温度降 低、速度提高， 蒸汽的热能转 变为汽流的动 能。
级内的汽流
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一、汽轮机的级
• 蒸汽从汽轮机的进口开始，依次轴向通过 串联布置的各个级，在每一级内都将一部 分热能转变为机械功。
• 多级转换使得蒸汽在汽轮机中的整机焓降 (即各级焓降之和)很大，在进汽流量较大时， 汽轮机可以获得很大的单机功率。
调整抽汽式：汽轮机中间的某些级后抽出部分 蒸汽去对外供热，其余的蒸汽做功后仍然排入 凝汽器，且抽汽压力可以在一定范围内调整。
国产汽轮机的型号
• 汽轮机的型号用来表示汽轮机的热力特点、出力 及进汽参数规范等。 类型设计次序 蒸汽参数 额定功率（MW) 汽轮机类型 • N300－16.7／538／538 • 凝汽式汽轮机、额定功率300MW、新蒸汽压力 16.7MPa、温度538℃、再热蒸汽温度538℃。
三、转子和动叶片
• 汽轮机转子按其工作转速是否高于它的临 界转速，又可分为
刚性转子：工作转速小于临界转速。 柔性转子：工作转速大于临界转速，在 启动或停机时，应尽快越过其临界转速， 以免引起转子的强烈振动。
三、转子和动叶片
• 动叶流道：相邻的两个动叶片构成。
• 动叶片：叶根、叶型(或称工作部分、通流 部分)、连接件(围带或拉筋) 变截面扭曲叶片 等截面直叶片
• 汽轮机的排汽(即乏汽)引入凝汽器后，被循 环水泵输入的冷却水冷却。乏汽变成凝结 水并汇集于凝汽器底部的热井内，然后被 凝结水泵抽出送往回热加热设备。
凝汽设备
• 凝汽器：汽水两相共存， 凝汽器压力为乏汽凝结 温度所对应的饱和压力。 • 在通常的循环冷却水温 下，蒸汽的凝结温度若 为30℃，所对应的饱和 压力则为4.2kPa，远远 低于大气压力，在凝汽 器内形成了高度真空。
冲动式：由冲动级组成的汽轮机。 反动式：由反动级组成的汽轮机。 • 按进汽压力分类
超高压：13.2MPa
亚临界压力： 16.2MPa
超临界压力： 24.2，25.3，26.4MPa
国产汽轮机的型号
• 按热力特性分类：
凝汽式：进入汽轮机的蒸汽除回热抽汽及轴封 漏汽外，全地 大气压的压力排出，并用于对外供热。
凝汽设备
• 由抽气器不断抽出 从不严密处漏入凝 汽器的空气，以保 持这一真空。
1.凝汽器
1.凝汽器
Air removal pipe Tube bundle
Condenser side wall
Air cooler tube bundle
Hotwell
凝汽器管板
凝汽器管板
2.抽气器
• 抽气器的作用是将漏入凝汽器中的空气不 断抽出，以保持凝汽器的真空和传热良好。
• 隔板汽封：装在隔板内圆与主轴间的汽封。 • 轴端汽封：装在各转子两端与汽缸之间的汽 封。 低压缸排汽端轴封用于防止外界空气漏入 汽轮机 其他处的轴封用于防止蒸汽外漏。
五、轴承
• 采用油膜润滑的滑动轴承，而非滚动轴承。
支持轴承：用于支持转子的重量以及由于转子 振动所引起的冲击力等，并固定转子的径向位 置，保证转子与静子同心。 推力轴承：用于承受转子上的轴向推力，确定 转子的轴向位置，以保持通流部分动、静部件 间合理的轴向间隙。
• 汽轮机的级是由一列周向布置的静叶栅和 与之相配合的动叶栅构成的。 静叶栅中每相邻的两个静叶片构成一个 喷嘴(即喷管); 动叶栅中每相邻两个动叶片则构成一个 动叶流道。
汽轮机的基本作功单元－“级”
• 级：汽轮机的基本做功单元。
汽轮机内的能量转换
工作蒸汽先在喷管内进行膨胀，压力降 低而速度增大，形成一股高速汽流，此 高速汽流喷射到动叶上，推动转子转动， 因而使蒸汽的热能转变为机械能。
某汽轮机高压转子
三、转子和动叶片
• 临界转速：在汽轮发电机组的启动或停机过程中， 当转速达到某一数值时，机组出现剧烈振动，而 越过这一转速后，振动又减少到正常值。 • 共振现象：临界转速下的转子剧烈振动现象。
轻则使转子振动加剧
重则产生动、静体的摩擦、碰撞事故
特别是当转子动平衡没有校好时，振动将更大， 可能导致主轴弯曲甚至断裂等重大事故。
二、汽轮机设备的组成及工作概况
• 汇集于凝汽器热井中的乏汽凝结水(称为主 凝结水)，由凝结水泵不断抽出，顺序送往 由若干表面式加热器和除氧器所构成的回 热加热系统中。 • 主凝结水经3～4台低压加热器被抽汽逐级 加热后送入除氧器。除过氧的水作为锅炉 给水由给水泵经2～3台高压加热器加热后 送入锅炉。
3.低压缸
• 低压缸全部采用对称分流结构，除了适应 低压时容积流量增大的要求外，还可平衡 轴向推力。
• 中压缸的排汽经联通管进入低压缸中部， 逐级做功后通过排汽口进入凝汽器。 • 低压缸(尤其是排汽处)体积庞大。
3.低压缸
• 低压缸采用双层或三层结构，使体积较小 的内缸承受温度变化，而外缸及庞大的排 汽缸均处于低温状态。
四、汽封及轴封系统
• 漏汽损失：为了防止运行中发生碰摩，汽 轮机的动、静体之间必须留有间隙。这样， 部分蒸汽就会在压力差的作用下从间隙中 漏过，造成损失。
• 汽封装置：在汽轮机的各动、静间隙处设 置。减少漏气损失、避免加热轴承。 • 问题：哪些部位需安装汽封？