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汽轮机工作原理


抽气设备类型:
射汽式、射水式
机械式真空泵: 离心式真空泵、水环式真空泵
二、回热加热设备
任务:
利用汽轮机中间级的抽汽到加热器中加热送往锅炉的给水, 以减少抽汽在凝汽器中的冷源损失,提高循环热效率。
组成:
各级加热器及其汽水管道、阀门等。
加热器种类 混合式 高压
表面式
低压
表面式加热器疏水连接方式 1.逐级自流 排挤下级压力较低抽汽,热经济性低。 2.疏水泵打入加热器入口 排挤本级抽汽,热经济性高于逐级自流。 3.疏水泵打入加热器出口 排挤上级压力较高抽汽,热经济性最好。
(3)
OPC超速保护
轴向位移保护装置 各种原因造成轴向推力过大时将导致推力瓦的 乌金融化,转子产生不允许的轴向位移,使汽轮机 动静摩擦。 功能:当轴向位移达到一定值,发出报警信号,当轴 向位移达到危险值,自动保护装置动作,切断汽源停 机。
润滑油压保护装置
润滑油压过低,会烧坏轴承乌金造成动静摩擦。
按工作原理分: 按热力特性分:
冲动式汽轮机:主要由冲动级组成 反动式汽轮机:主要由反动级组成
凝汽式汽轮机:有凝汽器 背压式汽轮机:排汽压力高于大气压力,无凝汽器。 前置式汽轮机 调整抽汽式汽轮机:中间某几级后抽出蒸汽对外供热 一次调整抽汽、二次抽汽 抽凝式 中间再热式汽轮机
供热式汽轮机
抽背式
按新蒸汽参数分:(新蒸汽压力)
2.除氧器的压力调节和保护 当压力升高至额定工作压力的1.2倍时,应自 动关闭抽汽管道电动隔离阀。当压力升高至额定 工作压力的1.25~1.3倍时,安全阀应动作。
3.除氧器的水位调节和保护 (1)水位过低。给水泵入口富裕静压头减少, 影响给水泵安全工作。 (2)水位过高。汽轮机水击、给水箱满水、 除氧器振动、排气带水等。 。
五、汽轮机的保安系统
1、机械超速保护及手动脱扣保护系统 转速升高,转动部件应力增大,危及转子的 强度。为确保人员和设备安全,汽轮机设多道超 速保护措施。 功能:
转速升高到额定转速的1.10~1.12倍时动作, 迅速关闭自动主汽阀和调节阀。
2.电气信号危急跳闸保护系统 功能:在下列参数超限时,该系统关闭全部 蒸汽阀门: 1)汽轮机超速 2)轴向位移大 3)轴承油压过低 4)低真空 5)轴承振动大 6)抗燃油压力低 3. OPC超速保护
功能:(1)发出报警信号 (2)投入辅助油泵 (3)关闭主汽阀 (4)停止盘车
低真空保护装置
真空降低,影响汽轮机出力且使排汽温度升 高,轴向推力增大,汽轮机振动加剧。 功能:真空降低到一定值发出报警信号,真空降 至规定危险值自动停机。
六、 汽轮机润滑油系统
作用 :
(1)向汽轮发电机组各轴承提供润滑油
低压加热器
卧式
立式Biblioteka 高压加热器卧式
三、除氧器
1.给水除氧的任务 除去给水中溶解的氧和其它气体,防 止热力设备及管道的腐蚀和传热恶化。气 体主要来源是补充水及真空系统。 2.除氧方法 热力除氧:将给水加热至除氧器压力 下的饱和温度,水蒸气的分压力接近水面 上的全压力,其它气体的分压力趋近于零, 则溶解在水中的气体将从水中逸出被除掉。
七、盘车装置
盘车装置: 在汽轮机启动前或停机后使转子以一定转速连续
转动以保证转子均匀受热或冷却。
第三节 汽轮机的主要辅助设备
一、凝汽设备
任务:
1、在汽轮机排汽口建立并保 持高度真空。 2、将排汽凝结成纯净凝结水 作为锅炉给水。
组成:
凝汽器、循环水泵、凝 结水泵、抽气器(或真空泵) 等主要部件及连接管道和附 件组成
发展:
机液调节系统→模拟功频电液调节系统→数字功频电液调节系统
四、调节系统的静态特性
调节系统的静态特性:
稳态下汽轮机功率与 转速之间关系
调节系统的速度变动率:
nmax nmin n 100 % 100 % n0 n0
意义: 说明汽轮机同样负荷变化下稳定转速变化大小。
速度变动率对不同机组间负荷分配影响: (一次调频)
汽轮机设备

汽轮机定义: 化学能 锅炉 热能 机械能 电能 发电机
汽轮机
汽轮机是一种以蒸汽作为工质,并将蒸汽的热 能转换为机械功的旋转式原动力机。
第一节 概述 一、汽轮机的级及其类型 1.级的概念 (1) 定义:把蒸汽的热能转换成机械能的基本单元 (2)组成
喷嘴(静叶栅):加速汽流 动叶栅:叶片移动,带动转子,蒸汽的 动能转换为机械能

一般高加采用疏水逐级自流;低加疏水逐级 自流为主,在排挤严重处设疏水泵。 (排挤严重处指汇集的疏水量大、所排 挤的抽汽压力低)
实例:600MW机组采用疏水全逐级自 流系统。为简化系统,没采用蒸汽冷却器、 疏水冷却器,而分别在高加设置了蒸汽冷 却段和疏水冷却段,在低加设置疏水冷却 段,疏水冷却效果好。
低压汽轮机:<0.1176∽1.47MPa (1.2 ∽ 15ata) 中压汽轮机:2.058∽3.92MPa 高压汽轮机:5.978 ∽ 9.8MPa (21 ∽ 40ata) (61 ∽ 100ata)
超高压汽轮机:11.76∽ 13.72MPa (120 ∽ 140ata ) 亚临界汽轮机:16.17 ∽ 17.64MPa (165 ∽ 180ata ) 超临界汽轮机:>22.148MPa (>226ata)
变型设计序数 蒸汽参数 额定功率(MW) 汽轮机型式
N200—12.75/535/535 N600—16.7/538/538
CC12—3.43/0.98/0.118 B25—8.82/0.98 CB25—8.82/1.47/0.49
型式 凝汽式 一次调节 抽汽式 抽汽背压 式
代号 型式 N 背压式 C 二次调节 抽汽式 CB
——所产生的离心力(即冲动力) (2). 蒸汽既改变方向,还因受到动叶片 反作用力而继续膨胀加速 ——除了冲动力以外,还产生由于加 速而产生的反作用力(即反动力)。 合力 = 冲动力 + 反动力 冲动作用的特点:汽流在动叶中不膨胀加速,只改变
流动方向,产生冲动力使动叶片运动作出机械功。
反动作用的特点:
三、汽耗率和热耗率
1. 汽耗率d
定义:每发一度电(1kw· h)所消耗的蒸汽量 单位:kg/(kw· h) D0 定义式: d
原理: 1.亨利定律 单位体积中溶解的气体量b与水面上该 气体的分压力P气体成正比。 推论:如P气体 →0,则b →0。

2.道尔顿定律 混合气体的全压力P 等于各组成气体的 分压力之和。 P=ΣP气体+P水蒸汽 推论:若P →P水蒸汽,则ΣP气体 →0。
(1)必要条件:给水应加热到除氧器工作压 力下的饱和温度。 (2)充分条件:保证足够大的汽水接触面积 (细水流、水膜、雾化),并及时排走分 离出来的气体。
——蒸汽在动叶中膨胀加速,产生反动力推
动叶片旋转作功。
带有一定反动度的冲动级: (动叶叶型介于前两者之间)
注意: 纯冲动级只利用冲动作用原理作功, 带有一定反动度的冲动级和反动级同时利用冲动、反动作用 原理作功。
3. 冲动作用与反动作用
蒸汽流经动叶汽道时有两种情况:
(1). 蒸汽没有加速,只改变方向
1、凝汽器
单流程
单背压
双流程
双背压
工作原理:汽轮机排汽与冷却水通过管子表面进行间 接换热,在此过程中蒸汽的汽化潜热被吸收而成为饱 和水,使凝汽器压力成为排汽凝结温度所对应的饱和 压力,形成真空。
2、抽气器
抽气设备任务:
在汽轮机启动时建立真空及在运行中抽除从真空 系统不严密处漏入的空气和未凝结的蒸汽以维持凝汽器 的正常真空。 喷射式抽气器:
蒸汽在动叶栅中完成了二次能量的转换。首先是蒸 汽经动叶通道膨胀,将热能转换为蒸汽的动能,再 是随着蒸汽的加速,给动叶栅一个反动力,推动转 子转动,作出机械功,完成动能到机械能的转换。
二、汽轮机设备的组成及工作概况
本体 汽轮机设备 凝汽设备 回热加热设备 除氧器 调节保安装置 供油系统
辅助设备
三、汽轮机的分类和型号
超超临界汽轮机:>32MPa
按汽流方向分:
轴流式汽轮机 辐流式汽轮机
按用途分:
电站汽轮机 工业汽轮机 船用汽轮机
按汽缸数目分:
单缸汽轮机 双缸汽轮机
按汽轮机轴数分:
单轴汽轮机 双轴汽轮机
多缸汽轮机
国产汽轮机型号:
△ ××-××-×
例:
N125—13.24/535/535 N300—16.7/538/538 N600—24.2/566/566
(2)向机械式超速危急遮断系统提供压力油
(3)启停时向盘车装置和顶轴油泵供油
(4)向发电机氢密封油系统提供高压和低压密封油
要求: 保证可靠供油
多级汽轮机的经济指标
一、相对效率 汽机相对内效率ηri 汽机相对电效率ηr,el 二、绝对效率 汽机绝对内效率ηi 汽机绝对电效率ηel
绝 对 效 率 = 相 对 效 率 ×ηt
梳齿型汽封 枞树型汽封
J型汽封
曲径式(迷宫式):
五、轴承
支持轴承:
承受转子巨大重量,确定转子中心位置。
推力轴承:
承受转子未平衡轴向推力,确定转子轴向位置。 采用以油膜润滑理论为基础的滑动轴承
六、联轴器
作用: 联接汽轮机各转子或汽轮机转子与发电机转子,借以传
递扭矩。
类型:
刚性联轴器:
半挠性联轴器:
作用:尽量防止高温高压蒸汽漏出, 减少漏汽损失 2. 后轴封(装在汽轮机低压缸后的汽封) 作用:尽量防止空气漏入 3. 轴封系统 (由前、后轴封及与之相联的管道 及附属设备所组成) 作用:
a) 尽量防止高温高压蒸汽漏出,减少漏汽损失 b) 尽量防止空气漏入
平齿汽封:
用于前后压差比较小
高低齿汽封:用于前后压差比较大
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