汽轮机性能分析及运行特性分析
火电厂汽轮机设备及运行(整理笔记)
火电厂汽轮机设备及运行0-1 火电厂朗肯循环示意图1-2 蒸汽在汽轮机中膨胀做功，将热能转换为机械能；2-3 蒸汽在凝汽器中凝结成水；3-4 给水在给水泵中升压；4-1 工质在锅炉中定压加热。
（4’-1’+2’-1 为一次再热式汽轮机在锅炉内的吸热过程）第一章 概述第一节 汽轮机的分类和国产型号一、汽轮机分类（一）按工作原理分（1）冲动式汽轮机（2）反动式汽轮机冲动式汽轮机与反动式汽轮机比较1. 反动级的汽流特点和结构特点• 反动级的反动度• 反动级的汽流特点级的速度三角形左右对称，蒸汽在两种叶栅通道中流动情况基本（动叶栅用相对坐标系）。
因此，静叶片和动叶片可采用同一叶型，简化了叶片制造工艺，且余速利用系数较高，提高了汽机的相对内效率。
这样的静叶片和动叶片互称镜内映射叶片。
• 结构特点由于叶栅前后压差较大，为了减小轴向推力，不采用叶轮，而是将动叶装在转鼓的外缘上。
与此相对应的隔板，也没有大幅面的隔板题，而是一个径向尺寸不大的内环，称之为持环。
反动级动静间的轴向间隙可取得大一些（一般为8—12mm)，轴向间隙增大使动叶进口处汽流趋于均匀，降低了汽流对叶片的激振力；且允许较大的胀差，对机组变负荷有利。
而冲动式汽轮机由于动叶入口速度高，一般级内的间隙均取得较小（如5—7mm ）。
2. 反动级与冲动级的效率比较• 叶栅损失反动级动叶入口蒸汽速度低，蒸汽在动叶栅中为增速流动，且转向角度小，使附面层增厚S T趋势变小，既降低了叶型损失，也减小了端部损失。
因此反动级的叶栅损失明显小于冲动级，这是反动级的最大优点。
•漏汽损失由于反动级采用转鼓式结构，隔板内径较冲动级大，增大了隔板漏汽面积和漏汽量；同时由于动叶前后压差大，所以叶顶漏汽损失也增加。
3.整机的特点•喷嘴调节的反动式汽轮机调节级通常采用冲动级，以避免“死区”弧段漏汽损失太大；•采用平衡活塞来平衡部分轴向推力，增加了轴封漏汽损失，这是反动式汽机的主要问题；•在同样的初终参数下，反动式汽轮机的级数比冲动式多。
火电厂汽轮机运行论文
火电厂汽轮机运行论文摘要：近年来，我国对能源的需求量不断增加，而且全世界都面临着能源紧缺的问题，所以高效利用能源已成为各行业迫切需要解决的重要问题。
火电厂作为我国电早的发电模式，在我国发电行业中占有极其重要的位置，但目前我国火力发电的成本还相对较高，所以为了更好的满足国家能源战略和环境保护的要求，则需要对火力发电的汽轮机组进行不断优化，从而提高汽轮机运行的效率，增加运行的经济性，实现火电厂运行的节能、增效目标。
关键词：火电厂汽轮机原理结构优化运行1 火电厂汽轮机的工作原理汽轮机作为火力发电厂运行中重要的设备，其属于旋转式动力机械，可以将锅炉传递过来的蒸汽经过环形配置的喷嘴和动叶，从而使蒸汽的热能接化为机械能。
在汽轮机工作中，以不同形式进行能量的转化，则运行时的工作原理也各不相同。
如果按照汽轮机的结构不同可将汽轮机分为单级汽轮机和多级汽轮机。
汽轮机的级通常会根据蒸汽能量值在汽轮机内转换为机械能的方式来将其分为三种，即速度级、冲动级及反动级。
速度级通常情况下是利用两列动叶，然后对蒸汽在喷嘴处膨胀的动能分几次来进行利用；冲动级是指蒸汽在喷嘴处膨胀的速度来使喷嘴流道截面积逐渐减小，从而使蒸汽的流动速度加快。
而反动级则是蒸汽在动叶和静叶的流道中发生膨胀，从而导致蒸汽在动叶的流道中速度加快，流动性能提高。
如果从做功能力进行比较，则在相同条件下，双列速度级会6～8个反动级或3～4个冲级的做功能力是相等的。
所以在机组中不建议采用多级汽轮机的情况下，则在蒸汽的等熵焓降大于一般的冲动级或反动级所能有效利用的限度时采用一个速度级，这是最佳的策略，不仅高效而且实现了节能的目的。
对于等熵焓降的利用，在单级汽轮机上所能利用的较少，通常情况下为了实现对熵焓降的有效利用，则宜采用多级汽轮机。
而且多级汽轮机在工作中具有显著的特点，首先即是其在上级的余速损失可以在下一级中再一次得到有效的利用，达到降能的目的，其次是运行时各级等熵焓降之各大于整个汽轮机的等熵焓降，而且两者之间的比值大于1。
汽轮机的设计和制造标准说明书
汽轮机的设计和制造标准说明书文本：汽轮机的设计和制造标准说明书目录一、前言二、汽轮机的定义和分类三、汽轮机的构造和工作原理四、汽轮机的制造标准和技术要求五、汽轮机的设计标准和技术要求六、汽轮机性能测试标准和技术要求七、汽轮机安装和调试要求八、汽轮机运行和维护要求九、总结一、前言近年来，汽轮机在工业生产和能源领域的使用越来越广泛，对于保障能源供应和提升生产效率起到了重要的作用。
而汽轮机作为重要的动力设备，必须严格按照设计和制造标准进行制造和检验。
本说明书主要介绍汽轮机的设计和制造标准，以及和汽轮机相关的技术要求和测试标准等方面的内容，旨在为广大相关工作人员提供参考。
二、汽轮机的定义和分类汽轮机是一种将热能转化为机械能的设备，它分为汽动式和气动式两种。
汽动式汽轮机是将高温高压的蒸汽通过喷嘴喷向叶轮，使叶轮产生旋转力，并带动发电机或其他机器设备工作。
气动式汽轮机是利用高温高压的燃气推动叶轮旋转，从而达到能源转换的目的。
根据汽轮机的用途和动力输出方式的不同，可以将其分为发电用汽轮机、驱动用汽轮机、燃气轮机、船用汽轮机等不同类型。
三、汽轮机的构造和工作原理汽轮机主要由以下部分组成：汽轮机本体、叶轮、分配阀、减温器、冷却器、润滑系统等。
汽轮机的工作原理是通过高温高压的蒸汽或燃气使叶轮转动，从而产生机械能，输出到负载上。
汽轮机在使用过程中需要注意保持其各部分的正常运转，及时更换损坏的部件以保证汽轮机的稳定和高效运行。
四、汽轮机的制造标准和技术要求汽轮机的制造标准主要包括国家标准、地方标准以及企业标准，其中国家标准是在汽轮机设计和制造方面的基本标准，可以指导企业进行汽轮机的制造和检验。
汽轮机的制造还需要满足以下技术要求：1. 汽轮机的组成部件应满足材料质量、尺寸精度、协调性、配合间隙、表面质量等方面的要求，确保汽轮机性能稳定和可靠性好。
2. 汽轮机的工作环境要求温度适宜、湿度适宜、噪声小等。
3. 汽轮机的制造过程要求加工精度高、工艺合理、无损检测精确等。
火电厂汽轮机设备及运行(整理笔记)
火电厂汽轮机设备及运行0-1 火电厂朗肯循环示意图1-2 蒸汽在汽轮机中膨胀做功，将热能转换为机械能；2-3 蒸汽在凝汽器中凝结成水；3-4 给水在给水泵中升压；4-1 工质在锅炉中定压加热。
（4’-1’+2’-1 为一次再热式汽轮机在锅炉内的吸热过程）第一章 概述第一节 汽轮机的分类和国产型号一、汽轮机分类（一）按工作原理分（1）冲动式汽轮机（2）反动式汽轮机冲动式汽轮机与反动式汽轮机比较1. 反动级的汽流特点和结构特点• 反动级的反动度• 反动级的汽流特点级的速度三角形左右对称，蒸汽在两种叶栅通道中流动情况基本（动叶栅用相对坐标系）。
因此，静叶片和动叶片可采用同一叶型，简化了叶片制造工艺，且余速利用系数较高，提高了汽机的相对内效率。
这样的静叶片和动叶片互称镜内映射叶片。
• 结构特点由于叶栅前后压差较大，为了减小轴向推力，不采用叶轮，而是将动叶装在转鼓的外缘上。
与此相对应的隔板，也没有大幅面的隔板题，而是一个径向尺寸不大的内环，称之为持环。
反动级动静间的轴向间隙可取得大一些（一般为8—12mm)，轴向间隙增大使动叶进口处汽流趋于均匀，降低了汽流对叶片的激振力；且允许较大的胀差，对机组变负荷有利。
而冲动式汽轮机由于动叶入口速度高，一般级内的间隙均取得较小（如5—7mm ）。
2. 反动级与冲动级的效率比较• 叶栅损失反动级动叶入口蒸汽速度低，蒸汽在动叶栅中为增速流动，且转向角度小，使附面层增厚S T趋势变小，既降低了叶型损失，也减小了端部损失。
因此反动级的叶栅损失明显小于冲动级，这是反动级的最大优点。
•漏汽损失由于反动级采用转鼓式结构，隔板内径较冲动级大，增大了隔板漏汽面积和漏汽量；同时由于动叶前后压差大，所以叶顶漏汽损失也增加。
3.整机的特点•喷嘴调节的反动式汽轮机调节级通常采用冲动级，以避免“死区”弧段漏汽损失太大；•采用平衡活塞来平衡部分轴向推力，增加了轴封漏汽损失，这是反动式汽机的主要问题；•在同样的初终参数下，反动式汽轮机的级数比冲动式多。
汽轮机运行规程(新)
汽轮机组运行规程目录第一篇汽轮机技术性能要求1．汽轮机设备规范及主要技术特性2．汽轮机保护、联锁及试验3．汽轮机启动4．汽轮机运行维护5．汽轮机停机第二篇除氧器、给水及高压加热器运行1．除氧器运行2．给水系统运行3．高压加热器投入、停止及运行维护第三篇辅机启动、停止及运行维护1．一般水泵启动、停止及运行维护2．凝结水系统运行3．凝汽器投入、停止及运行维护4．低压加热器投入、停止及运行维护5．主机润滑油系统运行6．密封油系统运行7．顶轴油系统及盘车装置运行8．EH油系统运行9．净油装置运行10．润滑油处理及存贮系统运行方式11．闭式冷却水系统运行12．发电机内冷水系统运行13．真空系统运行14．氢气系统运行第四篇补充水、工业水、循环水系统运行1．补充水系统运行2．工业水系统运行3．循环水系统运行4．开式水系统运行第五篇主机事故处理1．事故处理原则2．紧急故障停机3．蒸汽参数异常4．负荷骤变处理5．汽轮机水冲击6．真空下降处理7．机组强烈振动8．轴向位移增大9．偏离周波运行10．机组通流部分损坏11．火灾事故处理12．汽轮机严重超速13．发电机甩负荷14．润滑油系统工作失常15．EH油压低处理16．主油泵联轴器故障处理17．汽水管道故障18．厂用电中断处理19．循环水中断处理20．调节控制系统异常第一篇汽轮机运行规程1.1 汽轮机设备规范及主要技术特性1.1.1 主要设备技术规范型号：N300—16.70/537/537—6型形式：亚临界、一次中间再热、双缸（高中合缸）双排汽凝汽式。
旋转方向：从机头向发电机方向看为顺时针。
制造厂家：东方汽轮机厂额定功率：300WM ( E C R )最大功率：330WM ( V W O)额定蒸汽参数：主蒸汽16.70Mpa/537℃再热蒸汽 3.2Mpa/537℃背压 5.19Kpa额定主蒸汽流量：903.1T/H最大主蒸汽流量：1025 T/H转速：3000r/min冷却水温：22.5℃给水温度：277℃额定工况净热耗：7923.8KJ/KW．H轴系临界转速：（计算值）高中压转子1769.1r/min低压转子1698r/min发电机转子（一阶/二阶）1393.8/3401.5r/min通流级数：总共27级高压缸1个调节级+ 8个压力级中压缸6 个压力级低压缸2×6个压力级给水回热级数：高加+除氧+低加（除氧器滑压运行）表1—1—1 额定工况下各段回热抽汽参数抽汽数号一二三四五六七八加热器1HR 2HR 3HR DEA 5LR 6LR 7LR 8LR抽汽级数调节级 6 9 12 15 16/22 17/23 18/24 19/25( 后)抽汽压力13.3 5．82 3．557 1．666 0．792 0．453 0.252 0.127 0．061（Mpa）抽汽温度（℃）382．5 312．5 439．7 336．5 271．5 206．4 138．6 86．2抽汽流量63．10 69．42 36．42 56．07 25．62 24．63 23．06 50．24（T/H）最大抽汽压力（Mpa）5．87 3.74 1.74 0．91 0．52 0．29 0．15 0．07末级叶片高度：851mm汽轮机本体外形尺寸：（长×宽×高）mm18055×7464×6434（高度指从连通管吊环最高点至运行平台距离）1.1.2 主要技术特性1.1.2.1 结构特点1.2.1.1汽缸本体高中压合缸，通流部分反向布置，高压缸为双层缸结构，材料为ZG15Cr2Mo1铸件，允许工作温度不大于566℃。
我国大型汽轮机叶片运行状况的研究和对策-中国电力设备管理网
我国大型汽轮机叶片运行状况的研究和对策刘志江袁平国家电力公司热工研究院(陕西西安 710032)0 前言叶片是汽轮机的关键零件，又是最精细、最重要的零件之一。
它在极苛刻的条件下承受高温、高压、巨大的离心力、蒸汽力、蒸汽激振力、腐蚀和振动以及湿蒸汽区水滴冲蚀的共同作用。
其空气动力学性能、加工几何形状、表面粗糙度、安装间隙及运行工况、结垢等因素均影响汽轮机的效率、出力；其结构设计、振动强度及运行方式则对机组的安全可靠性起决定性的影响。
因此，全世界最著名的几大制造集团无不坚持不懈地作出巨大努力，把最先进的科学技术成果应用于新型叶片的开发，不断推出一代比一代性能更优越的新叶片，以捍卫他们在汽轮机制造领域的先进地位。
在1986～1997年间我国电力工业得到持续、高速发展，电站汽轮机正在实现高参数大容量化。
据统计，到1997年底，包括火电、核电在内的汽轮机装机容量已达到192 GW，其中火电250～300 MW机组128台，320.0～362.5 MW机组29台，500～660 MW机组17台；200 MW及以下的机组也有很大发展，200～210 MW机组188台，110～125 MW机组123台，100 MW机组141台。
核电汽轮机最大容量为900 MW。
随着我国电站汽轮机大容量化，叶片的安全可靠性和保持其高效率愈显得重要。
对于300 MW及600 MW机组，每级叶片转换的功率高达10 MW乃至20 MW 左右，即使叶片发生轻微的损伤，所引起的汽轮机和整台火电机组的热经济性和安全可靠性的降低也是不容忽视的。
例如，由于结垢使高压第1级喷嘴面积减少10%，机组的出力会减少3%，由于外来硬质异物打击叶片损伤以及固体粒子侵蚀叶片损伤，视其严重程度都可能使级效率降低1%～3%；如果叶片发生断裂，其后果是：轻的引起机组振动、通流部分动、静摩擦，同时损失效率；严重的会引起强迫停机，有时为更换叶片或修理被损坏的转子、静子需要几周到几个月时间；在某些情况下由于叶片损坏没有及时发现或及时处理，引起事故扩大至整台机组或由于末级叶片断裂引起机组不平衡振动，可能导致整台机组毁坏，其经济损失将以亿计，这样的例子，国内外并不罕见。
汽轮机运行特性研究
汽轮机的变工况课件
按照变化原因可分为负荷变工况和非负荷变工况；按照 变化程度可分为稳态变工况和动态变工况。
影响因素
01 外部负荷变化
电网负荷变化、发电机故障等导致汽轮机负荷发 生变化。
02 内部因素变化
汽轮机通流部分结垢、叶片磨损、调节系统失灵 等导致汽轮机性能发生变化。
03 运行参数变化
蒸汽参数、冷却水温度、真空度等运行参数的变 化也会影响汽轮机的运行状态。
汽轮机稳态工况分析
稳态工况特点
01 负荷稳定
在稳态工况下，汽轮机的负荷保持相对稳定，变 化范围较小。
02 参数恒定
汽轮机的进汽参数（如压力、温度等）和排汽参 数在稳态工况下保持恒定，不随时间变化。
03 转速不变
稳态工况下，汽轮机的转速保持恒定，不出现明 显的波动。
性能指标评价
热效率
评价汽轮机在稳态工况下 的热效率，反映其能量转 换效率。
研究意 义
01
提高汽轮机运行效率
通过对变工况的研究，可以优化汽轮机的运行方式，提高汽轮机的运行
效率和经济性。
02 03
保障电网稳定运行
汽轮机是电网中的重要设备，其稳定运行对于电网的稳定运行具有重要 意义。通过对变工况的研究，可以提出相应的控制措施，保障电网的稳 定运行。
延长汽轮机使用寿命
通过对变工况的研究，可以了解汽轮机在变工况下的运行特性和损伤机 理，提出相应的维护和检修策略，延长汽轮机的使用寿命。
负荷调节过程
调节方式
包括节流调节、喷嘴调节和滑压调节等，根据机组负荷变化选择合适的调节方式，保持汽轮机 稳定运行。
调节系统
包括调速系统、自动主汽门、调节汽门等，需定期检查和维护，确保调节系统动作准确可靠。
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汽轮机性能分析及运行特性分析
摘要汽轮机是能够将蒸汽热能转化成机械功的外燃回转式机械，它的主要运行功能就是对来自锅炉的蒸汽进行处理，使之转化成其他形式的能量。
汽轮机在人们日常生产中的应用十分广泛，例如压缩机、船舶螺旋桨等机器的工作都需要汽轮机的驱动。
本文依据笔者的个人经验，就抽气式汽轮机的性能和运行特性方面作简要的阐述。
关键字汽轮机；性能；运行特性
1 汽轮机性能分析
1.1 对汽轮机的给水回热系统分析
该系统是把一部分蒸汽从汽轮机中抽出，并通过输气管道送达加热器中，来对锅炉给水进行加热，和之相对应的热力循环与热力系统称为回热循环和回热系统。
另外，在火电厂的汽轮机采用的回热系统最初主要是为增大机组的热循环效率，避免冷源的过多损失，而实际运行中，采用给水回热加热，由于提高了给水温度，削弱了锅炉受热面和锅炉换热的热量损失，这样就很好地提高了设备运行的可靠性与经济性。
1.2 给水加热系统——高压加热器
高压加热器的工作主要是依据热力学第二定律，高压加热器都是表面式的加热器，通过管子来作为传导面，在通过汽轮机的抽汽进入加热器壳体，在汽轮机的管子中通过蒸汽凝结进而来释放热量，蒸汽的放热量通过传热面金属管壁传递给管内给水，进而有效地增加了给水温度。
由于目前火电厂中大大采用了给水高压加热器，使得电厂的热经济性得到了很大的提高，高压加热器的运用能够快速提高给水温度，一方面能够大幅减少难以逆转的热温差损失，另一方面还能够减少工质在锅炉中所吸收的热量，这对燃料的节省，热经济性的提升等都大有裨益。
根据相关数据显示，正常使用中若不使用高温加热器，电厂所发出的的电力往往要减少十分之一左右。
2 汽轮机的运行特性
汽轮机不仅需要提供动力，还需要提供热量。
运行过程中，当热负荷变大时，抽汽压力减小，要通过调节调压器，关小抽汽调节阀。
经过调节之后，低压段的功率降低，而高压段的功率增高，两者相互抵消，汽轮机的功率依旧不会发生太大改变，但提供热量的抽汽量则会增加。
总体而言，抽汽式汽轮机的运行，就是通过控制调压器和调速器以改变高压和低压两段的旋转隔板（或调节阀），以保证工业使用中电负荷和热负荷的使用需要。
2.1 汽轮机的振动
汽轮机运行过程中，一般采用振动监测的方法来保障汽轮机的稳定性，现在很多机械设备都采用了该方法，尤其是在机组启动运行方面。
为保证全面掌控汽轮机的振动特性，一般情况下都在汽轮机轴承的一垂直半面上沿径向安装两个非接触式传感器，该两个测点在位置上应相隔90°。
TSI监测是汽轮机振动检测中的重要部分，改监测自身是不带保护的，它通过对采集到的信号进行有效的处理，然后通过具体需要，将收集到的信号发送到DEH或ETS，该功能非常有效地实现汽轮机的监测与保护功能。
在汽轮机振动过程中，振动检测处j。
2.2 DEH的运行
调速系统是汽轮运行的重中之重，对于个调节系统来说，相同一致的是汽轮机的开度，调节的部分，而产生区别的则是调节品质和调节方式等方面的差异。
可以说，机组的稳定性和安全性很大程度上由汽轮机的控制方式和调节方式决定着。
汽轮机控制系统的主要功能就是通过改变调节阀的开度来修正汽轮机的转速。
具体的调节原理如下：
J.dw/d t=MT-MG-Mf
式中：J一汽轮发电机组转子的转动惯量（kg.m.s2）；
w-转子的旋转角速度（s-1 ）MT一汽轮机蒸汽转矩（N.m）；
MG-发电机电磁转矩（N.m）Mf一各种阻力矩（N.m）。
2.3 汽轮机的控制
2.3.1 汽轮机控制的操作性
汽轮机的启动是汽轮机控制的关键环节，对于启动过程，经过一系列的控制设计后，共振区内，基本已经实现自动速率提升的目标，当运行过程中，转速超过临界转速区后，会以设定速度冲过共振区，最大程度上减小了人为操作过慢所带来的弊端。
2.3.2 汽轮机控制系统自动化
汽轮机运行过程中，其控制系统自动化水平的高低会对机组的经济性和安全性产生影响，为了提高这一方面的效益，现今的火电厂大都采用了协调控制系统，合理地将汽轮机与锅炉燃烧连到了一起，有效缩减了汽轮机控制的中间环节，形成了单一的执行机构，大大增强了机组运行的稳定性，也节省了大量的人力。
2.4 汽轮机的真空调节性
汽轮机运行过程中，凝汽管、抽气管或真空泵存在故障、冷却水进水温度过
高等原因常常导致真空降低的情况，而要想从根本上解决这一危害，就必须采取适当的真空严密性调节措施。
一方面，要加强凝汽器安装过程中的检查，保证冷却管涨口完好、空冷区剥壳不漏焊。
为避免热负荷过高，可将疏水系统加分流管道及阀门或者直接接至电厂的疏水扩容器上。
另一方面，要加强供水设备的维护，合理调整流量和水速。
必要情况下可以启用工业水泵，采取两循环泵配置一台工业水泵的运行方式提高循环水量。
2.5 汽轮机的经济运行
汽轮机火电机组的运行有3种方式，第一，传统的滑压运行，在任何负荷的情况下，全开所有的调节阀门，使部分负荷下节流损失最小，换言之，即通过调节主汽压力来调节负荷。
第二，调节阀门不开足，保持一定开度滑压运行。
第三，一部分调节阀门全关，一部分则全开，这种滑压运行方式既能维持一定的主汽压力，也能满足进汽量的要求。
这三种运行方式中，第一三两种运行方式的经济性较高，第二种会带来节流损失，经济性低，很少采用。
3 结论
总体而言，现代汽轮机的运行性能、运行效率较以往都有了很大的提升，随着技术水平的逐渐深入，未来汽轮机的发展必然会朝着大型汽轮机组的方向前进，当下，热电厂要想提高汽轮机的热效率，就必须充分考虑其运行性能、运行特性，通过采取回热循环、再热循环等方式不断提高生产效益。
参考文献
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