汽轮机原理及运行课程
汽轮机运行
汽轮机运行第一章汽轮机的工作原理一、汽轮机:是一种以具有一定温度和压力的水蒸气为工质,将热能转变为机械能的回转式原动机。
.二、单级气轮机结构:喷嘴,动叶片,叶轮和轴等基本部件组成。
类型:纯冲动式:只在喷嘴中膨胀,动叶片仅受蒸汽的冲动力。
反动式:一半在喷嘴中膨胀,一半在动叶片中膨胀。
焓降相等。
冲动式:大部分在喷嘴中膨胀,还有少部分在动叶片中膨胀。
带有反动度的冲动式气轮机。
三、.气轮机的分类:1.按工作原理:纯冲动式:反动式,冲动反动联合式气轮机。
2.按热力过程:凝汽式,背压式,调整抽汽式,中间在热式。
(背压式,调整抽汽式)统称供热式汽轮机。
3.按蒸汽参数:低压:新蒸汽的压力为1.176—1.47MPa 中压:1.96—3.92MPa高压:5.88—9.8MPa 超高压:11.76—13.72MPa 亚临界:15.68—17.642MPa 超临界:22.06MPa以上。
4.按蒸汽流动方向:周流式,轴流式,辐流式气轮机。
5.另外如单缸,双缸,多缸。
单轴,双轴气轮机等。
四、级的反动度等于蒸汽在动叶片中的理想焓降与整个级的滞止理想焓降之比。
根据级的反动度的大小,可把级分为以下三种类型:1.纯冲动级:ρm=02.反动级:反动度ρm≈0.5.P1 〉P23.带反动度的冲动级:反动度0〈ρm〈0.5 一般取ρm=0.05~0.2 P1〉P24.喷嘴出口理想速度可写成:如果是实际的速度还要乘上速度系数。
c1t=1.414 Δh n* u=πd b n/60(圆周速度)5.当喷嘴工作在过热蒸汽区域时,其流量系数一般可取0.97。
当喷嘴在湿蒸汽区域工作时,其流量系数却大于1◎蒸汽在喷嘴中的流动是绝热的、稳定的,它遵守连续流动方程q mυ=Ac 或q m=Ac 或A=q mυυ c◎因q m是一个常数,会出现四种情况:(1)比容及流速都在增大,如果比容和流速增加的速率相等,这是一个等截面喷嘴。
(2)如果比容增长的速率小于流速增加的速率,这是一个渐缩喷嘴。
汽轮机原理及运行课程自学辅导资料
汽轮机原理及运行课程自学辅导资料二○○八年十月汽轮机原理及运行课程自学进度表教材:汽轮机原理教材编者:沈士一康松庆贺庆庞立云出版社:中国电力出版社出版时间:1992接交给任课教师。
总成绩中,作业占15分。
汽轮机原理及运行课程自学指导书第1章汽轮机级的工作原理一、本章的核心、重点及前后联系(一)本章的核心掌握蒸汽在汽轮机各种级内的流动过程和能量转换规律及计算,蒸汽在汽轮机级内能量转换过程中各种损失和各种级效率的物理概念及减少损失的措施,熟悉各种损失的计算;熟悉汽轮机级的热力设计原则和方法,扭叶片级;了解叶栅的气动特性。
(二)本章重点级的概念,级的工作过程,级的反动度,动叶进出口速度三角形,蒸汽在喷嘴的膨胀过程,蒸汽在动叶中的流动和能量转换过程;蒸汽作用在动叶栅上的力和轮周功率,级的轮周效率,级的轮周效率与速比的关系,蒸汽在复速级内的能量转换特点;级内损失,级的相对内效率。
(三)本章前后联系在前面学习完成工程热力学和流体力学的基础上,对级的工作原理进行学习;学习本章内容为后面分析多级汽轮机的工作原理打下基础。
二、本章的基本概念、难点及学习方法指导(一)本章的基本概念级,反动度,压比,速比,最佳速比,轮周效率,轮周功率,级的相对内效率,扭叶片(二)本章难点及学习方法指导级的轮周效率和速比的关系学习方法:理论联系实际,熟悉汽轮机结构,多看书,三、典型例题分析1.汽轮机按工作原理分类可分为哪几种类型?答:冲动式汽轮机和反动式汽轮机。
2.按热力性质分类,汽轮机可分为哪几种类型?答:凝汽式汽轮机,背压式汽轮机,调节抽汽式汽轮机,抽汽背压式汽轮机,中间再热式汽轮机3.什么是级的速度比和最佳速比答:将(级动叶的)圆周速度u与喷嘴出口(蒸汽的)速度c1的比值定义为速度比,轮周效率最大时的速度比称为最佳速度比。
4.汽轮机级的含义是什么?答:汽轮机的级是将蒸汽热能转换成机械能的基本工作单元,结构上由静叶栅和相应的动叶栅组成。
汽轮机工作原理及流程
汽轮机工作原理及流程
汽轮机是一种利用蒸汽动力的热力机械,其工作原理和流程是由蒸汽的能量转
换为机械能,从而驱动发电机或其他机械设备。
汽轮机工作原理及流程主要包括蒸汽进汽轮机、蒸汽膨胀、蒸汽冷凝和蒸汽排出等过程。
首先,蒸汽进汽轮机。
在汽轮机中,蒸汽从锅炉中产生,经过调节阀进入汽轮
机的高压缸,然后通过叶片的作用使汽轮机转动。
蒸汽的进入使得汽轮机内部产生高速旋转,从而转动发电机或其他机械设备。
其次,蒸汽膨胀。
在汽轮机内部,蒸汽受到叶片的作用,从而产生膨胀,使得
汽轮机转动更加迅速。
蒸汽的膨胀过程是汽轮机工作中非常重要的一环,它直接影响着汽轮机的工作效率和输出功率。
接着是蒸汽冷凝。
在汽轮机工作过程中,蒸汽膨胀后的温度降低,需要通过冷
凝器进行冷凝。
蒸汽在冷凝器内部散发热量,经过冷凝后变成凝结水,然后排出系统。
这一过程是为了保证汽轮机内部循环的蒸汽能够继续被利用,提高能源利用率。
最后是蒸汽排出。
冷凝后的凝结水排出系统,蒸汽的循环过程完成,汽轮机重
新进入下一个循环。
蒸汽排出过程是汽轮机工作流程的最后一环,也是为了保证系统内部蒸汽循环的顺利进行。
总的来说,汽轮机工作原理及流程是一个连续循环的过程,通过蒸汽的进入、
膨胀、冷凝和排出,实现了能量的转换和机械设备的驱动。
汽轮机作为一种重要的能源转换设备,在发电、工业生产等领域有着广泛的应用,其工作原理和流程的理解对于提高能源利用效率和保障设备安全稳定运行具有重要意义。
汽轮机工作原理及流程
汽轮机工作原理及流程一、简介汽轮机是一种将热能转化为机械能的旋转式动力机械,广泛应用于发电、化工、船舶等领域。
它利用高温高压蒸汽在汽轮机叶片上做功,带动转子旋转,从而输出动力。
汽轮机具有效率高、单机功率大、使用燃料范围广等优点。
二、工作原理汽轮机的工作原理主要包括冲动作用原理和反动作用原理。
1. 冲动作用原理当蒸汽进入汽轮机叶片通道时,蒸汽分子对叶片产生一定的冲动力,使叶片旋转。
这种冲动力是由于蒸汽在进入叶片通道时,因蒸汽温度和压力发生变化,蒸汽分子速度发生改变而产生的。
冲动作用原理适用于低速和中速汽轮机。
2. 反动作用原理当蒸汽进入汽轮机时,不仅对叶片产生冲动力,而且对整个汽轮机转子产生反作用力,推动转子旋转。
这种反作用力是由于蒸汽在叶片通道中充分膨胀,蒸汽分子速度增大而产生的。
反动作用原理适用于高速汽轮机。
三、流程汽轮机的工作流程主要包括启动过程和正常运行过程。
1. 启动过程启动过程是汽轮机从静止状态到额定转速运行的过程。
首先,需要建立蒸汽参数,使汽轮机具备足够的蒸汽动力。
然后,开启主汽阀,使蒸汽进入汽轮机,推动转子旋转。
随着转速的增加,蒸汽流量和压力逐渐增大,直到达到额定转速。
在启动过程中,需要对汽轮机的各个参数进行监控和调整,确保安全稳定的启动。
2. 正常运行过程正常运行过程中,汽轮机处于稳定的工作状态,蒸汽通过调节阀控制流量和压力,对汽轮机做功。
此时,蒸汽的能量得到充分的利用,转化为机械能输出。
汽轮机的运行参数需要进行实时监控和调整,以保证其稳定性和经济性。
如果遇到异常情况,需要进行及时的处理和修复,以防止事故的发生。
3. 停机过程停机过程是汽轮机从额定转速逐渐降低到静止状态的过程。
当需要停机时,首先关闭主汽阀,切断蒸汽供应,汽轮机的输出功率逐渐降低。
然后,通过调节凝汽器阀门,控制汽轮机的进水和出水,使汽轮机冷却。
随着时间的推移,汽轮机的转速逐渐降低,直到达到静止状态。
停机过程中,同样需要对汽轮机的各个参数进行监控和调整,确保安全稳定的停机。
汽轮机培训计划内容
汽轮机培训计划内容一、培训目的汽轮机是工业生产中常用的一种动力装置,对于操作的人员来说,熟练掌握汽轮机的操作和维护是非常重要的。
本培训计划旨在帮助学员掌握汽轮机的工作原理、操作技能和日常维护,提高其工作效率和安全意识,确保汽轮机的正常运行。
二、培训对象本次培训对象为企业中的汽轮机操作、检修和维护人员,以及相关技术人员。
三、培训内容1. 汽轮机的基本原理与结构1.1 汽轮机的工作原理1.2 汽轮机的结构和组成部件1.3 汽轮机的分类及应用范围2. 汽轮机的操作与维护2.1 汽轮机的启动和停机2.2 汽轮机的运行参数及监测2.3 汽轮机的操作技能培训2.4 汽轮机的日常维护与保养3. 汽轮机的故障诊断与处理3.1 汽轮机常见故障及原因分析3.2 汽轮机故障的诊断方法与技巧3.3 汽轮机故障的处理与应急措施4. 汽轮机的安全管理4.1 汽轮机的安全操作规程4.2 汽轮机安全事故的案例分析4.3 汽轮机的安全防护与紧急逃生5. 其他相关知识5.1 汽轮机的节能与环保技术5.2 汽轮机的维修与改造技术5.3 汽轮机的质量控制与管理四、培训方式1. 理论讲授采用讲授结合案例分析的方式,由专业讲师讲解汽轮机的工作原理、结构与故障处理方法等。
2. 模拟演练设置汽轮机操作模拟台,由专业技术人员对学员进行实际操作指导和培训。
3. 应用实践安排学员进行实地参观和实际操作,加深对汽轮机的了解和掌握。
4. 案例分析结合真实案例,分析汽轮机故障的处理过程和经验教训,提高学员的故障处理能力。
五、培训时间与地点本次培训计划为期5天,地点为企业内部或特定的学习场地。
六、培训评估1. 理论考核安排理论知识考试,检验学员对汽轮机相关知识的掌握程度。
2. 实操评估对学员的操作技能和维护水平进行评估,确保学员能够熟练操作汽轮机。
3. 综合评价将理论与实操考核结果综合评价,给予学员综合评定。
七、培训效果跟踪1. 培训结束后进行跟踪调查,了解学员在工作中的实际运用情况和效果。
《汽轮机的工作原理》课件
控制系统:通过传感器、控制器和执行器来控制汽轮机的运行状态和参数
调节系统与控制系统的关系:调节系统是控制系统的一部分,两者共同作用于汽轮机的运 行 调节系统和控制系统的作用:保证汽轮机的稳定运行,提高效率,降低能耗,延长使用寿 命
汽轮机的运行和维 护
汽轮机的发展趋势 和未来展望
提高汽轮机的效率和可靠性
采用先进的材料和 制造工艺,提高汽 轮机的耐久性和可 靠性
优化汽轮机的设计, 提高其效率和性能
采用先进的控制技 术和监测系统,提 高汽轮机的运行稳 定性和可靠性
加强汽轮机的维护 和保养,延长其使 用寿命和可靠性
发展新型的汽轮机技术
提高效率:通过改进设计、材料和制造工艺,提高汽轮机的热效率和机械效率 降低排放:采用环保技术,减少废气排放,降低对环境的影响
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汽轮机的工作原理
汇报人:
目录
PART One
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PART Two
汽轮机的概述
PART Three
汽轮机的工作流程
PART Four
汽轮机的结构特点
PART Five
汽轮机的运行和维 护
PART Six
汽轮机的发展趋势 和未来展望
单击添加章节标题
汽轮机的概述
汽轮机的定义
汽轮机是一种将蒸汽的热能转化为机械能的旋转式动力机械。 主要由汽缸、转子、叶片、轴承等部件组成。 工作原理:蒸汽进入汽缸,推动转子旋转,从而输出机械能。 应用领域:广泛应用于发电、船舶、化工、冶金等行业。
THANK YOU
汇报人:
提高可靠性:通过优化设计、提高制造精度和加强维护,提高汽轮机的可靠性和寿命
汽轮机基础知识(教材)
汽轮机基本概念、工作原理介绍一、汽轮机运行基础知识1、流体力学基础知识一、流体的物理性质1、流动性流体的流动性是流体的基本特征,它是在流体自身重力或外力作用下产生的。
这也是流体容易通过管道输送的原因2、可压缩性流体的体积大小会随它所受压力的变化而变化,作用在流体上的压力增加,流体的体积将缩小,这称为流体的可压缩性。
3、膨胀性流体的体积还会随温度的变化而变化,温度升高,则体积膨胀,这称为流体的膨胀性。
4、粘滞性粘滞性标志着流体流动时内摩擦阻力的大小,它用粘度来表示。
粘度越大,阻力越大,流动性越差。
气体的粘度随温度的升高而升高,液体的粘度随温度的升高而降低。
二、液体静力学知识1、液体静压力及其基本特性液体静压力是指作用在液体内部距液面某一深度的点的压力。
液体静压力有两个基本特性:①液体静压力的方向和其作用面相垂直,并指向作用面。
②液体内任一点的各个方向的静压力均相等。
2、液体静力学基本方程P=Pa+ρgh式中Pa----大气压力ρ-----液体密度上式说明:液体静压力的大小是随深度按线性变化的。
3、绝对压力、表压力和真空①绝对压力:是以绝对真空为零算起的。
用Pj表示。
②表压力(或称相对压力):以大气压力Pa为零算起的。
用Pb表示。
③真空:绝对压力小于大气压力,即表压Pb为负值。
绝对压力、表压力、真空之间的关系为:Pj=Pa+Pb三、液体动力学知识1、基本概念①液体的运动要素:液体流动时,液体中每一点的压力和流速,反映了流体各点的运动情况。
因此,压力和流速是流体运动的基本要素。
②流量和平均流速:假定流体在流过断面时,其各点都具有相同的流速,在这个流速下所流过的流量与同一断面各点以实际流速流动时所流过的流量相当,这个流速称为平均流速,记作V。
单位时间内,通过与管内液流方向相垂直的断面的液体数量,称为流量。
流量可分为体积流量Qv和质量流量Qm。
Qv=V AQm=ρV A③稳定流和非稳定流:稳定流是指流体流速和压力不随时间的变化而变化的流动,反之则为非稳定流。
汽轮机工作原理及流程
汽轮机工作原理及流程汽轮机是一种利用蒸汽能量来驱动转子旋转的热力机械设备,它在现代工业中扮演着至关重要的角色。
汽轮机的工作原理及流程对于了解其运行机制和性能特点具有重要意义。
本文将从汽轮机的工作原理、基本结构和工作流程等方面进行详细介绍。
汽轮机的工作原理主要是利用蒸汽的压力能将动能转化为机械能。
当高温高压的蒸汽通过汽轮机的喷嘴进入叶片区域时,蒸汽的动能将叶片推动并使其产生旋转。
汽轮机的转子通过叶片的推动而旋转,从而驱动汽轮机的发电机或其他负载设备。
这一过程中,蒸汽的压力和温度逐渐下降,最终排出汽轮机,完成了一个工作循环。
汽轮机的基本结构包括汽轮机转子、定子、叶片、喷嘴等部件。
转子是汽轮机的主要工作部件,它由多级叶轮组成,每个叶轮上安装有叶片。
定子是支撑转子的固定部件,它包括了汽轮机的外壳、轴承等部件。
叶片是汽轮机中最关键的部件之一,它的设计和排列方式直接影响着汽轮机的性能和效率。
喷嘴是用来喷射高压蒸汽的装置,它的设计和工作状态对汽轮机的工作效果有着重要影响。
汽轮机的工作流程主要包括汽轮机的启动、加速、稳定运行和停机等阶段。
在汽轮机启动阶段,首先需要将汽轮机加热至一定温度,然后通过喷射高压蒸汽来推动转子旋转。
随着蒸汽的不断喷射,汽轮机的转速逐渐加快,从而完成了汽轮机的启动。
在汽轮机稳定运行阶段,蒸汽的压力和温度保持在一定范围内,并通过控制喷嘴和叶片的工作状态来控制汽轮机的输出功率。
最后,在汽轮机停机阶段,需要逐渐减少喷嘴的喷射量,使汽轮机的转速逐渐降低,最终停止转动。
总的来说,汽轮机是一种利用蒸汽能量来驱动转子旋转的热力机械设备,其工作原理和流程对于了解其运行机制和性能特点具有重要意义。
通过对汽轮机的工作原理、基本结构和工作流程进行详细介绍,可以更好地理解汽轮机的工作原理和运行特点,为汽轮机的设计、运行和维护提供重要参考。
汽轮机工作原理及流程
汽轮机工作原理及流程汽轮机是一种利用蒸汽能量来驱动转子旋转,产生机械功的热力机械设备。
它广泛应用于发电厂、船舶和工业生产中,是目前最常见的热力发电设备之一。
汽轮机的工作原理及流程,对于理解其工作过程和性能特点具有重要意义。
汽轮机的工作原理主要包括蒸汽进汽轮机的过程、蒸汽在汽轮机中的膨胀过程和蒸汽排出汽轮机的过程。
首先,高温高压的蒸汽由锅炉产生,经过调节阀进入汽轮机的高压缸。
在高压缸内,蒸汽对转子产生推动力,使转子开始旋转。
随着蒸汽膨胀,其温度和压力逐渐降低,蒸汽流入中压缸和低压缸,继续对转子产生推动力,最终完成膨胀过程。
最后,膨胀后的低温低压蒸汽被排出汽轮机,进入凝汽器冷凝成水,并回到锅炉再次循环利用。
汽轮机的工作流程可以简单概括为蒸汽进汽轮机、蒸汽膨胀推动转子旋转、蒸汽排出汽轮机三个主要环节。
在实际应用中,汽轮机还包括了凝汽器、再热器、过热器等辅助设备,以提高其工作效率和性能。
整个工作流程需要严格控制蒸汽的温度、压力和流量,以确保汽轮机的安全稳定运行。
在汽轮机的工作过程中,蒸汽与转子之间的相互作用是至关重要的。
蒸汽的温度和压力决定了对转子的推动力大小,而转子的旋转速度和叶片的设计则影响了蒸汽的膨胀过程和功率输出。
因此,汽轮机的设计和优化是一个复杂的工程问题,需要考虑流体力学、热力学、材料力学等多个学科知识。
除了工作原理和流程,汽轮机的性能特点也是需要重点关注的内容。
汽轮机的效率、功率、启动时间、响应速度等指标直接影响了其在实际应用中的表现。
为了提高汽轮机的性能,需要不断进行技术改进和创新,以适应不同工况和需求。
总的来说,汽轮机的工作原理及流程是一个复杂而又精密的系统工程,需要综合考虑热力学、流体力学、机械设计等多个学科知识。
只有深入理解其工作原理和流程,才能更好地应用于实际工程中,并不断提高其性能和效率。
汽轮机的工作原理培训(PPT 59页)
凯迪12MW汽轮机转子临界转速:1533.5转/分 凯迪30MW汽轮机转子一阶临界转速: 2536rpm;二阶临界转速:5845rpm
2)转子临界转速的安全校核 • 汽轮机升速过程中迅速平稳地通过临界转速。 • 临界转速与正常工作转速之间错开一定范围。 刚性转子——一阶临界转速高于正常工作转速
的转子。
横销:引导汽缸沿横向滑动,并在轴向起 定位作用。
纵销:引导轴向滑动。纵销与横销中心线 的交点为膨胀的固定点,称为“死点”。
立销:引导汽缸沿垂直方向膨胀,并与纵 销共同保持机组的轴向中心不变。
角销:也称为压板,作用是防止轴承座与 基础台板脱离。
三、汽封
1、作用:减小漏汽损失。 根据装设部位不同,汽封可分为:
静止部分(静子):汽缸、 隔板、轴承和汽封
一、转子 1.转子的结构
2、转子的临界转速 1)定义。在汽轮发电机组启动和停机过程中,
当转速达到某些数值时,机组发生强烈振动, 而越过这些转速后,振动便迅速减弱。这些 机组发生强烈振动时的转速称为转子的临界 转速。
转子有无穷多个临界转速,分别称为一阶、二 阶、三阶、…临界转速。
润滑油; 3)两表面间要有相对运动,且运动方向
是使润滑油从楔形间隙的宽口流向窄口。
2、轴承的结构 1)支持轴承 作用:承担转子的重量及转子不平衡质量
产生的离心力;确定转子的径向位置。
形式:
(1)圆筒形轴承 (2)椭圆形轴承 (3)三油楔轴承 (4)可倾瓦轴承
2)推力轴承 作用:承受转子上未平衡的轴向推力,
凯迪12MW汽轮机部分保护值: ETS超速动作:3270r/min 危急遮断器动作转速:3270—3330r/min 轴向位移停机保护值:+1.3或-0.7 mm (
电厂汽轮机原理及系统课程设计
电厂汽轮机原理及系统课程设计一、课程设计背景本课程设计是为了帮助学生对电厂汽轮机的原理及系统有一个更加深入的了解和掌握。
电厂汽轮机是电厂中最重要的设备之一,它是从汽油、燃料油、天然气等化石燃料中提取的热能将机械能转换成电能的工具,也是电力工业的核心设备之一。
因此,在电力工程专业中,深入学习电厂汽轮机的原理及系统是非常必要的。
二、课程设计内容1. 电厂汽轮机的基本结构和工作原理电厂汽轮机由压气机、燃烧室、高压涡轮机、中压涡轮机、低压涡轮机及发电机等部分组成。
这些部分相互协调,使生热、蒸汽、雾滴和颗粒子沿着节约路径在叶轮里转动,从而变成动能。
发电机受到机械转动而产生电流,同时输出电能。
2. 电厂汽轮机的热力学分析热力学是学习能量转换和热力学平衡的分支学科,在电厂汽轮机的设计和运行中扮演着重要的角色。
通过对热力学的分析,可以帮助工程师优化电厂汽轮机的设计并提高发电效率。
3. 电厂汽轮机的控制系统电厂汽轮机的控制系统通常由控制器、测量仪表、自动调节器等部分组成。
这些部分协同工作,以优化汽轮机的性能和效率,并保证汽轮机的安全稳定运行。
三、设计要求本课程设计旨在帮助学生掌握电厂汽轮机的原理及系统,设计要求如下:1.掌握电厂汽轮机的基本结构及工作原理。
2.进行电厂汽轮机的热力学分析,优化机器设计和提高发电效率。
3.熟悉电厂汽轮机控制系统,从而确保汽轮机的安全稳定运行。
四、设计流程1. 学生参阅课程资料和标准,对电厂汽轮机的基本结构和工作原理进行了解,并撰写报告。
学生需要参阅课程教材、标准和相关资料,对电厂汽轮机的基本结构和工作原理进行了解,并撰写报告。
报告应包括电厂汽轮机的主要部件、蒸汽周期、工作原理等内容。
2. 学生进行电厂汽轮机的热力学分析,并进行模拟仿真。
学生需要使用相应的软件对电厂汽轮机的热力学性能进行分析,并进行模拟仿真。
分析过程需要考虑电厂汽轮机的运行环境、热力学参数、热效率等因素。
3. 学生了解电厂汽轮机的控制系统,并设计相应的控制系统。
汽轮机设备及运行课程标准
《汽轮机设备及运行》课程标准安徽电气工程职业技术学院2009年7月一、课程标准(一)课程定位《汽轮机设备及运行》对培养学生的工程思维能力和解决实际生产问题的能力具有重要作用,是电厂热能动力装置专业的主要职业技术课。
课程的教学内容比较多,涉及的范围也比较广;实践操作内容也比较多。
本课程的教学内容包括汽轮机原理、汽轮机结构、汽轮机调节和汽轮机运行四方面(模块)内容,其中汽轮机原理部分涉及到《工程热力学》和《流体力学泵与风机》的内容;汽轮机结构以及汽轮机运行部分主要涉及到《工程制图》和《工程力学》等课程的内容;汽轮机调节主要涉及到《热力过程自动化》课程。
虽然汽轮机的四个方面(模块)各有特点和各自的研究方法,但各方面又是相互联系、彼此影响的。
教学中注意循序渐进,在掌握汽轮机工作原理,熟悉汽轮机结构,掌握汽轮机调节系统工作原理的基础上,安排了针对电厂汽轮机检修和运行典型工作过程的学习情境,从而锻炼学生的汽轮机方面的岗位技能,达到提高学生职业能力的目的。
(二)课程任务通过本课程的学习,重点培养学生从事汽轮机检修和运行所需的基本理论知识,以及汽轮机检修和汽轮机运行相应岗位的岗位技能,并进一步提高学生的综合职业能力。
1、社会能力方面:培养学生团队协作能力、人际交流能力、自信心、社会责任感、妥协能力、安全意识和职业道德等。
2、方法能力方面:培养学生再学习能力、自我控制与管理能力、做决定和计划能力、评价能力等。
3、专业(职业)能力方面:掌握汽轮机工作原理,熟悉汽轮机结构,掌握汽轮机调节系统工作原理,并进一步培养学生从事汽轮机检修和运行岗位所需的专业技能。
(三)教学目标为了培养学生从事汽轮机检修和运行相应岗位的岗位能力,培养学生对现场生产过程中的实际问题的分析问题和解决问题的能力,培养学生查阅资料、制定工作票(操作票)及再学习的能力,为将来从事汽轮机方面的运行、安装和检修等工作打好基础。
具体教学目标为:1、职业技能目标:熟悉汽轮机结构,熟练掌握汽轮机揭缸操作步骤及相应的要求;熟悉汽轮机调节的原理,熟练掌握汽轮机冲转、升速、并网、带初始负荷的典型运行操作过程及仿真机操作界面上各名词意义;熟悉汽轮机启动和停机各种类型,熟练掌握汽轮机冷态滑参数启动操作过程(部分)。
汽轮机原理及运行
答:A初压变化对经济性的影响。对于不同背压的级组,背压越高,初压改变对功率的影响越大。当主蒸汽温度不变,主蒸汽压力升高时,蒸汽的初焓减小;此时进汽流量增加,回热抽汽压力升高,给水温度随之升高,给水在锅炉中的焓长减小,1kg蒸汽在锅炉内的吸热量减少。此时进汽量虽增大,但由于进汽量的相对变化小于机组功率的相对变化,故热耗率相应减小,经济性提高。初压升高使循环效率增大的经济效益,几乎全部被进汽节流损失相抵消,对机组运行经济性几乎没有影响。B初压变化对安全性的影响。初压长高时,所有承压部件受力增大,其内部应力将增大。初压升高时,若初温保持不变,使在湿蒸汽区工作的级湿度增大,加剧其叶片的侵蚀,并使汽轮机的相对内效率降低。若初压升高过多,而保持调节阀开度不变,则使末级组蒸汽的理想焓降增大,会导致叶片过负荷。此时调节级汽室压力长高,使汽缸、法兰和螺栓受力过大,高压级隔板前后压差增大。当初压降低时,要保持汽轮机的功率不变,增加进汽量。此时末级组蒸汽的流量和理想焓降都相应增大,则蒸汽对动叶片的作用力增加,机组的轴向推力相应增大。
答:各级在工况变化时的特点通常将汽轮机的级分为调节级、中间级和末级组三类。A中间级在工况变化时,压力比不变。在工况变化范围不大时,中间级的级前蒸汽温度基本不变。此时级内蒸汽的理想焓降不变,速度比也不变,故级效率不变,级的内功率与蒸汽流量成正比,即与级前蒸汽压力成正比。B末级组变工况时汽轮机的排汽压力变化不大,当流量下降时G1/ G0减小,P01减小,且变工况前级组前后的压力差越大,P01减小得越多,即级前压力降低得多,级后压力降低得少。此时级压力比增大,级内理想焓降减小,而且末级的压力比和理想焓降变化最大。级的速度比随理想焓降的减小而增大,偏听偏信离最佳值,级效率相应降低。C调节级前后压力比随流量的改变而改变,其理想焓降亦随之变化。当汽轮机流量减小时,调节级的压力比逐渐减小,调节级焓降逐渐增大。
汽轮机的工作原理
按主蒸汽压力分
汽轮机类别 低压汽轮机 中压汽轮机 高压汽轮机 超高压汽轮机 亚临界压力汽轮机 超临界压力汽轮机 超超临界压力汽轮机 主蒸汽压力(MPa) 0.12~1.5 2~4 6~10 12~14 16~18 >22.1 >32
汽轮机的型号
Δ XX - XX - XX
型 式 变型设计次序 蒸汽参数 额定功率
调节级
喷嘴调节:多数汽轮机采用改变第一级喷嘴面积
的方法调节进汽量,称之为喷嘴调节。
调节级:中、小容量汽轮机的调节级喷嘴调节汽
轮机的第一级称为调节级,一般采用复速级。大
容量汽轮机多采用单列冲动级。
还把汽轮机的级分为速度级和压力级两种。
汽轮机的分类
冲动式汽轮机
按工作原理分 反动式汽轮机 凝汽式汽轮机
蒸汽热能
喷嘴
气流的动能
动叶
轴的机械能
一、汽轮机的工作原理
“级”是汽轮机中最基本的
工作单元。在结构上它是由
2叶轮 3动叶栅
静叶(喷嘴)和对应的动叶
所组成;一列固定的喷嘴和
与它配合的动叶片构成了汽
轮机的基本作功单元,称为
1轴
4喷嘴
汽轮机的“级”
单级冲动式汽轮机工作原理结构立体图
(一)冲动作用原理
理想情况下表面式凝汽器的凝水温度应与排汽温度相同,被冷却水
带走的热量仅为排汽的汽化潜热。但实际运行中,由于排汽流动阻 力及非凝结气体的存在,导致凝结水温度低于排汽温度,两者的温 差称为过冷却度。冷却水管布置不当,运行中凝结水位过高而浸泡 冷却水管,均会加大过冷却度。正常情况过冷却度应不大于1~2℃。 排汽压力与机组功率 降低凝汽式汽轮机的排汽压力,虽可提高 热效率,但因排汽比容增大,汽轮机末级通流面积和叶片需要相应增 大,这加大了制造成本,使加工困难。因此,最佳排汽压力需通过技术 经济综合分析确定。目前一般凝汽式汽轮机排汽压力取为0.004~ 0.006兆帕。 汽轮机功率决定于蒸汽流量。凝汽式汽轮机可通过的最大流量 决定于末级叶片长度。由于叶片越大,离心力越大,这使它受到材料 强度的限制。目前,末级叶片最大长度可达1000~1200毫米,叶片顶 端最大允许圆周速度为550~650米/秒,单排汽口极限功率约为100~ 120兆瓦。低压缸采用分流式结构可提高单机功率。到80年代末,常 规火电厂最大凝汽式单机功率,双轴机组为1300兆瓦,单轴机组为 800兆瓦。 凝汽式机组设计为低转速(1500或1800转/分)时,可提高极限 功率,但这又使汽轮机尺寸及材料消耗增加,因为汽轮机总重量与 转速的三次方成反比。因此,除核电站为适应低参数、大流量特点, 常采用低速汽轮机外,中国火力发电厂均采用3000转/分汽轮机
《汽轮机原理》第10章01
第一节 单元制机组的运行
现代大型火电厂都是由过滤、汽轮机、发电机等主辅机组成的庞大、复杂 的独立的单元制机组。随着用电结构的变化,机组的功率必须适应负荷变化的 要求,参加电网调频、调峰运行。
一、单元制机组运行特点
(一)单元制机组的负荷适应性 • 锅炉与汽轮机的时间常数相差很大,负荷改变引起锅炉风、煤、水量变化; • 汽轮机中低压缸功率滞后。 导致机组功率变化滞后于外界负荷的变化,对外界负荷适应性较差,一次调频 能力相对降低。
为保证转子不发生脆断,汽轮机的超速试验以及带大负荷运行,应在定速 后经一段时间的低负荷运行,待转子被加热到脆性转变温度以上再进行。
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(5)热冲击
热冲击是指蒸汽与汽缸、转子等部件在短时间内进行强烈热交换的过程。
此时金属部件内温差大,热应力大,甚至超过材料的屈服极限。严重时,一次
严重的热冲击就可能造成部件损坏。热冲击的主要原因有三种:
降负荷率应比启动或升负荷时更小。
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热应力与汽缸内外壁温差成正比。可通过控制汽缸内、外壁温差来控制热 应力。汽缸内外壁的最大允许温差为50一70℃。
在启动和负荷变化时,调节级汽室的汽温变化很大,汽缸的最大温差常常 出现在调节级对应的汽缸壁与法兰螺栓孔处。必须严格控制调节级汽室蒸汽温 度的变化率。 (2)螺栓及法兰的热应力。
14Leabharlann (2)转子的绝对膨胀。• 转子的相对死点:推力轴承与转子推力盘接触面是转子的死点。转子轴向
位置由推力轴承决定。
• 转子的绝对膨胀:转子以该相对死点为起点,沿转子轴向的膨胀称转子的
绝对膨胀。
(3)汽缸与转子的相对膨胀
汽轮机启、停和工况变化时,转子和汽缸分别以各自的死点为基准沿轴
汽轮机工作原理及流程
汽轮机工作原理及流程
汽轮机是一种常见的热力机械,其工作原理及流程对于了解能源转换和机械运转原理具有重要意义。
汽轮机是利用蒸汽的动能来驱动涡轮转动,从而产生功率的装置。
下面将介绍汽轮机的工作原理及流程。
首先,汽轮机的工作原理是基于热力学的第二定律,利用热能转换成机械能。
汽轮机主要由汽轮机本体、汽轮机调速器、汽轮机控制系统、汽轮机辅机系统等部分组成。
汽轮机的工作流程主要包括蒸汽进汽轮机、蒸汽膨胀、蒸汽排出等过程。
其次,汽轮机的工作流程是通过蒸汽进汽轮机的作用,使得汽轮机叶片受到蒸汽的冲击,从而转动涡轮。
在汽轮机内部,蒸汽在高压区和低压区之间进行膨胀,从而产生功率输出。
最后,经过膨胀后的蒸汽被排出汽轮机,进入凝汽器进行冷凝,然后再次回到锅炉中进行循环利用。
总的来说,汽轮机的工作原理及流程是通过蒸汽的能量转换来驱动涡轮转动,从而产生功率输出。
汽轮机在工业生产和能源转换中具有重要地位,对于了解其工作原理及流程有助于提高能源利用
效率和机械运转效率。
希望本文对于读者对汽轮机的工作原理及流程有所帮助。
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汽轮机原理及运行课程自学辅导资料二○○八年十月汽轮机原理及运行课程自学进度表教材:汽轮机原理教材编者:沈士一康松庆贺庆庞立云出版社:中国电力出版社出版时间:1992接交给任课教师。
总成绩中,作业占15分。
汽轮机原理及运行课程自学指导书第1章汽轮机级的工作原理一、本章的核心、重点及前后联系(一)本章的核心掌握蒸汽在汽轮机各种级内的流动过程和能量转换规律及计算,蒸汽在汽轮机级内能量转换过程中各种损失和各种级效率的物理概念及减少损失的措施,熟悉各种损失的计算;熟悉汽轮机级的热力设计原则和方法,扭叶片级;了解叶栅的气动特性。
(二)本章重点级的概念,级的工作过程,级的反动度,动叶进出口速度三角形,蒸汽在喷嘴的膨胀过程,蒸汽在动叶中的流动和能量转换过程;蒸汽作用在动叶栅上的力和轮周功率,级的轮周效率,级的轮周效率与速比的关系,蒸汽在复速级内的能量转换特点;级内损失,级的相对内效率。
(三)本章前后联系在前面学习完成工程热力学和流体力学的基础上,对级的工作原理进行学习;学习本章内容为后面分析多级汽轮机的工作原理打下基础。
二、本章的基本概念、难点及学习方法指导(一)本章的基本概念级,反动度,压比,速比,最佳速比,轮周效率,轮周功率,级的相对内效率,扭叶片(二)本章难点及学习方法指导级的轮周效率和速比的关系学习方法:理论联系实际,熟悉汽轮机结构,多看书,三、典型例题分析1.汽轮机按工作原理分类可分为哪几种类型?答:冲动式汽轮机和反动式汽轮机。
2.按热力性质分类,汽轮机可分为哪几种类型?答:凝汽式汽轮机,背压式汽轮机,调节抽汽式汽轮机,抽汽背压式汽轮机,中间再热式汽轮机3.什么是级的速度比和最佳速比答:将(级动叶的)圆周速度u与喷嘴出口(蒸汽的)速度c1的比值定义为速度比,轮周效率最大时的速度比称为最佳速度比。
4.汽轮机级的含义是什么?答:汽轮机的级是将蒸汽热能转换成机械能的基本工作单元,结构上由静叶栅和相应的动叶栅组成。
5.级的反动度定义是什么?答:动叶的理想比焓降与级的理想比焓降的比值。
表示蒸汽在动叶通道内膨胀程度大小的指标。
6.简述在汽轮机的工作过程。
答:具有一定压力和温度的蒸汽流经喷嘴,并在其中膨胀,蒸汽的压力、温度不断降低,速度不断升高,使蒸汽的热能转化为动能,喷嘴出口的高速汽流以一定的方向进入装在叶轮上的通道中,汽流给动叶片一作用力,推动叶轮旋转,即蒸汽在汽轮机中将热能转化为了机械功。
7.冲动级和反动级的做功原理有何不同?在相等直径和转速的情况下,哪个类型的级做功能力较大。
答:冲动级做功原理的特点是:蒸汽只在喷嘴中膨胀,在动叶汽道中不膨胀加速,只改变流动方向,动叶中只有动能向机械能的转化。
在相等直径和转速的情况下,冲动级的做功能力较大。
8.说明高压级内主要包括哪几项损失?答:高压级内:叶高损失、喷嘴损失、动叶损失、余速损失、扇形损失、漏气损失、叶轮摩擦损失等。
9说明低压级内主要包括哪几项损失?答:低压级内:湿气损失、喷嘴损失、动叶损失、余速损失,扇形损失、漏气损失、叶轮摩擦损失很小。
四、思考题、习题及习题解答(一)思考题、习题简答题:1、分析纯冲动级、反动级、复速级在几何结构、热力特性、速度三角形等方面各自的特点?2、什么是动叶的进、出口速度三角形?如何绘制速度三角形?3、汽轮机级内有可能发生哪些项损失?4、何为级的轮周效率?何为级的相对内效率?5、纯冲动级、反动级和复速级的最佳速比分别为多少? 计算题 :1、已知喷嘴进口压力kgkJ h MP p a /3.3369,4.800==,初速度sm c /500=,喷嘴后压力aMP p 8.51=,试求:(1)喷嘴前蒸汽滞止焓、滞止压力;(2)当喷嘴系数97.0=φ时,喷嘴出口蒸汽的理想速度和实际速度。
2、试根据下列条件做出动叶栅进、出口速度三角形: 该级进汽压力aMP p 96.10=,温度3500=t ℃,级后压力aMP p 47.12=;该级速比53.011==c ux ,级的平均反动度15.0=Ωm ,已知9.0,97.0==ψφ;喷嘴和动叶角度οο6,18121-==ββα(初速度忽略不计)3、汽轮机组某级的进口蒸汽压力aMP p 4.30=,初温4350=t ℃,该级反动度3.0=Ωm ,级后压力aMP p 12.12=,该级采用渐缩喷嘴,喷嘴出口面积252cm A n =。
试计算通过喷嘴的蒸汽理想流量(初速度忽略不计)4、汽轮机组某级的进口蒸汽压力aMP p 4.30=,初温4350=t ℃,该级反动度38.0=Ωm ,级后压力aMP p 2.22=,该级采用渐缩喷嘴,喷嘴出口面积252cm A n =。
试计算:(1)通过喷嘴的实际流量; (2)若级后蒸汽压力降低为aMP p 12.121=,反动度降为3.01=Ωm ,通过喷嘴的蒸汽实际流量又为多少?(初速度忽略不计) (二)习题解答 略第2章多级汽轮机一、本章的核心、重点及前后联系(一)本章的核心熟悉多级汽轮机的工作特点,汽轮机的各种损失和减少损失的措施,了解汽轮机装置的各种评价指标,熟悉汽轮机的轴封原理和轴封系统,多级汽轮机轴向推力的组成及平衡措施和提高单排汽口凝汽式汽轮机极限功率的方法;(二)本章重点重热现象和重热系数,多级汽轮机的进排汽机构阻力损失,汽轮机及其装置的评价指标;轴封作用、轴封原理及轴封系统;汽轮机轴向推力的组成及其平衡;单排汽口凝汽式汽轮机的极限功率,提高单机最大功率的途径;(三)本章前后联系在前面学习完成级的工作原理和汽轮机结构的基础上,学习本章内容,利用理论知识对多级汽轮机工作原理和过程进行学习。
二、本章的基本概念、难点及学习方法指导(一)本章的基本概念重热现象,重热系数,汽轮机相对内效率,汽轮机绝对内效率,汽耗率,热耗率,极限功率(二)本章难点及学习方法指导重热现象分析,轴封工作原理,极限功率及影响因素分析。
学习方法:理论联系实际,多看书,三、典型例题分析1.汽轮机除级内损失外还包括哪些项损失?答:进汽阻力损失,排汽气损失,轴端漏气损失,机械摩擦损失。
2.什么是热耗率?能否采用热耗率来评价不同机组的热经济性?答:每生产1kW.h电能所消耗的热量。
可以采用热耗率评价不同机组的热经济性3.何为汽轮机的相对内效率?答:汽轮机的相对内效率是指蒸汽在汽轮机内的实际(有效)焓降与理想焓降之比。
4.什么是汽轮机的绝对内效率?答:蒸汽实际比焓降与整个热力循环中加给1千克蒸汽的热量之比。
5.平衡汽轮机的轴向推力可以采用哪些方法?答:平衡汽轮机的轴向推力可以采用:(1)平衡活塞法;(2)对置布置法;(3)叶轮上开平衡孔;(4)采用推力轴承。
6.大功率汽轮机为什么都设计成多级汽轮机?答:大功率汽轮机多采用多级的原因为:多级汽轮机的循环热效率大大高于单机汽轮机;多级汽轮机的相对内效率相对较高;多级汽轮机单位功率的投资大大减小。
7.轴封系统的作用是什么?答:A.利用轴封漏汽加热给水或到低压处作功。
B.防止蒸汽自汽封处漏入大气;C.冷却轴封,防止高压端轴封处过多的热量传出至主轴承而造成轴承温度过高,影响轴承安全;D.防止空气漏入汽轮机真空部分。
8.何为多级汽轮机的重热现象?答:所谓多级汽轮机的重热现象,也就是说在多级汽轮机中,前面各级所损失的能量可以部分在以后各级中被利用的现象。
四、思考题、习题及习题解答(一)思考题、习题简答题1.蒸汽在汽轮机内进行能量转换时,在下一级的前后蒸汽压力不变的条件下,重热现象使其级内蒸汽的理想焓降如何变化?2.多级汽轮机高、中、低压缸工作有何特点?3.何为汽轮机的汽耗率?能否采用汽耗率来评价不同机组的热经济性?4.齿形轴封是怎样封汽的(芬诺曲线原理)?计算题某汽轮机在20000kW负荷下的热力参数为:进汽压力MPap432.3=,435=t℃,焓值为kgkJh/6.3303=,所对应的整机出口理想焓值为kgkJht/6.2105=;进汽节流后的压力MPap256.3=';汽轮机出口蒸汽压力MPapc004.0=',实际出口焓kg kJ h c/2356='。
机械效率为99.0=m η, 发电机效率为96.0=g η,给水焓kgkJ h fw /4.121=,试画出其热力过程线,并计算该机组纯凝汽工况下的相对内效率、汽耗量、汽耗率和热耗率。
(二)习题解答 略第3章汽轮机的变工况一、本章的核心、重点及前后联系(一)本章的核心熟悉多级汽轮机变工况下压力与流量的关系,了解汽轮机配汽方式及其特点与优缺点,掌握滑压运行方式的种类,及其经济性与安全性;掌握初终参数变化对机组工作的安全性和经济性的影响;(二)本章重点临界和亚临界工况下喷嘴变工况特性,级与级组变工况特性;配汽方式及其对变工况的影响;滑压运行方式的经济性与安全性;初终参数变化对机组工作的影响;(三)本章前后联系在前面学习完成多级汽轮机的基础上,学习本章内容,利用理论知识对多级汽轮机变工况特性进行学习。
二、本章的基本概念、难点及学习方法指导(一)本章的基本概念级的临界工况,级组,节流配汽,喷嘴配汽,纯滑压运行,节流滑压运行,复合滑压运行(二)本章难点及学习方法指导临界和亚临界工况下级与级组压力与流量关系;喷嘴配汽与节流配汽的具体优缺点比较;蒸汽初温、初压以及真空等对机组安全性和经济性的影响。
学习方法:理论联系实际,多看书,多从现场实际运行角度分析问题。
三、典型例题分析1.说明汽轮机喷嘴配汽方式的特点?答:喷嘴配汽是通过改变调节汽门的开度和开启数目来改变进汽量的方式,喷嘴配汽在部分负荷时,只有未全开的调节汽门中蒸汽节流较大,而其余全开汽门中的蒸汽节流已减小到最低,故定压运行时的喷嘴配汽与节流配汽相比,节流损失较少,效率较高,但负荷变动调节级汽室温度变化大,热应力热变形大,负荷适应性差。
2.什么是调节级的最危险工况,为什么?答:调节级最危险工况为:第一调节汽门刚好全开,而其他调节汽门全关的情况。
此时蒸汽的理想焓降最大,且流过第一喷嘴组的流量是最大临界流量,这段流量集中在第一喷嘴后的少数动叶上,使每片动叶分摊的蒸汽流量最大。
动叶的蒸汽作用力正比于流量和比焓降之积,此时调节级受力最大,是最危险工况。
3.什么是节流配汽?节流配汽方式有哪些特点?答:进入汽轮机的所有蒸汽都通过一个调节汽门或几个同时启闭的汽门,然后进入汽轮机的配汽方式。
负荷变动时节流配汽效率下降较多,但调节级汽室温度变化小负荷适应性强。
四、思考题、习题及习题解答(一)思考题、习题1.简述弗留格尔公式及其适用条件?2.滑压运行有几种形式?各有何优缺点?3.主蒸汽压力变化对机组安全运行有何影响?(二)习题解答略第4章汽轮机的凝汽设备一、本章的核心、重点及前后联系(一)本章的核心熟悉凝汽器设备的组成、工作原理及其任务,掌握凝汽器内真空形成原因、真空计算与影响因素,了解凝汽器内管束布置原则与凝汽器变工况运行特性。