汽轮机工作原理

汽轮机工作原理
什么是汽轮机？
汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械能的一种旋转式原动机，有转子（即转动部分的总称，包括：转轴、叶轮、叶片、联轴器及其附件）和静子（即不转动部分的总称，包括：汽缸、进汽机构、排汽机构、汽封、滑销系统、轴承和盘车装置等）组成，如图：就凝汽式汽轮机而言，从锅炉产生的新蒸汽经由主阀门进入高压缸，再进入中压缸，再进入低压缸，最终进入凝汽器。

蒸汽的热能在汽轮机内消耗，变为蒸汽的动能，然后推动装有叶片的汽轮机转子，最终转化为机械能。

汽轮机本体结构详解图（示意图）：
汽轮机本体主要由转子、静子、轴承及轴承箱、盘车装置四大部分构成，如图：
1、转子:汽轮机通流中的转动部分,是汽轮机作功的关键部件,由主轴,叶轮,叶片,联轴器等主要零部件组成。

2、静子:汽轮机通流中的静止部分及汽轮机的外壳部分,由汽缸、隔板及隔板套、进汽部分、排汽部分、端汽封等主要零部件组成。

3、轴承及轴承箱：支持轴承用来承受转子的重量并保持转子的径向位置，推力轴承用来固定转子的轴向位置，轴承箱用来安装轴承和轴承座。

4、盘车装置：在进汽冲转前及停汽停机后使汽轮机继续保持低速旋转的装置，由电动机、减速器、离合器、操纵机构构成。

汽轮机的工作原理：
汽轮机是用蒸汽做功的旋转式原动机，它将蒸汽的热能转变成透平转子旋转的机械能，这一转变过程需要经过两次能量转换，即蒸汽通过透平喷嘴（静叶片）时，将蒸汽的热能转换成蒸汽高速流动的动能，然后高速气流通过工作叶片时，将蒸汽的动能转换成透平转子旋转的机械能。

汽轮机工作原理分为两类：冲动式和反动式。

冲动式汽轮机的蒸汽热能转变成动能的过程，仅在喷嘴中进行，而工作叶片只是把蒸汽
的动能转换成机械能，即蒸汽在喷嘴中膨胀，速度增大，温度压力降低，而在叶片中仅将其动能部分转变为机械能（汽体流速降低），而由于叶片沿流动方向的间槽道截面不变，因而蒸汽不再膨胀，压力也不再降低；
反动式汽轮机中的蒸汽在静叶片中膨胀，压力温度均下降，流速增大，然后进入动叶片（工作叶片），由于动叶片沿流动方向的间槽道截面形状与静叶片间槽道截面变化相同，所以蒸汽在动叶片中继续膨胀，压力也要降低，由于汽流沿着动叶片内弧流动时方向是改变的，因此，叶片既受到冲击力的作用，同时又受到蒸汽在动叶片中膨胀，高速喷离动叶片产生反动力的作用，冲动力和反动力的合力就是动叶片所承受的力，这就是说，在反动式汽轮机中，蒸汽热能转变成动能的过程，不仅在静叶片中进行，也在动叶片中进行。

按热力过程分，汽轮机分为背压式、凝汽式和抽汽凝汽式三类：背压式汽轮机——在透平中工作后的蒸汽，在较高压力（大于0.1MPa）下排出，供作它用；凝汽式透平――蒸汽汽轮机在透平中作功后全部排入凝汽器中冷凝；抽汽凝汽式汽轮机将在透平高压缸作过功的蒸汽抽出一部分供作它用，而另一部分蒸汽在汽轮机低压缸继续作功后全部排入凝汽器中冷凝。

只有一个叶轮的汽轮机称为单级汽轮机，功率小、转速高、效率低，一般用于驱动小型油泵或水泵；为了提高能量转换的效率，艾莉婕往往不是仅有一只叶轮，而是让蒸汽依次通过几个叶轮（一个叶轮为一级），逐级降低其压力、温度，蒸汽每经过一次热能——动能——机械能的转换，称为工作的一个级，级与级之间用隔板隔开，第一级出来的蒸汽进入第二级，第一级的喷嘴装在汽缸的隔板上，蒸汽经过第二级喷嘴，再次降压、降温、升速，然后去推动第二个叶轮，依次类推，这种透平称为多级透平，多级透平的喷嘴和动叶片是相间排列的，大功率汽轮机将几级叶轮装在一个汽缸内，根据蒸汽工作压力分为高、中、低压缸，有时一个缸还可分成几段，每段都有几个叶轮。