蒸汽轮机原理基础知识
汽轮机的工作原理讲解
汽轮机的工作原理讲解
汽轮机是一种利用燃料燃烧释放的热能，通过燃气在高温和高压条件
下对涡轮叶片进行推动，从而驱动发电机产生电能的热能转换设备。
它的
工作原理基于热力学循环原理，主要包括热能转换、能量变化、动力传递
和工作过程四个方面。
1.热能转换过程：
2.能量变化过程：
高温高压的燃气通过喷嘴进入涡轮，燃气对涡轮叶片的推动力会导致
涡轮旋转。
而涡轮旋转则会转化为机械能，进而传递到轴上。
涡轮上的叶
片被高速旋转的燃气推动，能量逐渐从燃气转移到涡轮上。
3.动力传递过程：
燃气转动涡轮的运动被传递到轴上，然后再传输给发电机、泵或机械
设备等。
涡轮旋转的能量会带动连接在轴上的部件进行工作。
通常情况下，轴会与发电机驱动装置连接，涡轮运动的能量最后会被传递到发电机上，
从而产生电能。
4.工作过程：
具体而言，汽轮机的工作过程通常分为四个过程：加热过程、定容过程、膨胀过程和排气过程。
-加热过程：燃料在燃烧室中燃烧，释放出高温高压的燃气。
-定容过程：高温高压的燃气进入涡轮，将热能转化为机械能，完成
能量的转化。
-膨胀过程：涡轮旋转的机械能被传递到轴上，进而传输给发电机等部件以产生有用功。
-排气过程：燃气经过涡轮之后，被排出汽轮机系统。
总的来说，汽轮机的工作原理是通过燃料的燃烧产生高温高压气体，再利用燃气对涡轮的推动作用将热能转化为机械能，然后通过轴将机械能传递给发电机等部件，最终转化为电能或其他形式的能量输出。
汽轮机广泛应用于发电站、船舶、航空、石化等领域，是一种高效可靠的能源转换装置。
汽轮机基础知识
汽轮机汽轮机设备主要由汽轮机主机及其辅助设备组成。
汽轮机是火力发电厂的关键设备之一，它的任务是将蒸汽的热能转变为汽轮机转子旋转的机械能。
蒸汽进入汽轮机，先经过喷嘴，使压力和温度降低，流速增加，蒸汽的热能转变为高速动能，这种高速汽流冲动叶片，带动汽轮机转子旋转，将蒸汽的高速动能转变为转子旋转的机械能。
在汽轮机内做完功的蒸汽(又叫乏汽)，排入凝汽器。
汽轮机的辅助设备主要有凝汽器、高低压加热器、除氧器、给水泵、循环水泵、凝结水泵等。
凝汽器的作用是把汽轮机排出的乏汽凝结成水，在汽轮机排汽口建立并保持高度的真空。
高、低压加热器是用汽轮机中间不同压力的抽汽来加热供给锅炉的给水，这就避免了部分蒸汽在凝汽器中的热量损失，提高了机组的效率。
有回热加热系统的汽轮机其排汽量减少了1/3发电煤耗可降低13%左右。
除氧器的任务是将送给锅炉的水进行除氧，除去溶解在给水中的气体，以防止氧气对锅炉、汽轮机及其管道的腐蚀。
给水泵的作用是把除氧器贮水箱内除过氧的给水送入锅炉。
循环水泵的作用是向凝汽器提供冷却汽轮机排汽的冷却水。
而凝结水泵的作用是抽出凝汽器中的凝结水，并将其输到除氧器。
凝结水在除氧器中经过除氧后用作锅炉的给水。
凝结水和给水系统凝汽设备主要由凝汽器、凝结水泵、循环水泵和抽气装置等组成，是火力发电厂热力系统中的一个重要组成部分。
凝汽设备的作用主要有：(1)在汽轮机排汽口建立并保持高度真空，提高汽轮机的循环热效率；(2)冷凝汽轮机的排汽，再用水泵将凝结水送回锅炉，以方便地实现热功转换的热力循环。
除此之外，凝汽器还对凝结水和补给水有一级真空除氧的作用。
并且可回收机组启停和正常运行中的疏水，接收机组启动和甩负荷过程中汽轮机旁路系统的排汽，减少工质的损失。
在机组启动时，凝汽器真空是靠抽气器抽出其中的空气建立起来的，此时所能达到的真空值较低。
在汽轮机正常运行时，低压缸的排汽进入凝汽器，凝汽器内的真空主要是依靠排汽的凝结形成的。
在4.9kPa的压力下，1kg蒸汽的体积比1kg水的体积大两万多倍。
蒸汽机的基本原理
蒸汽机的基本原理是利用水蒸气的能量转换为机械功。
具体过程如下：
1. 能量产生：
- 蒸汽机工作时，通常从锅炉中获取能量。
在锅炉内部，燃料（如煤、天然气或石油）燃烧产生热量，将水加热至沸腾，使其蒸发成为高温高压的蒸汽。
2. 蒸汽输送与控制：
- 高温高压的蒸汽通过管道输送到蒸汽机的核心部件——活塞缸或者涡轮叶片部分。
蒸汽的压力和流量可以通过阀门（如节流阀）进行精确调节。
3. 能量转换：
- 在活塞式蒸汽机中，高压蒸汽进入活塞上方的空间后，对活塞产生推力。
活塞连接着曲轴和连杆机构，当蒸汽压力推动活塞向一个方向运动时，通过连杆带动曲轴旋转，从而实现热能到机械能的转化。
- 在蒸汽涡轮机中，高速流动的蒸汽冲击涡轮叶片，使涡轮快速旋转。
这个旋转动能可以直接驱动发电机或其他机械装置。
4. 能量释放与循环：
- 当活塞完成一次往复运动或涡轮完成一次转动后，蒸汽的压力已经下降，不再具有足够的能量推动活塞或涡轮继续有效工作。
这时，蒸汽会通过排气阀排出，返回到冷凝器被冷却并重新变为液态水，然后再次送入锅炉加热，形成一个连续的能量转换循环。
总结来说，蒸汽机的工作原理就是借助燃料产生的热能将水转化为蒸汽，再利用蒸汽膨胀时产生的力量来驱动机械设备运转，这一过程中遵循了热力学第一定律（能量守恒定律），实现了化学能—热能—机械能的有效转换。
【经典】汽机专业理论知识100条，非常全面！
【经典】汽机专业理论知识100条，⾮常全⾯！⼀、基本知识和概念1、汽轮机的⼯作原理是什么？答：汽轮机是利⽤蒸汽热能来做功的旋转式原动机，它⼯作进⾏两次能量转换，即先将蒸汽的热能转换成动能，使蒸汽的流速提⾼；然后再将蒸汽的动能转换成转⼦转动的机械功。
其基本原理就是⼒的冲动作⽤原理和反动作⽤原理。
2、汽轮机设备包括哪些部分？答：1）汽轮机本体：a 配汽机构：包括主蒸汽导汽管、⾃动主汽阀、调速汽阀等。
b 转动部分：主要有主轴、叶轮、叶⽚、拉筋、围带、联轴器和紧固件。
c 静⽌部分：包括汽缸、滑销系统、隔板、隔板套、喷嘴、汽封、轴承以及⼀些紧固零件。
2）调节系统：主要有调速器、油动机、滑阀、调节阀、主油泵、辅助油泵等。
3）凝汽及抽⽓系统：主要有凝汽器、凝结⽔泵、抽⽓器、循环⽔泵等。
4）回热加热系统：主要设备有低压加热器、⾼压加热器、疏⽔泵等。
3、汽轮机是如何分类的？答：按不同的分类⽅法可分为：（⼀）按⼯作原理可分：1）冲动式汽轮机：在这种汽轮机中，蒸汽膨胀降压，仅在喷嘴中进⾏，在动叶⽚中只汽流的动能转换为机械能，叶⽚主要承受蒸汽的冲动⼒做功，并带有⼀定的反动度，所以称为冲动式汽轮机。
2）反动式汽轮机：在反动式汽轮机中，蒸汽的膨胀不仅在喷嘴中进⾏，也在动叶⽚中进⾏，通常热能在⼆者中各占50%，叶⽚不仅承受蒸汽的冲击⼒，⽽且还承受反作⽤⼒。
（⼆）按主蒸汽压⼒参数可分：1）低压汽轮机：主汽压⼒为1.18～1.47Mpa2）中压汽轮机：主汽压⼒为1.96～3.92Mpa3）⾼压汽轮机：主汽压⼒为5.58～9.81Mpa4）超⾼压汽轮机：主汽压⼒为11.7～13.75Mpa5）亚临界压⼒汽轮机：主汽压⼒⼤于22.16Mpa（三）按热⼒过程可分：1）凝汽式汽轮机：进⼊汽轮机内做功的蒸汽除回热抽汽和少量漏汽外，余汽做完功全排⼊凝汽器。
2）背压式汽轮机：蒸汽在做完功后，以⾼于⼤⽓压的压⼒排出，供⼯业或采暖⽤汽。
3）调整抽汽式汽轮机：从汽轮机某些级后抽出部分做过功的蒸汽供⼯业采暖⽤汽，其余蒸汽排⼊凝汽器，⽽且抽汽压⼒在⼀定范围内调整。
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。
汽轮机基础知识
汽轮机基础知识：1、汽轮机的工作原理：汽轮机使用蒸汽热能做功的旋转式原动机，其工作过程经过两次能量转换，即通过喷嘴将蒸汽的热能转化为动能，使蒸汽的流速得到提高，高速气流流经动叶片（动叶栅），对动叶片（动叶栅）产生作用力，带动转子旋转，从而再将动能转化为转子转动的机械能。
汽轮机工作的基本原理是力的冲动作用原理和反动作用原理。
冲动作用原理：在汽轮机中，蒸汽在喷嘴中膨胀加速，压力降低，速度增加，热能转变为动能，高速气流进入动叶片，速度方向改变，对动叶片产生了冲动力，推动叶轮旋转做功，将蒸汽的动能转变为机械能，这种利用冲动力做功的称为冲动作用原理。
反动作用原理：蒸汽不仅在喷嘴中膨胀加速，而且在动叶栅中继续膨胀加速，同时对动叶栅产生一反作用力，利用此力推动叶轮旋转做功的称为反动作用原理。
2、汽轮机结构：由转子和静子两大部分组成，转子包括：主轴、叶轮、叶片、推力盘、联轴器等，静子包括：汽缸、滑销系统、隔板、隔板套、喷嘴、汽封、轴承等。
各个部件介绍如下：主轴：起支持旋转零件及传递扭矩作用。
叶轮：由轮缘、轮面、轮毂三部分组成。
轮缘是安装叶片的部分，具有与叶根相配合的形状；轮毂是将叶轮套在主轴上的配合部分，是靠近轮孔的部分；轮面是轮毂与轮缘的连接部分。
叶片：作用是将蒸汽的热能转换为动能，再将动能转换为汽轮机转子旋转的机械能。
有静叶和动叶之分。
冲动式汽轮机每一级由一个隔板和一个叶轮组成，动叶片安装在叶轮或转鼓上，随转子一起转动；而反动式汽轮机不采用隔板式结构，没有叶轮和隔板，动叶片直接装在转子的外缘上，静叶则固定在汽缸内壁或静叶持环上。
推力盘：将转子的部分轴向推力传递给推力轴承平衡。
联轴器：又叫靠背轮或对轮，是用来连接汽轮机转子和压缩机转子的部件，将汽轮机转子的扭矩传给压缩机转子。
汽缸：即汽轮机的外壳，其作用是将汽轮机的通流部分与大气隔开，形成封闭的汽室，保证蒸汽在汽轮机内完成能量转换过程。
滑销系统：隔板：用来安装喷嘴，并将各级叶轮分开。
电厂汽轮机基础知识和工艺流程
电厂汽轮机基础知识和工艺流程一、汽轮机基础知识。
1.1 什么是汽轮机。
汽轮机啊，简单来说，就是一种把蒸汽的能量转化成机械能的设备。
就像一个大力士，蒸汽就是它的力量源泉。
这汽轮机可不得了，在电厂里那可是核心设备之一呢。
它就像心脏一样，为整个电厂的发电工作提供动力。
1.2 汽轮机的结构。
汽轮机的结构有点复杂，就像一个精密的机器人家族。
它有转子、静子这些部件。
转子就像它的脊梁骨，不停地转动着。
静子呢，就稳稳地待在那儿，为转子的转动提供条件。
还有汽缸，这汽缸就像是汽轮机的房子，把里面的部件都保护起来。
叶片也是关键的部分，就像小翅膀一样，蒸汽冲击着叶片，叶片就带着转子转动起来。
这每一个部件都各司其职，缺了谁都不行，真可谓是“一个萝卜一个坑”。
二、汽轮机的工艺流程。
2.1 蒸汽的产生。
首先得有蒸汽。
在电厂里，水被加热变成蒸汽。
这就像是把水变成了小火箭的燃料。
一般是通过锅炉来加热水的。
锅炉就像一个大熔炉，把水烧得滚烫滚烫的，水就变成了高温高压的蒸汽。
这蒸汽啊，充满了能量，就等着到汽轮机里去大显身手呢。
2.2 蒸汽在汽轮机里的工作过程。
当蒸汽进入汽轮机后，就开始了它的表演。
蒸汽以很高的速度冲击叶片，就像一群小士兵在冲锋陷阵。
叶片被蒸汽推着，带动转子转动起来。
这个过程就像一场接力赛，蒸汽把能量传递给叶片，叶片再传递给转子。
转子越转越快，就像一个飞速旋转的陀螺。
这个时候，蒸汽的能量就逐渐转化成了机械能。
这可是个神奇的过程，就像魔术一样。
2.3 能量的输出与后续利用。
转子转动起来后，就可以把机械能输出去了。
在电厂里，这个机械能会被用来带动发电机发电。
这就像把动力变成了电能这个宝藏。
发电机就像一个魔法盒，把机械能变成了我们日常生活中能用的电。
然后这些电就通过电网输送到千家万户，让我们的灯亮起来，电器转起来。
整个过程一环扣一环，哪一个环节出了问题都不行。
这就要求我们在电厂里要精心维护汽轮机，就像照顾自己的宝贝一样，不能有丝毫的马虎。
汽轮机基础知识
一、热力基础篇：1、什么是表压力?什么是绝对压力?用压力表测量压力所得的数值,是高于大气压力的数值,即表压力。
它指的是在大气压力的基础上测得的压力值。
将大气压力计算在内的数值才是压力的真正数值,工程上称这个压力为绝对压力。
表压力和绝对压力的关系如下:P表 = P绝—B 或 P绝 = P表 + B式中 P表----工质的表压力P绝----工质的绝对压力B---当时当地的大气压力(近似等于1工程大气压) 2、什么是真空?什么是真空度?当密闭容器中的压力低于大气压力时,称低于大气压力的部分为真空。
用百分数表示的真空,叫真空度.即:用测得的真空数值除以当地大气压力的数值再化为百分数。
用公式表示：真空度 = --h真空--×100%h/大气3、什么是经济真空? 什么是极限真空?所谓经济真空是提高真空使汽轮发电机增加的负荷与循环水泵多消耗的电功率之差为最大时的真空。
如真空再继续提高,由于汽轮机末级喷嘴的膨胀能力已达极限,汽轮机的功率不再增加,此时真空称为极限真空。
4、气体的比容与压力、温度有什么关系?气体的比容与压力、温度有密切的关系,当温度不变,压力提高时,气体的比容缩小；如果压力保持不变,只提高温度,则气体的体积膨胀,比容增大.它们之间的关系式为:Pv= RT式中 P ------- 压力v------- 比容T------- 绝对温度R------- 气体常数5、什么是汽化现象?什么是凝结现象?物质从液态变为汽态的过程叫汽化。
汽化方式有两种：蒸发；沸腾。
物质从汽态变为液态的现象叫凝结。
在一定的压力下,液态的沸点也就是蒸汽的凝结温度.凝结与汽化是两个相反的热力过程。
6、什么是过热蒸汽?什么是蒸汽的过热度?在同一压力下,对饱和蒸汽再加热,则蒸汽温度开始上升,超过饱和温度,这时的蒸汽就叫过热蒸汽。
过热蒸汽的温度与饱和蒸汽的温度之差叫蒸汽的过热度.过热度越大,则表示蒸汽所储存的热能越多,对外做功的能力越强。
汽轮机培训基础知识
按布置方式：卧式和立式
按汽侧压力：高压和低压加热器
在实际的回热系统中，更多地采用了一个混合式 加热器既作为加热级又为给水除氧，其余加热器 均采用表面式加热器。
2、回热加热器结构
按照被加热水引入和引出加热器的方式，表面式 加热器可分为水室结构和联箱结构两大类。
水室结构采用管板—U形管束连接方式；联箱结构 采用联箱与蛇形管束或螺旋形管束相连接的方式。
叶顶：起加强作用。中短叶片通常用围带将叶片顶 部连接起来构成叶片组；有些叶片在中间用拉金连 接起来构成叶片组。
叶型：叶片的基本部分，它构成汽流通道，完成能 量的转换。
等截面叶片：叶型沿叶高不变
变截面叶片：叶型沿叶高变化
叶根：叶片与叶轮相连接的部分。它的结构应保证 在任何运行条件下叶片都能牢靠地固定在叶轮上， 并力求制造简单，装配方便。
其它分类方法：
按汽流方向分类：轴流式和辐流式 按用途分类：电站汽轮机、工业汽轮机、船用汽轮机 按汽缸数目分类：单缸、双缸、多缸 按机组转轴数目分：单轴、双轴 按工作状况分类：固定式、移动式
2、汽轮机的型号
为了便于识别汽轮机，常用一些符号来表示它的基 本特性或用途，这些符号称汽轮机的型号。
汽轮机设备的组成及工作概况
汽轮机本体:蒸汽的压力、温度逐级降低，不断将热 能转化为机械能。
凝汽设备：凝汽器、抽气器、水泵，形成汽轮机的 排汽口的真空，回收凝结水。
回热加热设备：用汽轮机的抽汽加热给水。 除氧器：除去给水中的氧，防止管道腐蚀。 调节保安装置：调节进汽量，适合外界负荷的变化；
监测汽轮机的运行参数，在危急状态下保护汽轮机 的安全运行。 供油系统：调节保安装置及轴承润滑油中的用油
深度除氧：主要靠气体分子扩散逸出。增大汽水接 触面，紊流状态、鼓泡等措施。
电厂汽轮机基础知识和工艺流程
电厂汽轮机基础知识和工艺流程一、汽轮机基础知识。
1.1 啥是汽轮机呢。
汽轮机啊，简单来说，就是一种把蒸汽的能量转化成机械能的设备。
就像一个大力士，把蒸汽的力量给“抓住”，然后变成能让发电机转动的力量。
这汽轮机的构造可不简单，就像一个精密的小世界。
它有好多部件，像转子、静子这些，每个部件都有自己的任务，就像一个团队里的各个成员，缺了谁都不行。
1.2 工作原理。
这汽轮机工作起来啊，就靠着蒸汽的冲力。
蒸汽就像一群着急赶路的小士兵，呼呼地冲向汽轮机的叶片。
这叶片呢，就像一个个小风车，被蒸汽这么一冲啊，就开始转动起来了。
这一转可不得了，就带动着整个转子转起来了。
这个过程就像多米诺骨牌一样，一环扣一环的。
二、工艺流程。
2.1 蒸汽的产生。
首先得有蒸汽啊。
这蒸汽可不是凭空来的，得在锅炉里产生。
就像烧开水一样，不过这锅炉里烧的可不是普通的水，而是经过处理的水。
这水在锅炉里被加热，加热到很高的温度，就变成了蒸汽。
这个过程就像魔术师变魔术一样神奇，水一下子就变成了能让汽轮机转动的蒸汽。
2.2 蒸汽进入汽轮机。
蒸汽产生之后呢，就像运动员听到了起跑的枪声一样，迅速地冲向汽轮机。
这时候的蒸汽可有劲儿了，带着满满的能量。
它们进入汽轮机后，就开始按照预定的路线去冲击叶片。
这就像水流进了水车一样，只不过这里是蒸汽推动汽轮机。
2.3 能量转换与输出。
当蒸汽冲击叶片的时候，就把自己的能量传递给了叶片。
叶片就开始欢快地转动起来了。
这一转啊，就把蒸汽的能量转化成了机械能。
这个机械能可不能浪费啊，它就通过汽轮机的轴传递出去。
就像接力赛一样，把能量传递给下一个环节，也就是发电机。
这发电机就像一个大胃王，把机械能吃进去，然后转化成电能。
2.4 蒸汽的排出。
蒸汽把自己的能量都贡献出来之后呢，就像完成任务的士兵一样，要离开战场了。
这时候的蒸汽已经没有了当初的冲劲，变成了乏汽。
这些乏汽就会被排出去，有的会被回收再利用，这就叫物尽其用，不浪费一点资源。
蒸汽轮机原理
蒸汽轮机原理
蒸汽轮机是一种利用蒸汽的能量来驱动转子旋转，从而产生动力的机械装置。
它是工业革命以来最重要的发明之一，广泛应用于发电、船舶推进和工业生产等领域。
蒸汽轮机的原理是基于热力学和动力学的基本规律，通过将蒸汽的热能转化为机械能，实现能量的转换和利用。
蒸汽轮机的工作原理可以简单概括为以下几个步骤，首先，液态水被加热，转化为蒸汽。
然后，高温高压的蒸汽被引入轮机的转子中，使得转子开始旋转。
随着转子的旋转，蒸汽的能量被转化为机械能，驱动轴承和发电机等设备运转。
最后，蒸汽在转子中释放出能量后，被冷却成水，再次循环利用。
蒸汽轮机的原理涉及到热力学和动力学的多个概念，其中最重要的是卡诺循环和热力学效率。
卡诺循环是理想热机的工作原理，蒸汽轮机在设计和运行过程中都会参考这一理论。
而热力学效率则是衡量能量转化效率的指标，对于蒸汽轮机的性能和节能优化具有重要意义。
除了理论原理，蒸汽轮机的实际工作还涉及到多种工程技术，如材料科学、热力学设计和机械制造等方面。
在蒸汽轮机的设计和制造过程中，需要考虑到各种因素，如材料的耐热性、转子的动力平衡和热损失的最小化等问题，以确保蒸汽轮机的安全可靠和高效运行。
总的来说，蒸汽轮机原理是一个复杂而又精密的系统工程，它涉及到多个学科领域的知识和技术，是现代工业发展中不可或缺的重要组成部分。
随着科学技术的不断进步，蒸汽轮机的原理和应用也将不断得到改进和拓展，为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
蒸汽轮机的工作原理
蒸汽轮机的工作原理
蒸汽轮机是一种利用蒸汽压力产生动力的热机，它是工业革命
时代最重要的发明之一，也是现代发电厂中最常用的发电设备之一。
蒸汽轮机的工作原理是基于热力学的原理，通过蒸汽的压力和流速
来驱动转子产生动力。
蒸汽轮机的工作原理可以分为几个基本步骤：蒸汽的产生、蒸
汽的加热、蒸汽的膨胀和蒸汽的排放。
首先是蒸汽的产生，蒸汽轮机的蒸汽是通过锅炉产生的。
在锅
炉中，水被加热并转化为蒸汽。
蒸汽的产生需要耗费大量的能量，
通常是通过燃煤、燃气或核能来提供热能，使水变为高温高压的蒸汽。
接下来是蒸汽的加热，产生的蒸汽被输送到蒸汽轮机中的高压
部分。
在高压部分，蒸汽进入到轮机的高压缸中，蒸汽在高压缸中
接受更多的热量，使其温度和压力进一步提高。
然后是蒸汽的膨胀，高温高压的蒸汽进入到蒸汽轮机的叶片中，蒸汽的高速流动使叶片产生反作用力，从而带动转子旋转。
这种膨
胀过程将蒸汽的热能转化为机械能，从而驱动转子旋转。
最后是蒸汽的排放，经过高压缸的蒸汽在推动转子后会减压，
并进入蒸汽轮机的低压部分。
在低压部分，蒸汽继续推动转子旋转，然后排放到大气中。
蒸汽排放后，整个循环过程就完成了。
总的来说，蒸汽轮机的工作原理是利用蒸汽的压力和流速来驱
动转子产生动力。
通过蒸汽的产生、加热、膨胀和排放这几个基本
步骤，蒸汽轮机能够将热能转化为机械能，从而驱动发电机产生电力。
蒸汽轮机在工业生产和发电领域有着广泛的应用，是现代工业
社会中不可或缺的动力设备之一。
蒸汽轮机工作原理
蒸汽轮机工作原理
蒸汽轮机是一种利用蒸汽能源产生机械功的设备。
它的工作原理主要包括以下几个部分：锅炉、蒸汽喷射装置、汽轮机本体和冷凝器。
首先，锅炉是蒸汽轮机系统的能量来源，它将燃料燃烧产生的热能转化为水的蒸汽能量。
在锅炉内，燃料燃烧产生的高温烟气与锅炉内的水进行换热，使水得以加热并转化为高压蒸汽。
接下来，高压蒸汽通过喷射装置进入汽轮机本体中。
汽轮机本体主要由一系列叶轮（也叫叶片或叶环）组成，叶片被安装在转子上。
当高压蒸汽进入汽轮机本体后，叶片将蒸汽能量转化为机械能，并驱动转子高速旋转。
转子的旋转会带动轴，从而将机械能传递给发电机或其他负载设备，实现发电或其他工作。
同时，在汽轮机本体中，随着蒸汽的流过，蒸汽的压力和温度逐渐降低，利用了蒸汽的能量，在传递机械能的同时，也使得蒸汽被冷却和凝结。
最后，冷凝器起到将已经转化为工作所需机械功的蒸汽重新凝结为水的作用。
冷凝器中，通过水或空气的冷却，将蒸汽中的热能转移到冷却介质中，使蒸汽迅速冷却并转化为冷凝水。
这样，冷凝水就可以再次回流到锅炉中，循环使用，形成一个能源闭合循环。
总结起来，蒸汽轮机主要通过燃料燃烧产生的热能转化为蒸汽能量，利用叶片将蒸汽能量转化为机械能，驱动转子高速旋转，
从而产生机械功。
冷凝器则负责将转化了机械功的蒸汽重新凝结为水，使其能够再次被循环利用。
这样一来，蒸汽轮机便实现了能源的转换和利用。
它在发电、工业生产等领域有着广泛的应用。
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的结构分为三个部分： ① 轮缘部分 是安装叶片的部分，具有与叶根结构相配合的形状。 ② 轮毂部分 通过它叶轮红套在轴上。 ③ 轮体部分 是把轮缘与轮毂联成一体的中间部分。由于速度很高， ④ 它的受力与变形主要取决于叶轮本身旋转时产生的离心力，以等强度的型式为 好，但是制造困难。一般常用锥形。材料低压时用４５钢，中压用 35CrMoA 或 34CrMoA. 一般轮体上还钻有七个平衡孔， 这是为了减少叶轮前后压差所造成的作用在转子上的轴 向推力。 2、叶片的结构与固定 叶片由叶根、工作部分和顶部组成。 叶根 用来将叶片固定在叶轮上，叶根与叶轮的连接应牢固可靠，而且要保证叶片 在任何运行条件下都不会松动， 同时叶根的结构应在满足强度的条件下尽量简单， 使制 造、安装方便，并使叶轮缘的轴向尺寸为最小。常用的叶根有：T 型、菌型叶根、叉形 叶根、枞树型叶根。 工作部分 蒸汽从这里通过，将动能转化为机械功，工作部分是叶片的主要部分。 叶片的凹入部分称为叶面， 凸出部分称为叶背， 一般汽轮机的叶片型线沿叶高是相同的， 当叶高很长时，而叶高与直径之比大于１／１０时，则用扭曲叶片。 叶顶 一般做成铆钉状，上面有套装围带，它加强了叶片强度又减少了漏汽。围带 有以下几种形式： ①铆接围带：围带由扁钢制成，然后用铆接法固定在叶片的顶部。 ②整体围带：围带与叶片同为一整体，在加工叶片时一起铣出，待叶片组ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ后，再 将围带焊在一起。 ③弹性拱型围带：它是将弹簧钢片弯成拱型，用铆钉固定在叶片顶部，采用互圈环 状联接。 当叶片很长时，还装有拉金，将叶片联接成叶片组，以增强叶片强度并改善叶片的 振动特性。拉金通常做成棒状或管状，在一级叶片中一般有 1~2 圈拉金，最多不超过 3 圈，用拉金连接的方法有，分组联接、整圈连接及组间联接。 叶片的安装有以下几种： ① 周向埋入法：将叶片从圆周方向依次嵌装在叶轮轮缘的相应槽内，最后一个叶 片（末叶）封住缺口再用铆钉铆死，T 型叶根和菌型叶根均采用此法。
第三节
蒸汽轮机本体构成
汽轮机包括汽轮机本体、调节保安装置及辅助设备三大部分。
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一、蒸汽轮机本体 蒸汽轮机本体包括：静体（固定部分）--汽缸、喷嘴、隔板、汽封等；转子（转动 部分）--轴、叶轮、叶片等；轴承（支承部分）--径向轴承和止推轴承。 1、汽缸 汽缸本身是水平剖分为上下部分，上下缸又各分有前后缸。前缸因温度高用铸钢制 造，后缸温度低用铸铁制造。 汽轮机组在起动或停机、增减负荷时，缸体温度均会上升或下降，会产生热胀和冷 缩现象。由于温差变化，热膨胀幅度可由几毫米至十几毫米。但与汽缸连接的台板温度 变化很小， 为保证汽缸与转子的相对位置， 在汽缸作为台板间装有适当间隙的滑销系统， 其作用是： a、保证汽缸和转子的中心一致，避免因机体膨胀造成中心变化，引起机组振动或 动、静之间的摩擦； b、保证汽缸能自由膨胀，以免发生过大应力而引起变形； c、使静子和转子轴向与径向间隙符合要求。 根据滑销的构造，安装位置和不同的作用，滑销可分为： a、 横销(图7-1)：其作用是允许汽缸在横向能自由膨胀，一般装在低压缸排气室 的横向中心线上或排气室的尾部，左、右各装一个。
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4、转子 汽轮机所有转动部件的组合体称为转子。它主要包括：主轴、叶轮、叶片等部件(图 7-7)。 汽轮机转子除了受高温高压蒸汽的作用外，更主要的是由于它在高速下工作，受离 心力的作用，还必须考虑振动的问题。我国国产机组主要采用的转子形式： （1）套装式 转子； （2）整锻式转子； （3）组合转子； （4）焊接式转子。国产中小型、中等参数以下 的机组的转子都采用套装式结构。 套装式叶轮在套装前叶轮内孔应比轴径小 0.05～0.15%，套装时将叶轮内孔周缘加 热，直至叶轮内孔比轴径大 0.10～0.20 毫米，或控制红套温度 250～270℃，将叶轮红 套在轴上， 待叶轮冷却后内孔对轴就产生了很大的压紧力， 保证叶轮高速旋转时的安全 可靠。套装式叶轮的优点是加工制造方便，但是它在高温条件下工作时，叶轮与主轴之 间容易发生松动，所以高温机组的转子常用整锻式结构。 1、叶轮的结构 叶 轮
第二节
汽轮机的工作原理
汽轮机的主要元件是由喷嘴（也称静叶）与动叶（也称叶片）两个部件组成。喷嘴 固定在机壳或隔板上，动叶固定在轮盘上。 蒸汽通过喷嘴时，压力下降，体积膨胀形成高速汽流，推动叶轮旋转而作功。如果 蒸汽在叶片中压力不再降低，也就是蒸汽在叶片通道中的流速（即相对速度）不变化， 只是依靠汽流对叶片的冲击力量而推动转子转动， 这类汽轮机称为冲动式， 也称压力级， 在工业中应用广泛。如果蒸汽在叶片中继续膨胀（简称相对速度）比进口时要大，这种 汽轮机的作功不仅由于蒸汽对叶片的冲击力， 而且还有由于蒸汽相对速度的变化而产生 的巨大的反作用力，因此这类汽轮机称为反动式汽轮机。 只有一列喷嘴和一列动叶片组成的汽轮机叫单级汽轮机。由几个单级串联起来叫多 级汽轮机。由于高压蒸汽一次降压后汽流速度极高，因而叶轮转速极高，将超过目前材 料允许的强度。因此采用压力分级法，每次在喷嘴中压力降都不大，因而汽流速度也不 高，高压蒸汽经多级叶轮后能量既充分得到利用而叶轮转速也不超过材料强度许可范 围。这就是采用多级汽轮机的原因。 如果由于蒸汽离开每一级叶片的流速仍高，为了充分利用汽流的动能，可用导向叶 片将汽流引入第二排叶片中（每一个叶轮可安装二排叶片）进一步推动转轴做功，这称 为速度分级，简称速度级（又称复速级） 。速度级常用于小型汽轮机，或汽轮机的第一 级。
图7-1 纵横销 b、 纵销(图7-1)：其作用是允许汽缸沿纵向中心能自由膨胀，限制汽缸纵向中心 的横向移动。纵销中心线与横销中心线的交点称为“死点”汽缸膨胀时这点始终保持不 动。纵销安装在后轴承座、前轴承座的底部。
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c、立销(图7-2)：其作用是保证汽缸在垂直方向能自由膨胀，并与纵销共同保持机 组的纵向中心不变。 立销安装在低压汽缸排气室尾部与台板之间、 高压汽缸的前端与前 轴承座之间以及双缸汽轮机的低压汽缸前端和高压汽缸端与中心轴承座之间。 所有的立 销均在机组的纵向中心线上。
1-弹簧片
2-轴封套 图7-6
3-轴封环
4-轴
高低齿型轴封
除了汽轮机两端有轴封外，每一级隔板轴孔也需要安装汽封片，以减少级间漏汽 。
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隔板汽封的结构与轴端汽封相同，只是压差较小，所需要汽封片数目较少而已。此外， 有的汽轮机叶片上也设有汽封装置。 （3） 汽封环和汽封片的材料 高温工作区汽封环用铬不锈钢1Cr13，或铬钼钒不锈钢Cr11MoV，汽封片用铬镍钛不 锈钢1Cr18Ni9Ti。低温工作区汽封环用锡青铜，汽封片用铅黄铜。 （4）端部轴封系统 为了确保汽轮机的安全工作，合理地利用端部轴封的漏汽，提高汽轮机的经济性。 汽轮机端部轴封都有一套专门的轴封管路系统。 高压端虽装有轴封，但仍不能避免蒸汽经过轴封向外漏，为了尽量减少这一损失， 把高压端轴封分成若干段， 每端之间留一定的空室， 将这些空间的漏汽合理地引至不同 的地方加以利用， 以提高汽轮机的经济性。 小型汽轮机的高压漏汽经管道可引至低压端 轴封内作为密封用汽，其余少量漏汽再经几道轴封片，由信号管排至大气。运行人员可 通过观察信号管的冒汽情况来判断端部轴封工作的好坏。 低压端为了防止空气经轴封片漏入汽缸，必须引用压力稍高于大气压力的蒸汽来封 住轴封通道。 这部分蒸汽是由高压端轴封引来的， 在轴封室中一部分经部分轴封片后流 如低压汽缸中，另一部分则沿轴封间隙外流，最后经信号管排至大气。 汽轮机正常工作时，高压端轴封漏汽除引入低压端轴封外，多余的部分可以经管道 引入凝汽器。汽轮机起动和停机时，高压端轴封没有蒸汽，则应引用经过节流降压的新 蒸汽同时送入高、低压端轴封中去。
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外装在隔板上与围带配合防止漏汽的又称为围带汽封。 不论是轴封还是隔板汽封、 围带 汽封，其构造及外形均大同小异，阻汽原理一致，统称为汽封。 （1） 汽封的作用 汽轮机汽缸两端轴孔处与转轴间有一定间隙，这样在工作时，汽缸内进汽端将发生 高压蒸汽大量泄露。再看排汽端，一般凝汽式汽轮机的排汽压力在0.02公斤/厘米2(绝 对)左右,即排汽端处于高真空状态,大气中的空气将沿后轴孔大量漏入排汽管和凝汽 器，就会破坏汽轮机的真空。因此，为了减少高压端的向外漏汽和排汽端往里漏空气， 要求在汽缸两端轴孔处配备汽封装置（又称轴封） 。 （2） 汽封的结构 目前广泛采用的是高低齿型的梳齿结构，如图7-6所示 轴封片直接在轴封环上车出，或将轴封片压紧在轴封环的槽道里，轴封环一般由四 个或六个弧段组成。齿尖最薄处厚度为0.1毫米。有弹簧片压住轴封环，使其紧贴隔板 或汽封体，弹簧片的作用是箍紧轴封环，当轴封片与主轴相碰时，可自动退让，防止轴 封受损。当压差较小时，可以不用高低齿，而用平齿。为了减少漏汽，要求轴封间隙尽 量小，但为了保证机组的安全运行，要求轴封不发生碰擦现象，所以轴封间隙有一定的 要求。
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概述
按汽轮机热力系 统特征分类
抽汽背压式汽轮机 排汽压力高于大气压力，中间有抽汽
高速汽轮机
n＞3000 转/分
小、防爆等，在炼油厂还可以充分利用炼油过程的余热生产蒸汽作为机泵的动力，这样 可以综合利用热能。正因为这些优点，蒸汽轮机在炼油厂得到了广泛的应用。 二、汽轮机的种类 蒸汽轮机的种类繁多，根据其工作原理、性能、结构特点等，可按如下几方面进行 分类。
图7-2
立销
d、猫爪横销(图7-3)：其作用是保证汽缸能横向膨胀，同时随着汽缸在轴向的膨 胀和收缩，推动轴承座向前或向后移动，以保持转子与汽缸的轴向相对位置。猫爪横销 安装在前轴承座及双气缸汽轮机中间轴承座的水平结合面上。 猫爪横销和立销共同保持 汽缸的中心和轴承座的中心一致。
图7-3 猫爪横销 e、角销(图7-4)：装在前部轴承座及双缸汽轮机中间轴承座底部的左右两侧，以 代替连接轴承座与台板的螺栓， 但允许轴承座纵向 移动。