汽轮机设备及系统资料
汽轮机本体设备及系统介绍
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汽轮机有关热工监视、控制系 统
DCS分散控制系统 分布式计算机控制系统，对生产过程
进行集中监视、操作、管理和分散控制 的一种新型控制技术，包括CCS、SCS、 DAS系统等。
26.535 62.790 4.150 33.142 18.000 37.060 4.150 36.500 32.000 92.628 650.000
7
Hale Waihona Puke 级的概念汽轮机级是汽轮机作 功的基本单位。 一个级由一级静叶和 一级动叶组成。 静叶实现热动转换成 动能 动叶实现动能转换成 机械能。
8
高中压转子
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危险点——从人身伤害的角度 （续1）
高温高压水泄漏 高加疏水（#1高加疏水251.8℃） 给水（278.9℃，20.08MPa） 低加疏水（#5低加疏水109.3℃） 凝结水（131.5℃，1.7MPa）
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危险点——从人身伤害的角度 （续2）
润滑油着火 氢气爆炸 触电
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危险点——从设备损坏的角度
油压（LBO） 、低EH油压（LP） 、轴向位移 超过极限值（RP） 、汽轮机轴振大（VB） 、 集控室手动停机、外部信号跳机。
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DEH
数字电液控制系统（DEH） 其主要的功能是实现汽机的自动升速、同
步和带负荷。 还可实现：阀门试验及阀门管理；转子热
应力计算和控制功能；当CCS投入时，DEH系 统满足锅炉跟踪、汽机跟踪、机炉协调、定压 变压运行、快速减负荷（RUNBACK）、手动 等运行方式的要求；OPC超速保护功能；还留 有与DCS、TSI、ETS等其它设备的接口。
130MW机组(汽轮机)设备系统简介
四、汽轮机结构简介
１、汽缸
高中压缸采用合缸，其通流部分反向布置，主蒸汽、再热蒸汽的进汽 部分集中在高中压缸中部；高压缸内有一个单列调节级和8个压力级， 其中第1～6压力级采用双层缸结构，第7～8压力级合用一隔板套；中压 缸共10个压力级，其中第1～6压力级采用双层缸结构， 第7～8和9～10 压力级分别合用一隔板套。高中压内外缸的下缸均悬挂在上缸上，内上 缸以水平中分面安放在外下缸上，外上缸以水平中分面安放在前后轴承 座上。 低压缸为分流双排汽，径向扩压式结构。其内缸为通流部分，外 缸为排汽部分；低压外缸与轴承座分开，直接支承在台板上；进汽采用 波形管与中低压联通管相连；低压外缸内装有喷水降温装置，顶部装有 两只安全膜板，当汽侧压力大于大气压力时鼓破。
保安系统图
（四）润滑油系统
主油泵 主油泵为单级后弯离心式油泵，由汽轮机主轴直接带动， 主油泵为单级后弯离心式油泵，由汽轮机主轴直接带动，供汽轮发电机 组的全部用油，出口油压为1.17MPa，流量为 组的全部用油，出口油压为 ，流量为270m3/h。 。 主油箱 主油箱为后置式，容积23 主油箱为后置式，容积 m3，其内部装有二道滤网，并设有六组总功率 ，其内部装有二道滤网， 的电加热装置， 为6×6KW的电加热装置，作冬季提高油温之用；其顶部装有排油烟风机，出 × 的电加热装置 作冬季提高油温之用；其顶部装有排油烟风机， 口设一调整门，维持主油箱负压在300～500Pa，最高 口设一调整门，维持主油箱负压在 ～ ，最高600Pa，以排除油箱中 ， 的油烟。 的油烟。 冷油器 系统中设有四台冷油器，并联使用。用来冷却润滑油， 系统中设有四台冷油器，并联使用。用来冷却润滑油，调整控制轴承进 油温度。 油温度。 过压阀 当润滑油压高于0.15MPa时，过压阀动作，排油至主油箱。 当润滑油压高于 时 过压阀动作，排油至主油箱。
汽轮机主辅设备及各系统基本介绍
汽封系统
汽封汽源在启动时由新蒸汽供给。汽封系统分为前汽封和后汽
封。前汽封由四段汽封环组成三档汽室；后汽封由三段汽封环组成二
档汽室。其中前汽封第一档送入第二道抽汽备用接口管路，送往除氧
调整抽汽除氧器用，第三级非调整抽汽供低压
加热器用。在一、二级抽汽管道上装有液压止
回阀，以避免蒸汽倒流影响汽轮机运行安全。
当主汽门关闭时，控制油门亦随之动作，泄去
抽汽逆止阀的操纵座活塞压力油，使抽汽逆止
阀在弹簧力作用下自动关闭。第三级非调整抽
汽，由于汽压较低，采用了普通逆止阀。主蒸
汽管路，抽汽管路尽量采用对称布置或增加热
下半隔板在中分面处有密封键和定位销。
转向导叶环采用“拉钩”结构支持在汽缸 上，顶部及底部与汽缸间有定位键，非进汽弧 段带有护套。
前轴承座
装有推力轴承前轴承、主油泵、调速器、
保安装置、转速表、温度表等，前轴承座安放
在前座架上，其结合面上有纵向滑键，前轴承
座可沿轴向滑动。热膨胀指示器装在轴承座下
凝汽器上部；第三档会同后汽封第二档及主汽门、各调节汽阀阀杆漏
凝结水泵出口后有一路凝结水可以进入凝结器上部。在启动时还用于
冷却蒸汽和由主汽门前来的疏水；低负荷运行时，此回水可保持凝汽器内一
定的水位以维持凝结水泵的正常工作。
油系统
⑴油系统主要向汽轮机-发电机组各轴承（包括发电 机轴承）提供润滑油和向调节保安系统提供压力油， 本系统确保汽轮发电机组各轴承在机组正常运行，启 停及升速等工况下正常工作。
高负荷限制：当机组实际负荷大于高负荷限制值时，高负荷限制动作， 逐渐关小调门，使实际负荷小于高负荷限制值。
汽轮机凝汽系统及设备
汽轮机凝汽系统及设备1. 汽轮机凝汽系统概述汽轮机凝汽系统是汽轮机的一个重要组成部分，主要用于回收汽轮机排出的热能，并将其转化为可再利用的水资源。
凝汽系统的功能包括冷却和回收汽轮机排出的高温高压蒸汽，并将其转化为冷凝水，以供锅炉再次加热。
凝汽系统由多种设备组成，包括凝汽器、空冷器、凝汽泵等。
这些设备通过协同工作，实现了汽轮机排气蒸汽的冷凝和凝汽水的回收，并将凝汽水输送回锅炉进行再次加热，以提供给汽轮机继续工作所需的蒸汽。
2. 凝汽系统主要设备2.1 凝汽器（Condenser）凝汽器是凝汽系统中最重要的设备之一。
它负责将汽轮机排出的高温高压蒸汽冷凝成液态水，并实现蒸汽的回收。
凝汽器通常由许多平行布置的管子组成，通过这些管子，冷却水进入凝汽器并与蒸汽接触，使蒸汽冷却并凝结成水滴。
2.2 空冷器（Air Cooler）空冷器是凝汽系统的辅助设备，用于在部分负载或停机情况下，提供冷却介质。
它采用空气作为冷凝介质，通过自然对流或风机强制对流的方式，将蒸汽冷却为水。
2.3 凝汽泵（Condensate Pump）凝汽泵是凝汽系统中的一种泵，用于将凝结水从凝汽器或空冷器中抽出，并将其输送回锅炉进行再次加热。
凝汽泵通常采用离心泵，它能够有效地输送大量的水，并具有较高的泵送效率。
2.4 其他设备除了上述主要设备外，凝汽系统还包括一些辅助设备，如水箱、水封罩、排气器等。
这些设备的功能各不相同，但都起到了辅助凝汽系统正常运行的作用。
3. 凝汽系统工作原理汽轮机凝汽系统的工作原理可以简要概括如下：1.汽轮机排出的高温高压蒸汽通过主蒸汽管道进入凝汽器。
2.在凝汽器中，蒸汽与冷却介质（一般为冷却水）进行热交换，蒸汽冷却并凝结为水滴。
3.凝结水通过凝汽泵被抽出，并输送回锅炉进行再次加热。
4.经过再次加热后，水变为蒸汽，再次进入汽轮机进行工作。
5.空冷器在部分负载或停机情况下起到辅助冷却的作用，保证凝汽系统的正常运行。
4. 凝汽系统的重要性凝汽系统在汽轮机发电厂中起到至关重要的作用，它不仅能够有效地回收汽轮机排出的热能，减少能源浪费，还能够提高汽轮机的热效率和发电效率。
精选第四章汽轮机的凝汽系统及设备
四、凝汽器内压力的确定
当蒸汽处于饱和状态时，其压力与温度是一一对应的。所以， 凝汽器内压力取决于蒸汽凝结温度。为了求得凝汽器内压力，就得 先求出排汽温度。排汽温度的高低取决于冷却水的进口温度、冷却 水的温升和传热端差。
这种空气冷却式凝汽系统，设备、建筑费用高，但可以节 约大量的水。 我国山西大同第二发电厂有两台200MW 汽轮发 电机组用了 此系统 。
Hamon间接空冷系统
Heller 系统
空气冷 却式凝 汽系统
直接空 气冷却 系统
2、运行对凝汽设备的要求： （1）凝汽器冷却管应具有较好的传热系数，保证良好的传 热效果，获得较高的真空度，同时尽可能的减少换热面积。 （2）凝结水温度不应低于排汽压力对应的饱和温度，以免 增加过冷度。这和供水方式、季节、地理位置有关； （3）蒸汽在凝汽器内的流动阻力要小，以降低排汽口压力 和减少凝结水过冷度。
（三）传热端差 传热端差和冷却面积、传热量及传热系数有关系。设计时，
一般取 t 3 ~ 10 0C 。对于单流程凝汽器，取 t 7 ~ 9o C，对 于多流程凝汽器，取 t 4.5 ~ 6.5o C 。
作业与思考题
1，画出最简单的凝汽系统图，其主要设备及其作用。 2，间接空冷系统图，其主要设备及其作用。 3，凝汽器内的压力如何确定？ 4，什么是凝汽器的最有利真空和极限真空？
空冷凝器系统
直接空冷系统 间接空冷系统
带表面式凝汽器的间接 空冷系统（哈蒙系统）
带喷射式凝汽器的间接 空冷系统（海勒系统）
（1）直接空气冷却系统： 用空气作为冷却工质的凝汽器称为空气直接冷却式凝汽
汽轮机设备及其系统
汽轮机设备及其系统1、汽轮机设备及系统的组成是怎样的?汽轮机设备及系统包括汽轮机本体、调节保安油系统、辅助设备及热力系统等。
汽轮机本体由汽轮机的转动部分和静止部分组成；调节保安油系统主要包括调节汽阀、调速器、调速传动机构、主油泵、油箱、安全保护装置等；辅助设备主要包括凝汽器、抽气器（或水环真空泵）、高低压加热器、除氧器、给水泵、凝结水泵、循环水泵等；热力系统主要指主蒸汽系统、再热蒸汽系统、凝气系统、给水回热系统、给水除氧系统等。
汽轮发电机组的供油系统是保证机组安全稳定运行的重要系统。
2、汽轮机本体由哪几部分组成?⑴静止部分。
冲动式汽轮机是同汽缸、喷嘴、隔板、隔板套及汽封等部件部分。
反动式汽轮机是由汽缸、静叶持环、平衡鼓及汽封等部件组成。
⑵转动部分。
由主轴、叶轮、安装在叶轮上的动叶片、联轴器及轴封套等部件组成。
3、汽缸的作用是什么?汽缸是汽轮机的外壳。
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，保证蒸汽在其中完成能量转换过程。
4、高参数大容量机组的高、中压缸为什么要采用双层缸结构?随着蒸汽初参数的提高，汽缸壁的厚度、法兰与螺栓尺寸都要增加，汽缸内外壁压差、温差相应增加。
为了简化汽缸结构，节省优质合金钢材，减少汽缸热应力和热变形，加快机组启、停速度，所以高参数大容量机组的高、中压缸都采用双层结构。
5、大功率机组的高、中压缸采用双层缸结构有哪些优点?⑴可以减轻单个汽缸的重量，加工制造方便。
⑵可以按不同温度合理选用钢材，节省优质合金钢材。
⑶每层缸壁相应减薄，内缸和外缸的内外壁之间的温度减小，有利改善机组的启、停机性能和变工况性能。
⑷运行时可以把某级抽汽引入内外缸夹层，使内外缸所承受的压差、温度大为减少，进H 一步缩短了启、停机时间。
二6、什么是排汽缸？从运行角度说出对排汽缸有何要求?将汽轮机末级动叶排出的蒸汽导入凝汽器的部分叫排汽缸。
排汽缸尺寸大，是在高度真空下工作的，故要求排汽缸应有足够的刚性，良好的流动性以回收排汽的动能。
汽轮机设备
汽轮机设备汽轮机设备包括汽轮机本体、调速系统、油系统及附属设备(凝汽设备、回热系统设备等)。
(一)汽轮机的容量和种类汽轮机的容量是以它的发电能力来表示的，单位是kW。
由于蒸汽流经管道产生压降和热损失，汽轮机的蒸汽参数(进口的汽压和汽温）比锅炉出口处的低一些。
发电厂用的汽轮机主要有凝汽式和供热式两种。
供热式汽轮机又分为抽汽式和背压式两种。
凝汽式汽轮机是专门用来发电的，做完功的蒸汽全部排入凝汽器凝结成水,重新打回锅炉。
供热式汽轮机既发电又供热,效率较高。
在抽汽式汽轮机中,部分膨胀做功后的蒸汽被抽出来向外供热。
在背压式汽轮机中,全部排汽都供给工厂生产用，不需要凝汽设备。
我国目前系列生产的高温高压及以上参数的汽轮机见表1。
电力系统已不再采用中温中压凝汽式小火电机组。
按引进技术制造的300MW和60OMW汽轮机，汽压(绝对压力)为16.7MPa（169绝对大气压)，汽温为537/537℃,均为凝汽式机组。
目前世界上最大的汽轮机是美国的1300MW机组。
(二）汽轮机的原理和结构1.原理汽轮机中能量转换的主要部件是喷嘴（静叶片）和叶片(动叶片)。
蒸汽流过固定的喷嘴（见图1)，压力、温度降低,体积膨胀,流速增高，热能转变为动能;高速蒸汽冲动装在叶轮上的叶片,使转子转动，蒸汽流速降低，动能又变成机械能。
这就是冲动式汽轮机的基本原理。
图1冲动式汽轮机原理还有一种汽轮机称为反动式汽轮机,它的能量转换部件也是静叶片和动叶片。
在这种汽轮机中蒸汽既在静叶片中又在动叶片中降低压力和温度,将热能变为动能,依靠汽流喷出产生的反作用力,推动叶轮旋转,与喷气式飞机的原理相似,如图2所示。
图2反动式汽轮机原理除了容量很小、蒸汽参数较低的汽轮机只有一级喷嘴和叶片外，一般汽轮机都是多级式的,有许多级喷嘴和叶片。
例如,国产高温高压50MW汽轮机有18级喷嘴和叶片。
蒸汽逐级流过喷嘴和叶片，从每级喷嘴喷出来的高速蒸汽都冲动叶片使转子转动,最后一级叶片出口处的蒸汽压力、温度、流速均很低。
电厂汽轮机设备及系统
电厂汽轮机设备及系统概述电厂汽轮机是一种机械设备，用于将燃料的化学能转化为机械能，进而驱动发电机发电。
它是电厂的核心设备之一，负责产生能量供给电网。
本文将介绍电厂汽轮机的工作原理、组成部分以及关键系统。
工作原理电厂汽轮机的工作原理基于斯特林循环或布雷顿循环。
循环过程涉及燃烧、加热、膨胀和冷却四个阶段。
1.燃烧阶段：燃料（如煤炭、天然气或油）在锅炉内燃烧，产生高温高压的燃气。
2.加热阶段：燃气通过锅炉中的水管，加热水并产生蒸汽。
3.膨胀阶段：蒸汽进入汽轮机，通过喷嘴和叶片的作用，使汽轮机转动。
4.冷却阶段：剩余的能量由冷却水吸收，蒸汽变成水，并重新注入锅炉。
组成部分电厂汽轮机由以下组成部分构成：1.燃气轮机：负责产生高温高压的燃气，并转化为机械能。
燃气轮机通常是旋转式的，由一个或多个轴承支撑。
2.发电机：与燃气轮机相连，通过轴将机械能转化为电能。
发电机是电厂汽轮机的核心组件之一。
3.锅炉：提供蒸汽，用于驱动汽轮机。
锅炉内的燃料燃烧产生高温高压的燃气，而水则通过燃气加热蒸发成蒸汽。
4.冷却系统：吸收蒸汽中的余热，将蒸汽冷却成水，并重新注入锅炉。
5.燃料供应系统：负责将燃料（如煤炭、天然气）输送到锅炉中，以提供燃烧所需的热能。
关键系统除了上述组成部分，电厂汽轮机还包括一些关键系统，确保运行的安全和高效。
1.控制系统：监测和控制汽轮机的运行参数，包括温度、压力、流量等。
通过自动控制和调节，确保汽轮机的稳定运行和优化性能。
2.安全系统：包括火灾探测、烟雾探测、温度和压力过高的报警系统等，用于监测异常情况并采取安全措施，以防止事故发生。
3.润滑系统：用于提供润滑油，减少组件之间的摩擦和磨损，确保汽轮机的正常运行。
4.排放系统：由于燃料的燃烧会产生废气和烟尘，排放系统用于处理和净化废气，以满足环境保护要求。
5.维护系统：包括定期维护、故障排除和设备检修等活动，确保汽轮机的健康运行和长期可靠性。
总结电厂汽轮机是电厂的核心设备之一，以燃料的化学能转化为机械能，从而驱动发电机发电。
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第一节
汽
缸
汽缸是汽轮机的最重要的部件之一，它是 汽轮机中重量大，形状和受力状态复杂的 一个部件。它是汽轮机的外壳，用于将汽 轮机的通流部分与大气隔开，并在其内部 支撑固定喷嘴组、隔板组（静叶持环）、 隔板（静叶环）、汽封等静止部件，以保 证蒸汽有可能完成其能量的转换过程。汽 缸外部还连接有进汽、排汽、回热抽汽及 疏水等管道。
这使机组在启停止和变负荷运行时，内、外壁之间 的温度差较小，热应力也较小，有利于缩短启动时 间和提高汽轮机对负荷的适应性具有较强的调峰能 力。但双缸的结构比单层汽缸复杂，零部件增多， 因而加工工时、安装和检修等方面的工作量有所增 加。
下附高、中压缸的图片
现大型汽轮机高、中压缸布置均为反向布置，它的优点：新蒸汽及 热器蒸汽的进汽部分均集中在汽缸的中部，可减少汽缸的温度差及 应力，而且温度最高的部分布置在距离汽轮机轴承较远的位置，使 承受汽缸温度的影响较小，改善了轴承的工作条件，同时还可平衡 部分高、中压级的轴向推力。另外，前后轴端汽封均处于高中压缸 汽部位，使轴封漏气损失显著减少，此外，高、中压缸的型式还减 了一至二个径向支持轴承，缩短了高、中压缸转子的长度。 蒸汽从喷嘴高速喷出时产生的反作用力，通过隔板传递给汽缸，使 缸承受一个与转速方向相反的力矩。为了平衡此力矩，在外汽缸左 的下部装有一弹簧性支座，其布置在基础上，以减少左支撑猫爪的 力，确保汽缸自由膨胀，其中心线位置不变。 为了减少运行中汽缸法兰的内外壁温差，高中汽缸采用厚而窄的水 法兰，高中压外缸上、下法兰两端的左右两侧都沿轴向伸出猫爪， 猫爪为安装猫爪，上猫爪为支撑猫爪，分别支撑在前轴承箱和中间 承箱的相应平台上。内缸的上、下法兰两端各伸出两对猫爪，下猫 为安装猫爪，上猫爪为支撑猫爪，支撑在外缸水平中分面内壁的凸 上。内缸的工作温度较高，采用优质的耐热铬钼合金钢浇铸，，其 下内缸中间各有四个进汽接口，与外汽缸上的高、中压进汽接口对
一、高、中压缸
因高、中压缸内的蒸汽压力、温度都很高，致使汽缸 内、外压差很大，如果采用单层汽缸结构势必造成汽 缸壁加厚，为保证联接螺栓必须的的予紧力来保证汽 缸中分面的汽密性，法兰的尺寸和螺栓的直径也要相 应的加大。在汽轮机的启动、停止和负荷变化时，会 因热量传递其内外壁将出现较大的温差而产生很大的 热应力和热变形，这对设备的安全运行极为不利，还 会缩短其工作寿命。而采用双层汽缸结构后，把原单 层汽缸所受的蒸汽总压力分摊给了内、外两层汽缸， 减少了每层汽缸内、外壁之间的压力差和温度差，汽 缸壁与单层缸相比 可以相应减薄，有利于保证汽缸结 合面的严密性，而且在内、外缸之间有蒸汽流动，以 调整内、外缸的内、外壁温差，使内缸主要承受压力 差，外缸主要承受温度差。
缸应具有足够的强度和刚度，以承受工作 时汽缸内、外的压力差的作用力、各零部 件的自身重量和管道的作用力，以及沿汽 缸轴向、径向温度分布不均而引起的热应 力。特别是机组在快速启、停和运行工况 变化时，将引起很大的温度变化，会在汽 缸和法兰中生产很大的的热应力和热变形。 不同机组的汽缸有不同的结构特点，它受 机组容量、新蒸汽参数、排汽参数、是否 采用中间再热以及制造厂家的制造方法、 工艺水平等各方面的影响。
改进后首台机组于1991年4月出厂，10月投 运，在此以后，又改进制造了产品编号为 C151型机组。近年来，在125MW机组的基 础上，上海汽轮机厂又研究生产了采用引 进技术的135MW汽轮发电机组（产品编号 从D151开始），其技术性能有了进一步的 提高，并采用了数字式电调系统，目前不 仅135MW机组业已有多台投入运行。且已 有较多台300MW、600MW机组投入运行。
的汽轮机以来，汽轮机经历了120年的历史。 一个多世纪以来，汽轮机沿着大单机容量、 提高蒸汽参数、不断改进材料和制造工艺、 加强自动化水平的方向发展。中国制造的 第一台容量为6000KW的汽轮机，与1956 年投运，以后陆续制造出12MW、25MW、 50MW的中压和高压汽轮机，1959年投运 了100MW的汽轮机。1969年9月我国自行 设计制造的125MW超高压中间再热汽轮机 组正式投产发电，标志着我国火力发电设 备的制造和运行水平进入了一个新时期。
在此以后，我国自行设计制造了200MW、 300MW机组，并在引进技术的基础上制造了 300MW、600MW汽轮发电机组，且陆续投入运 行。 第一台125MW机组的汽轮机由上海汽轮机厂制造， 投入30多年以来，先后已有130余台125MW的机 组投产发电，占全国电网容量的9%，成为我国火 力发电机组之一。30多年来，125MW机组经过不 断的设计优化和技术完善，各项技术指标和运行 实绩也有了不断的提高。该汽轮机的优化设计工 作一直在进行，其中第一阶段在1978年—1981年 间在生产第35—47台机组中进行，其产品编号仍 为151.主要针对此前生产的34台汽轮机所暴露出 来的问题与不足进行优化改进。
汽轮机设备及系统概况
----- 鲍玉和汽轮机设备概述 第一章 轮机的发展史汽轮机的发展史
汽轮机时火力发电厂的主要设备之一，它 与锅炉、发电机一起被称作火电厂三大主 机。与其他动力机械相比，汽轮机具有转 速高、单机功率高、效率高、安全可靠等 特点。自从1883年，瑞典工程师C.G.P.de 拉法尔建造了世界第一台功率未3.67瓦有 实用价值
第二阶段在1982年—1986年间，在生产第48— 58台机组中进行，产品编号为A151.这次改进的 目的的主要是提高整个电厂的安全性，同时在保 持其出力不变的前提下主蒸汽和再热蒸汽温度均 由550℃降低到535℃.第三阶段工作是在第59— 86台机组中进行，产品编号仍为A151.主要考虑 到机组的运行安全性、可靠性及出力，改进的内 容较少。第四阶段从第87台机组开始，产品编号 为B151，主要目的是提高机组的经济性，使机组 在不抽厂用气情况下汽耗达到8499KJ/（KW.h）。 同时，进一步提高机组的安全性和自动化水平。