火力发电—— 汽轮机设备
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➢ 隔板内孔与主轴间的汽封称为隔板汽封； ➢ 动叶片的顶部、根部与静子间的径向、轴向汽封称为叶
片汽封； ➢ 转子穿出汽缸两端处的汽封称为轴端汽封(轴封)，高压
端轴封防止蒸汽外漏，低压缸排汽端轴封防止空气漏入 汽轮机。
轴封示意图
三、汽轮机本体主要结构
5．轴承
轴承有支持轴承和推力轴承两种。
➢ 支持轴承用于支持整个转子的重量以及由于转子质量 不平衡所引起的离心力，并固定转子的径向位置，使 转子中心与汽缸中心保持一致；
(1)纯冲动级：蒸汽在动叶流道内仅改变方向而不膨胀加 速，动叶所受到的作用力仅为冲击力，级内蒸汽的焓 降全部发生在喷嘴中。
(2)反动级：蒸汽在动叶流道内膨胀加速，动叶所受到的 作用力为冲击力和反击力的合力，级内蒸汽焓降中有 一半发生在喷嘴中，另一半发生在动叶流道内。
(3)冲动级：介于上述两种级之间的一种级，级的大部分 焓降发生在喷嘴中，只有一小部分焓降发生在动叶流 道内。
1、汽缸 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，形成蒸汽进行能量转换 的封闭汽室。
三、汽轮机本体主要结构
1、汽缸
大型汽轮机的汽 缸采用双层或多 层结构，形成内 缸和外缸。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
三、汽轮机本体主要结构
2、喷嘴与隔板
喷嘴也称静叶片，每两片组成喷嘴流道，蒸 汽在其中完成热能到动能的转换。
第二章 火力发电
第一节 火电厂生产过程 第二节 锅炉设备 第三节 汽轮机设备
第三节 汽轮机设备
一、汽轮机的工作原理
汽轮机是一种以蒸汽为工质，并将蒸汽的热能转 换为机械功的旋转机械。
英文：Turbine，译名透平 叶轮机械（广义范畴）
一、汽轮机的工作原理
级-汽轮机作功的基本单元
定义：级是由喷嘴叶栅（或 静叶栅）和它相配合的动 叶栅所组成.
安装中的600MW汽轮机（中压转子）
安装中的600MW汽轮机(就位低压转子)
安装中的600MW汽轮机(低压转子局部)
安装中的600MW汽轮机（末级叶片）
三、汽轮机本体主要结构
4、汽封
汽轮机的动、静之间必须留有一定的间隙，在压 力差的作用下会形成漏汽，即漏汽损失。汽封就是各 动、静间隙处装设的密封装置，由很多薄金属片与主 轴的凹凸处形成多个曲折间隙，以减少漏汽。
二、汽轮机设备的组成及工作过程
汽轮机设备
汽机本体
辅助设备
由静止部分、转动部分、主汽门、 调节汽门等组成。
包括凝汽设备、回热加热设 备、调节保安装置、供油系 统等
汽轮机本体及其辅助设备由管道和阀门连成一个整 体，称为汽轮机设备。汽轮机与发电机的组合称为汽轮 发电机组。
二、汽轮机设备的组成及工作过程
➢ 推力轴承则用于承受转子上的轴向推力，并确定转子 的轴向位置，以保持动、静之间合理的轴向间隙。
由于汽轮机的重量及轴向推力很大、转速很高， 故其轴承不是通常的滚珠轴承而采用油膜润滑的滑动 轴承，依靠油膜压力来平衡作用力。
➢ 多级汽轮机
现代的汽轮机是由串联在同一轴上的若干个级 组合而成。多级汽轮机的进汽参数高、蒸汽流量大， 蒸汽依次流过每个级，逐级膨胀，最后以很低的压 力排出，功率和效率远高于单级汽轮机。
多级冲动式汽轮机
一、汽轮机的工作原理
根据汽流在动叶流道内的膨胀程度和给予动叶作 用力的形式，可将级分为三类：
蒸汽热能
喷嘴（静叶栅） ↓
蒸汽动能
动叶栅
↓
机械能
一、汽轮机的工作原理
因此，实现蒸汽热能到机械能的转换可分 为两个阶段：
(1) 在喷嘴中蒸汽的热力势能(焓降)转变 为高速汽流的动能。
(2) 在动叶片流道中蒸汽的动能转变为旋 转的机械能。
一、汽轮机的工作原理
➢ 单级汽轮机
只有一级的汽轮机，只能转换较小的蒸汽焓降， 功率不大、效率也低。
汽轮机的调节系统用来调节进汽量，以适应 外界负荷的变化，保证供电的数量和质量。
保护装置则用于监测汽轮机的运行，在危急 情况下保证汽轮机的安全。
调节系统和保护装置中用来传递信号和操纵 有关部件的压力油，以及用来润滑和冷却汽轮机 各轴承的用油，都是来自汽轮机的油系统。
三、汽轮机本体主要结构
汽轮机本体由静子、转子两大部分组成。 静子主要包括汽缸、喷嘴、隔板、汽封、轴承 等。转子主要包括主轴、叶轮、动叶、联轴器 等。
动叶片由叶根、叶型(叶身或称工作部分)和连接件( 围带或拉筋)组成。
许许多多的动叶片以同样的间隔和角度通过叶根安装 在叶轮的轮缘或转鼓上，排列成动叶栅，形成汽轮机的一 级动叶流道。
三、汽轮机本体主要结构
汽轮机动叶片
叶顶（及附带结构）
围带 拉金
叶身（叶片型线部分）
完成做功的场所
叶根（叶片固结于叶 轮）
第一级的喷嘴分成4组或6组布置在对应的喷 嘴室出口，由相应的调节阀门分别控制进入汽轮 机的蒸汽流量来调节功率，就称该级为调节级， 以后各级统称为压力级。
喷嘴装在隔板上，隔板同样分成上下两半固 定在上下汽缸内(如图l一22所示)。
三、汽轮机本体主要结构
3、转子
汽轮机的转动部分总称为转子。
➢ 冲动式汽轮机的转子为叶轮式结构由主轴、叶轮、 动叶片等组成；
➢ 反动式汽轮机因在动叶中有较大的焓降，动叶两 侧有较大的压力差，不宜采用叶轮式转子而为转 鼓式结构，由转鼓和动叶片等组成，没有叶轮。
目前，国产引进型300MW、600MW汽轮机的高、中、 低压转子均为整锻转子。
三、汽轮机本体主要结构
相邻的两个动叶片构成一个动叶流道。由喷嘴射出的 高速汽流进入动叶流道，推动动叶片旋转，进而带动主轴 旋转，使蒸汽动能转变为机械功。
一、汽轮机的工作原理
上述三种级中，
➢ 纯冲动级的做功能力最大，但级效率最差；
➢ 反动级的级效率高、做功能力较小；
➢ 冲动级则介于两者之间，兼有做功能力大和级效 率高的特点。因此冲动级在国产汽轮机(尤其是 中小型机组)中得到了广泛的应用。
但在近些年直接引进的设备或引进技术在国内 生产的300MW以上的大型汽轮机中，则着重于级 效率的进一步提高而较多地采用反动级。
各种类型的叶根结构
三、汽轮机本体主要结构
由于蒸汽体积流量随其压力降低而迅速增大，因而 要求动叶长度也随之逐级增大：前几级叶片很短，末几 级叶片很长，通流部分呈渐扩形。
长叶片均按等强度原理设计成变截面扭曲叶片，短 叶片可采用直叶片即等截面叶片，当然所有叶片都采用 扭叶片最合理。
安装中的汽轮机（中压转子）
片汽封； ➢ 转子穿出汽缸两端处的汽封称为轴端汽封(轴封)，高压
端轴封防止蒸汽外漏，低压缸排汽端轴封防止空气漏入 汽轮机。
轴封示意图
三、汽轮机本体主要结构
5．轴承
轴承有支持轴承和推力轴承两种。
➢ 支持轴承用于支持整个转子的重量以及由于转子质量 不平衡所引起的离心力，并固定转子的径向位置，使 转子中心与汽缸中心保持一致；
(1)纯冲动级：蒸汽在动叶流道内仅改变方向而不膨胀加 速，动叶所受到的作用力仅为冲击力，级内蒸汽的焓 降全部发生在喷嘴中。
(2)反动级：蒸汽在动叶流道内膨胀加速，动叶所受到的 作用力为冲击力和反击力的合力，级内蒸汽焓降中有 一半发生在喷嘴中，另一半发生在动叶流道内。
(3)冲动级：介于上述两种级之间的一种级，级的大部分 焓降发生在喷嘴中，只有一小部分焓降发生在动叶流 道内。
1、汽缸 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，形成蒸汽进行能量转换 的封闭汽室。
三、汽轮机本体主要结构
1、汽缸
大型汽轮机的汽 缸采用双层或多 层结构，形成内 缸和外缸。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
三、汽轮机本体主要结构
2、喷嘴与隔板
喷嘴也称静叶片，每两片组成喷嘴流道，蒸 汽在其中完成热能到动能的转换。
第二章 火力发电
第一节 火电厂生产过程 第二节 锅炉设备 第三节 汽轮机设备
第三节 汽轮机设备
一、汽轮机的工作原理
汽轮机是一种以蒸汽为工质，并将蒸汽的热能转 换为机械功的旋转机械。
英文：Turbine，译名透平 叶轮机械（广义范畴）
一、汽轮机的工作原理
级-汽轮机作功的基本单元
定义：级是由喷嘴叶栅（或 静叶栅）和它相配合的动 叶栅所组成.
安装中的600MW汽轮机（中压转子）
安装中的600MW汽轮机(就位低压转子)
安装中的600MW汽轮机(低压转子局部)
安装中的600MW汽轮机（末级叶片）
三、汽轮机本体主要结构
4、汽封
汽轮机的动、静之间必须留有一定的间隙，在压 力差的作用下会形成漏汽，即漏汽损失。汽封就是各 动、静间隙处装设的密封装置，由很多薄金属片与主 轴的凹凸处形成多个曲折间隙，以减少漏汽。
二、汽轮机设备的组成及工作过程
汽轮机设备
汽机本体
辅助设备
由静止部分、转动部分、主汽门、 调节汽门等组成。
包括凝汽设备、回热加热设 备、调节保安装置、供油系 统等
汽轮机本体及其辅助设备由管道和阀门连成一个整 体，称为汽轮机设备。汽轮机与发电机的组合称为汽轮 发电机组。
二、汽轮机设备的组成及工作过程
➢ 推力轴承则用于承受转子上的轴向推力，并确定转子 的轴向位置，以保持动、静之间合理的轴向间隙。
由于汽轮机的重量及轴向推力很大、转速很高， 故其轴承不是通常的滚珠轴承而采用油膜润滑的滑动 轴承，依靠油膜压力来平衡作用力。
➢ 多级汽轮机
现代的汽轮机是由串联在同一轴上的若干个级 组合而成。多级汽轮机的进汽参数高、蒸汽流量大， 蒸汽依次流过每个级，逐级膨胀，最后以很低的压 力排出，功率和效率远高于单级汽轮机。
多级冲动式汽轮机
一、汽轮机的工作原理
根据汽流在动叶流道内的膨胀程度和给予动叶作 用力的形式，可将级分为三类：
蒸汽热能
喷嘴（静叶栅） ↓
蒸汽动能
动叶栅
↓
机械能
一、汽轮机的工作原理
因此，实现蒸汽热能到机械能的转换可分 为两个阶段：
(1) 在喷嘴中蒸汽的热力势能(焓降)转变 为高速汽流的动能。
(2) 在动叶片流道中蒸汽的动能转变为旋 转的机械能。
一、汽轮机的工作原理
➢ 单级汽轮机
只有一级的汽轮机，只能转换较小的蒸汽焓降， 功率不大、效率也低。
汽轮机的调节系统用来调节进汽量，以适应 外界负荷的变化，保证供电的数量和质量。
保护装置则用于监测汽轮机的运行，在危急 情况下保证汽轮机的安全。
调节系统和保护装置中用来传递信号和操纵 有关部件的压力油，以及用来润滑和冷却汽轮机 各轴承的用油，都是来自汽轮机的油系统。
三、汽轮机本体主要结构
汽轮机本体由静子、转子两大部分组成。 静子主要包括汽缸、喷嘴、隔板、汽封、轴承 等。转子主要包括主轴、叶轮、动叶、联轴器 等。
动叶片由叶根、叶型(叶身或称工作部分)和连接件( 围带或拉筋)组成。
许许多多的动叶片以同样的间隔和角度通过叶根安装 在叶轮的轮缘或转鼓上，排列成动叶栅，形成汽轮机的一 级动叶流道。
三、汽轮机本体主要结构
汽轮机动叶片
叶顶（及附带结构）
围带 拉金
叶身（叶片型线部分）
完成做功的场所
叶根（叶片固结于叶 轮）
第一级的喷嘴分成4组或6组布置在对应的喷 嘴室出口，由相应的调节阀门分别控制进入汽轮 机的蒸汽流量来调节功率，就称该级为调节级， 以后各级统称为压力级。
喷嘴装在隔板上，隔板同样分成上下两半固 定在上下汽缸内(如图l一22所示)。
三、汽轮机本体主要结构
3、转子
汽轮机的转动部分总称为转子。
➢ 冲动式汽轮机的转子为叶轮式结构由主轴、叶轮、 动叶片等组成；
➢ 反动式汽轮机因在动叶中有较大的焓降，动叶两 侧有较大的压力差，不宜采用叶轮式转子而为转 鼓式结构，由转鼓和动叶片等组成，没有叶轮。
目前，国产引进型300MW、600MW汽轮机的高、中、 低压转子均为整锻转子。
三、汽轮机本体主要结构
相邻的两个动叶片构成一个动叶流道。由喷嘴射出的 高速汽流进入动叶流道，推动动叶片旋转，进而带动主轴 旋转，使蒸汽动能转变为机械功。
一、汽轮机的工作原理
上述三种级中，
➢ 纯冲动级的做功能力最大，但级效率最差；
➢ 反动级的级效率高、做功能力较小；
➢ 冲动级则介于两者之间，兼有做功能力大和级效 率高的特点。因此冲动级在国产汽轮机(尤其是 中小型机组)中得到了广泛的应用。
但在近些年直接引进的设备或引进技术在国内 生产的300MW以上的大型汽轮机中，则着重于级 效率的进一步提高而较多地采用反动级。
各种类型的叶根结构
三、汽轮机本体主要结构
由于蒸汽体积流量随其压力降低而迅速增大，因而 要求动叶长度也随之逐级增大：前几级叶片很短，末几 级叶片很长，通流部分呈渐扩形。
长叶片均按等强度原理设计成变截面扭曲叶片，短 叶片可采用直叶片即等截面叶片，当然所有叶片都采用 扭叶片最合理。
安装中的汽轮机（中压转子）