汽轮机设备原理及作用 --郑洁

汽轮机工作原理
汽轮机是一种能量转换装置
电能的生产过程是一系列的能量转换过程 锅炉将水变为蒸汽的热能 汽轮机将蒸汽的热能转变成轴旋转的机械能 发电机把机械能转变成电能
汽轮机的工作原理
来自余热锅炉的主蒸汽，具有一定的温度和压力，
流过汽轮机喷嘴和动叶组成蒸汽通道时，蒸汽发生膨 胀从而获得很高的速度，高速汽流冲动汽轮机的动叶 片，使转子按一定的速度均匀转动，汽轮机通过联轴 器带动发电机的转子，由于电磁感应的作用，电机静 子线圈中产生强大电流，通过变电装置后输向用户。 汽轮机是用具有一定温度和压力的蒸汽来做功的回转 式原动机 。按其做功原理的不同，可分为冲动式汽轮 机和反动式汽轮机两种类型。
转子就位下汽缸内
调节级后压力
调节级后蒸汽压力就是速度级后压力。汽轮机有个额定的 压力，测得的压力和额定压力对比可以了解汽轮机运行的异 常。由于从汽轮机调节级喷嘴内喷出的蒸汽是汽轮机新蒸汽 经调节级喷嘴减压降温而来，因此此时的蒸汽具有很高的流 速。在很大程度上，蒸汽对调节级叶轮的做功就是靠这极大 的汽流速度冲击而获得，因此，早期就把调节级称做速度级。
冲动式汽轮机工作原理
1、海南公司垃圾发电厂从主 机划分，主要有：焚烧余热锅 炉、烟气净化、汽轮机和发电 机。 网后带电流向外输送电能。在 汽轮机内做过功的蒸汽在高度 真空的凝汽器内被凝结成水， 向除氧器输送水源供给锅炉汽 包。
蒸汽在喷嘴中发生膨 胀，压力降低，速度增加， 热能转变为动能。高速汽 流流经动叶片3时，由于 汽流方向改变，产生了对 叶片的冲动力，推动叶轮 2旋转作功，将蒸汽的动 能变成叶轮轴旋转的机械 能。这种利用冲动力作功 的原理，称为冲动作用原 理。
叶片与叶轮
汽缸的结构
汽缸从高压向低压方向看，大致上呈圆筒形或圆锥形。 为了便于加工、安装及检修，汽缸一般作成水平对分式，即 分为上、下汽缸，水平结合面一般用法兰螺栓连接，另外， 为了合理利用材料和便于加工、运输，汽缸也常按缸内压力 高低沿轴向分为几段，垂直结合面也采用法兰螺栓连接，由 于垂直结合面一般不需拆卸，为保证其严密性，有些汽缸还 在结合面的内圆加以密封焊。
动叶片安装部位
转子叶轮圆周
转鼓圆周
相同功率体积
小
大
相同功率设备造价
低
高
Hale Waihona Puke Baidu
汽轮机的应用领域
发电拖动
火力发电厂、核电厂、余热发电
工业拖动
钢铁厂、造纸厂、化工厂
舰船拖动
大型远洋船舶、军事大型舰艇、核动力航空母舰
汽轮机的结构
汽轮机由转动部分和静止部分所组成。汽轮机转动部件 的组合体称为转子，它包括主轴、叶轮、动叶栅、联轴器及 装在轴上的其他零件。蒸汽作用在动叶栅上的力矩，通过叶 轮、主轴和联轴器传递给发电机或其他设备，并使它们旋转 而作功。汽轮机的静止部分包括基础、台板(机座)、汽缸、 喷嘴、隔板、汽封、轴承等部件，但主要是汽缸和隔板。
汽轮机工作原理
其实过热蒸汽的膨胀过程就是压降过程，由热能 转化为动能，因为流体在控制体的进出口两端存在 压差，所以才有流动。在汽轮机里流体是经过喷嘴 实现膨胀的，因为喷嘴两端有压差，所以蒸汽逐级 流动，压力不断降低；蒸汽在膨胀的过程中实现加 速，冲击到汽轮机叶片而产生动力。叶片产生的是 转动扭矩，也就是机械能，带动转子旋转，转子将 转矩传递到发电机的转子，实现发电。
盘车装置
汽轮机通过一副刚性联轴器与发电机相连，转子盘 车装置装于后轴承盖上，由电动机驱动，通过蜗轮蜗杆 及齿轮减速达到所需要的盘车速度。当转子的转速高于 盘车速度时，盘车装置能自动退出工作位置。在无电源 的情况下，在盘车电动机的后轴端装有手轮，可进行手 动盘车。
汽轮机剖面图
汽轮机转子
汽轮机转子在高温蒸汽中高速旋转，不仅要承受汽流的 作用力和由叶片、叶轮本身离心力所引起的应力，而且还承 受着由温度差所引起的热应力。此外，当转子不平衡质量过 大时，将引起汽轮机的振动。因此，转子的工作状况对汽轮 机的安全、经济运行有着很大的影响。
汽轮机叶片
汽轮机转子由一级复速级（速度级）和十一级压力级组成， 叶片均为根据三元流原理设计的新型全三维叶片，除末两级 叶片为扭叶片外，其余压力级叶片均为直叶片。汽轮机具有 三段不调整抽汽。第一段抽汽在复速级压力级后抽出，供垃 圾焚烧炉蒸汽空气预热器。第二段抽汽在第二压力级后抽出 供均压箱高低压轴封及除氧器用汽。第三段抽汽在第八压力 级后抽出供低压加热器用汽。
冲动式与反动式的主要区别
项目
冲动式
反动式
动叶片出、入侧 横截面形状
匀称，汽流流道从入 口到出口其面积基本 不变。
不对称，叶型入口较 肥大，而出口侧较薄， 蒸汽流道从入口到出 口呈渐缩状。
进汽方式
大部分喷嘴调节
全周进汽
推力平衡方法 叶轮上开有平衡孔 转鼓上设有平衡活塞
蒸汽压降产生部位 仅在隔板的喷嘴中 静叶片、动叶片均有
汽轮机设备原理及作用
郑洁
2018年06月16日
垃圾发电厂的工艺流程
1、海南公司垃圾发电厂从主机划分，主要有：焚烧余热锅 炉、烟气净化、汽轮机和发电机。 2、垃圾在炉排上经过干燥、气化、焚烧，产生的高温烟气， 被引风机抽拉，流经余热锅炉炉膛和水平烟道，依次被水冷 壁、蒸发器、过热器和省煤器，经辐射、对流、传导换热后 排至烟气净化系统。余热烟气经烟气净化系统脱酸、除尘、 去除有害物质后达到国家排放标准排入大气。换热管吸收热 量后，产生饱和蒸汽，并经过进一步加热成过热蒸汽，过热 蒸汽经过主蒸汽管道进入汽轮机膨胀作功，冲动转子转动， 然后带动发电机旋转，切割磁力线，产生感应电动势，并网 后带电流向外输送电能。在汽轮机内做过功的蒸汽在高度真 空的凝汽器内被凝结成水，向除氧器输送水源供给锅炉汽包。
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汽轮机转子图片
汽轮机转子图片
叶轮的结构
叶轮是一种圆盘形的零件，它一般由轮缘、轮体(轮面) 和轮壳三部分组成。轮缘用来固定叶片，其具体结构与叶片 的受力情况及叶根形状有关，大多数轮缘具有比轮体为大的 截面。轮壳是叶轮套于主轴上的配合部分，故只有套装转子 才有，其结构取决于叶轮在主轴上的套装方式，为了保证轮 壳有足够的强度，轮壳部分一般都要加厚。轮体是叶轮的中 间部分，它起着连接轮缘与轮壳的作用，其断面应根据受力 情况来确定。
前轴箱装置
装于前汽缸上端蒸汽室内的配汽机构是提板式调节汽阀， 借助机械杠杆与调速器油动机相连，调节汽阀由六只汽门组 成。在汽轮机前轴承座内装有测速装置，主油泵，危急遮断 装置，轴向位移传感器，径向振动仪及推力联合轴承。前轴 承座的壳体上装有油动机。前轴承座与前汽缸用“半圆法兰 ”相连，在横向和垂直方向均有定位的膨胀滑销，以保证轴 承座在膨胀时中心保持不变。在前座架上装有热胀指示器， 以反映汽轮机缸体部分的热膨胀情况。
汽轮机转子图片
汽轮机概况
1、型号：N12-3.8-21 变形设计次序 蒸汽参数 额定功率（MW）
汽轮机类型
2、型式：中压、单缸、冲动冷凝式汽轮机 （1）中压汽轮机 新蒸汽压力为2.1 MPa～8MPa； （2）按结构分，有单级汽轮机和多级汽轮机；各级装在一个 汽缸内的单缸汽轮机，和各级分装在几个汽缸内的多缸汽轮 机。