汽轮机级的工作原理ppt课件
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《汽轮机的工作原理》课件
调节系统：通过改变蒸汽流量、压力和温度来控制汽轮机的转速和功率
控制系统：通过传感器、控制器和执行器来控制汽轮机的运行状态和参数
调节系统与控制系统的关系：调节系统是控制系统的一部分，两者共同作用于汽轮机的运 行 调节系统和控制系统的作用：保证汽轮机的稳定运行，提高效率，降低能耗，延长使用寿 命
汽轮机的运行和维 护
汽轮机的发展趋势 和未来展望
提高汽轮机的效率和可靠性
采用先进的材料和 制造工艺，提高汽 轮机的耐久性和可 靠性
优化汽轮机的设计， 提高其效率和性能
采用先进的控制技 术和监测系统，提 高汽轮机的运行稳 定性和可靠性
加强汽轮机的维护 和保养，延长其使 用寿命和可靠性
发展新型的汽轮机技术
提高效率：通过改进设计、材料和制造工艺，提高汽轮机的热效率和机械效率 降低排放：采用环保技术，减少废气排放，降低对环境的影响
添加副标题
汽轮机的工作原理
汇报人：
目录
PART One
添加目录标题
PART Two
汽轮机的概述
PART Three
汽轮机的工作流程
PART Four
汽轮机的结构特点
PART Five
汽轮机的运行和维 护
PART Six
汽轮机的发展趋势 和未来展望
单击添加章节标题
汽轮机的概述
汽轮机的定义
汽轮机是一种将蒸汽的热能转化为机械能的旋转式动力机械。 主要由汽缸、转子、叶片、轴承等部件组成。 工作原理：蒸汽进入汽缸，推动转子旋转，从而输出机械能。 应用领域：广泛应用于发电、船舶、化工、冶金等行业。
THANK YOU
汇报人：
提高可靠性：通过优化设计、提高制造精度和加强维护，提高汽轮机的可靠性和寿命
控制系统：通过传感器、控制器和执行器来控制汽轮机的运行状态和参数
调节系统与控制系统的关系：调节系统是控制系统的一部分，两者共同作用于汽轮机的运 行 调节系统和控制系统的作用：保证汽轮机的稳定运行，提高效率，降低能耗，延长使用寿 命
汽轮机的运行和维 护
汽轮机的发展趋势 和未来展望
提高汽轮机的效率和可靠性
采用先进的材料和 制造工艺，提高汽 轮机的耐久性和可 靠性
优化汽轮机的设计， 提高其效率和性能
采用先进的控制技 术和监测系统，提 高汽轮机的运行稳 定性和可靠性
加强汽轮机的维护 和保养，延长其使 用寿命和可靠性
发展新型的汽轮机技术
提高效率：通过改进设计、材料和制造工艺，提高汽轮机的热效率和机械效率 降低排放：采用环保技术，减少废气排放，降低对环境的影响
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汽轮机的工作原理
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PART One
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PART Two
汽轮机的概述
PART Three
汽轮机的工作流程
PART Four
汽轮机的结构特点
PART Five
汽轮机的运行和维 护
PART Six
汽轮机的发展趋势 和未来展望
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汽轮机的概述
汽轮机的定义
汽轮机是一种将蒸汽的热能转化为机械能的旋转式动力机械。 主要由汽缸、转子、叶片、轴承等部件组成。 工作原理：蒸汽进入汽缸，推动转子旋转，从而输出机械能。 应用领域：广泛应用于发电、船舶、化工、冶金等行业。
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汇报人：
提高可靠性：通过优化设计、提高制造精度和加强维护，提高汽轮机的可靠性和寿命
汽轮机的工作原理培训(PPT 59页)
凯迪12MW汽轮机转子临界转速：1533.5转/分 凯迪30MW汽轮机转子一阶临界转速： 2536rpm；二阶临界转速：5845rpm
2）转子临界转速的安全校核 • 汽轮机升速过程中迅速平稳地通过临界转速。 • 临界转速与正常工作转速之间错开一定范围。 刚性转子——一阶临界转速高于正常工作转速
的转子。
横销：引导汽缸沿横向滑动，并在轴向起 定位作用。
纵销：引导轴向滑动。纵销与横销中心线 的交点为膨胀的固定点，称为“死点”。
立销：引导汽缸沿垂直方向膨胀，并与纵 销共同保持机组的轴向中心不变。
角销：也称为压板，作用是防止轴承座与 基础台板脱离。
三、汽封
1、作用：减小漏汽损失。 根据装设部位不同，汽封可分为：
静止部分（静子）：汽缸、 隔板、轴承和汽封
一、转子 1.转子的结构
2、转子的临界转速 1）定义。在汽轮发电机组启动和停机过程中，
当转速达到某些数值时，机组发生强烈振动， 而越过这些转速后，振动便迅速减弱。这些 机组发生强烈振动时的转速称为转子的临界 转速。
转子有无穷多个临界转速，分别称为一阶、二 阶、三阶、…临界转速。
润滑油； 3）两表面间要有相对运动，且运动方向
是使润滑油从楔形间隙的宽口流向窄口。
2、轴承的结构 1）支持轴承 作用：承担转子的重量及转子不平衡质量
产生的离心力；确定转子的径向位置。
形式：
（1）圆筒形轴承 （2）椭圆形轴承 （3）三油楔轴承 （4）可倾瓦轴承
2）推力轴承 作用：承受转子上未平衡的轴向推力，
凯迪12MW汽轮机部分保护值： ETS超速动作：3270r/min 危急遮断器动作转速：3270—3330r/min 轴向位移停机保护值：+1.3或-0.7 mm （
汽轮机设备及运行课件PPT(105页)
《汽轮机设备及运行》课件
（4） 4 汽轮机的工作原理
第一节 级的一般概念
一、汽轮机的级、级内能量转换过程
1、汽轮机的级：是由一组安装在喷嘴汽室或隔板上的 静叶栅和一组安装在叶轮上的动叶栅所组成，它是 汽轮机作功的最小单元。
2、级内能量转换过程：具有一定压力、温度的蒸汽通 过汽轮机的级时，首先在静叶栅通道中得到膨胀加 速，将蒸汽的热能转化为高速汽流的动能，然后进 入动叶通道，在其中改变方向或者既改变方向同时 又膨胀加速，推动叶轮旋转，将高速汽流的动能转 变为旋转机械能。通过冲动和反动两种作用实现。
（2）减少喷嘴组数，减小两喷嘴组间的间隙，使该间隙小于等于喷嘴节距，可减小斥汽损失。
12
（二）压力级和速度级
按蒸汽的动能转换为转子机械能的过程不同，还 把汽轮机和级分为压力级和速度级。 1、压力级：蒸汽的动能转换为转子机械能的过程在 级内只进行一次的级。叶轮上只装一列动叶栅，故又 称单列级。可以是冲动级，也可以是反动级。 2、速度级：转换过程进行一次以上的级。可以是双 列或多列的。只有一列喷管，后面有两列或更多列动 叶片。采用最多的是双列速度级，又称复速级。速度 级是冲动式的，可以看作是单列冲动级的延伸。做功 能力很大，但效率低。常用于单级汽轮机和中、小型 多级汽轮机的第一级。
8
冲动式汽轮机的结构特点：因为汽流在动叶 栅内膨胀量较少，所以动叶栅的截面形状是 近似对称的。因为动叶栅前后压力相差较小， 没有太大的轴向力作用在转子上，所以冲动 式汽轮机可以采用质量轻，结构紧凑的轮盘 式转子。同样可以采用较大的径向间隙，从 而提高汽轮机运行的灵活性。但是喷嘴叶栅 前后存在较大的压力差，为了减少喷嘴叶栅 与轴之间间隙的漏汽量，要尽量减小间隙的 直径，所以设计为隔板结构，把喷嘴装在隔 板的外环上，在隔板的内孔装有汽封片。
（4） 4 汽轮机的工作原理
第一节 级的一般概念
一、汽轮机的级、级内能量转换过程
1、汽轮机的级：是由一组安装在喷嘴汽室或隔板上的 静叶栅和一组安装在叶轮上的动叶栅所组成，它是 汽轮机作功的最小单元。
2、级内能量转换过程：具有一定压力、温度的蒸汽通 过汽轮机的级时，首先在静叶栅通道中得到膨胀加 速，将蒸汽的热能转化为高速汽流的动能，然后进 入动叶通道，在其中改变方向或者既改变方向同时 又膨胀加速，推动叶轮旋转，将高速汽流的动能转 变为旋转机械能。通过冲动和反动两种作用实现。
（2）减少喷嘴组数，减小两喷嘴组间的间隙，使该间隙小于等于喷嘴节距，可减小斥汽损失。
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（二）压力级和速度级
按蒸汽的动能转换为转子机械能的过程不同，还 把汽轮机和级分为压力级和速度级。 1、压力级：蒸汽的动能转换为转子机械能的过程在 级内只进行一次的级。叶轮上只装一列动叶栅，故又 称单列级。可以是冲动级，也可以是反动级。 2、速度级：转换过程进行一次以上的级。可以是双 列或多列的。只有一列喷管，后面有两列或更多列动 叶片。采用最多的是双列速度级，又称复速级。速度 级是冲动式的，可以看作是单列冲动级的延伸。做功 能力很大，但效率低。常用于单级汽轮机和中、小型 多级汽轮机的第一级。
8
冲动式汽轮机的结构特点：因为汽流在动叶 栅内膨胀量较少，所以动叶栅的截面形状是 近似对称的。因为动叶栅前后压力相差较小， 没有太大的轴向力作用在转子上，所以冲动 式汽轮机可以采用质量轻，结构紧凑的轮盘 式转子。同样可以采用较大的径向间隙，从 而提高汽轮机运行的灵活性。但是喷嘴叶栅 前后存在较大的压力差，为了减少喷嘴叶栅 与轴之间间隙的漏汽量，要尽量减小间隙的 直径，所以设计为隔板结构，把喷嘴装在隔 板的外环上，在隔板的内孔装有汽封片。
汽轮机原理课件
3.按汽流方向分： 3.按汽流方向分： 按汽流方向分
轴流式汽轮机、 轴流式汽轮机、辐流式汽轮机
轴流式汽轮机----组成汽轮机的各级叶栅沿轴向依次 轴流式汽轮机----组成汽轮机的各级叶栅沿轴向依次 ---排列，汽流方向的总趋势是轴向的，绝大多数汽轮 排列，汽流方向的总趋势是轴向的， 机都是轴流式汽轮机。 机都是轴流式汽轮机。轴流式多级汽轮机示意图 辐流式汽轮机----组成汽轮机的各级叶栅沿半径方向 辐流式汽轮机----组成汽轮机的各级叶栅沿半径方向 ---依次排列，汽流方向的总趋势是沿半径方向的。 依次排列，汽流方向的总趋势是沿半径方向的。辐 流式多级反动式汽轮机示意图
5.按进汽参数分： 5.按进汽参数分： 按进汽参数分
新蒸汽压力P 小于1.5MPa 新汽温度t 1.5MPa， 低压汽轮机 新蒸汽压力P0小于1.5MPa，新汽温度t0一般 小于400℃,容量范围≤ 400℃,容量范围 小于400℃,容量范围≤0.3~3MW 2.0～ 2. 中压汽轮机 P0为2.0～4.0MPa, t0=450 ℃, 3MW~12MW 6.0～ 3. 高压汽轮机 P0为6.0～10.0MPa, t0=540℃, 25MW~100MW 12.0～ 4. 超高压汽轮机 P0为12.0～14.0MPa, t0=540 ℃, 125~300MW 16.0～18.0MPa,典型参数 5. 亚临界汽轮机 P0为16.0～18.0MPa,典型参数 16.7MPa/538/538℃。 16.7MPa/538/538℃。300~600MW 新蒸汽压力大于22.2MPa 6. 超临界汽轮机 新蒸汽压力大于22.2MPa ， 350MW典型参数为24.2MPa/538/566℃和 典型参数为24.2MPa/538/566℃ P0 ≥350MW典型参数为24.2MPa/538/566℃和 24.2/566/566℃ 7. 超超临界汽轮机 水的临界参数：22.115MPa， 水的临界参数： ， 1.
汽轮机原理(第一章)
微分形式程
dA dc d
0
AC -
2.动量方程
dpRdxcdc
式中 R－作用在单位质量汽流上的摩擦阻 力，若流动是无损失的等熵流动，则R＝0, 于是
dp cdc
-
3.能量方程 h0c202 qh1c212 w
式中 h0、h1－蒸汽进入和流出系统的比焓值； c0、c1－蒸汽进入和流出系统的速度； q－1kg蒸汽通过系统时从外界吸入的热量； w－ 1kg蒸汽通过系统时对外界所做的机 械功。
负荷改变时，级的通流面积不变。
-
四、级的工作过程的研究方法
（一）基本假设 （1）一元流动，也称轴对称流动。 （2）定常流动，也称稳定流动。 （3）绝热流动。
-
（二）基本方程 1.连续方程
G c A1 c 1 A 12 c 2A 2 常数
式中
G－蒸汽质量流量； A－汽道内任一横截面积； c －垂直于截面A的蒸汽流速； ρ－截面A上的蒸汽密度。
Ωm＝0的级， Δhb＝0, Δh*n= Δh*t， 做功能力较大，但效率较低，如图1－3所示。 2.冲动级（带反动度的冲动级）
ΔhbΩ＜mΔ＝h0n，.0做5～功0能.2力0的和级效，率介Δ于hb纯＞冲0,动但级和 反动级之间。
-
图1－3 纯冲动级中蒸汽压力和速度的变化 示意
图1－4 反动动级中蒸汽压力和速度的变化示意
-
3.反动级 Ωm≈0 .5的级， Δhb＝Δhn，动、静叶
型相同，做功能力较小，但效率高，如图1－ 4所示。 （二）按能量转换过程分 1.速度级
以利用蒸汽流速为主的级，有双列和多列之 分。双列速度级又称复速级，如图1－5所示。
-
复速级是由一列喷嘴叶栅和 装在同一叶轮上的两列动叶栅以 及第一列动叶栅后的固定不动的 导向叶栅所组成。蒸汽在喷嘴中 膨胀，在第一列动叶栅中作一部 分功，在固定的导向叶栅中改变 蒸汽流动方向，在第二列动叶栅 内继续作功。
汽轮机-级的工作原理PPT课件
第一章 汽轮机级的工作原理
第一节 概述
• 1.概念：级是汽轮 机中最基本的做功 单元
• 2.组成：级由静叶 栅（喷管）和动叶 栅组成
1
一、冲动作用原理和反动作用原理
图1-1单级汽轮机结构图（立体图，结构图）
2
一、蒸汽的冲动作用原理和反动作用原理
• 动叶栅：动叶按一定的距离和角度安装在叶 轮上形成动叶栅，并构成许多相同的蒸汽通 道。
21
• 作业：画出带反动度的冲动级的压力和速度变化示意 图。
• 参考教材p7图1-5
22
（2）反动级：
通常把反动度m = 0.5的级称为反动级。 对于反动级来说，蒸汽在喷管和动叶通道的 膨胀程度相同。 当汽流通过动叶通道时，一方面要改变方向， 同时还要膨胀加速，前者会对叶片产生一个冲 动力，后 者会对叶片产生一个反作用力，即 反动力。蒸汽通过这种级，两种力同时作功。
10
反动力 轮周力
Fz
冲动力
11
m
二、汽轮机级的反动度
1、汽轮机级的反动度
ΔhC0
Δht*—级的滞止理想 焓降， Δhn*—蒸汽在喷管 中的滞止理想焓降， Δhb—蒸汽在动叶中 的理想焓降。
12
反动度：蒸汽在动叶栅中膨胀时的理想焓降和蒸汽在 整个级中的理想滞止焓降之比。
Δhb
Δhb
反动度m=---------------- = --------
17
• 1）纯冲动级
• 通常把反动度m等于零的级称为纯冲动级。
18
• 纯冲动级的特点： • 对于纯冲动级来说，W1=W2，P1=P2,Δht*
=Δhn* 、Δhb = 0 、 m = 0； • 动叶叶型几乎对称弯曲； • 蒸汽在动叶栅中不膨胀只改变流动方向； • 动叶进出口压力p相等，相对速度w也相等； • 纯冲动级做功能力大，但效率低。
第一节 概述
• 1.概念：级是汽轮 机中最基本的做功 单元
• 2.组成：级由静叶 栅（喷管）和动叶 栅组成
1
一、冲动作用原理和反动作用原理
图1-1单级汽轮机结构图（立体图，结构图）
2
一、蒸汽的冲动作用原理和反动作用原理
• 动叶栅：动叶按一定的距离和角度安装在叶 轮上形成动叶栅，并构成许多相同的蒸汽通 道。
21
• 作业：画出带反动度的冲动级的压力和速度变化示意 图。
• 参考教材p7图1-5
22
（2）反动级：
通常把反动度m = 0.5的级称为反动级。 对于反动级来说，蒸汽在喷管和动叶通道的 膨胀程度相同。 当汽流通过动叶通道时，一方面要改变方向， 同时还要膨胀加速，前者会对叶片产生一个冲 动力，后 者会对叶片产生一个反作用力，即 反动力。蒸汽通过这种级，两种力同时作功。
10
反动力 轮周力
Fz
冲动力
11
m
二、汽轮机级的反动度
1、汽轮机级的反动度
ΔhC0
Δht*—级的滞止理想 焓降， Δhn*—蒸汽在喷管 中的滞止理想焓降， Δhb—蒸汽在动叶中 的理想焓降。
12
反动度：蒸汽在动叶栅中膨胀时的理想焓降和蒸汽在 整个级中的理想滞止焓降之比。
Δhb
Δhb
反动度m=---------------- = --------
17
• 1）纯冲动级
• 通常把反动度m等于零的级称为纯冲动级。
18
• 纯冲动级的特点： • 对于纯冲动级来说，W1=W2，P1=P2,Δht*
=Δhn* 、Δhb = 0 、 m = 0； • 动叶叶型几乎对称弯曲； • 蒸汽在动叶栅中不膨胀只改变流动方向； • 动叶进出口压力p相等，相对速度w也相等； • 纯冲动级做功能力大，但效率低。
汽轮机原理课件第一章
叶轮摩擦损失
– 叶轮两侧及围带表面的粗糙度引起的摩擦损失 – 子午面内的涡流损失引起的损失
部分进汽损失
– 装有喷嘴的弧段长度Z*L（Z为喷嘴片数）于整个圆周长度∏*Dm的比值来表 示部分进汽的程度，称为部分进气度，用e表示。 – 由于部分进汽带来的能量损失称为部分进汽损失，由鼓风损失和斥汽损失组 成。鼓风损失发生再不装喷嘴的弧段内，斥汽损失欲鼓风损失相反。
理想等环流流型
– 等环流流型的气流速度沿叶高的变化规律:C1z=const ,C1u*r=const,C1r=0 – 使轴向间隙中汽流保持径向平衡且C1r=0，喷嘴出口汽流的切向分速C1u必须 随半径的增加而减少。 – 自由涡流流型，正因为没有漩涡产生，所以能量转换较高。 下一页
– 反动度的变化规律
简单流动模型易用一元稳定等比熵流动的基本方程
– 连续方程：G*v=A*c – 能量方程： h0 + c02/2 = h + c12/2 + w – 状态或过程方程：p*v=const
蒸汽在喷嘴和动叶通道中的流动过程
临界参数的概念
– 蒸汽流量不变时，当喷嘴中等比熵焓降达到临界值时，喷嘴通道面积为最小， 此处便是临界截面，其蒸汽流速等于当地音速。临界状态下的参数称为临界参 数。 – 临界速度，临界压力，临界压比，临界流量，实际流量
汽轮机级的工作原理
第 八 节 节 第 七 节 效 率 和 动 率 轮 轴 第 六 节 第 五 节 轮 轴 效 第 四 和 节 率 第 三 动 和 动 节 流 嘴 第 二 节 第 一
概述
汽轮机本体作工气流的通道称为汽轮机的通流部分，他包括主气门，导 管，调节气门，进汽室，各级喷嘴和动叶及汽轮机的排汽管。 汽轮机的级是由一列喷嘴叶栅和其后紧邻的一列动叶栅构成的工作单元。 动叶栅进出口汽流速度三角形 喷嘴及动叶的热力过程及热力过程线，以及蒸汽在此的流动过程 喷嘴损失，动叶损失和余速损失之和称为轮周损失。
第一章 汽轮机级的工作原理
1d n cr
p0
如图所示， AB为渐缩 喷嘴的出口截面，即吼口 截面，ABC 即为斜切部分。 当喷嘴出口压力p1大于临 界压力p1c时，蒸汽在斜切 部分不发生膨胀。
pt αt ct 图1-13 喷管斜切部分
(1) n cr ,当喷管出口截面上的压力比大于或等于临界 压力比时，喷管喉部截面AB上的流速小于或等于声速， 这时蒸汽仅在喷管的收缩部分中膨胀， 而在其斜切部分 中不膨胀，喷管斜切部分只起导向作用，汽流方向与轮 周方向的夹角称为喷管的出汽角 1
h ∆hn
2 h1t 1
p1 h1
图1-7蒸汽在喷嘴中的热力过程
s
2、几何条件
dA dc 2 ( M 1) A c
(1)当喷管内汽流为亚声速流动时（M<1），dA<0，这 种喷管成为渐缩喷管； (2)当喷管内汽流为超声速流动时（M>1），dA>0，这 种喷管成为渐扩喷管； (3)当喷管内汽流速度等于当地声速时（M=1），dA=0， 喷管的截面为最小值，这个截面为临界截面（喉部截 面） (4)欲使汽流在喷管中自亚声速增加至超声速，则截面 应由渐缩变为渐扩，这种喷管成为缩放喷管或拉伐尔 喷管。
p1 ——喷管后压力与喷管前滞止压力之比， n * p0
p ( v
0 0 0
0
2 k n
k 1 k n
)
p p 2 A p A ) G A K( K 1 v p
ntc n 0 0 n 0 0 n 0 0
K 1 K 1
0
式中
n ——喷管的流量系数
v1t 1 n 1t v1
图1-11喷管和动叶的流量系数
p0
如图所示， AB为渐缩 喷嘴的出口截面，即吼口 截面，ABC 即为斜切部分。 当喷嘴出口压力p1大于临 界压力p1c时，蒸汽在斜切 部分不发生膨胀。
pt αt ct 图1-13 喷管斜切部分
(1) n cr ,当喷管出口截面上的压力比大于或等于临界 压力比时，喷管喉部截面AB上的流速小于或等于声速， 这时蒸汽仅在喷管的收缩部分中膨胀， 而在其斜切部分 中不膨胀，喷管斜切部分只起导向作用，汽流方向与轮 周方向的夹角称为喷管的出汽角 1
h ∆hn
2 h1t 1
p1 h1
图1-7蒸汽在喷嘴中的热力过程
s
2、几何条件
dA dc 2 ( M 1) A c
(1)当喷管内汽流为亚声速流动时（M<1），dA<0，这 种喷管成为渐缩喷管； (2)当喷管内汽流为超声速流动时（M>1），dA>0，这 种喷管成为渐扩喷管； (3)当喷管内汽流速度等于当地声速时（M=1），dA=0， 喷管的截面为最小值，这个截面为临界截面（喉部截 面） (4)欲使汽流在喷管中自亚声速增加至超声速，则截面 应由渐缩变为渐扩，这种喷管成为缩放喷管或拉伐尔 喷管。
p1 ——喷管后压力与喷管前滞止压力之比， n * p0
p ( v
0 0 0
0
2 k n
k 1 k n
)
p p 2 A p A ) G A K( K 1 v p
ntc n 0 0 n 0 0 n 0 0
K 1 K 1
0
式中
n ——喷管的流量系数
v1t 1 n 1t v1
图1-11喷管和动叶的流量系数
汽轮机工作原理及结构ppt
反动作用原理
蒸汽得热能转变为动能得过 程,不仅在喷嘴中发生,而且在动 叶片中也同样发生得汽轮机,叫 做反动式汽轮机。
在反动式汽轮机中,蒸汽不 但在喷嘴(静叶栅)中产生膨胀, 压力由p0降至p1,速度由c0增至 c1,高速汽流对动叶产生一个冲 动力;而且在动叶栅中也膨胀,压 力由p1降至p2,速度由动叶进口 相对速度w1增至动叶出口相对速 度w2,汽流必然对动叶产生一个 由于加速而引起得反动力,使转 子在蒸汽冲动力与反动力得共同 作用下旋转作功。
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 仅要承受汽流得作用力与由叶片、叶轮本 身离心力所引起得应力,而且还承受着由温 度差所引起得热应力。此外,当转子不平衡 质量过大时,将引起汽轮机得振动。因此, 转子得工作状况对汽轮机得安全、经济运 行有着很大得影响。
给水泵汽轮机转子
330MW机组低压转子
目前单台机组容量已突破1300MW
➢ 运转平稳、事故率较低、充分提高了设备利 用率
一般可保持3～4年大修一次
汽轮机得应用领域
发电拖动
火力发电厂、核电厂
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
汽轮机得基本概念
汽轮机就是用具有一定温度与压 力得蒸汽来做功得回转式原动机 。 按其做功原理得不同,可分为冲动式 汽轮机与反动式汽轮机两种类型。
超超临界汽轮机 新蒸汽压力为25、0MPa以上。
汽轮机得结构
汽轮机由转动部分与静止部分所组成。 汽轮机转动部件得组合体称为转子,它包括 主轴、叶轮(或转鼓)、动叶栅、联轴器及 装在轴上得其她零件。蒸汽作用在动叶栅 上得力矩,通过叶轮、主轴与联轴器传递给 发电机或其她设备,并使它们旋转而作功。 汽轮机得静止部分包括基础、台板(机座)、 汽缸、喷嘴、隔板、汽封、轴承等部件,但 主要就是汽缸与隔板。
汽轮机的工作原理培训.pptx
0r/min 危急遮断器动作转速：3270—3330r/min 轴向位移停机保护值：+1.3或-0.7 mm （
负为反向）
润滑油压低停机保护：0.03MPa 轴承回油温度停机值：75 ℃ 轴瓦温度停机值：110 ℃ 凝汽器真空低停机值：-0.061MPa
转速之差与额定转速之比的百分数。
n1 n2 100%
n0
速度变动率过大、过小，机组工作稳 定性较差。
速度变动率一般取3％～6％。
（三）迟缓率
1．定义 —— 在同一功率下因迟缓而出现的最大
转速变动量与额定转速的比值百分数
n 100%
n0 2．迟缓对机组运行的影响
单机运行机组，引起转速摆动；
并网运行机组，引起功率飘移；
降低调节灵敏度。
三、危急保护系统
1、电气危急保护系统 1）自动停机危急遮断系统（AST）。 当发生异常情况时，关闭所有进汽阀，立即
停机。 2）超速保护系统（OPC）。 当机组转速达到103%n0时，暂时关闭调节阀
。 2、机械超速危急遮断系统
汽轮机的主要保护：
1）超速保护。 2）轴向位移保护。 3）轴承供油低油压保护。 4）轴承回油油温高保护。 5）凝汽器低真空保护。 6）轴承振动高保护。
之间通常通过法兰螺栓连接。
3、滑销系统 作用：1）保证汽缸受热或冷却后按一
定方向膨胀或收缩；
2）保持汽缸与转子中心一致。 组成：由横销、纵销、立销等。
横销：引导汽缸沿横向滑动，并在轴向起 定位作用。
纵销：引导轴向滑动。纵销与横销中心线 的交点为膨胀的固定点，称为“死点”。
立销：引导汽缸沿垂直方向膨胀，并与纵 销共同保持机组的轴向中心不变。
级：由一列静叶栅和与它配合的动叶栅组成的汽 轮机的基本工作单元 根据结构，级分为：单列级、双列级、多列级
负为反向）
润滑油压低停机保护：0.03MPa 轴承回油温度停机值：75 ℃ 轴瓦温度停机值：110 ℃ 凝汽器真空低停机值：-0.061MPa
转速之差与额定转速之比的百分数。
n1 n2 100%
n0
速度变动率过大、过小，机组工作稳 定性较差。
速度变动率一般取3％～6％。
（三）迟缓率
1．定义 —— 在同一功率下因迟缓而出现的最大
转速变动量与额定转速的比值百分数
n 100%
n0 2．迟缓对机组运行的影响
单机运行机组，引起转速摆动；
并网运行机组，引起功率飘移；
降低调节灵敏度。
三、危急保护系统
1、电气危急保护系统 1）自动停机危急遮断系统（AST）。 当发生异常情况时，关闭所有进汽阀，立即
停机。 2）超速保护系统（OPC）。 当机组转速达到103%n0时，暂时关闭调节阀
。 2、机械超速危急遮断系统
汽轮机的主要保护：
1）超速保护。 2）轴向位移保护。 3）轴承供油低油压保护。 4）轴承回油油温高保护。 5）凝汽器低真空保护。 6）轴承振动高保护。
之间通常通过法兰螺栓连接。
3、滑销系统 作用：1）保证汽缸受热或冷却后按一
定方向膨胀或收缩；
2）保持汽缸与转子中心一致。 组成：由横销、纵销、立销等。
横销：引导汽缸沿横向滑动，并在轴向起 定位作用。
纵销：引导轴向滑动。纵销与横销中心线 的交点为膨胀的固定点，称为“死点”。
立销：引导汽缸沿垂直方向膨胀，并与纵 销共同保持机组的轴向中心不变。
级：由一列静叶栅和与它配合的动叶栅组成的汽 轮机的基本工作单元 根据结构，级分为：单列级、双列级、多列级
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c
2 0
2
➢ 喷嘴理想比焓降：hn h0 h1t
➢ 喷嘴损失： hn h1h1t
➢ 喷嘴实际比焓降：hnhnh0h1
➢ 动叶理想比焓降： hb h1h2t
➢ 动叶损失： hb h2 h2t
➢ 动叶实际比焓降：hbhbh1h2
➢ 余速损失： h c 2
c
2 2
2
喷嘴及动叶的热力过程线
.
19
2.1 概述
喷嘴的理想比焓降 hn
动叶的理想比焓降 hb
2）熵增过程——物理意义：不可逆过程
3）损失
a. 喷嘴损失
b. 动叶损失
在实际研究中常认为
hb=
h
' b
.
p0 , t0
p1
15
2.1 概 述
一、汽轮机的级
4. 热力过程线
（2）三类参数：
1）焓降——物理意义：做功能力
级的滞止理想比焓降
h
0 t
级的理想比焓降 ht
a. 喷嘴损失
b. 动叶损失
在实际研究中常认为
hb=
h
' b
.
p0 , t0
p2
13
2.1 概 述
一、汽轮机的级
4. 热力过程线
（2）三类参数：
1）焓降——物理意义：做功能力
级的滞止理想比焓降
h
0 t
级的理想比焓降 ht
h
* n
喷嘴的滞止理想比焓降
h
* n
喷嘴的理想比焓降 hn
动叶的理想比焓降 hb
截面：0-0
特征截面或计算截面： 喷嘴前：0-0； 喷嘴后（动叶前）：1-1； 动叶后：2-2。
编号和下标：0,1,2； n-nozzle喷嘴，b-blade动叶。
.
4
几个基本概念
➢ 通流部分：汽轮机本体中 作功汽流的通道称为汽轮 机的通流部分，包括主汽 门、调节汽门、进汽导管、 进汽室、各级喷嘴和动叶 及汽轮机的排汽管。
➢ 级的理想比焓降：
h t h 0 h 2 t h n h b
➢ 级滞止理想比焓降：
ht0ht hc0
➢ 轮周损失：
huhnhbhc2
➢ 轮周有效比焓降：
h u h t0h nh bh c2
➢ 喷嘴滞止理想比焓降：
hn0 hnhc0
ห้องสมุดไป่ตู้
➢ 转子：汽轮机的转动部分。 动叶装在转轴上，与叶轮 及转轴等构成汽轮机的转 动部分。
➢ 喷嘴：由固定不动的静叶 栅构成的蒸汽通道。
1—轴 2—叶轮 3—动叶片 4—喷嘴
.
5
2.1 概 述
一、汽轮机的级 3. 级内工作过程
（1）功能：推动叶轮和轴转动，以带动发电机发电。
（2）蒸汽的流动路线：进入喷嘴→离开喷嘴→进入动 叶→离开动叶。
.
11
2.1 概 述
一、汽轮机的级
4. 热力过程线
（2）三类参数：
1）焓降——物理意义：做功能力
级的滞止理想比焓降
h
0 t
级的理想比焓降 ht
喷嘴的滞止理想比焓降
h
* n
喷嘴的理想比焓降 hn
动叶的理想比焓降 hb
2）熵增过程——物理意义：不可逆过程
3）损失
a. 喷嘴损失
b. 动叶损失
在实际研究中常认为
一、汽轮机的级 3. 级内工作过程
（4）工质性质的变化：蒸汽通过喷嘴和动叶后，其压力、 0
速度的变化趋势如图右图所示。（冲动式汽轮机）1
特征截面或计算截面：
0
喷嘴前：0-0；
喷嘴后（动叶前）：1-1；
动叶后：2-2。
w2 w1
12
12
.
8
2.1 概 述
一、汽轮机的级 4. 热力过程线
反应级的做功过程和工质的变化特性的h-s曲线。 （1）四个状态：
重庆大学本科课程
汽轮机原理
Principle of Steam Turbine
授课教师：陈艳容 2011.9
.
1
2.1 概 述
一、汽轮机的级 1. 什么是级 ?
级——由一列喷嘴叶栅（静叶栅）和其后的一列动叶栅构成的汽轮机基 本做功单元。
级的结构简图
.
2
.
3
2.1 概 述
一、汽轮机的级 2. 级的结构 级=喷嘴叶栅+动叶栅
b. 动叶损失
在实际研究中常认为 hb =
h
' b
.
p1, t1
p2
17
一、级的工作过程 4. 热力过程线
2.1 概述
2）熵增过程——物理意义：不可逆过程
3）损失
a. 喷嘴损失 b. 动叶损失
喷嘴中的能量损失
c.余速损失
1t 2t
.
0
1
2 余速损失
动叶中的能量损失
18
2.1 概述
➢
滞止比焓差： h c 0
1）滞止状态（0*状态）。 2）喷嘴进口状态（0状态）。 3）喷嘴出口状态（动叶进口状态，1状态）。 4）动叶出口状态（2状态）。
.
9
2.1 概 述
一、汽轮机的级 4. 热力过程线
滞止状态：假设喷嘴进口初速滞止为零的状态； 滞止参数：滞止状态下的汽流热力参数，用上标“0”或“*”来表示；
举例： p0*、v0*、h0*
2）熵增过程——物理意义：不可逆过程
3）损失
a. 喷嘴损失
b. 动叶损失
在实际研究中常认为
hb=
h
' b
.
p
*
0
,
t
* 0
p1
14
2.1 概 述
一、汽轮机的级
4. 热力过程线
（2）三类参数：
1）焓降——物理意义：做功能力
级的滞止理想比焓降
h
0 t
级的理想比焓降 ht
喷嘴的滞止理想比焓降
h
* n
喷滞嘴止前焓汽值流：速度hc0 *0所具h0有的1 2动c0 能 ：h0 hc0hc012 c02
•理想过程：无不可逆损失的等熵过程；
•实际过程：存在着不可逆摩擦损失，动能损失转变为热能。
.
10
一、汽轮机的级 4. 热力过程线
2.1 概 述
•理想过程：无不可逆损失的等熵过程；
•实际过程：存在着不可逆摩擦损失，动 能损失转变为热能。
hb=
h
' b
.
p
*
0
,
t
* 0
p2
12
2.1 概 述
一、汽轮机的级
4. 热力过程线
（2）三类参数：
1）焓降——物理意义：做功能力
级的滞止理想比焓降
h
0 t
级的理想比焓降 ht
喷嘴的滞止理想比焓降
h
* n
喷嘴的理想比焓降 hn
动叶的理想比焓降 hb
2）熵增过程——物理意义：不可逆过程
3）损失
.
6
2.1 概 述
一、汽轮机的级
3. 级内工作过程 （3）能量转换：在喷嘴中将热能转换为动能，
在动叶中将动能转换为机械能。
两次能量转换：
Ⅰ喷嘴：蒸汽在喷嘴通道内膨胀，
把蒸汽部分热能转换为出口蒸汽动
能
Ⅱ动叶：冲动力和反动力联合做功，
推动叶轮旋转，将高速汽流的动能
转变为旋转机械能。
.
7
2.1 概 述
喷嘴的滞止理想比焓降
h
* n
喷嘴的理想比焓降 hn
动叶的理想比焓降 hb
2）熵增过程——物理意义：不可逆过程
3）损失
a. 喷嘴损失
b. 动叶损失
在实际研究中常认为
hb=
h
' b
.
p1, t1
p2
16
一、汽轮机的级 4. 热力过程线
2.1 概 述
2）熵增过程——物理意义：不可逆过程
3）损失
a. 喷嘴损失