【精品】雪慕冰--汽轮机原理及运行(十五)第五章供热式汽轮机共18页文档
汽轮机级的工作原理及过程等课件
荷需求。
汽轮机级在核能发电厂中的应用
高温高压环境
核能发电厂中的汽轮机级需要面对高温高压的蒸汽环境。 因此，在材料选择和结构设计上需要充分考虑耐高温、耐 高压的特性。
辐射防护
由于核能发电过程中存在放射性物质，汽轮机级在设计和 运行过程中需采取辐射防护措施，确保设备的安全可靠运 行。
蒸汽进入
蒸汽阀门逐渐打开，高温高压 蒸汽进入级的喷嘴。
叶轮旋转
高速蒸汽冲击叶轮，使叶轮开 始旋转。
初始状态
汽轮机级在启动前处于静止状 态，蒸汽阀门关闭，级内无压 力。
喷嘴膨胀
蒸汽在喷嘴中膨胀加速，将热 能转化为动能。
排出蒸汽
蒸汽在叶轮中动能转化为机械 能，随后从排汽口排出。
级的稳定工作过程
蒸汽持续供应
按蒸汽流动方向分
轴流式和径流式。轴流式汽轮机级中蒸汽沿轴向流动，径流式汽轮机级中蒸汽 沿径向流动。
汽轮机级在汽轮机中的地位和作用
地位
汽轮机级是汽轮机的基本组成单元，汽轮机的整体性能取决于各个级的性能和设 计。
作用
汽轮机级的主要作用是将蒸汽的热能转化为机械能，驱动转子旋转，从而带动发 电机或其他负载工作。各级之间的配合和优化可实现汽轮机的高效、稳定运行， 满足电力、化工、冶金等行业的动力需求。
汽轮机级的工作原理 及过程课件
contents
目录
• 汽轮机级的基本概述 • 汽轮机级的工作原理 • 汽轮机级的工作过程 • 汽轮机级的性能分析与优化 • 汽轮机级的应用与发展
01
汽轮机级的基本概述
汽轮机级的定义和构成
雪慕冰--汽轮机原理及运行试题(五)
汽轮机原理及运行试题（五）--雪慕冰一、判断(正确的请在括号内打"√",错误的打"×",每题1分,共10题)1.小汽机低压进汽占整个进汽部分的3/4面积。
( )答案:√2.ETS试验盘不允许两个通道同时试验。
( )答案:√3.汽机调节级压力与高压缸推汽压力之比达1.8时,自动停机。
( )答案:×4.EH油泵出口滤网差应小于0.34Mpa。
( )答案:×5.汽机滑停过程中,汽缸金属温度降低速度<1.0℃/min。
( )答案:×6.机组停止12小时后,可以停止EH油系统。
( )答案:√7.小机在冲动前,盘车应连续运行4小时以上。
( )答案:×8.四只OPC电磁阀采用并联布置。
( )答案:√9.DEH程序高压主汽门,中压主汽门统一编号,1.2为高压主汽门,3.4为中压主汽门。
( ) 答案:√10.第二台真空泵启动时,进口阀门两侧压差≤2.5KPa时,进口阀开启。
( )答案:×二、选择(请将正确答案的代号填入括号内,每题1分,共10题)11.空气分导伐在( )作用下关闭。
A.EH油压力B.弹簧力C.压缩空气答案:B12.发电机冷却水中断超过( )时,手动停机。
A.60SB.30SC.90S答案:B13.机组运行中,当汽缸上下温差达( )℃应保持负荷。
A.56B.42C.28答案:B14.内冷水冲洗时,压力不应超过( )MPa。
A.0.25B.0.30C.0.15答案:A15.EH油再生系统是由( )组成。
A.硅藻士过滤器B.纤维过滤器C.硅藻士和纤维过滤器答案:C16.主机润滑油系统启动前,若油温低于( )℃,应投入加热器。
A.10B.28C.21答案:C17.汽轮机无蒸汽运行时间超过( )应手动停机。
A.60SB.90SC.120S答案:C18.机组运行中,给水的PH值应维持在( )范围内。
A.9.0～9.6B.8.5～9.0C.7.5～8.0答案:A19.密封油压差伐装在密封瓦( )侧密封油旁路管道上。
汽轮机运行课件
机组的优化启停和强制冷却
汽轮机停机后的强制冷却
汽轮机停机后可通过蒸汽或空 气作为冷却介质进入汽轮机，进行 强制冷却汽轮机汽缸和转子。
汽轮机的快速冷却
停机后汽轮机快速冷却的方法： 一、蒸汽顺流冷却
锅炉滑参数停炉后，利用锅炉余热， 同时向锅炉底部联箱供加热蒸汽以维持 锅炉汽压，保持汽轮机以500r/min左右 的转速继续空转，以便冷却汽轮机金属， 到蒸汽不能加速金属冷却时打闸停机。
2.定时巡回检查各设备、系统的严密 性；各转动设备的电流，出口压力， 轴承油温，润滑油量、油温及汽轮机 振动状况；各种信号显示、自动调节 装置的工作是否平稳灵活；保持设备 系统清洁完整。
3.按运行规程的规定或临时措施，做 好保护装置和辅助设备的定期试验和 切换工作，保证它们安全、可靠地处 于备用状态。 4.除了每小时运行记录外，还必须填 好运行交接班日志，全面详细地记录8 小时值班中出现的问题。
汽轮机的启动
冷态启动
当汽轮机启动前，高压汽 缸调节级汽室处的金属温度低 于它维持空转的金属温度时， 称为冷态启动。
热态启动
当汽轮机启动前，高压汽 缸调节级汽室处的金属温度高 于它维持空转的金属温度时， 称为热态启动。
汽轮机的启动
热态启动又分为
150～350℃为温态 350～450℃为热态
450℃以上为极热态
汽轮机运行讲义
主讲 赵德友
汽轮机的启动与停机
知识面
汽轮机的启动
汽轮机的停机 机组的优化启停和强制冷却 国产大型机组的运行特点
知识点 汽轮机的启动
汽轮机启动方式的划分
汽轮机启动的主要程序
汽轮机的启动
将汽轮机从静止状态加速到额定转 速，并将负荷逐渐增加到额定负荷的过 程，称为汽轮机的启动过程。
汽轮机级的工作原理及过程等_图文
2. 轴向推力的平衡
平衡的方法除了在叶轮轮面上开平衡孔外 ，主要采用下列两种方法：
1．平衡活塞法； 2．相反流动布置法。
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第四节 汽轮机本体
汽轮机本体包括静止和转动两大部分。 静止部分：汽缸、喷嘴、隔板、汽封、轴承和滑销
系统等；
转动部分：主轴、叶轮和叶片等组成的转子。 通流部分：汽轮机本体中作功汽流的通道称为汽轮
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汽缸
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汽轮机下缸及转子图
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内缸的支撑
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（三）滑销系统
设置原因：
汽轮机动、静部分直径留有一很小的间隙，一旦 此间隙消失，就会造成动静部分摩擦，汽轮机部 件受热膨胀时，会在各个方向产生变形，可能因 此导致动、静间隙消失。
汽轮机本体设置有系列滑销，以引导汽缸的膨胀
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某300 MW汽轮机的滑销系统
调节级：中、小容量汽轮机的调节级喷嘴调节 汽轮机的第一级称为调节级，一般采用复速级 。大容量汽轮机多采用单列冲动级。
还把汽轮机的级分为速度级和压力级两种。
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第二节 汽轮机的基本作功原理
近代大功率汽轮机都是由若干个级构成的多级 汽轮机，由于级的工作过程在一定程度上反映 了整个汽轮机的工作过程，所以对汽轮机工作 原理的讨论一般总是从汽轮机“级”开始的，有 助于理解和掌握全机的内在规律性。
汽轮机级的工作原理及过程等_图文.ppt
第一节 汽轮机概述
汽轮机以蒸汽为工质，将热能转 变为机械能，为发电机发电提供 机械能。
火力发电厂三大主要设备之一， 单机功率大、效率高、运行平稳 、使用寿命长
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一、汽轮机的工作原理
“级”是汽轮机中最基本的工 2叶轮 作单元。在结构上它是由静
雪慕冰--汽轮机原理及运行试题(十一答案)
（1）主蒸汽温度升高到540℃时，联系锅炉恢复正常，并报告值长；
（2）主蒸汽温度升高到545℃，再次联系锅炉恢复正常，并报告值长减去部分负荷，直至汽温恢复正常。在此汽温下运行不得超过10分钟，否则打闸停机，并做好超温延迟时间记录。
20、在主蒸汽压力不变时，主蒸汽温度降低对汽轮机运行有何影响？运行中应如何处理？
11、汽轮机启动前的主要准备工作有那些？
确认按电厂规程对所有系统进行检查正常；辅助设备各项试验正常；主要仪表完备准确；各项保护装置校验正确投入运行；有关辅机、辅助设备按规程投入运行正常；发电机水冷、氢冷、密封油、氢气系统投入运行正常；盘车投入，大轴弯曲正常，检查转动部分声音正常；当锅炉具备点火条件时，开始抽真空。
（9）汽轮机滑销系统畅通与否；
（10）汽缸保温和疏水的影响。
18、启动过程中可以通过哪些手段控制胀差？
答案要点：启动过程中可以通过以下手段来控制胀差：
（1）控制主、再蒸汽的温度变化率；
（2）控制负荷的变化速度
（3）调整轴封供汽温度的高低及供汽时间的长短；
（4）调整蒸汽加热装置的投入时间和所用汽源的温度；
17、影响胀差的因素有哪些？
答案要点：影响胀差的因素主要有：
（1）主、再蒸汽的温度变化率；
（2）负荷的变化速度；
（3）轴封供汽温度的高低及供汽时间的长短；
（4）蒸汽加热装置的投入时间和所用汽源；
（5）暖机时间的长短；
（6）凝汽器真空的变化；
（7）摩擦鼓风损失；
（8）转子回转效应；
（4）排汽的比体积减小，流速降低，末级就产生脱流及漩涡。同时还会在叶片的某一部位产生较大的激振力，频率降低，振幅增大，极易损坏叶片，造成事故；
5-汽轮机
盈德气体公司 培训部
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02 汽轮机结构及组成
• 高压蒸汽通过消耗自身的压力及温度能对汽轮机做功，汽轮机排 气端的蒸汽压力及温度均降低，但不能100%消耗。未消耗完全
4.凝气系统 的能量通过凝气系统用水对排气端的蒸汽进行冷凝回收；
• 凝气系统对排气端蒸汽进行冷凝后，冷凝下来的水就贮存在热
5.热井
井内；
02 汽轮机结构及组成
汽轮机系统主要组成部分及作用 • 停车时迅速关闭，切断高压蒸汽来源，避免调速阀关
1.速关阀： 不严导致高压蒸汽漏入汽轮机内损坏轴；
• 调节汽轮机高压蒸汽进气量，从而保证汽轮机转速恒 2.调速阀： 定；
• 通过消耗高压蒸汽中的温度及压力（动能及势能）， 3.汽轮机 驱动汽轮机运转的同时带动空压机、增压机一起运转。
01 汽轮机做功原理
汽轮机的结构组成介绍 汽轮机装置由汽轮机本体、辅助设备及调节和供油系统三大部分组成。汽轮机本体包括
静止部分（固定件）、转动部分（转子组体）及支承部分（轴承）三部分。汽轮机静止部 分包括基础、台板（机座）、汽缸、喷嘴、隔板、隔板套、汽封等固定件。 气缸：汽缸是汽轮机的外壳，汽轮机本体的主要零部件几乎包含在汽缸内。汽缸的作用是 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。汽缸内部装有喷嘴室、喷嘴、隔板、隔板套和汽封等零部件。汽缸外部装有调节汽阀 及进汽、排汽和回热抽汽管道等。 喷嘴:它的作用是把蒸汽的热能转变为高速汽流的动能，使高速气流以一定的方向从喷嘴喷 出，进入动叶栅，推动叶轮旋转做功。第一级喷嘴直接装在汽缸高压端专门的喷嘴室上， 第二级及以后各级喷嘴安装在各级隔板上。 隔板:用来安装喷嘴，并将各级叶轮分隔开。它是由隔板本体的平板，喷嘴，边缘和安装在 轴孔处的汽封等组成，一般都是对分的，由上下两半组成。
雪慕冰汽轮机原理及运行十五第五章供热式汽轮机
况旳大。
在实际运营中，纯背压工况是不可能实现旳。为了冷却低压缸，必需要有
一种最小流量 (Dc )min 经过低压缸。所以汽轮机所发出旳功率要增大，即
Pi Bb D0 (Pi ) min （ 5—8 ）
其中，(Pi )mi为n 低压缸经过最小流量时所发出旳功率。因为为一常数，所以，
在这种工况下机组旳功率与流量旳关系曲线应与线平行，如图5—4旳 c'd '线
旳功率为额定功率。
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图5--4 一次调整抽汽式汽轮机旳简化工况图
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2. 纯背压工况线
当低压缸流量 Dc = 0时，机组旳功率与流量旳关系曲线称为纯背压工况线。
这时，机组相当于一台背压式汽轮机，用汽量等于进汽量，机组旳功率为：
Pi
D0
H
t
i
3600
Bb D0
（5—7）
纯背压工况线旳其斜率 db > dc 。其空载汽耗量 Dnl1（线 段）比凝汽工
图5--1
5
三 背压机旳工况图
① 对背压机进行变工况计算后，可绘制出它旳汽耗特征曲线，如图5—2中 b线所示。为了便于比较，在图中同步给出了功率和参数相同旳凝汽机 汽耗特征曲线c。
② 从图可见，背压机旳汽耗微增率（b线旳斜率）比凝汽机旳大。这是因 为背压机旳背压高，
整机理想焓降小，所以要 发出相同功率，则所需蒸 汽流量就大。从而，背压 机旳空载汽耗量也比凝汽 机旳大。
所示，称为实际背压工况线（最小凝汽工况线）。
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3. 等抽汽量工况线
当抽汽量 De 为不同常数时，机组旳功率与流量旳一组关系曲 线称为等抽汽量工况线。因为抽汽量旳存在，机组旳功率为：
Pi
D0H t i
电厂热力设备及运行_汽轮机_汽轮机的运行
对于反动式汽轮机，由于设计反动度大，因此变化小。轴向推 力只与动叶前后压力差成正比，最大轴向推力发生在最大功 率时。
整理课件
结论：
（1）汽轮机轴向推力变工况计算相当复杂，难以计算准确。 （2）在实际运行中，常用测量推力轴承工作瓦块温升的方法监
视轴向推力的变化。
整理课件
七、蒸汽量调节方式的比较和选择
1、调节方式的选择： （1）承担基本负荷的机组：要求效率高，多采用节流调节和单列级作调 节级的喷嘴调节方式； （2）承担尖峰负荷的机组：要求负荷适应性好，当工况变动时效率 变化不大，常选用双列级作调节级的喷嘴调节方式。 （3）背压机：采用喷嘴调节方式。
2、调节级焓降大小的选用：调节级焓降大小对机组经济性影响很大：
优点：这种调节方式中，部分负荷时只有一组喷嘴的 蒸汽受到节流作用，节流损失小，效率较高。
缺点：定压运行时调节级汽室及各高压级在变工况下 温度变化都较大，从而引起较大的热应力。
整理课件
整理课件
2、喷嘴调节热力过程线
整理课件
3、调节级的内效率：
根据热力过程曲线，有：
热平衡：
(D D ) h 2 ' D h 2 " (D D D ) h 2 D 2 h
正比，即
G1 p01 p21 G p0 p2
所以 p 2 p 21 p 0 p 01
上式表明，当工况变动时，凝汽式汽轮机各中间级前后压力比不变。这样， 代入式焓降表达式后，级的理想焓降不变。当然，级的速度比和级效率也不 变。
而级的内功率为： Ni Ghti = B•G
这就说明：在计算汽轮机各中间级的变动工况时，不需要逐级进行详细计算， 只需求得各级前的压力，然后将热力过程曲线平移即可。而调节级和末级的 变动工况，则要进行详细计算。
汽轮机工作原理
汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械能的蜗轮式机械。
在汽轮机中，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。
如图 1 所示。
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 旋转做功，将蒸汽的动能变成轴旋转的机械能。
图 1 冲动式汽轮机工作原理图1-轴； 2-叶轮； 3-动叶片； 4-喷嘴汽轮机主要由转动部份(转子)和固定部份(静体或者静子)组成。
转动部份包括叶栅、叶轮或者转子、主轴和联轴器及紧固件等旋转部件。
固定部件包括气缸、蒸汽室、喷嘴室、隔板、隔板套(或者静叶持环)、汽封、轴承、轴承座、机座、滑销系统以及有关紧固零件等。
套装转子的结构如图 2 所示。
套装转子的叶轮、轴封套、联轴器等部件和主轴是分别创造的，然后将它们热套(过盈配合)在主轴上，并用键传递力矩。
图 2 套装转子结构1-油封环 2-油封套 3-轴 4-动叶槽 5-叶轮 6-平衡槽汽轮机主要用途是在热力发电厂中做带动发机电的原动机。
为了保证汽轮机正常工作，需配置必要的附属设备，如管道、阀门、凝汽器等，汽轮机及其附属设备的组合称为汽轮机设备。
图 3 为汽轮机设备组成图。
来自蒸汽发生器的高温高压蒸汽经主汽阀、调节阀进入汽轮机。
由于汽轮机排汽口的压力大大低于进汽压力，蒸汽在这个压差作用下向排汽口流动，其压力和温度逐渐降低，部份热能转换为汽轮机转子旋转的机械能。
做完功的蒸汽称为乏汽，从排汽口排入凝汽器，在较低的温度下凝结成水，此凝结水由凝结水泵抽出送经蒸汽发生器构成封闭的热力循环。
为了吸收乏汽在凝汽器放出的凝结热，并保护较低的凝结温度，必须用循环水泵不断地向凝汽器供应冷却水。
由于汽轮机的尾部和凝汽器不能绝对密封，其内部压力又低于外界大气压，于是会有空气漏入，最终进入凝汽器的壳侧。
若任空气在凝汽器内积累，凝汽器内压力必然会升高，导致乏汽压力升高，减少蒸汽对汽轮机做的实用功，同时积累的空气还会带来乏汽凝结放热的恶化，这两者都会导致热循环效率的下降，于是必须将凝汽器壳侧的空气抽出。