汽轮发电机组工作原理(4)
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7. 汽轮机本体的基本结构
汽轮机是由静子和转子组成。 静子 : 由垫铁、台板、汽缸(上、下高中 低 )、轴承箱、轴承(经向和推力)、喷嘴、 隔板、静叶栅、汽封、滑销系统(猫爪、立 销、纵销、横销、角销)组成。 转子: 由转子轴、动叶片、联轴器、盘车组 成。
汽轮机的垫铁
汽轮机的垫铁有两种一平垫铁和斜垫铁
6.汽轮机的供油系统
汽轮机供油系统分为两个部分: 1. 一部分是汽轮机轴承润滑油,转子放在轴承 上,需要润滑油建立油膜,防止干摩擦 。 2. 顶轴油在汽轮机运转之前,需要顶轴油系统 开启,给各个轴承处泵入润滑油。 其实油的用途总的来说就是给轴承润滑的, 为了实现不同运行情况下的润滑,才有相应 的一些系统。
动叶通道是逐渐收缩的
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热力循环
火力发电厂的基本热力循环 1.卡诺循环 。(奥氏体钢,膨胀系数大, 热导率小,对温度适应性差,抗蠕变能 力差) 2.朗肯循环。(铬钼钢)
4 汽轮机的调节系统
1.液压调节系统。(50年代)机械部件和液压部件 组成。 2.功频电液调节系统。 (60年代 ) 以模拟计算机为基 础的,引入了功率、频率两个控制信号的电液调节 系统,常称为功频电液调节系统。 3.数字调节系统。(70年代)以数字计算机为基础的 数字式电液调节系调节汽轮机的系统。数字调节系 统发出指令后,通过调节汽轮机的阀门,而改变汽 轮机的进汽量,从而达到调整负荷的目的 。
5.水力发电:利用水的势能带动水轮机转动,通过发电机 发电。(古巴伊泰普,美国大古力哥伦比亚河,金沙江 溪洛渡)
6.火力发电: 利用煤、油和可燃气体的燃烧,使其的化学 能转化成热能,再由热能转化成机械能,再由机械能转化 成电能。
发电厂的外景图
空冷发电厂的空冷塔
火力发电厂的几个基本概念
汽
封
汽封是装设在汽轮机动、静机件间的密封装 置。如果汽封装在轴端,我们就称之为轴封。装 在轴间就称为轴间汽封。 1.防止高压部分蒸汽外漏 2.防止低压部分大气内漏
汽轮机的汽封
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轴 封
汽
封
汽轮机通流部分的 动、静机件之间,为了 避免碰磨,必须留有一 定的间隙,而间隙的存 在又会导致漏汽,使汽 轮机效率降低。为此, 在汽轮机动、静机件的 有关部位设有密封装置, 通常称为汽封。
焊接转子
由若干个实心轮盘和 端轴拼合焊接而成。焊接 转子的主要优点是:不存 在松动问题;采用实心的 轮盘,强度高,不需要叶 轮轮壳,结构紧凑;轮盘 和转子可以单独制造,材 料利用合理,加工方便且 易于保证质量;焊成整体 后转子刚性较大等。但是 焊接转子要求材料的可焊 性好,焊接工艺及检验技 术要求高且比较复杂,这 一切在一定程度下妨碍了 焊接转子的应用。
喷嘴出口处:蒸汽以相
对速度w1进入动叶通道,
由于受到动叶的阻碍,汽流
方向不断改变,最后以相对
速度w2流出动叶通道, 在流道中蒸汽对动叶产生一 个轮周方向的冲动力F1,该 力对动叶作功使动叶转动
蒸汽流过无膨胀动叶通道时速度的变化
冲动作用原理
冲动力的定义:根据力学知识,当一运动物体
碰到另一个静止的物体或者运动速度低于它的物体 时,就会受到阻碍而改变其速度的大小或方向,同 时给阻碍它的物体的一个作用力
1.饱和水:指在一定条件时,水不能再溶解某种物质而达到 此物质的饱和状态,但此饱和水还可以溶解其他物质,里面 物质的溶解度并不会互相影响。 2.饱和蒸汽:当液体在有限的密闭空间中蒸发时 单位时间 内进入空间的分子数目与返回液体中的分子数目相等时,则 蒸发与凝结处于动平衡状态。 3.过热蒸汽:就是在一定压力下,蒸汽达到饱和温度,继续 吸热,温度超过饱和温度。 4.蒸汽湿度:湿蒸汽中所含水分的质量百分数。 5.焓:热力学中表示物质系统能量的一个状态函数,常用符号 H表示。数值上等于系统的内能U加上压强p和体积V的乘积, 即H=U+pV。焓的变化是系统在等压可逆过程中所吸收的热 量的度量。
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。
汽轮机的转子
汽轮机的转子
汽轮机的转子
汽轮机的台板
汽
缸
汽缸的作用是将汽轮机的通流部分 与大气隔开,将蒸汽包容在汽缸中膨胀 做功,完成其能量转换过程。 汽缸内部装有喷嘴室、喷嘴、隔板 套、隔板和汽封等部件。分成高压缸、 中压缸和低压缸。
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。
动叶片的结构
动叶片是汽轮机 中数量最大和种类最 多的零件,它的结构、 材料和装配质量对汽 轮机的安全和经济运 行有极大的影响。在 汽轮机的事故中,叶 片事故约占60%~70% 左右,所以必须予以 足够的重视。叶片应 具有良好的流动特性、 足够的强度、满意的 转动特性、合理的结 构和良好的工艺性能。
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1800年伏特他发明了世界上第一块电池。 1821年英国人法拉第发明了世界上第一台发电机 (不连续) 1831年他发现当电磁铁穿过一个闭合回路时,线圈 内就会产生电流,这就是“电磁感应”。由此他发 明了世界 上第一台永久磁铁能连续生产电流的发电 机。 1876年德国人西门子他发明了,采用电磁铁连续生 产电流的发电机。
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汽轮机的前轴承箱
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前箱总图
轴承 汽轮机的轴承有径向支持轴承和轴向 推力轴承两种。 1.径向支持承轴:支持转子重量 和离心力。 ( 固定式、自立式 、三油楔式、可倾瓦。) 2.推力承轴: 承担汽轮机转子轴向推力, 保证轴向间隙。 轴承全部采用乌金材料,径向轴承设计 温度不超过90℃,推力轴承温度不超过85 ℃
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6.熵:表示物质系统状态的一个物理量(记为S),它 表示该状态可能出现的程度。在热力学中,是用以 说明热学过程不可逆性的一个比较抽象的物理量。 孤立体系中实际发生的过程必然要使它的熵增加 7.干球温度:干球温度是温度计在普通空气中所测 出的温度,即我们一般天气预报里常说的气温。 8.湿球温度:湿球温度是指同等焓值空气状态下, 空气中水蒸汽达到饱和时的空气温度,
特点:蒸汽仅把从喷嘴中获得的动能转变为机械
功,蒸汽在动叶通道中不膨胀,动叶通道不收缩。
反动作用原理
反动力定义:蒸汽在动叶汽道内膨胀时对动叶的 作用力。根据动量守恒定律,当气体从容器中加
速流出时,要对容器产生—个与流动方向相反的
力。
基本特点:蒸汽在动叶流道中不仅要改变方向,
而且还要膨胀加速,从结构上看动叶通道是逐渐 收缩的。
汽轮机的经向轴瓦(轴承)
汽轮机的喷嘴
汽轮机的隔板
隔板结构
隔板用于固定喷嘴叶片, 并将整个汽缸内部空间分隔 成若干个汽室。它主要由隔 板体,喷嘴叶栅和隔板外缘 等部分组成。隔板通过外缘 直接安装在汽缸或隔板套内 专门的凹槽中。为了安装和 拆卸方便,隔板沿水平中分 面对分为上、下两半块,称 上、下隔板。为了使上下隔 板对准,并防止漏汽,在水 平中分面加装密封键和定位 销。在隔板体的内孔壁有安 装汽封环的槽道。
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为了让大家对汽轮机内部有个感性认识, 我先给大家放两个三维小视频。
3 汽轮机的基本工作原理
汽轮机和发电机是火力发电 厂三大主要设备的两大主机, 单机功率大、效率高、运行 平稳、使用寿命长。
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。
“级”是汽轮机中最基本的工作单 元。在结构上它是由静叶(喷嘴) 和对应的动叶所组成;一列固定的 喷嘴和与它配合的动叶片构成了汽 轮机的基本作功单元,称为汽轮机 的级。
。调节系统任务 1.是调节汽轮机内功率以满足外界负荷的变化 。 2.保证汽轮机的转速在允许范围 。 调节系统它六个部分组成 1.感应机构 2.定值机构(同步器) 3.放大机构 4 执行机构 5.配汽机构 6.反馈机构
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5.汽轮机的保护系统
1. 2. 3. 4. 汽轮机的超速保护 . 汽轮机的轴向位移保护 . 汽轮机的油压和油温保护. 汽轮机凝汽器低真空保护.
汽轮发电机组的结构及工作原理
崔新佳 2011年7月29日
目录
1 2 3 4 5 6 7 8 .电的发现及汽轮机应用 .生产电力的几种方法 .汽轮发电机的基本工作原理 .汽轮机的调节系统 .汽轮机的保护系统 .汽轮机的油系统 .汽轮机的基本构造 .汽轮机的分类
1 电的发现与生产
600前希腊人泰勒斯 发现了电。 1660年德国人埃里克发明了世界上第一台摩 擦发电机。 1780年意大利医生加法尼,通过动物组织对电 流的反应。 1799年意大利物理学家伏特。他认为电不是 来源动物。
高 压 缸
采用双层缸结构 内缸承受蒸汽的温差小、压差大, 而外缸承受的温差大、压差小。因此内 缸壁中温度梯度不大,引起的热应力较 小,外缸承受大温差,但由于缸壁承压小, 在工况变化过程中,能承受较大的热应 力。
中 压 缸
再热蒸汽进入中压缸时压力不高, 但温度很高,因此仍采用双层缸结构。
低压缸
低压缸尺寸大,要求缸体有足够的刚 度和合理的排汽通道。蒸汽热膨胀后比 容大是1: 100--1:600 。 低压缸设有喷水减温装置。
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1883年瑞典工程师拉瓦尔设计制造了世界上第 一台冲动式汽轮机。 1884年英国人帕森斯设计制造了世界上第一台 反动式汽轮机。 人们把汽轮机和发电机有机结合就制造出了现 在我们普遍使用的汽轮发电机组。 汽轮机的应用领域很广泛。发电拖动、工业托 动、船舶拖动。
2.生产电力的方法。
1.风力发Hale Waihona Puke Baidu:利用风的动能,来吹动叶轮转动,产生机械能,带 动发电机子转子发电。
从作用力方面分析原理
蒸汽流经级时先在喷嘴中膨胀压力 降低,速度增加一方面通过速度方 向的改变,产生冲动力F1 蒸汽在动叶中继续膨胀,压力降低, 所产生的焓降转化为动能造成动叶 出口的相对速度w2大于进口相对速 度w1,使汽流产生了作用于动叶上 的与汽流方向相反的反动力Fr。 在蒸汽的冲动力和反动力合力作用 下推动动叶旋转作功。
叶轮的结构型式
叶根和轮缘结构
叶片通过叶根固定 在叶轮上,叶根与叶轮 的连接应该牢固可靠, 而且应保证叶片在任何 运行条件下不会松动。 同时,叶根的结构应在 满足强度的条件下尽量 简单,使制造、安装方 便,并使叶轮轮缘的轴 向尺寸为最小。随着动 叶片的圆周速度和长度 的不同,其叶根所受的 作用力也不同,这就需 要采用不同的叶根结构 型式。
3.风力发电; 利用风的动能, 4太阳能发电;利用太阳的辐射, 5潮汐发电; 利用海水的势能, 6核能发电; 利用铀235的核反应, 汽轮发电机组的工作原理
4.核能发电:利用铀235的核裂变,产生的能量,进行发电。1个中子进入铀 235原子核以后,原子就变的不稳定,分裂成2个较小质量的原子核,这就是 核裂反应,产生很大的能量的同时,还会放出2-3个中子和其他射线,这些中 子再次进入铀235原子核,不断重复上述核裂变反应。
2.潮汐发电:利用海水的潮长潮落,产生的势能进 行发电。
2.水力发电: 利用水的势能, 来推动水轮机的转子,带动发电机转子 , 进行发电
3.太阳能发电:利用太阳的光辐射,通过光伏组件吸收热量,产生电能。 (热核反应),4氢—1氦,1KG氢的热核反应,相当地球燃烧19000T的标煤, 太阳中可燃烧的氢为10分之1,能燃烧100多亿年。电磁波-粒子流。地球接 收的能量只占总能量的20亿分之1。
整煅转子
叶轮和主轴及其他 主要零部件是用整体毛 坯加工制成的。主轴的 中心通常钻有中心孔, 其作用是:①去掉锻件 中残留的杂质及疏松部 分;②用来检查锻件的 质量;③减轻转子的重 量。高参数或超高参数 机组的高压转子,防止 高温下松动是主要的, 因此广泛采用整锻转子。