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steam turbine training 宝钢金属工业气体有限公司 2010 0ct 汽轮机基础知识 概述 汽轮机是用蒸汽做功的一种旋转式热力原动机。即将蒸汽的热能转化为蒸汽的动能最后转化成转子的机械能。 优点：功率大 效率高 结构简单 易损件少 安全运行可靠 调速方便 振动小 噪音小等优点 汽轮机种类繁多，按其工作原理性能等可分为以下几类 ①按工作原理分 冲动式汽轮机（蒸汽主要在喷嘴叶栅内膨胀）和反动式汽轮机（蒸汽在动叶栅和静叶栅内膨胀) ②按所具有的级数分 单级汽轮机 （通流部分只有一个级) 多级汽轮机 （通流部分有两个以上的级）为提高经济效率一般工业用汽轮机为多级反动式凝汽气式汽轮机 ③按蒸汽在机内流向分 轴流式（蒸汽流动方向与轴平行） 辐流式汽轮机 蒸汽流动方向与轴垂直 周流式汽轮机 蒸汽流动方向沿圆周运动 ④按热力系统分类 凝气式汽轮机 （排气压力低于大气压力）注：排气压力即表面冷凝器内的压力 此压力跟机组的负荷以及冷却水温度 换热器的效率有关 抽气背压式汽轮机 （排气压力高于大气 压力，中间有抽汽） 背压式 （排气压力高于大气压力 ⑤按用途分 电站用汽轮机 工业用汽轮机 船用等 ⑥按进气压力分 低压（12-15barg) 中压(20-40barg) 次高压(50-60barg) 高压(60-120barg) 超高压（120-140barg) ⑦低速汽轮机 n 3000rpm 中速汽轮机 n = 3000rpm 高速汽轮机 n 3000rpm 二 汽轮机的工作原理 汽轮机的主要元件是由喷嘴（也称静叶）与动叶（也称叶片）两个部件组成。喷嘴固定在机壳或隔板上，动叶固定在轮盘上。 蒸汽通过喷嘴时，压力下降，体积膨胀形成高速汽流，推动叶轮旋转而作功。如果蒸汽在叶片中压力不再降低，也就是蒸汽在叶片通道中的流速（即相对速度）不变化，只是依靠汽流对叶片的冲击力量而推动转子转动，这类汽轮机称为冲动式，也称压力级，在工业中应用广泛。如果蒸汽在叶片中继续膨胀（简称相对速度）比进口时要大，这种汽轮机的作功不仅由于蒸汽对叶片的冲击力，而且还有由于蒸汽相对速度的变化而产生的巨大的反作用力，因此这类汽轮机称为反动式汽轮机。 只有一列喷嘴和一列动叶片组成的汽轮机叫单级汽轮机。由几个单级串联起来叫多级汽轮机。由于高压蒸汽一次降压后汽流速度极高，因而叶轮转速极高，将超过目前材料允许的强度。因此采用压力分级法，每次在喷嘴中压力降都不大，因而汽流速度也不高，高压蒸汽经多级叶轮后能量既充分得到利用而叶轮转速也不超过材料强度许可范围。这就是采用多级汽轮机的原因。 如果由于蒸汽离开每一级叶片的流速仍高，为了充分利用汽流的动能，可用导向叶片将汽流引入第二排叶片中（每一个叶轮可安装二排叶片）进一步推动转轴做功，这称为速度分级，简称速度级（又称复速级）。速度级常用于小型汽轮机，或汽轮机的第一级。 三 蒸汽轮机本体构成 主要包括: 汽轮机本体 调节保安装置 辅助设备三大部分 1 汽轮机本体包括：静体（固定部分）--汽缸、喷嘴、隔板、汽封等；转子（转动部分）--轴、叶轮、叶片等；轴承（支承部分）--径向轴承和止推轴承。 (1) 汽缸 汽缸本身是水平剖分为上下部分，上下缸又各分有前后缸。前缸因温度高用铸钢制造，后缸温度低用铸铁制造。 汽轮机组在起动或停机、增减负荷时，缸体温度均会上升或下降，会产生热胀和冷缩现象。由于温差变化，热膨胀幅度可由几毫米至十几毫米。但与汽缸连接的台板温度变化很小，为保证汽缸与转子的相对位置，在汽缸作为台板间装有适当间隙的滑销系统，其作用是： a、保证汽缸和转子的中心一致，避免因机体膨胀造成中心变化，引起机组振动或动、静之间的摩擦； b、保证汽缸能自由膨胀，以免发生过大应力而引起变形； c、使静子和转子轴向与径向间隙符合要求。 （2） 喷嘴和隔板 在冲动式汽轮机中，蒸