汽轮机原理.ppt

全国勘察设计注册公用设备工程师动力专业 一、概述 二、蒸汽在喷嘴和动叶中的流动过程 三、冲动式与反动式汽轮机 一、多级汽轮机技术特点 二、汽轮机及其装置评价指标 三、汽轮机的分类及选用 一、汽轮机的负荷特性 二、滑压运行 三、供热汽轮机工况图 三、供热汽轮机工况图 一、凝汽设备的工作原理 二、管束布置及真空除氧 三、抽气器 一、轴封系统 二、油系统 三、冷却供水系统 1、供水方式 直流供水（开式系统）：水来自江河 闭式系统：必须带冷却塔等冷却设施 1）机力通风冷却塔：初投资小，建设工期短，布置紧凑，占地少，冷却效果稳定，适宜在空气湿度大、气温高、要求冷却水温较低场合。但需要风机设备，运行中消耗电能，检修维护和运行费用增加。适合小型电厂 2、冷却设施 2）自然通风冷却塔 初投资大，建设工期长，占地多，冷却效果稳定，运行维护费用低，适用于冷却水量较大、冷却水温降不小于6～7℃、冷却水温与空气湿球差大于5～7℃情况。适合大中型电厂 3、循环水泵及泵房 容量：按技术经济的循环倍率选取 泵房：优先选汽机房或其“披屋”，大型电厂单独建 台数：一般每台机组两台 4、干式冷却系统（空冷系统） 可分为直接冷却系统，间接冷却采用射流式冷凝器的系统和间接冷却采用表面式冷凝器的系统 4、干式冷却系统（空冷系统） 直接冷却系统：系统简单，管理环节和故障环节少，但需要庞大管路系统，投资大，整个系统对安装/焊接工艺要求高，不稳定工况会发生冷却系统汽水回流，是大型电厂主流 采用射流式凝汽器间接冷却系统（海勒系统）：凝结水分两路，一部分用来冷却，一部分回给水，需高纯度水，系统复杂，仍需消耗少量水 采用表面式凝汽器间接冷却系统（哈蒙系统）：将射流式凝汽器改为表面式凝汽器，冷却介质可利用纯度不高中性水，但系统环节仍较多 * 刘文毅 第三章 汽轮机原理 第一节 汽轮机级的工作原理 1、汽轮机设备的组成和作用 汽轮机及其附属设备通过管道和阀门等附件组成一整体，将热能转换成机械能 冷源损失 凝汽设备 锅炉 汽轮机 凝汽器 水泵 冷却水 乏汽 给水 发电机 2、汽轮机的基本工作原理 喷嘴叶栅和动叶栅内共同完成,二者组成能量转换基本单元“级”，单级汽轮机或多级汽轮机 1、蒸汽在喷嘴中的流动过程 能量条件：压差作用下，热能变成动能，近似等熵（可逆绝热）过程 喷嘴速度系数：由于摩擦，喷嘴出口流速和理想流速之比，0.95-0.97 ，喷嘴损失 结构条件：截面变化满足连续流动需要，适应动叶布置成环形，表面流线形 2、蒸汽在动叶中的流动过程 热能转变为机械功，转子 动叶损失：摩擦，需较好型线、排列和较低表面粗糙度 轮周功率：叶栅功率，级的基本功率 轮周效率： 轮周功率和理想能量之比，评价蒸汽在叶栅中能量转换有效程度 1、级的分类 冲动级与反动级或纯冲动级、冲动级、反动级（三者即单列压力级）和速度级 反动度：动叶内理想焓降和整级理想焓降之比 纯冲动级：ρ=0 冲动级：ρ=0.05-0.35 反动级： ρ=0.5 双列速度级：喷嘴叶栅、导向叶栅和两列动叶栅 2、反动式汽轮机 多级反动式汽轮机 3、冲动式汽轮机 单级冲动式 4、级内损失 喷嘴损失、导叶损失、动叶损失、叶轮摩擦损失 泄露损失、部分进汽损失、撞击损失以及湿汽损失 叶轮摩擦损失：叶轮与蒸汽摩擦 动叶栅损失：如喷嘴尾缘损失，汽流紊乱 部分进汽损失：未布置喷嘴处，要带动蒸汽旋转，有喷嘴处，汽流要冲开停滞在动叶栅中蒸汽 撞击损失：蒸汽冲击动叶前缘 蒸汽泄露损失：压差下动静之间间隙存在泄露 湿汽损失：水分子速度小引起碰撞、摩擦，冲蚀 扇形损失：叶栅环形结构造成，叶片长损失大 5、级的内功率与效率 级内净功：1kg蒸汽级内理想焓降和各损失之差 级的内功率：全部蒸汽净功 级的内效率：1kg蒸汽级内净功和理想焓降之比 第二节 多级汽轮机 1、优越性 1）提高单机功率 2）提高循环热效率 3）提高汽轮机相对内效率 4）降低汽轮机单位功率的投资 2、结构 1）通流部分 2）轴承 通常落地式在基础台板上 3）盘车装置 必要时缓慢转动转子，防热弯曲 4）调节装置 调节转速和抽汽压力 5）保护装置 超速保护装置，轴向位移保护装置，低油压保护装置 3、提高单机最大功率的途径 1）提高新汽参数 高温、高压 2）采用高强度、低密度材料 3）采用低转速 功率与转速平方成反比 4）增加排汽口等 4、临界转速 汽轮机转子转速升高到某转速，转子强烈振动，继续升高，振幅减小，出现振幅峰值的转速 挠性转子 1.4nc1≤n0≤ 0.7nc2 1kg蒸汽有效功和理想焓降之比 1、相对内效率 1kg蒸汽有效功和所消耗热量（在锅炉吸热）之比 2、绝对内效率 生产1kW · h电能所消耗热量 3、热耗率 4、汽耗率 生产1kW · h电能所消耗