汽轮机各系统解释
第五章_汽轮机抽汽系统详解
研究内容：新型 抽汽止回阀的设 计、制造、测试 和应用
应用前景：提高 抽汽系统的效率 和稳定性，降低 能耗和维护成本
研究进展：国内 外相关研究机构 和企业正在进行 新型抽汽止回阀 的研究和应用， 取得了一定的成 果
抽汽系统智能化控制的研究和应用
智能化控制技术在抽汽系统中的应用 智能化控制技术的发展趋势 智能化控制技术在抽汽系统中的应用案例 智能化控制技术在抽汽系统中的应用前景
功能：在紧急情况下快速关闭抽 汽口，防止蒸汽泄漏
应用：在汽轮机启动、停机、故 障处理等过程中使用
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原理：通过电磁阀或气动阀控制 抽汽口的开闭
优点：提高汽轮机运行的安全性 和可靠性
调节抽汽压力和流量
调节抽汽压力：通过调节抽汽压力，可以控制汽轮机的输出功率和转速，从而实现对电力系统的 稳定控制。
调节抽汽流量：通过调节抽汽流量，可以控制汽轮机的输出功率和转速，从而实现对电力系统的 稳定控制。
调节抽汽压力和流量的关系：抽汽压力和流量是相互关联的，调节抽汽压力可以改变抽汽流量， 调节抽汽流量也可以改变抽汽压力。
调节抽汽压力和流量的方法：可以通过改变抽汽阀门的开度、改变抽汽管道的长度、改变抽汽管 道的直径等方式来调节抽汽压力和流量。
安全阀的作用： 在压力超过规定 值时自动开启， 释放压力，防止 设备损坏
安全阀的设置： 应安装在汽轮机 抽汽系统的关键 部位，如高压缸、 低压缸等
安全阀的选型： 应根据汽轮机抽 汽系统的压力、 温度、流量等参 数选的密封性能、开 启压力等参数， 确保其正常运行
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结构：由阀体、阀芯、阀座等部 件组成
汽轮机结构介绍
汽轮机结构介绍一、汽轮机的基本结构汽轮机是一种能够将热能转化为机械能的热能机械装置，其基本结构包括以下几个主要部分。
1. 燃烧系统：汽轮机的燃烧系统用于将燃料燃烧产生的高温高压气体引入汽轮机的工作部分。
燃烧系统由燃烧室、燃料供应系统和点火系统等组成。
2. 压气机：压气机是汽轮机的核心部件之一，用于将大气中的空气压缩，并将压缩空气送入燃烧室。
压气机通常采用多级式结构，每一级都由转子和定子组成，通过转子的高速旋转将空气压缩。
3. 燃气轮机：燃气轮机是汽轮机的主要工作部分，其通过高温高压气体的膨胀驱动轴的旋转，从而产生机械能。
燃气轮机由转子和定子组成，转子上装有叶片，当高温高压气体通过叶片冲击转子时，转子开始旋转。
4. 透平：透平是汽轮机中的一个关键部件，其主要作用是将燃气轮机输出的高速旋转运动转化为有用的功。
透平通常由多级叶片组成，通过叶片的反作用力使得透平旋转，并将旋转能转化为动力输出。
5. 发电机：发电机是汽轮机的输出部分，其将汽轮机产生的机械能转化为电能。
发电机通常由转子和定子组成，转子通过汽轮机输出的轴的旋转驱动，从而使定子中的线圈产生感应电动势，最终输出电能。
二、汽轮机的工作过程汽轮机的工作过程可以分为以下几个步骤。
1. 压缩过程：在汽轮机的工作过程中，压气机将大气中的空气进行压缩，使得空气的压力和温度升高。
2. 燃烧过程：经过压缩后的空气进入燃烧室，与燃料进行燃烧，产生高温高压气体。
3. 膨胀过程：高温高压气体进入燃气轮机，推动燃气轮机的转子旋转，从而产生机械能。
4. 发电过程：燃气轮机输出的轴通过透平的旋转将机械能转化为电能，最终输出为电力。
三、汽轮机的应用领域汽轮机广泛应用于发电、航空、船舶和工业生产等领域。
1. 发电：汽轮机在发电领域中的应用非常广泛，特别是在火力发电和核电站中，汽轮机是主要的发电设备。
2. 航空：航空领域中的喷气式飞机通常采用燃气涡轮发动机，其基本结构和汽轮机类似，通过燃烧产生的高温高压气体推动飞机的前进。
汽轮机结构及原理
汽轮机结构及原理一、组成部件：1. 压气机：用于将空气压缩，提高进入燃烧室的压力。
2. 燃烧室：将燃料与压缩空气混合并燃烧，产生高温高压的燃气。
3. 喷气管：用于引导和加速燃气流出燃烧室，产生冲力。
4. 轴：将压气机、涡轮机和发电机等部件连接起来。
5. 涡轮机：通过燃气的冲力驱动，使轴产生旋转运动。
6. 发电机：通过轴的运动，将机械能转化为电能。
二、工作原理：1. 压缩空气：气体由进气口进入压气机，压气机的叶片逐渐减少叶片间的空隙，从而将气体压缩，提高气体的压力和密度。
2. 燃烧过程：压缩后的空气经过燃油喷嘴喷入燃烧室，与燃料混合并点燃。
燃烧产生的高温高压燃气通过喷气管流向后方。
3. 燃气驱动：燃气通过涡轮机，将燃气的高速和高温转化为轴的旋转运动，产生机械能。
4. 电能发电：轴的旋转运动通过发电机，将机械能转化为电能。
发电机的旋转子产生交流，通过定子的线圈而感应电流，最终输出电能。
三、工作过程：1. 进气：外部空气通过进气口进入压气机。
2. 压缩：压气机的叶片将空气逐渐压缩，提高气体的压力和密度。
3. 燃烧：压缩后的空气通过燃油喷嘴喷入燃烧室，与燃料混合并点燃。
4. 转动涡轮：燃烧产生的高温高压燃气通过喷气管流向后方，驱动涡轮机旋转。
5. 转动轴：涡轮机的旋转运动通过轴传递，使轴产生旋转运动。
6. 发电：轴的旋转运动通过发电机，将机械能转化为电能，供应电力负载使用。
7. 排气：燃烧后的废气排出机外，通过喷气管排出。
四、特点和应用：1. 汽轮机具有高效率和大功率输出的优点，广泛应用于发电厂、船舶推进系统、航空器动力装置等领域。
2. 汽轮机结构简单，可靠性高，适应性强，同时可根据实际需求进行多机组联网运行，提高整体系统的可靠性和性能。
3. 由于汽轮机使用燃汽轮机使用化石燃料，其燃烧过程会产生大量的二氧化碳和其他排放物，对环境造成污染。
因此，在环保意识增强的背景下，与其他清洁能源技术相比，汽轮机在未来的发展中面临一定限制和挑战。
汽机系统概述
汽轮机系统概述一、汽轮机相关系统简要概述(一) 主蒸汽、再热蒸汽系统主蒸汽系统是指从锅炉过热器联箱出口至汽轮机主汽阀进口的主蒸汽管道、主汽阀和调节阀、疏水管等设备、部件组成的系统，如图1－1。
其作用是将新蒸汽引至汽轮机的缸体内做功。
再热蒸汽系统包括冷段和热段两部分。
再热冷段指从高压缸排汽至锅炉再热器进口联箱入口处的阀门和管道。
再热器热段指锅炉再热器出口至中联门前的蒸汽管道。
主蒸汽系统以及再热蒸汽系统的蒸汽流量取决于压力和调节阀的开度，但是最大流量和最小流量则取决于锅炉的最大蒸发量和维持锅炉稳定燃烧的最低负荷。
系统内一般设置有减温器，当蒸汽温度可能超限时，向其内部喷注减温水，使蒸汽温度符合要求。
(二) 高低压旁路系统汽轮机旁路系统是现代单元机组热力系统的一个组成部分。
它的功能是，当锅炉和汽轮机的运行情况不相匹配时，即锅炉产生的蒸汽量大于汽轮机所需要的蒸汽量时，多余部分可以不进入汽轮机而经过旁路减温减压后直接引入凝汽器。
此外，有的旁路还承担着将锅炉的主蒸汽经减温减压后直接引入再热器的任务，以保护再热器的安全。
旁路系统的这些功能在机组启动、降负荷或甩负荷时是十分需要的。
高压旁路可使多余蒸汽不进入汽轮机高压缸而直接进入再热器，蒸汽的压力和温度通过减温减压装置使蒸汽参数降至再热器人口处的蒸汽参数。
低压旁路可使再热器出来的蒸汽部分进入或不进入汽轮机的中低压缸而直接进入凝汽器，通过减压减温装置将再热器出口蒸汽参数降至凝汽器的相应参数。
I级大旁路是把过热器出来的多余蒸汽经减压减温后直接排入凝汽器，即把整台汽轮机全部旁路掉。
旁路系统由旁路阀、旁路管道、暖管设施以及相应的控制装置（包括液压控制和DEHC控制系统）和必要的隔音设施组成，如图1－2。
旁路的系统的流量不是越大越好，一般必须和机组的运行情况相适应。
衡量旁路系统的指标主要是响应时间，响应时间越短越好。
一般要求在1～2s内完成旁路开通动作，在2～3s内完成关闭动作。
汽轮机控制系统
汽轮机控制系统包括汽轮机的调节系统、监测保护系统、自动起停和功率给定控制系统。
控制系统的内容和复杂程度依机组的用途和容量大小而不同。
各种控制功能都是通过信号的测量、综合和放大，最后由执行机构操纵主汽阀和调节阀来完成的。
现代汽轮机的测量、综合和放大元件有机械式、液压式、电气式和电子式等多种，执行机构则都采用液压式。
调节系统用来保证机组具有高品质的输出，以满足使用的要求。
常用的有转速调节、压力调节和流量调节3种。
①转速调节：任何用途的汽轮机对工作转速都有一定的要求，所以都装有调速器。
早期使用的是机械式飞锤式离心调速器，它借助于重锤绕轴旋转产生的离心力使弹簧变形而把转速信号转换成位移。
这种调速器工作转速范围窄，而且需要通过减速装置传动，但工作可靠。
20世纪50年代初出现了由主轴直接传动的机械式高速离心调速器，由重锤产生的离心力使钢带受力变形而形成位移输出。
图 1 [液压式调速器]为两种常用的液压式调速器的工作原理图[液压式调速器]，汽轮机转子直接带动信号泵(图1a[液压式调速器])或旋转阻尼（图1b[液压式调速器]），泵或旋转阻尼出口的油压正比于转速的平方，油压作用于转换器的活塞或波纹管而形成位移输出。
②压力调节：用于供热式汽轮机。
常用的是波纹管调压器（图 2 [波纹管调压器]）。
调节压力时作为信号的压力作用于波纹管，使之与弹簧一起受压变形而形成位移输出。
③流量调节：用于驱动高炉鼓风机等流体机械的变速汽轮机。
流量信号通常用孔板两侧的压力差(1-2)来测得。
图3 [压差调节器]是流量调节常用压差调节器波纹管与弹簧一起受压变形而将压力差信号转换成位移输出。
汽轮机除极小功率者外都采用间接调节，即调节器的输出经由油动机（即滑阀与油缸）放大后去推动调节阀。
通常采用的是机械式（采用机械和液压元件）调节系统。
而电液式（液压元件与电气、电子器件混用）调节系统则用于要求较高的多变量复合系统和自动化水平高、调节品质严的现代大型汽轮机。
汽轮机主要系统概述
汽轮机主要系统概述1）主蒸汽系统主蒸汽管道采用2－1－2连接方式，在主蒸汽进入主汽阀前分成两路，分别接至汽轮机左右侧主汽阀。
2）再热蒸汽系统再热冷段和再热热段管道，均采用2－1－2连接方式，锅炉和汽机接口均为2个。
3）旁路系统本汽轮机为中压缸启动方式，设置旁路系统可改善机组的启动性能，缩短启动时间和减少汽轮机的循环寿命损耗，回收工质，保护锅炉再热器。
本机组采用高、低压二级串联旁路系统，其中高旁容量为35%BMCR，高旁阀数量为1个，低旁总容量为35%BMCR加高旁减温水量，低旁阀数量为2个。
4）抽汽回热系统汽轮机具有八级非调整抽汽。
一、二、三级抽汽分别向三台高压加热器供汽，四级抽汽除供除氧器外，还向两台给水泵汽轮机及辅助蒸汽系统供汽；二级抽汽作为辅助蒸汽系统和给水泵汽轮机的备用汽源。
五至八级抽汽分别向四台低压加热器供汽；为防止汽轮机超速和进水，除七、八级抽汽管道外，其余抽汽管道上均设有气动止回阀和电动隔离阀，前者作为防止汽轮机超速的保护，同时也作为防止汽轮机进水的辅助保护措施；后者是作为防止汽轮机进水的隔离措施。
在四级抽汽管道上所接设备较多，且有的设备还接有其他辅助汽源，为防止汽轮机甩负荷或除氧器满水等事故状态时水或蒸汽倒流进入汽机，故多加一个气动止回阀，且在四段抽汽各用汽点的管道上亦均设置了一个电动隔离阀和止回阀。
表1－7是各段抽汽管道的参数。
表1－7 抽汽系统管道参数表5）给水系统采用单元制给水系统，每台机组配置二台50%容量的汽动给水泵，一台30%容量的电动调速给水泵作为启动和备用给水泵，各给水泵前均设有前置泵。
在1号高加出口、省煤器进口的给水管路上设有电动闸阀及逆止阀，并设有15%BMCR 容量的启动旁路，在旁路管道上装有电动控制阀，给水系统三台高压加热器采用大旁路系统。
给水泵汽轮机为东方汽轮机，单缸、单流、单轴、冲动式、纯凝汽、外切换式汽轮机。
正常工作汽源来自主汽轮机四段抽汽，备用汽源来自主汽轮机高压缸排汽或辅助蒸汽系统，当主汽轮机负荷降至30%以下时，调节器自动地将汽源从工作汽源无扰动地切换到备用汽源，并在此工况下运行；当主机负荷重新上升时，调节器又能自动地将汽源切换到工作汽源，小汽机排汽进入主机凝汽器。
汽机各系统简单介绍
汽机各系统简要介绍一、汽轮机分类汽轮机种类很多，并有不同的分类方法。
按用途分：有电站、工业、船用汽轮机。
按结构分：有单级汽轮机和多级汽轮机，各级装在一个汽缸内的单缸汽轮机，和各级分装在几个汽缸内的多缸汽轮机；各级装在一根轴上的单轴汽轮机，和各级装在两根平行轴上的双轴汽轮机等。
按工作原理分：有蒸汽主要在各级喷嘴(或静叶)中膨胀的冲动式汽轮机；蒸汽在静叶和动叶中都膨胀的反动式汽轮机；以及以及由按冲动原理工作的级和按反动原理工作的级组合而成的混合式汽轮机。
按热力特性分：有凝汽式、供热式、背压式、抽汽式、中间再热式和饱和蒸汽汽轮机等类型。
凝汽式汽轮机排出的蒸汽流入凝汽器，排汽压力低于大气压力，因此具有良好的热力性能，是最为常用的一种汽轮机；供热式汽轮机既提供动力驱动发电机或其他机械，又提供生产或生活用热，具有较高的热能利用率；背压式汽轮机的排汽压力大于大气压力的汽轮机；抽汽式汽轮机是能从中间级抽出蒸汽供热的汽轮机；中间再热式汽轮机是新蒸汽经汽轮机前几级作功后，全部引至加热装置再次加热到某一温度，然后再回到汽轮机继续作功；饱和蒸汽轮机是以饱和状态的蒸汽作为新蒸汽的汽轮机。
二、凝结水系统凝结水系统的主要功能是为除氧器及给水系统提供凝结水，并完成凝结水的低压段回热，同时为低压缸排汽、三级减温减压器、辅汽、低旁等提供减温水以及为给水泵提供密封水。
为了保证系统安全可靠运行、提高循环热效率和保证水质，在输送过程中，对凝结水系统进行流量控制及除盐、加热、加药等一系列处理。
三、真空系统对于凝汽式汽轮机组，需要在汽轮机的汽缸内和凝汽器中建立一定的真空，正常运行时也需要不断地将由不同途径漏入的不凝结气体从汽轮机及凝汽器内抽出。
凝汽器抽真空系统的作用就是用来建立和维持汽轮机机组的低背压和凝汽器的真空；正常运行时不断地抽出由不同途径漏入汽轮机及凝汽器的不凝结气体。
低压部分的轴封和低压加热器也依靠真空抽气系统的正常工作才能建立相应的负压或真空。
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汽轮机低压缸隔板安装
叶片
• 叶片按用途可分为静叶片（又称喷嘴叶片）和动叶片 （又称工作叶片，简称叶片）两种。
• 静叶片安装在隔板和汽缸上，在反动式汽轮机中，起 喷嘴作用。
• 动叶片安装在转子上，接受喷嘴叶栅射出的高速汽流 ，把蒸汽的动能转换成机械能，使转子旋转。
叶片
• 动叶片是汽轮机中最重要的零件之一，主要表现在：
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隔板
• 隔板的作用是把汽缸的内部空间分成 若干个蒸汽参数不同的腔室，汽轮机 从第二级以后的各级喷嘴叶栅都安装 在隔板上。蒸汽通过喷嘴叶栅，其压 力、温度逐级下降，将蒸汽的热能转 变成动能以很高的速度进入动叶片。
• 隔板由隔板体、喷嘴叶栅和隔板外缘 组成。由于安装和拆卸的需要，隔板 从水平中分面分为上、下两半，为使 上、下隔板对准，并防止漏气，在水 平中分面上加装有密封键和定位销。
高压内缸
中压内缸
低压内上缸
低压内上缸侧面
缸体 隔板
中、低压连通管
转子
• 转子是汽轮机转动部分的总称，它担负着把喷嘴叶栅 出来的蒸汽的动能转变为轴旋转的机械能及功率传递 的重任，是汽轮机最重要的部件之一。
• 按主轴与其他部件间的组合方式，转子可分为： ➢ 套装转子 ➢ 整锻转子 ➢ 焊接转子 ➢ 组合转子 • 一台机组采用何种类型转子，要由转子所处的温度条
滑销系统
• 滑销系统通常由横销、纵销、立销、角销等组成。
• 横销的作用是保证汽缸沿横向自由膨胀，限制其轴向 位移；纵销的作用是保证汽缸沿轴向自由膨胀，限制 其横向膨胀；立销的作用是限制汽缸的纵向和横向移 动，允许汽缸上下膨胀；角销也称压板，是防止轴承 箱在轴向滑动时一端翘起。
• 纵销中心线和横销中心线的交叉点形成机组的的死点 ，当汽缸膨胀时，该点始终保持不变。
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汽轮机各系统解释
1. 什么是数据采集与处理系统（DAS）？
答：数据采集与处理系统（DAS--Data Acquisition System）是机组的信息中心，完成数据的采集、处理，进行CRT显示、记录、报警、历史存储、事故追忆、计算、操作指导等功能。
2. 什么是模拟量控制系统（MCS）？
答：模拟量控制系统（MCS）完成单元机组的机炉协调控制和所有自动控制回路的控制，主要有燃料控制系统、给水控制系统、汽温控制系统、制粉控制系统、凝汽器控制系统等。
3. 什么是顺序控制系统（SCS）？
答：顺序控制系统（SCS）完成单元机组的各功能系统和设备的顺序控制功能，主要有送风系统、引风系统、烟气系统、给水系统、凝结水系统、循环水系统等。
4. 什么是汽机电液控制系统（DEH）？
答：汽机电液控制系统（DEH--Digital Electro-hydraulic Control System）是对汽机进行控制的主要系统，其主要功能是对汽机进行的转速控制、负荷控制、阀门管理、汽机自动控制和汽机超速保护等。
5. 什么是小汽机电液控制系统（MEH）？
答：若电厂的给水泵是由小汽机驱动的，则电厂还有小汽机电液控制系统（MEH）。
其主要功能是对小汽机进行转速控制、负荷控制、阀门管理、小汽机自动控制和小汽机超速保护等。
6. 什么是汽机危急遮断系统（ETS）？
答：汽机危急遮断系统（ETS—Emergency trip system）是对汽机进行保护的控制系统。
其主要功能是监控汽机的某些参数，当这些参数超过运行极限时，关闭汽机进汽阀。
7. 什么是汽机本体安全监视系统（TSI）？
答：汽机本体安全监视系统（TSI----Turbine Supervisory Instruments）是连续测量汽轮发电机轴承及汽轮机本体运行参数的仪表系统，当运行参数出现异常，则发出报警信号。