蒸汽透平汽轮机工作原理
汽轮机培训
第一章汽轮机概述◆一、什么是汽轮机汽轮机是一种将蒸汽的能量转换为机械功的旋转式动力机械，又称蒸汽透平（英文：steam turbine）◆二、汽轮机的工作原理具有一定压力、温度的蒸汽进入汽轮机，在喷嘴中膨胀升速，将其热能转化为动能，高速汽流进入动叶珊，带动叶轮旋转，从而将动能转化为机械功。
◆三、汽轮机的分类1、按工作原理1>、冲动式汽轮机：蒸汽主要在喷嘴中进行膨胀加速，在动叶片中蒸汽不再膨胀或膨胀很少，而主要是改变汽流的方向。
2>、反动式汽轮机：蒸汽在喷嘴和动叶片中膨胀程度基本相同，各占50％，即反动度约为0.5。
此时，动叶片不仅受到汽流冲击作用力，还受到因蒸汽膨胀加速引起的反作用力。
→轴向推力较大。
3>、混合式汽轮机：压力级既有冲动式，又有反动式，一般前几级采用冲动式，后几级采用反动式。
→咱公司设计采用。
2、按热力过程1>、凝汽式汽轮机：汽轮机排汽压力<0.1MPa(1个大气压)，蒸汽需进入凝汽器进行冷却，凝结成水，再返回锅炉。
水冷：循环水→凝汽器→冷却塔→循环水空冷：蒸汽→排汽装置→空冷器→凝结水进入排汽装置→给水系统2>、背压式汽轮机：汽轮机排汽压力>0.1MPa(1个大气压)，直接排出，用于供热或工业用汽。
3>、抽汽式汽轮机：从汽轮机中间某一压力级后抽出一部分蒸汽用于热用户。
分为：1)调整抽汽：抽汽压力有一定的调整范围，配有调节汽阀；2)非调整抽汽：抽汽压力不需要调整，为抽汽口压力（当然会有一定的管道压力损失）4>、中间再热式汽轮机：进入汽轮机的蒸汽膨胀作功，到一定压力后全部抽出，送入再热器中再次加热，温度升高后再送入汽轮机继续膨胀作功。
在汽缸抽汽口后设计专门的隔板，将再热前后的蒸汽隔开。
5>、补汽式汽轮机：近几年我公司设计研发的，在汽轮机中间级补入低压蒸汽，进行作功，属于余热利用，广泛应用于水泥窑、钢铁等行业。
符合国家节能降耗政策要求，市场很大。
透平机及工作原理
透平机及工作原理引言透平机是一种关键的工程设备，广泛用于各种应用，如航空、能源和工业。
本文将介绍透平机的基本概念、工作原理以及在不同领域中的应用。
一、透平机的定义和分类透平机是一种能够将流体的动能转换为机械能的设备。
它由一个或多个旋转的透平叶轮组件组成，通过透平叶轮与流体相互作用，实现能量转换。
根据透平机的工作介质和工作原理的不同，透平机可以分为多种类型，包括汽轮机、涡轮机和压缩机等。
二、汽轮机的工作原理汽轮机是最常见的透平机之一，它主要用于产生动力，如发电厂中的蒸汽发电机。
汽轮机的工作原理基于蒸汽的压力和温度差异。
当高温高压蒸汽进入透平叶轮时，蒸汽能量转移到叶轮上，使其旋转。
透平叶轮的旋转将机械能输出并传递给发电机，产生电力。
三、涡轮机的工作原理涡轮机也是一种常见的透平机，它主要用于流体动能的转换。
例如，飞机的喷气发动机和水力发电厂中的水轮机都采用了涡轮机的设计。
涡轮机的工作原理基于流体的能量转移和加速。
当高速流体流经透平叶轮时，叶轮受到流体的压力差推动，从而实现旋转。
涡轮叶轮的旋转产生的机械能可用于驱动飞机飞行或发电机发电。
四、压缩机的工作原理与汽轮机和涡轮机不同，压缩机是将动能转换为压力能的透平机。
它主要用于增压和压缩气体。
例如，空气压缩机和制冷设备中常用的压缩机都属于这类透平机。
压缩机的工作原理基于透平叶轮通过旋转将流体（通常是气体）压缩。
当气体通过透平叶轮时，叶轮将流体加速，并增加其压力。
这种压力能可以用于满足不同工业和家庭的压缩要求。
五、透平机在不同领域中的应用透平机广泛应用于航空、能源和工业等领域。
在航空领域，透平机被用于飞机的喷气发动机，产生动力推动飞机飞行。
在能源领域，汽轮机和涡轮机被用于发电厂的蒸汽和水力发电，为社会提供。
蒸汽透平工作原理
蒸汽透平工作原理1. 工作原理蒸汽透平（或称汽轮机）是用蒸汽做功的旋转式原动机，它将蒸汽的热能转变成透平转子旋转的机械能，这一转变过程需要经过两次能量转换，即蒸汽通过透平喷嘴（静叶片）时，将蒸汽的热能转换成蒸汽高速流动的动能，然后高速气流通过工作叶片时，将蒸汽的动能转换成透平转子旋转的机械能。
蒸汽透平按工作原理分为两类：a. 冲动式b. 反动式冲动式透平的蒸汽热能转变成动能的过程，仅在喷嘴中进行，而工作叶片只是把蒸汽的动能转换成机械能，即蒸汽在喷嘴中膨胀，速度增大，温度压力降低，而在叶片中仅将其动能部分转变为机械能（汽体流速降低），而由于叶片沿流动方向的间槽道截面不变，因而蒸汽不再膨胀，压力也不再降低；而在反动式透平中，蒸汽在静叶片中膨胀，压力温度均下降，流速增大，然后进入动叶片（工作叶片），由于动叶片沿流动方向的间槽道截面形状与静叶片间槽道截面变化相同，所以蒸汽在动叶片中继续膨胀，压力也要降低，由于汽流沿着动叶片内弧流动时方向是改变的，因此，叶片既受到冲击力的作用，同时又受到蒸汽在动叶片中膨胀，高速喷离动叶片产生反动力的作用，冲动力和反动力的合力就是动叶片所承受的力，，这就是说，在反动式透平中，蒸汽热能转变成动能的过程，不仅在静叶片中进行，也在动叶片中进行。
按热力过程分，透平可分为：a. 背压式b. 凝汽式c. 抽汽凝汽式：背压式透平——在透平中工作后的蒸汽，在较高压力（大于0.1MPa）下排出，供作它用；凝汽式透平-----KT2501、KT1503等属于凝汽式透平――蒸汽在透平中作功后全部排入凝汽器中冷凝；抽汽凝汽式-----KT1501B属于抽汽凝汽式透平――将在透平高压缸作过功的蒸汽抽出一部分供作它用，而另一部分蒸汽在透平低压缸继续作功后全部排入凝汽器中冷凝。
只有一个叶轮的蒸汽透平称为单级透平，这种透平功率小、转速高、效率低，一般用于驱动小型油泵或水泵；为了提高能量转换的效率，透平往往不是仅有一只叶轮，而是让蒸汽依次通过几个叶轮（一个叶轮为一级），逐级降低其压力、温度，蒸汽每经过一次热能——动能——机械能的转换，称为工作的一个级，级与级之间用隔板隔开，第一级出来的蒸汽进入第二级，第一级的喷嘴装在汽缸的隔板上，蒸汽经过第二级喷嘴，再次降压、降温、升速，然后去推动第二个叶轮，依次类推，这种透平称为多级透平，多级透平的喷嘴和动叶片是相间排列的，大功率透平将几级叶轮装在一个汽缸内，根据蒸汽工作压力分为高、中、低压缸，有时一个缸还可分成几段，每段都有几个叶轮。
蒸汽压差透平机发电计算
蒸汽压差透平机发电计算
【最新版】
目录
I.蒸汽压差透平机发电的原理
II.蒸汽压差透平机发电的计算方法
III.蒸汽压差透平机发电的应用场景
正文
一、蒸汽压差透平机发电的原理
蒸汽压差透平机是一种利用蒸汽在汽轮机内膨胀做功的涡轮机，它将蒸汽的热能转化为机械能。
当蒸汽进入透平的叶片时，受到叶片的引导，以高速从叶轮的轮毂流出，驱动涡轮旋转，从而产生动力。
二、蒸汽压差透平机发电的计算方法
1.热效率计算：热效率是透平输出的有用功与燃料燃烧所释放的热能之比。
计算公式为：热效率 = 有用功 / 热能。
2.功率计算：透平的功率等于热效率乘以蒸汽流量，即功率 = 热效率×蒸汽流量。
3.发电量计算：发电量等于透平的功率乘以工作小时数，即发电量 = 功率×工作小时数。
三、蒸汽压差透平机发电的应用场景
蒸汽压差透平机发电主要用于工业生产中，例如钢铁厂、化工厂等。
在这些行业中，大量能源被消耗，产生的余热可以用来发电，从而减少能源浪费。
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蒸汽动力循环与制冷循环
*
② 真实气体
有三种可能的情况，由定义式知
当μJ>0时，表示节流后压力下降，温度也下降
致冷
当μJ=0时，表示节流后压力下降，温度不变化
当μJ<0时，表示节流后压力下降，温度上升，
致热
不产生温度效应
*
（3） 结论
① 节流膨胀过程的主要特征是等焓过程； ② 理想气体节流时温度不变，不能用于致冷、致热； ③ 真实气体节流效应取决于气体的状态，在不同的状态下节流，具有不同的微分节流效应值。
*
③ 循环的热效率：
循环的净功
吸收的热量
解题步骤：
关键在于求出循环产生的净功
*
对于透平
1
2’
2
3
4
绝热可逆（等熵）：
实际过程（绝热不可逆）：
1—2，等熵过程：
*
1
2’
2
3
4
绝热可逆（等熵）：
实际过程（绝热不可逆）：
*
1
2’
2
3
4
对于泵：
① 对于蒸汽的质量流量：
*
1
2’
2
3
4
② 汽轮机出口乏汽的湿度：
（1）过热蒸汽在透平中为等熵膨胀过程，因此：
点２为湿蒸汽，所以：
*
查压力为10kPa，温度为45.830C饱和水蒸气表得：
sl、h1
sg、hg
*
x2=0.80467
同理：
透平等熵膨胀作出的可逆轴功为：
*
已知：h3 = hl = 191.83kJ·kg-1
所以，冷凝过程的传热量为：
*
水泵所消耗的可逆轴功：
*
3. 热电循环
汽轮机的工作原理
汽轮机的工作原理
首先，蒸汽进入汽轮机。
在汽轮机内部，蒸汽经过高压缸和中压缸的膨胀做功过程，使得汽轮机内的叶片转动。
在这个过程中，蒸汽的压力和温度逐渐下降，而汽轮机内部的叶片则因为蒸汽的冲击力而转动。
接着，蒸汽在汽轮机内膨胀做功。
当蒸汽进入汽轮机后，叶片会受到蒸汽的冲击力而转动，从而带动汽轮机的转子旋转。
这个过程中，蒸汽的热能被转化为机械能，从而推动汽轮机的转子旋转。
最后，排出冷凝水。
在汽轮机内部，蒸汽的能量被转化为机械能后，会在汽轮机的出口处排出，形成冷凝水。
而冷凝水则会被输送至锅炉中重新加热，形成再循环。
总的来说，汽轮机的工作原理就是通过蒸汽的进入、膨胀做功和排出冷凝水这三个过程，将热能转化为机械能。
这种工作原理使得汽轮机成为了一种高效、可靠的能量转换装置，被广泛应用于发电、船舶和工业生产等领域。
在实际应用中，汽轮机的工作原理还会受到一些因素的影响，
比如蒸汽的温度和压力、汽轮机的设计和制造工艺等。
因此，在设计和使用汽轮机时，需要充分考虑这些因素，以确保汽轮机能够正常、高效地工作。
综上所述，汽轮机的工作原理是基于蒸汽的进入、膨胀做功和排出冷凝水这三个过程，通过将热能转化为机械能来驱动汽轮机的转子旋转。
这种工作原理使得汽轮机成为了一种高效、可靠的能量转换装置，在现代工业生产中发挥着重要作用。
最新蒸汽透平汽轮机工作原理知识讲解
蒸汽透平（或称汽轮机）是用蒸汽做功的旋转式原动机，它将蒸汽的热能转变成透平转子旋转的机械能，这一转变过程需要经过两次能量转换，即蒸汽通过透平喷嘴（静叶片）时，将蒸汽的热能转换成蒸汽高速流动的动能，然后高速气流通过工作叶片时，将蒸汽的动能转换成透平转子旋转的机械能。
蒸汽透平按工作原理分为两类：冲动式和反动式，冲动式透平的蒸汽热能转变成动能的过程，仅在喷嘴中进行，而工作叶片只是把蒸汽的动能转换成机械能，即蒸汽在喷嘴中膨胀，速度增大，温度压力降低，而在叶片中仅将其动能部分转变为机械能（汽体流速降低），而由于叶片沿流动方向的间槽道截面不变，因而蒸汽不再膨胀，压力也不再降低；而在反动式透平中，蒸汽在静叶片中膨胀，压力温度均下降，流速增大，然后进入动叶片（工作叶片），由于动叶片沿流动方向的间槽道截面形状与静叶片间槽道截面变化相同，所以蒸汽在动叶片中继续膨胀，压力也要降低，由于汽流沿着动叶片内弧流动时方向是改变的，因此，叶片既受到冲击力的作用，同时又受到蒸汽在动叶片中膨胀，高速喷离动叶片产生反动力的作用，冲动力和反动力的合力就是动叶片所承受的力，，这就是说，在反动式透平中，蒸汽热能转变成动能的过程，不仅在静叶片中进行，也在动叶片中进行。
按热力过程分，透平可分为背压式、凝汽式和抽汽凝汽式三类：背压式透平——在透平中工作后的蒸汽，在较高压力（大于0.1MPa）下排出，供作它用；KT2501、KT1503等属于凝汽式透平――蒸汽在透平中作功后全部排入凝汽器中冷凝；KT1501B属于抽汽凝汽式透平――将在透平高压缸作过功的蒸汽抽出一部分供作它用，而另一部分蒸汽在透平低压缸继续作功后全部排入凝汽器中冷凝。
只有一个叶轮的蒸汽透平称为单级透平，这种透平功率小、转速高、效率低，一般用于驱动小型油泵或水泵；为了提高能量转换的效率，透平往往不是仅有一只叶轮，而是让蒸汽依次通过几个叶轮（一个叶轮为一级），逐级降低其压力、温度，蒸汽每经过一次热能——动能——机械能的转换，称为工作的一个级，级与级之间用隔板隔开，第一级出来的蒸汽进入第二级，第一级的喷嘴装在汽缸的隔板上，蒸汽经过第二级喷嘴，再次降压、降温、升速，然后去推动第二个叶轮，依次类推，这种透平称为多级透平，多级透平的喷嘴和动叶片是相间排列的，大功率透平将几级叶轮装在一个汽缸内，根据蒸汽工作压力分为高、中、低压缸，有时一个缸还可分成几段，每段都有几个叶轮。
蒸汽透平-百度百科
蒸汽透平百科名片蒸汽透平是指一种将蒸汽的热能直接转换成转动的机械能的原动机。
蒸汽透平驱动给水泵工作系统供热系统的锅炉在正常运行中，必须对其给水进行除氧除氧用汽均取自汽轮机排汽或蒸汽平衡管网，这样会使大量高压蒸汽通过节流装置转化为低压蒸气，造成了极大浪费，降低了综合热效率“根据热功联产节能技术的原理，利用小功率单级背压式汽轮机取代给水泵用的电机，减少炼厂用电，降低综合能耗”。
目录原理应用效果原理公司供热锅炉1#!2#除氧器一直使用0145MPa蒸汽降压后对除盐水进行加热和除氧，消耗蒸汽约11tPh“0145MPa蒸汽主要来自催化气压机背压蒸汽管网“压力0145MPa!温度210e的过热蒸汽降为0105MPa!150e，再送到除氧器内将来自水处理工段的除盐水加热除氧后混合凝结成104e的除氧水，蒸汽消耗量仅比原来多017tPh，但却用了0145MPa蒸汽的热能“此能量转换在低压蒸汽透平内完成。
蒸汽透平驱动给水泵的应用供热系统3台锅炉采用3台DG85中压给水泵和2台低压给水泵，DG85给水泵的流量为85m3Ph，扬程598m，运行2台，备用1台“1997年锅炉新增1台10#给水泵，流量为150m3Ph，扬程598m，配套电机功率440kW“正常情况下，运行10#给水泵，3台泵为备用“在开停工时，可运行1台85m3Ph给水泵“为了满足锅炉除氧水的要求，蒸汽驱动给水泵的设计流量为200m3Ph，扬程为600m，给水泵材料1Cr13Ni 不锈钢，可克服给水泵的汽蚀现象；该泵采用机械密封，克服填料密封经常泄漏现象，确保其长周期运行“低压蒸汽透平选用杭州汽轮动力集团产B72L系列B0.5-5.5P1.5单级背压式汽轮机“额定功率500kW，转速3000rPmin，调速范围2400~3180rPmin，进汽压力0155MPa(绝)，排汽压力0115MPa，进汽温度180~200e，排汽温度160e，汽耗28177kgP(kW#h)。
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蒸汽透平（或称汽轮机）是用蒸汽做功的旋转式原动机，它将蒸汽的热能转变成透平转子旋转的机械能，这一转变过程需要经过两次能量转换，即蒸汽通过透平喷嘴（静叶片）时，将蒸汽的热能转换成蒸汽高速流动的动能，然后高速气流通过工作叶片时，将蒸汽的动能转
换成透平转子旋转的机械能。
蒸汽透平按工作原理分为两类：冲动式和反动式，冲动式透平的蒸汽热能转变成动能的过程，仅在喷嘴中进行，而工作叶片只是把蒸汽的动能转换成机械能，即蒸汽在喷嘴中膨胀，速度增大，温度压力降低，而在叶片中仅将其动能部分转变为机械能（汽体流速降低），而由于叶片沿流动方向的间槽道截面不变，因而蒸汽不再膨胀，压力也不再降低；而在反动式透平中，蒸汽在静叶片中膨胀，压力温度均下降，流速增大，然后进入动叶片（工作叶片），由于动叶片沿流动方向的间槽道截面形状与静叶片间槽道截面变化相同，所以蒸汽在动叶片中继续膨胀，压力也要降低，由于汽流沿着动叶片内弧流动时方向是改变的，因此，叶片既受到冲击力的作用，同时又受到蒸汽在动叶片中膨胀，高速喷离动叶片产生反动力的作用，冲动力和反动力的合力就是动叶片所承受的力，，这就是说，在反动式透平中，蒸汽热能转变成动能的过程，不仅在静叶片中进行，也在动叶片中进行。
按热力过程分，透平可分为背压式、凝汽式和抽汽凝汽式三类：背压式透平——在透平中工作后的蒸汽，在较高压力（大于0.1MPa）下排出，供作它用；KT2501、KT1503等属于凝汽式透平――蒸汽在透平中作功后全部排入凝汽器中冷凝；KT1501B属于抽汽凝汽式透平――将在透平高压缸作过功的蒸汽抽出一部分供作它用，而另一部分蒸汽在透平低压缸继续作功后全部排入凝汽器中冷凝。
只有一个叶轮的蒸汽透平称为单级透平，这种透平功率小、转速高、效率低，一般用于驱动小型油泵或水泵；为了提高能量转换的效率，透平往往不是仅有一只叶轮，而是让蒸汽依次通过几个叶轮（一个叶轮为一级），逐级降低其压力、温度，蒸汽每经过一次热能——动能——机械能的转换，称为工作的一
个级，级与级之间用隔板隔开，第一级出来的蒸汽进入第二级，第一级的喷嘴装在汽缸的隔板上，蒸汽经过第二级喷嘴，再次降压、降温、升速，然后去推动第二个叶轮，依次类推，这种透平称为多级透平，多级透平的喷嘴和动叶片是相间排列的，大功率透平将几级叶轮装在一个汽缸内，根据蒸汽工作压力分为高、中、低压缸，有时一个缸还可分成几段，每段都有几个叶轮。
透平结构主要由转动部分、静止部分、控制部分组成。
转动部分（转子：所有转动部件的组合体）主要有主轴、叶轮（或转鼓）、动叶片、止推盘、危急保安器、联轴节等。
转子的作用：是将蒸汽的动能转变为机械能，传递作用在叶片上的蒸汽圆周分力所产生的扭矩，向外输出机械功。
主轴：支承旋转的部件，传递扭矩。
叶轮: 用来安装和支承叶片的,由轮缘、轮体和轮毂组成。
叶片：在动叶片中汽流由于受动叶片的阻碍（作用力），改变蒸汽流动方向、速度，在汽流的推动下带动叶轮及主轴旋转，并将动叶片所受的汽流作用力所产生的旋转力矩传递给主轴作功，这时汽流必然给动叶片一个反作用力，该反作用力沿转子轮周方向的分力推动转子作
旋转运动，对外作功，将蒸汽的动能转变为机械能。
止推盘：平衡轴向推力，保护汽轮机，防止汽轮机动静部件相摩擦。
静止部分有汽缸、隔板、喷嘴、静叶片、汽封轴承等。
汽缸：将汽轮机的通流部分（喷嘴、隔板、转子等）与大气隔开，保证蒸汽在汽轮机内完成作功的过程。
隔板：将各压力级隔开，把蒸汽作功分在若干级完成；改变汽流方向，安装喷嘴。
喷嘴；把蒸汽的热能转变为动能，也就是使蒸汽膨胀降压，增加流速，按一定方向使汽体喷射出来，进入动叶作功。
静叶片：它使第一例动叶片出口的蒸汽改变汽流方向，引入下例动叶片中继续利用剩余的动能作功。
汽封：汽轮机轴伸出汽缸的两端处装设的汽封为端部汽封，高压端汽封是减少自高压缸向外的漏汽，并将这部分漏汽引出合理利用；低压端汽封是起密封作用，防止空气漏入缸内，破坏真空。
隔板上装设的汽封为隔板汽封，其作用是保持隔板前后的压力差，减少级间漏汽。
汽封构造一般为迷宫式。
轴承：径向轴承支撑汽轮机大轴，推力轴承承受轴向推力。
控制部分有调节装置、保护装置。
调节装置作用：在稳定工况时保证转速不变且规定值；在负荷变化时，由调节系统来实现转速变化的偏差不超过规定范围。
保护装置：在汽轮机发生不正常的工况时，能自动保证设备的安全不致引起严重事故。
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