汽轮机培训

♠ 在蒸汽的冲动力和反动力合力作用下推动 动叶旋转作功
反动度和级的类型
基本概念
级滞止理想焓降：0点是级前的蒸
汽状态点，0*点是汽流被等熵滞止到 初速等于零的状态，p1、p2分别为喷 嘴出口压力和动叶出口压力，蒸汽在 级内从滞止状态0*等熵膨胀到p2时的焓 降称为级的滞止理想焓降
级理想焓降：蒸汽在级内从0点等
➢油系统及设备
汽轮机油系统分为润滑油 系统和调节油系统。
我公司汽轮机采用#46透平 油做为润滑和调节用油。
在系统中，机组启动时油 流由高压油泵提供，正常 运行时油流由主油泵提供。
两级注油器安装在油箱盖 上，第一级以0.245MPɑ的 压力经冷油器冷却后，供 机组的润滑系统，第二级 以0.117MPɑ的压力供主油 泵进口。
汽轮机培训
江苏圣元环保电力有限公司
刘学东
第一章概述
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。
火力发电厂三大主要设备之一，单 机功率大、效率高、运行平稳、使 用寿命长
2017年3月
汽轮机的结构
前汽封
蒸汽
隔板
室 喷嘴
汽封信 号管
主
油
泵
径向推力联合
轴承 复速级
主轴
二号瓦
❖ 注意：一列固定的喷嘴和与它相配
合的叶片构成了汽轮机的基本做功单
元，我们称为汽轮机的级。
1轴
3动叶栅 4喷嘴
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
• Ｎ15-3.8
型 式-凝汽式
额定功率
主蒸汽参数 （压力）
❖汽轮机型式代号见下表
代号 型式
代号 型式
N
凝汽式
CB 抽汽背压式
B
背压式
CY 船用
C
一次调整抽汽式 Y 移动式
CC 两次调整抽汽式 HN 核电汽轮机
➢汽水系统及设备
来自锅炉的新蒸汽经电动隔离阀到自动主 汽门，由主汽门经导管进入汽轮机左（由 机头向发电机方向看）蒸汽室。蒸汽在汽 轮机中膨胀做功，其中一部分蒸汽做了部 分功后抽出供Ⅱ级蒸预器加热一次风（Ⅰ 段非调抽汽）及除氧器（Ⅱ段非调抽汽） 等回热加热系统自用汽，其余蒸汽流入汽 轮机后段继续做功后排入凝结器凝结成水， 借助凝结水泵打入汽封加热器后，再进入 低压加热器和除氧器,经除氧器除氧后的凝 结水
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
➢ 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。
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第二章 我公司使用的汽轮机
凝汽式汽轮机
2017年4月
特点：进入汽轮机中的 部分蒸汽，做了一部分 功后被抽出供锅炉蒸预 器用汽（Ⅰ段非调）和 除氧器用汽（Ⅱ段非调）
另一部分则到汽轮机后 段继续做功，在低于大 气压力的真空状态下进 入凝汽器凝结成水。
❖我公司汽轮机的型号
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。
❖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。
熵膨胀到p2时的焓降 称为级的理想 焓降。
❖反动度和级的类型
汽轮机的反动度
蒸汽在动叶通道内膨
胀时的理想焓降hb， 和在整个级的滞止理 想焓降ht* 之比，即
m
hb ht*
Ø反动度：表示蒸汽在动叶通道内
膨胀程度大小的指标。 它等于蒸汽在动叶通道中的理想焓 降与喷嘴的滞止理想焓降和动叶通 道中理想焓降之和的比值 级的平直径处（即1/2叶高处）的反 动度用Ωm表示，其表达式为：
滤油器的作用是滤除油中的机械杂质，调节油 和润滑油对油的机械杂质要求不一样，我公司 要求润滑油机械杂质要标准达到NAS8级，调节 油要达到NAS6级。
➢ 调节油系统和润滑油系统有分别独立的冷油 器和滤油器，另外，外设有板框滤油机和真 空滤油机各一台，板框滤油机主要滤除油中 机械杂质，真空滤油机主要滤除油中水分， 汽轮机油运行中水分标准：≤100mg/L。
正常运行时，油系统从主油泵出口经逆止 阀后分六路走向：
➢ 一路经低压注油器到主油泵进口；
➢ 一路经高压注油器，经冷油器、滤油器去各轴承；
➢ 一路经调节油冷油器、滤油器，经CPC作为调节 油；
➢ 一路去油动机作高压油（油动机动力）；
➢ 一路经节流孔到主汽门操纵座和抽汽阀操纵油；
➢ 一路经危急遮断器，油路切换阀，AST电磁阀， 去主汽门、抽汽单向阀、启动阀底部油路、遮断 器底部形成安全油。
还把汽轮机的级分为速度级和压力级两种。
❖复速级
速度级:为使充分利用余速，在两列动 叶之间装设—列导向叶片，排汽经过 导向叶片后改变方向，进入第二列动 叶继续作功。这种级称为速度级。
复速级：同一叶轮上装有两列动叶片 的双列速度级，又称为复速级。
工作特点：蒸汽主要在喷嘴中膨胀加 速：动叶通道和导向叶片通道中基本 不膨胀，焓降大、效率较低。用于单 级汽轮机和中、小型多级汽轮机的第 一级。
➢ 按功率大小分为： a.大功率汽轮机； b.小功率汽轮机
二、汽轮机的基本工作原理和结构
汽轮机的工作原理 2叶轮
具有一定压力和温度的蒸汽流经固 定不动的喷嘴，在其中膨胀，蒸汽的 压力、温度不断降低，速度增加，使 蒸汽的热能转化成动能；然后，喷嘴 出口的高速汽流以一定的方向进入装 在叶轮上的动叶通道中由于汽流速度 的大小和方向改变，汽流给动叶片一 个作用力，推动叶轮旋转做动拖动发 电机发出电能。
❖注意：在机组启动过程中，特别当机组全速之后， 由于主油泵出口压力一般都略高于高压油泵出口 压力，要适时停运高压油泵，防止高压油泵打闷 泵，导致高压油泵内油温急剧升高造成事故。
排油烟风机
排油烟风机抽出主油箱内的油气，使油箱油面上部 形成微负压，作用在油箱油面上的水蒸汽分压力较 低，有利于油中的水气化分离，同时由于微负压的 存在，也保证了回油管路无压回油，保证油流通畅。
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第三章：调节系统和保护
2017年5月
➢ 汽轮机自动调节和保护的基本 原理
自动调节的概念
➢ 汽轮机自动调节和保护的基本 原理
速度变动率 汽轮机空负荷时所对应的最大转速和额
三号瓦
单缸单排汽口汽轮机剖面
一、汽轮机的分类
汽轮机又称蒸汽透平，透平是外来词，源于turbine的音译，它是
将蒸汽热能转换成机械能的一种原动机。 ➢ 按工作原理分为：
a.冲动式汽轮机； b.反动式汽轮机； ➢ 按热力特性分为：
a.凝汽式汽轮机； b.背压式汽轮机； c.调节抽汽式汽轮机； d.抽汽背压式汽轮机； e.中间再热式汽轮机； f.混压式汽轮机
高压油泵
❖ 注意：润滑油对汽 轮机各旋转部套除 润滑外还有冷却和 冲洗作用。
在启动过程中和停 机时，调节系统的 高压油由高压油泵 供给，另外辅助油 泵还有交流润滑油 泵、直流油泵。
主油箱、高压油泵
我公司主油箱安装在汽机0米，油箱有效容 积为4m3；高压油泵安装于主油箱上盖，泵 体浸没在油箱中下部，高压油泵出口流量为 50m3/h，若按此流量计，主油箱容积略偏小。
➢ 按汽流方向可分为： a.轴流式汽轮机； b.辐流式汽轮机；
➢ 按用途可分为： a.电站用汽轮机； b.工业用汽轮机； c.船用汽轮机； d.凝汽式供暖汽轮机；
➢ 按进汽参数可分为： a.低压汽轮机； b.中压汽轮机； c.高压汽轮机 d.超高压汽轮机； e.亚临界压力汽轮机； f.超临界压力汽轮机；
借助给水泵升压后进入锅 炉，汽封加热器和低压加 热器都设有旁路，在需要 时可不通过这些加热器。
凝结水泵
把乏汽凝结成的水抽至除 氧器，主要作用是工质回收。
轴封加热器
轴封加热器是一 套余热利用装置， 它收集汽轮机轴 端漏汽加热凝结 水，回收热量， 改善机后段 低品位乏汽加热凝结水的装置， 以降低部分蒸汽的冷源损失，
m
hb
hn* hb
hb
hn* hb
hb ht*
➢级的类型及特点
汽轮机的级可分为冲动级和反动级两大类
冲动级
冲动级又分：纯冲动级、带反动度的冲动级速度级 1) 纯冲动级：反动度为零的级称为纯冲动级 工作特点：是蒸汽只在喷嘴中膨胀，在动叶通道
中不膨胀 结构特点：动叶叶型近似对称弯曲，作功能力大，
给水泵
两台给水泵都为DG46-50*12型多 级给水泵，泵端支持轴承为滑动轴 承。
高压给水泵运 行时应保证有 最小流量，以 防止介质汽化； 严禁无介质空 转。再循环阀 门关信号消失、 出口阀门开信 号消失以及除 氧器水位可同 时作为给水泵 启动条件，以 保证设备安全。
很多电厂在给水管路上装还有两级高压 加热器，中温中压机组要求高加出口温 度（即锅炉给水）在140℃~160℃之间， 加热蒸汽一般为汽机抽汽，压力在 0.4Mpa~0.6Mpa之间，高温高压机组给水 温度在250℃左右；目的也是为了利用回 热加热提高系统效率，我厂除氧器为中 压除氧器，设计出口温度为130℃，故没 再设高压加热器。所以，一般来讲，蒸 汽初参数较高的电厂，整体效率较高。