汽轮机原理-汽轮机系统
汽轮机工作原理及结构
汽轮机工作原理及结构汽轮机是一种热力机械设备，其工作原理是利用高温和高压下的高速蒸汽通过叶轮叶片的作用，驱动轴，从而将热能转化为机械能。
汽轮机具有高效率、大功率、可靠性高等优点，广泛应用于发电、船舶、火车等领域。
本文将介绍汽轮机的工作原理及其结构组成。
### 一、汽轮机的工作原理汽轮机的工作原理基于卡诺循环的热力学理论，并且符合热力学第一、第二定律。
其工作过程可分为四个主要步骤：压缩、加热、膨胀、排放。
下面将对每个步骤进行详细说明：1. 压缩过程：在压缩过程中，汽轮机从外部介质（如空气、燃气等）吸入气体，并将其压缩至较高的压力。
这一步骤一般利用压缩机完成，其主要目的是提高进入汽轮机的工作流体的压力和密度，以便提高膨胀过程的能量转化效率。
2. 加热过程：在加热过程中，压缩后的工作流体进入锅炉或燃烧室，与燃料发生反应并吸收热量。
这使得工作流体的温度和能量进一步增加。
加热过程一般通过燃烧器来完成，通过燃料的燃烧释放的热量将水转化为高温高压的蒸汽。
3. 膨胀过程：在膨胀过程中，高温高压的蒸汽进入汽轮机的叶轮叶片中，使叶轮以高速旋转。
这一过程中，蒸汽的热能被转化为机械能，从而驱动汽轮机的输出轴转动。
4. 排放过程：在排放过程中，膨胀后的工作流体离开汽轮机，并进入冷凝装置或排放系统。
蒸汽在冷凝器中冷却并凝结为水，然后被泵送回锅炉以完成循环。
排放过程的主要目的是回收剩余的热量，并将工作流体恢复为液体状态，以便重新进入压缩过程。
以上四个步骤连续循环进行，从而使汽轮机持续输出机械能，满足各类工业和交通运输领域的需求。
### 二、汽轮机的结构组成汽轮机通常由以下几个主要组成部分构成：压缩机、燃烧器、涡轮机、冷却系统和辅助系统。
下面将对每个部分进行详细介绍。
1. 压缩机：压缩机是汽轮机中的重要组成部分，其主要功能是提高进入汽轮机的工作流体的压力和密度。
压缩机一般采用离心式、轴流式或混流式结构，通过旋转的叶轮将气体压缩并提供给燃烧器。
汽轮机控制原理
汽轮机控制原理一、汽轮机的基本原理汽轮机是一种利用高速旋转的转子带动涡轮叶片工作，从而将热能转化为机械能的热力学装置。
其基本原理是利用高温高压的蒸汽或气体驱动涡轮旋转，使得涡轮带动发电机或其他设备工作。
二、汽轮机控制系统的组成汽轮机控制系统主要由以下几个部分组成：1. 传感器：用于测量汽轮机运行状态参数，如温度、压力、转速等；2. 控制器：根据传感器采集到的数据，对汽轮机进行控制和调节；3. 执行器：根据控制器发出的指令，对汽轮机进行操作和调整；4. 监测系统：对汽轮机运行状态进行监测和诊断，及时发现故障并处理。
三、汽轮机控制系统的功能1. 调节蒸汽流量：通过调节蒸汽阀门开度来控制蒸汽流量，以满足负荷需求。
2. 调节燃料供给：通过调节燃料阀门开度来控制燃料供给量，以满足负荷需求。
3. 调节转速：通过调节蒸汽阀门和燃料阀门的开度，控制涡轮旋转速度，以满足负荷需求。
4. 控制温度和压力：通过控制蒸汽流量、燃料供给和排气温度等参数，控制汽轮机的温度和压力。
5. 监测和诊断：对汽轮机运行状态进行监测和诊断，及时发现故障并处理。
四、汽轮机控制系统的工作原理1. 蒸汽流量控制：当负荷需求增加时，传感器检测到蒸汽流量下降，控制器会发出指令，使蒸汽阀门开度增加，增加蒸汽流量。
反之亦然。
2. 燃料供给控制：当负荷需求增加时，传感器检测到燃料供给不足，控制器会发出指令，使燃料阀门开度增加，增加燃料供给。
反之亦然。
3. 转速调节：当负荷需求增加时，传感器检测到涡轮转速下降，控制器会发出指令同时调节蒸汽阀门和燃料阀门的开度，以增加蒸汽流量和燃料供给，从而提高涡轮转速。
4. 温度和压力控制：当负荷需求增加时，传感器检测到温度和压力下降，控制器会发出指令调节蒸汽流量、燃料供给和排气温度等参数，以提高温度和压力。
5. 监测和诊断：通过监测各种参数，如振动、温度、压力等，及时发现汽轮机故障，并进行诊断和处理。
五、汽轮机控制系统的优点1. 自动化程度高：汽轮机控制系统能够自动进行负载调节、转速调节等操作，减少了人工干预。
汽轮机的工作原理讲解
汽轮机的工作原理讲解
汽轮机是一种利用燃料燃烧释放的热能，通过燃气在高温和高压条件
下对涡轮叶片进行推动，从而驱动发电机产生电能的热能转换设备。
它的
工作原理基于热力学循环原理，主要包括热能转换、能量变化、动力传递
和工作过程四个方面。
1.热能转换过程：
2.能量变化过程：
高温高压的燃气通过喷嘴进入涡轮，燃气对涡轮叶片的推动力会导致
涡轮旋转。
而涡轮旋转则会转化为机械能，进而传递到轴上。
涡轮上的叶
片被高速旋转的燃气推动，能量逐渐从燃气转移到涡轮上。
3.动力传递过程：
燃气转动涡轮的运动被传递到轴上，然后再传输给发电机、泵或机械
设备等。
涡轮旋转的能量会带动连接在轴上的部件进行工作。
通常情况下，轴会与发电机驱动装置连接，涡轮运动的能量最后会被传递到发电机上，
从而产生电能。
4.工作过程：
具体而言，汽轮机的工作过程通常分为四个过程：加热过程、定容过程、膨胀过程和排气过程。
-加热过程：燃料在燃烧室中燃烧，释放出高温高压的燃气。
-定容过程：高温高压的燃气进入涡轮，将热能转化为机械能，完成
能量的转化。
-膨胀过程：涡轮旋转的机械能被传递到轴上，进而传输给发电机等部件以产生有用功。
-排气过程：燃气经过涡轮之后，被排出汽轮机系统。
总的来说，汽轮机的工作原理是通过燃料的燃烧产生高温高压气体，再利用燃气对涡轮的推动作用将热能转化为机械能，然后通过轴将机械能传递给发电机等部件，最终转化为电能或其他形式的能量输出。
汽轮机广泛应用于发电站、船舶、航空、石化等领域，是一种高效可靠的能源转换装置。
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。
汽轮机工作原理及结构
汽轮机工作原理及结构汽轮机是一种利用高温高压气体流经叶片，使叶片旋转，并通过叶轮与主轴连接转化为机械能的热机。
它的工作原理是基于热力学第二定律，即热量不能从低温物体自发地传递给高温物体，而只能通过外界的做功来传递。
汽轮机由压气机、燃气轮机、涡轮增压器、燃气发电机组等组成，其中压气机起吸入空气并进行压缩的作用，燃气轮机通过高温高压气体的膨胀来驱动叶轮旋转，并转化为机械能，然后经由主轴传递给涡轮增压器或燃气发电机组进行增压或发电。
汽轮机的结构主要由压气机、燃气轮机、涡轮增压器、燃气发电机组、燃料供给装置、烟气排放系统和润滑系统等组成，下面我们将详细介绍每个部分的结构。
1.压气机：压气机是汽轮机的进气部分，用于将外界空气压缩并送入燃气轮机。
它由多级叶片和导向器组成，每个级别的叶片都会将气体压缩到更高压力，从而提高燃气轮机的效率。
2.燃气轮机：燃气轮机是汽轮机的核心部分，负责将压缩后的气体膨胀为高速旋转的叶轮，并将燃气轮机的转动动能转化为机械能。
燃气轮机由进气段、燃烧系统、高压段和低压段组成。
进气段将压缩后的气体引入燃烧系统，燃烧系统将燃料与空气混合并燃烧产生高温高压气体。
高压段和低压段则通过多级叶片将燃烧产生的气体膨胀，并将动能传递给叶轮。
3.涡轮增压器：涡轮增压器是汽轮机的一个重要组成部分，用于增加燃料燃烧后的气体压力，提供更高的进气压力给燃气轮机工作的环境。
涡轮增压器主要由涡轮和压气机组成，涡轮通过高速旋转将压缩后的气体推入压气机，增加进气压力。
4.燃气发电机组：燃气发电机组是一种直接利用燃气轮机输出的功率来驱动发电机发电的装置。
燃气轮机通过转动主轴使发电机转子旋转，进而产生电能。
燃气发电机组相对于传统的发电方式具有高效率、低污染和低噪音等优点。
5.燃料供给装置：燃料供给装置用于将燃料引入燃烧系统，以满足燃气轮机燃烧所需的能量。
通常使用的燃料有天然气、柴油、重油等。
6.烟气排放系统：烟气排放系统用于将燃气轮机排出的烟气进行处理和净化，以减少对环境的污染。
汽轮机工作原理
汽轮机工作原理
汽轮机是一种利用蒸汽能量来驱动转子旋转，从而产生功率的热力机械设备。
它是发电厂中最常见的发电装置之一，也被广泛应用于船舶和工业生产中。
汽轮机的工作原理主要包括蒸汽进汽、膨胀工作、排汽和再循环等几个基本过程。
首先，蒸汽进汽。
在汽轮机中，蒸汽由锅炉产生，经过调节阀进入汽轮机的高
压缸。
蒸汽进入高压缸后，通过喷嘴对转子产生冲击，推动转子旋转。
这一过程中，蒸汽的压力和温度都在不断下降，同时转子也在不断受到驱动。
接着是膨胀工作。
在高压缸中完成膨胀工作后的蒸汽，将进入中压缸和低压缸
依次进行膨胀工作，从而驱动汽轮机的转子旋转。
在这个过程中，蒸汽的压力和温度会不断降低，而转子则会不断受到推动。
然后是排汽。
当蒸汽完成了在汽轮机中的膨胀工作后，会被排出汽轮机，进入
凝汽器进行冷凝，最终变成液态水。
在凝汽器中，蒸汽和冷却水进行热交换，使蒸汽凝结成水，然后通过泵送回锅炉中继续循环使用。
最后是再循环。
在汽轮机工作中，为了提高效率和节能，通常会采用再循环系统。
再循环系统是将部分排汽重新加热后送回锅炉，再次转化为高温高压蒸汽，再次进入汽轮机中进行膨胀工作。
这样可以充分利用热能，提高汽轮机的热效率。
综上所述，汽轮机的工作原理是通过蒸汽的膨胀工作驱动转子旋转，从而产生
功率。
蒸汽进汽、膨胀工作、排汽和再循环是汽轮机工作过程中的基本环节。
汽轮机作为一种重要的动力装置，在工业生产和发电领域具有重要的应用价值，对其工作原理的深入理解和掌握，对于提高其效率和性能具有重要意义。
汽轮机工作原理及流程
汽轮机工作原理及流程一、简介汽轮机是一种将热能转化为机械能的旋转式动力机械，广泛应用于发电、化工、船舶等领域。
它利用高温高压蒸汽在汽轮机叶片上做功，带动转子旋转，从而输出动力。
汽轮机具有效率高、单机功率大、使用燃料范围广等优点。
二、工作原理汽轮机的工作原理主要包括冲动作用原理和反动作用原理。
1. 冲动作用原理当蒸汽进入汽轮机叶片通道时，蒸汽分子对叶片产生一定的冲动力，使叶片旋转。
这种冲动力是由于蒸汽在进入叶片通道时，因蒸汽温度和压力发生变化，蒸汽分子速度发生改变而产生的。
冲动作用原理适用于低速和中速汽轮机。
2. 反动作用原理当蒸汽进入汽轮机时，不仅对叶片产生冲动力，而且对整个汽轮机转子产生反作用力，推动转子旋转。
这种反作用力是由于蒸汽在叶片通道中充分膨胀，蒸汽分子速度增大而产生的。
反动作用原理适用于高速汽轮机。
三、流程汽轮机的工作流程主要包括启动过程和正常运行过程。
1. 启动过程启动过程是汽轮机从静止状态到额定转速运行的过程。
首先，需要建立蒸汽参数，使汽轮机具备足够的蒸汽动力。
然后，开启主汽阀，使蒸汽进入汽轮机，推动转子旋转。
随着转速的增加，蒸汽流量和压力逐渐增大，直到达到额定转速。
在启动过程中，需要对汽轮机的各个参数进行监控和调整，确保安全稳定的启动。
2. 正常运行过程正常运行过程中，汽轮机处于稳定的工作状态，蒸汽通过调节阀控制流量和压力，对汽轮机做功。
此时，蒸汽的能量得到充分的利用，转化为机械能输出。
汽轮机的运行参数需要进行实时监控和调整，以保证其稳定性和经济性。
如果遇到异常情况，需要进行及时的处理和修复，以防止事故的发生。
3. 停机过程停机过程是汽轮机从额定转速逐渐降低到静止状态的过程。
当需要停机时，首先关闭主汽阀，切断蒸汽供应，汽轮机的输出功率逐渐降低。
然后，通过调节凝汽器阀门，控制汽轮机的进水和出水，使汽轮机冷却。
随着时间的推移，汽轮机的转速逐渐降低，直到达到静止状态。
停机过程中，同样需要对汽轮机的各个参数进行监控和调整，确保安全稳定的停机。
汽轮机的工作原理和结构-附图
汽輪機工作原理和結構一、汽輪機工作原理汽輪機是將蒸汽の熱能轉換成機械能の蝸輪式機械。
在汽輪機中，蒸汽在噴嘴中發生膨脹，壓力降低，速度增加，熱能轉變為動能。
如圖1所示。
高速汽流流經動葉片3時，由於汽流方向改變，產生了對葉片の衝動力，推動葉輪2旋轉做功，將蒸汽の動能變成軸旋轉の機械能。
圖1 衝動式汽輪機工作原理圖1-軸；2-葉輪；3-動葉片；4-噴嘴二、汽輪機結構汽輪機主要由轉動部分(轉子)和固定部分(靜體或靜子)組成。
轉動部分包括葉柵、葉輪或轉子、主軸和聯軸器及緊固件等旋轉部件。
固定部件包括氣缸、蒸汽室、噴嘴室、隔板、隔板套(或靜葉持環)、汽封、軸承、軸承座、機座、滑銷系統以及有關緊固零件等。
套裝轉子の結構如圖2所示。
套裝轉子の葉輪、軸封套、聯軸器等部件和主軸是分別製造の，然後將它們熱套(過盈配合)在主軸上，並用鍵傳遞力矩。
圖2 套裝轉子結構1-油封環2-油封套3-軸4-動葉槽5-葉輪6-平衡槽汽輪機主要用途是在熱力發電廠中做帶動發電機の原動機。
為了保證汽輪機正常工作，需配置必要の附屬設備，如管道、閥門、凝汽器等，汽輪機及其附屬設備の組合稱為汽輪機設備。
圖3為汽輪機設備組成圖。
來自蒸汽發生器の高溫高壓蒸汽經主汽閥、調節閥進入汽輪機。
由於汽輪機排汽口の壓力大大低於進汽壓力，蒸汽在這個壓差作用下向排汽口流動，其壓力和溫度逐漸降低，部分熱能轉換為汽輪機轉子旋轉の機械能。
做完功の蒸汽稱為乏汽，從排汽口排入凝汽器，在較低の溫度下凝結成水，此凝結水由凝結水泵抽出送經蒸汽發生器構成封閉の熱力迴圈。
為了吸收乏汽在凝汽器放出の凝結熱，並保護較低の凝結溫度，必須用迴圈水泵不斷地向凝汽器供應冷卻水。
由於汽輪機の尾部和凝汽器不能絕對密封，其內部壓力又低於外界大氣壓，因而會有空氣漏入，最終進入凝汽器の殼側。
若任空氣在凝汽器內積累，凝汽器內壓力必然會升高，導致乏汽壓力升高，減少蒸汽對汽輪機做の有用功，同時積累の空氣還會帶來乏汽凝結放熱の惡化，這兩者都會導致熱迴圈效率の下降，因而必須將凝汽器殼側の空氣抽出。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
过热蒸汽
过热蒸汽 膨胀做功
过热器
饱和蒸汽
给水
排汽 凝结换热
凝结水
郎肯循环
2
1 绪论
1.2 汽轮机系统
这种最简单的蒸汽动力装置循环（理想的朗肯循环）的热效率是不高的 （低于40%）。蒸汽在锅炉中的吸热量（Q。）只有一小部分转化为汽轮机的作 功；而大部分热量（潜热）作为冷源损失在凝汽器中为循环水所带走。如下图 所示，用热力学第一定律对最简单的蒸汽动力装置循环进行分析的结果，就可 以形象地用能流图表示。
加热给水
回热循环
加热给水
5
1 绪论
1.2 汽轮机系统
回热循环系统示流程图和T-s图
qin Boiler
1
Turbine
wturb,out T
6
Pump Open
5 FWH
A
２
Condenser
3
Pump
qout
6
5 4
3
4
FWH=Feedwater heater
1kg kg (1) kg
1
喷嘴
叶轮
轴
13
1.2 汽轮机系统
三、汽轮机的做功过程
2、级内能量转换过程：蒸汽热能→蒸汽动能→旋转机械能
。
具有一定压力、温度的蒸汽通 过汽轮机的级时，首先在静叶 栅通道中得到膨胀加速，将蒸 汽的热能转化为高速汽流的动 能，然后进入动叶通道，在其 中改变方向或者既改变方向同 时又膨胀加速，推动叶轮旋转， 将高速汽流的动能转变为旋转 机械能。
能量在各设备中的利用和损失
3
1 绪论
1.2 汽轮机系统
一、蒸汽动力循环
1、朗肯循环
朗肯循环缺点：热效率低！
主要原因：工质平均吸热温度不高
提高热效率的途径：
①提高蒸汽初参数
②采用给水回热
回热循环
郎肯循环
4
1 绪论
1.2 汽轮机系统
一、蒸汽动力循环
2、回热循环
提高给水温度
提高工质平均吸热温度
汽轮机抽汽
A
2 s 6
1 绪论
1.2 汽轮机系统
一、蒸汽动力循环
3、中间再热循环
提高蒸汽的初压、初温
高压缸排汽
提高初压，乏汽的湿度增加
金属材料性能限制！
蒸汽中间再热
再热蒸汽
高压缸排汽再热
乏汽干度明显增加
中间再热循环
7
1 绪论
1.2 汽轮机系统
1
qin
Boiler
5 Reheater
H.P
High-P turbine
14
1.2 汽轮机系统
2、级内能量转换过程：蒸汽热能→蒸汽动能→旋转机械能。
汽轮机由各级串联而成，其总输出功率为各级输出功率之和。 多次逐
热能 级转化 机械能
15
10
1 绪论
1.2汽轮机系统
二、汽轮机设备及其系统 汽轮机设备及系统包括汽轮机本体、控制保安系统、辅
助设备及系统等。汽轮机本体由转动部分和固定部分组成； 控制保安系统包括主汽阀、调节汽阀、控制执行机构、信号 变送器、控制油系统、计算机控制系统、安全保护装置等； 辅助设备包括凝汽器、抽气器(或水环真空泵)、高压和低压 加热器、除氧器、给水泵、凝结水泵、循环水泵等。汽轮机 的重要系统包括主蒸汽系统、再热蒸汽系统、凝汽系统、给 水回热系统、润滑油系统等。
汽轮机原理 Principle of Steam Turbine
1 绪论
1.2 汽轮机系统
一、蒸汽动力循环
1、朗肯循环
锅炉，水在锅炉中定压吸热、 汽化为饱和蒸汽。
过热器，吸热成为过热蒸汽。 汽轮机，膨胀、作功、乏汽排
出。
凝汽器，并凝结、放出潜热。 给水泵，将凝结水提高压力并
泵入锅炉，完成一个循环。
11
1 绪汽轮机转子是如何转起来的？
风车
工
气流：风。。。
质
不
同
高温高压蒸汽
汽轮机
12
1.2 汽轮机系统
三、汽轮机的做功过程 1、汽轮机的基本作功单元－“级”
能量转换的主要部件是一组喷管和一圈动叶，由它们 组合而成的工作单元，称为汽轮机的一个“级”。
动叶片
L.P
Low-P turbine
wturb,out
wpump,in
4
Pump 3
1’
2
Condenser
qout
蒸汽再热循环系统示意图
8
1 绪论
1.2 汽轮机系统
蒸汽再热循环在T-s图中表示
T
T1
1 1
T 1'
T1
4
T2
3
5 2 2'
s
9
1 绪论
1.2 汽轮机系统
二、汽轮机设备及系统
动画 汽轮机的总体外观及内部结构 动画 汽轮机设备及系统