汽轮机原理及系统ppt课件
汽轮机 工作原理
汽轮机 工作原理
汽轮机是利用高速旋转的涡轮叶轮产生动能，以及转换流体内部能量的热机。其工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 压气过程：在汽轮机中，气体（通常为空气或燃气）首先被压缩，提高了气体的压力和温度。这一步骤通常是通过压缩机来完成，压缩机使用机械或涡轮叶轮将气体压缩。
2. 加热过程：在压缩后，气体进一步加热，提高了其温度和内部能量。加热通常是通过燃烧燃料来完成的，将燃料喷入到高温高压的燃烧室中，与压缩空气混合并燃烧。
3. 膨胀过程：在加热后，高温高压气体被引导到涡轮叶轮上，涡轮叶轮受到气流的冲击而开始旋转。这一旋转运动在轴上带动涡轮产生动能，同时也消耗了气体的内部能量。
4. 输出功过程：涡轮带动的轴通过传动装置将旋转动能转变为有用功。轴可以用来驱动发电机、涡轮泵或其他机械设备。
整个过程中，汽轮机通过将热能转化为机械能或电能，实现了能源转换的目的。汽轮机的效率通常由其膨胀过程中的能量转化效率来决定，这也是优化设计与运行的关键所在。
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。
汽轮机工作原理
汽轮机工作原理
什么是汽轮机？
汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械能的一种旋转式原动机，有转子（即转动部分的总称，包括：转轴、叶轮、叶片、联轴器及其附件）和静子（即不转动部分的总称，包括：汽缸、进汽机构、排汽机构、汽封、滑销系统、轴承和盘车装置等）组成，如图：
就凝汽式汽轮机而言，从锅炉产生的新蒸汽经由主阀门进入高压缸，再进入中压缸，再进入低压缸，最终进入凝汽器。蒸汽的热能在汽轮机内消耗，变为蒸汽的动能，然后推动装有叶片的汽轮机转子，最终转化为机械能。
汽轮机本体结构详解图（示意图）：
汽轮机本体主要由转子、静子、轴承及轴承箱、盘车装置四大部分构成，如图：
1、转子:汽轮机通流中的转动部分,是汽轮机作功的关键部件,由主轴,叶轮,叶片,联轴器等主要零部件组成。
2、静子: 汽轮机通流中的静止部分及汽轮机的外壳部分,由汽缸、隔板及隔板套、进汽部分、排汽部分、端汽封等主要零部件组成。
3、轴承及轴承箱：支持轴承用来承受转子的重量并保持转子的径向位置，推力轴承用来固定转子的轴向位置，轴承箱用来安装轴承和轴承座。
4、盘车装置：在进汽冲转前及停汽停机后使汽轮机继续保持低速旋转的装置，由电动机、减速器、离合器、操纵机构构成。
汽轮机的工作原理：
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。
汽轮机工作原理分为两类：冲动式和反动式。
冲动式汽轮机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；
反动式汽轮机中的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，在反动式汽轮机中，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。
汽轮机调速系统的原理
汽轮机调速系统的原理
汽轮机调速系统是通过调节汽轮机的进气量或出力负荷来实现稳定的转速控制的。其基本原理是根据转速信号对进气量或出力负荷进行反馈调节，使汽轮机转速维持在设定值附近。
调速系统通常由三部分组成：传感器、调节器和执行机构。传感器用于测量汽轮机的转速，反馈给调节器。调节器根据转速信号与设定值之间的差异，生成控制信号。执行机构将控制信号转换为调节阀或调节装置的动作，调节汽轮机的进气量或出力负荷。
在调速系统的工作过程中，当汽轮机的转速低于设定值时，调节器会发出使进气量增加或出力负荷减小的信号，使汽轮机的转速上升。反之，当转速高于设定值时，调节器会发出使进气量减少或出力负荷增加的信号，使汽轮机的转速降低。
调速系统的关键在于传感器的准确性和调节器的响应速度。传感器应具备快速、准确地测量汽轮机转速的能力，以便及时提供反馈信号。调节器需要能够根据转速信号的变化快速调整控制信号，以保持转速的稳定。
总结而言，汽轮机调速系统的原理是基于转速信号的反馈调节，通过调节汽轮机的进气量或出力负荷来实现稳定的转速控制。通过传感器、调节器和执行机构的协调工作，使汽轮机的转速能够保持在设定值附近。
汽轮机工作原理 2
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。
汽轮机原理 沈士一
汽轮机原理 沈士一
作 者：沈士一 等编
出 版 社：中国电力出版社
出版时间：1992-6-1
内容简介:
本书对“汽轮机原理”课程的三大部分内容，即汽轮机热力工作原理、汽轮机零件强度和汽轮机调节都作了介绍，主要内容有汽轮机级的工作原理、多级汽轮机、汽轮机变工况特性、凝汽设备、汽轮机零件强度及汽轮机调节。并结合大型汽轮机的运行特点，介绍了有关内容。
本书为高等学校热能动力类专业本科“汽轮机原理”课程的基本教材，也可供有关专业的师生与工程技术人员参考。
目录:
前言
绪论
第一章 汽轮机级的工作原理
第一节 概述
第二节 蒸汽在喷嘴和动叶通道中的流动过程。
第三节 级的轮周功率和轮周效率
第四节 叶栅的气动特性
第五节 级内损失和级的相对内效率
第六节 级的热力设计原理
第七节 级的热力计算示例
第八节 扭叶片级
第二章 多级汽轮机
第一节 多级汽轮机的优越性及其特点
第二节 进汽阻力损失和排汽阻力损失
第三节 汽轮机及其装置的评价指标
第四节 轴封及其系统
第五节 多级汽轮机的轴向推力及其平衡
第六节 单排汽口凝汽式汽轮机的极限功率
第三章 汽轮机的变工况特性
第一节 喷嘴的变工况特性
第二节 级与级组的变工况特性
第三节 配汽方式及其对定压运行机组变工况的影响
第四节 滑压运行的经济性与安全性
第五节 小容积流量工况与叶片颤振
第六节 变工况下汽轮机的热力核算
第七节 初终参数变化对汽轮机工作的影响
第八节 汽轮机的工况图与热电联产汽轮机
第四章 汽轮机的凝汽设备
第一节 凝汽设备的工作原理、任务和类型
第二节 凝汽器的真空与传热
第三节 凝汽器的管束布置与真空除氧
第四节 抽气器
第五节 凝汽器的变工况 第六节 多压式凝汽器
第五章 汽轮机零件的强度校核
第一节 汽轮机零件强度校核概述
第二节 汽轮机叶片静强度计算
第三节 汽轮机叶轮静强度概念
汽轮机ETS、OPC、ASP课件
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OPC一般为超速保护用，其油压泄去以后AST油压保持不变
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ASP油压一般为监视油压，是AST油压的一般左右，用来监视AST电磁阀的好坏，或者做机组跳闸通道试验是使用。
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AST油压为机组的安全油压，当TSI监测机组达到跳机条件后，立即开启AST电磁阀，泄去油压，阀门。
OPC＝OVERSPEED ProtectControlER这是英文缩写，中文严格上讲是超速抑制，泄去调门的控制油压，将调门关闭，转速惰走，不让其超过103%＝3090转（触发条件）。两种控制逻辑，当低于3060复位，或是发6——9秒的脉冲泄调去调门的控制油压，但在油路上通过一单向阀的隔断而不泄AST的油。权限低，反之AST要泄OPC的油。
OPC不停机，维持3000转，但AST 要跳机，关了主汽门。
ASP=AUTO STOP Pressure就是自动跳闸器（AST）的中间的节流油口的油压，通常（正常）为7.5MPA，做试验是与压力开关有关，#1通道，#２通道，上升接通（9.8MPA），下降接通(4.2MPA)，ASP压力也随着变化，这个想具体弄清楚，只要看一下AST电磁阀的两或一与结构就相当清楚了，监视AST电磁阀好坏，以及电磁阀失电与否，两路电共，在前一路，后一路，各控制奇数
1、3电磁阀，和
2、4偶数电磁阀，也正好跟通道奇偶相对应。
AST =AUTO STOP TRIP说白了就是ETS系统的执行者，四个电磁阀，泄去所有DEH的控制油压。让机组安全停下来。
一、汽轮机保护ETS
1系统概述
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ETS即汽轮机危急跳闸系统（Emergency Trip System），是汽轮机危急跳闸系统的简称。它接收来自汽轮发电机组TSI系统、锅炉FSSS、DEH系统及其它设备的报警和停机信号，进行逻辑处理后，输出停机、停炉、快关调门、关闭抽汽逆止门、启动交直流油泵等保护信号及各种报警信号。ETS是电站热控设备中最重要的保护系统之一。无论其拒动或误动都将造成非常严重的后果，提高汽轮机ETS的准确性、快速性和可靠性是非常必要的。
汽轮机原理-第四章凝气设备
1 第四章 汽轮机的凝汽设备
提高汽轮机装置的经济性，主要有两个途径：一是提高汽轮机的内效率，另一是提高装置的循环热效率。前一个途径我们在前面各章 中已进行 了讨论，这就是努力减小各项损失，改善汽轮机通流部分的设计等。提高循环热效率也有两个方向，一是提高平均加热温度，可采用回热循环 ，以减少低韫加热，也可提高初参数，以及采用再热循环等；另一方向则是降低平均放热温度，而这正是凝汽设备的主要任务。
在本章 中将着重介绍凝汽设备工作的基本原理，以及大功率汽轮机凝汽设备的发展。
第一节 凝汽设备的组成及作用
一、凝汽设备的组成
凝汽设备通常由表面式凝汽器、抽气设备、凝结水泵、循环水泵，以及这些部件之间的连接管道组成，如图4-1所示。排汽离开汽轮机之后进入 凝汽器5，凝汽器内流人由循环水泵4提供的循环水作为冷却工质，将排汽凝结为水。由于蒸汽凝结成水时，28000倍)，这就在凝汽器内形成高 度真空。为保持所形成的真空，则需用抽气设备1将漏入凝汽器内的空气不断抽出，以免不凝结的空气在凝汽器内逐渐积累，使凝汽器内压力升 高。由凝汽器产生的凝结水，则通过凝结水泵6进入锅炉的给水系统。
凝汽器大都采用水作为冷却工质。按供水方式的不同，有一次冷却供水和二次冷却供水。供水来自江、河、湖、海等天然水源，排水仍排回其 中的，称为一次冷却供水，或开式供水。供水来自冷却水塔或冷却水池等人工水源，排水仍回到冷却水塔(水池)循环使用的，称为二次冷却供 水，或闭式供水。在特别缺水的地区，则可采用空气作为冷却工质。
2 图4-1凝汽设备系统组成
1-抽气设备；2-汽轮机；3-发电机；4-循环水泵；5-凝汽器，6-凝结水泵
表面式凝汽器在火电站和核电站中得到广泛应用，图4-2为表面式凝汽器的结构示意图，冷却水由进水管4进入凝汽器；先进入下部冷却水管内 ，通过回流水室5进入上部冷却水管内，再由出水管6排出。同一股冷却水在凝汽器内转向前后两次流经冷却水管，这称为双流程凝汽器，同一 股冷却水不在凝汽器内转向的，称为单流程凝汽器。冷却水管2安装在管板3上，蒸汽进入凝汽器后，在冷却水管外汽测空间冷凝，凝结水汇集 在下部热井7中，由凝结水泵抽走。
汽轮机工作原理 3
汽轮机工作原理
汽轮机是一种常见的热力机械设备，广泛应用于发电厂、船舶、工业生产等领域。它以高温高压的蒸汽作为能源，通过热力转换将热能转化为机械能或电能。本文将详细介绍汽轮机的工作原理，包括汽轮机的基本组成、工作流程和主要性能参数等。
一、汽轮机的基本组成
汽轮机主要由以下几个组成部分构成：汽轮机蒸汽收缩系统、汽轮机主机和汽轮机辅助系统。
1.汽轮机蒸汽收缩系统：蒸汽收缩系统由燃煤锅炉、锅炉辅助系统、烟气净化设备和燃料处理设备等组成。燃煤锅炉将燃煤燃烧产生的热能转化为蒸汽，通过管道输送至汽轮机主机。
2.汽轮机主机：汽轮机主机包括高压缸组、中压缸组和低压缸组等部分。蒸汽进入高压缸组，蒸汽的动力使得高压缸的转子旋转，从而带动主轴旋转。蒸汽从高压缸组排出后进入中压缸组，再经过低压缸组排出，完成能量转换。
3.汽轮机辅助系统：辅助系统包括给水系统、汽轮机油系统、给油系统和循环水系统等。给水系统负责将凝结水补充至锅炉，汽轮机油系统则负责为轴承提供润滑油。
二、汽轮机的工作流程
汽轮机的工作流程分为汽化、膨胀、凝结和抽汽四个过程。 1.汽化过程：在燃煤锅炉中，燃煤燃烧产生高温高压的燃烧产物，通过换热器将燃烧产物的热能传递给蒸汽。蒸汽进入汽轮机主机后，其压力和温度均较高。
2.膨胀过程：高温高压的蒸汽进入汽轮机主机后，在高压缸组中膨胀，蒸汽的动能转化为转子的转动能量。在膨胀过程中，蒸汽的温度和压力逐渐降低。
3.凝结过程：蒸汽膨胀后，温度和压力下降，蒸汽在低压缸组中进一步膨胀。蒸汽的能量逐渐转化为机械能，同时温度降低至饱和温度以下，蒸汽开始凝结成水。
4.抽汽过程：凝结后的水从汽轮机中抽出，回到锅炉中再次加热。抽出的水通过再生器加热并再次进入锅炉，完成了水-蒸汽循环。
三、汽轮机的性能参数
汽轮机的性能参数主要包括功率、效率和压比。
1.功率：汽轮机的功率指它所能输出的机械功或电功。按照功率大小可分为几个级别，例如小型汽轮机适用于小型工厂和船舶。
汽轮机
1、汽轮机的定义：汽轮机是将蒸汽工质的热能转变成动能，再将动能转变成机械能的一种热机。
2、汽轮机级的定义、分类及特点：级的定义：级是汽轮机中最基本的作功单元，级是由喷管叶栅和与之相配合的动叶栅所组成。
分类及特点：（1）冲动级和反动级
纯冲动级：蒸汽只在静叶栅中膨胀，在动叶栅中不膨胀而只改变其流动方向。纯冲动级做功能力大，流动效率低。
带反动度的冲动级：蒸汽在大部分在静叶栅中膨胀，只有一小部分在动叶栅中继续膨胀。具有做功能力大和效率较高的特点。
复速级：通常是一级内要求承担很大比焓降时才采用。它由喷管叶栅、装于同一叶轮上的两列动叶栅和两列动叶栅之间固定不动的导向叶栅组成。做功能力比单列冲动级大，但流动效率较低。
（2）压力级和速度级：速度级是以利用蒸汽流速为主的级，级的比焓降较大，有双列和单列之分，如复速级。压力级是以利用级组中合理分配的压力降或比焓降为主的级，效率较高，又称单列级。
（3）调节级和非调节级：按级通流面积是否随负荷大小而变，可以分为调节级和非调节级。在采用喷管调节的汽轮机中，第一级的通流面积是可以随负荷变化而变化的，这种改变另一和原因是部分进汽，称之为调节级。反之是非调节级。
4、喷嘴速度系数与哪些因素有关：与喷管叶高 叶型 表面粗糙度和前后压差等因素有关，其中与喷管叶高关系最为密切
5、蒸汽在喷管斜切部分膨胀时为什么会发生偏转：喷管出口截面上的压力比小于临界压力比，喷管喉部截面上的流速等于临界流速，压力为临界压力，以后的斜切部分，汽流从喉部截面上的临界压力膨胀到喷管出口压力。在A点产生膨胀波组，在反射波组后产生激波，汽流通过该激波时将其压力提高到喷管背压。
第二章。1、描述多级汽轮机的性能与特点：性能：优点：功率大，效率高，单位功率投资少。 缺点：增加了一些附加损失；级数过多增加了机组长度和质量；新蒸汽再热蒸汽温度的提高，故对金属材料要求提高；结构更为复杂；
工作特点：高压段：蒸汽的压力温度很高，比容较小，因此通过该段的蒸汽容积流量较小，所需的通流面积也较小。在冲动式汽轮机的高压段级的反动度一般不大，在高压段的各级中各级的比焓降不大，比焓降的变化也不大。级内损失也大，效率很低。