第一章汽轮机概述与汽轮机的辅助系统介绍

1汽轮机概述与汽机辅助系统介绍主讲人：伍鹏2目录汽轮机概述汽轮机辅助系统介绍3汽轮机概述*电厂的基本循环电厂的基本循环：朗肯循环。汽轮机的简介–汽轮机是一种以蒸汽为工质，并将蒸汽的热能转换为机械能的旋转机械。–英文：Turbine，译名透平1、级定义：一列静叶栅和一列动叶栅组成的水蒸汽从热能到机械能转换的基本单元。汽轮机概述*汽轮机的基本做功单元2、组成：静叶栅与动叶栅：喷嘴：将蒸汽热能转变为动能；动叶：将蒸汽动能转变为机械能。3、应用：单个级：单级汽轮机多个级串联：多级汽轮机汽轮机概述*汽轮机的基本做功单元组成：静叶栅与动叶栅：喷嘴：将蒸汽热能转变为动能；动叶：将蒸汽动能转变为机械能。应用单个级：单级汽轮机多个级串联：多级汽轮机汽轮机概述*汽轮机的基本做功单元汽轮机本体主要包括静止部分（固定件）、转动部分（转子组件）和支承部分（轴承）三部分静止部分包括基础、台板（机座）、汽缸、喷嘴、隔板、隔板套、汽封等固定件。汽轮机转动部分总称为转子，主要由主轴、叶轮（轮毂）、动叶及联轴器组成。汽轮机概述*汽轮机的基本结构汽轮机本体包括静止部分（固定件）、转动部分（转子组件）和支承部分（轴承）三部分静止部分包括基础、台板（机座）、汽缸、喷嘴、隔板、隔板套、汽封等固定件。汽轮机转动部分总称为转子，主要由主轴、叶轮（轮毂）、动叶及联轴器组成。汽轮机概述*汽轮机的基本结构澧县理昂电厂汽轮发电机组汽轮机概述*汽轮机的基本结构动叶片10南汽25MW汽轮机叶轮、叶片11隔板（静叶片、喷嘴）汽轮机概述*汽轮机的基本结构汽轮机支承部分包括轴承和滑销系统。1.轴承包括支持轴承和推力轴承。2.滑销系统包括横销、纵销、立销等等。3.其他：盘车机构汽轮机概述*汽轮机的基本结构滚动轴承滑动轴承滚动轴承•滚动轴承具有摩擦阻力小、起动灵敏、效率高、润滑简便和易于互换等优点，应用较广泛。•其缺点是，承受载荷能力小，抗冲击能力较差，高速时出现噪声，工作寿命也不及液体摩擦的滑动轴承。一般大功率的动力设备常优先选用滑动轴承，它具有以下优点：1.能承受重载与冲击载荷，抗振能力强，减震性能好；2.运行可靠，突发性事故少，在发生事故前有明显预兆，使用寿命可以与主机匹配；3.不需要特殊材料，便于制造、安装、检修及运行中的维护，运行时噪声低。滑动轴承滑动轴承不足之处：1.摩擦能耗高于滚动轴承；2.对轴的精度、表面粗糙度要求高，对轴瓦的刮削工艺要求严；3.需有专门的油系统，增加了检修的工作量；4.对油质及润滑油参数均有严格要求。推力盘支持轴瓦副推力瓦块主推力瓦块推力盘危急遮断器推力瓦转子（澧县）转子（澧县）汽机支持轴承（澧县）汽轮机概述*汽轮机的基本结构推力轴承（澧县）汽轮机概述*汽轮机的基本结构汽机揭上缸（澧县）汽轮机概述*汽轮机的基本结构汽轮机概述*汽轮机的基本结构27蒸汽的冲动作用原理和反动作用原理1.冲动作用原理A.冲动力的产生：如图1—6B.冲动作用的特点：汽流在动叶汽道内不膨胀加速，即w1=w2，而只随汽道形状改变其流动方向汽轮机概述*级的作用原理2.反动作用原理A.反动力的产生：如图1--7所示。B.反动作用的特点：蒸汽在动叶汽道内不仅改变方向，而且因继续膨胀、加速，即w2＞w1。汽轮机概述*级的作用原理2.反动作用原理A.反动力的产生：如图1--7所示。B.反动作用的特点：蒸汽在动叶汽道内不仅改变方向，而且因继续膨胀、加速，即w2＞w1。汽轮机概述*级的作用原理级的工作过程：汽轮机概述*级的作用原理级的工作过程动画1、汽轮机级的反动度定义：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*tbmhh*tbmhh汽轮机概述*汽轮机的级2、按级反动度的大小分类：冲动级和反动级（1）纯冲动级：热力特点：m＝0，蒸汽在动叶通道中不膨胀性能特点：作功能力大，但效率较低。故现已不再采用汽轮机概述*级的分类（2）带反动度的冲动级热力特点：膨胀主要发生于喷嘴中，为提高流动效率动叶中也有少量的膨胀，m＝0.05~0.20。性能特点：既有冲动级的特征，又有反动级的因素。作功能力、效率均介于二者之间。（3）反动级热力特点：动静叶中蒸汽膨胀程度（焓降）相等，m0.5。性能特点：做功能力最小，流动效率最高。（4）.复速级复速级（速度级）：蒸汽动能转变为转子机械能的过程在级内进行一次以上的级。目前常用的是进行两次转换的级，故又称为双列速度级，即由固定的喷嘴叶栅和安装在同一叶轮上的两列动叶栅所组成的级。备注：压力级和复速级：按蒸汽动能转变为转子机械能的过程来划分。蒸汽动能转变为转子机械能的过程在级内只进行一次的级，称为压力级。（4）复速级热力特点：蒸汽在导叶和动叶通道中膨胀较小。流动特点：导叶中汽流只转向不加速。性能特点：做功能力最大，流动效率最低。复速级通常在一级内要求承担很大焓降时采用。作为中、小型多级冲动式汽轮机第一级（调节级）此外：按通流面积是否随负荷而变分类：调节级和非调节级汽轮机概述*汽轮机的分类1.按工作原理分类冲动式汽轮机----由冲动级组成，蒸汽主要在喷嘴中膨胀，在动叶中只有少数膨胀。现代冲动式汽轮机各级的反动度一般在5%~20%的范围内。反动式汽轮机----由反动级组成，蒸汽在喷嘴和动叶中膨胀程度相同。由于反动级不能做成部分进汽，故调节机采用单列冲动机或复速级。反动式汽轮机反动度常取0.5，以使动叶和静叶可取相同叶型，从而简化制造工艺。汽轮机概述*汽轮机的分类2.按热力特性分类凝汽式汽轮机----排汽在高度真空状态下进入凝汽器凝结成水，有些小汽轮机没有回热系统，成为纯凝汽式汽轮机。背压式汽轮机----排汽直接用于供热，没有凝汽器。当排汽作为其他中低压汽轮机的工作蒸汽时，称为前制式汽轮机。调节抽汽式汽轮机----从汽轮机某级后抽出一定压力的部分蒸汽对外供热，其余排汽仍进入凝汽器。由于热用户对供热压力有一定的要求，需要对抽汽压力进行自动调节，故称为调节抽汽。根据用户需要，有一次调节抽汽和两次调节抽汽。背压式、调整抽汽式和抽汽背压式汽轮机统称为供热式汽轮机3.按主蒸汽参数分类①低压：新蒸汽压力小于1.5MPa；②中压：新蒸汽压力为2~4MPa；③高压：新蒸汽压力为6~10MPa；④超高压：新蒸汽压力为12~14MPa；⑤亚临界：新蒸汽压力为16~18MPa；⑥超临界新蒸汽压力超过22.15MPa；⑦超超临界新蒸汽压力超过27MPa或蒸汽温度600/620℃以上。4.其他方式分类单缸与多缸；单轴与多轴汽轮机产品型号1.汽轮机的型号用特定的符号来表示汽轮机的基本特征即汽轮机的型号。表示方法如下：变形设计序数蒸汽参数额定功率（MW）汽轮机型式（代号）汽轮机概述*汽轮机的产品型号汽轮机概述*汽轮机的产品型号代号型式代号类型N凝汽式CB抽汽背压式B背压式H船用C一次调整抽汽式Y移动式CC二次调整抽汽式2.国产汽轮机类型的代号汽轮机概述*汽轮机的产品型号型式参数表示方法凝汽式主蒸汽压力/主蒸汽温度中间再热式主蒸汽压力/主蒸汽温度/中间再热温度一次调整抽汽式主蒸汽压力/调节抽汽压力二次调整抽汽式主蒸汽压力/高压抽汽压力/低压抽汽压力背压式主蒸汽压力/背压抽汽背压式主蒸汽压力/抽汽压力/背压3.汽轮机型号中参数的表示方法汽轮机概述*汽轮机的产品型号4.汽轮机的型号N3-2.35→凝汽式、额定功率3MW、初压2.35MPaC12-4.9/0.98→额定功率12MW、初压4.9MPa、抽汽压力0.98MPaCC12-3.43/0.98/0.49→额定功率12MW、初压3.43MPa、整抽汽压力0.98MPa、二级抽汽压力0.49MPaB3-3.43/0.49→背压式额定功率3MW、初压3.43MPa、背压4.9MPaCB12-4.9/1.18/0.17→抽背式额定功率12MW、初压4.9MPa、抽汽压力1.18MPa、背压0.17MPa45洪湖理昂电厂汽轮机主机：洪湖理昂电厂N20-4.9型汽轮机由南京汽轮机厂生产，为单缸、单轴、次高温、次高压、轴流、冲动凝汽式汽轮机，额定功率为20MW，与额定功率为22MW的QFW-22-2型发电机、TG-90/5.3-T型生物质循环流化床锅炉等，配套组成整个单元制热力发电系统。问题：N20-4.9型汽轮机其型号的含义？46洪湖理昂电厂汽轮机汽缸：分前、中、后三段组成的单缸结构。前缸和中缸为铸钢件，后汽缸为铸铁件。前汽缸和中汽缸的连接是借助垂直法兰连接的。前汽缸与前轴承座采用“猫爪”连接，并有垂直键以保证热膨胀时保持中心不变。中汽缸为简单的分上下半的圆筒结构。借助后部的垂直法兰与后汽缸相连。后汽缸与后轴承座铸成一体,由两侧的侧支撑支撑在后座架上，撑脚与后座架间有横向滑销。横向滑销中心与后汽缸导板的纵向滑销中心形成汽缸热膨胀死点。后汽缸用排汽接管与冷凝器相连。后轴承座内布置了汽轮机后轴承。在后轴承盖上安装了机组的盘车设备。在后汽缸上半部装有排大气装置，当背压大于0.1Mpa时能自动打开，保护后汽缸和冷凝器。通流部分由一个双列速度级和十二个压力级组成。具有垂直中分面和水平中分面。喷嘴室与前汽缸铸为一体。新蒸汽由前汽缸左右两侧的导汽管进入汽缸，下汽缸设有回热抽汽口，后汽缸排汽口与凝汽器采用刚性法兰连接。后汽缸排汽接管装有喷淋装置，排汽温度大于80℃投入，低于65℃退出。47洪湖理昂电厂汽轮机转子由一级复速级和十二级压力级组成，叶片均为根据三元流原理设计的新型全三维叶片，通流部分也作了相应优化，减少了叶顶、叶根及隔板汽封漏气损失，使得整机效率有了较大的提高。48汽轮机的辅助系统介绍*主要辅助设备1.画原则性热力系统简图：一高两低一除氧。2.汽轮机的辅助设备主要有凝汽器、高低压加热器、除氧器、给水泵、循环水泵、凝结水泵等。凝汽器的作用是把汽轮机排出的乏汽凝结成水，在汽轮机排汽口建立并保持高度的真空。高、低压加热器的用汽轮机中间不同压力的抽汽来加热供给锅炉的给水，以避免部分蒸汽在凝汽器中的热量损失，提高机组的效率。除氧器的任务是将送给过来内的水进行除氧，除去溶解在给水中的气体，以防止氧气对锅炉、汽轮机及其管道的腐蚀。给水泵的作用是把除氧器内除过氧的给水送入锅炉。循环水泵的作用是向凝汽器提供冷却汽轮机排汽的冷却水。凝结水泵的作用是抽出凝汽器中的凝结水，并将其输到除氧器。凝结水在除氧器中经过除氧后，用做锅炉的给水。49汽机的三大系统：汽水系统油系统调节保安系统汽水系统包括：电厂原则性热力系统、凝结水系统、除氧给水系统、高低加系统、轴封及疏水系统、循环水系统、抽真空系统、冷却水系统等等。油系统包括：润滑油系统、控制油系统。汽轮机的辅助系统介绍*主要辅助系统50洪湖理昂汽机汽水系统洪湖理昂汽机汽水系统来自锅炉的新蒸汽经电动主汽门到自动主汽门。自动主汽门内装有蒸汽滤网，以分离蒸汽中的水滴和防止杂物进入汽轮机。新蒸汽由自动主汽门经三通接头分别进入汽轮机蒸汽室两侧，经调节汽门后，在汽轮机中膨胀作功，乏汽排入冷凝器凝结成水，借助凝结水泵升压，进入汽封加热器，再进入1#低压加热器，然后进入2#低压加热器；再进入除氧器，经给水泵加压后，进高压加热器加热，出来后进入锅炉。汽轮机具有四级回热抽汽，分别由第2，5，8,10级后抽出，即为一、二、三、四级抽气，一级抽汽供高压加热器，二级抽汽供除氧器，三级抽汽供2#低压加热器，四级抽气供1#低压加热器。在各级抽汽管道上装有液压止回阀或普通止回阀，以避免蒸汽倒流影响汽轮机运行安全。当主汽门关闭时，一、二级抽汽逆止阀联动装置亦随之动作，泄去操纵座活塞下方之压力水，使抽汽逆止阀在弹簧力作用下自动关闭。三、四级抽汽，由于压力较低，逆止阀为普通止回阀。5152热力系统图例热力系统管线图例53热力系统图例54学习的三个建议第一，从“局外人”转变为“企业人”，融入企业；第二，从“学院人”转变为“职业人”，树立正确的职业心态；第三，从“理论人”转变为“实践人”，掌握实操技能。55后续讲课计划学习资料洪湖理昂电厂