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1汽轮机培训教材（一）华能塔什店电厂运行部张连杰2汽轮机简介•汽轮机作为一种原动机，它是从1890年瑞典工程师拉法尔制造出第一台功率仅为5马力的汽轮机起，至今已有100多年的历史，我国的第一台汽轮机是1949年在上海汽轮机制造，容量为6000千瓦，于1956年在淮南发电厂投产。汽轮机是火力发电站的主要设备之一，传统上汽轮机部套和系统分为主机、调节、和辅机三大类：主机：包括汽缸、转子、隔板、叶轮等部套调节：包括轴承座、轴承、调节器、进汽阀等部套以及调节油系统和润滑油系统等辅机：包括凝汽器、高低压加热器、抽汽器等部套及回热系统、轴封系统、给水系统和抽真空系统等3汽轮机简介汽轮机铸造业之所以能够迅速发展是因为：它的热效率高，凝汽式汽轮机组的综合热效率达40%，供热机组热效率可达80％。汽轮机是连续工作的回旋机械，它可已具有较大的功率。机组运行平稳，事故率较低，一般可保持3年左右大修，充分提高了设备利用率。正因为汽轮机有这些优点，所以被广泛用于拖动发电机、鼓风机、水泵及用作船舶的动力机械。4目录第一章电厂基础知识第二章汽轮机的原理与分类第三章汽轮机本体第四章汽轮机调节保安系统5第一章电厂基础知识第一节：火力发电厂简介火力发电厂概述火力发电厂是利用化学燃料燃烧释放的热能发电的动力设施，包括燃料燃烧释热和热能电能转换以及电能输出的所有设备、装置、仪表器件，以及为此目的设置在特定场所的建筑物、构筑物和所有有关生产和生活的附属设施。主要有蒸汽动力发电厂、燃气轮机发电厂、内燃机发电厂几种类型。1875年法国巴黎北火车站建成世界上第一座发电厂，为附近照明供电。1879年美国旧金山实验电厂是世界最早出售电力的电厂。我国在1882年英国商人开办的上海电光公司所属乍浦路电灯厂开始发电。6第一章电厂基础知识第一节：火力发电厂简介7第一章电厂基础知识第一节：火力发电厂简介火力发电厂的汽水系统由锅炉、汽轮机、凝汽器和给水泵等组成，它包括汽水循环、化学水处理和冷却水系统。汽水系统流程如图：8第一章电厂基础知识第一节：火力发电厂简介火力发电厂燃烧系统由锅炉的输煤部分、燃烧部分和除灰部分组成。锅炉的燃烧系统如图：9电气系统：发电厂发出的电，除电厂消耗外，一般均经变压器升高电压后通过高压配电装置和输电线路向外送出。电厂厂用电由厂用变压器降低电压后通过厂用配电装置和电缆供厂内各种辅机设备和照明用电。电气系统如图：第一章电厂基础知识第一节：火力发电厂简介10一、热力学参数1、温度：物体表面的冷热程度2、压力:物体单位面积上所承受的垂直作用力3、绝对压力：容器内气体的真实压力。用P绝表示4、表压力：用压力表计测得的压力。用P表表示5、真空值：用真空表测得的数值。用H表示P绝﹦P表+B大气压P绝=B—H6、比容：单位质量工质所占有的体积。符号：V单位：立方米每公斤7、密度：单位容积内工质的质量。符号：ρ单位：公斤每立方米8、能：含有动能;物体由于运动而具有的能量位能（势能）：物体由于一定温度所具有的能热能：物体内部分子由于热运动而具有的能量内能：指储存与物体内部的能量。分：内动能，内位能第一章电厂基础知识第二节：电厂热力学基础知识119、功：凡力施加与物体，并使该物体沿作用力的方向产生位移，对物体做了功，单位时间内所做的功，叫功率。10、工质：实现热能向机械能转化的媒介物质就叫工质。11、热源和冷源：高温热源——工质从中吸取热能的物体低温热源——接受工质排出热能的物体12、热量：热量是热力系通过边界与外界交换的一种能量，是热力系和外界之间仅仅由于温度不同而传递的能量。13、热力循环：热力系统经过一系列变化回到初态，这一系列变化过程称为热力循环热力系统经过一系列变化回到初态，这一系列变化过程称为热力循环。14、定容过程：工质在状态变化过程中，其比容始终维持不变的热力过程称为定容过程。15、定压过程：工质在状态变化过程中，其压力始终维持不变的热力过程称为定压过程。（锅炉定压吸热；凝结器定压放热）第一章电厂基础知识第二节：电厂热力学基础知识16、定温过程：工质在状态变化过程中，其温度始终维持不变的热力过程称为定温过程。（饱和水吸热至饱和蒸汽）17、绝热过程：工质在状态变化过程中，其与外界在任一瞬间均无热量交换的热力过程称为绝热过程。（给水泵绝热升压；汽轮机绝热降压）18、饱和水:当水的温度是在其对应压力下的饱和温度。18、饱和蒸汽：饱和水受热后产生的蒸汽。19、过热蒸汽：饱和蒸汽在压力不变的状态下，当其温度超过该压力下的饱和温度时，这种蒸汽称过热蒸汽，超过的温度叫过热度。20、朗肯循环：进入锅炉的给水定压吸热变成干饱和蒸汽，然后经过热器变成过热蒸汽，然后在汽轮机中绝热膨胀做功，排汽进入凝汽器定压放热，凝结成水，然后经给水泵绝热压缩再进入锅炉，往复形成循环，称朗肯循环。21、汽蚀现象：由于叶轮入口处压力低于工作水的饱和压力，引起一部分液体蒸发，汽泡进入压力较高的区域时，受压突然破裂，于是四周的液体就向此处补充，造成水压冲击，可使附近金属表面逐步脱落，这种现象称为汽蚀现象。12第一章电厂基础知识第二节：电厂热力学基础知识1、回热循环：所谓给水加热就是利用从汽轮机某中间级后抽出部分蒸汽来加热给水，具有给水回热的循环叫做“回热循环”。2、中间再热循环：中间再热循环就是把汽轮机高压缸内做了功的蒸汽引到锅炉的中间再热器重新加热，使蒸汽的温度又得到提高，然后再引到汽轮机中压缸内继续做功，最后的乏汽排入凝汽器。这种热循环称中间再热循环。3、转子临界转速：当汽轮发电机达到某一转速时，机组发生剧烈振动，当转速离开这一转速值时振动迅速减弱以致恢复正常，这一使汽轮机组产生剧烈振动的转速，称为汽轮发电机转子的临界转速。4、汽机冲转：利用主蒸汽将汽轮机转子从静止提到规定转速的过程。5、升速率：汽机冲转时设定的每分钟的转速。6、全速：汽轮机冲转后达到的额定转速。7、一次调频：一次调频是调速系统感受电网周波的变化，根据自身的静态特性，改变机组负荷，一次调频不能维持电网周波不变，只能缓和电网周波变化的程度。13第一章电厂基础知识第三节：汽轮机一些基本专业术语8、凝汽器端差：排汽温度与循环水排水温度之差。9、过冷度：凝结水温度比排汽温度低的数值就叫凝结水过冷度、10、故障、汽轮发电机组的正常运行方式遭到各种破坏的情况的统称。11、事故：凡正常运行的工况遭到破坏，被迫降低设备出力的，减少或停止对外供电，或造成了设备损坏、人身伤亡时，统称为事故。12、滑参数停机：汽轮机停机时，在调速汽门全开的情况下，汽轮机负荷随着锅炉蒸汽参数的降低而下降，汽轮机金属温度也相应下降，直到负荷下降到零解列，这种停机方式叫滑参数停机。13、转子惰走时间：发电机解列后，从汽轮机主汽门、调门关闭时起，到转子完全静止这段时间叫转子惰走时间。14、差胀：汽轮机汽缸与转子之间的膨胀之差。15、猫拱背：通常汽轮机上汽缸温度高于下汽缸、上汽缸变形大于下汽缸，引起汽缸向上拱起，发生翘曲变形，俗称猫拱背。16、监视段压力：各抽汽段(除最末一、二级外)和调节级室的压力统称为监视段压力、14第一章电厂基础知识第三节：汽轮机一些基本专业术语17、表面式加热器：冷热两种流体被壁面分开，在换热过程中，两种流体互不接触，热量由热流体通过壁面传递给冷流体。这种加热器，叫表面式加热器。18、混合式加热器：混合式加热器内的热量交换是依靠热流体和冷流体直接接触和互相混合来实现的，在热量传递的同时，伴随着质量的混合，这种加热器叫混合加热器。19、汽耗率：汽轮发电机组每生产1KWH的电所需要的蒸汽量。单位：kg/kwh20、热耗率：汽轮发电机组每生产1KWH的电所需要的热量。单位：kj/kwh21、主蒸汽：从锅炉过热器出来，汽轮机主汽阀前的蒸汽。22、再热蒸汽：从汽轮机高压缸做过功后又经过锅炉再热器加热出来，汽轮机中压汽阀前的蒸汽。23、抽汽：从汽轮机某级抽出的蒸汽。24、汽轮机的级：由一列把蒸汽的热能转换成机械能的基本单元由一列动叶栅和静叶栅组成。15第一章电厂基础知识第三节：汽轮机一些基本专业术语25、暖机：送入一部分蒸汽让汽轮机在一定转速或一定负荷下维持一段时间运行，使汽轮机各部件均匀加热的过程。26、空负荷运行：汽轮机无输出功率（未并网），保持额定转速运行的状态。27、节流调节：所有调节汽阀同步动作，以改变汽轮机进汽量的调节方式。28、喷嘴调节：几个调节汽阀依次启闭，以改变汽轮机进汽量的调节方式。29、定压运行：汽轮机运行时，主蒸汽压力保持不变，用改变调节汽阀开度的方式来调整负荷。30、滑压运行：汽轮机运行时，各调节汽阀保持在全开位置，用改变主蒸汽压力来调整负荷。31、危急遮断器动作转速：转速飞升达至危险程度时超速装置动作的转速。32、调频运行：通过调节系统来增减汽轮机的负荷，以控制电力系统频率在允许范围内变化的运行方式33、调相运行：用于改善电网中功率因数的汽轮发电机组带无功运行。16第一章电厂基础知识第三节：汽轮机一些基本专业术语17汽轮机：是一种以蒸汽作为工质，并将蒸汽的热能转换为机械功的旋转式原动力机。1、工作原理：蒸汽进入汽轮机喷嘴膨胀降压增加流速按一定的方向喷射出来（将蒸汽的热能转变成动能），进入叶片推动叶轮旋转（蒸汽的动能转变成转子的旋转机械能）并拖动风机或发电机旋转。2、特点：功率大、转速高、效率高、运行平稳、使用寿命长第二章汽轮机的原理与分类第一节：汽轮机工作原理冲动式汽轮机工作原理图1-轴；2-叶轮；3-动叶片；4-喷嘴18第二章汽轮机的原理与分类第二节：汽轮机的分类1、按工作原理分：a、冲动式：蒸汽的热能转变成动能的过程，仅在喷嘴中发生，而工作叶片只是把蒸汽的动能转变成机械能的汽轮机，叫冲动式汽轮机。b、反动式：蒸汽的热能变为动能的过程不仅在喷嘴中发生，而且在叶片中同样发生的汽轮机，叫反动式汽轮机2、按汽轮机所具有的级数分单级汽轮机、复速级汽轮机和多级汽轮机。所谓汽轮机的级：是由一段喷嘴与其后边的一级动叶片组成，用来完成蒸汽转变成机械功全过程的基本单元。单级汽轮机用来拖动油泵或给水泵复速级汽轮机即双列汽轮机随着汽轮机越来越趋向高温、高压、大功率，单机汽轮机等已不能满足工业的需求，所以多级汽轮机就应运而生，下边所讲的汽轮机都是多级汽轮机。193、按蒸汽在汽轮机内部流动的方向分：轴流式汽轮机、辐流式汽轮机、周流式汽轮机轴流式汽轮机：蒸汽在汽轮机内流动的方向和轴平行，现各电厂运行着的汽轮机多是这种气轮机。4、按汽缸的数目分单缸汽轮机、双缸汽轮机、多缸汽轮机5、按汽轮机的热力特性分凝汽式汽轮机、调整抽气式汽轮机、背压式汽轮机、抽背式汽轮机、补汽式汽轮机及中间再热式汽轮机第二章汽轮机的原理与分类第二节：汽轮机的分类20•6、按汽轮机的用途分•电站汽轮机：用来发电或热电联产的汽轮机•工业汽轮机：用来带动水泵、油泵、鼓风机等的汽轮机•船用汽轮机：作为船舶的动力装置，用以推动螺旋桨•7、按进气压力分•低压气轮机：新蒸汽压力1.2—1.5Mpa•中压汽轮机：新蒸汽压力2—4Mpa•次高压汽轮机：新蒸汽压力5—6Mpa•高压汽轮机：新蒸汽压力6—10Mpa•超高压汽轮机：新蒸汽压力12—14Mpa•亚临界汽轮机：新蒸汽压力16—18Mpa•超亚临界汽轮机：新蒸汽压力大于22.17Mpa第二章汽轮机原理与分类第二节：汽轮机的分类21第二章汽轮机原理与分类第三节：国产汽轮机的型号•△×－×××-×汽轮机型式功率（MW）蒸汽参数变型设计序数N125—13.24/535/535(塔电）N200—12.75/535/535N300—16.7/538/538N600—16.7/538/538N600—24.2/566/566CC12—3.43/0.98/0.118B25—8.82/0.98CB25—8.82/1.47/0.49型式代号型式代号凝汽式N背压式B一次调节抽汽式C二次调节抽汽式CC抽汽背压式CB核电汽轮机HN22一、海岛式（双层布置）、整块式（单层布置）1、机组基础不良会造成a、汽轮机、减速器、风机转子之间的中心偏差，使机组振动