汽轮机工作原理和机组设备.doc

汽轮机工作原理和机组设备1 汽轮机工作原理 汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械能的蜗轮式机械。在汽轮机中，蒸汽在喷嘴中发生膨胀，压力降低，速度增加，热能转变为动能。如图1所示。高速汽流流经动叶片3时，由于汽流方向改变，产生了对叶片的冲动力，推动叶轮2旋转做功，将蒸汽的动能变成轴旋转的机械能。图1 冲动式汽轮机工作原理图 1-轴；2-叶轮；3-动叶片；4-喷嘴2 汽轮机设备 汽轮机主要用途是在热力发电厂中做带动发电机的原动机。为了保证汽轮机正常工作，需配置必要的附属设备，如管道、阀门、凝汽器等，汽轮机及其附属设备的组合称为汽轮机设备。图2为汽轮机设备组成图。从除盐水站出来的水进入除氧器、进入给水泵，通过高压加热器进入锅炉。水在锅炉中加热后蒸发成蒸汽，经过热器进一步加热，成为具有规定压力和温度的过热蒸汽，然后经过管道送入汽轮机。来自蒸汽发生器的高温高压蒸汽经主汽阀、调节阀进入汽轮机。由于汽轮机排汽口的压力大大低于进汽压力，蒸汽在这个压差作用下向排汽口流动，其压力和温度逐渐降低，部分热能转换为汽轮机转子旋转的机械能。做完功的蒸汽称为乏汽，从排汽口排入凝汽器(通冷却水)，在较低的温度下凝结成水，此凝结水由凝结水泵(升压)后进入低压加热器和除氧器，提高水温并除去水中的氧（防止氧化炉管等），再由给水泵（给水泵以后的水称为给水）进一步升压，然后进入高压加热器加热，回到锅炉，完成水-蒸汽-水的循环。为了吸收乏汽在凝汽器放出的凝结热，并保持较低的凝结温度，必须用循环水泵不断地向凝汽器供应冷却水。由于汽轮机的尾部和凝汽器不能绝对密封，其内部压力又低于外界大气压，因而会有空气漏入，最终进入凝汽器的壳侧。若任空气在凝汽器内积累，凝汽器内压力必然会升高，导致乏汽压力升高，减少蒸汽对汽轮机做的有用功，同时积累的空气还会带来乏汽凝结放热的恶化，这两者都会导致热循环效率的下降，因而必须将凝汽器壳侧的空气抽出。凝汽设备由凝汽器、凝结水泵、循环水泵和抽气器组成，它的作用是建立并保持凝汽器的真空，以使汽轮机保持较低的排汽压力，同时回收凝结水循环使用，以减少热损失，提高汽轮机设备运行的经济性。图2 汽轮机设备组成图1-主汽阀 2-调节阀 3-汽轮机 4-凝汽器 5-抽汽器 6-循环水泵7-凝结水泵 8-低压加热器 9-除氧器 10-给水泵 11-高压加热器 为了调节汽轮机的功率和转速，每台汽轮机有一套由调节装置组成的调节系统。另外，汽轮机是高速旋转设备，它的转子和定子间隙很小，是既庞大又精密的设备。为保证汽轮机安全运行，配有一套自动保护装置，以便在异常情况下发出警报，在危急情况下自动关闭主汽阀，使之停运。调节系统和保护装置常用压力油来传递信号和操纵有关部件。汽轮机的各个轴承也需要油润滑和冷却，因而每台汽轮机都配有一套润滑油系统。总之，汽轮机设备是以汽轮机为核心，包括凝汽设备、回热加热设备、调节和保护装置及供油系统等附属设备在内的一系列动力设备组合。附：火电厂水汽系统1:工业用水除盐水站除氧器给水泵高压加热器省煤器水冷壁锅炉汽包（产生蒸汽，经汽水分离器将水汽分离）过热器汽轮机凝汽器凝结水泵低压加热器除氧器给水泵高压加热器锅炉其中，除盐水站的水补充水循环损失的水量，工业用水进入冷水池再通过循环水泵进入凝汽器，作为冷却用水。有两套水系统。火电厂水汽系统2:水除氧器给水泵高压加热器省煤器水冷壁锅炉汽包（产生蒸汽，经汽水分离器将水汽分离）过热器汽轮机凝汽器凝结水泵