气机知识培训

1、火力发电厂的汽水流程 v 火力 发电厂的汽水系统由锅炉、汽轮机、凝汽 器、给水泵等组成，水在锅炉中被加热成蒸汽，再 经过热器使蒸汽进一步加热后变成过热蒸汽，过热 蒸汽通过主蒸汽管道进入汽轮机；过热蒸汽在汽轮 机中不断膨胀，高速流动的蒸汽冲动汽轮机叶片， 使汽轮机的转子转动，汽轮机转子带动发电机转子 旋转，使发电机发电，蒸汽通过汽轮机后排入凝汽 器并被冷却水冷却凝结成水，凝结水在低压加热器 和除氧器中经过加热和除氧器后由给水泵打至高压 加热器，经高压加热器进入锅炉。 汽机设备介绍 一、汽机本体 汽机本体 v汽机本体是汽轮机的重 要重要组成部分 汽轮机的工作原理 v 本体是汽机专业的主要设备之一，

2、汽轮机作为一种原动机，它是在18 世纪末期出现的，从1890年瑞典工程师拉伐尔制造出第一台功率仅有5 马力的汽轮机起，至今汽轮机制造也已有一百多年的历史。 v 汽轮机运转平稳，事故率较低，被广泛用于拖动发电机、鼓风机、水 泵以及用作船舶的动力机械。 v 汽轮机是用具有一定温度和压力的蒸汽来做功的回转式原动机，可分 为冲动式和反动式两种，下面介绍一下汽轮机的工作原理：具有一定压 力、温度的蒸汽，进入汽轮机，流过喷嘴并在喷嘴内膨胀获得很高的速 度，高速流动的蒸汽流经汽轮机转子的动叶片时作功，当动叶片为反动 式时，蒸汽在动叶片中发生膨胀产生的反动使动叶片作功，从能量转换 的角度讲，蒸汽的热能在喷嘴内

3、转换为汽流动能，叶片又将动能转换为 机械能，反动式叶片蒸汽在动叶膨胀部分，直接由热能转换为机械能。 什么是喷嘴？ v 喷嘴是将热能转变成动能的具有特定形状的流 道。蒸汽流经喷嘴时产生膨胀，其压力、温度和焓 值降低，速度和比容增加，将蒸汽的热能转变成动 能。 v （焓是热力计算中常用的一个状态参数。它等 于内能和压力势能之和。单位是KJ/Kg。从热力学 的观点来看，蒸汽的热焓就是蒸汽的能量，对于一 定压力、温度的蒸汽，其焓值是一定的。） v 在汽轮机中，蒸汽在喷嘴4中产生膨胀， 压力降低，速度增加，热能转变为动能，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

4、作功， 将蒸汽的动能转变成轴旋转的机械能。 汽轮发电机如何将机械能转变为电能？ v 蒸汽推动汽轮机旋转，汽轮机转子连接着发电机 转子，汽轮机转子带动发电机转子旋转，根据电磁 感应原理，导体和磁场作相对运动，当导体切割磁 力线时，导体上产生感应电动势，发电机的转子就 是磁场，定子内放置的线圈就是导体，转子在定子 内旋转，定子线圈切割转子磁场发出的磁力线，于 是在定子线圈中就产生了感应电动势，将三个线圈 的始端引出称A、B、C三相，接通用电设备线圈中 就有电流通过，这样，发电机就把汽轮机输入的机 械能转变为发电机输出的电能。 二、凝汽设备 v1、凝汽器 v2、循环水泵 v3、凝结水泵 v4、抽气设

5、备 1、凝汽器 v 凝汽设备中最主要的是凝汽器， 由外壳、水室、端盖、管板、中 间支持管板、冷却水管等组成； 凝汽器内部空间由铜管分割成两 部分：一部分为蒸汽空间，在铜 管壁外，另一部分为冷却水空间， 在铜管内。汽机排汽与铜管外表 面接触，冷却水与铜管内表面接 触，蒸汽放热经铜管壁传给冷却 水，使排汽冷却成凝结水，在汽 侧形成高度真空，提高了机组的 循环热效率，同时重新将凝结水 回收，送回锅炉作为给水使用 隔板隔板 凝汽器内真空的形成 v 正常运行中，凝汽器内真空的形成是由于汽轮 机排汽在凝汽器内骤然凝结成水时，其比容急剧缩 小而形成的（在0.1MPa压力下，蒸汽的比容比水的 比容大1725倍

6、，而在0.004MPa压力下，蒸汽的比 容比水大三万多倍）。由于汽轮机排汽中含有少量 的不凝结气体，同时凝汽器本身及其连接的系统也 存在漏气处，有部分空气漏入凝汽器内，所以需用 抽气器将气体连续不断地抽出，以维持凝汽器在真 空下连续运行。 2、循环水泵 v 循环水泵的作用是 向凝汽器铜管内输送冷 却水，从而使排汽凝结 成水。 离心水泵的工作原理 v 在泵内充满水的情况下，叶轮旋转时产 生离心力，叶轮槽道中的水在离心力的作用 下甩向四周流进泵壳，于是叶轮中心压力降 低。这个压力低于进水管内压力，水就在这 个压力差的作用下由池流入叶轮，这样水泵 就可以不断地吸水不断地出水了。 1 结构结构 2 工

7、作原理工作原理 叶轮叶轮 轴轴 612片叶片片叶片 机壳等。机壳等。 蜗牛形通道；蜗牛形通道； 叶轮偏心放；叶轮偏心放； 可减少能耗，有利于动可减少能耗，有利于动 能转化为静压能。能转化为静压能。 叶轮叶轮 机壳机壳 底阀底阀(防止防止“气缚气缚”) 滤网滤网(阻拦阻拦 固体杂质固体杂质) 由于离心力的作用，泵的进出口出产生压力差，由于离心力的作用，泵的进出口出产生压力差， 从而使流体流动。从而使流体流动。 一、一、 离心泵的工作原理离心泵的工作原理 3、凝结水泵 v 凝结水泵的作用是回 收排汽的凝结水，打入 除氧器，经给水泵重新 送回锅炉利用。 4、抽气设备 v 由于凝汽器内形成高度 的真空

8、，外界空气就会通过 处于真空状态下的不严密处 漏入凝汽器的汽侧空间，为 了防止这些不凝结气体在凝 汽器中逐渐积累，使凝汽器 的真空下降，采用抽气设备 将空气不断地从凝汽器中抽 出。抽气设备包括射水箱、 射水泵以及射水抽气器（另 外还有射汽抽气器） 射水抽气器 射水抽气器的工作原理 v 射水抽气器主要由工作水入口水室、喷嘴、混 合室、扩压管和逆止门等组成。工作水压由专用的 射水泵供给。压力水经水室进入喷嘴，喷嘴将压力 水的压力能转变为速度能以高速射出，在混合室内 形成高度真空，使凝汽器内的气、汽混合物被吸入 混合室，在混合室内气、汽混合物与水混合后一齐 进入扩压管。工作水在扩压管中流速逐渐降低，

9、由 速度能转变为压力能，最后在扩压管出口其压力升 至略高于大气压力而排出扩压管进入射水箱。 v 上面我们了解了凝汽设 备的组成，接下来，我们介 绍一下凝汽设备的系统走 向 ： v汽轮机的排汽进入凝汽器并 在其中凝结成水，排汽凝结 时放出的热量，由循环水泵 送入凝汽器冷却水管中的冷 却水带走，被加热的冷却水 由凉水塔进行冷却后循环利 用，而凝结水则通过凝结水 泵从凝汽器底部的集水箱中 抽出，送入除氧器，然后经 给水泵送入锅炉。 v(右图为凉水塔） 自然通风凉水塔的工作原理 v 冷却水进入凝汽器吸热后，沿压力管道送至凉 水塔内配水槽中，水沿配水槽由塔中心流向四周， 再由配水槽下边的滴水孔眼呈线状滴

10、落到孔眼同心 的溅水碟上溅成细小的水滴落入淋水装置散热后流 入储水池，池内的冷却水再沿供水管经循环泵送入 凝汽器中重复下一个循环过程。 v 水流在飞溅下落时，冷空气依靠塔身所形成的 自拔力由塔的下部吸入并与水流是逆向向上流动。 凉水塔的冷却原理主要是蒸发，其次是对流换热冷 却。 三、回热加热器及除氧设备 v1、高压加热器 v2、低压加热器 v3、除氧器 1、高压加热器 v高压加热器是利用汽轮 机的前几级抽汽加热进 入锅炉的给水，从而提 高热力循环效率的换热 设备 高压加热器的工作原理 v 加热器的受热面是由铜管或钢管组成的 U型管束，管束胀接在管板上，整个管束安装 在圆筒形外壳内，外壳上部用法

11、兰和端盖相 连组成进出分隔的水室，给水由进水口进入 水室，通过U型管内侧从出水侧流出，加热蒸 汽从进口流入，按导向板组成的通道曲折通 过U型管外侧，放热后，凝结成水由排水管排 出。 2、低压加热器 v低压加热器是利用汽轮 机后几级的抽汽加热凝 结水，从而提高热力循 环效率的换热设备 3、除氧器 v当水与空气接触时，就会有 一部分气体溶解到水中，给 水中溶解气体不仅会造成热 力设备及管道的腐蚀，还会 阻碍加热器的传热效果，除 氧器的任务是除去水中的氧 气和其他不凝结气体，防止 热力设备的腐蚀和传热效果 的恶化，保证热力设备的安 全经济运行。 除氧器的工作原理 v 热力除氧的工作原理是建立在气体的

12、溶解定律亨利定 律基础上，其定律指出：在一定温度下，当液体和气体间处 于平衡状态时，单位体积中溶解的气体量与水面上该气体的 分压力成正比。如果能将某种气体在水面上的分压力将至零， 那么就可以把溶解在水中的该气体完全除去。 v 热力除氧的方法建立在该基础上，当除氧器中水被定压 加热时，其蒸发蒸汽量增加，从而使该液面上蒸汽的分压力 逐渐升高，而溶解在水中的气体的分压力逐渐降低，此时溶 解于水中的气体就不断溢出。当水加热到除氧器压力下的饱 和温度时，水面上全部是蒸汽，此时溶解气体的分压力将趋 近于零，于是溶解于水中的气体即被除去。 四、汽轮机的其他辅助设备 v1、给水泵 v2、油箱 v3、冷油器 v

13、4、空气冷却器 v5、减温减压器 1、给水泵 v给水泵的作用是将除氧 器内经过除氧的水，通 过高压加热器加热供给 锅炉，提高循环的热效 率，同时提供高压旁路 减温水、过热器减温水。 油箱 主油箱的作用 v 油箱不仅用于储存系统的全部 用油，而且还担负着分离油中的空 气、水份以及各种机械杂物的任务。 2、冷油器 v冷油器的作用是冷却汽 轮机组轴承的润滑用油， 冷油器的出口油温一般 保持在3545之间， 若高于或低于该温度值， 将引起机组振动或轴瓦 烧毁事故。 3、空冷器 v发电机空气冷却器的作 用是在机组运行中，利 用冷却介质，将发电机 定子和转子绕组线圈及 铁芯激磁涡流所产生的 热量及时带走，

14、确保发 电机安全运行。 4、减温减压器 减温减压器的作用 v 减温减压设备是用来降低新蒸汽的压力 和温度，保证生产和供暖所需要蒸汽的设备， 在热电厂中也是对外界热用户的供热设备。 一般情况下，它是用来向热网高峰加热器提 供加热蒸汽，在供热高峰时也可向蒸汽热网 供应一部分蒸汽，还可以用来作为调节抽汽 机组和背压式机组向外界供汽的备用汽源。 省煤器 2-锅炉（水冷壁） 3-过热 器 4-汽轮机 5-发电机 6-凝汽器 7-凝结水泵 8-混合式回热加热器 9- 给水泵 10-低压加热器 11-高压加热器 12-循环泵 13-射水泵 14-射水抽气器 隔板隔板 4、抽气设备 v 由于凝汽器内形成高度 的真空，外界空气就会通过 处于真空状态下的不严密处 漏入凝汽器的汽侧空间，为 了防止这些不凝结气体在凝 汽器中逐渐积累，使凝汽器 的真空下降，采用抽气设备 将空气不断地从凝汽器中抽 出。抽气设备包括射水箱、 射水泵以及射水抽气器（另 外还有射汽抽气器） 三、回热加热器及除氧设备