§6-1 汽轮机设备

1、6 汽轮机设备概概 述述 汽轮机-汽轮机又名蒸汽透平(steam turbine)，是将蒸汽的热能转换成机械能的一种旋转式原动机。 汽轮机的分类 国产汽轮机类型的代号汽轮机转子结构叶片 叶片的安装喷嘴轴承高中压汽缸盘车装置低压汽缸调节级叶片短叶片观察汽轮机的级汽轮机的级汽轮机的级汽轮机的级-是由一列喷嘴叶栅和其后是由一列喷嘴叶栅和其后紧邻的一列动叶栅构成的工作单元。紧邻的一列动叶栅构成的工作单元。级的工作过程级的工作过程-蒸汽在喷嘴(nozzle)中降压增速，热力学能转变为汽流的动能;在动叶(blade)中一方面继续降压增速，热力学能转变为汽流的动能，另一方面汽流在动叶中改变运动方向，将动能转

2、换成转子的旋转机械能。前者属于反动能，后者属于冲动能。汽流流动演示蒸汽动叶和喷嘴中的流程00011112222( , )( (), )( (), )c p tc wp tc wp t喷嘴动叶级的反动度级的反动度-或反动率,表征蒸汽在动叶通道中的膨胀程度,定义为动叶中的理想焓降与级的等熵绝热焓降之比,用来表示。即00bmtnbhhhhh 纯冲动级纯冲动级-,汽流在动叶通道中不膨胀。结构特点:动叶为等截面通道；流动特点:动叶进出口处压力P1=P2和汽流的相对速度w1=w2相等， 0bh冲动级冲动级-膨胀主要发生于喷嘴中,为提高流动效率动叶中也有少量膨胀，一般0.050.30 反动级反动级- 动静叶

3、中焓降相等.结构特点:动、静叶通道的截面基本相同；流动特点:动、静叶中增速相等. 复速级复速级-由固定的喷嘴叶栅、导向叶栅和安装在同一叶轮上的两列动叶栅（实用中采用带反动度的冲动级）所组成的级称为复速级，又称双列速度级。nbhh第一节 概 述0.5tnbhhhnbhh 级的类型和特点级的类型和特点反动度叶片类型做功能力（焓降）效率纯冲动级m=0隔板叶轮型较高较低反动级 转鼓型最低最高冲动级m=0.050.3隔板叶轮型较低较高复速级隔板叶轮型最高最低第一节 概 述0.5nbhh汽轮机的分类 1.按工作原理 2.按热力特性 3.按汽流方向 4.按用途 5.按进汽参数 6.按功率关于汽轮机的一些图片

4、1.按工作原理分： 冲动式冲动式汽轮机-按冲动作用原理工作的汽轮机称为冲动式汽轮机，由冲动级组成，蒸汽只在喷嘴喷嘴中膨胀，在动叶中不膨胀。在近代冲动式汽轮机中，蒸汽在动叶内有一定程度的膨胀，但习惯上仍称为冲动式汽轮机。 反动式反动式汽轮机-按反动作用原理工作的汽轮机称为反动式汽轮机，由反动级组成，蒸汽在喷嘴和动叶喷嘴和动叶中膨胀程度相同 。近代反动式汽轮机常用冲动级或速度级作为多级汽轮机的第一级来调节进汽量，但习惯上仍称为反动式汽轮机。2.按热力特性分：凝汽式汽轮机凝汽式汽轮机-进入汽轮机的蒸汽，除很少一部分泄漏外，全部在高度真空状态下进入凝汽器凝结成水，这种汽轮机称为纯凝汽式汽轮机。在现代汽

5、轮机中，多数采用回热循环。此时，进入汽轮机的蒸汽，除大部分排入凝汽器外，尚有少部分蒸汽从汽轮机中分批抽出，用来回热加热锅炉给水。这种汽轮机称为有回热抽汽的凝汽式汽轮机，简称凝汽式汽轮机。有些小汽轮机没有回热系统，称为纯凝汽式汽轮机。背压式汽轮机背压式汽轮机-排汽直接用于工业或供热，排汽压力高于大气压力，没有凝汽器。当排汽作为其他中低压汽轮机的工作蒸汽时，称为前置式汽轮机,因此没有冷源损失，能量利用率高，但发电量完全由热负荷决定。(凝汽式机组 排汽在凝汽器中被 冷却水带走的热量为21402220kj/kg,称为冷源损失,而蒸汽带入汽轮机的热量3400kj/kg左右)调节调节抽汽式汽轮机-从汽轮机

6、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（用于回热抽汽的压力无需调节)，因而汽轮机装备有抽汽压力调节机构，以维持抽汽压力恒定故称为调节抽汽。根据用户需要，有一次调节抽汽和两次调节抽汽。接上页抽汽背压式抽汽背压式汽轮机-具有调节抽汽的背压式汽轮机。中间再热式中间再热式汽轮机-进入汽轮机的蒸汽膨胀到某一压力后，被全被抽出送往锅炉的再热器进性再热，再返回汽轮机继续膨胀做功。混压式混压式汽轮机-利用其他来源的蒸汽引入汽轮机相应的中间级，与原来的蒸汽一起工作同常用于工业生产的流程中，作为蒸汽热能的综合利用。3.按汽流方向分：

7、 轴流式轴流式汽轮机-组成汽轮机的各级叶栅组成汽轮机的各级叶栅沿轴向依次排列，汽流方向的总趋势是沿轴向依次排列，汽流方向的总趋势是轴轴向向的，绝大多数汽轮机都是轴流式汽轮机的，绝大多数汽轮机都是轴流式汽轮机。轴流式多级反动式汽轮机示意图 辐流式辐流式汽轮机-组成汽轮机的各级叶栅组成汽轮机的各级叶栅沿半径方向依次排列，汽流方向的总趋势沿半径方向依次排列，汽流方向的总趋势是沿是沿半径方向半径方向的。辐流式多级反动式汽轮的。辐流式多级反动式汽轮机示意图机示意图4.按用途分： 电站电站汽轮机-用于拖动发电机，汽轮发电机组需按供电频率定转速运行，故也称为定转速汽轮机，主要采用凝汽式汽轮机。也采用同时供热

8、和供电的汽轮机发电机组，通常称为热电汽轮机或供热式汽轮机。 工业工业汽轮机-用于拖动风机，水泵等转动机械，其运行速度经常是变化的，也称为变转速汽轮机。 凝汽式供暖凝汽式供暖汽轮机-在中低压缸连通管上加装蝶阀来调节供暖抽汽量，抽汽压力不像调节抽汽式汽轮机那样维持规定的数值，而是随流量大小基本上按直线规律变化。5.按进汽参数分：低压低压汽轮机汽轮机 新蒸汽压力新蒸汽压力P0小于小于1.5MPa，新汽温度，新汽温度t0一般小于一般小于400,容量范围容量范围3000KW3MW中压中压汽轮机汽轮机 P0为为2.0-4.0MPa, t0=450 ,3MW12MW高压高压汽轮机汽轮机 P0为为6.0-10

9、.0MPa, t0=540,25MW100MW超高压超高压汽轮机汽轮机 P0为为12.0-14.0MPa, t0=540 ,125300MW亚临界亚临界汽轮机汽轮机 P0为为16.0-18.0MPa,典型参数典型参数16.7MPa/538/538。300600MW 超临界超临界汽轮机汽轮机 新蒸汽压力大于新蒸汽压力大于22.2MPa 350MW典型参数为典型参数为24.2MPa/538/566和和24.2/566/566 7 超超临界超超临界汽轮机汽轮机超临界是物理概念超临界是物理概念-22.13MPa(374.15C)超超超超临界是（临界是（90年代提出）工程产品商业性的概念超超临界参数实际

10、上是年代提出）工程产品商业性的概念超超临界参数实际上是超临界参数向更高压力和更高温度提高的过程。超临界参数向更高压力和更高温度提高的过程。1993年年-日本最早提日本最早提出压力出压力 24.2MPa，温度，温度 593C,丹麦认为压力丹麦认为压力 27.5MPa,西门子认西门子认为采用为采用“600 C材料材料”的机组来区分的机组来区分,我国电力百科全书认为压力我国电力百科全书认为压力 27MPa. 2003年年“863”“超超临界燃煤发电技术超超临界燃煤发电技术”课题设定为压力课题设定为压力 25MPa，温度，温度 580 C。通常认为超超临界参数是指压力达到通常认为超超临界参数是指压力达

11、到24.235.1MPa,温度达到温度达到570649 或者更高。日本的观点认为，或者更高。日本的观点认为，机组任何温度超过机组任何温度超过566 或者压力超过或者压力超过24.2MPa均被认为是超超临界均被认为是超超临界参数。参数。 日本一般选择参数：压力不大于日本一般选择参数：压力不大于MPa/600/600 欧洲一般在提高初温的同时提高初压欧洲一般在提高初温的同时提高初压玉环玉环4X1000MW，26.25MPa/ 600C/600C 外高桥外高桥III期期2X1000MW,27MPa/ 600C/600C（注：此为上汽引进西门子技术制造）（注：此为上汽引进西门子技术制造）6.按功率分：

12、大功率汽轮机大功率汽轮机 大于大于200MW小功率汽轮机小功率汽轮机 小于小于200MW国产汽轮机类型的代号国产汽轮机类型的代号N: 凝汽式凝汽式C: 一次调节抽汽式一次调节抽汽式CC: 两次调节抽汽式两次调节抽汽式B: 背压式背压式CB: 抽汽背压式抽汽背压式H: 船用船用Y: 移动式移动式k: 空冷式空冷式国产汽轮机的型号表示方法是：X XX XX 变形设计次序蒸汽参数额定功率(MW)汽轮机类型例如：N300-16.7/537/537哈尔滨汽轮机厂生产的山西漳山电厂2台直冷300MW汽轮机主要技术规范及热力参数：型号NZK300-16.7/537/537型式亚临界中间再热、两缸两排汽、直接

13、空冷凝汽式额定功率300MW300MW主蒸汽额定参数16.7MPa/53716.7MPa/537最大进汽量1045t/h设计汽温17额定背压15Kpa满发最高背压29.41Kpa (TMCR工况)允许最高背压65Kpa转速3000r/min转向机头看为顺时针给水系统7级回热，给水泵由电动机驱动汽封系统自密封系统汽轮机通流级数高压1+12级、中压9级、低压26级，共34级空冷式机组一例空冷式机组一例 BRANCA 于1629年制成了蒸汽轮机，通过蒸汽向外喷射来转动涡轮机。汽缸外形汽缸外形汽缸外形汽缸外形高压缸转子高压缸转子中低压缸转子中低压缸转子国产国产2020万汽轮机外观万汽轮机外观揭去上汽缸的国产揭去上汽缸的国产3030万汽轮机汽缸和转子万汽轮机汽缸和转子图图汽缸法兰螺栓，用于连接上下汽缸汽缸法兰螺栓，用于连接上下汽缸汽缸起吊汽缸起吊高压缸转子，第一级为复速级高压缸转子，第一级为复速级中低压缸转子中低压缸转子低压缸转子，前两级有围带，后三级有拉筋低压缸转子，前两级有围带，后三级有拉筋转子起吊转子起吊低压转子低压转子吊起来的低压转子吊起来的低压转子动叶动叶动叶动叶带拉筋和围带的动叶片带拉筋和围带的动叶片末级动叶片，对着外面的是进汽侧末级动叶片，对着外面的是进汽