叙述汽轮机结构

1、汽轮机结构、工作原理及影响效率的因素f09020155090209359 刘梦宇汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械。又称蒸汽透平。主要川作发 电用的原动机，也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。述可以利用汽伦机的 排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要。汽伦机是能将蒸汽热能转化为机械功的外燃冋转式机械，来自锅炉的蒸汽进入汽轮机 后，依次经过一系列坏形配置的喷嘴和动叶，将蒸汽的热能转化为汽轮机转子旋转的机械能。 蒸汽在汽伦机中，以不同方式进行能量转换，便构成了不同工作原理的汽轮机。汽伦机按照 工作原理分为冲动式汽轮机和反动式汽伦机。冲动式汽轮机蒸汽主耍在静叶中膨胀，在

2、动叶 中只有少量的膨胀。反动式汽伦机蒸汽在静叶和动叶中膨胀，而口膨胀程度相同。1w； i叶拄：3-动叶片：4-酸穩图7.2 冲动式汽轮机工作原理图山力学可知，当一运动物体碰到另一静止的或运动速度较低的物体吋，就会受到阻碍而 改变其速度，同时给阻碍它的物体一个作用力，这个作用力称为冲动力。根据冲量定律，冲 动力的人小取决于运动物体的质量和速度变化，质量越人，冲动力越人；速度变化越人，冲 动力也越人。若阻碍运动的物体在此力作用下产生了速度变化，则运动物体就做了机械功。 在汽轮机中（图7.2）,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。 高速汽流流经动叶片3时，由于汽流方向改变，产生

3、了对叶片的冲动力，推动叶轮2旋转作 功，将蒸汽的动能变成轴旋转的机械能。这种利用冲动力作功的原理，称为冲动作用原理。由牛顿第三定律可知，当某物体对另一物体施加作用力时，此物体就必然要受到与其作用力大小相等、方向相反的的反作用力。例如火箭就是利用燃料燃烧时所产生的大量高压气 体从尾部高速喷出，对火箭产生的反作用力使英高速飞行的，这个反作用力称为反动力。 在反动式汽轮机中，蒸汽不但在喷嘴（静叶栅）中产生膨胀，压力由po降至pl,速度由co 增至cl,高速汽流对动叶产生一个冲动力；而且在动叶栅中也膨胀，压力由pl降至p2,速 度由动叶进口相对速度讥增至动叶出口相对速度w2,汽流必然对动叶产生一个由于

4、加速而 引起的反动力，使转子在蒸汽冲动力和反动力的共同作用下旋转作功。蒸汽在反动级中的压 力和速度变化悄况如图7. 6所示。汽伦机由转动部分和静止部分两个方而组成。转了包括主轴、叶伦、动叶片和联轴器等。静 子包括进汽部分、汽缸、隔板和静叶栅、汽封及轴承等。汽缸是汽轮机的外壳，其作用是将汽轮机的通流部分与大气隔开，形成封闭的汽室，保 证蒸汽在汽轮机内部完成能量的转换过程，汽缸内安装着喷嘴室、隔板、隔板套等零部件; 汽缸外连接着进汽、排汽、抽汽等管道。汽缸的高、中压段一般采用合金钢或碳钢铸造结构, 低压段可根据容最和结构要求，采用铸造结构或由简单铸件、型钢及钢板焊接的焊接结构。转子是由合金钢锻件整

5、体加工出來的。在高压转子调速器端用刚性联轴器与一根长轴连 接，此节上轴上装有主油泵和超速跳闸机构。所有转子祁被粹加工，并且在装配上所有的叶 片后，进行全速转动试验和精确动平衡。联轴器用來连接汽轮机各个转子以及发电机转子，并将汽轮机的扭矩传给发电机。现代 汽轮机常用的联轴器常用三种形式：刚性联轴器，半挠性联轴器利挠性联轴器。隔板用于固定静叶片，并将汽缸分成若干个汽室。动叶片安装在转子叶轮或转鼓上，接 受喷嘴叶栅射出的高速气流，把蒸汽的动能转换成机械能，使转子旋转。叶片一般由叶型、 叶根和叶顶三个部分组成。叶型是叶片的工作部分,相邻叶片的叶型部分z间构成汽流通道, 蒸汽流过时将动能转换成机械能。按

6、叶型部分横截血的变化规律，叶片可以分为等截血直叶 片、变截面直叶片、扭叶片、弯扭叶片。叶根是将叶片固定在叶轮或转鼓上的连接部分。它 应保证在任何运行条件下的连接牢固，同时力求制造简单、装配方便。汽轮机的短叶片和中 长叶片通常在叶顶用i韦i带连在一起，构成叶片组。长叶片刚在叶身中部用拉筋连接成组，或 者成自由叶片。转子和静体的间的间隙会导致漏汽，这不仅会降低机组效率，还会影响机组安全运行。 为了防止蒸汽泄漏和空气漏入，需要有密封装置，通常称为汽封。汽封按安装位置的不同， 分为通流部分汽封、隔板汽封、轴端汽封。轴承是汽轮机-个重要的组成部分，分为径向支持轴承和推力轴承两种类型，它们用来 承受转了的

7、全部垂力并h确定转了在汽缸中的正确位置。汽轮机级的能量转换过程中影响蒸汽状态的各种损失称为级内损失。级内损失包括蒸汽流过 喷嘴和动叶片的能量损失、离开本级动叶时的动能损失、蒸汽在动叶中的扇形损失、蒸汽与 叶轮曲摩擦损失、部分没形成进汽效果的鼓风损失，蒸汽在叶片项部和根部的漏汽损失以及 在湿蒸汽区工作的各级的湿汽损失等;在多级汽轮机中还冇蒸汽经过主汽门及调节汽门的节 流损失，蒸汽从排汽管流出时的排汽管损失及人轴伸出汽缸两端时的轴端漏汽损失等等。总 z,这些损火都会使汽轮机效率下降、经济性下降。汽轮机在设计制造安装工作完成z后，在运行过程屮效率会逐渐下降，可能的原因主要 有：通流部分表面形状的改变:通流部分表面积垢，汽流、水滴及化学物质对叶片和