火电厂汽轮发电机的结构及工作原理

1、火电厂汽轮发电机的结构及工作原理火力发电厂汽轮发电机组的结构及工作原理汽轮机厂房内平台汽轮发电机组汽轮机厂房内平台汽轮发电机组汽轮机锅炉集中控制室火电厂：利用煤、石油、天然气为燃料生产电能 的工厂能量转换过程燃料的化学能一 热能一 机械能一 电能反应II圭泵汽轮机 气貝主目略 余曲岀 安注系统 化客系统火力发电厂的几个基本概念1 饱和水：指在一定条件时，水不能再溶解某种 物质而达到此物质的饱和状态，但此饱和水还 可以溶解其他物质，里面物质的溶解度并不会 互相影响。2饱和蒸汽：当液体在有限的密闭空间中蒸发时单位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子数目相等时，则蒸发与凝结处于动平衡3过热蒸汽

2、：就是在一定压力下，蒸汽达到饱和 温度，继续吸热，温度超过饱和温度。4蒸汽湿度：湿蒸汽中所含水分的质量百分数。5焙:热力学中表示物质系统能量的一个状态函 数，常用符号H表示。数值上等于系统的内能U 加上压强p和体积V的乘积，即H=U+pVo焙的 变化是系统在等压可逆过程中所吸收的热量的度 重。6爛：表示物质系统状态的一个物理量（记为 S）,它表示该状态可能出现的程度。在热力学 中，是用以说明热学过程不可逆性的一个比较抽 象的物理量。孤立体系中实际发生的过程必然要 使它的爛增加。7干球温度：干球温度是温度计在普通空气中所 测出的温度，即我们一般天气预报里常说的气曰/jnn o8湿球温度：湿球温度

3、是指同等焙值空气状态 下，空气中水蒸汽达到饱和时的空气温度。火力发电厂是由四大系统组成汽水系统2 燃烧系统3 电气系统4 控制系统火电厂工艺流程示意汽轮发电机工作流程图汽轮机的基本工作原理汽轮机和发电机是火力发电厂三大主要设备的两 大主机，单机功率劳动大、效率高、运行平稳、 使用寿命长。汽轮机以蒸汽为工质，将热能转变为机械能，为 发电机发电提供机械能。“级”是汽轮机中最基本的工作单元。在结构上它是由静叶（喷嘴）和对应的动叶所组成；一列 固定的喷嘴和与它配合的动叶片构成了汽轮机的 基本作功单元，称为汽轮机的级。叶轮1-轴；2-叶轮；3-动叶片；4-喷増7.2冲动式汽轮机工作原理冲动作用原理冲动力

4、的定义：根据力学知识，当一运动物体碰 到另一个静止的物体或者运动速度低于它的物体 时，就会受到阻碍而改变其速度的大小或方向， 同时给阻碍它的物体的一个作用力特点：蒸汽仅把从喷嘴中获得的动能转变为机械 功，蒸汽在动叶通道中不膨胀，动叶通道不收 缩。u喷嘴出口处：蒸汽以相对速度W1进入动叶通道， 由于受到动叶的阻碍，汽流方向不断改变，最后 以相对速度w2流出动叶通道，在流道中蒸汽对 动叶产生一个轮周方向的冲动力F1,该力对动叶 作功使动叶转动反动作用原理反动力定义：蒸汽在动叶汽道内膨 胀时对动叶的作用力。根据动量守恒定律，当气 体从容器中加速流出时，要对容器产生一个与流 动方向相反的力。基本特点:

5、蒸汽在动叶流道中不仅要改变方向,而且还要膨胀加速，从结构上看动叶通道是逐渐 收缩的O动叶通道是逐渐收缩的从作用力方面分析原理蒸汽流经级时先在喷嘴中 膨胀压力降低，速度增加一方面通过速度方向的 改变，产生冲动力F1 蒸汽在动叶中继续膨胀，压力降低，所产生的恰 降转化为动能造成动叶出口的相对速度w2大于进 口相对速度,使汽流产生了作用于动叶上的与 汽流方向相反的反动力Fr。在蒸汽的冲动力和反动力合力作用下推动动叶旋 转作功。汽轮机喷嘴（静叶）动能动叶第二阶段蒸汽在汽缸的流动方向汽轮机的工作原理1 工质（蒸汽）在汽轮机中的能量转换2蒸汽在汽轮机中，能量转换包括2个阶段转速3000r/minn3600

6、r/min,为全转速汽轮机 转速1500r/minQ1800r/min,为半转速汽轮机 频率50赫兹和60赫兹 我国为50赫兹n 口 口 nnnnnnn蒸汽蒸汽1.按工作原理分类冲动式汽轮机：按冲动作用原理（蒸汽在 喷嘴中膨胀，在动叶中不膨胀）工作。反动式汽轮机：按反动作用原理（蒸汽在 喷嘴和动叶中均膨胀）工作。冲动反动联合式汽轮机：冲动级+反动级厶2.按热力特性分类凝汽式汽轮机纯凝汽式二、汽轮机的型号额定功率蒸汽参数设计序数2 汽轮机型号的汉语拼音代号：N凝汽式；BW压式；C次调节抽汽式;CC二次调节抽汽式；CB抽汽背压式。3机组型号例子：N100-8.83/535N600-16.7/538

7、/538-1B50-8.82/0.98CC50-8.82/0.98/0.118CB25-8.82/0.98/0.118汽轮机电机的结构1311 l"=l1 滑销系统的作用：1）允许机组进行有规律的膨胀2）保证汽缸和转子中心一致3）保证机组牢固的固定在基础上。2滑销系统的组成：横销、纵销、立销、角销等4国产引进型300MW汽轮机滑销系统4纵销；2猫爪横销；3定中心梁；4纵销；5- 横销U缸的作用气缸即汽轮机的外壳、其作用是将汽轮机的通流 邪分与大气隔开,以形成蒸汽热能转换为机械能 I勺封闭汽室。汽缸内装有喷嘴室、喷嘴（静叶）、隔 妝（静叶环）、隔板套（静叶持环）、汽封等部件。在 气缸外

8、连接有进汽、排汽、回热抽汽等管道以及 文承座架等。为了便于说造、安装和检修，汽缸一船 分面分为上、下两个半缸。两者通过水 螺校装配紧固。另外为了合理利用材料 工、运输方便汽缸也常以垂直结合面喷嘴隔板汽轮机喷嘴和喷嘴室隔板和下汽缸组装轴承（轴瓦）汽轮机的轴承有径向支持轴承和轴向推力轴承两 种。1 径向支持承轴：支持转子重量和离心力。（固定式、自立式、三 油楔式、可倾瓦。）2推力承轴：承担汽轮机转子轴向推力，保证轴向间隙。瓦面全部采用乌金材料，径向轴承设计温度不超过90°C,推力轴承温度不超过85 °C汽轮机轴瓦汽轮机本体推力瓦（黄色为推力瓦块）汽轮机本体推力瓦和推力盘汽轮机汽

9、封汽封与汽封系统汽轮机转子和静体之间需留有适当的间隙,从而不相互 碰磨，间隙的存在就要导致漏汽，这不仅会降彳氐机组， 还会影响机组安全运行。为了减少蒸汽泄漏和防止空气 漏人，需要有密封装置，通常称为汽封。汽封按其安装 位置的不同，可分为通流部分汽封、隔板汽封、轴端汽 封.汽封的作用汽轮机工作时，转子高速旋转而静止部分不动，动、静 部分之间必须留有一定的间隙，避免相互碰撞或摩擦。而间隙两侧一般都存在压差，这样就会有部分蒸汽通过 间隙泄露，造成能量损失，使汽轮机效率降低。为了减 小漏汽损失，在汽轮机的相应部位设置了汽封。汽封的工作原理（轴与汽缸动静之间有间隙 空气会进入低压缸蒸汽会从高压缸漏岀）汽

10、封的工作原理（加装汽封）一 J丿J汽封的工作原理（加装汽封后还是有少量的蒸汽漏出和空气进入）汽封的工作原理（加装供汽母管和汽封管线汽轮机转子汽轮机转子汽轮机转子在高温蒸汽中高速旋转，不仅要承受汽流的 作用力和由叶片、叶轮本身离心力所引起的应力，而且 还承受着由温度差所引起的热应力。此外，当转子不平 衡质量过大时，将引起汽轮机的振动。因此，转子的工 作状况对汽轮机的安全、经济运行有着很大的影响。动叶片的结构动叶片是汽轮机中数量最大和种类最多的零件，它的结构、材料和装配质量对汽轮机的安全和经济运行有极大 的影响。在汽轮机的事故中，叶片事故约占60%70% 左右，所以必须予以足够的重视。叶片应具有良

11、好的流 动特性、足够的强度、满意的转动特性、合理的结构和良好的工艺性能。)a）轧制叶片b） 铳制叶片1-围带；2-叶片；3-隔金（隔叶件）；4-叶轮整熾转子叶轮和主轴及其他主要零部件是用整体毛坯加工制成 的。主轴的中心通常钻有中心孔，其作用是：去掉锻 件中残留的杂质及疏松部分；用来检查锻件的质量；减轻转子的重量。高参数或超高参数机组的高压转 子，防止高温下松动是主要的，因此广泛采用整锻转焊接转子由若干个实心轮盘和端轴拼合焊接而成。焊接转子的主 要优点是：不存在松动问题；采用实心的轮盘，强度 高，不需要叶轮轮壳，结构紧凑；轮盘和转子可以单独 制造，材料利用合理，加工方便且易于保证质量；焊成 整体

12、后转子刚性较大等。但是焊接转子要求材料的可焊 性好，焊接工艺及检验技术要求高且比较复杂，这一切 在一定程度下妨碍了焊接转子的应用。1-叶轮；2-焊缝；3-动叶栅；4-平衡槽；5-联轴器的连接轮套装转子套装转子的叶轮、轴封套、联轴器等部件和主轴 是分别制造的，然后将它们热套（过盈配合）在主 轴上，并用键传递力矩。主轴加工成阶梯形，中 间直径大，只适用于中、低参数的汽轮机和高参 数汽轮机的中、低压部分，其工作温度一般在400°C以下。1-油封环；2-5由封套；3-轴；4-动叶栅；5-叶轮；6-平衡柄组合转子根据各段的工作条件不同，在同一转子上，高压 部分采用整锻结构，中、低压部分采用套装

13、结 构，从而兼得整锻转子和套装转子的优点。组合汽轮机下汽缸组装汽轮机转子与下缸和下隔版汽轮机前轴承箱汽轮机前轴承箱内部构件517.25厂L.vs珂$/ -厂三一_力曲si危机遮断器飞锤汽轮机盘车装汽轮机盘车装置作用及工作原理润型油各机购取动机行程开关润in油来联轴布汽轮机上细图2-2-69盘4：装迓示送图1 一小齿轮：2人齿轮：3游动齿轮：4 一盘供人齿轮:5电动机:6 小轴安装上隔版汽轮机专用螺栓螺栓加热装置及法兰加热装置汽轮机扣大盖完毕发电机本体结构机座卄A氢冷器护环Hi轴承转子定子线圈端盖出线端子发电机定子发电机转子发电机定子和转子装配（穿转子）汽轮发电机的构造这里介绍汽轮发电机的构造，

14、是由蒸汽轮机或燃 气轮机推动的发电机。发电机主要由转子与定子 组成，由于汽轮机的转速很高，故汽轮发电机的 转子是两极的，额定转速每分钟3000转，输出 50赫兹的三相交流电。汽轮发电机的构造这是转子铁芯构造示意图，在铁芯圆周上开有一 些槽，嵌有励磁绕组，在圆周两侧各有一段槽距 大的面称为大齿，就是磁极（图1所示）。励磁 绕组两端通过集电环（滑环）接到励磁电源，在 转子圆周两侧就形成北极与南极，旋转时就产生 旋转磁场。发电机转子发电机定子r：om鹏范设计定子铁芯与线图5定子与转子的相对位置图6发电机结构图鹏范设计 peng2_sj126. com图7汽轮发电机外观图励磁机就是一个小功率的直流发电

15、机，一般都为几十 伏，励磁电压一般不变，即使变动也很小，而励 磁电流的大小，宙磁场变阻器或自动励磁调节器 调节。它的作用是将发出来的直流电，供发电机 转子磁极饶纟且励磁电流以产生磁场，励磁电流在 发电机空载时，改变其大小可以改变发电机的端 电压，在发电机并网带负荷时，改变其大小，可以 改变发电机的无功功率。汽轮机联轴器联轴器联轴器俗称靠背轮或对轮，是连接多缸汽轮机转 子或汽轮机转子与发电机转子的重要部件，借以 传递扭矩，使发电机转子克服电磁反力矩作高速 旋转，将机械能转换为电能。联轴器一般可分为刚性、半挠性、挠性三类。1若两半联轴器直接刚性相连，则称为刚性联轴 器；2若中间通过波形筒等来联接，

16、即称为半挠性联 轴器3若通过啮合件（如齿轮）或蛇形弹簧等来联接，就 称为挠性联轴器。火力发电厂热力循环火力发电厂的基本热力循环以水为工质的朗肯循 环1卡诺循环。热效率61-66% （奥氏体钢，膨胀 系数大，热导率小，对温度适应性差，抗蠕变能 力差）Z朗肯循环。热效率40-45% （铅铠钢）朗肯循环的工作过程工质在锅炉中定压加热、汽化和过热过程（4-5-6-1）,蒸汽在汽轮机中等燔膨胀做功（1-2）,排汽在凝汽器中定压凝结放热（2-3 ）,凝结水泵中等爛压缩后进入锅炉（3-4 ）。T1只 e I汽轮机的调节系统1 .液压调节系统。（50年代）机械部件和液压部件组 成。2功频电液调节系统。（60年

17、代）以模拟计算机为基础 的，引入了功率、频率两个控制信号的电液调节系统， 常称为功频电液调节系统。3数字调节系统。（70年代）以数字计算机为基础的数 字式电液调节系调节汽轮机的系统。数字调节系统发出 指令后，通过调节汽轮机的阀门，而改变汽轮机的进汽 量，从而达到调整负荷的目的o调节系统任务a 调节汽轮机内功率以满足外界负荷的变化。 b.保证汽轮机的转速在允许范围。调节系统它六个部分组成1. 感应机构2. 定值机构（同步器）3. 放大机构4执行机构5. 配汽机构6. 反馈机构调速系统框图Lr &夕$牯定値机构汽轮机的保护系统（调节保安）汽轮机的超速保护.2.汽轮机的轴向位移保护.3 汽轮

18、机的油压和油温保护.4 汽轮机凝汽器低真空保护.汽轮机的供油系统汽轮机供油系统分为两个部分：1.部分是汽轮机轴承润滑油，转子放在轴承 上，需要润滑油建立油膜，防止干摩擦。2顶轴油在汽轮机运转之前，需要顶轴油系统开 启，给各个轴承处泵入润滑油。3调节系统供油4.保安系统供油其实油的用途总的来说就是给轴承润滑的，为了 实现不同运行情况下的润滑，和调节保安系统供 油，才有相应的一些系统。下面请大家了解一下汽轮机辅机锅炉给水泵的作用：是将合格的给水连续不断地送往锅炉，保证锅炉 连续最大蒸发量的供水量。流量是锅炉连续蒸发量的11 0% O程扬是从除氧水箱的出口，至I锅炉省煤器的入口 介质流量的总阻力。锅炉高压给水泵给水泵由电机驱动中间加装液力偶和器：能消除 冲击和振动；输出转速低於输入转速，两轴的转 速差随载荷的增大而增加；过载保护性能和起动 性能好，载荷过大而停转时输入轴仍可转动。定速电机图1调速行星迭轮Vbrecon驱动压缩机液力偶和器内部结构厂Voith variable speed turbo couplingoutput speedMoR