电力生产概论 03 汽轮机设备

电力生产概论汽轮机概述汽轮机的结构汽轮机的调节系统汽轮机的供油系统一二三四汽轮机设备汽轮机的保护系统五汽轮机的辅助设备六汽轮机概述（一）汽轮机的参数主要包括：（1）汽轮机的容量是指汽轮机的发电能力，也称功率，单位为千瓦。（2）汽轮机的蒸汽参数是指汽轮机进口的蒸汽压力和蒸汽温度。汽轮机的工作原理：冲动式汽轮机中能量转换的主要部件是喷管和叶片。蒸汽进入汽轮机后，首先流过喷管。在喷管中，蒸汽的压力和温度降低，体积膨胀，流速增大，蒸汽的热能转变为动能；然后，从喷管出来的高速汽流冲动装在叶轮上的叶片，使叶轮带动轴旋转，完成了热能到机械能的转换。汽轮机通过联轴器带动发电机旋转，从而使机械能转换成电能。

汽轮机概述（二）汽轮机类型及主要特点

汽轮机及辅助设备汽轮机的结构（一）汽轮机本体是由静止部分（静子）和转动部分（转子）组成的。静止部分：（1）汽缸是汽轮机的外壳，其主要作用是将汽轮机内部与大气隔开，形成封闭的汽室，以保证蒸汽在汽轮机中完成作功过程。大容量汽轮机一般有多个汽缸，分开布置，用管道连接。

（2）喷管与隔板：多级汽轮机的第一级的喷管装在汽缸前端进汽室内，称为喷管弧段。以后各级喷管装在隔板上，隔板用来隔离汽轮机的各个级。（3）轴承可使汽轮机动、静部分之间保持正常的间隙，防止动静之间产生碰撞。（4）汽封是防止动静间隙之间漏汽（漏气）的密封装置，按其安装的位置不同可分为：轴端汽封、隔板汽封以及通流部分汽封。

汽轮机的结构（二）转动部分：（1）大轴与叶轮：大轴是传递机械能的转动部件，大轴上装有叶轮，叶轮上又装有叶片，它们共同组成转子。

（2）叶片工作时承受很大的蒸汽作用力，它在汽轮机中又是数目最多的部件，它的工作对汽轮机的安全运行有重大影响。由于蒸汽在汽轮机中逐级膨胀，体积越来越大，因此从前到后各级叶片越来越长。

（3）联轴器是连接汽轮机各转子及发电机转子的重要部件，一般可分为刚性、半挠性和挠性三种。（4）盘车装置的作用是在汽轮机启动冲转前或停机后，让转子以一定的转速连续转动，以保证转子均匀受热或冷却，从而避免转子产生热弯曲。大、中型机组一般采用电动盘车装置，它们基本上都可以自动投入和切断。

汽轮机的调节系统（一）汽轮机调节系统的作用是：根据发电量的要求调节进汽量，使所发出的功率与发电量相适应，保证供电要求。并使汽轮机在额定转速3000转/分下稳定运行，在机组发生事故时能自动报警和停机。汽轮机的调节系统经历了机械系统、液压系统、功频电液调节系统和数字电液（DEH）调节系统的发展阶段，随着计算机的广泛应用，目前大型再热机组都普遍采用了数字电液调节系统。工作原理：信号送往电液转换机构转换为液压信号控制执行机构，改变调节阀开度，从而控制机组的转速或负荷。当机组处于稳定运行阶段，机组的转速或负荷等于给定值，调节系统不动作；当蒸汽参数如压力或温度变动，或外界负荷变动时，机组的给定值与被控值不一致，调节系统将动作，直到给定值于被控值重新达到一致，机组有处于平衡状况。汽轮机的调节系统（二）系统组成：数字电液调节系统主要由电子控制器、操作系统、伺服执行机构、油系统和保护系统五部分组成。可实现汽轮机自动程序控制、负荷自动调节、自动保护和机组监控四大功能。（1）电子控制器：主要作用是将转速或负荷的给定值进行逻辑运算，并发出控制蒸汽阀门伺服执行机构的输出信号。

（2）操作系统：主要设置有操作盘、显示器和打印机等。

（3）伺服执行机构：主要由伺服放大器、电液转换器和具有快关、隔离和逆止装置的单侧油动机组成，负责带动高压主汽阀、高压调节汽阀和中压主汽阀、中压调节汽阀。

汽轮机的供油系统机组的润滑油系统由主轴带动的主油泵供油，采用低压汽轮机油(透平油)。其基本功能是为机组轴承和盘车装置提供润滑油，为机械式超速遮断及手动遮断提供安全油。供油系统主要由润滑油主油箱、主油泵、辅助油泵、直流事故油泵、注油器、冷油器、顶轴装置等组成。汽轮机的保护系统超速保护系统作用，是在转速达到一定范围时迅速关闭中压调节汽阀，或超过该范围而又在危急遮断系统动作之前，实施对高、中压调节汽阀的控制，该保护是通过超速保护控制器来实现的。电气危急遮断系统：是用来监督对机组安全有重大影响的某些参数，以便在这些参数超过安全限定值时，通过该系统去关闭汽轮机的全部进汽阀门，紧急停机。其危急遮断项目有：超速保护、轴向位移保护、低润滑油压和高回油温度保护、低油压保护、低真空保护。机械超速危急遮断系统：在机组超速时，通过危急保安器的机械动作而实现停机。该保护一般设有2套危急保安器，当转速为额定转速的110％～112％时，机械遮断系统动作，使汽轮机紧急停机。汽轮机的辅助设备汽轮机的主要辅助设备包括凝汽设备(凝汽器、抽气器、凝结水泵等)、回热加热设备(低压加热器、除氧器、高压加热器)、给水泵等。凝汽设备的作用是将汽轮机排汽凝结成水，并在凝汽器内形成高度真空，使进入汽轮机的蒸汽能膨胀到较低的压力，提高发电厂热效率。对冷却水应进行必要的防垢、防腐和防污处理，并应在运行中用胶球清洗凝汽器铜管或定期停机清洗。回热加热设备由高、低压加热器、除氧器、高压加热器等组成。

（1）高、低压加热器：由一个外壳和许多铜管或钢管所组成，加热器按管内的水所承受的压力分为高压和低压加热器。

（2）除氧器是由除氧塔和储水箱组成的，当水被加热到沸点时，气体的溶解度接近零。此时，原水中的氧等气体从水中逸出排入大气，水则流到储水箱。