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1、汽轮机基础知识培训（一）,上海汇益液压控制系统工程有限公司 郑剑成,汽轮机总体描述,汽轮机概念,利用高温高压蒸汽中的热能转变为旋转动能一种旋转机械装置 主汽轮机排汽在常温下凝结成液态水，经给水泵打压到主汽轮机所需的压力，输送到锅炉加热，蒸发至气态蒸汽。 高温高压蒸汽内能经汽轮机转换成旋转动能，拖动发电机组转换成可以输送的电能。,典型汽轮机布置示意图,给水泵,锅炉及再热器,再热调节阀,发 电机,高压缸,中低压缸,去冷凝器,再热主汽阀,调节阀,主汽阀,主蒸汽系统,发电汽轮机系统组成,发电汽轮机 定转数3000转/分钟（每秒50转，即电频率50Hz) 基本配置：蒸汽阀门，转子，汽缸，支持轴承（轴承箱

2、），冷凝器，回热加热器（含除氧加热器）等 分系统：主蒸汽系统，再热汽系统，抽汽回热系统，汽封系统，蒸汽旁路系统；润滑油系统，顶轴油系统，控制系统等。,汽轮机常见汽轮机类型,纯冷凝汽轮机除部分抽汽用于加热给水外，全部进气最后都进入冷凝器凝结成水，热效率一般小于38，一般大型带基本发电负荷。 抽汽（可多级）冷 凝汽轮机新蒸汽进部分膨胀做功后抽去用于工业用汽，其余部分继续利用热能发电直至进入冷凝器。这部分汽轮机用于北方用热发电兼用。 背压汽轮机锅炉过来的高温高压蒸汽经背压汽轮机做功后，压力温度部分降低后全部抽走用于工业（或取暖）用汽。 联合循环汽轮机一般用于高温工业尾气加热余热锅炉，余热锅炉蒸发蒸汽

3、驱动汽轮机发电。此型汽轮机热效率最高，可达75以上。 核电汽轮机利用核能转换成热能加热蒸汽，蒸汽驱动汽轮机发电。此型汽轮机特点：由于安全需要，蒸汽参数（主要是压力）不高，所以要发同样功率的电，需要大型汽轮机，相应的阀门及油动机都比较大。 工业汽轮机一般用于驱动特种工业机械，比如大型泵（比如给水泵），舰船桨叶，压缩机等,汽机怎样将热能转换成旋转动能,基本原理拉法尔喷管原理 - V1 V2 P1 P2 T1 T2 喷管原理： 蒸汽可压缩，经喷管后压降，温降，速度增加 喷管前压力越高温度越高，表示蓄存的热能越多（即所谓的浛高） 喷管扩张越大（面积比越大）提速越多（当然消耗的能量越多），提速少于音速叫

4、亚临界，超过音速叫超临界。,汽机动叶静叶间蒸汽流动,动叶 静叶,汽轮机纵剖面图,顶轴油,汽轮机回热系统,电机,高压缸,中低压缸,给水泵,一级回热,二级回热,三级回热,冷凝器,汽轮机旁路系统,再热调节阀,高压缸,中低压缸,给水泵,再热主汽阀,再热调节阀,再热主汽阀,锅炉再热器,冷凝器,低旁减压,高旁减压,低旁喷水,再热主汽阀,高旁喷水,发电汽轮机启动过程,汽机启动条件：所有分系统安装调试完毕。润滑油及EH油系统投入。汽机投入盘车（电机带动定速5转每分），冷凝器抽真空完成。发电机组冲氢完毕。 锅炉点火，升压升温至第一级定压运行参数，旁路投入背压；汽机挂闸；开主汽门；预暖主汽阀壳；汽机冲转至500转

5、每分定速检查各系统是否正常；快速升速度过汽机转子第一级临界转速（转子第一阶共振转速）。大概升至2000转转速定速检查及暖机； 快速升速过第二阶临界转速（转子第二阶共振转速）；一般在转速27002800转每分定速，此时与汽轮机转子相连主油泵投入运转，缓慢切除油箱上就地油泵。在观察油泵切换正常后，汽轮机定速3000转进行高速暖机。,汽轮机并网,汽轮机并网前装备工作： 汽轮机转子温度达标，汽缸膨胀到位，低压缸壁温度符合标准，汽轮机轴承振动达标，轴承回油温度达标 汽轮机完成110额定转速机械电气超速试验且达标。 并网电气准备完成。 汽轮机并网 投入同期装置，精确控制汽轮机转速及相位角，待汽轮机转速（频

6、率）和相位与当地电网频率和相位一致（或差值在允许范围内）合并网油开关。发电机组并网带负载运行。控制系统自动给定初始负荷指令（比如24MW。,汽轮机阀门与升负荷关系,MW%,H,约30,高调,中调,100,100,主汽门调门动作次序,主汽门 汽机挂闸后，主控室通过开主汽门按钮或指令，所有主汽门（高主中主）都是同步开启。危机工况（比如超速，手动打闸，电气打闸通过AST），所有主汽门都是同步关闭。 中压主汽门全为两位开关式，高主有的全为开关式；有的一个为连续控制，其余为两位开关型；高主设置连续控制型，主要目的就是用来预暖主汽门到调门之间的联通管及主汽门阀座 调节汽门 中压调节汽门分布中压缸对称的两侧

7、，都是同步动作；开启时与第一个高调门同步开启。危机工况与主汽门同步关闭。 高调门随汽轮机进汽方式（节流配汽和喷嘴配气）不同有不同的开启方式,节流配气方式下的高调门开启,所谓节流配气，就是锅炉过来的新蒸汽同步通过所有调门（一般为4调门），所有调门同步开启（开启行程一致）；新汽通过调门小开度节流全周进入汽轮机叶片做功。 节流配气特点：全周进气，汽轮机调速级加热均匀，机体热应力小。缺点就是节流损失较大。 节流配气一般用于低参数（所谓的冷态启动）,喷嘴配气方式下的高调门开启,所谓喷嘴配气，就是锅炉过来的新蒸汽有按预先设定的次序通过高调门；一般12调门首先开启，待12#调门开足后在开启3调门，3调门开足后再开启4调门；一般3调门在额定参数下可以带额定负