1、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。
(1)汽轮机的组成:转子和静子。
(2)转子:转动部分的总称。包括:转轴、叶轮、叶片、联轴器及其附件。
(3)静子:不转动部的总称。包括:汽缸、进汽机构、排汽机构、汽封、滑销系统、轴承和盘车装置等。
2、汽轮机分类
3、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2140-2220kJ/kg,称为冷源损失,而蒸汽带入汽轮机的热量3400kJ/kg左右)
4、调节抽汽式汽轮机
从汽轮机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。
揭去上汽缸的国产30万汽轮机汽缸和转子图
5、 汽 轮 机 的 级 、级内能量转换过程
(1)汽轮机的级:静叶栅 动叶栅是汽轮机作功的最小单元。
能量转换过程
(2)级内能量转换过程:
具有一定压力、温度的蒸汽通过汽轮机的级时,首先在喷嘴叶栅通道中得到膨胀加速,将蒸汽的热能转化为高速汽流的动能,然后进入动叶通道,在其中改变方向或者既改变方向同时又膨胀加速,推动叶轮旋转,将高速汽流的动能转变为旋转机械能。
能量转换过程
(3)冲动级:当汽流通过动叶通道时,由于受到动叶通道形状的限制而弯曲被迫改变方向,因而产生离心力,离心力作用于叶片上,被称为冲动力。这时蒸汽在汽轮机的级所作的机械功等于蒸汽进、出动叶通道时其动能的变化量。而这种级称为冲动级。
(4)反动级:当汽流通过动叶通道时,一方面要改变方向,同时还要膨胀加速,前者会对叶片产生一个冲动力,后 者会对叶片产生一个反作用力,即反动力。蒸汽通过这种级,两种力同时作功。通常称这种级为反动级。
(5)反动度。反动度表示级中反动力所占比例,即蒸汽在动叶中膨胀程度的大小。
级的热力过程线
(6)带反动度的冲动级
为了提高级的效率,通常,冲动级也带有一定的反动度(Ω= 0.05 ~ 0.20 ) 、p1 >p2、 Δhn* >Δ hb ,这种级称为带反动度的冲动级,它具有作功能力大、效率高的特点。
(7)反 动 级
通常把反动度 Ω = 0.5的级称为反动级。对于反动级来说,蒸汽在静叶和动叶通道的膨胀程度相同,即是p1>p2, 反动级是在冲动力和反动力同时作用下作功。反动级的效率比冲动级高,但作功能力小。
6、汽轮机工艺简介
汽机工艺简介
(1)电厂基本汽水系统流程(朗肯循环):给水→锅炉→过热蒸汽→汽轮机→凝汽器→给水泵→给水送入锅炉。
(2)主蒸汽系统及再热蒸汽系统 :(主蒸汽)锅炉主汽门(或集汽联箱)→主蒸汽管→汽机自动主汽门之前 ;(再热蒸汽)汽机高压缸出口→再热器冷段管→再热器→再热器热段管→汽机中压缸进口 。
(3)主凝结水系统 :凝汽器→凝结水泵→轴封冷却器→低加→除氧器。
(4) 除氧器系统:除氧器及其相连的所有管路和附件(安全门,水位计等)。
(5)主给水系统:除氧水箱下水管→低压给水管→给水泵→高压给水管→高加→主给水管。
(6) 回热抽汽系统和加热器疏水系统:汽机抽汽管路→各回热加热器(高加、低加、除氧器)→ 疏水管路→疏水回收设备。
(7)抽空气系统 :(低压加热器、凝结水泵)→凝汽器→抽真空设备和系统 。
(8) 循环冷却水系统:循环水进水管→凝汽器→循环水出水管(汽机车间范围内)
(9) 排污利用系统 : 锅炉汽包→连续排污管→连续排污扩容器→(汽)除氧器,
下联箱→定排污管→?→(水)定期排污扩容器。
(10)辅助蒸汽系统及补充水系统 :
1) 辅助蒸汽联箱及其相连接的管路和设备。
2) 化学车间除盐水箱→补水箱→补水泵→凝汽器(或除氧器或疏水箱)。
7、发电厂的主要经济指标
(1) 汽轮发电机组的汽耗率d0:机组每发1KW.h的电所消耗的蒸汽量;200MW机组在3kg/kw.h左右。
(2)汽轮发电机组的热耗率q:机组每发1KW.h的电所消耗的蒸汽量; 200MW机组在8400kJ/kw.h左右。
(3) 发电厂总效率?PL:电厂发出的电能与所消耗的燃料总能量; 200MW机组在34%左右。
(4)发电煤耗率:发电厂每发1KW.h的电所需的煤耗量。
(5)标准煤耗率:发电厂每发1KW.h的电所需的标准煤耗量;我国在300-420g标煤/(kw.h)。
(6)厂用电率:厂用电占总发电量的百分率,大约在5%--10 %之内。
(7)供电标准煤耗率:扣除厂用电的标准煤耗率。