1、 汽轮机设备综述汽轮机设备综述2l汽轮机是将蒸汽的能量转换为机械汽轮机是将蒸汽的能量转换为机械功的旋转式动力机械，是蒸汽动力功的旋转式动力机械，是蒸汽动力装置的主要设备之一，又称为蒸汽装置的主要设备之一，又称为蒸汽透平。透平。l汽轮机使用的蒸汽由锅炉提供。汽轮机使用的蒸汽由锅炉提供。蒸汽动力装置蒸汽动力装置凝汽式汽轮机电厂设备照片电厂设备照片u整体整体1u整体整体2u晾水塔晾水塔u磨煤机磨煤机u集控室集控室1u集控室集控室2u集控室集控室3u变电站变电站1u变电站变电站2u吹灰器吹灰器1u吹灰器吹灰器2u吹灰器吹灰器3u燃烧器燃烧器1u燃烧器燃烧器2u除尘设备除尘设备u下降管下降管u主蒸汽和再
2、热蒸汽管主蒸汽和再热蒸汽管u风压仪风压仪u汽包汽包u汽包水位计汽包水位计u一次风机一次风机u送风机送风机u汽轮机房汽轮机房u加热器加热器1u加热器加热器2u除氧器除氧器第六章第六章 汽轮机设备汽轮机设备 汽轮机基本概念和基本结构汽轮机基本概念和基本结构 汽轮机内工作过程汽轮机内工作过程 汽轮机的主要辅助设备汽轮机的主要辅助设备 锅 炉汽轮机发 电 机 蒸 汽化学能(燃料)热能机械能电能某厂汽轮机房某厂汽轮机房 8300MW 汽轮机房三维模型汽轮机房三维模型火力电厂生产过程火力电厂生产过程高速流动的蒸汽推动汽轮机转子转动，形高速流动的蒸汽推动汽轮机转子转动，形成机械能。成机械能。汽轮机的转子与发
3、电机的转子通过连轴器汽轮机的转子与发电机的转子通过连轴器联在一起。当汽轮机转子转动时便带动发联在一起。当汽轮机转子转动时便带动发电机转子转动。电机转子转动。发电机把汽轮机的机械能转变为电能。电发电机把汽轮机的机械能转变为电能。电能经变压器将电压升压后，由输电线送至能经变压器将电压升压后，由输电线送至电用户。电用户。火力电厂生产过程火力电厂生产过程释放出热势能的蒸汽从汽轮机下部的排汽释放出热势能的蒸汽从汽轮机下部的排汽口排出，称为乏汽。口排出，称为乏汽。乏汽乏汽在凝汽器内被循环水泵送入凝汽器的在凝汽器内被循环水泵送入凝汽器的冷却水冷却，重新凝结成水。冷却水冷却，重新凝结成水。凝结水凝结水由凝结水
4、泵送入低压加热器并最终由凝结水泵送入低压加热器并最终回到除氧器内，完成一个循环。回到除氧器内，完成一个循环。高、底压加热器高、底压加热器是为提高循环的热效率所是为提高循环的热效率所采用的装置，采用的装置，除氧器除氧器是为了除去水含的氧是为了除去水含的氧气以减少对设备及管道的腐蚀。气以减少对设备及管道的腐蚀。第一节第一节 汽轮机的一般概念汽轮机的一般概念一、汽轮机的级一、汽轮机的级 汽轮机是由串联在同一轴上的多个汽轮机是由串联在同一轴上的多个级级组合组合而成的。而成的。汽轮机的汽轮机的级级是由一列周向布置的是由一列周向布置的静叶栅静叶栅和和与之相配合的与之相配合的动叶栅动叶栅构成的。构成的。静叶
5、栅中每相邻的两个静叶片构成一个静叶栅中每相邻的两个静叶片构成一个喷嘴喷嘴(即喷管即喷管);动叶栅中每相邻两个动叶片则构成一个动叶栅中每相邻两个动叶片则构成一个动叶流道动叶流道。汽轮机内的能量转换汽轮机内的能量转换工作蒸汽先在喷管内进行膨胀，压力降工作蒸汽先在喷管内进行膨胀，压力降低而速度增大，形成一股高速汽流，此低而速度增大，形成一股高速汽流，此高速汽流喷射到动叶上，推动转子转动，高速汽流喷射到动叶上，推动转子转动，因而使蒸汽的热能转变为机械能。因而使蒸汽的热能转变为机械能。汽轮机的基本作功单元汽轮机的基本作功单元“级级”级级：汽轮机的基本做功单元。：汽轮机的基本做功单元。一、汽轮机的级一、汽
6、轮机的级 蒸汽从汽轮机的进口开始，依次轴向通过蒸汽从汽轮机的进口开始，依次轴向通过串联布置的各个级，在每一级内都将一部串联布置的各个级，在每一级内都将一部分热能转变为机械功。分热能转变为机械功。多级转换使得蒸汽在汽轮机中的整机焓降多级转换使得蒸汽在汽轮机中的整机焓降(即各级焓降之和即各级焓降之和)很大，在进汽流量较大时，很大，在进汽流量较大时，汽轮机可以获得很大的单机功率。汽轮机可以获得很大的单机功率。级内的汽流级内的汽流17 蒸汽在喷嘴蒸汽在喷嘴中膨胀加速中膨胀加速时，压力、时，压力、温度降低归温度降低归之为焓降低、之为焓降低、速度提高，速度提高，蒸汽的热能蒸汽的热能转变为汽流转变为汽流的动
7、能。的动能。一、汽轮机的级一、汽轮机的级 由于蒸汽离开动叶栅时仍具有一定的速度，由于蒸汽离开动叶栅时仍具有一定的速度，其动能因不能被本级所利用而造成本级的其动能因不能被本级所利用而造成本级的一项能量损失，称为一项能量损失，称为余速损失余速损失。在多级汽轮机中，一级的余速损失常可部在多级汽轮机中，一级的余速损失常可部份或全部被下一级所利用。份或全部被下一级所利用。一、汽轮机的级一、汽轮机的级一、汽轮机的级一、汽轮机的级 按照受力形式，汽轮机的级分为：按照受力形式，汽轮机的级分为：冲动级冲动级反动级反动级 按照工作特点，汽轮机的级分为：按照工作特点，汽轮机的级分为：速度级速度级压力级压力级 汽轮机
8、第一级的通流面积随负荷而改变，汽轮机第一级的通流面积随负荷而改变，故该级又称为故该级又称为调节级调节级。调节级以后的其他。调节级以后的其他级统称为级统称为压力级压力级。二、汽轮机设备的组成及工作概况二、汽轮机设备的组成及工作概况 汽轮机：汽轮机：将蒸汽热能转变为机械功，借以将蒸汽热能转变为机械功，借以带动发电机旋转的原动机。带动发电机旋转的原动机。汽轮机辅助设备汽轮机辅助设备：凝汽设备、回热加热设：凝汽设备、回热加热设备、除氧器、调节保安装置、供油系统等。备、除氧器、调节保安装置、供油系统等。汽轮机设备：汽轮机设备：汽轮机本体及其辅助设备由汽轮机本体及其辅助设备由管道和阀门连成一个整体。管道和
9、阀门连成一个整体。汽轮发电机组：汽轮发电机组：汽轮机与发电机的组合。汽轮机与发电机的组合。二、汽轮机设备的组成及工作概况二、汽轮机设备的组成及工作概况 高温高压的蒸汽流经高温高压的蒸汽流经主汽阀主汽阀、调节阀调节阀进入汽轮机，进入汽轮机，因进汽压力远远高于汽轮机排汽口处的压力，此因进汽压力远远高于汽轮机排汽口处的压力，此压力差促使蒸汽依次通过各级向排汽口处流动。压力差促使蒸汽依次通过各级向排汽口处流动。在流动中，蒸汽的压力、温度逐级降低，逐级将在流动中，蒸汽的压力、温度逐级降低，逐级将热能转变为机械功。从最末级出来的蒸汽，即汽热能转变为机械功。从最末级出来的蒸汽，即汽轮机的轮机的排汽排汽(或称
10、乏汽或称乏汽)，其压力、温度己很低，其压力、温度己很低，己无动力利用的价值，需使其进入己无动力利用的价值，需使其进入凝汽设备凝汽设备，被，被冷凝成冷凝成凝结水凝结水后循环使用。后循环使用。二、汽轮机设备的组成及工作概况二、汽轮机设备的组成及工作概况 凝汽设备：凝汽器凝汽设备：凝汽器、抽气器抽气器、水泵水泵。主要作用：主要作用：造成汽轮机排汽口的高度真空造成汽轮机排汽口的高度真空回收乏汽凝结水。回收乏汽凝结水。二、汽轮机设备的组成及工作概况二、汽轮机设备的组成及工作概况 汇集于凝汽器汇集于凝汽器热井热井中的乏汽凝结水中的乏汽凝结水(称为主称为主凝结水凝结水)，由，由凝结水泵凝结水泵不断抽出，顺序
11、送往不断抽出，顺序送往由若干表面式加热器和除氧器所构成的由若干表面式加热器和除氧器所构成的回回热加热系统热加热系统中。中。主凝结水经主凝结水经34台台低压加热器低压加热器被抽汽逐级被抽汽逐级加热后送入加热后送入除氧器除氧器。除过氧的水作为锅炉。除过氧的水作为锅炉给水由给水由给水泵给水泵经经23台台高压加热器高压加热器加热后加热后送入锅炉。送入锅炉。二、汽轮机设备的组成及工作概况二、汽轮机设备的组成及工作概况 汽轮机的调节系统：调节进汽量汽轮机的调节系统：调节进汽量，以适应，以适应外界负荷的变化，保证供电的数量和质量。外界负荷的变化，保证供电的数量和质量。保护装置：保护装置：用于监测汽轮机的运行
12、，在危用于监测汽轮机的运行，在危急情况下保证汽轮机的安全。急情况下保证汽轮机的安全。油系统：油系统：调节系统和保护装置中用来传递调节系统和保护装置中用来传递信号和操纵有关部件的压力油，以及用来信号和操纵有关部件的压力油，以及用来润滑和冷却汽轮机各轴承的用油。润滑和冷却汽轮机各轴承的用油。三、汽轮机的分类和型号三、汽轮机的分类和型号 按工作原理分类按工作原理分类冲动式：由冲动级组成的汽轮机。冲动式：由冲动级组成的汽轮机。反动式：由反动级组成的汽轮机。反动式：由反动级组成的汽轮机。按进汽压力分类按进汽压力分类超高压：超高压：13.2MPa亚临界压力：亚临界压力：16.2MPa超临界压力：超临界压力
13、：24.2，25.3，26.4MPa三、汽轮机的分类和型号三、汽轮机的分类和型号 按热力过程的特点按热力过程的特点：凝汽式凝汽式：进入汽轮机的蒸汽除回热抽汽及轴封：进入汽轮机的蒸汽除回热抽汽及轴封漏汽外，全部排入凝汽器。漏汽外，全部排入凝汽器。背压式背压式：进入汽轮机的蒸汽做功后以高于当地：进入汽轮机的蒸汽做功后以高于当地大气压的压力排出，并用于对外供热。大气压的压力排出，并用于对外供热。调整抽汽式调整抽汽式：汽轮机中间的某些级后抽出部分：汽轮机中间的某些级后抽出部分蒸汽去对外供热，其余的蒸汽做功后仍然排入蒸汽去对外供热，其余的蒸汽做功后仍然排入凝汽器，且抽汽压力可以在一定范围内调整。凝汽器，
14、且抽汽压力可以在一定范围内调整。三、汽轮机的分类和型号三、汽轮机的分类和型号 汽轮机的型号用来表示汽轮机的热力特点、出力汽轮机的型号用来表示汽轮机的热力特点、出力及进汽参数规范等。及进汽参数规范等。汽轮机类型汽轮机类型额定功率（额定功率（MW)蒸汽参数蒸汽参数变型设计次序变型设计次序 N30016.7538538 凝汽式汽轮机、额定功率凝汽式汽轮机、额定功率300MW、新蒸汽压力、新蒸汽压力16.7MPa、温度、温度538、再热蒸汽温度、再热蒸汽温度538。三、汽轮机的分类和型号三、汽轮机的分类和型号代号代号类型类型代号代号类型类型N N凝汽式凝汽式G G工业用工业用B B背压式背压式H H船
15、用船用C C一次调节抽汽式一次调节抽汽式Y Y移动式移动式CCCC两次调节抽汽式两次调节抽汽式第二节第二节 汽轮机本体主要结构汽轮机本体主要结构汽轮机本体主要结构汽轮机本体主要结构 汽轮机本体可分为固定和转动两大部分，它汽轮机本体可分为固定和转动两大部分，它们分别称为汽轮机的们分别称为汽轮机的静子静子和和转子转子。静子静子：汽缸、喷嘴、隔板、汽封、轴承等；：汽缸、喷嘴、隔板、汽封、轴承等；转子转子：主轴、叶轮、动叶、联轴器等。：主轴、叶轮、动叶、联轴器等。高压缸转子高压缸转子高压外上缸扣缸高压外上缸扣缸汽机高压缸测定汽机高压缸测定一、汽缸一、汽缸 汽缸汽缸是汽轮机的外壳是汽轮机的外壳 作用：作
16、用：将工作蒸汽与大气隔开。将工作蒸汽与大气隔开。内壁：内壁：支撑喷嘴静叶片、隔板、汽封环等零支撑喷嘴静叶片、隔板、汽封环等零部件；部件；外部：外部：与进汽管、抽汽管、排汽管、疏水管与进汽管、抽汽管、排汽管、疏水管等相接。等相接。汽缸截面沿轴向由高压到低压随之汽缸截面沿轴向由高压到低压随之扩大扩大。一、汽缸一、汽缸 由于汽缸承受蒸汽的高温、高压，为了减少汽缸由于汽缸承受蒸汽的高温、高压，为了减少汽缸壁的热应力及加快启停速度，特大型汽轮机的汽壁的热应力及加快启停速度，特大型汽轮机的汽缸做成分层结构，形成缸做成分层结构，形成内缸和外缸内缸和外缸；为了安装、检修等方便，汽缸一般从水平中分面为了安装、检
17、修等方便，汽缸一般从水平中分面处分开。形成处分开。形成上缸和下缸上缸和下缸、上下缸之间通过、上下缸之间通过法兰法兰用螺栓连接；用螺栓连接；由于大型汽轮机的初参数高、级数多，需要按工由于大型汽轮机的初参数高、级数多，需要按工作蒸汽压力的高低，将汽缸分成作蒸汽压力的高低，将汽缸分成高压缸、中压缸高压缸、中压缸和低压缸和低压缸。1.1.高压缸高压缸 新蒸汽分两路经置于高压缸两侧的一个新蒸汽分两路经置于高压缸两侧的一个主汽阀主汽阀和和二或三个二或三个调节阀调节阀后，进入高压缸调节级的四或六后，进入高压缸调节级的四或六个个喷嘴室喷嘴室，并从，并从调节级调节级开始依次流经各开始依次流经各压力级压力级绝绝热
18、膨胀做功。热膨胀做功。高压缸均采用高压缸均采用双层缸双层缸 目的：目的：使由一层汽缸承受的巨大压差和温差改为使由一层汽缸承受的巨大压差和温差改为由两层汽缸来承受，使每层汽缸的厚度及法兰厚由两层汽缸来承受，使每层汽缸的厚度及法兰厚度大为减薄，相应连接上下缸法兰的螺栓尺寸减度大为减薄，相应连接上下缸法兰的螺栓尺寸减小。小。2.2.中压缸中压缸 再热蒸汽经布置于中压缸两侧的再热主汽再热蒸汽经布置于中压缸两侧的再热主汽门和再热调节汽门进入中压缸的进汽室，门和再热调节汽门进入中压缸的进汽室，并逐级流向排汽口。并逐级流向排汽口。进入中压缸的蒸汽压力虽不高，但温度却进入中压缸的蒸汽压力虽不高，但温度却很高。
19、为减少中压缸的热应力，仍采用双很高。为减少中压缸的热应力，仍采用双层汽缸。层汽缸。3.3.低压缸低压缸 低压缸全部采用低压缸全部采用对称分流结构对称分流结构，除了适应，除了适应低压时容积流量增大的要求外，还可平衡低压时容积流量增大的要求外，还可平衡轴向推力。轴向推力。中压缸的排汽经联通管进入低压缸中部，中压缸的排汽经联通管进入低压缸中部，经导向板分左右两路均衡分流进入对称布经导向板分左右两路均衡分流进入对称布置的低压缸，逐级做功后通过排汽口进入置的低压缸，逐级做功后通过排汽口进入凝汽器。凝汽器。低压缸低压缸(尤其是排汽处尤其是排汽处)体积庞大。体积庞大。3.3.低压缸低压缸 虽然流入低压缸蒸汽
20、的温度不高，但进汽、排汽虽然流入低压缸蒸汽的温度不高，但进汽、排汽间的温差大。为改善低压缸的热膨胀、低压缸仍间的温差大。为改善低压缸的热膨胀、低压缸仍然采用然采用双层或三层结构双层或三层结构，使体积较小的内缸承受，使体积较小的内缸承受温度变化，而外缸及庞大的排汽缸均处于低温状温度变化，而外缸及庞大的排汽缸均处于低温状态。态。低压缸的正常排汽温度为低压缸的正常排汽温度为3435，但在启动或，但在启动或低负荷低负荷(小于小于15额定工况额定工况)时，因蒸汽流量过小，时，因蒸汽流量过小，不足以将摩擦等损失变成的热量带走，致使排汽不足以将摩擦等损失变成的热量带走，致使排汽温度升高至温度升高至80以上。
21、以上。3.3.低压缸低压缸 排汽温度过高的危害排汽温度过高的危害造成排汽缸热膨胀较大。造成固定在排汽缸上造成排汽缸热膨胀较大。造成固定在排汽缸上的低压缸轴承位置抬升，使轴系中心线改变而的低压缸轴承位置抬升，使轴系中心线改变而引起机组振动，引起机组振动，使凝汽器铜管管口因膨胀过大而损坏，造成泄使凝汽器铜管管口因膨胀过大而损坏，造成泄漏。漏。在排汽缸导流板上装有自动投入的在排汽缸导流板上装有自动投入的喷水减喷水减温装置温装置，以降低排汽温度。，以降低排汽温度。4.4.汽缸的支撑及滑销系统汽缸的支撑及滑销系统 滑销系统滑销系统：为了正确引导汽缸部件的热胀：为了正确引导汽缸部件的热胀冷缩，以保持动、静
22、部件间合理的轴向间冷缩，以保持动、静部件间合理的轴向间隙，保证汽缸和转子中心的一致。隙，保证汽缸和转子中心的一致。当由于某种原因使滑销系统卡涩时，机组当由于某种原因使滑销系统卡涩时，机组的膨胀就会受到限制，当机组的膨胀受到的膨胀就会受到限制，当机组的膨胀受到限制时就会引起机组较大的振动，严重时限制时就会引起机组较大的振动，严重时以至于不能开机或者引起动静碰磨，从而以至于不能开机或者引起动静碰磨，从而造成更大的破坏。造成更大的破坏。二、喷嘴与隔板二、喷嘴与隔板 喷嘴喷嘴：是汽轮机：是汽轮机通流部分通流部分的重要部件。的重要部件。把蒸汽的热能转变成动能，使蒸汽膨胀把蒸汽的热能转变成动能，使蒸汽膨胀
23、降压，增加流速，按一定的方向喷射出降压，增加流速，按一定的方向喷射出来的推动动叶片而做功。来的推动动叶片而做功。通过通过隔板隔板固定在汽缸上。固定在汽缸上。喷嘴喷嘴 调节级喷嘴叶片与喷嘴叶栅调节级喷嘴叶片与喷嘴叶栅 压力级喷嘴、隔板压力级喷嘴、隔板三、转子和动叶片三、转子和动叶片 汽轮机的转动部分总称为汽轮机的转动部分总称为转子转子。从径向上分：从径向上分：主轴、叶轮、叶片。主轴、叶轮、叶片。从轴向上分：从轴向上分：高压转子、中压转子和低高压转子、中压转子和低压转子。压转子。各转子之间一般采用刚性连轴器连接，并通各转子之间一般采用刚性连轴器连接，并通过轴承箱内的推力轴承轴向定位、径向轴承过轴承
24、箱内的推力轴承轴向定位、径向轴承支撑。支撑。某汽轮机高压转子某汽轮机高压转子三、转子和动叶片三、转子和动叶片 临界转速：临界转速：在汽轮发电机组的启动或停机过程中，在汽轮发电机组的启动或停机过程中，当转速达到某一数值时，机组出现剧烈振动，而当转速达到某一数值时，机组出现剧烈振动，而越过这一转速后，振动又减少到正常值。越过这一转速后，振动又减少到正常值。共振现象：共振现象：临界转速下的转子剧烈振动现象。临界转速下的转子剧烈振动现象。轻则使转子振动加剧轻则使转子振动加剧重则产生动、静体的摩擦、碰撞事故重则产生动、静体的摩擦、碰撞事故特别是当转子动平衡没有校好时，振动将更大，特别是当转子动平衡没有校
25、好时，振动将更大，可能导致主轴弯曲甚至断裂等重大事故。可能导致主轴弯曲甚至断裂等重大事故。三、转子和动叶片三、转子和动叶片 汽轮机转子按其工作转速是否高于它的临汽轮机转子按其工作转速是否高于它的临界转速，又可分为界转速，又可分为刚性转子：刚性转子：工作转速小于临界转速。工作转速小于临界转速。柔性转子柔性转子：工作转速大于临界转速，在：工作转速大于临界转速，在启动或停机时，应尽快越过其临界转速，启动或停机时，应尽快越过其临界转速，以免引起转子的强烈振动。以免引起转子的强烈振动。三、转子和动叶片三、转子和动叶片 动叶流道：动叶流道：相邻的两个动叶片构成。相邻的两个动叶片构成。动叶片：叶根动叶片：叶
26、根、叶型叶型(或称工作部分、通流或称工作部分、通流部分部分)、连接件连接件(围带或拉筋围带或拉筋)叶片通过叶根安装在叶轮轮缘上，叶型则决定叶片通过叶根安装在叶轮轮缘上，叶型则决定动叶流道的形状。许许多多的动叶片以同样的动叶流道的形状。许许多多的动叶片以同样的间隔和角度安装在叶轮的轮缘上，排列成动叶间隔和角度安装在叶轮的轮缘上，排列成动叶栅，形成汽轮机的一级动叶流道。栅，形成汽轮机的一级动叶流道。变截面扭曲叶片变截面扭曲叶片等截面直叶片等截面直叶片四、汽封及轴封系统四、汽封及轴封系统 漏汽损失：漏汽损失：为了防止运行中发生碰摩，汽为了防止运行中发生碰摩，汽轮机的动、静体之间必须留有间隙。这样，轮
27、机的动、静体之间必须留有间隙。这样，部分蒸汽就会在压力差的作用下从间隙中部分蒸汽就会在压力差的作用下从间隙中漏过，造成损失。漏过，造成损失。汽封装置：汽封装置：在汽轮机的各动、静间隙处设在汽轮机的各动、静间隙处设置。减少漏气损失、避免加热轴承。置。减少漏气损失、避免加热轴承。四、汽封及轴封系统四、汽封及轴封系统 叶顶汽封：叶顶汽封：装在动叶栅顶部围带处的汽封。装在动叶栅顶部围带处的汽封。隔板汽封：隔板汽封：装在隔板内圆与主轴间的汽。装在隔板内圆与主轴间的汽。轴端汽封：轴端汽封：装在各转子两端与汽缸之间的装在各转子两端与汽缸之间的汽封。汽封。低压缸排汽端轴封用于防止外界空气漏低压缸排汽端轴封用于
28、防止外界空气漏入汽轮机入汽轮机其他处的轴封用于防止蒸汽外漏。其他处的轴封用于防止蒸汽外漏。五、轴承五、轴承 采用油膜润滑的滑动轴承，而非滚动轴承。采用油膜润滑的滑动轴承，而非滚动轴承。支持轴承：支持轴承：用于支持转子的重量以及由用于支持转子的重量以及由于转子振动所引起的冲击力等，并固定于转子振动所引起的冲击力等，并固定转子的径向位置，保证转子与静子同心。转子的径向位置，保证转子与静子同心。推力轴承推力轴承：用于承受转子上的轴向推力，：用于承受转子上的轴向推力，确定转子的轴向位置，以保持通流部分确定转子的轴向位置，以保持通流部分动、静部件间合理的轴向间隙。动、静部件间合理的轴向间隙。六、联轴器及
29、盘车装置六、联轴器及盘车装置 联轴器联轴器俗称靠背轮俗称靠背轮 作用作用：连接汽轮机的高、中、低压转子，：连接汽轮机的高、中、低压转子，及汽轮机与发电机转子。及汽轮机与发电机转子。现代大功率汽轮机的各转子之间，采用现代大功率汽轮机的各转子之间，采用刚刚性联轴器性联轴器连接，联轴器法兰直接用螺栓连连接，联轴器法兰直接用螺栓连接。接。六、联轴器及盘车装置六、联轴器及盘车装置 采用采用刚性联轴器刚性联轴器连接连接优点优点：结构简单、轴向尺寸紧凑、传递扭：结构简单、轴向尺寸紧凑、传递扭矩大、工作可靠，并能传通轴向推力，使矩大、工作可靠，并能传通轴向推力，使多个转子可共用一个推力轴承，机组结构多个转子可
30、共用一个推力轴承，机组结构简化。简化。缺点缺点：对被连接转子的同心度要求严格，：对被连接转子的同心度要求严格，而且，某个转子振动会造成整个机组转子而且，某个转子振动会造成整个机组转子的振动，使得查明振动原因困难。的振动，使得查明振动原因困难。六、联轴器及盘车装置六、联轴器及盘车装置盘车装置功能：盘车装置功能：在汽轮机启动冲转前，以检查汽轮机的动、静部在汽轮机启动冲转前，以检查汽轮机的动、静部件是否存在碰接和摩擦，主轴弯曲度是否正常等。件是否存在碰接和摩擦，主轴弯曲度是否正常等。汽轮机停机后，为使转子在上下温度不同的汽缸汽轮机停机后，为使转子在上下温度不同的汽缸内受热均匀，避免转子冷却不均而产生
31、过大弯曲，内受热均匀，避免转子冷却不均而产生过大弯曲，也要启动盘车，保持转子的低速转动。也要启动盘车，保持转子的低速转动。u盘车装置可在汽轮机停机后自动投入，并可在冲盘车装置可在汽轮机停机后自动投入，并可在冲转过程中转子转速高于盘车转速时自动解列。转过程中转子转速高于盘车转速时自动解列。第五节第五节 汽轮机的主要辅助设备汽轮机的主要辅助设备一、凝汽设备一、凝汽设备作用：作用：建立并维持高度真空，建立并维持高度真空，使进入汽轮机的蒸使进入汽轮机的蒸汽充分膨胀到尽可能低的背压，从而使汽汽充分膨胀到尽可能低的背压，从而使汽轮机的理想焓降增大，提高循环效率；轮机的理想焓降增大，提高循环效率；将汽轮机的
32、排汽凝结为水，以便将汽轮机的排汽凝结为水，以便回收工质回收工质，重新送回锅炉作为给水使用。重新送回锅炉作为给水使用。(目前普遍使目前普遍使用表面式凝汽器，使凝结水在不受到污染用表面式凝汽器，使凝结水在不受到污染的情况下得到回收的情况下得到回收)凝汽设备凝汽设备 凝汽器：凝汽器：汽水两相共存，汽水两相共存，凝汽器压力为乏汽凝结温凝汽器压力为乏汽凝结温度所对应的饱和压力。度所对应的饱和压力。在通常的循环冷却水温下，在通常的循环冷却水温下，蒸汽的凝结温度若为蒸汽的凝结温度若为30，所对应的饱和压力则为所对应的饱和压力则为4.2kPa，远远低于大气压，远远低于大气压力，因此在凝汽器内形成力，因此在凝汽
33、器内形成了高度真空。了高度真空。由由抽气器抽气器不断抽出从不严不断抽出从不严密处漏入凝汽器的空气，密处漏入凝汽器的空气，以保持这一真空。以保持这一真空。一、凝汽设备一、凝汽设备 凝汽设备主要包括：凝汽设备主要包括：凝汽器凝汽器、抽气器抽气器、凝凝结水泵结水泵等。等。汽轮机的排汽汽轮机的排汽(即乏汽即乏汽)引入引入凝汽器凝汽器后，被后，被循循环水泵环水泵输入的冷却水冷却。乏汽变成凝结输入的冷却水冷却。乏汽变成凝结水并汇集于凝汽器底部的水并汇集于凝汽器底部的热井热井内，然后被内，然后被凝结水泵凝结水泵抽出送往抽出送往回热加热设备回热加热设备。1.1.凝汽器凝汽器1.1.凝汽器凝汽器凝汽器管板凝汽器
34、管板凝汽器管板凝汽器管板2.2.抽气器抽气器 抽气器抽气器的作用是将漏入凝汽器中的空气不的作用是将漏入凝汽器中的空气不断抽出，以保持凝汽器的真空和传热良好。断抽出，以保持凝汽器的真空和传热良好。抽气器分为抽气器分为射流式抽气器：小型机组和射流式抽气器：小型机组和200MW机组机组水环式真空泵：水环式真空泵：300MW以上的机组以上的机组二、回热加热设备二、回热加热设备 回热加热器回热加热器：利用从汽轮机中间级引来的、：利用从汽轮机中间级引来的、作过部分功的抽汽来加热主凝结水或给水，作过部分功的抽汽来加热主凝结水或给水，可减少乏汽在凝汽器中的热量损失（即冷可减少乏汽在凝汽器中的热量损失（即冷源损
35、失），从而提高循环热效率。源损失），从而提高循环热效率。按其传热方式的不同，分为：按其传热方式的不同，分为：混合式加热器混合式加热器：除氧器：除氧器表面式加热器表面式加热器：高压加热器和低压加热：高压加热器和低压加热器器(简称高加和低加简称高加和低加)二、回热加热设备二、回热加热设备 根据回热加热器所承受的水侧压力是给水泵出口根据回热加热器所承受的水侧压力是给水泵出口压力，还是凝结水出口压力，把它们分成高压回压力，还是凝结水出口压力，把它们分成高压回热加热器和低压回热加热器两种，分别简称为热加热器和低压回热加热器两种，分别简称为“高加高加”和和“低加低加”。低加：低加：位于凝结水泵和除氧器之间
36、，其水侧压位于凝结水泵和除氧器之间，其水侧压力为凝结水泵的出口压力；力为凝结水泵的出口压力；高加：高加：位于除氧器下的给水泵与锅炉给水操作位于除氧器下的给水泵与锅炉给水操作台之间，其水侧压力为给水泵出口压力。台之间，其水侧压力为给水泵出口压力。300MW以上的机组，其回热系统一般采用八级以上的机组，其回热系统一般采用八级回热，即三台高加、四台低加和一台除氧器，简回热，即三台高加、四台低加和一台除氧器，简称称“三高、四低、一除氧三高、四低、一除氧”。1.1.低加低加2.2.高加高加三、除氧器三、除氧器 凝汽系统的漏气和化学补充水中含有溶解凝汽系统的漏气和化学补充水中含有溶解气体，所以由主凝结水和
37、化学补充水所构气体，所以由主凝结水和化学补充水所构成的锅炉给水中含有溶解的氧气及其他气成的锅炉给水中含有溶解的氧气及其他气体。体。氧气危害氧气危害会积聚在换热设备的管壁上形成气体层，造成会积聚在换热设备的管壁上形成气体层，造成传热热阻增大、传热效率降低，传热热阻增大、传热效率降低，会对高温下的设备金属产生腐蚀，造成热力设会对高温下的设备金属产生腐蚀，造成热力设备不同程度的损坏，降低其使用寿命。备不同程度的损坏，降低其使用寿命。三、除氧器三、除氧器 加热除氧的方法：加热除氧的方法：在除氧器内将一定压力在除氧器内将一定压力下的水加热至该压力下的饱和温度，使原下的水加热至该压力下的饱和温度，使原来溶
38、解于水中的各种气体全部从水中迅速来溶解于水中的各种气体全部从水中迅速逸出，并设法及时予以排除。逸出，并设法及时予以排除。除氧器在多级回热加热器系统中同时还起除氧器在多级回热加热器系统中同时还起着着一级加热器一级加热器的作用的作用四、给水泵、凝结水泵、循环水泵四、给水泵、凝结水泵、循环水泵 电厂的水泵很多，主要有电厂的水泵很多，主要有给水泵给水泵、凝结水凝结水泵泵和和循环水泵循环水泵等。等。这些泵按其工作原理可分为这些泵按其工作原理可分为离心式离心式和和轴流轴流式式两大类。两大类。给水泵给水泵 给水泵安装在给水泵安装在除氧器给水箱的下方除氧器给水箱的下方。作用作用：将给水箱内的水加压引出，使其经
39、：将给水箱内的水加压引出，使其经各级高压加热器、锅炉省煤器后送到汽包。各级高压加热器、锅炉省煤器后送到汽包。给水泵出口水压给水泵出口水压应为应为汽包压力汽包压力、汽包所处、汽包所处位置相当的位置相当的水拄高度静压水拄高度静压与途经各换热设与途经各换热设备及管路的备及管路的流动阻力流动阻力之和。之和。给水泵给水泵 给水泵按其原动机的型式分为给水泵按其原动机的型式分为汽动给水泵汽动给水泵：节省厂用电，热经济性较：节省厂用电，热经济性较高，并且调节特性较好。高，并且调节特性较好。电动给水泵电动给水泵：启动迅速、系统简单、设：启动迅速、系统简单、设备投资少。备投资少。我国我国300MW以上的大型机组一
40、般采用以上的大型机组一般采用两台两台汽动给水泵运行汽动给水泵运行，一台电动给水泵一台电动给水泵事故备事故备用。用。凝结水泵凝结水泵 凝结水泵的作用凝结水泵的作用：将凝汽器热井的主凝结：将凝汽器热井的主凝结水引出、升压，经各级低压加热器后送往水引出、升压，经各级低压加热器后送往除氧器。除氧器。凝结水泵的出口水压凝结水泵的出口水压：除氧器压力除氧器压力、除氧、除氧器位置相当的器位置相当的水柱高度静压水柱高度静压与途经各换热与途经各换热器、管路等的器、管路等的阻力阻力之和。之和。循环水泵循环水泵 循环水泵布置于循环水泵布置于循环冷却水管路循环冷却水管路中。中。循环水泵任务：循环水泵任务：不断地把大量
41、的冷却水加压输送入凝汽不断地把大量的冷却水加压输送入凝汽器中，去冷却汽轮机的乏汽；器中，去冷却汽轮机的乏汽；吸收了乏汽汽化潜热的冷却水被送往提吸收了乏汽汽化潜热的冷却水被送往提供此冷却水的水源供此冷却水的水源(如河流、水库或冷却如河流、水库或冷却塔水池等塔水池等)。第七章第七章 汽轮机运行汽轮机运行第七章第七章 汽轮机运行汽轮机运行 汽轮机调节的基本知识、汽轮机的保安系汽轮机调节的基本知识、汽轮机的保安系统及油系统等。统及油系统等。汽轮机的启动、停机、负荷变动及其影响汽轮机的启动、停机、负荷变动及其影响因素。因素。第一节第一节 汽轮机的调节与保护汽轮机的调节与保护第一节第一节 汽轮机的调节与保
42、护汽轮机的调节与保护一、汽轮机调节的任务一、汽轮机调节的任务 使汽轮发电机组的发电量随时满足电用户使汽轮发电机组的发电量随时满足电用户的需要。的需要。保证供电的质量。保证供电的质量。供电质量指标：电压；频率。供电质量指标：电压；频率。必须控制转速为额定值。必须控制转速为额定值。一、汽轮机调节的任务一、汽轮机调节的任务 若不考虑摩擦阻力影响，汽轮发电机组的若不考虑摩擦阻力影响，汽轮发电机组的转速主要是由作用在转于上的蒸汽主力矩转速主要是由作用在转于上的蒸汽主力矩和发电机的反抗力矩的平衡关系所决定的。和发电机的反抗力矩的平衡关系所决定的。I：汽轮发电机转子的转动惯量；：汽轮发电机转子的转动惯量；：
43、转子的机械角加速度。：转子的机械角加速度。dtdIMMgtdtd二、汽轮机调节系统的基本原理二、汽轮机调节系统的基本原理调节系统的基本原理：调节系统的基本原理：外界干扰外界干扰调节系统调节系统新的平衡新的平衡转速变化转速变化改变进汽量改变进汽量二、汽轮机调节系统的基本原理二、汽轮机调节系统的基本原理汽轮机的调节方法汽轮机的调节方法喷管调节法：喷管调节法：把汽轮机第一级的喷管分成四组，根据负荷的把汽轮机第一级的喷管分成四组，根据负荷的大小，由调节系统依次开闭各个调节阀。大小，由调节系统依次开闭各个调节阀。二、汽轮机调节系统的基本原理二、汽轮机调节系统的基本原理三、功频电液调节系统及三、功频电液调
44、节系统及DEHDEH控制系统简介控制系统简介 组成：组成：测速机构、信号放大机构、执行机测速机构、信号放大机构、执行机构及反馈机构构及反馈机构 调运器飞锤、错油门、油动机和反馈杠杆。调运器飞锤、错油门、油动机和反馈杠杆。液压调节系统和电液调节系统：液压调节系统和电液调节系统：将测速机构由调速器飞锤改为调速泵或将测速机构由调速器飞锤改为调速泵或电子测速元件，电子测速元件，放大执行机构仍为错油门和油动机。放大执行机构仍为错油门和油动机。功频电液调节系统功频电液调节系统 功频电液调节系统：功频电液调节系统：在电液调节系统中，在电液调节系统中，测取的信号除了机械测取的信号除了机械(或液压或液压)调节系
45、统所测调节系统所测的转速信号外，还增加了测功信号，即测的转速信号外，还增加了测功信号，即测量发电机的有功功率。量发电机的有功功率。DEHDEH控制系统控制系统 DEH调节系统（调节系统（Digital ElectroHydraulic Control System）用数字计算机代替用数字计算机代替PID调节器，调节算法程调节器，调节算法程序存于计算机中。序存于计算机中。DEH系统：也是一种功率频率调节系统系统：也是一种功率频率调节系统 调节系统：机械式调节系统：机械式液压式液压式功频电液功频电液DEH 模拟电调模拟电调 连续控制连续控制 DEH 离散控制（采样控制）离散控制（采样控制）四、汽轮
46、机的保安系统四、汽轮机的保安系统 作用：作用：对汽轮机的转速、轴向位移、排汽对汽轮机的转速、轴向位移、排汽口真空、润滑油压和抗燃油压口真空、润滑油压和抗燃油压(调节系统用调节系统用油油)等参数进行测量、监视、限值判断。当等参数进行测量、监视、限值判断。当任何一项测量值超出允许范围时，通过中任何一项测量值超出允许范围时，通过中间转换及执行机构使汽轮机的所有进汽阀间转换及执行机构使汽轮机的所有进汽阀关闭，迫使汽轮机停机，以保证设备的安关闭，迫使汽轮机停机，以保证设备的安全。全。四、汽轮机的保安系统四、汽轮机的保安系统(1)机械超速保护及手动脱扣保护系统机械超速保护及手动脱扣保护系统(2)电气信号危
47、急跳闸保护系统电气信号危急跳闸保护系统(3)超速防护系统超速防护系统五、汽轮机的油系统五、汽轮机的油系统 油系统承担两方面的任务：油系统承担两方面的任务：为调节和保护系统提供工作用油；为调节和保护系统提供工作用油；向汽轮机各个轴承供应大量的润滑及冷向汽轮机各个轴承供应大量的润滑及冷却用油。却用油。第二节第二节 汽轮机运行基本知识汽轮机运行基本知识一、汽轮机的启动与停机一、汽轮机的启动与停机 启动启动：将汽轮机转子由静止或盘车状态加速：将汽轮机转子由静止或盘车状态加速至额定转速，并将其负荷由零逐步增加到额至额定转速，并将其负荷由零逐步增加到额定值的过程。定值的过程。停机停机：和启动完全相反的过程
48、。：和启动完全相反的过程。启动方式启动方式：按新蒸汽参数分类：按新蒸汽参数分类 额定参数启动额定参数启动 滑参数启动滑参数启动第二节第二节 汽轮机运行基本知识汽轮机运行基本知识额定参数启动额定参数启动 在整个启动过程中，从冲转直至汽轮机组在整个启动过程中，从冲转直至汽轮机组带额定负荷，电动主汽门前的蒸汽压力和带额定负荷，电动主汽门前的蒸汽压力和温度始终保持为额定值，通过调整调节汽温度始终保持为额定值，通过调整调节汽门的开度来适应机组在启动过程中不同阶门的开度来适应机组在启动过程中不同阶段的要求。段的要求。特点：热经济性差、金属部件加热不均以特点：热经济性差、金属部件加热不均以及热冲击较大。大容
49、量机组已不再采用。及热冲击较大。大容量机组已不再采用。1.1.启动方式启动方式滑参数启动滑参数启动：在启动过程中，电动主汽门前的蒸汽压力和温度在启动过程中，电动主汽门前的蒸汽压力和温度随机组转速或负荷的变化而滑升。对喷嘴调节的随机组转速或负荷的变化而滑升。对喷嘴调节的汽轮机，定速后调节阀保持全开，完全靠蒸汽参汽轮机，定速后调节阀保持全开，完全靠蒸汽参数的调整来适应机组启动过程中不同阶段的要求。数的调整来适应机组启动过程中不同阶段的要求。特点：热经济性好，金属部件加热均匀，特点：热经济性好，金属部件加热均匀，金属温度随蒸汽温度的逐步升高而升高，金属温度随蒸汽温度的逐步升高而升高，不会受到强烈的热
50、冲击，有利于设备安全。不会受到强烈的热冲击，有利于设备安全。现代大型汽轮机广泛采用现代大型汽轮机广泛采用。1.1.启动方式启动方式 按启动前汽轮机金属温度的高低，可以分为按启动前汽轮机金属温度的高低，可以分为冷态、温态和热态启动冷态、温态和热态启动。冷态启动：冷态启动：启动前标志点金属温度低于启动前标志点金属温度低于150180的启动；的启动；温态启动：温态启动：标志点温度在标志点温度在180350之间之间的启动；的启动；热态启动：热态启动：标志点金属温度高于标志点金属温度高于350的的启动。启动。2.2.机组的停机机组的停机 汽轮机的停机方式：汽轮机的停机方式：额定参数、滑参数额定参数、滑参
