汽轮机设备及运行讲义(全部)

《汽轮机》讲义一、汽轮机的定义与工作原理汽轮机是一种将蒸汽的热能转化为机械能的旋转式动力机械。

它在现代工业中有着广泛的应用，特别是在发电领域。

其工作原理基于热力学中的朗肯循环。

高温高压的蒸汽进入汽轮机后，通过一系列的喷嘴和动叶片，蒸汽的热能被转化为动能，进而推动叶片旋转，输出机械能。

蒸汽在汽轮机中的流动过程是一个连续的能量转换过程。

从喷嘴出来的高速蒸汽冲击动叶片，使动叶片带动转子旋转。

在这个过程中，蒸汽的压力和温度逐渐降低，流速也相应发生变化，最终以低温低压的状态排出汽轮机。

二、汽轮机的分类根据不同的分类标准，汽轮机可以分为多种类型。

按工作原理，可分为冲动式汽轮机和反动式汽轮机。

冲动式汽轮机中，蒸汽主要在喷嘴中膨胀加速，在动叶片中不膨胀或膨胀很小；而反动式汽轮机中，蒸汽在喷嘴和动叶片中都膨胀做功。

按热力特性，可分为凝汽式、背压式、抽汽式和多压式汽轮机等。

凝汽式汽轮机是最常见的类型，其排汽在凝汽器中凝结成水，循环使用；背压式汽轮机的排汽压力高于大气压，可直接用于供热；抽汽式汽轮机则在运行过程中可抽出部分蒸汽用于供热或其他用途；多压式汽轮机则是在不同的压力段采用不同的热力循环，以提高效率。

按蒸汽参数，可分为低压、中压、高压、超高压、亚临界和超临界汽轮机等。

蒸汽参数越高，汽轮机的效率通常也越高。

按用途，可分为电站汽轮机、工业汽轮机和船用汽轮机等。

电站汽轮机主要用于发电；工业汽轮机用于驱动各种工业设备，如压缩机、风机等；船用汽轮机则用于船舶的动力系统。

三、汽轮机的结构汽轮机的结构复杂，主要由静止部分和转动部分组成。

静止部分包括汽缸、隔板、喷嘴、汽封等。

汽缸是汽轮机的外壳，承受蒸汽的压力和温度；隔板将汽缸分成若干个汽室，引导蒸汽的流动；喷嘴将蒸汽的热能转化为动能；汽封则用于减少蒸汽的泄漏。

转动部分包括转子、叶轮、叶片和联轴器等。

转子是汽轮机的核心部件，由主轴和安装在其上的叶轮、叶片等组成；叶轮用于安装叶片，并传递扭矩；叶片则是实现能量转换的关键部件；联轴器用于连接汽轮机的转子和其他设备的轴。

第一篇汽轮机的结构与性能第一章概述第一节汽轮机的基本工作原理汽轮机是一种以具有一定温度和压力的水蒸气为工质，将热能转变为机械能的回转式原动机.它在工作时先把蒸汽的热能转变成动能，然后再使蒸汽的动能转变成机械能.与其他热力原动机相比,它具有单机功率大、转速高、效率较高、运转平稳和使用寿命长等优点,在现代工业中得到广泛的应用.一、汽轮机在热力发电厂中的作用汽轮机的主要用途是作为热力发电用的原动机。

在以煤、石油和天然气为燃料的现代常规火力发电厂、核电站和地热电厂中,都采用以汽轮机为原动机的汽轮发电机组。

其发电量约占总发电量的80%左右.汽轮机的排汽或中间抽汽可以用来满足生产和生活的供热需要。

这种既供热又供电的热电联产汽轮机，在热能的综合有效利用方面具有较高的经济性.由于汽轮机能够变速运行,故可以用它直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。

在生产过程有余能、余热的各种工厂企业中，可以利用各种类型的工业汽轮机，使不同品位的热能得到合理有效的利用，从而提高企业的节能和经济效益。

汽轮机必须与锅炉、加热器、凝汽器、给水泵等机械设备组成热力系统，才能进行工作。

热力发电厂是能量转换的工厂。

锅炉将燃料化学能转换为蒸汽的热能，汽轮机将热能转换为机械能，发电机将机械能转换为电能.因为我国原煤总产量居世界第一位，根据国家的燃料政策，我国是以煤炭为主要燃料的国家，所以燃煤火力发电厂在目前及以后相当长的时间内仍处于我国电能生产的主导地位。

因此，作为原动机拖动发电机的汽轮机，显然在我国电力工业中占有十分重要的地位.二、汽轮机发展概况和我国汽轮机的发展特点1．汽轮机的发展概况汽轮机的发展大致经历了以下几个时期：1883年瑞典工程师拉瓦尔首先发明、制造了世界上第一台单级冲动式汽轮机。

1884年英国柏生氏发明了多级反动式汽轮机。

1900年法国拉托教授发明了多级冲动式汽轮机；几乎与拉托同时，美国工程师寇蒂斯发明了双列速度级汽轮机。

1912年瑞典的密克斯托莱姆兄弟发明了辐流式汽轮机。

汽轮机设备及运行培训课件1. 引言本课程将为学员介绍汽轮机设备及其运行原理。

汽轮机是一种常见的能量转换设备，广泛应用于工业领域。

通过学习本课程，学员将了解汽轮机的工作原理、组成部分和运行方式，掌握汽轮机的基本知识和运行要点。

2. 汽轮机概述2.1 汽轮机定义汽轮机是一种通过蒸汽或其他工质的热力能量转换成机械能的装置。

它是以连续流出和定向喷入的高速气流驱动转子而实现动力传递的机械。

2.2 汽轮机分类汽轮机可根据工质、布置形式、燃料种类等多个方面进行分类。

常见的分类包括： - 根据工质：蒸汽轮机、气体轮机等； - 根据布置形式：分级式汽轮机、双背压汽轮机等； - 根据燃料种类：燃气轮机、燃煤轮机、核动力轮机等。

2.3 汽轮机工作原理汽轮机的工作原理基于热力学循环原理，主要包括： 1. 压缩：工质通过压缩进入汽轮机； 2. 加热：通过加热工质增加其内能； 3. 膨胀：高温高压工质通过喷嘴喷射到转子上，通过喷射产生的动能转化为机械能； 4. 排出：工质排出汽轮机，完成一个循环。

3. 汽轮机组成部分汽轮机主要由以下几个组成部分构成： - 燃烧系统：负责燃料燃烧，提供高温高压的工质； - 压缩机：将进入的工质压缩，提高其压力； - 燃气发电机：将压缩后的气体与燃料混合并燃烧，产生高温高压的气体； - 转子：将高温高压气体的动能转化为机械能，并传递给发电机或其他工作设备； - 冷却系统：用于冷却汽轮机，维持其正常运行温度。

4. 汽轮机运行要点4.1 汽轮机启动与停机汽轮机启动前需要进行预热，通常包括轴承预热、管道预热等。

停机时，应按照规定的程序进行冷却和停机操作，以确保汽轮机安全停机。

4.2 汽轮机运行监测汽轮机运行监测是确保汽轮机正常运行的重要手段。

可以通过监测转子转速、温度、振动等参数，及时发现潜在问题并采取相应措施。

4.3 汽轮机维护保养汽轮机的维护保养是保障其正常运行的关键。

维护保养包括日常巡视、润滑、紧固、清洁等工作，以及定期的大修、小修等。

第一篇基础篇问题1：汽轮机系统知识的学习主线是什么？运行、检修与维护安全经济油冷、水冷、联锁、热力学、流体力学、传热学、保护、安规、检修规程金属材料能量转换基础（热力学I\II\III定律）焓、熵、卡诺循环、朗肯循环介质：水、汽、油饱和水、饱和蒸汽、饱和压力、欠饱和、过饱和、过热度、过冷度设备：汽轮机、回热抽汽管道、除氧器、给水泵、凝汽器端差、辐射传热、对流传热、传导传热金属疲劳、腐蚀、冲刷热应力、大轴弯曲、震荡、超速结垢、堵塞、漏气（汽）、蒸汽湿度、爆管、拒动蒸汽干度烧瓦、高加泄露、飞车真空度下降、油中带水、电负荷热负荷异常、电机故障运行中的异常对应设备的状况分析检修如何为运行服务问题2：热力学的三大定律是什么？（汽轮机、锅炉最基础理论）关键词：焓、熵（1）汽轮机的系统作用汽轮机的工作基本原理是将锅炉燃烧受热后的高温、高压的具有较大内能和势能的蒸汽所具备的能量转化为动能。

汽轮机的附属设备就是为了这一能量的安全、高效的转换，而配备的专属设备。

（2）焓汽体所具备的内能和势能总和。

滞止焓如果汽体具备一定的动能，假定其动能可全部逆向转换为内能，此时的焓值就是滞止焓。

即速度为0的焓。

焓的基本单位为 kJ/kg 注意国际标准k代表千的意思时要小写。

h=U+PV.其中U为内能，与温度相关，温度是分子的剧烈运动的一个度量，不要认为因为有了温度，所以分子运动会剧烈，分子运动是个随机过程。

P为气(汽)体的压力，V为体积。

P与V代表分子的势能，势能是分子之间相斥引起的，和磁势能比较类似，是无形的。

（3）熵无序到有序的度量。

（人类社会，很多人的工作不是直接推动社会进步，而是维持秩序，这些也称为人类社会的熵）熵的基本单位：焦耳/开尔文.焓代表了热力学第一定律---能量守恒定律。

（自然法则）h+C2/2+q+w=守恒解释一下：同一般的书籍有些不一样，h代表焓，C代表动能，q代表工质的吸热放热，w为机械能转换，包括做功或者受力。

汽轮机运行一般知识讲一：汽轮机的启动1.1汽轮机合理启停方式意义汽轮机的启动过程就是将转子由静止状态加速至额定转速并带负荷正常的过程。

汽轮机冷态启动时，转子和汽缸温度等于室温（约250C左右），而正常运行时，转子、汽缸的温度很高，在满负荷时，调节级处的金属温度在3500C左右，就是说，在整个启动过程中，调节级处的金属温度要升高3250C左右。

汽机冲动后，汽缸被加热时，汽缸内壁温度高于外壁，内壁的膨胀由于受到外壁的制约，因而内壁受到压缩，产生压缩热应力；而外壁则由于受内壁膨胀的拉伸，产生热拉应力。

同样，当转子被加热时，转子外表面和中心间存在温差，温度高的外表面产生压应力，中心则产生拉应力。

因此，汽轮机的启动，从传热学观点来说，是一个不稳定的导热过程，汽轮机的停止则与此过程相反，是汽轮机各部件不稳定的冷却过程。

汽轮机的启动过程实质上就是对汽轮机各部件的加热过程，主要包括升速、暖机、定速和接带负荷等几个阶段。

所谓合理启动，就是寻求合理的加热方式，在启动过程中使机组各部件的热应力、热变形、转子与汽缸的胀差以及转动部分的振动均维持在允许范围内，尽快地把机组的金属温度均匀地升高到工作温度。

汽轮机的启动过程，实际也是一个消耗能源的过程，需要煤、水、电，每启动一次，需要消耗人民币数千元。

所以，启动时，在保证设备安全的情况下，应尽快地使汽轮机组带上负荷，以减少启动时的消耗，有着一定的经济效益。

热变形、热应力概念：汽轮机各部件在温度变化时将产生胀缩，并因胀缩而引起热变形。

当这种热变形受到约束时，将会在金属部件内产生热应力。

转子与汽缸的胀差概念：汽轮机转子和汽缸，其轴向长度比横向尺寸大，故轴向热膨胀是主要的。

转子和汽缸不仅金属材料和膨胀系数不同，而且汽轮机的转子质量比汽缸小（大约1：4），转子与蒸汽接触的表面积却是汽缸与蒸汽接触表面积的五倍左右。

因此，启动过程中，转子的温升比汽缸大，从而两者轴向膨胀数值产生差异。

转子与汽缸沿轴向膨胀之差值，称为转子与汽缸的相对膨胀差，简称胀差。

汽轮机设备及运行培训课件1. 概述本文档旨在为汽轮机设备及运行培训课程提供详细的课件。

课件内容包括汽轮机的工作原理、构成部件、运行过程、维护与故障处理等方面的知识。

通过学习本课件，学员将能够全面了解汽轮机的工作原理和运行要点，提升对汽轮机设备及运行的认识和掌握。

2. 汽轮机的工作原理2.1 蒸汽动力循环蒸汽动力循环是汽轮机工作的基础，了解蒸汽动力循环的原理对于理解汽轮机的工作原理至关重要。

本节将介绍蒸汽动力循环的基本组成和工作原理。

2.2 理想汽轮机循环理想汽轮机循环是对汽轮机工作过程的理想化描述，它可以帮助我们理解汽轮机的工作原理。

本节将介绍理想汽轮机循环的基本假设和数学模型。

2.3 实际汽轮机循环实际汽轮机循环考虑了实际工况下的影响因素，与理想汽轮机循环存在一定的差异。

本节将介绍实际汽轮机循环的特点和影响因素。

3. 汽轮机的构成部件3.1 汽轮机的主要构成部件汽轮机由多个主要构成部件组成，每个部件的功能和作用不同。

本节将依次介绍汽轮机的主要构成部件，包括汽轮机轴、汽轮机叶片、汽轮机转子、汽轮机定子等。

3.2 汽轮机辅助设备汽轮机辅助设备对于汽轮机的运行和维护起着关键的作用。

本节将介绍汽轮机的主要辅助设备，包括汽轮机控制系统、汽轮机润滑系统、汽轮机冷却系统等。

4. 汽轮机的运行过程4.1 汽轮机启动过程汽轮机的启动过程需要严格控制各个参数，以确保正常启动。

本节将介绍汽轮机的启动过程，包括汽轮机预热、汽轮机启动和汽轮机达到额定转速等步骤。

4.2 汽轮机的负荷调节汽轮机的负荷调节是为了满足不同负荷要求，保持汽轮机运行稳定和高效。

本节将介绍汽轮机的负荷调节原理和方法。

4.3 汽轮机的停机过程汽轮机的停机过程需要经过一系列步骤，以保证汽轮机的安全和可靠停机。

本节将介绍汽轮机的停机过程，包括负荷减小、冷却和停机等步骤。

5. 汽轮机的维护与故障处理5.1 汽轮机的常规维护汽轮机的常规维护是保证汽轮机长期运行稳定和可靠的重要环节。

作者：liar第一章汽轮机基本原理及结构第一节工程热力学常识工程热力学是热力学中的一个分支，它主要是研究热和功之间相互转换的规律，其主要目的是建立热机理论。

热能与其它能量之间的转换，总是通过物质的状态变化来实现的，如燃气轮机中的燃气。

蒸汽轮机中的水蒸气等，工程热力学把这种物质称为工质，最常用的工质是一些可压缩的流体。

1.状态参数基本概念工质的状态变化，我们可以通过几个状态参数加以描述。

（1）压力气体与其它物质一样都是由分子组成。

容器中的大量气体分子总是充满了整个容器，且一直处于不停的运动之中。

气体的压力即气体分子运动时撞击容器表面而在单位面积上所呈现的平均作用力，用P 表示。

在工程热力学中测量气体压力的单位是公斤力/㎡或公斤力/厘米²，或常用“工程气压”作单位。

即：1工程气压=1公斤力/厘米²=10000公斤力/米²。

通常物理学中所用的物理大气压是指由于空气的重力所产生的压力，它是以纬度45°出的海平面上的常年平均气压定作“标准大气压”，即物理大气压，它与工程气压的换算关系为：1物理大气压=1.033工程气压。

在工程测量中也常用水柱或汞柱来表示压力：1工程气压=10米水柱=736毫米汞柱1物理大气压=10.33米水柱=760毫米汞柱在工程上常用弹簧管式压力计或U型管式压力计测量工质的压力。

这些表计本身常处于大气压的作用下，从它们的工作原理可以看出，表计上所显示的数值是工质的压力与当地大气压的差值而不是工质的真实压力。

我们把工质的真实压力称为“绝对压力”，把表计所指示的压力称为“表压力”。

它们的关系是：当工质的绝对压力高于当地大气压时：工质绝对压力=当地大气压+表压力当工质绝对压力低于当地大气压时，即出现真空时：工质绝对压力=当地大气压力-表压力。

此时测量真空的仪器就叫真空计，而此时的“表压力”就称为真空度。

（2）温度温度表示了物体的冷热程度。

从分子运动学角度讲，温度是物体分子运动平均动能的度量，物体的温度越高表示其分子运动的速度越大，则动能也越大、即物体所具有的能量也越大。