第二篇 汽轮机基础知识1PPT课件
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《汽轮机基本知识》PPT课件
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热电合供汽轮机
• 既驱动发电机发电又向外界供热的汽轮机称为热电合供汽 轮机。与纯凝汽式汽轮机相比，它可以避免或减少凝汽器 中的热能损失，因而有较高的热经济性。热电合供汽轮机 主要有两种型式：
• 背压式汽轮机：蒸汽在汽轮机内作功后，以高出大气压力 的压力排出供工业或采暖用，不设凝汽装置的汽轮机称为 背压式汽轮机，这种汽轮机可以完全避免凝汽器中的热损 失。
容易松动的问题。这种转子常用于大型汽轮机的高、中压
转子。结构紧凑，对启动和变工况适应性强，宜于高温下
运行，转子刚性好，但是锻件大，加工工艺要求高，加工
周期长，大锻件质量难以保证，造价较高。
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• （2）套装转子：叶轮、轴封套、联轴节等部件都是分别
加工后，热套在阶梯型主轴上的。各部件与主轴之间采用 过盈配合，以防止叶轮等因离心力及温差作用引起松动， 并用键传递力矩。中低压汽轮机的转子和高压汽轮机的低 压转子常采用套装结构。套装转子在高温下，叶轮与主轴 易发生松动。所以不宜作为高温汽轮机的高压转子，但易 于加工制造，造价较低。 (3）组合转子：由整锻结构套装结构组合而成，兼有两种 转子的优点。 联轴器 ： 联轴器用来连接汽轮机各个转子以及发电机 转子，并将汽轮机的扭矩传给发电机。现代汽轮机常用的 联轴器常用三种形式：刚性联轴器，半挠性联轴器和挠性 联轴器
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• 汽轮发电机组是将蒸汽的热能转变成电能的设备，而电能 不能大量地储存，因此，机组应与外界负荷相适应，机组 也能够在一定的转速下稳定运行，蒸汽冲动汽轮机转子产 生的主动力矩Mt等于发电机转子受到的制动力矩Mg,当外 界负荷发生变化时，发电机制动力矩随之变化，在未对机
组机械调节时，会有剩余力矩存在，即ΔM≠0，由力学
汽轮机培训讲义(PPT59页)
叶轮工作时，主要承受的力有以下几种。 1、叶轮自身质量引起的离心力。 2、叶片、围带和拉筋引起的离心力。 3、套装转子由于叶轮套装在轴上的过盈产生的接触应力 4、在较高温度区域内的叶轮以及在透平启动过程中，叶
若工艺过程中有某一个压力的蒸汽用不完 时，就把这股多余的蒸汽用管路注入汽轮 机中的某个中间级内，与原来的蒸汽一起 工作，这样就可以从多余的蒸汽中获得能 量，得到一部分有用功，作为蒸汽热量的 综合利用，称为注入式汽轮机。
另外，汽轮机按工作原理可分为冲动 式、反动式、冲动与反动组合式汽轮机； 按结构可单级汽轮机、多级汽轮机和速度 级汽轮机。
汽轮机培训讲义
第一章 概述
汽轮机又叫蒸汽透平，它是以水蒸汽为工质，转子按一定方向作旋转运动的 连续工作的原动机。广泛地应用于发电、船舰、冶金、石油、化工等工业部 门，已有一百多年的历史。
工业汽轮机是指除去中心电站、中心热电站及船舰用汽轮机以外的其它有关 行业中使用的汽轮机都统称为工业汽轮机。三十年代冶金工业加速了工业汽 轮机的发展，尤其是六十年代初期高压离心式压缩机用于合成氨、乙烯生产， 使工业汽轮机获得极其广泛地使用。
3.汽轮机的转速易于调节，变转速运行的灵敏性及稳定性使工业生产的实际 要求获得满意地实现，自动化控制十分方便；
4.汽轮机的防爆、防潮性比电动机好，可以露天运行，在化工等防爆要求严 格的场所使用汽轮机，安全性好。
5.汽轮机起动几乎不用电，减少对电网供电的依赖性，使运行费用降低。 6.汽轮机在高转速下效率更高，因此用它来驱动在高速运转的离心式压缩机、
泵等，这样机组运行时经济性好。 7.便于实现热能的综合利用，这是最主要的优点。
第二章 汽轮机的分类
1.按热力过程分类： 1）凝汽式汽轮机： 纯凝汽式汽轮机一般简
若工艺过程中有某一个压力的蒸汽用不完 时，就把这股多余的蒸汽用管路注入汽轮 机中的某个中间级内，与原来的蒸汽一起 工作，这样就可以从多余的蒸汽中获得能 量，得到一部分有用功，作为蒸汽热量的 综合利用，称为注入式汽轮机。
另外，汽轮机按工作原理可分为冲动 式、反动式、冲动与反动组合式汽轮机； 按结构可单级汽轮机、多级汽轮机和速度 级汽轮机。
汽轮机培训讲义
第一章 概述
汽轮机又叫蒸汽透平，它是以水蒸汽为工质，转子按一定方向作旋转运动的 连续工作的原动机。广泛地应用于发电、船舰、冶金、石油、化工等工业部 门，已有一百多年的历史。
工业汽轮机是指除去中心电站、中心热电站及船舰用汽轮机以外的其它有关 行业中使用的汽轮机都统称为工业汽轮机。三十年代冶金工业加速了工业汽 轮机的发展，尤其是六十年代初期高压离心式压缩机用于合成氨、乙烯生产， 使工业汽轮机获得极其广泛地使用。
3.汽轮机的转速易于调节，变转速运行的灵敏性及稳定性使工业生产的实际 要求获得满意地实现，自动化控制十分方便；
4.汽轮机的防爆、防潮性比电动机好，可以露天运行，在化工等防爆要求严 格的场所使用汽轮机，安全性好。
5.汽轮机起动几乎不用电，减少对电网供电的依赖性，使运行费用降低。 6.汽轮机在高转速下效率更高，因此用它来驱动在高速运转的离心式压缩机、
泵等，这样机组运行时经济性好。 7.便于实现热能的综合利用，这是最主要的优点。
第二章 汽轮机的分类
1.按热力过程分类： 1）凝汽式汽轮机： 纯凝汽式汽轮机一般简
汽轮机的工作原理培训(PPT 59页)
凯迪12MW汽轮机转子临界转速：1533.5转/分 凯迪30MW汽轮机转子一阶临界转速： 2536rpm；二阶临界转速：5845rpm
2）转子临界转速的安全校核 • 汽轮机升速过程中迅速平稳地通过临界转速。 • 临界转速与正常工作转速之间错开一定范围。 刚性转子——一阶临界转速高于正常工作转速
的转子。
横销：引导汽缸沿横向滑动，并在轴向起 定位作用。
纵销：引导轴向滑动。纵销与横销中心线 的交点为膨胀的固定点，称为“死点”。
立销：引导汽缸沿垂直方向膨胀，并与纵 销共同保持机组的轴向中心不变。
角销：也称为压板，作用是防止轴承座与 基础台板脱离。
三、汽封
1、作用：减小漏汽损失。 根据装设部位不同，汽封可分为：
静止部分（静子）：汽缸、 隔板、轴承和汽封
一、转子 1.转子的结构
2、转子的临界转速 1）定义。在汽轮发电机组启动和停机过程中，
当转速达到某些数值时，机组发生强烈振动， 而越过这些转速后，振动便迅速减弱。这些 机组发生强烈振动时的转速称为转子的临界 转速。
转子有无穷多个临界转速，分别称为一阶、二 阶、三阶、…临界转速。
润滑油； 3）两表面间要有相对运动，且运动方向
是使润滑油从楔形间隙的宽口流向窄口。
2、轴承的结构 1）支持轴承 作用：承担转子的重量及转子不平衡质量
产生的离心力；确定转子的径向位置。
形式：
（1）圆筒形轴承 （2）椭圆形轴承 （3）三油楔轴承 （4）可倾瓦轴承
2）推力轴承 作用：承受转子上未平衡的轴向推力，
凯迪12MW汽轮机部分保护值： ETS超速动作：3270r/min 危急遮断器动作转速：3270—3330r/min 轴向位移停机保护值：+1.3或-0.7 mm （
汽轮机讲课PPT演示课件
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四、真空泵结构、原理。
如右图为水环泵的 工作原理示意图，水环 泵是由叶轮、泵体、吸 排气盘、水在泵体内壁 形成的水环、吸气口、 排气口等组成的。
叶轮被偏心的安装在 泵体中，当叶轮按顺时 针方向旋转时，进入水 环泵泵体的水被叶轮抛 向四周，由于离心力的 作用，水形成了一个与泵腔形状相似的等厚度的封闭的水 环。水环的上部内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的下部
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5、汽轮机进汽
(1)汽轮机高压缸进汽
a.蒸汽品质符合要求。
b.蒸汽参数符合要求。
(2)汽轮机中压并汽条件
a.高压调门开度大于15%。
b.中压蒸汽压力＞1.5MPa、过热度大于50℃。
(3)低压并汽：
a.低压蒸汽压力＞1.5 kg/cm2.
b.温度大于＞200℃。
c.低压旁路减压阀开度大于20%时。
(5)监视机组转子静止的膨胀、差胀、振动、轴承温度
(6)注意高压缸排汽管必须充分疏水，防止管道水冲击。
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汽轮机的停机——只有一种定参数方式 (1)燃机减负荷至排烟温度565℃，汽机高压调门开始以 20%/min速率关闭。当排烟温度小于524℃时，高压调门速 关。 (2)当高压调门开度小于15%时中压过热蒸汽至再热器入口 调门即时全关。 (3)当机组解列转速小于75%，低压调门关闭。 (4)投入盘车后，关闭高中压汽缸的抽真空阀，可以减小 高中压缸的上下温差，给机组启动带来方便。
汽轮机设备及运行
1
讲课要求：
一、汽轮机基本结构。 二、汽轮机起停要注意的事项。 三、汽轮机起停监控（重点）。 四、真空泵结构、原理。
2
Hale Waihona Puke 一、汽轮机基本结构 1、汽轮机的组成 2、机组的死点 3、汽轮机的热工监控点 4、主汽门的结构
四、真空泵结构、原理。
如右图为水环泵的 工作原理示意图，水环 泵是由叶轮、泵体、吸 排气盘、水在泵体内壁 形成的水环、吸气口、 排气口等组成的。
叶轮被偏心的安装在 泵体中，当叶轮按顺时 针方向旋转时，进入水 环泵泵体的水被叶轮抛 向四周，由于离心力的 作用，水形成了一个与泵腔形状相似的等厚度的封闭的水 环。水环的上部内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的下部
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5、汽轮机进汽
(1)汽轮机高压缸进汽
a.蒸汽品质符合要求。
b.蒸汽参数符合要求。
(2)汽轮机中压并汽条件
a.高压调门开度大于15%。
b.中压蒸汽压力＞1.5MPa、过热度大于50℃。
(3)低压并汽：
a.低压蒸汽压力＞1.5 kg/cm2.
b.温度大于＞200℃。
c.低压旁路减压阀开度大于20%时。
(5)监视机组转子静止的膨胀、差胀、振动、轴承温度
(6)注意高压缸排汽管必须充分疏水，防止管道水冲击。
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汽轮机的停机——只有一种定参数方式 (1)燃机减负荷至排烟温度565℃，汽机高压调门开始以 20%/min速率关闭。当排烟温度小于524℃时，高压调门速 关。 (2)当高压调门开度小于15%时中压过热蒸汽至再热器入口 调门即时全关。 (3)当机组解列转速小于75%，低压调门关闭。 (4)投入盘车后，关闭高中压汽缸的抽真空阀，可以减小 高中压缸的上下温差，给机组启动带来方便。
汽轮机设备及运行
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讲课要求：
一、汽轮机基本结构。 二、汽轮机起停要注意的事项。 三、汽轮机起停监控（重点）。 四、真空泵结构、原理。
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Hale Waihona Puke 一、汽轮机基本结构 1、汽轮机的组成 2、机组的死点 3、汽轮机的热工监控点 4、主汽门的结构
《汽轮机本体》PPT课件
4. 焊接转子 每个锻件重量大为减少，锻造质量高， 转子无中心孔。中心应力小，一般有中心孔的转子其 中心孔切向应力比无中心孔转子大一倍。
转子壁薄，热应力减小。
二、盘车装置 汽轮机冲转前和停机后，带动大
轴转动，防止大轴弯曲。
启动冲转前投入盘车装置
1. 检查汽轮机动静部分是否存在碰磨 2. 检查轴系平直度是否合格 3. 暖机过程中使转子温度场均匀 大连庄河600MW机组 电动盘车 3.38rpm
•低压缸末级处于湿蒸汽区，在末级叶片顶部装有蜂 窝式汽封，用于减小漏汽并排除末级动叶甩出之水 分。
六、汽缸的支撑
（一）猫爪支撑 高、中压缸采用猫爪支撑 汽缸水平法兰的延伸面作 为承力面，支撑在轴承座上。 中分面支撑：在汽缸温度变化时不会影响汽缸中心线；
（二）台板支撑
低压缸一般采用下缸伸出的撑脚直接支撑在基础台板 上，虽然它的支撑面比汽缸中分面低，但因排汽缸温 度低，膨胀小，故影响不大。轴向两端预埋入基础的 固定板确定了低压缸的轴向位置
一旦出现扰动，则合力变为F’ 其中： F1=G
将F2分解到沿oo1方向及其垂直方向，前者使轴回到原中心 位置，而后者使轴颈绕原中心位置o涡动，经计算其涡动 频率为转速的一半
F2 F’2 o o1 F”2
当： n=ncr1 时，可能产生油膜振荡
油膜振荡是自激振荡，其特点为：一旦产生，将在很广的 转速范围内继续存在，不能通过提高转速的方法来消除。
每个排汽缸上方装有4个薄膜型安全阀，当排汽 压力高于0.137MPa时，安全阀动作排大气，防止由于 冷却水中断等事故引起的排汽温度升高。
排汽缸的下部还设有喷水减温，防止排汽缸超温。
因为在启动过程中，尤其在达到额定转数空负荷运行 时，可能会出现没有足够的蒸汽流量带走低压缸摩擦 鼓风损失，使低压缸超温的情况，但这种情况的运行 时间要限制。
汽轮机讲课资料课件完整版
295℃（TRL工况）
额定转速
3000r/min
旋转方向
从汽轮机向发电方向看为顺时针方向
汽轮机级数
17+2×16＋2×2×6
末级叶片长度
914.4 mm
（三）汽轮机结构特点
低压部分
中压部分
发电机
高压部分 阀门
凝汽器
1、总体结构
采用SIEMENS成熟的单轴、HMN组合机型
H- 高压单流缸 K-高中压合缸 M- 中压双流缸 E- 中低压合缸 N- 低压双流缸
主蒸汽进口
• 在原主汽门后、调门前引出一个管道， 接入一个补汽阀，该补汽阀的结构与主 调门相同，位于高压缸下部。
补汽阀接口
补汽阀阀体
蒸汽进口
•补汽阀的存在使滑压运行机组在额定 流量下，进汽压力达到额定值，避免了
全周进汽滑压运行模式没有用足蒸汽压 力的能力。
• 机组在实际运行时，不必通过主调门 的节流就具备调频功能，可以避免节流 损失，而且调频反应速度快，同时可以 减少锅炉的压力波动。
此外，主凝结水系统还对凝汽器热井水位和除氧器水箱水位进行必要的调节，以保证整个系统安全可靠运行。
补汽阀相当于在主汽门后连接的第三个调节阀。
额定主蒸汽温度
600 ℃
系统采用2 100%容量的变频凝结水泵，一台运行，一台备用。
我厂主蒸汽及高、低温再热蒸汽系统采用单元制系统，均采用“双管、单管、双管”的布置方式。
•等焓节流,减低温度还可起到冷却高压 汽缸作用。
3、中压缸部分
中压缸双分流双层缸结构特点
• 中压缸整体发运。
•内外缸双层结构，水平中分面分 成上下半。
•中压外缸通过猫爪搭在轴承座上， 调阀端直接固定在二号轴承座上。 轴承座与猫爪之间的滑动支承面 均采用耐磨低摩擦合金。
汽轮机培训课件(正式)
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多级反动式汽轮机剖面图
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冲动式与反动式的主要区别
项目
动叶片出、入侧 横截面形状
冲动式
反动式
匀称，汽流流道从入口到 不对称，叶型入口较肥大， 出口其面积基本不变。 而出口侧较薄，蒸汽流道
从入口到出口呈渐缩状。
进汽方式 推力平衡方法 蒸汽压降产生部位 动叶片安装部位 相同功率体积 相同功率设备造价
3
汽轮机的基本概念
➢ 汽轮机铸造业之所以能够迅速发展是因为： ➢ 它的热效率高，凝汽式汽轮机组的综合热效率达40%，供
热机组热效率可达80％。 ➢ 汽轮机是连续工作的回旋机械，它可已具有较大的功率。 ➢ 机组运行平稳，事故率较低，一般可保持3年左右大修，
充分提高了设备利用率。正因为汽轮机有这些优点，所以 被广泛用于拖动发电机、鼓风机、水泵及用作船舶的动力 机械。
➢ 1、工作原理：蒸汽进入汽轮机喷嘴膨胀降压增加流速按一定的方向 喷射出来（将蒸汽的热能转变成动能），进入叶片推动叶轮旋转（蒸 汽的动能转变成转子的旋转机械能）并拖动风机或发电机旋转。
➢ 2、特点 ：功率大、转速高、效率高、运行平稳、使用寿命长
7
第二章 汽轮机本体
➢ 一：汽轮机的分类 ➢ 1、按工作原理分 ➢ a、冲动式：蒸汽的热能转变成动能的过程，仅在喷嘴中发生，而工作叶片只
11
反动作用原理
蒸汽的热能转变为动能的过程， 不仅在喷嘴中发生，而且在动叶片中 也同样发生的汽轮机，叫做反动式汽 轮机。
在反动式汽轮机中，蒸汽不但在 喷嘴（静叶栅）中产生膨胀，压力由 p0降至p1，速度由c0增至c1，高速汽 流对动叶产生一个冲动力；而且在动 叶栅中也膨胀，压力由p1降至p2，速 度由动叶进口相对速度w1增至动叶出 口相对速度w2,汽流必然对动叶产生 一个由于加速而引起的反动力，使转 子在蒸汽冲动力和反动力的共同作用 下旋转作功。
多级反动式汽轮机剖面图
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冲动式与反动式的主要区别
项目
动叶片出、入侧 横截面形状
冲动式
反动式
匀称，汽流流道从入口到 不对称，叶型入口较肥大， 出口其面积基本不变。 而出口侧较薄，蒸汽流道
从入口到出口呈渐缩状。
进汽方式 推力平衡方法 蒸汽压降产生部位 动叶片安装部位 相同功率体积 相同功率设备造价
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汽轮机的基本概念
➢ 汽轮机铸造业之所以能够迅速发展是因为： ➢ 它的热效率高，凝汽式汽轮机组的综合热效率达40%，供
热机组热效率可达80％。 ➢ 汽轮机是连续工作的回旋机械，它可已具有较大的功率。 ➢ 机组运行平稳，事故率较低，一般可保持3年左右大修，
充分提高了设备利用率。正因为汽轮机有这些优点，所以 被广泛用于拖动发电机、鼓风机、水泵及用作船舶的动力 机械。
➢ 1、工作原理：蒸汽进入汽轮机喷嘴膨胀降压增加流速按一定的方向 喷射出来（将蒸汽的热能转变成动能），进入叶片推动叶轮旋转（蒸 汽的动能转变成转子的旋转机械能）并拖动风机或发电机旋转。
➢ 2、特点 ：功率大、转速高、效率高、运行平稳、使用寿命长
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第二章 汽轮机本体
➢ 一：汽轮机的分类 ➢ 1、按工作原理分 ➢ a、冲动式：蒸汽的热能转变成动能的过程，仅在喷嘴中发生，而工作叶片只
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反动作用原理
蒸汽的热能转变为动能的过程， 不仅在喷嘴中发生，而且在动叶片中 也同样发生的汽轮机，叫做反动式汽 轮机。
在反动式汽轮机中，蒸汽不但在 喷嘴（静叶栅）中产生膨胀，压力由 p0降至p1，速度由c0增至c1，高速汽 流对动叶产生一个冲动力；而且在动 叶栅中也膨胀，压力由p1降至p2，速 度由动叶进口相对速度w1增至动叶出 口相对速度w2,汽流必然对动叶产生 一个由于加速而引起的反动力，使转 子在蒸汽冲动力和反动力的共同作用 下旋转作功。
汽机课件二汽轮机专业基础知识
热力参数
• 比容：单位质量物质所占有的容积。若 m质量的物质占有V 容积，则比容为:v=V/m。比容的倒数称为密度热力状态参数， 是单位容积的物质所具有的质量，即热力状态参数=m/V=1/v。
• 温度：表示物体的冷热程度。热力学中的温度是衡量一个热 力系统是否与其他热力系统处于热平衡的标志，一切处于热 平衡的系统都具有相同的温度。
• 压力：单位面积上承受的垂直作用力,以符号P表示。在国 际单位制中，压力的单位是帕〔Pa〕。
• 绝对压力：气体的真实压力
• 表压力：仪表指示的压力。当绝对压力高于大气压力时， 压力测量仪表所指示的是绝对压力超出大气压力的部分， 称为表压力(P0):P0=P-Pm。当气体的绝对压力低于大气压 力时，真空计所指示的是绝对压力低于大气压力的部分， 称为真空度(Pv)：Pv=Pm-P
4
b 2
a
发电厂热经济性
• 发电厂的热经济性就是指能量转换过程中的能量利用程度 （正平衡法）或能量损失大小（反平衡法）。
• 发电厂的热经济性指标就是用来定量标书发电厂热经济性的 一些物理量。
• 凝汽式发电厂热经济性指标： • 汽耗：汽耗的每产生1千瓦时的功所耗费蒸汽量的意思，单位
kg/kW.h。用d表示，d=D/N，D是主汽流量，N是机组发出的 电功率。 • 汽耗率=主汽流量×1000÷发电量
• 温度的数值表示法，称为温度标尺或"温标"。在国际单位制 中采用热力学温标，也就是采用开尔文温标或绝对温标，用 符号T表示，单位是K。规定水的三相点（冰、水、汽三相平 衡共存时的状态）为273.16K,每1K的间隔为水的三相点热力 学温度的1/273.16。
热力参数
• 常用的还有摄氏温标和华氏温标
汽轮机基础知识教程幻灯片
7
50年代，随着战后经济发展，电力需求突飞 猛进，单机功率又开始不断增大，陆续出现
了325～600兆瓦的大型汽轮机；60年代制成
了1000兆瓦汽轮机；70年代，制成了1300兆
瓦汽轮机。现在许多国家常用的单机功率为
300～600兆瓦。
8
二、汽轮机的分类
冲动式汽轮机
1、按工作原理分
反动式汽轮机 凝汽式汽轮机
21
1.6转子旋转方向 从汽机头往发电机方向看为顺时 针 1.7 工作电网频率 50Hz 1.8 蒸汽初压 8.83MPa 1.9 蒸汽初温 535℃ 1.10铭牌工况抽汽压力 1.27MPa 铭牌工况抽汽压力调节范围 1.07-1.56MPa 1.11 抽汽流量 铭牌工况/最大出力工况 60/160t/h 1.12 进汽流量 铭牌工况 254 t/h 最大出力工况 352 t/h
均由制造厂提供，管道的热膨胀由弯管部分补偿。主蒸汽
管材质为12Cr1MoV。
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4 调节阀 本机组有四个调节阀，每一调节阀对应一 组喷嘴。调节阀由高压油动机经凸轮配汽 机构控制，油动机位于前轴承座内。根据 电—液调节系统控制信号，油动机给定各 阀的位置。
30
调节阀的开启顺序
31
.5 汽缸 汽缸由前汽缸、中汽缸、后汽缸三部分组 成，并用垂直法兰联接。前汽缸用猫爪支 承在前轴承座上。汽缸膨胀时，借横键推 动轴承座作轴向移动。
2、按热力特性分
背压式汽轮机 抽汽式汽轮机 抽汽背压式汽轮机
多压式汽轮机
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3、按主蒸汽压力分
汽轮机类别 主蒸汽压力（MPa)
低压汽轮机
中压汽轮机 高压汽轮机 超高压汽轮机
50年代，随着战后经济发展，电力需求突飞 猛进，单机功率又开始不断增大，陆续出现
了325～600兆瓦的大型汽轮机；60年代制成
了1000兆瓦汽轮机；70年代，制成了1300兆
瓦汽轮机。现在许多国家常用的单机功率为
300～600兆瓦。
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二、汽轮机的分类
冲动式汽轮机
1、按工作原理分
反动式汽轮机 凝汽式汽轮机
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1.6转子旋转方向 从汽机头往发电机方向看为顺时 针 1.7 工作电网频率 50Hz 1.8 蒸汽初压 8.83MPa 1.9 蒸汽初温 535℃ 1.10铭牌工况抽汽压力 1.27MPa 铭牌工况抽汽压力调节范围 1.07-1.56MPa 1.11 抽汽流量 铭牌工况/最大出力工况 60/160t/h 1.12 进汽流量 铭牌工况 254 t/h 最大出力工况 352 t/h
均由制造厂提供，管道的热膨胀由弯管部分补偿。主蒸汽
管材质为12Cr1MoV。
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4 调节阀 本机组有四个调节阀，每一调节阀对应一 组喷嘴。调节阀由高压油动机经凸轮配汽 机构控制，油动机位于前轴承座内。根据 电—液调节系统控制信号，油动机给定各 阀的位置。
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调节阀的开启顺序
31
.5 汽缸 汽缸由前汽缸、中汽缸、后汽缸三部分组 成，并用垂直法兰联接。前汽缸用猫爪支 承在前轴承座上。汽缸膨胀时，借横键推 动轴承座作轴向移动。
2、按热力特性分
背压式汽轮机 抽汽式汽轮机 抽汽背压式汽轮机
多压式汽轮机
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3、按主蒸汽压力分
汽轮机类别 主蒸汽压力（MPa)
低压汽轮机
中压汽轮机 高压汽轮机 超高压汽轮机
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• 水量，也提高了循环效率。
采用给水回热提高循环效率
• 给水回热就是利用汽轮机中间级抽汽加热锅炉给水，从而
提高锅炉的给水温度热力循环方式。采用给水回热可以使 工质在热力循环内部互相传递热量，减少蒸汽在凝汽器中 的冷源损失，使循环的效率得以提高。从理论上讲，给水 回热级数越多，给水温度越高，整个热力循环越接近卡诺 循环，回热循环效率越高。但随着回热级数的增加，循环 效率的提高越来越小，回热级数的增加受到设备投资的限 制。在一定的回热级数下，给水温度有一个最佳值。目
汽轮机分类
• 1.按照热力特性分
• 凝汽式汽轮机 • 蒸汽在汽轮机中膨胀做功后，在高度真空状态下进入凝汽器凝结成水。有些
给水泵汽轮机没有回热系统，称为纯凝汽式汽轮机
• 背压式汽轮机 • 蒸汽在汽轮机中膨胀做功后，排汽直接用于供热，不设凝汽器。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
主蒸汽压力 大于２２.１MPa
• 超超临界压力汽轮机
主蒸汽压力 大于３２MPa
反动式汽轮机和冲动式汽轮机的优
缺点比较？
• 不论冲动式汽轮机还是反动式汽轮机，其静叶片的格道都
是收缩形的，既槽道的进口宽度大，出口宽度小，蒸汽经 过这种槽道后，压力降低，速度增加。但动叶片的槽道则 不一样，冲动式汽轮机的槽道进出口宽度基本差不多，从 静野流来的蒸汽只在其中改变方向，没有加速，动叶进出 口的速度相等；反动式汽轮机动野形成的槽道和静叶相同， 也呈收缩形，只是安装方向相反，蒸汽在槽道中不但改变 方向，还增加（）了速度，出口压力也比进口压力低。
后返回汽轮机继续膨胀做功
• 混压式汽轮机 • 利用其他来源的蒸汽引入汽轮机相应的中间级，与原来的蒸汽一起工作。通
常用于工业生产的流程中，用来综合利用蒸汽的热能
汽轮机其他分类
• 1.工作原理
• 冲动式汽轮机主要由冲动级组成，蒸汽主要在喷嘴叶栅中膨胀，在动叶栅中
只有少量膨胀
• 反动式汽轮机
• 主要由反动级组成，蒸汽在喷嘴叶栅和动叶栅中膨胀程度相同。由于反动级
• 生水蚀，影响机组运行的安全。另外电厂一般以大气环境
作为冷源，排汽温度的降低还受到环境温度的限制。排汽 压力的降低会增大排汽容积流量，从而要求汽轮机有更大 的排汽面积，增加了汽轮机末级叶片的长度和凝汽器的尺 寸，提高了造价和制造难度。同时循环水泵容量及其耗电 景也会增加。因此，汽轮机排汽压力的选择应综合考虑冷 却水温度、末级叶片尺寸、凝汽器和循环水泵的投资费用 等因素，在进行技术经济比较后确定。
• 提高热力循环初参数受到金属材料所能承受的最
高温度的限制。目前，电厂热力循环蒸汽初温在 550到600度以下。
降低排汽压力提高循环效率
• 汽轮机的排汽是湿蒸汽，降低了汽轮机的排汽压力就降低
了热力循环的平均放热温度，从而使热力循环的效率提高。 但是排汽压力的降低会使汽轮机排汽的干度下降，造成汽 轮机最后几级蒸汽中的水滴增加，对汽轮机叶片产
如火箭。
• 此力的大小取决于汽体压力的变化。
作用在动叶片上的里有：冲动力和反动力
冲动式汽轮机级的工作原理和级内 能量转换过程及特点。
• 蒸汽在汽轮机级内的能量转换过程，是先将蒸汽的热能在
其喷嘴叶栅中转换为蒸汽所具有的动能，然后再将蒸汽的 动能在动叶栅中转换为轴所输出的机械功。具有一定温度 和压力的蒸汽先在固定不动的喷嘴流道中进行膨胀加速， 蒸汽的压力、温度降低，速度增加，将蒸汽所携带的部分 热能转变为蒸汽的动能。从喷嘴叶栅喷出的高速汽流，以 一定的方向进入装在叶轮上的动叶栅，在动叶流道中继续 膨胀，改变汽流速度的方向和大小，对动叶栅产生作用力， 推动叶轮旋转作功，通过汽轮机轴对外输出机械功，完成 动能到机械功的转换。由上述可知，汽轮机中的能量转换 经历了两个阶段：第一阶段是在喷嘴叶栅和动叶栅中将蒸 汽所携带的热能转变为蒸汽所具有的动能，第二阶段是在 动叶栅中将蒸汽的动能转变为推动叶轮旋转机械功，通过 汽轮机轴对外输出。
不能做成部分进汽，故调节级常采用单列冲动级 低压汽轮机
主蒸汽压力 0.12～1.5MPa
• 中压汽轮机
主蒸汽压力 ２～４MPa
• 高压汽轮机
主蒸汽压力６～１０MPa
• 超高压汽轮机
主蒸汽压力 １２～１４MPa
• 亚临界压力汽轮机
主蒸汽压力 １６～１８MPa
• 超临界压力汽轮机
度，降低循环的平均放热温度，采用
• 给水回热、蒸汽再热、热电联产和双工质
复合循环等。
提高蒸汽初参数提高循环效率
• 在平均放热温度不变的情况下，提高蒸汽的初温
可以提高循环的平均吸热温度，因此可以提高循 环效率。提高蒸汽初温，也提高了汽轮机排汽干 度，减少汽轮机末级叶片水蚀。提高蒸汽的初压 力可以提高蒸汽的饱和温度，从而提高循环的平 均吸热温度，提高循环效率。但随着蒸汽初压的 提高，汽轮机的排汽干度降低，从而限制了蒸汽 初压的提高。
• 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。
由于热用户对供热蒸汽压力有一定要求，需要对抽汽供热压力进行自动调节， 故称为调节抽汽。根据供热需进入汽轮机的蒸汽膨胀到某一要，有一次调节 抽汽和两次调节抽汽之分
• 抽汽背压式汽轮机 具有调节抽汽的背压式汽轮机 • 中间再热式汽轮机 • 进入汽轮机的蒸汽膨胀到某一压力后，被送往锅炉的再热器进行再热，再热
采用中间再热提高循环效率
• 提高电厂热力循环的蒸汽初压力可以提高循环效
率，但是蒸汽初压力的
• 提高却使排汽干度下降，使得提高受到了限制。
为了进一步提高蒸汽的初压
• 力，可以当蒸汽在汽轮机中膨胀到一定压力时，
将蒸汽引入锅炉进行再热，从
• 而提高汽轮机排汽干度。再热汽轮机组不仅可以
减少汽轮机低压段的蒸汽含
• 反动式汽轮机的级效率比冲动式高，大部分为短叶片，制
造简单，但每级的压力降较小，总级数较冲动式汽轮机多 得多，一般来讲，小容量汽轮机用冲动式为宜，大容量汽 轮机采用反动式可改善经济性。
提高电厂热力循环效率的途径
• 电厂热力循环以朗肯循环为基础，根据上
面的分析可知，提高电厂热力循
• 环效率的途径有：提高循环的平均吸热温
第二篇 汽轮机基础知识 第一节 汽轮机工作原理
蒸汽的冲动作用原理和反动作用原理
• 冲动作用原理 • 冲动力：改变其速度的大小和方向则产生一冲动力或
汽流改变流动方向对汽道产生一离心力，此力为冲动 力，此力的大小取决于单位时间内通过动叶通道的蒸 汽质量及其速度的变化 。
• 反动作用原理 • 反动力：因汽流膨胀产生一相反力（汽体压力变化），
采用给水回热提高循环效率
• 给水回热就是利用汽轮机中间级抽汽加热锅炉给水，从而
提高锅炉的给水温度热力循环方式。采用给水回热可以使 工质在热力循环内部互相传递热量，减少蒸汽在凝汽器中 的冷源损失，使循环的效率得以提高。从理论上讲，给水 回热级数越多，给水温度越高，整个热力循环越接近卡诺 循环，回热循环效率越高。但随着回热级数的增加，循环 效率的提高越来越小，回热级数的增加受到设备投资的限 制。在一定的回热级数下，给水温度有一个最佳值。目
汽轮机分类
• 1.按照热力特性分
• 凝汽式汽轮机 • 蒸汽在汽轮机中膨胀做功后，在高度真空状态下进入凝汽器凝结成水。有些
给水泵汽轮机没有回热系统，称为纯凝汽式汽轮机
• 背压式汽轮机 • 蒸汽在汽轮机中膨胀做功后，排汽直接用于供热，不设凝汽器。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
主蒸汽压力 大于２２.１MPa
• 超超临界压力汽轮机
主蒸汽压力 大于３２MPa
反动式汽轮机和冲动式汽轮机的优
缺点比较？
• 不论冲动式汽轮机还是反动式汽轮机，其静叶片的格道都
是收缩形的，既槽道的进口宽度大，出口宽度小，蒸汽经 过这种槽道后，压力降低，速度增加。但动叶片的槽道则 不一样，冲动式汽轮机的槽道进出口宽度基本差不多，从 静野流来的蒸汽只在其中改变方向，没有加速，动叶进出 口的速度相等；反动式汽轮机动野形成的槽道和静叶相同， 也呈收缩形，只是安装方向相反，蒸汽在槽道中不但改变 方向，还增加（）了速度，出口压力也比进口压力低。
后返回汽轮机继续膨胀做功
• 混压式汽轮机 • 利用其他来源的蒸汽引入汽轮机相应的中间级，与原来的蒸汽一起工作。通
常用于工业生产的流程中，用来综合利用蒸汽的热能
汽轮机其他分类
• 1.工作原理
• 冲动式汽轮机主要由冲动级组成，蒸汽主要在喷嘴叶栅中膨胀，在动叶栅中
只有少量膨胀
• 反动式汽轮机
• 主要由反动级组成，蒸汽在喷嘴叶栅和动叶栅中膨胀程度相同。由于反动级
• 生水蚀，影响机组运行的安全。另外电厂一般以大气环境
作为冷源，排汽温度的降低还受到环境温度的限制。排汽 压力的降低会增大排汽容积流量，从而要求汽轮机有更大 的排汽面积，增加了汽轮机末级叶片的长度和凝汽器的尺 寸，提高了造价和制造难度。同时循环水泵容量及其耗电 景也会增加。因此，汽轮机排汽压力的选择应综合考虑冷 却水温度、末级叶片尺寸、凝汽器和循环水泵的投资费用 等因素，在进行技术经济比较后确定。
• 提高热力循环初参数受到金属材料所能承受的最
高温度的限制。目前，电厂热力循环蒸汽初温在 550到600度以下。
降低排汽压力提高循环效率
• 汽轮机的排汽是湿蒸汽，降低了汽轮机的排汽压力就降低
了热力循环的平均放热温度，从而使热力循环的效率提高。 但是排汽压力的降低会使汽轮机排汽的干度下降，造成汽 轮机最后几级蒸汽中的水滴增加，对汽轮机叶片产
如火箭。
• 此力的大小取决于汽体压力的变化。
作用在动叶片上的里有：冲动力和反动力
冲动式汽轮机级的工作原理和级内 能量转换过程及特点。
• 蒸汽在汽轮机级内的能量转换过程，是先将蒸汽的热能在
其喷嘴叶栅中转换为蒸汽所具有的动能，然后再将蒸汽的 动能在动叶栅中转换为轴所输出的机械功。具有一定温度 和压力的蒸汽先在固定不动的喷嘴流道中进行膨胀加速， 蒸汽的压力、温度降低，速度增加，将蒸汽所携带的部分 热能转变为蒸汽的动能。从喷嘴叶栅喷出的高速汽流，以 一定的方向进入装在叶轮上的动叶栅，在动叶流道中继续 膨胀，改变汽流速度的方向和大小，对动叶栅产生作用力， 推动叶轮旋转作功，通过汽轮机轴对外输出机械功，完成 动能到机械功的转换。由上述可知，汽轮机中的能量转换 经历了两个阶段：第一阶段是在喷嘴叶栅和动叶栅中将蒸 汽所携带的热能转变为蒸汽所具有的动能，第二阶段是在 动叶栅中将蒸汽的动能转变为推动叶轮旋转机械功，通过 汽轮机轴对外输出。
不能做成部分进汽，故调节级常采用单列冲动级 低压汽轮机
主蒸汽压力 0.12～1.5MPa
• 中压汽轮机
主蒸汽压力 ２～４MPa
• 高压汽轮机
主蒸汽压力６～１０MPa
• 超高压汽轮机
主蒸汽压力 １２～１４MPa
• 亚临界压力汽轮机
主蒸汽压力 １６～１８MPa
• 超临界压力汽轮机
度，降低循环的平均放热温度，采用
• 给水回热、蒸汽再热、热电联产和双工质
复合循环等。
提高蒸汽初参数提高循环效率
• 在平均放热温度不变的情况下，提高蒸汽的初温
可以提高循环的平均吸热温度，因此可以提高循 环效率。提高蒸汽初温，也提高了汽轮机排汽干 度，减少汽轮机末级叶片水蚀。提高蒸汽的初压 力可以提高蒸汽的饱和温度，从而提高循环的平 均吸热温度，提高循环效率。但随着蒸汽初压的 提高，汽轮机的排汽干度降低，从而限制了蒸汽 初压的提高。
• 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。
由于热用户对供热蒸汽压力有一定要求，需要对抽汽供热压力进行自动调节， 故称为调节抽汽。根据供热需进入汽轮机的蒸汽膨胀到某一要，有一次调节 抽汽和两次调节抽汽之分
• 抽汽背压式汽轮机 具有调节抽汽的背压式汽轮机 • 中间再热式汽轮机 • 进入汽轮机的蒸汽膨胀到某一压力后，被送往锅炉的再热器进行再热，再热
采用中间再热提高循环效率
• 提高电厂热力循环的蒸汽初压力可以提高循环效
率，但是蒸汽初压力的
• 提高却使排汽干度下降，使得提高受到了限制。
为了进一步提高蒸汽的初压
• 力，可以当蒸汽在汽轮机中膨胀到一定压力时，
将蒸汽引入锅炉进行再热，从
• 而提高汽轮机排汽干度。再热汽轮机组不仅可以
减少汽轮机低压段的蒸汽含
• 反动式汽轮机的级效率比冲动式高，大部分为短叶片，制
造简单，但每级的压力降较小，总级数较冲动式汽轮机多 得多，一般来讲，小容量汽轮机用冲动式为宜，大容量汽 轮机采用反动式可改善经济性。
提高电厂热力循环效率的途径
• 电厂热力循环以朗肯循环为基础，根据上
面的分析可知，提高电厂热力循
• 环效率的途径有：提高循环的平均吸热温
第二篇 汽轮机基础知识 第一节 汽轮机工作原理
蒸汽的冲动作用原理和反动作用原理
• 冲动作用原理 • 冲动力：改变其速度的大小和方向则产生一冲动力或
汽流改变流动方向对汽道产生一离心力，此力为冲动 力，此力的大小取决于单位时间内通过动叶通道的蒸 汽质量及其速度的变化 。
• 反动作用原理 • 反动力：因汽流膨胀产生一相反力（汽体压力变化），