汽轮发电机及其辅助系统

汽轮机工作原理及结构汽轮机是一种热力机械设备，其工作原理是利用高温和高压下的高速蒸汽通过叶轮叶片的作用，驱动轴，从而将热能转化为机械能。

汽轮机具有高效率、大功率、可靠性高等优点，广泛应用于发电、船舶、火车等领域。

本文将介绍汽轮机的工作原理及其结构组成。

### 一、汽轮机的工作原理汽轮机的工作原理基于卡诺循环的热力学理论，并且符合热力学第一、第二定律。

其工作过程可分为四个主要步骤：压缩、加热、膨胀、排放。

下面将对每个步骤进行详细说明：1. 压缩过程：在压缩过程中，汽轮机从外部介质（如空气、燃气等）吸入气体，并将其压缩至较高的压力。

这一步骤一般利用压缩机完成，其主要目的是提高进入汽轮机的工作流体的压力和密度，以便提高膨胀过程的能量转化效率。

2. 加热过程：在加热过程中，压缩后的工作流体进入锅炉或燃烧室，与燃料发生反应并吸收热量。

这使得工作流体的温度和能量进一步增加。

加热过程一般通过燃烧器来完成，通过燃料的燃烧释放的热量将水转化为高温高压的蒸汽。

3. 膨胀过程：在膨胀过程中，高温高压的蒸汽进入汽轮机的叶轮叶片中，使叶轮以高速旋转。

这一过程中，蒸汽的热能被转化为机械能，从而驱动汽轮机的输出轴转动。

4. 排放过程：在排放过程中，膨胀后的工作流体离开汽轮机，并进入冷凝装置或排放系统。

蒸汽在冷凝器中冷却并凝结为水，然后被泵送回锅炉以完成循环。

排放过程的主要目的是回收剩余的热量，并将工作流体恢复为液体状态，以便重新进入压缩过程。

以上四个步骤连续循环进行，从而使汽轮机持续输出机械能，满足各类工业和交通运输领域的需求。

### 二、汽轮机的结构组成汽轮机通常由以下几个主要组成部分构成：压缩机、燃烧器、涡轮机、冷却系统和辅助系统。

下面将对每个部分进行详细介绍。

1. 压缩机：压缩机是汽轮机中的重要组成部分，其主要功能是提高进入汽轮机的工作流体的压力和密度。

压缩机一般采用离心式、轴流式或混流式结构，通过旋转的叶轮将气体压缩并提供给燃烧器。

汽轮机旁路系统的功能及其选择岗位职责摘要：汽轮机旁路是单元制大型火力发电厂的重要辅助系统，旁路系统设计直接关系到机组的运行方式和控制策略。

发达国家中，大型机组担当调峰任务很重，旁路系统带来的好处相当明显。

在我国，大容量再热式机组都采用单元制系统，为了便于机组启停、调峰、事故处理和适应特殊运行方式，绝大多数再热式机组也都设置了旁路系统。

但事实上，不同型式的汽轮机，其旁路系统的容量和功能应不尽相同。

汽轮机旁路系统；功能与作用；功能选择一、汽轮机旁路的功能与作用考虑到汽轮机的空载流量与锅炉的最低负荷不一致，以及低负荷时中间再热器的保护问题，中间再热式机组应设置旁路系统，每一级旁路中都装有减温减压器。

当汽轮机的负荷低于锅炉稳定燃烧的最低负荷时，锅炉多送出的蒸汽可经过降压减温后送入再热器或低参数的蒸汽管道或直接排入凝汽器以回收工质。

当汽轮机负荷很低而使流经锅炉再热器的蒸汽量不足以冷却锅炉再热器时，绕过高压缸且经过旁路系统减温减压器冷却的蒸汽，可进入锅炉再热器进行冷却，从而保护再热器。

1、缩短机组启动时间及汽机冲转过程中协调蒸汽参数和流量汽轮机滑参数热态启动时，蒸汽进入气缸与气缸内壁接触，蒸汽温度上升较快，由于汽缸壁较厚且高中压缸为多层缸缸结构，传热到外壁需经较长时间，汽缸内、外壁容易出现较大的温差。

当汽机滑参数冷态启动时，汽缸壁温较低，而锅炉来的过热蒸汽温度很高，导致主蒸汽温度与气缸和转子温度不协调，容易引起汽轮机汽缸及其他部件热应力过大，缩短机组使用寿命。

故在机组启动期间，除监视汽缸内、外壁温差外，还必须控制好金属温度的升降速度。

一般来讲，单元机组在启动过程中，锅炉蒸汽温度与汽机汽缸金属温度不协调是由锅炉的特性决定，先以低参数蒸汽冲转汽轮机，之后随着汽轮机升速、并网、带负荷的要求，不断提高主蒸汽的参数和流量。

所以机组启动时间的长短取决于锅炉达到汽轮机冲转要求的蒸汽参数（包括主蒸汽和再热蒸汽）的时间，而锅炉升温、升压速度取决于锅炉疏水管的排放。

电厂汽轮机及其辅机的运行与管理发表时间：2020-08-25T05:47:10.046Z 来源：《中国电业》（发电）》2020年第10期作者：赵建慧乔吉群[导读] 因此，作为发电站人员需要及时地排查和处理，对问题及时分析和总结，从根本上解决问题，进一步保障设备的顺利使用。

北方魏家峁煤电有限责任公司内蒙古鄂尔多斯 010308摘要：在电厂实际的操作过程中，汽轮机及其辅机出现故障比较常见，汽轮机辅助作用十分关键，因此，作为发电站人员需要及时地排查和处理，对问题及时分析和总结，从根本上解决问题，进一步保障设备的顺利使用。

关键词：电厂机轮机；运行效率；影响因素；管理措施引言电厂生产与运行中，使用的有关装置与设备较多，尤其是汽轮机，在电厂运行中发挥着重要的作用，汽轮机的高效运转保证了电能的顺利生产，汽轮机的运转为电能生产提供了动能资源。

汽轮机是煤机与燃气联合循环中的重要设备，其能否稳定运行直接影响着电厂的正常生产。

因此，电厂在实际生产过程中，要努力提高汽轮机的运行效率与经济性，只有这样才能带动电厂的快速发展。

1汽轮机的组成与基本原理汽轮机是一种精密重型机械设备，在高温、高压、蒸汽环境下高转速运行。

汽轮机与蒸汽锅炉、加热器、凝汽器、发电机一起，组成发电设备。

汽轮机本身由转动、静止部分组成，其中，转动部分（转子）包括主轴、联轴器、叶片、叶轮等；静止部分包括气缸、隔板、静叶栅、轴承、汽封等。

汽轮机的主要工作原理是，锅炉产生高温蒸汽，高温蒸汽进入高压缸、中压缸，推动叶轮、叶片转动，带动主轴，从而使蒸汽热能转化为机械动能。

接着，汽轮机的转子通过联轴器与发电机转子相连，这样，汽轮机的扭矩就传递给了发电机，发电机的转子就会转动，将机械动能转化为电能。

2影响汽轮机运行效率的因素 2.1汽轮机汽缸效率和机组通流性能在电厂的运行过程中，汽轮机是能量转化的重要设备，其实现了将能量转化为电能的功能，在此过程中，汽轮机的能量转化效率直接反映了汽缸效率。

培训课件燃机及其辅助系统Gas Turbine & Accessory Systems Introduction程际宇1.Gas Turbine Principle & General Introduction 燃机原理及概况2. Gas Turbine Structure 燃机本体结构3. Gas Turbine Accessory Systems燃机附属系统4. Gas Turbine Inspection 燃机检修目录1.Gas Turbine Principle & General Introduction燃机原理及概况1.1燃机的专业词汇燃机和国内其他发电设备不同，能见到的燃气轮机操作系统基本都是英文系统并且不同的燃气轮机厂家都有独特的缩写，要学好燃气轮机，就要知道燃气轮机的结构，原理和部件名称。

IGN ignition点火IGNTR ignitor点火器IGV inlet guide vanes进口导叶1.2什么是燃气轮机燃气轮机是近几十年迅速发展起来的热能动力机械。

现广泛应用的是按开式循环工作的燃气轮机。

它不断地由外界吸入空气，经过压气机压缩，在燃烧室中通过与燃料混合燃烧加热，产生具有较高压力的高温燃气，再进入透平膨胀作功，并把废气排入大气。

输出的机械功可作为驱动动力之用。

因此，由压气机、燃烧室、透平再加上控制系统及基本的辅助设备，就组成了燃气轮机装置。

如果用以驱动发电机供应电力，就成了燃气轮机发电装置。

1.3燃气轮机发展历史燃气轮机是继汽轮机和内燃机问世以后，取了二者之长而设计出来的，它是内燃的，避免了汽轮机需要庞大锅炉的缺点;又是回转式的，免去了内燃机（典型的就是汽车发动机）中将往复式运动转换成旋转运动而带来的结构复杂，磨损件多，运转不平稳等缺点。

但由于燃气轮机对空气动力学和高温材料的要求超过其他动力机械。

从1791年英国人约翰·巴贝尔(John Baber)申请登记第一个燃气轮机设计专利算起，经过了半个世纪的奋斗，到1939年，一台用于电站发电的燃气轮机(400OkW)才由瑞士BBC公司制成，正式投运。

电厂汽轮机原理及系统
电厂汽轮机是一种利用蒸汽动力驱动发电机发电的设备，它是电厂中最重要的发电设备之一。

汽轮机的原理及系统结构对于了解电厂发电过程和提高发电效率具有重要意义。

首先，汽轮机的原理是基于热力学的工作原理。

在汽轮机中，高温高压的蒸汽通过喷嘴进入汽轮机的叶片，蒸汽的压力和速度使得叶片产生动能，推动汽轮机的转子旋转。

转子的旋转驱动发电机产生电能。

汽轮机的工作原理可以简单概括为热能转换为动能，再转换为电能的过程。

其次，汽轮机的系统结构包括汽轮机本体、汽轮机控制系统、汽轮机辅助系统等部分。

汽轮机本体是汽轮机的主要部件，包括转子、叶片、定子等。

汽轮机控制系统用于监控和调节汽轮机的运行状态，保证汽轮机的安全稳定运行。

汽轮机辅助系统包括给水系统、冷却系统、润滑系统等，它们为汽轮机提供所需的辅助条件和保障设备的正常运行。

在电厂中，汽轮机的原理及系统起着至关重要的作用。

了解汽轮机的工作原理可以帮助工程师优化发电过程，提高发电效率。

同时，对汽轮机系统结构的深入了解可以帮助维护人员及时发现并解决汽轮机运行中的问题，保证电厂的安全稳定运行。

总之，电厂汽轮机的原理及系统结构是电力工程领域中的重要知识点，它们的合理运用和有效管理对于电厂的安全稳定运行和发电效率的提高至关重要。

希望本文对读者对电厂汽轮机的了解有所帮助。

一、1000MW汽轮机及其辅助系统设备介绍一、1000MW汽轮机系统介绍邹县电厂四期工程安装有两台1000MW燃煤汽轮发电机组，电力通过500KV输电线路送入山东电网。

机组运转层标高17m。

邹四工程为汽轮机组由东方汽轮机厂和日本株式会社日立制作所合作设计生产，性能保证由东汽厂和日立公司共同负责。

汽轮机为超超临界、一次中间再热、四缸四排汽、单轴、双背压、凝汽式、八级回热抽汽，机组运行方式为定－滑－定，采用高压缸启动方式，不设高排逆止门。

额定主汽门前压力25MPa，主、再汽温度600℃，设计额定功率（TRL）为1000MW，最大连续出力（TMCR)1044.1MW，阀门全开（VWO)下功率为1083。

5 MW.THA工况保证热耗为7354kJ/kwh。

汽机采用高压缸、中压缸和两个低压缸结构,中压缸、低压缸均为双流反向布置.机组外形尺寸为37。

9×9。

9 × 6.8（米）.主蒸汽通过布置在机头的4个主汽门和4个调门进入高压缸，做功后的蒸汽进入再热器.再热蒸汽经2个中压联合汽门由两个进汽口进入中压缸做功后再进入两个双流反向布置的低压缸,乏汽排入凝汽器.以下分系统设备分别介绍:1、汽缸和转子高中低压转子全部采用整锻实心转子，可在不揭缸的情况下进行动平衡调整。

其中高压转子重24。

2吨，中压转子重28.8吨，低压A转子重78.5吨，低压B转子重78.8吨。

高、中压转子采用改良12Cr锻钢，低压转子采用Ni-Cr—Mo-V钢.汽轮机由一个双调节级的单流高压缸、一个双流的中压缸和两个双流的低压缸串联组成。

高、中、低压汽缸全部采用双层缸，水平中分，便于检查和检修，通过精确的机加工来保证汽缸的接合面实现直接金属面对金属面密封.低压缸上设有自动控制的喷水系统，在每个低压缸上半部设置的排汽隔膜阀(即大气阀)，该阀有足够的排汽面积，排汽隔离阀的爆破压力值为34.3kPa(g).低压缸与凝汽器的连接采用不锈钢弹性膨胀节方式,凝汽器与基础采用刚性支撑，即在凝汽器中心点为绝对死点，在凝汽器底部四周采用聚四氟乙烯支撑台板，使凝汽器壳体能向四周顺利膨胀,并考虑了凝汽器抽真空吸力对低压缸的影响.2、汽机轴承汽轮机四根转子由8只径向轴承支承,＃1～#4轴承，即高中转子支持轴承采用可倾瓦、落地式轴承，＃5～＃8轴承,即两个低压转子支持轴承采用椭圆形轴承，轴承直接座落在低压外缸上.轴承采用球面座水平中分自调心型。

史上最全汽轮机相关知识一、认识汽机专业1、汽机专业的任务用锅炉送来的蒸汽，维持汽轮机转速（未并网）或负荷（并网），将做完工的乏汽凝结成水，利用抽汽加热后再送回锅炉。

2、汽机专业的系统（1）汽轮机本体：将蒸汽的热能转换成机械能，维持高速旋转。

（2）辅助系统：汽轮机旋转所必须的支持系统；为了提高热效率而设置的回热系统(把水加热后再送回锅炉)；辅机、发电机冷却系统。

二、汽机主系统三、汽轮机本体1、汽轮机本体：转子——叶轮、叶片静止部分：隔板、喷嘴、汽缸、其他：汽封、轴瓦为达到应有的功率，有若干级2、汽轮机本体的间隙问题小结：u 动静间隙太大,蒸汽不做功漏掉,不经济,汽轮机将热能转化为机械能的效率降低,也即每发一度电所耗的热能（热耗），所需的蒸汽（汽耗）增加。

u 动静间隙太小,容易发生动静摩擦，产生机组振动，严重时造成汽轮机汽封、大轴、叶片损坏事故。

u 既要经济性又要安全性，间隙控制在一定范围内（几十微米）u ——汽轮机是精密设备，必须防止动静接触（防碰磨），发生碰磨时，反应碰磨的保护（振动、轴向位移、差胀）动作，跳机3、汽轮机汽封：u 汽封：尽量减少漏汽，提高热效率u 轴封：防止缸内蒸汽外泄，防止外部空气进入缸内。

u 轴封供汽不能中断4、轴瓦：通入润滑油，在一定转速下轴瓦和轴颈之间形成稳定油膜，实现油摩擦。

汽轮机运行中任何情况下都不能断油。

四、汽轮机的控制、安保系统：控制汽轮机的负荷（转速），发生事故时停机。

（1）高主、中主门的控制示意图（2）高、中压调门控制示意图（3）AST控制油（4）OPC油五、关于汽轮机本体的保护1、超速保护:103%超速:因电网原因机组甩负荷，汽轮机转速超3090r/min，关闭高、中调门，待转速降到3000r/min以下时，重新打开各调门，如转速又超3090r/min，会再动作。

防止出现更高的超速。

110%超速:DEH、TSI、ETS三套,动作于AST电磁阀，跳机。

机械超速，动作后卸掉隔膜阀上油压，再卸掉AST油压停机。