汽轮机及其辅助系统

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。

汽轮机热力系统及辅助设备概述引言汽轮机是一种常见的能源转换设备，广泛应用于发电厂、工业生产和航空航天等领域。

汽轮机的热力系统及辅助设备是确保汽轮机正常运行的重要组成部分。

本文将对汽轮机热力系统及其辅助设备进行概述，介绍其主要组成和功能。

汽轮机热力系统汽轮机热力系统是指汽轮机中与热力流动相关的系统，包括供热系统、供汽系统、冷却系统和循环水系统等。

这些系统的主要功能是在汽轮机运行过程中提供热力流动和散热，确保汽轮机的高效运行和安全稳定。

供热系统供热系统是汽轮机中的重要组成部分，主要功能是提供高温高压的蒸汽给蒸汽涡轮，驱动涡轮转动产生功率。

供热系统由锅炉、热交换器、水泵等设备组成。

锅炉负责将水加热为蒸汽，热交换器用于提高蒸汽温度和压力，水泵则负责将水送入锅炉进行循环。

供热系统的性能直接影响汽轮机的发电效率和负荷能力。

供汽系统供汽系统是汽轮机中将蒸汽输送到各种设备和机械的系统。

它包括主汽系统和辅汽系统。

主汽系统将高温高压的主蒸汽引导到汽轮机高压缸驱动涡轮转动，产生功率；辅汽系统将副蒸汽供应给电力车、加热设备等辅助设备使用。

供汽系统的主要设备包括汽包、汽阀、蒸汽管道等，确保蒸汽的稳定输送和均匀供应。

冷却系统冷却系统是汽轮机中的重要组成部分，用于冷却汽轮机中产生的热量。

汽轮机工作时会产生大量的热量，如果不及时散热，可能导致设备过热甚至损坏。

冷却系统主要通过循环水冷却的方式将热量带走。

冷却系统包括冷却塔、冷却水泵、冷却管道等设备。

其主要功能是通过循环水吸收汽轮机热量，然后通过冷却塔将热量释放到大气中。

循环水系统循环水系统是汽轮机热力系统中的重要环节，主要负责循环供水和冷却。

汽轮机运行时需要大量的循环水来提供冷却和循环供水。

循环水系统包括循环水泵、冷却塔、水处理设备等。

循环水泵负责将冷却后的水送回到汽轮机，循环供水；冷却塔则通过排放废热的方式冷却循环水，确保循环水的温度和质量。

汽轮机辅助设备汽轮机辅助设备是汽轮机热力系统中起辅助作用的设备，包括给水系统、泄压系统、脱硫系统等。

《汽轮机及辅助设备》教案章节一：汽轮机概述1. 介绍汽轮机的定义、工作原理和基本结构。

2. 解释汽轮机的分类及其应用领域。

3. 阐述汽轮机的主要性能参数及其意义。

章节二：汽轮机的组成部分1. 介绍汽轮机的主要组成部分，包括静子和动子。

2. 详细讲解喷嘴、叶轮、静叶片和调节机构等组成部分的功能和工作原理。

3. 分析各个组成部分对汽轮机性能的影响。

章节三：汽轮机的运行原理1. 讲解汽轮机的工作循环过程，包括进气、压缩、燃烧和排气四个阶段。

2. 分析汽轮机工作过程中的能量转换和损失。

3. 阐述汽轮机的效率及其影响因素。

章节四：汽轮机的辅助设备1. 介绍汽轮机辅助设备的作用和分类。

2. 详细讲解常见的辅助设备，如凝汽器、除尘器、加热器和冷却器等。

3. 分析辅助设备对汽轮机运行效率和安全的影响。

章节五：汽轮机的运行维护1. 阐述汽轮机运行过程中的注意事项和操作规程。

2. 介绍汽轮机的日常维护保养内容和方法。

3. 分析汽轮机故障原因及其解决方法。

章节六：汽轮机的启动与停机1. 讲解汽轮机的启动过程，包括暖机、冲转、暖机和带负荷运行等阶段。

2. 详细阐述汽轮机停机的操作步骤和注意事项。

3. 分析启动和停机过程中可能出现的问题及其解决方法。

章节七：汽轮机的调节与控制1. 介绍汽轮机的调节和控制系统，包括速度调节、负荷调节和温度控制等。

2. 阐述各种调节和控制装置的工作原理及其在汽轮机中的应用。

3. 分析调节和控制系统对汽轮机运行稳定性和效率的影响。

章节八：汽轮机的节能与环保1. 讲解汽轮机节能的重要性和方法，如提高进气温度、优化叶片设计等。

2. 阐述汽轮机环保的意义和措施，如降低排放物浓度、减少废水排放等。

3. 分析节能和环保技术在汽轮机中的应用和效果。

章节九：汽轮机的检修与改造1. 介绍汽轮机检修的内容、方法和周期。

2. 详细讲解汽轮机检修过程中的关键技术，如叶片更换、静子清洗等。

3. 阐述汽轮机改造的目的是和方法，如提高功率、降低能耗等。

汽轮机辅助蒸汽系统介绍第一节概述辅助蒸汽系统作为机组和全厂的公用汽系统，向有关辅助设备和系统提供辅助蒸汽，以满足机组启动、正常运行、减负荷、甩负荷和停机等各种运行工况的要求。

系统主要有辅助蒸汽联箱母管、老厂供汽管、再热冷段至辅汽联箱供汽管、四段抽汽至辅汽联箱供汽管，轴封蒸汽供汽管，以及辅汽联箱安全阀、减温减压装置等组成。

辅汽系统有三个汽源：1）启动汽源：老厂来汽或临机辅汽联箱来汽；2）备用汽源：再热冷段；3）正常汽源：四段抽汽。

系统用户机组的辅助蒸汽用户有除氧器、主机和小机轴封、小机启动用汽、空预器吹灰、磨煤机消防惰化蒸汽以及采暖用汽和生水加热器用汽等。

系统设有两只喷水减温器，辅汽联箱至汽机轴封用汽的管道上设一只，辅汽联箱至磨煤机、煤斗蒸汽消防用汽管道上设一只，用于控制辅汽温度满足各户用要求，减温水来源均为凝结水。

为防止辅助蒸汽联箱超压，系统设有两只安全阀。

辅汽联箱未设启动初期疏水管道，疏水通过辅汽联箱疏水罐疏至低压侧凝汽器扩容器。

第二节系统设备介绍辅助蒸汽联箱辅助蒸汽联箱技术规范辅汽联箱配置两个250X2.5mm的安全阀，其型号A48Y-C,开启压力1.47MPa,排汽能力43796Kg/h；联箱顶部配置压力计和温度计的接口各一个；第三节辅汽系统运行1辅汽系统投运辅汽投用前的准备1）确认系统检修工作结束，有关工作票终结。

2）确认辅汽安全门校验正常，辅汽安全门动作值为---MPA。

3）确认有关电动门、气控门等均校验正常。

4）按系统检查卡检查操作完毕，确认各辅汽用户隔绝门关闭，联箱疏水排至地沟。

5）请示值长同意投用辅助蒸汽，联系老厂开启供汽门。

6）稍开老厂来汽供汽门，辅汽母管开始进行暖管，注意管道无冲击振动，并防辅联超压。

7）暖管结束，逐渐开大老厂来汽供汽门，注意防止联箱压力过高。

8）根据需要，投用各辅汽用户，投用前注意暖管，并注意调整辅汽压力，温度正常。

如有异常，及时联系调整。

9）待汽机真空建立，将辅联疏水倒至疏扩。

总压差总压差。

在给定总压差时,环形齿隙的数目越多,每一个齿片两侧压2008-4-21力差越小力差越小，，因而漏过的蒸汽也越少因而漏过的蒸汽也越少。

对轴封系统的基本要求对轴封系统的基本要求（（轴封系统的功能轴封系统的功能））2008-4-229应防止蒸汽由轴封向外泄漏；9应防止空气由轴封漏入处于真空状态的汽缸内；9对核电站汽轮机对核电站汽轮机，，在高负荷时在高负荷时，，为避免高压缸内高湿度排汽进入轴封轴封，，应向高压缸轴封内槽供入新蒸汽应向高压缸轴封内槽供入新蒸汽。

三段两腔室轴封2008-4-232008-4-242008-4-2 5大湾亚湾90MWMW汽轮机2008-4-26低压缸轴封引进技术型国产300300MWMW凝汽式汽轮机轴封系统图2008-4-27大亚湾汽轮机轴封系统2008-4-282008-4-295.2.1.2工作原理若蒸汽在密闭的容器(凝汽器)中放热中放热，，将使容积很大的蒸汽被凝结成体积很小的凝结水而集结于凝汽器底部积很小的凝结水而集结于凝汽器底部，，从而在原来被蒸汽充满的凝汽器空间中形成高度真空间中形成高度真空。

这就是凝汽设备的简单工作原理这就是凝汽设备的简单工作原理。

如工作压力为4.9kPa 的凝结水比容约为蒸汽比容(2828kg/m kg/m 3)的1/28000，抽气口处气-汽混合物约为排汽的1/2800，两项相加小于排气量的1/2500。

为汽轮机排汽口建立与维持一定的真空度为汽轮机排汽口建立与维持一定的真空度、对凝结水除氧对凝结水除氧、、蓄水蓄水。

冷却水泵(循环水泵)的作用：提供低温的冷却水提供低温的冷却水，，并带走汽轮机排汽在凝汽器中放出的热量凝汽器中放出的热量。

2008-4-210不断抽出不断抽出，，以维持凝汽器的真空以维持凝汽器的真空。

凝结水泵的作用：把凝结水送回锅炉(蒸汽发生器)或回热加热系统继续使用或回热加热系统继续使用。

维持真空的动态过程：排汽源源地进入凝汽器凝汽器，，被连续流入的冷却水带走汽化潜热而凝结热而凝结，，漏入的少量空气不断地被抽出漏入的少量空气不断地被抽出，，凝泵不停地将热井中的凝结水送走凝泵不停地将热井中的凝结水送走。

电力工程设计手册汽轮机及辅助系统设计电力工程设计手册-汽轮机及辅助系统设计随着电网规模的不断扩大，电力工程设计手册已经成为电力行业不可或缺的参考指南。

汽轮机及辅助系统设计是电力工程中的重要环节，其中汽轮机是电站的重要设备，不仅直接影响电站的发电效率和运行稳定性，同时还关乎电站的安全性和环保性，因此汽轮机及辅助系统设计需要投入大量精力、时间和资金。

汽轮机是一种将热能转换为动能的机械设备，按照其动力形式和循环方式不同，可以分为透平和循环水泵汽轮机两种。

不同类型的汽轮机在设计时需要考虑的因素也有所不同，但它们的核心结构和原理类似。

汽轮机的核心部分是转子，转子是由高温高压的蒸汽驱动，在高速旋转的过程中产生动能，进而驱动发电机产生电能。

为了保证汽轮机的性能和安全性，设计者需要深入研究汽轮机的热力学特性、叶轮的设计原理和转子系统的动力学性质等关键问题。

除了汽轮机本身之外，辅助系统也是汽轮机电站的重要组成部分。

辅助系统包括给水供应系统、喂煤系统、冷却水系统、润滑油系统等，这些系统的设计和运行状态都直接关系到汽轮机电站的发电效率和运行稳定性。

对于给水系统而言，设计者需要注意其水化学特性和水质标准，以及防止蒸汽侵蚀和腐蚀等问题；对于喂煤系统而言，需要考虑燃煤的质量、煤粉粒度和煤粉配比等因素；对于冷却水系统而言，设计者需要考虑其冷却效果和系统的循环水量等问题；对于润滑油系统而言，设计者需要注意润滑油的性能和系统的保护性能等因素。

综合以上因素，汽轮机及其辅助系统设计需要注重细节和全局视角的平衡。

设计者需要充分理解汽轮机的运行原理和热力学特点，同时还需要考虑周全的辅助系统设计，以确保汽轮机电站的发电效率和运行稳定性。

随着技术不断进步和设计经验不断积累，相信汽轮机及辅助系统设计将会越来越完善，为电力行业的可持续发展、节能减排和建设生态文明做出更大的贡献。

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。

汽轮机辅助系统编制______________校对______________审核______________汽封系统 ......................................... -1 -A：一般说明...................................... -1 ...................................................................................................... -B：汽封系统的运行.. (6)C：事故情况下汽封系统运行： (9)D：汽封供汽温度： (11)E：汽封系统供货范围： (13)F：汽封系统的设计说明： (14)G：阀杆漏汽系统的设计说明： (16)二.疏水系统 (17)A.一般说明 (17)B：疏水系统的运行： (19)C：疏水系统设计： (20)三.后汽缸喷水系统: (24)A：一般说明： (24)B：喷水系统的运行： (26)C：有关设计要求： (26)汽封系统A:一般说明汽封系统用以防止空气漏入汽缸、主蒸汽阀和再热蒸汽阀或防止从上述部件漏出。

系统包括下述设备：—高压供汽控制器—冷端再热/辅助供汽控制器一溢流控制器一减温控制器—安全阀和防爆门一蒸汽过滤器一汽封冷却器所有上述设备均安置在汽轮机运转层以下，现分别说明如下：一高压供汽控制器：图1高压供汽控制器的主要作用是：在汽封联箱压力低于20.68kPa.g(3.Opsig)W调节向高压、中压和低压汽封的高压供汽，它包括：(1)调节阀AG/GHP。

(2)电动截止阀MG/GHS1。

(3)手动截止阀HG∕GHS2o(4)电动旁路阀MG/GHPo(5)传感管道截止阀。

(6)两个文杜利渐缩管。

调节阀由膜板驱动器、阀体、气动调节器和减压阀等构成。

调节阀进口侧用一根管道通过电动截止阀与蒸汽室前的主蒸汽管道相连，出口侧用管道通过手动截止阀和文杜利渐缩管与汽封联箱相连。