汽轮机 - 结构
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汽轮机一、概述又名“蒸汽透平”,是以蒸汽为工质,将热能转变为机械能的高速旋转式原动机。
二、汽轮机的分类汽轮机用途广泛,类型繁多,可以从不同的角度对汽轮机进行分类:(一)按工作原理分1、冲动式汽轮机:主要由冲动级组成,蒸汽主要在喷管叶栅(或静叶栅)中膨胀,在动叶栅中只有少量膨胀。
2、反动式汽轮机:主要由反动级组成,蒸汽在喷管叶栅(或静叶栅)和动叶栅中都进行膨胀,且膨胀程度相同。
3、冲动反动联合式汽轮机:现代喷管调节的反动式汽轮机,因反动式不能做成部分进汽,故第一级调节级经常采用单列冲动级或双列速度级。
(二)按主蒸汽参数分类1、低压汽轮机:主蒸汽压力小于1.5Mpa2、中压汽轮机:主蒸汽压力为2~4Mpa3、高压汽轮机:主蒸汽压力为6~10Mpa4、超高压汽轮机:主蒸汽压力为12~14Mpa(三)按热力性能分类1、凝汽式汽轮机:蒸汽在汽轮机中膨胀作功,进入高度真空状态下的凝汽器,凝结成水。
2、背压式汽轮机:排气压力高于大气压力,直接用于供热,无凝汽器。
3、中间再热汽轮机:蒸汽在汽轮机内膨胀做功过程中被引出,再次加热后返回汽轮机继续膨胀做功。
4、调整抽汽式汽轮机:从汽轮机中间某几级后抽出一定参数、一定流量的蒸汽(在规定的压力下)对外供热,其排汽仍排入凝汽器。
根据供热需要,有一次调整抽汽和二次调整抽汽之分。
三、汽轮机的原理汽轮机是一种实现蒸汽能量转化的装置。
它的作用是把蒸汽的热能转换为旋转的机械能,带动压缩机和其它设备运转。
汽轮机的工作原理:具有一定压力和温度的蒸汽,在特殊形状的喷嘴中把蒸汽的热能转化为动能,获得很高速度的蒸汽,作用在转子的叶片上,蒸汽的动能转换为旋转的机械能。
汽轮机的工作性能取决于蒸汽的压力、温度、流量和凝结器的负压程度。
四、汽轮机结构(结合动画、视频)汽轮机本体由转动部分、静止部分、控制部分和盘车装置组成。
(一)转动部分转动部分称为转子,主要零部件有动叶片、叶轮、联轴器、主轴等相关紧固件。
汽轮机主轴结构详解
汽轮机主轴是汽轮机中的重要部件,其结构通常包括以下几个部分:
1. 转子:转子是汽轮机的核心部件,由主轴、叶轮、叶片和联轴器等组成。
主轴通过叶轮和叶片将蒸汽的热能转化为转子的机械能。
2. 叶轮:叶轮安装在主轴上,叶片安装在叶轮上。
当转子旋转时,叶轮和叶片一起带动汽轮机转动,将蒸汽的热能转化为机械能。
3. 叶片:叶片安装在叶轮上,设计成一定的形状和角度,以充分利用蒸汽的热能。
叶片的材质通常为合金钢或不锈钢,具有较高的强度和耐腐蚀性。
4. 联轴器:联轴器是连接汽轮机与发电机的重要部件,它将汽轮机的输出轴与发电机的输入轴连接起来。
联轴器有多种形式,如刚性联轴器、弹性联轴器和膜片联轴器等。
5. 主轴承:主轴承安装在汽轮机的两端,用于支撑汽轮机的重量和承受转子的径向力和轴向力。
主轴承的材质通常为耐磨铸铁或高级合金钢,具有较高的承载能力和耐磨损性。
6. 润滑系统:润滑系统用于为主轴承提供润滑油,以减少摩擦和磨损,延长轴承寿命。
润滑油通常为矿物油或合成油,具有较高的粘度和耐高温性能。
总之,汽轮机主轴结构是汽轮机的重要组成部分,其各个部件都有其独特的作用和特点。
在设计和制造过程中,需要充分考虑各部件的材质、加工精度、热处理和装配等方面的因素,以确保汽轮机的正常运转和长期寿命。
汽轮机结构结构部件由转动部分和静止部分两个方面组成。
转子包括主轴、叶轮、动叶片和联轴器等。
静子包括进汽部分、汽缸、隔板和静叶栅、汽封及轴承等。
汽缸汽缸是汽轮机的外壳,其作用是将汽轮机的通流部分与大气隔开,形成封闭的汽室,保证蒸汽在汽轮机内部完成能量的转换过程,汽缸内安装着喷嘴室、隔板、隔板套等零部件;汽缸外连接着进汽、排汽、抽汽等管道。
汽缸的高、中压段一般采用合金钢或碳钢铸造结构,低压段可根据容量和结构要求,采用铸造结构或由简单铸件、型钢及钢板焊接的焊接结构。
高压缸有单层缸和双层缸两种形式。
单层缸多用于中低参数的汽轮机。
双层缸适用于参数相对较高的汽轮机。
分为高压内缸和高压外缸。
高压内缸由水平中分面分开,形成上、下缸,内缸支承在外缸的水平中分面上。
高压外缸由前后共四个猫爪支撑在前轴承箱上。
猫爪由下缸一起铸出,位于下缸的上部,这样使支承点保持在水平中心线上。
中压缸由中压内缸和中压外缸组成。
中压内缸在水平中分面上分开,形成上下汽缸,内缸支承在外缸的水平中分面上,采用在外缸上加工出来的一外凸台和在内缸上的一个环形槽相互配合,保持内缸在轴向的位置。
中压外缸由水平中分面分开,形成上下汽缸。
中压外缸也以前后两对猫爪分别支撑在中轴承箱和1号低压缸的前轴承箱上。
低压缸为反向分流式,每个低压缸一个外缸和两个内缸组成,全部由板件焊接而成。
汽缸的上半和下半均在垂直方向被分为三个部分,但在安装时,上缸垂直结合面已用螺栓连成一体,因此汽缸上半可作为一个零件起吊。
低压外缸由裙式台板支承,此台板与汽缸下半制成一体,并沿汽缸下半向两端延伸。
低压内缸支承在外缸上。
每块裙式台板分别安装在被灌浆固定在基础上的基础台板上。
低压缸的位置由裙式台板和基础台板之间的滑销固定。
转子转子是由合金钢锻件整体加工出来的。
在高压转子调速器端用刚性联轴器与一根长轴连接,此节上轴上装有主油泵和超速跳闸机构。
所有转子都被精加工,并且在装配上所有的叶片后,进行全速转动试验和精确动平衡。
汽轮机工作原理和结构1汽轮机工作原理汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械能的蜗轮式机械。
在汽轮机中,蒸汽在喷嘴中发生膨胀,压力降低,速度增加,热能转变为动能。
如图1所示。
高速汽流流经动叶片3时,由于汽流方向改变,产生了对叶片的冲动力,推动叶轮2旋转做功,将蒸汽的动能变成轴旋转的机械图1冲动式汽轮机工作原理图1-轴;2-叶轮;3-动叶片;4-喷嘴2汽轮机结构汽轮机主要由转动部分(转子)和固定部分(静体或静子)组成。
转动部分包括叶栅、叶轮或转子、主轴和联轴器及紧固件等旋转部件。
固定部件包括气缸、蒸汽室、喷嘴室、隔板、隔板套(或静叶持环)、汽封、轴承、轴承座、机座、滑销系统以及有关紧固零件等。
套装转子的结构如图2所示。
套装转子的叶轮、轴封套、联轴器等部件和主轴是分别制造的,然后将它们热套(过盈配合)在主轴上,并用键传递力矩。
图2套装转子结构1-油封环2-油封套3-轴4-动叶槽5-叶轮6-平衡槽汽轮机主要用途是在热力发电厂中做带动发电机的原动机。
为了保证汽轮机正常工作,需配置必要的附属设备,如管道、阀门、凝汽器等,汽轮机及其附属设备的组合称为汽轮机设备。
图3为汽轮机设备组成图。
来自蒸汽发生器的高温高压蒸汽经主汽阀、调节阀进入汽轮机。
由于汽轮机排汽口的压力大大低于进汽压力,蒸汽在这个压差作用下向排汽口流动,其压力和温度逐渐降低,部分热能转换为汽轮机转子旋转的机械能。
做完功的蒸汽称为乏汽,从排汽口排入凝汽器,在较低的温度下凝结成水,此凝结水由凝结水泵抽出送经蒸汽发生器构成封闭的热力循环。
为了吸收乏汽在凝汽器放出的凝结热,并保护较低的凝结温度,必须用循环水泵不断地向凝汽器供应冷却水。
由于汽轮机的尾部和凝汽器不能绝对密封,其内部压力又低于外界大气压,因而会有空气漏入,最终进入凝汽器的壳侧。
若任空气在凝汽器内积累,凝汽器内压力必然会升高,导致乏汽压力升高,减少蒸汽对汽轮机做的有用功,同时积累的空气还会带来乏汽凝结放热的恶化,这两者都会导致热循环效率的下降,因而必须将凝汽器壳侧的空气抽出。