双抽汽轮机的原理与构造

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。

汽轮机结构及原理一、组成部件：1. 压气机：用于将空气压缩，提高进入燃烧室的压力。

2. 燃烧室：将燃料与压缩空气混合并燃烧，产生高温高压的燃气。

3. 喷气管：用于引导和加速燃气流出燃烧室，产生冲力。

4. 轴：将压气机、涡轮机和发电机等部件连接起来。

5. 涡轮机：通过燃气的冲力驱动，使轴产生旋转运动。

6. 发电机：通过轴的运动，将机械能转化为电能。

二、工作原理：1. 压缩空气：气体由进气口进入压气机，压气机的叶片逐渐减少叶片间的空隙，从而将气体压缩，提高气体的压力和密度。

2. 燃烧过程：压缩后的空气经过燃油喷嘴喷入燃烧室，与燃料混合并点燃。

燃烧产生的高温高压燃气通过喷气管流向后方。

3. 燃气驱动：燃气通过涡轮机，将燃气的高速和高温转化为轴的旋转运动，产生机械能。

4. 电能发电：轴的旋转运动通过发电机，将机械能转化为电能。

发电机的旋转子产生交流，通过定子的线圈而感应电流，最终输出电能。

三、工作过程：1. 进气：外部空气通过进气口进入压气机。

2. 压缩：压气机的叶片将空气逐渐压缩，提高气体的压力和密度。

3. 燃烧：压缩后的空气通过燃油喷嘴喷入燃烧室，与燃料混合并点燃。

4. 转动涡轮：燃烧产生的高温高压燃气通过喷气管流向后方，驱动涡轮机旋转。

5. 转动轴：涡轮机的旋转运动通过轴传递，使轴产生旋转运动。

6. 发电：轴的旋转运动通过发电机，将机械能转化为电能，供应电力负载使用。

7. 排气：燃烧后的废气排出机外，通过喷气管排出。

四、特点和应用：1. 汽轮机具有高效率和大功率输出的优点，广泛应用于发电厂、船舶推进系统、航空器动力装置等领域。

2. 汽轮机结构简单，可靠性高，适应性强，同时可根据实际需求进行多机组联网运行，提高整体系统的可靠性和性能。

3. 由于汽轮机使用燃汽轮机使用化石燃料，其燃烧过程会产生大量的二氧化碳和其他排放物，对环境造成污染。

因此，在环保意识增强的背景下，与其他清洁能源技术相比，汽轮机在未来的发展中面临一定限制和挑战。

汽轮机工作原理及结构汽轮机是一种利用高温高压气体通过叶轮机械将热能转化为机械能的能量转换设备，广泛应用于发电、动力机械和化工设备中。

汽轮机的工作原理基于热力学循环，其结构包括汽轮机本体、汽轮机轴系及配套的附件装置等。

汽轮机的热力学循环基于布雷顿循环。

该循环由四个连续的过程组成：加热过程、等压膨胀过程、冷却过程和等压压缩过程。

汽轮机的工质通常为水蒸气，其在锅炉中受热成为高温高压的气体，然后通过汽轮机本体中的高速转动的叶轮，将气体动能转化为机械能。

随着热能向外界传递，气体逐渐冷却，并通过冷却系统中的冷却器冷却，进而被压缩至初始状态的压力和温度，最后回到锅炉中再次循环。

汽轮机本体主要由高、低压缸、中间管道和包围它们的壳体组成。

高压气体先进入高压缸中，然后通过叶片进行膨胀，接着进入低压缸中继续膨胀，直至通过最后一组叶片进入中间管道。

叶片是汽轮机本体中最重要的零部件之一，通常由高强度、高耐热性能的材料制成。

叶轮是汽轮机中的动力元件，通常是由多个叶片组成，其负责将气体的动能转化为机械能，使汽轮机产生转动力矩。

为了保证叶轮的结构安全和机械性能，通常需要在叶轮上设置多个加强梁。

汽轮机轴系通常是由主轴、转速控制装置、轴承和联轴器等组成。

主轴是汽轮机中的核心部件，其承担着汽轮机的全部动能传递任务，其质量和刚度对汽轮机的总体性能有着重要的影响。

转速控制装置是汽轮机中的关键部件，其负责控制汽轮机的转速，在发电机负荷和汽轮机负载变化时调节汽轮机旋转的速度，从而保证汽轮机的平稳运转。

轴承是汽轮机中提供支撑和定位功能的部件，它负责保证汽轮机主轴的安全、平稳、可靠运转。

联轴器则用于连接汽轮机的输出轴和传动装置，实现传动和调速的功能。

汽轮机的附件装置主要包括给水装置、汽机启动装置、油系统、冷却系统和排气系统等。

这些装置对汽轮机的性能调节、保护和运行状态监测有着很重要的作用。

例如，给水装置主要负责给汽轮机提供水源，从而保障汽轮机转动所需要的蒸汽，保证汽轮机的水平运行。

汽轮机工作原理及结构汽轮机是一种利用高温高压气体流经叶片，使叶片旋转，并通过叶轮与主轴连接转化为机械能的热机。

它的工作原理是基于热力学第二定律，即热量不能从低温物体自发地传递给高温物体，而只能通过外界的做功来传递。

汽轮机由压气机、燃气轮机、涡轮增压器、燃气发电机组等组成，其中压气机起吸入空气并进行压缩的作用，燃气轮机通过高温高压气体的膨胀来驱动叶轮旋转，并转化为机械能，然后经由主轴传递给涡轮增压器或燃气发电机组进行增压或发电。

汽轮机的结构主要由压气机、燃气轮机、涡轮增压器、燃气发电机组、燃料供给装置、烟气排放系统和润滑系统等组成，下面我们将详细介绍每个部分的结构。

1.压气机：压气机是汽轮机的进气部分，用于将外界空气压缩并送入燃气轮机。

它由多级叶片和导向器组成，每个级别的叶片都会将气体压缩到更高压力，从而提高燃气轮机的效率。

2.燃气轮机：燃气轮机是汽轮机的核心部分，负责将压缩后的气体膨胀为高速旋转的叶轮，并将燃气轮机的转动动能转化为机械能。

燃气轮机由进气段、燃烧系统、高压段和低压段组成。

进气段将压缩后的气体引入燃烧系统，燃烧系统将燃料与空气混合并燃烧产生高温高压气体。

高压段和低压段则通过多级叶片将燃烧产生的气体膨胀，并将动能传递给叶轮。

3.涡轮增压器：涡轮增压器是汽轮机的一个重要组成部分，用于增加燃料燃烧后的气体压力，提供更高的进气压力给燃气轮机工作的环境。

涡轮增压器主要由涡轮和压气机组成，涡轮通过高速旋转将压缩后的气体推入压气机，增加进气压力。

4.燃气发电机组：燃气发电机组是一种直接利用燃气轮机输出的功率来驱动发电机发电的装置。

燃气轮机通过转动主轴使发电机转子旋转，进而产生电能。

燃气发电机组相对于传统的发电方式具有高效率、低污染和低噪音等优点。

5.燃料供给装置：燃料供给装置用于将燃料引入燃烧系统，以满足燃气轮机燃烧所需的能量。

通常使用的燃料有天然气、柴油、重油等。

6.烟气排放系统：烟气排放系统用于将燃气轮机排出的烟气进行处理和净化，以减少对环境的污染。

一、汽轮机设备结构与工作原理1．汽轮机工作的基本原理是怎样的？汽轮机发电机组是如何发出电来的？具有一定压力、温度的蒸汽，进入汽轮机，流过喷嘴并在喷嘴内膨胀获得很高的速度。

高速流动的蒸汽流经汽轮机转子上的动叶片做功，当动叶片为反动式时，蒸汽在动叶中发生膨胀产生的反动力亦使动叶片做功，动叶带动汽轮机转子，按一定的速度均匀转动。

这就是汽轮机最基本的工作原理。

从能量转换的角度讲，蒸汽的热能在喷嘴内转换为汽流动能，动叶片又将动能转换为机械能，反动式叶片，蒸汽在动叶膨胀部分，直接由热能转换成机械能。

汽轮机的转子与发电机转子是用联轴器连接起来的，汽轮机转子以一定速度转动时，发电机转子也跟着转动，由于电磁感应的作用，发电机静子线圈中产生电流，通过变电配电设备向用户供电。

2．汽轮机如何分类？汽轮机按热力过程可分为：⑴凝汽式汽轮机（代号为N）。

⑵一次调整抽汽式汽轮机（代号为C）。

⑶二次调整抽汽式汽轮机（代号为C、C）。

⑷背压式汽轮机（代号为B）。

按工作原理可分为：⑴冲动式汽轮机。

⑵反动式汽轮机。

⑶冲动反动联合式汽轮机。

按新蒸汽压力可分为：⑴低压汽轮机新汽压力为1.18～1.47MPa。

⑵中压汽轮机新汽压力为1.96～3.92MPa。

⑶高压汽轮机新汽压力为5.88～9.81MPa。

⑷超高压汽轮机新汽压力为11.77～13.75MPa。

⑸亚临界压力汽轮机新汽压力为15.69～17.65MPa。

⑹超临界压力汽轮机新汽压力为22.16MPa。

按蒸汽流动方向可分为：⑴轴流式汽轮机。

⑵辐流式汽轮机。

3．汽轮机的型号如何表示？汽轮机型号表示汽轮机基本特性，我国目前采用汉语拼音和数字来表示汽轮机型号，其型号由三段组成：× ××-×××／×××／×××-×（第一段)(第二段)(第三段）第一段表示型式及额定功率（MW），第二段表示蒸汽参数，第三段表示设计变型序号。

浅谈330MW双抽供热凝汽式汽轮机设计摘要：双抽供热凝汽式汽轮机在供电过程中，以更加经济方便的方式向城市提供两种压力的抽汽，其最大的优势是污染小，工作效率高。

本文将结合330MW 双抽供热凝汽式汽轮机的运行程序，对汽轮机的设计特点和应用技术进行系统的分析。

关键词：330MW汽轮机双抽供热设计特点应用技术双抽供热凝汽式汽轮机作为新型的汽轮机，可同时进行供热和发电任务。

在实际运行过程中根据不同的工况，可将汽轮机分为背压式和调整抽汽式两种。

同时双抽供热凝汽式汽轮机可根据用户的不同需求，分为采暖抽汽和工业抽汽两种。

一、330MW双抽供热凝汽式汽轮机概述330MW双抽供热凝汽式汽轮机采用的是新型“以热供电”的运行模式和“热电分调”的管理技术，在设计原理和设计方案上均采用当前最为先进的设计模式，将成熟的通流技术运用其中，在设计中本着优化结构的设计理念，提高了设计的经济性和可靠性。

1.330MW双抽供热凝汽式汽轮机的优点在科学技术进步的带动下，供热凝汽式汽轮机的设计结构逐渐优化。

在使用中不会造成能源流失，同时有助于提高汽轮机的工作效率[2]。

一般正常功率的供热汽轮机的效率在35%左右，在正常工作过程中，燃料利用率逐渐提升。

2.330MW双抽供热凝汽式汽轮机的意义当前在供热系统使用频繁的城市，为了提升效率，已逐渐使用参数较大，效率高的汽轮机。

热电厂为了减少成本投入，对汽轮机的选择尤为慎重。

在采暖供热组中，由于供暖系统利用率高，汽轮机工况的经济性对发电厂的影响影响较大。

参数高、功率高的机组已经成为当前发电厂的首要选择【2】。

目前供热机组品种高达100多种，功率在300MW—500MW。

双抽供热凝汽式汽轮机以满足当前市场要求，对提升发电厂的经济效益有重要的作用。

二、双抽供热凝汽式汽轮机的设计原则在双抽供热凝汽式汽轮机在使用过程中要严格遵守相关规定原则，以汽轮机的基本参数为准，对工业最大抽汽量、供暖最大供暖抽汽量、以及汽轮机的最大流通量等进行合理分析研究，在根据实际运行情况确定高、中、低通留部分的流量，保证提升汽轮机的工作效率。

汽轮机工作原理和结构汽轮机是一种利用燃气或蒸汽驱动转子旋转从而产生功的动力机械。

汽轮机工作原理是通过燃烧燃油或燃气与空气混合物，使得燃料释放的热能转化为热能增加的蒸汽或燃气的热能。

蒸汽或燃气通过高速喷射流，使得转子受到推力，因此转子开始旋转。

通过连接转子的轴来提供输出功率。

下面将详细介绍汽轮机的工作原理和结构。

1.汽轮机的工作原理汽轮机的工作过程可以分为四个步骤：压缩、燃烧、膨胀和排气。

a)压缩：进入汽轮机的空气被压缩到高压状态。

通常采用离心式压气机，它由若干个叶轮和固定导叶组成。

当空气经过叶轮时，由于叶片高速旋转的作用，空气被迫向前流动，流速增大且压力增加。

b)燃烧：经过压缩的空气进入燃烧室，并与燃料混合燃烧。

燃料可以是燃油或天然气。

在燃烧室中，混合物点燃并燃烧，燃料的热能转化为高温高压的蒸汽或燃气。

c)膨胀：高温高压的蒸汽或燃气被喷入汽轮机的叶片中使其转动。

蒸汽或燃气在叶片中膨胀，产生推力，从而将转子推动旋转。

蒸汽或燃气的压力和温度逐渐下降。

d)排气：蒸汽或燃气离开汽轮机后，被排入大气中。

排出蒸汽或燃气后，进入汽轮机的空气和燃料被再次压缩和加热，形成循环。

2.汽轮机的结构汽轮机主要由压气机、燃烧室、涡轮和调速装置等组成。

a)压气机：压气机是汽轮机的核心之一，用于将空气压缩到高压状态。

压气机包括若干个级，每个级别都由一个或多个叶轮和一些固定导叶组成。

叶轮通过旋转强制空气流经导叶，产生压力增加。

b)燃烧室：燃烧室是燃烧燃料的地方。

燃烧室通常是一个圆筒形的结构，内部涂有耐高温材料。

燃料喷入燃烧室中与空气混合并燃烧，产生高温高压的蒸汽或燃气。

c)涡轮：涡轮是通过高温高压的蒸汽或燃气驱动的。

涡轮包括高压涡轮和低压涡轮。

高压涡轮通常由多个级别组成，而低压涡轮由较少级别组成。

蒸汽或燃气在叶片中膨胀，产生推力，推动涡轮旋转。

d)调速装置：汽轮机在运行过程中需要不同负载下的不同输出功率。

调速装置用于控制汽轮机的转速，以保持恒定的转速或调整转速。

汽轮机工作原理汽轮机是一种常见的热力机械设备，广泛应用于发电厂、船舶、工业生产等领域。

它以高温高压的蒸汽作为能源，通过热力转换将热能转化为机械能或电能。

本文将详细介绍汽轮机的工作原理，包括汽轮机的基本组成、工作流程和主要性能参数等。

一、汽轮机的基本组成汽轮机主要由以下几个组成部分构成：汽轮机蒸汽收缩系统、汽轮机主机和汽轮机辅助系统。

1.汽轮机蒸汽收缩系统：蒸汽收缩系统由燃煤锅炉、锅炉辅助系统、烟气净化设备和燃料处理设备等组成。

燃煤锅炉将燃煤燃烧产生的热能转化为蒸汽，通过管道输送至汽轮机主机。

2.汽轮机主机：汽轮机主机包括高压缸组、中压缸组和低压缸组等部分。

蒸汽进入高压缸组，蒸汽的动力使得高压缸的转子旋转，从而带动主轴旋转。

蒸汽从高压缸组排出后进入中压缸组，再经过低压缸组排出，完成能量转换。

3.汽轮机辅助系统：辅助系统包括给水系统、汽轮机油系统、给油系统和循环水系统等。

给水系统负责将凝结水补充至锅炉，汽轮机油系统则负责为轴承提供润滑油。

二、汽轮机的工作流程汽轮机的工作流程分为汽化、膨胀、凝结和抽汽四个过程。

1.汽化过程：在燃煤锅炉中，燃煤燃烧产生高温高压的燃烧产物，通过换热器将燃烧产物的热能传递给蒸汽。

蒸汽进入汽轮机主机后，其压力和温度均较高。

2.膨胀过程：高温高压的蒸汽进入汽轮机主机后，在高压缸组中膨胀，蒸汽的动能转化为转子的转动能量。

在膨胀过程中，蒸汽的温度和压力逐渐降低。

3.凝结过程：蒸汽膨胀后，温度和压力下降，蒸汽在低压缸组中进一步膨胀。

蒸汽的能量逐渐转化为机械能，同时温度降低至饱和温度以下，蒸汽开始凝结成水。

4.抽汽过程：凝结后的水从汽轮机中抽出，回到锅炉中再次加热。

抽出的水通过再生器加热并再次进入锅炉，完成了水-蒸汽循环。

三、汽轮机的性能参数汽轮机的性能参数主要包括功率、效率和压比。

1.功率：汽轮机的功率指它所能输出的机械功或电功。

按照功率大小可分为几个级别，例如小型汽轮机适用于小型工厂和船舶。

汽轮机工作原理和结构一、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能。

图1 冲动式汽轮机工作原理图1-轴;2—叶轮；3-动叶片；4-喷嘴二、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。