工业汽轮机基本知识

可编辑修改精选全文完整版汽轮机原理基础知识问答1. 什么是汽轮机的级？汽轮机的级可分为哪儿类？各有何特点？解答：一列喷嘴叶栅和其示面相邻的一列动叶栅构成的基木作功单元称为汽轮机的级, 它是蒸汽进行能量转换的基本单元。

根据蒸汽在汽轮机内能量转换的特点，可将汽轮机的级分为纯冲动级、反动级、带反动度的冲动级和复速级等几种。

各类级的特点：（1）纯冲动级：蒸汽只在喷嘴叶栅屮进行膨胀，而在动叶栅屮蒸汽不膨胀。

它仅利用冲击力來作功。

在这种级屮：p1 hbD= p2：=0； Qm二0。

（2）反动级：蒸汽的膨胀一半在喷嘴屮进行，一半在动叶屮进行。

它的动叶栅屮不仅存在冲击力，蒸汽在动叶中进行膨胀还产生较大的反击力作功。

反动级的流动效率高于纯冲动级，但作功能力较小。

在这种级屮：p1 > ht； Qm=0.5o Dhb«0.5Dhn*Dp2；（3）带反动度的冲动级：蒸汽的膨胀大部分在喷嘴叶栅中进行，只有一小部分在动叶栅屮进行。

这种级兼有冲动级和反动级的特征，它的流动效率高于纯冲动级，作功能力高于反动级。

在这种级中：p1 > hnDp2； >hbD >0； Qm二0.05〜0.35。

（4）复速级：复速级有两列动叶，现代的复速级都带有一淀的反动度，即熬汽除了在喷嘴屮进行膨胀外，在两列动叶和导叶屮也进行适当的膨胀。

由于复速级采用了两列动叶栅，其作功能力要比单列冲动级大。

2. 说明冲击式汽轮机级的T作原理和级内能量转换过稈及特点。

解答：蒸汽在汽轮机级内的能量转换过稈，是先将蒸汽的热能在其喷嘴叶栅屮转换为蒸汽所具有的动能，然示再将蒸汽的动能在动叶栅屮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屮进行膨胀加速，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。

从喷嘴叶栅喷岀的高速汽流，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。

热工中基本参数有温度，压力，比容（密度的倒数）。

h（焓值）=内能+势能喷嘴中气流流过后，压力降低，动能增加汽轮机的基本工作原理：具有一定压力的水蒸气首先通过固定不动的，环状布置的喷嘴，蒸汽在喷嘴通道中压力降低，速度增加，在喷嘴出口处得到速度很高的气流，在喷嘴中完成了有蒸汽的热能转变为蒸汽动能的能量转换，从喷嘴出来的高速气流以一定的方向进入装在叶轮上的工作叶片通道（动叶栅），在动叶栅中蒸汽速度的大小和方向发生变化，对叶片产生一个作用力，推动叶轮旋转做功，将蒸汽的动能转化为机械能。

反动度：衡量蒸汽在动叶栅内的膨胀程度的参数。

在动叶栅中蒸汽的膨胀程度占级中总的应该膨胀的比例数，或是在动叶栅中理想焓降与级中的总焓降之比。

在纯冲动级中，蒸汽只在喷嘴叶栅中膨胀，在动叶栅中部膨胀，纯冲动级做功能力大，但流动效率低，一般不用，为了提高汽轮机级的效率，冲动级应具有一定的反动度，这时蒸汽的膨胀在喷嘴中进行，只有一小部分在动叶栅中继续膨胀，也称冲动级（=0.05-0.1），即带有反动度的冲动级在反动级中，蒸汽不仅在喷嘴中膨胀加速，而且在气流流经动叶栅通道时，继续膨胀加速，即蒸汽在动叶栅中，不仅气流的方向发生变化，而且其相对速度也有所增加，因此，动叶片不仅受到喷嘴出口高速气流的冲动力作用，而且还受到蒸汽离开动叶栅时的反作用力，所以反动级既有冲动力做功又有反动力做功，所以反动级的效率比冲动级的高，但功能力较小速度级：速度级的特点是在一个叶轮上装有两列或三列动叶栅，在两列动叶栅之间有一列装在气缸上的、固定不动的导向叶栅，一般是双列速度级，蒸汽经过第一列动叶栅后，其动能未被充分利用，从第一列动叶栅流出的气流速度任然相当大，有足够的动能再去推动叶片，此时气流速度的方向与，叶片旋转的方向相反，因此让气流经过一列固定不动的导向叶片，以改变气流的方向，在导向叶片通道中，气流速度的大小不变，气流离开导向叶片时的方向正好对着第二列动叶片的进口，这样第一列动叶栅出口的余速动能就可以继续在第二列动叶栅中继续转变为机械功，这种双列速度级的功率可比单列冲动级大很多，如果蒸汽离开第二列动叶栅时的速度任然很大，那么可以装设第二列导向叶片和第三列动叶片，这就是三列速度级，由于蒸汽在速度级中的速度很大，并且需要经过几列动叶片和导向叶片，因此速度级的能量损失就大，列数越多，损失就越大，一般就二列速度级。

工业汽轮机第一节简介汽轮机是用蒸汽来作功的旋转式热能动力机械，具有效率高、功率大、转速容易控制、寿命长、运转安全可靠等优点，因此被广泛地应用在发电、冶金、石油化工、交通运输、轻工业等行业。

随着技术的进步特别是国外先进设备技术的引进和消化吸收，工业汽轮机在我国得到了更为广泛的推广和应用。

工业汽轮机是指除中心电站汽轮机、船舶汽轮机以外的其他汽轮机，其中包括工矿企业采用的用于驱动泵、风机、压缩机等机械的汽轮机，以及用于工厂自备电站的汽轮机。

在化工装置中应用的工业汽轮机，所需的蒸汽主要来自生产装置中的废热锅炉，不足部分才由辅助锅炉或快装锅炉补给，充分利用了化工生产中工艺反应的余热，另外选用不同型式的工业汽轮机，可将不同压力等级的蒸汽供给工艺需要和热用户，实现了工厂热能的综合利用，提高了工厂的经济效益。

化工装置中应用的工业汽轮机，具有数量多、品种杂、用途广、高参数、大容量、高转速、变转速、单系列运行自控联锁程度高的特点。

1 基本概念和分类1.1 基本概念(1）工业汽轮机装置工业汽轮机装置的基本组成如图3－1-1所示，工业汽轮机装置是以蒸汽为工作介质的旋转式热能动力机械，它必须与其他设备一起协调配合工作，图中表示了工业汽轮机装置的四个最主要的设备，即锅炉、汽轮机、冷凝器和给水泵。

给水泵给锅炉提供产生蒸汽用的水，一旦发生故障，锅炉给水将中断，被迫停炉，无法继续生产。

锅炉是产生高温高压蒸汽的设备，有快装锅炉、辅助锅炉和废热锅炉等。

过热器将锅炉汽包送来的饱和蒸汽继续加热，在原有的压力下再提高温度变为过热蒸汽，然后送人蒸汽管道使工业汽轮机作功。

工业汽轮机是利用蒸汽对外作功的设备，从过热器过来的高温高压蒸汽，流经汽轮机后，压力和温度都要降低，产生膨胀作功，蒸汽的热能变为机械功，由工业汽轮机轴端输出，驱动压缩机、泵等工作机械。

凝汽器又称冷凝器，是冷凝式工业汽轮机中工作介质的低温放热源。

在工业汽轮机中作完功的蒸汽，排到冷凝器内，在一定压力下将汽化潜热释放给冷却水，蒸汽凝结成水，并在冷凝器中形成了真空。

汽轮机汽轮机设备主要由汽轮机主机及其辅助设备组成。

汽轮机是火力发电厂的关键设备之一，它的任务是将蒸汽的热能转变为汽轮机转子旋转的机械能。

蒸汽进入汽轮机，先经过喷嘴，使压力和温度降低，流速增加，蒸汽的热能转变为高速动能，这种高速汽流冲动叶片，带动汽轮机转子旋转，将蒸汽的高速动能转变为转子旋转的机械能。

在汽轮机内做完功的蒸汽(又叫乏汽)，排入凝汽器。

汽轮机的辅助设备主要有凝汽器、高低压加热器、除氧器、给水泵、循环水泵、凝结水泵等。

凝汽器的作用是把汽轮机排出的乏汽凝结成水，在汽轮机排汽口建立并保持高度的真空。

高、低压加热器是用汽轮机中间不同压力的抽汽来加热供给锅炉的给水，这就避免了部分蒸汽在凝汽器中的热量损失，提高了机组的效率。

有回热加热系统的汽轮机其排汽量减少了1/3发电煤耗可降低13%左右。

除氧器的任务是将送给锅炉的水进行除氧，除去溶解在给水中的气体，以防止氧气对锅炉、汽轮机及其管道的腐蚀。

给水泵的作用是把除氧器贮水箱内除过氧的给水送入锅炉。

循环水泵的作用是向凝汽器提供冷却汽轮机排汽的冷却水。

而凝结水泵的作用是抽出凝汽器中的凝结水，并将其输到除氧器。

凝结水在除氧器中经过除氧后用作锅炉的给水。

凝结水和给水系统凝汽设备主要由凝汽器、凝结水泵、循环水泵和抽气装置等组成，是火力发电厂热力系统中的一个重要组成部分。

凝汽设备的作用主要有：(1)在汽轮机排汽口建立并保持高度真空，提高汽轮机的循环热效率；(2)冷凝汽轮机的排汽，再用水泵将凝结水送回锅炉，以方便地实现热功转换的热力循环。

除此之外，凝汽器还对凝结水和补给水有一级真空除氧的作用。

并且可回收机组启停和正常运行中的疏水，接收机组启动和甩负荷过程中汽轮机旁路系统的排汽，减少工质的损失。

在机组启动时，凝汽器真空是靠抽气器抽出其中的空气建立起来的，此时所能达到的真空值较低。

在汽轮机正常运行时，低压缸的排汽进入凝汽器，凝汽器内的真空主要是依靠排汽的凝结形成的。

在4.9kPa的压力下，1kg蒸汽的体积比1kg水的体积大两万多倍。

【经典】汽机专业理论知识100条，⾮常全⾯！⼀、基本知识和概念1、汽轮机的⼯作原理是什么？答：汽轮机是利⽤蒸汽热能来做功的旋转式原动机，它⼯作进⾏两次能量转换，即先将蒸汽的热能转换成动能，使蒸汽的流速提⾼；然后再将蒸汽的动能转换成转⼦转动的机械功。

其基本原理就是⼒的冲动作⽤原理和反动作⽤原理。

2、汽轮机设备包括哪些部分？答：1）汽轮机本体：a 配汽机构：包括主蒸汽导汽管、⾃动主汽阀、调速汽阀等。

b 转动部分：主要有主轴、叶轮、叶⽚、拉筋、围带、联轴器和紧固件。

c 静⽌部分：包括汽缸、滑销系统、隔板、隔板套、喷嘴、汽封、轴承以及⼀些紧固零件。

2）调节系统：主要有调速器、油动机、滑阀、调节阀、主油泵、辅助油泵等。

3）凝汽及抽⽓系统：主要有凝汽器、凝结⽔泵、抽⽓器、循环⽔泵等。

4）回热加热系统：主要设备有低压加热器、⾼压加热器、疏⽔泵等。

3、汽轮机是如何分类的？答：按不同的分类⽅法可分为：（⼀）按⼯作原理可分：1）冲动式汽轮机：在这种汽轮机中，蒸汽膨胀降压，仅在喷嘴中进⾏，在动叶⽚中只汽流的动能转换为机械能，叶⽚主要承受蒸汽的冲动⼒做功，并带有⼀定的反动度，所以称为冲动式汽轮机。

2）反动式汽轮机：在反动式汽轮机中，蒸汽的膨胀不仅在喷嘴中进⾏，也在动叶⽚中进⾏，通常热能在⼆者中各占50%，叶⽚不仅承受蒸汽的冲击⼒，⽽且还承受反作⽤⼒。

（⼆）按主蒸汽压⼒参数可分：1）低压汽轮机：主汽压⼒为1.18～1.47Mpa2）中压汽轮机：主汽压⼒为1.96～3.92Mpa3）⾼压汽轮机：主汽压⼒为5.58～9.81Mpa4）超⾼压汽轮机：主汽压⼒为11.7～13.75Mpa5）亚临界压⼒汽轮机：主汽压⼒⼤于22.16Mpa（三）按热⼒过程可分：1）凝汽式汽轮机：进⼊汽轮机内做功的蒸汽除回热抽汽和少量漏汽外，余汽做完功全排⼊凝汽器。

2）背压式汽轮机：蒸汽在做完功后，以⾼于⼤⽓压的压⼒排出，供⼯业或采暖⽤汽。

3）调整抽汽式汽轮机：从汽轮机某些级后抽出部分做过功的蒸汽供⼯业采暖⽤汽，其余蒸汽排⼊凝汽器，⽽且抽汽压⼒在⼀定范围内调整。

一级建造师机电汽轮机知识点一、知识概述《一级建造师机电汽轮机知识点》①基本定义：汽轮机其实就是一种能将蒸汽的热能转换为机械能的旋转式动力机械。

想象一下，就像风车把风能转变成一种力量让它转起来一样，汽轮机是靠蒸汽的能量转起来并且干活的。

②重要程度：在机电工程里，它可是相当重要的一部分。

好比一个复杂机器里的心脏，很多发电设备之类的都要靠它把能量转换了才能正常工作。

如果汽轮机出了问题，那整个发电之类的工程可能就无法很好地运转了。

③前置知识：得先大概了解一些热能转换的基础原理，像我们知道烧开水产生水蒸气，水蒸气是有能量的这种简单概念；还需要了解一些机械传动方面的知识，比如说齿轮是怎么把一种运动形式传递给另一种运动形式的。

④应用价值：在发电厂里，利用汽轮机将蒸汽能量转换为机械转动，从而带动发电机发电。

还有一些大型的工业生产过程中需要机械能的地方，都会用到汽轮机。

像有的大型的炼油厂，它的一些设备运转就需要汽轮机来提供动力。

二、知识体系①知识图谱：在机电工程这个大的学科体系里，汽轮机知识点和热力系统、电力系统等知识都是有联系的。

它处于能量转换和动力供应这个重要板块。

②关联知识：和锅炉知识联系紧密，因为锅炉产生蒸汽供给汽轮机；和发电机也有关系，汽轮机工作后带动发电机发电。

还和一些监测控制方面的知识有关，要对汽轮机的运行状态进行监测。

③重难点分析：- 掌握难度：比较大。

一方面要理解复杂的能量转换过程，像蒸汽怎么推动叶轮旋转，这里面涉及到很多物理知识。

另一方面对汽轮机的结构部件要求记忆准确，比如说汽轮机有哪些部分是主要承压的，哪些部件是负责传递动力的。

- 关键点：重点在汽轮机的工作原理、结构组成以及性能参数。

比如蒸汽流量、转速、功率等参数对汽轮机工作状态的影响，要能搞清楚。

④考点分析：- 在考试中的重要性：十分重要。

每年考试的案例题和选择题都会涉及，案例题可能会让你分析汽轮机故障的原因或者改造方案，选择题会考查基本的原理和参数。

汽轮机知识100问01. 凝汽设备主要有凝汽器、循环水泵、抽汽器、凝结水泵等组成。

任务：⑴在汽轮机排汽口建立并保持高度真空。

⑵把汽轮机排汽凝结成水，再由凝结泵送至回热加热器，成为供给锅炉的给水。

此外，还有一定的真空除氧作用。

02. 凝汽器冷却水的作用：将排汽冷凝成水，吸收排汽凝结所释放的热量。

03. 加热器疏水装置的作用：可靠的将加热器内的疏水排出，同时防止蒸汽随之漏出。

04. 轴封加热器的作用：回收轴封漏汽，用以加热凝结水从而减少轴封漏汽及热量损失，并改善车间的环境条件。

05. 低压加热器凝结水旁路的作用：当加热器发生故障或某一台加热器停用时，不致中断主凝结水。

06. 加热器安装排空气门的作用：为了不使空气在铜管的表面形成空气膜，使热阻增大，严重地影响加热器的传热效果，从而降低换热效率，故安装排空气门。

07.高压加热器设置水侧保护装置的作用：当高压加热器发生故障或管子破裂时，能迅速切断加热器管束的给水，同时又能保证向锅炉供水。

08.除氧器的作用：用来除去锅炉给水中的氧气及其他气体，保证给水的品质。

同时，又能加热给水提高给水温度。

09.除氧器设置水封筒的目的：保证除氧器不发生满水倒流入其他设备的事故。

防止除氧器超压。

10.除氧器水箱的作用：储存给水，平衡给水泵向锅炉的供水量与凝结水泵送进除氧器水量的差额，从而满足锅炉给水量的需要。

11.除氧器再沸腾管的作用：有利于机组启动前对水箱中给水加温及备用水箱维持水温。

正常运行中对提高除氧效果有益处。

12.液压止回阀的作用：用于防止管道中的液体倒流。

13.安全阀的作用：一种保证设备安全的阀门。

14.管道支吊架的作用：固定管子，并承受管道本身及管道内流体的重量和保温材料重量。

15.给水泵的作用：向锅炉连续供给具有足够压力，流量和相当温度的给水。

16.循环水泵的作用：主要是用来向汽轮机的凝汽器提供冷却水，冷凝进入凝汽器内的汽轮机排汽，此外，还向冷油器、发电机冷却器等提供冷却水。

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。