汽轮机原理课件PPT汇总完整版本

调节系统：通过改变蒸汽流量、压力和温度来控制汽轮机的转速和功率
控制系统：通过传感器、控制器和执行器来控制汽轮机的运行状态和参数
调节系统与控制系统的关系：调节系统是控制系统的一部分，两者共同作用于汽轮机的运 行 调节系统和控制系统的作用：保证汽轮机的稳定运行，提高效率，降低能耗，延长使用寿 命
汽轮机的运行和维 护
汽轮机的发展趋势 和未来展望
提高汽轮机的效率和可靠性
采用先进的材料和 制造工艺，提高汽 轮机的耐久性和可 靠性
优化汽轮机的设计， 提高其效率和性能
采用先进的控制技 术和监测系统，提 高汽轮机的运行稳 定性和可靠性
加强汽轮机的维护 和保养，延长其使 用寿命和可靠性
发展新型的汽轮机技术
提高效率：通过改进设计、材料和制造工艺，提高汽轮机的热效率和机械效率 降低排放：采用环保技术，减少废气排放，降低对环境的影响
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汽轮机的工作原理
汇报人：
目录
PART One
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PART Two
汽轮机的概述
PART Three
汽轮机的工作流程
PART Four
汽轮机的结构特点
PART Five
汽轮机的运行和维 护
PART Six
汽轮机的发展趋势 和未来展望
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汽轮机的概述
汽轮机的定义
汽轮机是一种将蒸汽的热能转化为机械能的旋转式动力机械。 主要由汽缸、转子、叶片、轴承等部件组成。 工作原理：蒸汽进入汽缸，推动转子旋转，从而输出机械能。 应用领域：广泛应用于发电、船舶、化工、冶金等行业。
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汇报人：
提高可靠性：通过优化设计、提高制造精度和加强维护，提高汽轮机的可靠性和寿命

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单级冲动式汽轮机
左图所示：蒸汽 在喷嘴中发生膨胀，压 力由p0降至p1，流速 从c0增至c1，将蒸汽 的热能转变为动能。蒸 汽进入动叶栅后，改变 流动方向，产生了冲动 作用力使叶轮旋转作功， 将蒸汽动能转变为转子 的机械能。蒸汽离开动 叶栅的速度降至c2。 由于蒸汽在动叶栅中不 膨胀，所以动叶栅前后 压力相等，即p1=p2。
蒸汽热能
动能
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机械能
冲动式汽轮机工作原理
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。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旋转作功， 将蒸汽的动能变成叶轮 轴旋转的机械能。这种 利用冲动力作功的原理， 称为冲动作用原理。
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反动作用原理
蒸汽的热能转变为动能的 过程，不仅在喷嘴中发生，而 且在动叶片中也同样发生的汽 轮机，叫做反动式汽轮机。
在反动式汽轮机中，蒸汽 不但在喷嘴（静叶栅）中产生 膨胀，压力由p0降至p1，速度 由c0增至c1，高速汽流对动叶 产生一个冲动力；而且在动叶 栅中也膨胀，压力由p1降至p2， 速度由动叶进口相对速度w1增 至动叶出口相对速度w2,汽流 必然对动叶产生一个由于加速 而引起的反动力，使转子在蒸 汽冲动力和反动力的共同作用 下旋转作功。
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双列汽轮机工作原理
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多级冲动式汽轮机
左图所示为一种具有三 个冲动级的多级冲动式汽轮 机。整个汽轮机的比焓降分 别由三个冲动级加以利用。 蒸汽进入汽缸后，在第一级 喷嘴2中发生膨胀，压力由 p0降至p1，汽流速度由co 增至c1，然后进入第一级动 叶栅3中作功,作功后流出动 叶栅的汽流速度降至c2，由 于蒸汽在动叶栅中不发生膨 胀，动叶栅后的压力（即第 一级后压力）即等于喷嘴后 的压力p1，从第一级流出的 蒸汽，再依次进入其后的两 级并重复上述作功过程，最 后从排汽管中排出。

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第三章、汽轮机的基本结构
7、隔板的结构形式 隔板的具体结构是根据隔板的工作温度和作用在两侧的蒸汽压差
来决定的，主要有以下三种形式： ⑴ 焊接隔板：焊接隔板具有较高的强度和刚度，较好的汽密性，
加工较方便，被广泛用于中、高参数汽轮机的高、中压部分。 ⑵ 窄喷嘴焊接隔板：高参数大功率汽轮机的高压部分，每一级的
4、大功率汽轮机的高、中压缸采用双层缸结构 大功率汽轮机的高、中压缸采用双层缸结构有
如下优点： ⑴ 整个蒸汽压差由外缸和内缸分担，从而可减
薄内、外缸缸壁及法兰的厚度。 ⑵ 外层汽缸不致与高温蒸汽相接触，因而外缸
可以采用较低级的钢材，节省优质钢材。 ⑶ 双层缸结构的汽轮机在起动、停机时，汽缸
的加热和冷却过程都可加快，因而缩短了起动 和停机的时间。
静止件包括基础、台板、汽ห้องสมุดไป่ตู้、喷嘴、 隔板、汽封等；
支撑件主要包括轴承座、轴承； 动件即转子，由轴和叶片组成。
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第三章、汽轮机的基本结构
1、汽缸的作用 汽缸是汽轮机的外壳。汽缸的作用主要是将汽
轮机的通流部分（喷嘴、隔板、转子等）与大 气隔开，保证蒸汽在汽轮机内完成做功过程。 此外，它还支承汽轮机的某些静止部件（隔板、 喷嘴室、汽封套等），承受它们的重量，还要 承受由于沿汽缸轴向、径向温度分布不均而产 生的热应力。
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第二章、汽轮机特点
汽轮机的优点是单机功率大、效率高、 运行安全可靠、使用寿命长。
缺点是装置庞大、复杂、需大量的水， 不适合于小功率或移动式。
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第三章、汽轮机的基本结构
汽轮机装置包括汽轮机本体、辅助设备、 调节部分、供油系统四大部分组成。
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第三章、汽轮机的基本结构
汽轮机本体由静止件、转动件及支撑件 组成。

第六章 汽轮机设备
整体概况
概况一
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01
概况二
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02
概况三
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03
电厂设备照片
整体1 整体2 晾水塔 磨煤机 集控室1 集控室2 集控室3 变电站1 变电站2 吹灰器1 吹灰器2 吹灰器3
燃烧器1 燃烧器2 除尘设备 下降管 主蒸汽和再热蒸汽管 风压仪 汽包 汽包水位计 一次风机 送风机
• 在多级汽轮机中，一级的余速损失常可部 份或全部被下一级所利用。
一、汽轮机的级
一、汽轮机的级
• 按照受力形式，汽轮机的级分为：
➢冲动级 ➢反动级
• 按照工作特点，汽轮机的级分为：
➢速度级 ➢压力级
• 汽轮机第一级的通流面积随负荷而改变， 故该级又称为调节级。调节级以后的其他 级统称为压力级。
三、汽轮机的分类和型号
• 汽轮机的型号用来表示汽轮机的热力特点、出力 及进汽参数规范等。
变型设计次序 蒸汽参数 额定功率（MW) 汽轮机类型
• N300－16.7／538／538 • 凝汽式汽轮机、额定功率300MW、新蒸汽压力
16.7MPa、温度538℃、再热蒸汽温度538℃。
三、汽轮机的分类和型号
汽轮机内的能量转换
➢工作蒸汽先在喷管内进行膨胀，压力降 低而速度增大，形成一股高速汽流，此 高速汽流喷射到动叶上，推动转子转动， 因而使蒸汽的热能转变为机械能。
蒸汽热能
汽流的动能
机轴上的机械能
喷管内
动叶内
汽轮机的基本作功单元－“级”
• 级：汽轮机的基本做功单元。
一、汽轮机的级
• 蒸汽从汽轮机的进口开始，依次轴向通过 串联布置的各个级，在每一级内都将一部 分热能转变为机械功。

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四、真空泵结构、原理。
如右图为水环泵的 工作原理示意图，水环 泵是由叶轮、泵体、吸 排气盘、水在泵体内壁 形成的水环、吸气口、 排气口等组成的。
叶轮被偏心的安装在 泵体中，当叶轮按顺时 针方向旋转时，进入水 环泵泵体的水被叶轮抛 向四周，由于离心力的 作用，水形成了一个与泵腔形状相似的等厚度的封闭的水 环。水环的上部内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的下部
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5、汽轮机进汽
(1)汽轮机高压缸进汽
a.蒸汽品质符合要求。
b.蒸汽参数符合要求。
(2)汽轮机中压并汽条件
a.高压调门开度大于15%。
b.中压蒸汽压力＞1.5MPa、过热度大于50℃。
(3)低压并汽：
a.低压蒸汽压力＞1.5 kg/cm2.
b.温度大于＞200℃。
c.低压旁路减压阀开度大于20%时。
(5)监视机组转子静止的膨胀、差胀、振动、轴承温度
(6)注意高压缸排汽管必须充分疏水，防止管道水冲击。
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汽轮机的停机——只有一种定参数方式 (1)燃机减负荷至排烟温度565℃，汽机高压调门开始以 20%/min速率关闭。当排烟温度小于524℃时，高压调门速 关。 (2)当高压调门开度小于15%时中压过热蒸汽至再热器入口 调门即时全关。 (3)当机组解列转速小于75%，低压调门关闭。 (4)投入盘车后，关闭高中压汽缸的抽真空阀，可以减小 高中压缸的上下温差，给机组启动带来方便。
汽轮机设备及运行
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讲课要求：
一、汽轮机基本结构。 二、汽轮机起停要注意的事项。 三、汽轮机起停监控（重点）。 四、真空泵结构、原理。
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Hale Waihona Puke 一、汽轮机基本结构 1、汽轮机的组成 2、机组的死点 3、汽轮机的热工监控点 4、主汽门的结构

2、冲转时使用：减小启动力矩，使冲转过程更平稳。
汽轮机冲转时启动力矩较大，通过盘车低转速过度可以 减小启动初始力矩。
3、停机后使用：使转子均匀冷却，减小转子热变形和重
力变形。 汽轮机停机后，汽缸和转子等部件由热态逐渐冷却，其 下部冷却快，上部冷却慢，转子因上下温差而产生弯曲，弯 曲程度会随着停机后的时间而增加。因此，停机后，应投入 盘车装置，盘车可搅和汽缸内的汽流，以利于消除汽缸上、 下温差，防止转子变形，有助于消除温度较高的轴颈对轴瓦 的损伤。
二、盘车装置的结构及工作原理
1、我厂盘车主要参数： 盘车装置电动机： 型号： 功率： 电压： 电流： 转速：
一台 YB2-225M-850HZ 22KW 380V 47.4A 730r/min
盘车时转子转速： 4.29r/min
2、盘车主要结构：如图，我厂汽轮机盘车为 电液操纵摆动
就地手动启动盘车：⑴确认盘车启动条件①润滑油压
正常指示灯亮，②顶轴油压正常指示灯亮；⑵将盘车 钥匙开关拨至手动位置；⑶确认主汽门全关信号正常； ⑷按下电磁阀动作按钮①电磁阀动作指示灯亮；⑸盘 车齿轮与汽轮机大轴齿轮啮合到位①啮合到位指示灯 亮；⑹按下盘车电动机启动按钮，启动电动机，盘车 开始运行①盘车运行指示灯亮，记录汽轮机盘车电流 及汽轮机大轴偏心；②注意盘车齿轮与汽轮机大轴齿 轮啮合不到位，30秒后按下电动机启动按钮，启动电 动机，盘车开始运行①盘车运行指示灯亮，记录汽轮 机盘车电流及汽轮机大轴偏心；⑺机组运行 3000r/min，把选择开关拨至自动位。
汽轮机盘车
主讲内容
一、盘车装置作用； 二、盘车装置结构； 三、盘车的投运时间及投运方法； 四、盘车装置的停运时间及方法； 五、大家讨论：几个常见问题； 六、总结。

第一章 汽轮机级的工作原理
第一节 概述
• 1.概念：级是汽轮 机中最基本的做功 单元
• 2.组成：级由静叶 栅（喷管）和动叶 栅组成
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一、冲动作用原理和反动作用原理
图1-1单级汽轮机结构图（立体图，结构图）
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一、蒸汽的冲动作用原理和反动作用原理
• 动叶栅：动叶按一定的距离和角度安装在叶 轮上形成动叶栅，并构成许多相同的蒸汽通 道。
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• 作业：画出带反动度的冲动级的压力和速度变化示意 图。
• 参考教材p7图1-5
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（2）反动级：
通常把反动度m = 0.5的级称为反动级。 对于反动级来说，蒸汽在喷管和动叶通道的 膨胀程度相同。 当汽流通过动叶通道时，一方面要改变方向， 同时还要膨胀加速，前者会对叶片产生一个冲 动力，后 者会对叶片产生一个反作用力，即 反动力。蒸汽通过这种级，两种力同时作功。
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反动力 轮周力
Fz
冲动力
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m
二、汽轮机级的反动度
1、汽轮机级的反动度
ΔhC0
Δht*—级的滞止理想 焓降， Δhn*—蒸汽在喷管 中的滞止理想焓降， Δhb—蒸汽在动叶中 的理想焓降。
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反动度：蒸汽在动叶栅中膨胀时的理想焓降和蒸汽在 整个级中的理想滞止焓降之比。
Δhb
Δhb
反动度m=---------------- = --------
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• 1）纯冲动级
• 通常把反动度m等于零的级称为纯冲动级。
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• 纯冲动级的特点： • 对于纯冲动级来说，W1=W2，P1=P2,Δht*
=Δhn* 、Δhb = 0 、 m = 0； • 动叶叶型几乎对称弯曲； • 蒸汽在动叶栅中不膨胀只改变流动方向； • 动叶进出口压力p相等，相对速度w也相等； • 纯冲动级做功能力大，但效率低。

反动作用原理
蒸汽得热能转变为动能得过 程,不仅在喷嘴中发生,而且在动 叶片中也同样发生得汽轮机,叫 做反动式汽轮机。
在反动式汽轮机中,蒸汽不 但在喷嘴(静叶栅)中产生膨胀, 压力由p0降至p1,速度由c0增至 c1,高速汽流对动叶产生一个冲 动力;而且在动叶栅中也膨胀,压 力由p1降至p2,速度由动叶进口 相对速度w1增至动叶出口相对速 度w2,汽流必然对动叶产生一个 由于加速而引起得反动力,使转 子在蒸汽冲动力与反动力得共同 作用下旋转作功。
汽轮机剖面图
汽轮机转子
汽轮机转子在高温蒸汽中高速旋转,不 仅要承受汽流得作用力与由叶片、叶轮本 身离心力所引起得应力,而且还承受着由温 度差所引起得热应力。此外,当转子不平衡 质量过大时,将引起汽轮机得振动。因此, 转子得工作状况对汽轮机得安全、经济运 行有着很大得影响。
给水泵汽轮机转子
330MW机组低压转子
目前单台机组容量已突破1300MW
➢ 运转平稳、事故率较低、充分提高了设备利 用率
一般可保持3～4年大修一次
汽轮机得应用领域
发电拖动
火力发电厂、核电厂
工业拖动
钢铁厂、造纸厂、化工厂
舰船拖动
大型远洋船舶、军事大型舰艇、核动力航空母舰
汽轮机得基本概念
汽轮机就是用具有一定温度与压 力得蒸汽来做功得回转式原动机 。 按其做功原理得不同,可分为冲动式 汽轮机与反动式汽轮机两种类型。
超超临界汽轮机 新蒸汽压力为25、0MPa以上。
汽轮机得结构
汽轮机由转动部分与静止部分所组成。 汽轮机转动部件得组合体称为转子,它包括 主轴、叶轮(或转鼓)、动叶栅、联轴器及 装在轴上得其她零件。蒸汽作用在动叶栅 上得力矩,通过叶轮、主轴与联轴器传递给 发电机或其她设备,并使它们旋转而作功。 汽轮机得静止部分包括基础、台板(机座)、 汽缸、喷嘴、隔板、汽封、轴承等部件,但 主要就是汽缸与隔板。

3.利用现代控制技术，采用预测控制， 根据历史和当时负荷波动趋势，预测 负荷变化，通过提前改变燃料量作好 负荷变化的准备，增强一次调频能力， 并使蒸汽参数波动控制在最小范围内， 提高机组运行的经济性和安全性。
6.1.3 汽轮机调节系统的基本组成
调节系统基本组成 ❖转速感受机构 转子转速转变为一次控制信号 ❖中间放大机构 中间功率放大 ❖油动机 执行机构 ❖配汽机构 油动机行程与蒸汽流量非线性校正机构 ❖同步器 单机时改变机组转速和并网时改变机组功率 ❖启动装置 启动冲转、提升转速至同步器动作转速
Байду номын сангаас
电网有功负荷变化的基本特征
电网有功负荷随人们生活、工作 节律而变。基本特征是以24小时为 周期的大幅、慢变上迭加随机、小 幅、快变波动。
➢ 第一类变化
幅度小、周期短，具有随机性。 幅度小于5%，秒级。
➢ 第二类变化
幅度较大、周期较长，有一定可 预测性。大于5%，分级。
➢ 第三类变化
幅度大、周期长，由生产、生活 和气象等节律引起的。
频率一次调整
利用汽轮机转速控制或调节器，感受电网频 率(周波)变化改变有功功率输出，维持同步区 域发电输出与电网负荷平衡。这样的调节过程 称为一次调频。
一次调频为有差调节，汽轮机功率的改变量 正比于频率偏差。很明显，一次调频后满足了 外界负荷要求，但并不能保持电网频率不变。
频率二次调整
变化周期较长、变动幅度较大，有一定可预 测性。为在电网一次频率调整后，消除频率偏 差，通过调频机组或调频电厂，平移调节系统 静态特性线，改变调频机组的输出功率，补偿 电网负荷的静态频率特性产生的功率变化，使 电网频率维持在额定值。调频器来调整。
❖高压调门过开或过关