汽轮机热力性能
汽轮机热力性能
qilunji reli xingneng
汽轮机热力性能
steam turbine performance
汽轮机装置(包括汽轮机、凝汽器和给水加热器等)的热力性能，包括热耗率和热效率，主要与采用的热力系统有关。
热力系统 图1[300兆瓦汽轮机装置热力系统示意图]
为采用再热的 300兆瓦凝汽式汽轮机装置的热力系统示意图。来自锅炉的蒸汽经蒸汽室进入高压缸膨胀作功。高压缸的排汽,除小部分通往给水加热器加热给水外,其余的通往再热器。蒸汽在再热器中再热后，通往中压缸继续膨胀作功。中压缸的排汽，除小部分流向驱动给水泵的小汽轮机和除氧器外，其余流入双流结构的低压缸作功。低压缸的排汽和小汽轮机排汽一起进入凝汽器凝结成水。 为了提高循环热效率，从汽轮机中间级抽出一部分作过功的蒸汽，分别送入各给水加热器逐步加热凝结水。图 [300兆瓦汽轮机装置热力系统示意图]
中除轴封加热器外，共有8台加热器，其中1台为除氧器，它是混合式加热器，由抽汽将凝结水加热到饱和温度，以除去溶解在水中的氧，防止设备腐蚀；其余 7台均为表面式加热器。从凝结水泵出口到给水泵前这段管路上的加热器承受低水压，称为低压加热器；给水泵后的加热器承受高水压，称为高压加热器。给水泵将通过低压加热器的凝结水升压，再经高压加热器将给水加热后送往锅炉；另有很小部分给水从给水泵出口直接送往锅炉，用于喷水调节过热蒸汽温度。
各高压加热器中抽汽的凝结水（疏水）从抽汽压力较高的加热器逐级排入压力较低的加热器，并在其中放出一部分热量，最后排入除氧器。低压加热器也同样逐级排出疏水，最后排入凝汽器。
热力性能 汽轮机装置的热力性能用热耗率和热效率表示。汽轮机装置的热耗率为每输出单位机械功所耗的蒸汽热量。热效率是输出机械功与所耗蒸汽热量之比。电站汽轮机装置的热耗率和热效率是按发电机输出单位功计算的，已考虑了发电机效率。为了进行热力性能计算，必须列出各部分的热力系统热平衡方程，因此热力性能计算也称热平衡计算。 以图1 [300兆瓦汽轮机装置热力系统示意图]
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. 第二节 汽轮机组热力系统
汽轮机组热力系统主要是由新蒸汽管道及其疏水系统、汽轮机本体疏水系统、汽封系统、主凝结水系统、回热加热系统、真空抽气系统、循环水系统等组成。
一、新蒸汽管道及其疏水系统
由锅炉到汽轮机的全部新蒸汽管道，称为发电厂的新蒸汽管道，其中从隔离汽门到汽轮机的这一段管道成为汽轮机的进汽管道。在汽轮机的进汽管道上通常还连接有供给汽动油泵、抽气器和汽轮机端部轴封等处新蒸汽的管道，汽轮机的进汽管道和这些分支管道以及它们的疏水管构成了汽轮机的新蒸汽管道及其疏水系统。
3）在机组启动和低负荷运行时，为了保证除氧器的用汽，必须装设有饱和蒸汽或新蒸汽经减压后供除氧器用的备用汽源。
5）在机组启动、停止和正常运行中，要及时地迅速地把新蒸汽管道及其分支管路中的疏水排走，否则将会引起用汽设备和管道发生故障。这些疏水是：
①隔离汽门前、后的疏水和汽轮机进汽管道疏水。这两处疏水在机组启动暖管和停机时，都是排向地沟的，正常运行中经疏水器可疏至疏水扩容器或疏水箱。
②汽动油泵用汽排汽管路的凝结水。由于废汽是排入大气的，它的凝结水接触了大气，水质较差，且在机组启、停时才用，运行时间不长，故一般都排入地沟。
③汽轮机本体疏水。我们通常把汽轮机高压缸疏水、抽汽口疏水、低压缸疏水、抽汽管路上逆止门前后疏水以及轴封管路疏水等，统称为汽轮机本体疏水。这些疏水，由于压力的不同，而引向不同的容器中。高压疏水一般都是汇集在疏水膨胀箱内，在疏水膨胀箱内进行扩容，扩容后的蒸汽由导汽管送至凝汽器的喉部，而凝结水则由注水器（水力喷射器）送入凝汽器的热水井中。低压疏水可直接排入凝汽器。
6）一般中、低压汽轮机的自动主汽门前必须装设汽水分离器。汽水分离器的作用是分离蒸汽中所含的水分，提高进入汽轮机的蒸汽品质。21-1.5型机组的汽水分离器是与隔离汽门装置在一起的，N3-24型机组的汽水分离器是和自动主汽门装置在一起的。
二、凝结水管道系统
汽轮机培训课件
以高温、高压水蒸汽为工质，将热能转化为机械能的热动力装置称为蒸汽轮机，简称汽轮机或透平。在石油化工生产中的离心式压缩机、鼓风机以及离心泵等普遍采用汽轮机来驱动，一般转速都较高，在10000～20000rpm以上。有别于用来发电的汽轮机和燃气轮机。它具有启动扭矩大、便于直接驱动高速设备、容易实现转速调节、无易燃易爆危险、能较好地利用工厂余热、操作可靠、维修费用低等突出优点，在石油化工生产中得到广泛应用。
加氢联合装置有2台汽轮机，即加氢裂化离心压缩机机组的汽轮机K-53102T和加氢精制装置离心压缩机机组的汽轮机K-54102T。
一、汽轮机的工作原理
汽轮机的主要元件是由喷嘴(也称静叶)与动叶(也称叶片)两个部件组成。喷嘴固定在机壳或隔板上，动叶固定在轮盘上。
图9-1 汽轮机作功原理图
蒸汽通过喷嘴时，压力下降，体积膨胀形成高速汽流，这时蒸汽的热能转变为动能，并定向高速从喷嘴中喷射而出，推动叶轮旋转而作功。这种喷嘴、动叶以及叶轮
所构成汽轮机作功的单元，称为级，只有一级的汽轮机，称为单级汽轮机。由几个单级串联起来叫多级汽轮机。K-53102T汽轮机采用4级，K-54102T汽轮机采用8级。
汽轮机根据叶片做功方式的不同分为冲动式汽轮机和反动式汽轮机。反动式汽轮机一般都是多级的。动叶片直接装在轮鼓上，在两列动叶片之间有静叶片，装在汽缸的内壁上。由于动叶片前、后存在压力差，因而产生轴向推力，使转子向低压侧轴向位移。为抵消轴向力，在转子前装有平衡活塞。我装置两台汽轮机K-53102T、K-54102T均为反动式汽轮机。
二．汽轮机的分类
1．按照热力过程分为
(1). 凝汽式汽轮机
汽轮机排出的蒸汽进入凝汽器，冷凝为水。冷凝水质量好，可循环使用。这种汽轮机在石油炼厂用得较多；
(2). 抽气式汽轮机
在汽轮机工作过程中，从中抽出一定量的蒸汽供给工业或取暖用，其余的在机内作功，最后在凝气器中冷凝，常见于电厂发电用的汽轮机。
汽轮机辅助设备 名称 作用 组成
凝气设备 凝汽设备中凝结水设备的作用是将凝汽器热井中的凝结水送入除氧器。凝汽设备中真空抽气设备的作用是抽出凝汽器及有关负压系统中漏入的空气 包括凝结水泵，汽封加热器，汽封抽气器及若干个低压加热器等组成。真空抽气设备由凝汽器，抽气器及有关设备和管道等组成
循环水设备 将汽轮机凝汽器使用的冷却水经冷却装置冷却降温后输入凝汽器再循环使用 输入冷却水的管路，吸水井，循环水泵，冷却塔，排水管及补水泵
回热加热设备 利用汽轮机抽汽加热锅炉给水，使部分工质的汽化潜热重新在循环中得到利用，减少工质冷源损失，提高循环效率 高压加热器，除氧器，低压加热器，汽封加热器，汽封抽气器，疏水调整门，疏水泵，高价入口联成门和出口逆止门及有关设备和管道
给水除氧设备 除去锅炉给水溶解的氧份，防止溶解氧份造成热力设备腐蚀；将除氧器水箱中的水送入锅炉省煤器 除氧器，给水泵，高压加热器及有关设备和管道
汽封设备 阻止汽缸高压部分的蒸汽泄出和汽缸低压部分吸入空气，回收工质和热量 汽轮机轴端汽封的漏汽，供汽及回汽管路和设备
供油设备 供给机组调节，保安，轴承润滑，顶轴等处的工作用油 以透平油为工质的供油设备由油箱，主油泵，交流起动泵，交流润滑油泵，直流电动润滑油泵，主油器，冷油器，滤网，排油烟机，等组成。高压抗燃油设备由EH油箱，高压油泵，控制单元，蓄能器，过滤器，抗燃油再生装置等组成
旁路设备 机组启动期间，使蒸汽和再热蒸汽参数尽快达到汽轮机冲转要求；机组正常运行期间，协调机炉之间蒸汽量；机组甩负荷或运行工况急剧变化时，排出锅炉产生的过量蒸汽。旁路系统还可用于保护再热器
汽轮机调节安保系统 汽轮机调节系统的作用是控制汽轮机转速，使汽轮机发电机能并入电网，接待负荷，并保持指定的输出功率。数字电业调节系统还具有汽轮机自起停，阀门管理等功能。汽轮机保安系统的作用是在发生危机组安全的异常情况时，立即自动（或手动）关闭自动主汽门和调节气门紧急停机 液压调节系统由调速器，传动放大机构，执行机构组成。数字电液调节由数字控制器，手操作模拟系统和液压伺服系统等组成。保安系统设有超速保护，窜轴保护。低油压保护，低真空保护等
