chapter 1 汽轮机的基本工作原理
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第一章概述第一节汽轮机的用途汽轮机是以水蒸气为工质,将蒸汽热能转换成转子旋转的机械能的动力机械,它具有单机功率大、效率高、转速高、运转平稳、单位功率制造成本低和使用寿命长等优点,在现代工业中得到广泛的应用。
汽轮机的主要用途是在热力发电厂中作原动机。
在以煤、石油和天然气为燃料的火力发电厂、核电站和地热电厂中,都采用以汽轮机为原动机的汽轮发电机组,其发电量约占总发电量的80%左右。
另外,汽轮机的排汽或中间抽汽还可以用来满足生产和生活的供热需要,这种既供热、又供电的汽轮机称为热电合供汽轮机,这种汽轮机在热能的综合利用方面具有较高的经济性。
由于汽轮机能够变速运行,故还可以用它直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。
在生产过程中有余能、余热的各种工厂企业中,可以利用各种类型的工业汽轮机,使不同品位的热能得到合理有效的利用,从而提高企业的节能和经济效益。
生产电能的工厂称为发电厂(如火力发电厂、水电厂、核电站等)。
火力发电厂简称为火电厂,它是利用化石燃料(煤、石油、天然气)中蕴藏的化学能,在锅炉内通过燃烧转换为蒸汽的热能,然后在汽轮机内将蒸汽的热能转换成机械能带动发电机发电的工厂。
在世界范围内火电厂中,燃煤电厂所占比例最大,如英国和德国高达70%,美国和前苏联几乎占50%,我国超过70%。
第二节汽轮机发展史概述一、汽轮机的发展特点自1883年瑞典工程师拉瓦尔首先发明、制造了世界上第一台单级冲动式汽轮机,1884年英国工程师帕森斯发明了第一台多级反动式汽轮机以来,汽轮机已有一百余年的历史。
近几十年汽轮机的发展尤为迅速,其发展的主要特点是:1、单机功率增大。
世界工业发达国家的汽轮机生产在60年代已达到500~600MW机组等级水平。
1972年瑞士BBC公司制造的1300MW双轴全速汽轮机(24MPa/538℃/538℃,n=3600r/min)在美国投入运行,1976年西德KWU公司制造的单轴半速(n=1500r/mn)1300MW饱和蒸汽参数汽轮机投入运行,1982年世界最大1200MW单轴全速汽轮机(24hEPa/540℃/540℃)在前苏联投入运行。
汽轮机的工作原理讲解
汽轮机是一种利用燃料燃烧释放的热能,通过燃气在高温和高压条件
下对涡轮叶片进行推动,从而驱动发电机产生电能的热能转换设备。
它的
工作原理基于热力学循环原理,主要包括热能转换、能量变化、动力传递
和工作过程四个方面。
1.热能转换过程:
2.能量变化过程:
高温高压的燃气通过喷嘴进入涡轮,燃气对涡轮叶片的推动力会导致
涡轮旋转。
而涡轮旋转则会转化为机械能,进而传递到轴上。
涡轮上的叶
片被高速旋转的燃气推动,能量逐渐从燃气转移到涡轮上。
3.动力传递过程:
燃气转动涡轮的运动被传递到轴上,然后再传输给发电机、泵或机械
设备等。
涡轮旋转的能量会带动连接在轴上的部件进行工作。
通常情况下,轴会与发电机驱动装置连接,涡轮运动的能量最后会被传递到发电机上,
从而产生电能。
4.工作过程:
具体而言,汽轮机的工作过程通常分为四个过程:加热过程、定容过程、膨胀过程和排气过程。
-加热过程:燃料在燃烧室中燃烧,释放出高温高压的燃气。
-定容过程:高温高压的燃气进入涡轮,将热能转化为机械能,完成
能量的转化。
-膨胀过程:涡轮旋转的机械能被传递到轴上,进而传输给发电机等部件以产生有用功。
-排气过程:燃气经过涡轮之后,被排出汽轮机系统。
总的来说,汽轮机的工作原理是通过燃料的燃烧产生高温高压气体,再利用燃气对涡轮的推动作用将热能转化为机械能,然后通过轴将机械能传递给发电机等部件,最终转化为电能或其他形式的能量输出。
汽轮机广泛应用于发电站、船舶、航空、石化等领域,是一种高效可靠的能源转换装置。
第一章汽chapter 1 Working principle of steam turbine stage第一节概述Introduction一、汽轮机的结构简介Introduction of the construction of steam turbine级:由一列静叶栅和一列动叶栅组成,完成蒸汽的热能转换成转子的机械能的最基本单元。
汽轮机:单级:喷嘴动叶多级:静子,由汽缸、隔板、静叶、轴承等组成。
转子,由主轴、叶轮、叶片、联轴器、盘车等组成。
辅机如图1-1和1-2所示。
二、蒸汽的冲动作用原理和反动作用原理Impulse principle and reaction principle of steam(一)冲动作用原理冲动力:改变其速度的大小和方向则产生一冲动力或汽流改变流动方向对汽道产生一离心力,此力为冲动力(图1-3)。
此力的大小取决于单位时间内通过动叶通道的蒸汽质量及其速度的变化。
(二)反动作用原理反动力:因汽流膨胀产生一相反力(汽体压力变化),如火箭。
此力的大小取决于汽体压力的变化。
作用在动叶片上的里有:冲动力反动力如图1-4和1-5三、汽轮机级的类型和特点Types and characteristics of steam turbine stages(一)汽轮机级的反动度1、定义:蒸汽在动叶栅中膨胀时的理想焓降Δh b和整个级的理想滞止焓降Δh*t之比。
Ω∆∆mbthh =*Ω增加,则Δh b增加,蒸汽对动叶的反动力也越大。
(图1-6)平均反动度:动叶平均直径截面上的理想焓降。
2、意义:衡量在动叶中膨胀的程度。
(二)汽轮机级的类型轴流式有以下几种:1、冲动级和发动机和反动级(1)冲动级纯冲动级:Ω=0特点:蒸汽只在喷嘴叶栅中膨胀,在动叶栅中不膨胀而只改变其流动方向。
结构:动叶叶型对称弯曲。
(图1-7)做功能力大、效率低、不采用。
带反动度的冲动级:Ω=0.05~0.2特点: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中进行,作功能力比反动级大,效率比纯冲动级高。