《汽轮机原理》讲稿第五章
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《汽轮机原理》任课教师:胡丹梅上海电力学院动力系绪论1 火电厂基本概念(一)能量转换过程燃料化学能 → 蒸汽热能 → 机械能 → 电能(二)火电厂三大主机锅 炉:将燃料的化学能转变为蒸汽的热能 汽轮机:将锅炉生产蒸汽热能转化为 转子旋转机械能 发电机:将旋转机械能转化为电能火力发电厂示意图S T BT 4 4´ 3 3´ 11´2 2´ SB:锅炉 S:锅炉过热器 P C T:汽轮机 C:冷凝器 P:水泵2 汽论机分类:按作功原理分冲动式汽轮机 反动式汽轮机汽轮机按功能分凝汽式汽轮机 背压式汽轮机 供热式汽轮机 调节抽汽式汽轮机 低压汽轮机 中压汽轮机 高压汽轮机按参数高低分超高压汽轮机 亚临界压力汽轮机 超临界压力汽轮机按热力特性分类(即汽轮机型式)Z 凝汽式、中间再热式 Z 背压式 Z 调整抽汽式 供热TurbineTurbineTurbine热用户 按主蒸汽参数分类Z低压汽轮机:小于1.47 Mpa; Z中压汽轮机:1.96 ~ 3.92 Mpa; Z高压汽轮机:5.88 ~ 9.81 Mpa; Z超高压汽轮机:为11.77 ~ 13.93Mpa; Z临界压力汽轮机:15.69 ~ 17.65 Mpa; Z超临界压力汽轮机:大于22.15 Mpa; Z超超临界压力汽轮机:大于32 Mpa我国一次能源需求的情景预测(Mtce)1971 煤 石油 天然气 核电 水电 其它 总和 274 61 4 0 4 0 343 2000 941 337 43 6 27 1 1355 2010 1220 480 81 33 41 6 1861 2030 1826 826 216 90 77 13 3048 年增长率 (%) 2.2 3.0 5.5 9.3 3.5 6.8 2.7我国电力生产的情景预测 (TWh)1971 煤 石油 天然气 核电 水电 其它 总共 98 16 0 0 30 0 144 2000 1081 46 19 17 222 2 1387 2010 1723 51 74 90 333 10 2282 2030 3503 54 349 242 622 42 48133 汽轮机的主要技术发展采用大容量机组提高蒸汽初参数采用联合循环系统提高效率提高机组的运行水平4 汽轮机制造工业美国通用电气公司、西屋电气公司日本日立制作所、东芝电器会社、三菱重工株式会社瑞士BBC公司中国哈尔滨汽轮机厂、上海汽轮机厂、东方汽轮机厂、北京重型电机厂、青岛汽轮厂、武汉汽轮发电机厂、杭州汽轮机厂、南京汽轮发电机厂第一章汽轮机级的工作原理第一节概述一、汽轮机的级、级内能量转换过程1,汽轮机的级:静叶栅动叶栅是汽轮机作功的最小单元。
第八节 汽轮发电机组的振动汽轮发电机转于是一个结构非常复杂的弹性系统,它由汽轮机转于、发电机转于和励磁机转于组成。
它除受静载荷作用外,还受到转子质量不平颧引起的振动、轴承油膜失稳产生的油膜振荡以及电网扰动引起发电机气隙扭矩变化而产生的抽系扭振等作用。
前者屑弯扭联合作用下的静强度问题:后者周转子动力学问题。
本节只讨论汽轮机转子质量不乎衡引起的振动以及轴系的扭振问题。
汽轮机转于是在振动状态下工作的.其振动值的大小会直接影响汽轮机的安全运行。
汽轮机转于振动超过某一限值时,轻者噪音增大.影响转子及其零部件的使用寿命;重者动静部分发生摩擦,损坏零部件,甚至造成整合机组毁坏事故。
一、汽轮机转子的攫向振动由于汽轮机转子的结构非常复杂,在此不可能对实际汽轮机转于进行振动分析。
为了掌握转子振动的基本特性,现以单个轮盘转子为例.阐明转子振动中的一些共同特征。
(一)转子临界转速概念如图5.8.1所示汽轮机转子的转速升高到1c n 时、转子会发生强烈振动,轴承座的振幅明显增加,转速高于1c n 后,振幅减小,转速继续升高至2c n 时,振幅又增加,转速高于2c n 后。
振幅又减小,在工程中,把出现振幅峰值的转速称为转子临界转速,依次称为第一、二、…临界转速,并用1c n 、2c n 、…表示。
近代的汽轮机转子升速至工作转速的过程中需通过2~3阶转于临界转速。
以汽轮机转于工作转速0c n 高于还是低于第一临界转速分类,把转子分成挠性转子和刚性转子两大类。
0c n >1c n 的转于称为挠性转子;0c n <1c n 的转子称为刚性转子。
若挠性转子的工作转速介于1c n 与2c n 之间,则临界转速应满足下列安全要求:1.41c n <0c n <0.72c n对刚性转子、第一临界转速一般应为1c n =(1.25~1.8) 0c n(二) 单个轮盘转予的自由振动汽轮机转子振动可能是横向(垂直转子轴线方向)、轴向或扭转振动,也可能是以上几种情况的组合。