小型汽轮机(汽轮机的原理和构造)-趣虎号

汽轮机小知识

1.汽轮机基础知识

<；一>；汽轮机基本概念知识

1、水的临界压力

当水的压力达到225.65Kg/cm2、温度达到374.15℃时，水和蒸汽的密度就相同了，分不出水与蒸汽的界线，水在不发生汽化的情况下就变以为蒸汽，水不再用沸腾汽化的方式进行蒸发，这个压力就称为水的临界压力。

2、汽流速度相当于音速时蒸汽所处的状态称为临界状态，产生临界状态的截面称为临界截面，该截面上所有的参数均称为临界参数，即临界速度CC、临界压力PC、临界压力比εC、临界比容υC、临界流量GC等。

3、汽轮机的极限真空

1㎏蒸汽进入汽轮机后，由于蒸汽压力降为排汽压力，用来做功的有用热降为新蒸汽热量与排汽含热量之差，假定新蒸汽的压力和温度不变，则当凝汽器真空超高，排汽的含热量越小，这样，同1㎏蒸汽用来做功的热量就增加了。所以，当真空高时就可以使汽轮机的耗汽量减小。

但真空的提高不是没有限制的，真空的提高受到末级叶片膨胀能力的限制，与此能力相当的真空就叫做极限真空，超过这一极限真空而再提高时，也不能使汽轮机负荷继续增加而获得经济效益。

4、汽轮机的差胀

汽缸与转子之间的相对膨胀之差叫差胀。正差胀大说明汽缸胀得慢，转子胀得快，负差胀说明汽缸未收缩转子已收缩了，或汽缸胀得快，转子胀得慢，这种现象发生在有法兰加热装置的汽轮机上。

5、汽轮机的临界转速

由于轴的重心和转子的重心之间有偏心，因此在轴转动时就产生离心力，这是造成汽轮机振动和轴弯曲的主要原因。转子旋转时，重心随着轴中心线而转动，当轴每转一周，就产生一次振动，这是离心力引起的对轴的强迫振动，每秒钟产生的对轴的强迫振动次数叫做强迫振动的频率。

当转子的强迫振动频率和转子的自由振动频率相重合时，也就是离心力方向变动的次数引起转子强迫振动频率和自由振动频率相同或成比例时，就产生共振，这时转子的振动特别大，这一转速就称为转子的临界转速。

6、过冷度

汽轮机排汽温度与凝结水温度之差叫做过冷度。过冷度大，要降低汽轮机的经济性，因凝结水温度低，被冷却水带走热量就多，热损失就大。

7、冷却倍率

每吨排轿空汽凝结时所需要的冷却水量，称为冷却倍率=冷却水量/排汽量。

一般凝汽器的冷却倍率取50~60，还有更大的。

8、排汽温度与真空之间的关系

水的沸腾温度与水表面上的气体（如：空气、水蒸汽）压力有一定关系。

水表面的空气压力越大，水的沸点也越高，水的温度达到备帆孙沸点后，水若继续受热就会变为同温度的水蒸汽，水在变为水蒸汽的过程中，水的温度并不升高，在此温度的水称为饱和水，同温度的水蒸汽称为饱和蒸汽。

为什么在汽轮机的排气室中温度只有几十度还会有水蒸汽呢？这是因为排气室中的压力比大气压力低，所以水蒸汽的饱和温度出很低，虽然只有几十度，水仍然是汽态。

我们说凝汽

2.汽轮机基础知识

将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械。

又称蒸汽透平。主要用作发电用的原动机，也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。

还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要。汽轮机是将蒸汽的能量转换为机械功的旋转式动力机械，是蒸汽动力装置的主要设备之一。

汽轮机是一种透平机械，又称蒸汽透平。公元一世纪时，亚历山大的希罗记述了利用蒸汽反作用力而旋转的汽转球，又称为风神轮，这是最早的反动式汽轮机的雏形；1629年意大利的布兰卡提出由一股蒸汽冲击叶片而旋转的转轮。

19世纪末，瑞典拉瓦尔和英国帕森斯分别创制了实用的汽轮机。拉瓦尔于1882年制成了第一台5马力（3.67千瓦）的单级冲动式汽轮机，并解决了有关的喷嘴设计和强度设计问题。

单级冲动式汽轮机功率很小，现在已很少采用。 20世纪初，法国拉托仿链和瑞士佐莱分别制造了多级冲动式汽轮机。

多级结构为增大汽轮机功率开拓了道路，已被广泛采用，机组功率不断增大。帕森斯在1884年取得英国专利，制成了第一台10马力的多级反动式汽轮机，这台汽轮机的功率和效率在当时都占领先地位。

20世纪初，美国的柯蒂斯制成多个速度级的汽轮机，每个速度级一般有两列动叶，在第一列动叶后在汽缸上装有导向叶片，将汽流导向第二列动叶。现在速度级的汽轮机只用于小型的汽轮机上，主要驱动泵、鼓风机等，也常用作中小型多级汽轮机的第一级。

与往复式蒸汽机相比，汽轮机中的蒸汽流动是连续的、高速的，单位面积中能通过的流量大，因而能发出较大的功率。大功率汽轮机可以采用较高的蒸汽压力和温度，故热效率较高。

19世纪以来，汽轮机的发展就是在不断提高安全可靠性、耐用性和保证运行方便的基础上，增大单机功率和提高装置的热经济性。汽轮机的出现推动了电力工业的发展，到20世纪初，电站汽轮机单机功率已达10兆瓦。

随着电力应用的日益广泛，美国纽约等大城市的电站尖峰负荷在20年代已接近1000兆瓦，如果单机功率只有10兆瓦，则需要装机近百台，因此20年代时单机功率就已增大到60兆瓦，30年代初又出现了165兆瓦和208兆瓦的汽轮机。此后的经济衰退和第二次世界大战期间爆发，使汽轮机单机功率的增大处于停顿状态。

50年代，随着战后经济发展，电力需求突飞猛进，单机功率又开始不断增大，陆续出现了325~600兆瓦的大型汽轮机；60年代制成了1000兆瓦汽轮机；70年代，制成了1300兆瓦汽轮机。现在许多国家常用的单机功率为300~600兆瓦。

汽轮机在社会经济的各部门中都有广泛的应用。汽轮机种类很多，并有不同的分类方法。

按结构分，有单级汽轮机和多级汽轮机；各级装在一个汽缸内的单缸汽轮机，和各级分装在几个汽缸内的多缸汽轮机；各级装在一根轴上的单轴汽轮机，和各级装在两根平行轴上的双轴汽轮机等。按工作原理分，有蒸汽主要在各级喷嘴（或静叶）中膨胀的冲动式汽轮机；蒸汽在静叶和动叶中都膨胀的反动式汽轮机；以及蒸汽在喷嘴中膨胀后的动能在几列动叶上加以利用的速度级汽轮机。

按热力特性分，有为凝汽式、供热式、背压式、抽汽式和饱和蒸汽汽轮机等类型。凝汽式汽轮机排出的蒸汽流入凝汽器，排汽压力低于大气压力，因此具有良好的热力性能，是最为常用的一种汽轮机；供热式汽轮机既提供动力驱动发电机或其他机械，又提供生产或生活用热，具有较高的热能利用率；背压式汽轮机的排汽压力大于大气压力的汽轮机；抽汽式汽轮机是能从中间级抽出蒸汽供热的汽轮机；饱和蒸汽轮机是以饱和状态的蒸汽作为新蒸汽的汽轮机。

汽轮机的蒸汽从进口膨胀到出口，单位质量蒸汽的容积增大几百倍，甚至上千倍，因此各级叶片高度必须逐级加长。大功率凝汽式汽轮机所需的排汽面积很大，末级叶片须做得很长。

汽轮机装置的热经济性用汽轮机热耗率或热效率表示。汽轮机热耗率是每输出单位机械功所消耗的蒸汽热量，热效率是输出机械功与所耗蒸汽热量之比。

对于整个电站，还需考虑锅炉效率和厂内用电。因此，电站热耗率比单独汽轮机的热耗率高，电站热效率比单独汽轮机的热效率低。

一座汽轮发电机总功率为1000兆瓦的电站，每年约需耗用标准煤230万吨。如果热效率绝对值能提高1%，每年可节约标准煤 6万吨。

因此，汽轮机装置的热效率一直受到重视。为了提高汽轮机热效率，除了不断改进汽轮机本身的效率，包括改进各级叶片的叶型设计（以减少流动损失）和降低阀门及进排汽管损失以外，还可从热力学观点出发采取措施。

根据热力学原理，新蒸汽参数越高，热力循环的热效率也越高。早期汽轮机所用新蒸汽压力和温度都较低，热效率低于20%。

小型汽轮机(汽轮机的原理和构造)(图1)

随着单机功率的提高，30年代初新蒸汽压力已提高到3~4兆帕，温度为400~450℃。随着高温材料的不断改进，蒸汽温度逐步提高到535℃，压力也提高到6~12.5兆帕，个别的已达16兆帕，热效率达30%以上。

50年代初，已有采用新蒸汽温度为600℃的汽轮机。以后又有新蒸汽温度为650℃的汽轮机。

现代大型汽轮机按照其输出功率的不同，采用的新蒸汽压力又可以分为各个压力等级，通常采用新蒸汽压力24.5~26兆帕。

3.汽轮机基础知识

汽轮机基本概念知识

1、水的临界压力

3、汽轮机的极限真空

4、汽轮机的差胀

5、汽轮机的临界转速

6、过冷度

汽轮机排汽温度与凝结水温度之差叫做过冷度。过冷度大，要降低汽轮机的经济性，因凝结水温度低，被冷却水带走热量就多，热损失就大。

7、冷却倍率

每吨排汽凝结时所需要的冷却水量，称为冷却倍率=冷却水量/排汽量。

一般凝汽器的冷却倍率取50~60，还有更大的。

8、排汽温度与真空之间的关系

水的沸腾温度与水表面上的气体（如：空气、水蒸汽）压力有一定关系。

水表面的空气压力越大，水的沸点也越高，水的温度达到沸点后，水若继续受热就会变为同温度的水蒸汽，水在变为水蒸汽的过程中，水的温度并不升高，在此温度的水称为饱和水，同温度的水蒸汽称为饱和蒸汽。

我们说凝汽

4.汽轮机运行要知道那些知识

机组负荷，周波，转速，进汽压力、温度排气压力也就是凝汽器真空，安全油压，润滑油压一二次脉冲油压，润滑油温，各个辅机运行电流，出口压力，调节级及各级抽气压力等等。

保养

1、每15天至少1次，启动润滑油泵、顶轴油泵、发电机密封油泵、调节系统油泵，并通过盘车装置盘车15分钟；

2、每15天至少1次，启动调节系统的油泵，并开、关汽轮机配汽系统的所有油动机；

3、如果汽轮机停运超过10天，应根据专门程序，防止在汽轮机装置和汽轮机通流部分形成和积聚水份。

4、当汽轮机长期处于盘车状态时，每班（8个小时）应至少一次，启动调节系统的电动油泵15分钟，向调速器轴承的备用润滑油箱充油。

中小型汽轮机范围是多少

汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械。又称蒸汽透平。主要用作发电用的原动机，也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。还可以利用汽轮机的排汽或中间皮庆前抽汽满足生产和生活上的供热需要。

5．汽轮机按照蒸汽参数（压力和温度）分差拿为：

——低压汽轮机：主蒸汽压力小于1.47Mpa；

——中压汽轮机：主蒸汽压力在燃清1.96—3.92Mpa；

汽轮机的工作原理

汽轮机的工作原理:

汽轮机是利用蒸汽做功的一种旋转式动力机械，它可将蒸汽的热能转换为老禅隐汽轮机轴的回转机械能在汽轮机中,蒸汽在喷嘴中发生膨胀，因而汽压，汽温降低，速度增加，蒸汽的热能转变为动能。然后蒸汽流从喷嘴流出，以高速度喷射到叶片上，高速汽流流经袭雀动叶片组时，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，叶轮带动汽轮机轴转动，从而完成了蒸汽的热能到轴旋转的机械能的转变。

知识点延伸：

汽轮机是将蒸汽的能量转换成侍厅为机械功的旋转式动力机械。又称蒸汽透平。主要用作发电用的原动机，也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要。