汽輪機與風機

1、2022-4-8主講：文泳竹12022-4-8主講：文泳竹2l第一講、我廠汽輪機與風機的現(xiàn)狀l第二講、汽輪機 緒論 第一節(jié)、汽輪機的原理及分類 第二節(jié)、熱力循環(huán) 第三節(jié)、汽輪機的構(gòu)造及各個系統(tǒng)l第三講、冶煉風機2022-4-8主講：文泳竹3 2022-4-8主講：文泳竹42022-4-8主講：文泳竹52022-4-8主講：文泳竹62022-4-8主講：文泳竹72022-4-8主講：文泳竹8l高爐供風l集中供熱l發(fā) 電2022-4-8主講：文泳竹92022-4-8主講：文泳竹102022-4-8主講：文泳竹11 汽輪機是一種將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械的外燃回轉(zhuǎn)式原動機。它和其它型式的原動機（如蒸汽機

2、、汽油機、柴油機等）相比具有可利用多種燃料，運轉(zhuǎn)安全、平穩(wěn)，尺寸小、重量輕和可設(shè)計成高轉(zhuǎn)速、大功率等一系列優(yōu)點。因此在工業(yè)生產(chǎn)的各個部門（如電力、冶金、化工、船舶運輸?shù)龋┲凶鳛閯恿C械而被廣泛采用。2022-4-8主講：文泳竹12l 目前，電力工業(yè)仍以包括核電站在內(nèi)的熱力發(fā)電和水力發(fā)電為主，其中水力發(fā)電雖然具有生產(chǎn)成本低、可以綜合利用的巨大優(yōu)點，但它同時具有建設(shè)周期長、投資大，受地區(qū)和季節(jié)限制等缺點，因此熱力發(fā)電在電力生產(chǎn)中仍占有較大的比重，這種比重的大小隨國家和地區(qū)的不同而不同。由于上述回轉(zhuǎn)式動力機械的優(yōu)點，目前熱力發(fā)電廠中拖動發(fā)電機的原動機主要采用汽輪機和燃氣輪機。燃氣輪機與汽輪機相比，具

3、有一些汽輪機無法比擬的優(yōu)點，如設(shè)備簡單輕便，可按組裝式成套生產(chǎn)，因而建設(shè)速度快、投資少，設(shè)備占地面積?。挥盟可?；便于自動控制、啟動快和負荷適應(yīng)能力強等。但是，由于目前受燃料和金屬材料的限制，燃氣輪機的應(yīng)用仍然沒有汽輪機那普遍。因此，汽輪機在熱力發(fā)電廠中目前仍占統(tǒng)治地位。2022-4-8主講：文泳竹132022-4-8主講：文泳竹14（一）汽輪機的發(fā)展簡史汽輪機的基本原理力的沖動作用原理和反動作用原理。1883年瑞典工程師拉伐爾利用力的沖動作用原理首先制成了一臺3.68KW（5馬力）的單級沖動式汽輪機，他在發(fā)明第一臺汽輪機時解決了如下問題：1、采用了縮放噴嘴，獲得了超音速汽流；2、采用了柔軸，

4、當時的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為32000r/min；3、采用了等強度葉輪，當時葉輪的圓周速度達350m/s；4、采用了自位軸承。2022-4-8主講：文泳竹15l1900年左右，美國工程師寇蒂斯在拉伐爾汽輪機的基礎(chǔ)上增加了一列固定的導向葉片和一列動葉片，并將兩列動葉裝在同一個輪盤上發(fā)明了速度級汽輪機，從而增大了單級汽輪機的焓降和功率。l1984年，英國的柏生氏利用力的反動作用原理首先發(fā)明了反動式汽輪機。2022-4-8主講：文泳竹16（二）我國汽輪機制造業(yè)的發(fā)展概況 解放前，我國還沒有汽輪機制造工業(yè)。解放后，以上海為基地的三大動力廠（汽輪機廠、鍋爐廠、電機廠）和以哈爾濱為基地的三大動力廠，并且于1955年同

5、上海汽輪機廠制成國產(chǎn)第一臺中壓6000KW沖動式汽輪機?，F(xiàn)在我國已能生產(chǎn)中壓、高壓、超高壓中間再熱、亞臨界等機組。除上述大廠外，還有一些小廠，如北京重型電機廠、南京汽輪機廠、杭州汽輪機廠、青島汽輪機廠等。2022-4-8主講：文泳竹17一、原理 汽輪機是將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換成機械功的轉(zhuǎn)式動力機械。與活塞式能力機械相比較，汽輪機具有功率大、轉(zhuǎn)速高、經(jīng)濟性好等顯著優(yōu)點。在汽輪機中，蒸汽的熱能被轉(zhuǎn)換成機械功，完成這個能量轉(zhuǎn)換的基本單元叫做汽輪機的級。它主要由一列靜葉柵和動葉柵組成。2022-4-8主講：文泳竹18v沖動式汽輪機：蒸汽只在汽輪機的靜葉柵中降壓膨脹加速，在動葉柵內(nèi)不降壓不膨脹，動葉只是把蒸汽

6、動能轉(zhuǎn)換成機械功，同時改變汽流方向。v反動式汽輪機：蒸汽在汽輪機的靜葉柵中被降壓、膨脹和加速，在動葉柵中也被進一步降壓、膨脹加速。動葉不但將蒸汽的動能，同時也將蒸汽的部分內(nèi)能轉(zhuǎn)換成機械功。2022-4-8主講：文泳竹19二、汽輪機的分類1、按作用原理來分v沖動式汽輪機v反動式汽輪機2、按排汽方式分類v凝汽式汽輪機v背壓式汽輪機v抽汽式汽輪機2022-4-8主講：文泳竹203、按能量傳遞方式分類v直聯(lián)式汽輪機v帶變速箱的汽輪機4、按蒸汽流道婁目分類v單流道汽輪機v雙流道或多流道汽輪機5、按蒸汽流道型式分類v有直流式；軸流式與徑流式。2022-4-8主講：文泳竹216、按蒸汽壓力分類v中壓v高壓

7、v超高壓v亞臨界壓力v超臨界壓力2022-4-8主講：文泳竹22一、熱力循環(huán)的四個基本過程v吸熱膨脹放熱壓縮2022-4-8主講：文泳竹23二、熱力循環(huán)的種類v朗肯循環(huán)v回熱循環(huán)v中間再熱循環(huán)v熱電循環(huán)2022-4-8主講：文泳竹24三、循環(huán)效率v一般發(fā)電廠中的循環(huán)熱效率為3045%，實際上存在各種損失，所以效率還要小。一般用于做功的占31%，冷源損失60.2%，其它為鍋爐損耗、管路損耗、汽機機械損耗等。2022-4-8主講：文泳竹25 一、汽輪機的構(gòu)造v靜子部分（固定部分），包括汽缸、軸承、機座、隔板等；v轉(zhuǎn)動部分，包括軸、葉輪、葉片等組成 ；v調(diào)速控制部分。2022-4-8主講：文泳竹26

8、二、各個系統(tǒng)v蒸汽疏水系統(tǒng)v結(jié)水凝結(jié)水系統(tǒng)v空氣系統(tǒng)v調(diào)速、保安、油系統(tǒng)v循環(huán)水系統(tǒng)2022-4-8主講：文泳竹27三、汽輪機的調(diào)節(jié)1、汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的主要作用：v在穩(wěn)定工況下，保證轉(zhuǎn)速不變并且為規(guī)定值；v當負荷變化時，保證轉(zhuǎn)速的偏差不超過所規(guī)定的范圍；v它主要由感應(yīng)機構(gòu)、傳動放大機構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu)、反饋機構(gòu)等組成。2022-4-8主講：文泳竹282、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的種類v半液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)v全液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)v電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)2022-4-8主講：文泳竹293、輔助設(shè)備v凝結(jié)器v凝結(jié)水泵v抽汽器v給水泵v管道系統(tǒng)v高壓加熱器v低壓加熱器2022-4-8主講：文泳竹304、汽輪機在運行中的常見事故v真空低落v油系統(tǒng)

9、工作失常v汽輪機嚴重超速v甩負荷v汽輪機水沖擊v蒸汽參數(shù)不符合規(guī)定等2022-4-8主講：文泳竹31v我廠始建于1958年，鋼鐵上馬，電力先行，安裝了兩臺2500KW汽輪發(fā)電機。1960年又安裝了一臺6000KW汽輪發(fā)電機，隨著公司的不斷發(fā)展，于1987年又安裝了4#抽汽發(fā)電機組。隨著能源的合理利用，今年又在興建25000KW煤氣汽輪發(fā)電機組，并在焦化預建10000KW干熄焦能源發(fā)電機組，并設(shè)想上一臺燃氣發(fā)電機組。2022-4-8主講：文泳竹322022-4-8主講：文泳竹33一、氣體壓縮機械的分類1、容積式v往復式v回轉(zhuǎn)式：分為羅茨式、葉氏式、螺桿式、 滑片式2022-4-8主講：文泳竹34

10、2、透平式v離心式v軸流式v混流式2022-4-8主講：文泳竹35二、透平式壓縮機械的分類1、按氣流運動方向分類離心式氣體在壓縮機內(nèi)沿離心方向（或半徑方向）流動，也稱徑流式。軸流式氣體在壓縮機內(nèi)沿與轉(zhuǎn)軸平行方向流動?；炝魇綒怏w在壓縮機內(nèi)的流動方向介于離心式和軸流式之間。2022-4-8主講：文泳竹362、按壓力分類 透平式壓縮機械按出口壓力高低可分為通風機、鼓風機和壓縮機。v通風機：指大氣壓力為101.325KPa，溫度為20，出氣口全壓值小于15KPa（表壓）的風機。v鼓風機：指升壓在15KPa200KPa（表態(tài)）之間或壓比大于1.15小于3的風機。v壓縮機：指升壓大于200KPa（表壓）或

11、壓比大于3的風機。2022-4-8主講：文泳竹373、按用途分類v根據(jù)風機用于某種裝置的名稱或者以通過風機的介質(zhì)名稱來命名分類。如高爐鼓風機、空氣分離壓縮機、鍋爐引風機、燒結(jié)鼓風機、煤氣鼓風機、天然所鼓風機、氧氣壓縮機等。2022-4-8主講：文泳竹38三、透平式壓縮機的特點v流量大。如果與活塞式的具有相同流量的壓縮機相比較，透平式壓縮機的尺寸要小的多。出口壓力變化幅度小。v輸氣均勻，無脈動，氣體無油污染。v結(jié)構(gòu)簡單，易損件少，連續(xù)運轉(zhuǎn)周期長。因為運轉(zhuǎn)時無不平衡力，基礎(chǔ)較小，基建投資少。v可以用汽輪機、燃氣輪機直接驅(qū)動，便于整個裝置的熱力平衡。運行轉(zhuǎn)速對材料及零部件制造精度要求高。2022-4

12、-8主講：文泳竹39四、容積式（以活塞式為例）壓縮機的特點v排氣壓力可以在較大范圍內(nèi)波動，高壓力、小流量區(qū)域尤為合適。v輸氣脈動，進排氣流速低、機組熱效率高。v外形尺寸大，結(jié)構(gòu)復雜，運行不平衡?；A(chǔ)尺寸大，易損件多，運行周期短。v運行速度低，零部件多，由普通材料制成。2022-4-8主講：文泳竹40v離心壓縮機的基本工作原理：旋轉(zhuǎn)葉片給氣體以作用力，并使氣體受離心力的作用由內(nèi)向外甩出，得以升壓和升速，從擊獲得壓力能和速度能（即動能）。氣體從葉輪流出后具有很高的速度，將氣體速度 降低以提高其壓力，為此不公葉輪的通道作成擴散型，而且擴壓器的通道也是擴散型的，因而使高速氣流逐漸減速，動能轉(zhuǎn)化為壓力能

13、，使氣體壓力升高。2022-4-8主講：文泳竹41軸流壓縮機的基本工作原理v當進入進口導流葉片的氣流均勻，并得到初步的加速，氣流流經(jīng)進口導流葉片間的流道，使氣流整理成軸向流動，并使氣體壓力有少許提高。轉(zhuǎn)子由原動機拖動作高速旋轉(zhuǎn)，由工作葉片將氣流推動，使之大大加速，這是氣體接受外界供給的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w動能的過程。高速氣流流經(jīng)導流葉片構(gòu)成的流道（相當于擴壓管），在其中降低流速而使氣體壓縮，這是靠減少氣流動能來使氣體壓縮的升壓過程。一列工作葉片（動葉）與一列導流葉片（靜葉）構(gòu)成一個工作級。氣體連續(xù)流經(jīng)壓縮機的各級，逐級壓縮升壓。最后經(jīng)整流裝置將氣流整理成軸向，流經(jīng)擴壓器，在擴壓器中氣流速度降低，壓

14、力升高，最后匯入蝸殼經(jīng)出口法蘭排出壓縮機。2022-4-8主講：文泳竹421、高爐冶煉對鼓風機的要求：v能穩(wěn)定地按給定風量連續(xù)運行，并有寬廣的送風范圍；v長期連續(xù)安全運行和便于維修；v原動機和鼓風機的運轉(zhuǎn)效率要高；v配置有自動控制和安全裝置，調(diào)節(jié)性能良好。2022-4-8主講：文泳竹432、離心風機的特點：構(gòu)造簡單、使用方便、可靠性高。3、軸流式鼓風機的優(yōu)點和缺點v適合高速運轉(zhuǎn)，能與電動機、蒸汽輪機、燃氣輪機等高速原動機直接連接運轉(zhuǎn)；v效率比其他形式都要高，達到90%也是可能的；v由于動葉或靜葉的可調(diào)方式采用起來比較簡單，具有較寬的高效率工作范圍。v由于每一級的升壓較小，要得到高壓，需要采用多

15、級數(shù)，而且還必須高速運轉(zhuǎn)；v與離心式相比，在構(gòu)造上動葉或靜葉的強度較弱，而且在葉面污損時性能降低。2022-4-8主講：文泳竹44AV8515大高爐0#（AV4011）2#高爐1#（ AV4011）5#高爐2#（AV4512）1#高爐1#電動風機3#高爐3#電動風機4#高爐2022-4-8主講：文泳竹45v離心風機主要由機殼、進氣口、工作葉輪、擴散管、固定導向葉片、出氣口等組成。v軸流風機主要由機殼、轉(zhuǎn)子、工作動葉、導向靜葉、排氣管口等組成。2022-4-8主講：文泳竹46v定風量/定風壓靜葉定位串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)v防喘振保護調(diào)節(jié)系統(tǒng)v防阻塞保護調(diào)節(jié)系統(tǒng)v防逆流保護控制系統(tǒng)v潤滑油控制系統(tǒng)（包括油溫油壓）v動力油控制系統(tǒng)（包括油溫油壓）v風機入口空氣過濾器控制系統(tǒng)（根據(jù)過濾器形式不同而不同）v邏輯控制及聯(lián)鎖保護系統(tǒng)v聲光報警系統(tǒng)（包括語言及漢顯）v軸運動（振動、位移、轉(zhuǎn)速|(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)v軸承溫度和電機定子溫度巡檢系統(tǒng)v機組主要參數(shù)的顯示、記錄和狀態(tài)指示2022-4-8主講：文泳竹47v風量減小，冶煉強度降低，風壓降低，使高爐頂壓降低而減產(chǎn)；v風機停止送風會造成高爐嚴重灌渣而停產(chǎn)；2022-4-8主