汽輪機工作原理及結(jié)構(gòu)

運行三三值肖肖偉汽輪機工作作原理理及結(jié)結(jié)構(gòu)汽輪機機本體體結(jié)構(gòu)構(gòu)汽輪機本本體由由靜止止部分分（靜靜子））和轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動部部分（（轉(zhuǎn)子子）組組成。。靜止部部分：包括汽汽缸、、噴嘴嘴、隔隔板、、隔板板套、汽封、、軸承承、滑滑銷系系統(tǒng)等等部件件。轉(zhuǎn)動部部分：汽輪機機轉(zhuǎn)動動部件件的組組合體體稱為為轉(zhuǎn)子子，包包括主軸、、葉輪輪、動動葉片片、聯(lián)聯(lián)軸器器等部件件。靜止部部分汽缸汽缸是汽輪輪機的的外殼殼，它它是汽汽輪機機中重重量最最大，，形狀狀復(fù)雜雜并且且處在在高溫溫高壓壓下工工作的的靜止止部件件。它它的作作用是是將蒸汽汽與大大氣隔隔絕，，形成成蒸汽汽完成成能量量轉(zhuǎn)換換的封封閉空空間。。本汽輪輪機采采用高、中中壓合合缸技技術(shù)，這種種布置置方法法是將將高壓壓內(nèi)缸缸和中中壓內(nèi)內(nèi)缸布布置在在同一一個外外缸之之內(nèi)，，減少少了軸軸承和和軸封封數(shù)量量，縮縮短汽汽輪機機的跨跨度，，而且且蒸汽汽流向向相反反，可可以更更好的的平衡衡軸向向推力力。高高、中中壓缸缸設(shè)計計為雙層缸缸結(jié)構(gòu)構(gòu)。低壓缸缸采用用兩個個形式式完全全相同同的雙缸反反向?qū)ΨQ布布置的的雙分分流結(jié)結(jié)構(gòu)，采用用這種種結(jié)構(gòu)構(gòu)的主主要優(yōu)優(yōu)點是是能很很好的的平衡軸軸向推推力，避免免葉片片過長長，減減小離離心力力，避避免汽汽缸制制造的的過于于龐大大。高、中中壓外上缸缸高、中中壓外外下缸缸汽缸中、低低壓連連通管管是把中中壓缸缸的排排汽送送到低低壓缸缸內(nèi)。。中、、低壓壓連通通管采采用的的是架架空布布置，，它由由中壓壓缸頂頂部的的排汽汽口連連接到到低壓壓上汽汽缸中中部的的進汽汽口，，位于于中壓壓排汽汽口，，低壓壓缸和和中、、低壓壓缸軸軸承箱箱上方方，是是整個個汽輪輪發(fā)電電機組組的最最高點點。靜止部部分隔板隔板也叫噴嘴板板，用于固定噴噴嘴葉葉片（（靜葉葉片））和阻止級級間漏漏汽，并將將整個個汽缸缸通流流部分分分隔隔成若干個個汽室室。大型汽輪機機常將將相鄰鄰幾級級隔板板裝在在一個個隔板套套中，然然后將將隔板板套固固定在在汽缸缸內(nèi)壁壁上。。也可以直直接安安裝在在汽缸缸內(nèi)壁壁的隔隔板槽槽中。。隔板板通常常做成成水平平對分分形式式，其其內(nèi)圓圓孔處處開有有隔板板汽封封的安安裝槽槽。隔板套套：將相鄰鄰幾級級隔板板裝在在一個個隔板板套中中，然然后將將隔板板套裝裝在汽汽缸上上，上上下隔隔板套套之間間采用用螺栓栓連接接，隔隔板套套在汽汽缸內(nèi)內(nèi)的支支承和和定位位采用用懸掛掛銷和和鍵的的結(jié)構(gòu)構(gòu)。隔板汽輪機機從第第二級級以后后的各各級噴嘴葉葉柵都安裝裝在隔隔板上上。蒸蒸汽通通過噴噴嘴葉葉柵，，其壓壓力、、溫度度逐級級下降降，將將蒸汽汽的熱熱能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變成成動能能以很很高的的速度度進入入動葉葉片。。隔板由隔板體體、噴噴嘴葉葉柵和隔板外外緣組成。。由于于安裝裝和拆拆卸的的需要要，隔隔板從從水平平中分分面分分為上上、下下兩半半，為為使上上、下下隔板板對準(zhǔn)準(zhǔn)，并并防止止漏氣氣，在在水平平中分分面上上加裝裝有密密封鍵鍵和定定位銷銷。隔板套套汽輪機機低壓壓缸隔隔板安安裝隔板噴嘴葉葉柵動葉柵柵轉(zhuǎn)動部部分轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子是汽輪輪機轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動部部分的的總稱稱，大大型機機組高高中壓壓轉(zhuǎn)子子和低低壓轉(zhuǎn)子一一般為為整鍛無無中心心孔的的轉(zhuǎn)子子，整整體降降低了了離心心切應(yīng)應(yīng)力。包括主軸、、葉輪輪、動動葉片片、聯(lián)聯(lián)軸器器等組組成的的轉(zhuǎn)子子。汽輪機機轉(zhuǎn)子按按結(jié)構(gòu)構(gòu)可分分為轉(zhuǎn)輪式式和轉(zhuǎn)鼓式式兩種基基本類類型。。轉(zhuǎn)輪式式轉(zhuǎn)子子具有有安裝裝動葉葉片的的葉輪輪，轉(zhuǎn)鼓鼓式轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子則則沒有有葉輪輪（或或有葉葉輪但但其徑徑向尺尺寸很很?。瑒觿尤~片片直接接裝在在轉(zhuǎn)鼓鼓上。。通常常沖動動式汽汽輪機機采用用轉(zhuǎn)輪輪式轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子。。反動動式汽汽輪機機為了了減小小轉(zhuǎn)子子上的的軸向向推力力，采采用轉(zhuǎn)鼓式式轉(zhuǎn)子子。本機組組除調(diào)節(jié)級級為沖沖動級級外，其余的的級全全部為為反動動級，各級級動葉葉柵裝裝在轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鼓（（轉(zhuǎn)子凸凸出的的環(huán)臺臺）上，，故機機組的的轉(zhuǎn)子子基本本上為為轉(zhuǎn)鼓鼓式轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子。。轉(zhuǎn)鼓主軸動葉片片高、中中壓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子飛錘主油泵泵高中壓壓轉(zhuǎn)子子是由由整體體合金金鋼鍛鍛件加加工制制成。。另有有一短短軸用用螺栓栓連接接在調(diào)調(diào)閥端端，其其上裝裝有主主油泵泵葉輪輪和危危急遮遮斷器器。低壓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子動葉片片動葉片片是汽輪輪機中中最重重要的的零件件之一一，主主要表表現(xiàn)在在：它作為為蒸汽汽熱能能轉(zhuǎn)換換為機機械能能的主主要作作功部部件，，其結(jié)結(jié)構(gòu)型型線、、工作作狀態(tài)態(tài)將直直接對對能量量轉(zhuǎn)換換效率率產(chǎn)生生影響響；數(shù)量最最多，，加工工工作作量相相當(dāng)大大；它是汽汽輪機機中承承受應(yīng)應(yīng)力最最高的的零件件，又又必須須在相相當(dāng)惡惡劣的的工作作條件件下工工作，，事故故率很很高。。因此此，葉葉片的的結(jié)構(gòu)構(gòu)、性性能不不僅涉涉及到到設(shè)計計制造造，而而且和和汽輪輪機的的經(jīng)濟濟性性及運運轉(zhuǎn)的的安全全可靠靠性關(guān)關(guān)系密密切。。安裝在在高壓壓轉(zhuǎn)子子上的的葉片片動葉片片的結(jié)結(jié)構(gòu)型型式葉根：將動動葉片片固定定在葉葉輪或或轉(zhuǎn)鼓鼓上的的連接接部分分，它它的結(jié)結(jié)構(gòu)應(yīng)應(yīng)保證證在任任何運運行條條件下下都能能牢固固地固固定。。葉型（（或稱葉葉身））：相鄰鄰葉片片的葉葉型部部分構(gòu)構(gòu)成汽汽流通通道。。葉頂：汽輪輪機的的短葉葉片和和中長長葉片片通常常在葉葉頂用用圍帶帶連在在一起起，構(gòu)構(gòu)成葉葉片組組。長長葉片片在葉葉型部部分用用拉筋連接成成組，，或者者圍帶帶和拉筋都不用用，成成為自自由葉葉片。。為了使使動葉葉片之之間組組成良良好的的通道道，保保證汽汽流沿沿外緣緣周界界上的的良好好流動動性，，降低低漏氣氣損失失，提提高級級的效效率，，通常常葉頂頂上都都裝有有圍帶或拉筋，將動動葉片片連成成葉片片組。。成組組的葉葉片也提高高了葉葉柵的的剛度度，降降低了了葉片片中的的彎曲曲應(yīng)力力，改改善了了頻率率特性性。圍帶葉頂葉根葉型部分拉筋葉根葉型部分汽輪機概述述華能日照電電廠二期工工程2×680MW汽輪機是是由上海汽汽輪機有限限公司生產(chǎn)產(chǎn)的超臨界界、單軸、、三缸、四四排汽、一一次中間再再熱、凝汽汽式汽輪機機。機組采用復(fù)復(fù)合變壓運運行方式，，汽輪機設(shè)設(shè)有八級非非調(diào)整回?zé)釤岢槠?。汽輪機的型型號68024.2/566/566主蒸汽壓力力24.2MPa主、再熱蒸蒸汽溫度566℃額定功率680MW凝汽式汽輪輪機N汽輪機工作作原理汽輪機是一一種以具有有一定溫度度和壓力的的水蒸汽為為工質(zhì)，將將熱能轉(zhuǎn)變變?yōu)闄C械能能的回轉(zhuǎn)式式原動機,它在工作作時先把蒸蒸汽的熱能能轉(zhuǎn)變?yōu)閯觿幽?，然后后再將蒸汽汽的動能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械械能。汽輪機的級級:由一列靜靜葉柵（噴嘴葉柵）和一列動葉葉柵所組成成的通流部部分，是汽汽輪機的基本做功單單元。一定壓力力和溫度的的蒸汽流經(jīng)經(jīng)級的通流流部分時，，產(chǎn)生輪周周向推力帶帶動葉輪旋旋轉(zhuǎn)而對外外輸出機械械功。沖動作用原理沖動力定義義：一運動物體體碰到另一一個靜止的的物體或者者運動速度度低于它的的物體時，，就會受到到阻礙而改改變其速度度的大小或或方向，同同時給阻礙礙它的物體體的一個作作用力。沖動作用的的特點：汽流在噴嘴嘴中發(fā)生膨膨脹，但在在動葉中不不膨脹加速速，只改變變流動方向向，對葉片片產(chǎn)生沖動動力，推動動葉輪旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)做功。動動葉中只有有蒸汽動能能向葉輪機機械能的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化。汽輪機級做做功原理蒸汽在噴嘴嘴中發(fā)生膨膨脹，壓力力降低，速速度增加，，熱能轉(zhuǎn)變變?yōu)閯幽?。。高速汽流流流?jīng)動葉葉片3時，由于汽汽流方向改改變，產(chǎn)生生了對葉片片的沖動力力，推動葉葉輪2旋轉(zhuǎn)作功，，將蒸汽的的動能變成成葉輪軸旋旋轉(zhuǎn)的機械械能。沖動力反動作用原理理反動力定義義：蒸汽在動葉葉汽道內(nèi)膨膨脹時對動動葉的作用用力。根據(jù)據(jù)牛頓第三三定律，當(dāng)當(dāng)氣體從容容器中加速速流出時，，要對容器器產(chǎn)生一個個與流動方方向相反的的反作用力力。基本特點：蒸汽不僅僅在在噴嘴中產(chǎn)生生膨脹，在動動葉流道中還還要膨脹加速速，產(chǎn)生沖動動力同時還對對葉片產(chǎn)生一一個反作用力力（即反動力力），合力推推動葉輪旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)做功。從結(jié)結(jié)構(gòu)上看動葉葉通道是逐漸漸收縮的。動葉中既有有蒸汽動能向向機械能的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化同時有部部分熱能轉(zhuǎn)化化成動能。在反動式汽輪輪機中，蒸汽汽不但在噴嘴嘴（靜葉柵））中產(chǎn)生膨脹脹，壓力由p0降至p1，速度由c0增至c1，高速汽流對對動葉產(chǎn)生一一個沖動力；；而且在動葉葉柵中也膨脹脹，壓力由p1降至p2，速度由動葉葉進口相對速速度w1增至動葉出口口相對速度w2,汽流必然對動動葉產(chǎn)生一個個由于加速而而引起的反動動力，使轉(zhuǎn)子子在蒸汽沖動動力和反動力力的共同作用用下旋轉(zhuǎn)作功功。反動度----表征蒸汽在動動葉通道中的的膨脹程度，，定義為動葉葉中的理想焓焓降與整級的的理想焓降之之比，用Ω來表示。沖動級----膨脹主要發(fā)生生于噴嘴中，，為提高流動動效率，動葉葉中也有少量量膨脹，一般般Ω＝0.05～0.30。反動級----在噴嘴和動葉葉中焓降相等等，Ω＝0.5的級叫做反動動級，即蒸汽汽在反動級中中的膨脹一半半在噴嘴葉柵柵中進行，另另一半在動葉葉柵中進行。。本汽輪機通流流部分采用沖沖動式與反動動式聯(lián)合設(shè)計計，本機高壓壓缸共有1個個沖動式調(diào)節(jié)節(jié)級和11個個反動式壓力力級，中壓缸缸共有8個反反動式壓力級級，低壓缸共共有2×2××7個反動式式級，全機共共有48級。。汽輪機配汽方方式汽輪機組的配配汽方式有兩兩種，一種是是節(jié)流調(diào)節(jié)，，另一種是噴噴嘴調(diào)節(jié)，俗俗稱單閥或順順序閥。節(jié)流調(diào)節(jié)（單單閥控制）就是全部蒸汽汽都要經(jīng)過一一個或幾個同同時啟、閉的的調(diào)節(jié)汽閥，，然后流向第第一級噴嘴。。在任何負(fù)荷荷下都保持全全周進汽，在在高負(fù)荷運行行時經(jīng)濟性較較好，由于存存在節(jié)流調(diào)節(jié)節(jié)損失，使汽汽輪機的相對對內(nèi)效率就下下降，負(fù)荷越越低，節(jié)流損損失越大，相相對內(nèi)效率就就越低。噴嘴調(diào)節(jié)（順順序閥控制））就是蒸汽經(jīng)主主汽閥后，再再經(jīng)過幾個依依次啟、閉的的調(diào)節(jié)汽閥通通向汽輪機的的第一級（調(diào)調(diào)節(jié)級），級級后的溫度和和壓力較低，，有利于轉(zhuǎn)子子壽命延長，，降低通流級級數(shù)，但部分分進汽容易產(chǎn)產(chǎn)生高壓轉(zhuǎn)子子的汽隙振蕩蕩。鼓風(fēng)摩擦：指在部分進進汽的級中，，當(dāng)葉輪轉(zhuǎn)至至無噴嘴處，，不但不能做做功，而且蒸蒸汽還要隨葉葉輪一起轉(zhuǎn)動動，產(chǎn)生像鼓鼓風(fēng)機一樣的的效應(yīng)把蒸汽汽排出，由此此造成的損失失成為鼓風(fēng)摩摩擦。鼓風(fēng)摩擦損失失主要與角速速度的三次方方、動葉長度度成正比，所所以低壓缸的的鼓風(fēng)摩擦損損失最大。主要結(jié)構(gòu)高速旋轉(zhuǎn)的汽汽輪機，其動動靜部分必須須留有一定的的間隙，為了了減小泄漏，，必須安裝防防止泄漏的裝裝置來提高汽汽輪機的工作作效率，這種種裝置通常稱稱為汽封。汽封按安裝位置的的不同，可分分為通流部分汽封封、隔板汽封和軸端汽封。通流部分汽封封和隔板汽封封主要作用是減減少蒸汽從高高壓區(qū)段通過過非做功區(qū)段段漏向低壓區(qū)區(qū)段，保證盡盡可能多的蒸蒸汽在通道內(nèi)內(nèi)做功。汽封系統(tǒng)汽封系統(tǒng)汽輪機通流部部分汽封和隔隔板汽封示意意圖汽封系統(tǒng)軸端汽封有兩個方面的的功能，一是是在汽輪機壓壓力區(qū)段防止止蒸汽外泄，，確保進入汽汽輪