蒸汽輪機-孟劍

一、蒸汽輪機的工作原理與分類汽輪機是將蒸汽的熱能轉換成機械能的旋轉式動力機械。工作原理級的構成：靜葉柵（又稱噴嘴）和動葉柵組成分類：（1）按工作原理分沖動式汽輪機，反動式汽輪機。（2）按排氣方式分類①凝汽式汽輪機：排汽進入凝汽器，蒸汽在低于大氣壓情況下凝結。凝結水被引回作鍋爐給水的一部分，排汽凝結放出熱量不再利用。②背壓式汽輪機：排汽壓力常高于大氣壓，排汽進入蒸汽管網，供熱用戶使用。③抽汽式汽輪機：當蒸汽經過若干個級的膨脹作功后，在汽缸上開有一個或多個抽汽口，將部分蒸汽抽出隨即進入熱管網，供熱用戶使用。未抽出的蒸汽在汽輪機中繼續(xù)膨脹作功。帶抽汽的凝汽式汽輪機稱為抽汽凝汽式汽輪機，帶抽汽背壓式汽輪機稱為抽汽背壓式汽輪。抽汽又可分為調整抽汽和非調整抽汽。調整抽汽是可以通過調節(jié)進汽和未抽出的蒸汽，而使抽汽壓力保持恒定。非調整抽汽的蒸汽壓力一般不能保持恒定。(3)按能量傳遞方式分類①直聯式汽輪機，直接同工作機械相連。②帶變速箱的汽輪機：通過變速箱與工作機械相連。(4)按蒸汽流道數目分類①單流道汽輪機：全部排氣都通過末級的汽輪機。②雙流道或多流道汽輪機：蒸汽在兩個或多個并列的汽流流道中分流的汽輪機。沖動式汽輪機：蒸汽只在汽輪機的靜葉柵中降壓膨脹加速，在動葉柵內不降壓不膨脹，動葉只是把蒸汽動能轉換成機械功，同時改變汽流方向。工作原理反動式汽輪機：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能轉換成機械功，這種汽輪機稱為反動式汽輪機。反動度衡量蒸汽在動葉柵內膨脹程度的參數。常用β表示。其定義是：在動葉柵中蒸汽膨脹的程度占級中總的應該膨脹程度的比例數，或是在動葉柵中的理想焓降與級的總焓降之比。純沖動級的β=0；反動級的β=0.5；帶反動度的沖動式級β＜0.5。帶有不大反動度的沖動級使用最廣泛。

工作過程靜葉柵流道截面是漸縮形的，汽流通過流道后，汽流就被加速、膨脹，即汽體壓力自P0降到P1，溫度自t0降到t1，而汽流速度則由C0增加到C1。完成了熱能向動能的轉換。動葉柵流道截面也是做成逐漸收縮的，汽流在動葉柵中進一步降壓、膨脹和加速。具有一定動能的汽流對動葉片產生一個沖擊力（又稱沖動力），汽流速度由C1降到C2。另一方面汽流在動葉流道內的繼續(xù)膨脹、加速對動葉片產生一個反作用力（又稱反動力），汽流壓力由P1降到P2。這樣在沖動力和反動力的作用下，動葉片推動汽輪機主軸轉動，產生機械功。多級汽輪機由若干個級串聯組成，蒸汽的熱能在各級內連續(xù)地轉變?yōu)闄C械功。當汽輪機帶有被驅動的工作機械時，則稱為汽輪機組。汽輪機裝置汽輪機包括了凝汽器、齒輪箱、連接管道、輔機、儀表的全套設備。二、性能參數

（1）蒸汽參數蒸汽參數與整個汽輪機動力裝置的經濟性、安全可靠性、制造成本、運行費用、產品系列化以及用汽工藝流程和用汽參數等因素有關（2）功率驅動用工業(yè)汽輪機的功率，一般按被驅動的工業(yè)機械的耗功加上適當的儲備而定，發(fā)電用機組則根據系統(tǒng)供給的汽量，求得能發(fā)出的功率，然后再按發(fā)電機系列，選配合適的發(fā)電機。工業(yè)汽輪機的功率常有額定功率和設計功率之分。設計功率是汽輪機熱力設計和通流部分設計的依據，在此功率下保證汽輪機運行時的最高效率；額定功率是汽輪機可以連續(xù)運轉的最大功率，也是銘牌功率。

（3）轉速汽輪機的轉速是固定不變的，工業(yè)汽輪機的轉速一般按被驅動的工業(yè)機械需要而定。一般對一定功率的機組，進汽參數較高的，轉速也可高一些，背壓式及抽汽背壓式機組，可比冷凝式機組選用較高的轉速。（4）主要運行經濟指標汽耗量、汽耗率、熱耗率