kaiyun下载app下载安装手机版 【汽机】汽轮机介绍

蒸汽轮机是一种旋转动力机器，可将蒸汽的能量转化为机械功。也称为蒸汽轮机。它主要用作发电的原动机，也可以直接驱动各种水泵、风扇、压缩机和船舶螺旋桨。它还可以利用汽轮机的排汽或中间蒸汽抽取，以满足生产生活的加热需要。

介绍

一种将蒸汽能量转化为机械功的旋转动力机器。也称为蒸汽轮机。它主要用作发电的原动机，也可以直接驱动各种水泵、风扇、压缩机和船舶螺旋桨。它还可以利用汽轮机的排汽或中间蒸汽抽取，以满足生产生活的加热需要。

历史公

元 1 世纪，亚历山大英雄所描述的蒸汽纺球，又称风神轮，是最早的反动蒸汽轮机的原型。1629 年，意大利 G.de 布兰卡提出了一种转轮，该转轮通过蒸汽流撞击叶片来旋转。1882 年，瑞典的 C.G.P.de Laval 制造了第一台 5 hp （3.67 kW） 单级冲击涡轮机。1884 年，英国的 C.A. Parsons 建造了第一台 10 hp （7.35 kW） 多级反作用蒸汽轮机。1910年，瑞典的B. & F. Junkers兄弟建造了一个径向反动蒸汽轮机。

19 世纪末，瑞典的拉瓦尔和英国的帕森斯分别创造了实用的蒸汽轮机。拉伐于 1882 年制造了第一台 5 hp （3.67 kW） 单级冲击蒸汽轮机，解决了与喷嘴设计和强度设计相关的问题。

20 世纪初，法国的 Lato 和瑞士的 Zole 分别建造了多级冲击涡轮机。多级结构为提高蒸汽轮机的功率开辟了道路并得到广泛采用，机组的功率不断增加。Parsons 于 1884 年获得了第一台 10 马力多级反作用蒸汽轮机的英国专利，这是当时领先的功率和效率。

20 世纪初，美国柯蒂斯制造了多速级蒸汽轮机，每个速度级一般有两排动叶片，第一排动叶片之后，在气缸上安装导叶片，将蒸汽流引导至第二排动叶片。目前，速度级蒸汽轮机仅用于小型蒸汽轮机，主要驱动泵、鼓风机等，也常用作中小型多级蒸汽轮机的第一级。

运作方式

锅炉的蒸汽进入汽轮机后，通过一系列环形配置的喷嘴和移动叶片，将蒸汽的热能转化为汽轮机转子旋转的机械能。蒸汽轮机中的蒸汽，以不同的方式进行能量转换，构成了具有不同工作原理的蒸汽轮机。

附属设施

汽轮机通常在高温、高压、高速的条件下工作，是一种比较精密的重型机械，一般必须与锅炉（或其他蒸汽发生器）、发电机（或其他驱动机械）、冷凝器、加热器、泵等成套设备配套使用。

结构件

它由两个方面组成：旋转部分和静止部分。转子包括主轴、叶轮、动叶片和联轴器等。定子包括进气部分、气缸、分离器和静叶片格栅、蒸汽密封和轴承等。

优点

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与往复式蒸汽机相比，蒸汽轮机中的蒸汽流动是连续的、高速的，单位面积的流量大，因此可以发出更多的功率。大功率蒸汽轮机可以使用更高的蒸汽压力和温度，从而提高热效率。自 19 世纪以来，蒸汽轮机的发展是在不断提高安全性、可靠性、耐用性和确保运行方便的基础上，增加单机的功率并提高设备的热经济性。

发展前景

蒸汽轮机在社会经济的所有领域都有广泛的应用。蒸汽轮机有多种类型，有不同的分类方法。汽轮机的蒸汽从入口向出口膨胀，单位质量的蒸汽量增加数百甚至数千倍，因此必须逐步加长各级叶片的高度。大功率冷凝式蒸汽轮机所需的排气面积很大，最终的叶片必须制作得很长。

蒸汽轮机机组的热经济性以蒸汽轮机的热损失率或热效率表示。蒸汽轮机的热损失率是每单位机械功输出消耗的蒸汽热量，热效率是输出的机械功与消耗的蒸汽热量的比值。对于整个发电厂，还需要考虑锅炉效率和现场用电量。因此，电站的热损失率高于单个蒸汽轮机，电站的热效率低于单个蒸汽轮机。

一个总功率为 1,000 MW 的涡轮发电机发电厂每年消耗约 230 万吨标准煤。如果热效率绝对值能提高1%，每年可节省6万吨标准煤。因此，蒸汽轮机机组的热效率一直受到重视。为了提高汽轮机的热效率，除了不断提高汽轮机本身的效率，包括改进各级叶片设计（减少流量损失）和减少阀门和进排气管的损失外，还可以从热力学的角度采取措施。

根据热力学原理，新蒸汽的参数越高，热力学循环的热效率就越高。早期蒸汽轮机中使用的新蒸汽具有低压和低温，热效率低于 20%。随着单机功率的增加，新型蒸汽压力在30年代初已提高到3~4MPa，温度为400~450°C。 随着高温材料的不断改进，蒸汽温度逐渐升高到535°C，压力也提高到6~12.5兆帕，有的已经达到16兆帕，热效率在30%以上。在 50 年代初，已经出现了蒸汽温度为 600 °C 的新蒸汽轮机。 后来，出现了蒸汽温度为 650°C 的新型蒸汽轮机。

现代大型汽轮机根据其输出功率的不同可分为各种压力等级，通常采用新蒸汽压力为 24.5~26 兆帕、新蒸汽温度和再热温度为 535~578 °C 的超临界参数，或新蒸汽压力为 16.5 兆帕、新蒸汽温度和再热温度为 535 °C 的亚临界参数。 使用这些涡轮机的热效率约为 40%。

此外，涡轮机的排气压力越低，蒸汽循环的热效率就越高。但是，排气压力主要取决于冷凝器的真空度，而真空度又取决于冷却水和抽真空设备（通常称为真空泵）的温度，如果排气压力过低，则需要增加冷却水流量，增加冷却水和冷凝器冷却介质的热交换表面， 降低所用冷却水和抽真空设备的温度，以及较长的最终叶片，但同时真空度过低，会导致汽轮机圆筒（低压汽缸）的蒸汽流速加快，从而加剧汽轮机汽缸（低压汽缸）的差胀。危害蒸汽轮机的安全运行。冷凝式汽轮机常用的排气压力为5~10 kPa（标准大气压为101325帕斯卡）。为了减轻船用蒸汽轮机机组的重量和体积，通常采用 0.006~0.01 MPa 的排气压力。

此外，提高蒸汽轮机热效率的措施包括使用换热循环、再加热循环和加热涡轮机。提高汽轮机的热效率对节约能源具有重要意义。

大型汽轮机组的发展是汽轮机未来发展的重要方向，其中发展更长的最终叶片是进一步发展大型汽轮机的关键。研究提高热效率是汽轮机发展的另一个方向，利用较高的蒸汽参数和二次再热来发展调峰装置，推广加热汽轮机的应用是这方面发展的重要趋势。

目前，开发的瓶颈主要在材料上，如果解决了材料问题，单个芯片的功率可以更大。

关于蒸汽轮机的常见问题

在汽轮机运行过程中，汽轮机泄漏和汽缸变形是最常见的设备问题，汽缸接头面的松紧性直接影响机组的安全经济运行，对汽缸接头面进行检修和刮擦，使其达到密封性，是汽缸维护的一项重要工作， 在处理接缝面渗漏的过程中，应仔细分析形成的原因，根据变形的程度和间隙的大小，可以综合采用各种方法，以达到紧密接缝面的要求。

汽轮机气缸泄漏的原因：

1、筒体是铸造的，筒体出厂后必须进行时效处理，即存放一段时间，使筒体在铸造过程中产生的内应力完全消除。如果老化时间短，那么机加工的气缸在后续操作中会变形，这就是为什么有些气缸在第一次泄漏处理后，在后续运行中会出现蒸汽泄漏的原因。因为圆柱体仍然变形。

2、运行中气缸受力的情况非常复杂，除了气缸内外气体的压力差和安装在其中的零件的重量等静载荷外，还需要承受蒸汽从静叶片流出时对静止部分的反作用力， 而各种连接管道在冷热状态下对圆柱体的力，在这些力的相互作用下，圆柱体发生塑性变形，引起泄漏。

3、气缸的载荷增减过快，特别是工况变化过程中的快速启动、停机和较大的温度变化，气缸的加热方式不正确，停机检修时绝缘层过早打开等，在气缸内和法兰上产生很大的热应力和热变形。

4、气缸在机械加工过程中或补焊后受力，但气缸没有通过回火处理消除，导致气缸内残余应力大，运行中永久变形。

5、在安装或维修过程中，由于维修过程和维修技术的原因，内筒、筒体隔板、隔板套筒和蒸汽密封套的膨胀间隙不合适kai云体育app官方下载，或吊耳压板的膨胀间隙不合适kaiyun官网登录，运行后产生巨大的膨胀力使气缸变形。

6、使用的圆筒密封胶质量不好，杂质过多或型号错误;如果圆筒密封胶中有硬杂质颗粒，密封表面将难以紧密粘合。VIF900 高温汽缸密封胶是最新的汽轮机汽缸密封材料，可用于高、中、低压汽缸，避免因选型不当导致汽缸泄漏。

7、气缸螺栓的松紧度不足或螺栓的材料不合格。气缸接头面的松紧度主要由螺栓的松紧度来实现。机组启停或载荷增减过程中产生的热应力和高温会引起螺栓的应力松弛，如果应力不足，螺栓的预紧力会逐渐降低。如果气缸的螺栓材料不好，螺栓在长期运行中会在热应力和气缸膨胀力的作用下被拉长，发生塑性变形或断裂，密封性不足，使气缸泄漏。

8、气缸螺栓拧紧顺序不正确。一般的圆柱螺栓同时从中间向两侧拧紧，即从竖向圆弧最大或受力变形最大的地方拧紧，使变形最大处的间隙转移到圆柱前后的自由端， 最后，差距会逐渐消失。如果从两侧向中间拧紧kaiyun官方网站登录入口，间隙会集中在中间，圆筒的接合面会形成弓形的间隙，造成蒸汽泄漏。

9、高压缸上下缸温差过大 汽轮机第一次冲刺时，当转速为 2 1 3 0 r/mi n 时，速度开始中速回暖，在预热过程中，高压外缸中间水的温差达到 5 5 规定的上限在蒸汽轮机厂的蒸汽轮机操作手册中。6°C，此时上下外筒温度分别达到 2 0 7 °C 和 1 5 1 °C，但此时机组运行参数稳定，各轴承的振动没有明显变化。考虑到机组是第一次冲刺，高压外缸下缸的温度明显高于上缸，有积水的可能，因此停止手动制动器。