气机知识培训

1、发电厂的汽水流程图 省煤器 2-锅炉（水冷壁） 3-过热 器 4-汽轮机 5-发电机 6-凝汽器 7-凝结水泵 8-混合式回热加热器 9- 给水泵 火力发电厂的汽水流程 火力 发电厂的汽水系统由锅炉、汽轮机、凝汽器、给水泵 等组成，水在锅炉中被加热成蒸汽，再经过热器使蒸汽进一步 加热后变成过热蒸汽，过热蒸汽通过主蒸汽管道进入汽轮机； 过热蒸汽在汽轮机中不断膨胀，高速流动的蒸汽冲动汽轮机叶 片，使汽轮机的转子转动，汽轮机转子带动发电机转子旋转， 使发电机发电，蒸汽通过汽轮机后排入凝汽器并被冷却水冷却 凝结成水，凝结水在低压加热器和除氧器中经过加热和除氧器 后由给水泵打至高压加热器，经高压加热器进

2、入锅炉。 汽机设备介绍 一、汽机本体 汽机本体 汽机本体是汽轮机的重 要重要组成部分 汽轮机的工作原理 本体是汽机专业的主要设备之一，汽轮机作为一种原动机，它是在18世纪末期出现 的，从1890年瑞典工程师拉伐尔制造出第一台功率仅有5马力的汽轮机起，至今汽轮机 制造也已有一百多年的历史。 汽轮机运转平稳，事故率较低，被广泛用于拖动发电机、鼓风机、水泵以及用作船 舶的动力机械。 汽轮机是用具有一定温度和压力的蒸汽来做功的回转式原动机，可分为冲动式和反 动式两种，下面介绍一下汽轮机的工作原理：具有一定压力、温度的蒸汽，进入汽轮机， 流过喷嘴并在喷嘴内膨胀获得很高的速度，高速流动的蒸汽流经汽轮机转子

3、的动叶片时 作功，当动叶片为反动式时，蒸汽在动叶片中发生膨胀产生的反动使动叶片作功，从能 量转换的角度讲，蒸汽的热能在喷嘴内转换为汽流动能，叶片又将动能转换为机械能， 反动式叶片蒸汽在动叶膨胀部分，直接由热能转换为机械能。 什么是喷嘴？ 喷嘴是将热能转变成动能的具有特定形状的流道。蒸汽流 经喷嘴时产生膨胀，其压力、温度和焓值降低，速度和比容增 加，将蒸汽的热能转变成动能。 （焓是热力计算中常用的一个状态参数。它等于内能和压 力势能之和。单位是KJ/Kg。从热力学的观点来看，蒸汽的热 焓就是蒸汽的能量，对于一定压力、温度的蒸汽，其焓值是一 定的。） 在汽轮机中，蒸汽在喷嘴4中产生膨胀，压力降低，

4、速度增加，热能转变为动能， 高速汽流流经动叶片3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，将蒸汽的动能转变成轴旋转的机械能。 汽轮发电机如何将机械能转变为电能？ 蒸汽推动汽轮机旋转，汽轮机转子连接着发电机转子，汽轮 机转子带动发电机转子旋转，根据电磁感应原理，导体和磁场 作相对运动，当导体切割磁力线时，导体上产生感应电动势， 发电机的转子就是磁场，定子内放置的线圈就是导体，转子在 定子内旋转，定子线圈切割转子磁场发出的磁力线，于是在定 子线圈中就产生了感应电动势，将三个线圈的始端引出称A、B、 C三相，接通用电设备线圈中就有电流通过，这样，发电机就把 汽轮机输入的机械能

5、转变为发电机输出的电能。 二、凝汽设备 1、凝汽器 2、循环水泵 3、凝结水泵 4、抽气设备 1、凝汽器 凝汽设备中最主要的是凝汽 器，由外壳、水室、端盖、管 板、中间支持管板、冷却水管 等组成；凝汽器内部空间由铜 管分割成两部分：一部分为蒸 汽空间，在铜管壁外，另一部 分为冷却水空间，在铜管内。 汽机排汽与铜管外表面接触， 冷却水与铜管内表面接触，蒸 汽放热经铜管壁传给冷却水， 使排汽冷却成凝结水，在汽侧 形成高度真空，提高了机组的 循环热效率，同时重新将凝结 水回收，送回锅炉作为给水使 用 隔板 凝汽器内真空的形成 正常运行中，凝汽器内真空的形成是由于汽轮机排汽在凝 汽器内骤然凝结成水时，

6、其比容急剧缩小而形成的（在0.1MPa 压力下，蒸汽的比容比水的比容大1725倍，而在0.004MPa压 力下，蒸汽的比容比水大三万多倍）。由于汽轮机排汽中含有 少量的不凝结气体，同时凝汽器本身及其连接的系统也存在漏 气处，有部分空气漏入凝汽器内，所以需用抽气器将气体连续 不断地抽出，以维持凝汽器在真空下连续运行。 2、循环水泵 循环水泵的作用是 向凝汽器铜管内输送冷 却水，从而使排汽凝结 成水。 离心水泵的工作原理 在泵内充满水的情况下，叶轮旋转时产生离心力，叶轮槽道中的水在离心力的作用下甩向四周流进泵 壳，于是叶轮中心压力降低。这个压力低于进水管内压力，水就在这个压力差的作用下由池流入叶轮

7、，这 样水泵就可以不断地吸水不断地出水了。 1 结构 2 工作原理 叶轮 轴 612片叶片 机壳等。 蜗牛形通道； 叶轮偏心放； 可减少能耗，有利于动 能转化为静压能。 叶轮 机壳 底阀(防止“气缚”) 滤网(阻拦 固体杂质) 由于离心力的作用，泵的进出口出产生压力差，从而使流体流动。 一、 离心泵的工作原理 3、凝结水泵 凝结水泵的作用是 回收排汽的凝结水，打 入除氧器，经给水泵重 新送回锅炉利用。 4、抽气设备 由于凝汽器内形成高 度的真空，外界空气就会 通过处于真空状态下的不 严密处漏入凝汽器的汽侧 空间，为了防止这些不凝 结气体在凝汽器中逐渐积 累，使凝汽器的真空下降， 采用抽气设备将

8、空气不断 地从凝汽器中抽出。抽气 设备包括射水箱、射水泵 以及射水抽气器（另外还 有射汽抽气器） 射水抽气器 射水抽气器的工作原理 射水抽气器主要由工作水入口水室、喷嘴、混合室、扩压 管和逆止门等组成。工作水压由专用的射水泵供给。压力水经 水室进入喷嘴，喷嘴将压力水的压力能转变为速度能以高速射 出，在混合室内形成高度真空，使凝汽器内的气、汽混合物被 吸入混合室，在混合室内气、汽混合物与水混合后一齐进入扩 压管。工作水在扩压管中流速逐渐降低，由速度能转变为压力 能，最后在扩压管出口其压力升至略高于大气压力而排出扩压 管进入射水箱。 上面我们了解了凝汽设 备的组成，接下来，我们 介绍一下凝汽设备的

9、系统 走向 ： 汽轮机的排汽进入凝汽器 并在其中凝结成水，排汽 凝结时放出的热量，由循 环水泵送入凝汽器冷却水 管中的冷却水带走，被加 热的冷却水由凉水塔进行 冷却后循环利用，而凝结 水则通过凝结水泵从凝汽 器底部的集水箱中抽出， 送入除氧器，然后经给水 泵送入锅炉。 (右图为凉水塔） 自然通风凉水塔的工作原理 冷却水进入凝汽器吸热后，沿压力管道送至凉水塔内配水 槽中，水沿配水槽由塔中心流向四周，再由配水槽下边的滴水 孔眼呈线状滴落到孔眼同心的溅水碟上溅成细小的水滴落入淋 水装置散热后流入储水池，池内的冷却水再沿供水管经循环泵 送入凝汽器中重复下一个循环过程。 水流在飞溅下落时，冷空气依靠塔身

10、所形成的自拔力由塔 的下部吸入并与水流是逆向向上流动。凉水塔的冷却原理主要 是蒸发，其次是对流换热冷却。 三、回热加热器及除氧设备 1、高压加热器 2、低压加热器 3、除氧器 1、高压加热器 高压加热器是利用汽轮 机的前几级抽汽加热进 入锅炉的给水，从而提 高热力循环效率的换热 设备 高压加热器的工作原理 加热器的受热面是由铜管或钢管组成的U型管束，管束胀接在管板上，整个管束安装在圆筒形外壳内， 外壳上部用法兰和端盖相连组成进出分隔的水室，给水由进水口进入水室，通过U型管内侧从出水侧流出， 加热蒸汽从进口流入，按导向板组成的通道曲折通过U型管外侧，放热后，凝结成水由排水管排出。 2、低压加热器

11、 低压加热器是利用汽轮 机后几级的抽汽加热凝 结水，从而提高热力循 环效率的换热设备 3、除氧器 当水与空气接触时，就会 有一部分气体溶解到水中， 给水中溶解气体不仅会造 成热力设备及管道的腐蚀， 还会阻碍加热器的传热效 果，除氧器的任务是除去 水中的氧气和其他不凝结 气体，防止热力设备的腐 蚀和传热效果的恶化，保 证热力设备的安全经济运 行。 除氧器的工作原理 热力除氧的工作原理是建立在气体的溶解定律亨利定律基础上， 其定律指出：在一定温度下，当液体和气体间处于平衡状态时，单位体积 中溶解的气体量与水面上该气体的分压力成正比。如果能将某种气体在水 面上的分压力将至零，那么就可以把溶解在水中的

12、该气体完全除去。 热力除氧的方法建立在该基础上，当除氧器中水被定压加热时，其 蒸发蒸汽量增加，从而使该液面上蒸汽的分压力逐渐升高，而溶解在水中 的气体的分压力逐渐降低，此时溶解于水中的气体就不断溢出。当水加热 到除氧器压力下的饱和温度时，水面上全部是蒸汽，此时溶解气体的分压 力将趋近于零，于是溶解于水中的气体即被除去。 四、汽轮机的其他辅助设备 1、给水泵 2、油箱 3、冷油器 4、空气冷却器 5、减温减压器 1、给水泵 给水泵的作用是将除氧 器内经过除氧的水，通 过高压加热器加热供给 锅炉，提高循环的热效 率，同时提供高压旁路 减温水、过热器减温水。 油箱 主油箱的作用 油箱不仅用于储存系统

13、的全部用 油，而且还担负着分离油中的空气、 水份以及各种机械杂物的任务。 2、冷油器 冷油器的作用是冷却汽 轮机组轴承的润滑用油， 冷油器的出口油温一般 保持在3545之间， 若高于或低于该温度值， 将引起机组振动或轴瓦 烧毁事故。 3、空冷器 发电机空气冷却器的作 用是在机组运行中，利 用冷却介质，将发电机 定子和转子绕组线圈及 铁芯激磁涡流所产生的 热量及时带走，确保发 电机安全运行。 4、减温减压器 减温减压器的作用 减温减压设备是用来降低新蒸汽的压力和温度，保证生产和供暖所需要蒸汽的设备，在热电厂中也是 对外界热用户的供热设备。一般情况下，它是用来向热网高峰加热器提供加热蒸汽，在供热高

14、峰时也可向 蒸汽热网供应一部分蒸汽，还可以用来作为调节抽汽机组和背压式机组向外界供汽的备用汽源。 省煤器 2-锅炉（水冷壁） 3-过热 器 4-汽轮机 5-发电机 6-凝汽器 7-凝结水泵 8-混合式回热加热器 9- 给水泵 10-低压加热器 11-高压加热器 12-循环泵 13-射水泵 14-射水抽气器 隔板 4、抽气设备 由于凝汽器内形成高 度的真空，外界空气就会 通过处于真空状态下的不 严密处漏入凝汽器的汽侧 空间，为了防止这些不凝 结气体在凝汽器中逐渐积 累，使凝汽器的真空下降， 采用抽气设备将空气不断 地从凝汽器中抽出。抽气 设备包括射水箱、射水泵 以及射水抽气器（另外还 有射汽抽气器） 三、回热加热