汽机培训内容

1、汽轮机基本设备部分火力发电厂主要生产过程： 火力发电厂(以燃煤发电厂为例)主要生产过程是:储存在储煤场(或储煤罐)中的原煤由输煤设备从储煤场送到锅炉的原煤斗中,再由给煤机送到磨煤机中磨成煤粉。煤粉送至分离器进行分离,合格的煤粉送到煤粉仓储存(仓储式锅炉)。煤粉仓的煤粉由给粉机送到锅炉本体的喷燃器,由喷燃器喷到炉膛内燃烧(直吹式锅炉将煤粉分离后直接送入炉膛)。燃烧的煤粉放出大量的热能将炉膛四周水冷壁管内的水加热成汽水混合物。混合物被锅炉汽包内的汽水分离器进行分离,分离出的水经下降管送到水冷壁管继续加热,分离出的蒸汽送到过热器,加热成符合规定温度和压力的过热蒸汽,经管道送到汽轮机作功。过热蒸汽在汽

2、轮机内作功推动汽轮机旋转,汽轮机带动发电机发电,发电机发出的三相交流电通过发电机端部的引线经变压器什压后引出送到电网。在汽轮机内作完功的过热蒸汽被凝汽器冷却成凝结水,凝结水经凝结泵送到低压加热器加热,然后送到除氧器除氧,再经给水泵送到高压加热器加热后,送到锅炉继续进行热力循环。再热式机组采用中间再热过程,即把在汽轮机高压缸做功之后的蒸汽,送到锅炉的再热器重新加热,使汽温提高到一定(或初蒸汽)温度后,送到汽轮机中压缸继续做功。汽轮机设备及其系统简介：汽轮机主要系统包括：1、主、再热蒸汽系统；2、辅汽系统（厂用汽系统）；3、汽轮机回热抽汽系统；4、汽封蒸汽管道系统；5、凝汽器抽真空及疏水系统；6、

3、高低加疏水及放气系统； 7、主凝结水系统；8、给水系统；9、给水泵及其汽轮机本体系统；10、小机凝结水系统；11、小机润滑油系统；12、汽轮机润滑油系统；13、汽轮机润滑油净化系统；14、顶轴、盘车系统；15、EH油系统；16、发电机密封油系统；17、发电机内冷水系统；18、发电机氢气系统；19、循环水系统、20、胶球系统；21、开式水系统或工业水系统；22、闭式水系统；23、热网水系统；24、消防水系统；25、厂用压缩空气系统；26、氮气、二氧化碳系统；27、污水排放系统。汽轮机主要设备包括：1、汽轮机本体、2、凝汽器；3、凝结水泵；4、循环水泵；5、低压加热器；6、高压加热器；7、除氧器；

4、8、电动给水泵；9、汽动给水泵；10、抽汽器或真空泵11、冷却水塔；12、循环水泵；13、开式水泵；14、闭式水泵；15、冷却器或冷油器；16、滤网；17、扩容器；18水箱和油箱；19、阀门；20、管道；21表计等。 一、泵与风机部分：（一） 泵与风机是用来提高流体能量的一种机械，即将输入的能量转变为流体能量的机械设备。当流体是液体时称为泵，是气体时称为风机。在热力发电厂中，泵与风机是主要的辅助设备，起着极为重要的作用。它们担负着连续输送各种流体的任务，如：输送锅炉的给水；燃料燃烧所需要的空气和燃烧后的烟气；输送汽轮机排汽所需要的冷却水及凝结水等等。1、分类：泵与风机的种类繁多，按工作原理分类

5、如下：2、泵与风机的主要性能参数：流量、能头、轴功率、效率、转数。1）流量：指泵与风机单位时间内所输送的流体数量。可以用体积流量Q表示，也可以用质量流量G表示。2）能头：又称扬程或出口压力，是指单位重量的流体通过泵或风机后所获得的能量值，用符号H表示。单位用m液柱表示。3）轴功率：单位时间内由原动机传递给泵或风机轴上的功率。用符号N表示，单位是KW。4）效率：有效功率与轴功率的比值。用符号表示。5）转数：泵与风机每分钟旋转的圈数。用符号n表示。6)除以上5个参数外，泵还有比转数、汽蚀余量或吸上真空高度等参数。（1）比转数：相似的泵在相似的工况下，由n、Q、H组成的一个相似的特征数称为比转数。（

6、也可以理解为：将一台泵的几何尺寸，几何相似地缩小至流量为0.075m3/s，扬程为1米的标准泵，此时，标准泵的转速就是实际泵的比转数。）式中ns-比转数 3.65-是由水轮机的比转数公式推导出来的，本身无任何物理意义Q-泵的流量，m3/s，对于双吸式叶轮，用Q/2代入计算；H-泵的扬程，m ，对于多级泵用一个叶轮产生的扬程代入计算；n-泵的转速，r/min 。对于同一台泵在不同工况下具有不同的比转数，一般取效率最高工况下的比转数为该泵的比转数。从比转数表达式中可以看出，大流量小扬程的泵比转数大；小流量大扬程的泵比转数小；比转数与泵的入口直径和出口宽度有关，随着泵的入口直径和出口宽度的增加，泵的

7、比转数随着增大。因此，根据泵的比转数可以区分泵的种类：比转数在 30300之间为离心泵；比转数在 300500之间为混流泵；比转数在 5001000之间为轴流泵。（2）汽蚀余量： 汽蚀现象：泵内反复出现液体汽化和凝结，以致对过流部件损坏的现象。 汽蚀余量：泵进口处液体所具有的能量超出液体发生汽蚀时具有的能量差值。汽蚀余量一般有四种表达形式： 装置汽蚀余量：是指泵在吸入口处，液体所具有的超过其汽化压力的富裕能量；可根据装置的参数和流量计算出的，也叫有效汽蚀余量或可用汽蚀余量。其与泵的结构无关。 表达式为：式中：ha装置汽蚀余量P0吸入液面的表面压力 Pv液体的饱和蒸汽压力 Hg泵的几何安装高度

8、hw管道的阻力损失由式可知：有效汽蚀余量就是吸入液面的压力水头P0/g克服了吸入管道系统中总的阻力损失hw，并把液体提升到Hg高度后，所剩余的不超过汽化Pv的能量头。 有效汽蚀余量的大小并不能说明泵是否产生气泡，发生汽蚀，因为有效汽蚀仅指液体从吸入液面流至崩入口处所具有的超过饱和蒸汽的富裕能量。但泵入口处的压力并非泵内液体的最低压力，它的压力还要继续降低的，原因为：（一）由于过流端面逐渐收缩，流速增大，压力下降；（二）液体绕流叶片头部，急剧转变，流速增大，压力下降；（三）液体从泵的吸入口流到叶片入口处，由于流速大小及方向改变而产生流动阻力，造成液体压力进一步降低。 必需汽蚀余量：液体从泵的吸入

9、口到叶道进口压力最低处的压力降低值叫必需汽蚀余量。是泵的特性参数，依赖于泵的结构，是由泵的制造厂通过实验来测定。 表达式为：式中：hr必需汽蚀余量V0、W0叶片进口边前的绝对速度和相对速度；1绝对速度变化及流动损失引起的压力降系数，为1.01.2 2流体绕流叶片头部的引起的以力降系数，为0.20.3 由式可知：泵的必需汽蚀余量与泵叶轮进口部分的运动参数V0、W0有关，由于运动参数在一定的转速和流量下，使由泵的几何参数决定的，所以泵的必需汽蚀余量取决于泵吸入室的结构、叶轮入口形状和结构及液体在叶轮进口处的流速大小和分布是否均匀等因素，而与泵的吸入装置无关。 hr值的大小标志着泵抗汽蚀性能的好坏，

10、hr越小，表示压力降越小，要求装置提供的的有效汽蚀余量ha越小，因而泵抗汽蚀性能越好。 临界汽蚀余量：有效汽蚀余量与必需汽蚀余量相等时的汽蚀余量hr称为临界汽蚀余量。 允许汽蚀余量：为了保证泵不发生汽蚀，把临界汽蚀余量hr再加上适当的安全余量S的值称为允许汽蚀余量h 离心泵的汽蚀余量的安全裕量S：为了为确保泵正常工作不发生汽蚀，离心泵的汽蚀余量必需有一个安全裕量S，满足：装置汽蚀余量必需汽蚀余量 S；对于一般的离心泵S取0.11.0m。（3）防止汽蚀发生及提高抗汽蚀性能的措施：为了改善绷得吸入性能，提高泵抗汽蚀性能的措施，主要从提高有效汽蚀余量和降低必需汽蚀余量两方面来进行。 提高有效汽蚀余量

11、的措施： 减少吸入管路的阻力损失； 减少泵几何安装高度或增加泵的倒灌高度； 设置前置泵； 装设诱导轮； 减少必需汽蚀余量的措施：由泵的设计上考虑，就不进行论述。总之，泵的汽蚀余量是由下面三个因素决定的： 泵产生的吸上高度Hg； 克服吸水管的水力损失hw； 泵入口处造成适当流速Us。汽蚀余量的表达式为： 防止汽蚀发生及提高抗汽蚀性能的措施： 正确确定泵的几何安装高度。 尽量提高泵的入口安装高度。 尽量保证泵在运行中有一定的流量。3、火力发电厂中常用的泵：离心泵、轴流泵、混流泵、螺杆泵、柱塞泵、齿轮泵、射流泵。4、泵及其拖动电动机的运行中的主要监视参数：1）泵及其拖动电动机轴承的温度；2）泵及其拖

12、动电动机轴承的振动；3）泵及其拖动电动机轴承润滑油位及冷却装置工作是否正常；4）泵及其拖动电动机、密封结构等转动部件声音是否正常；5）泵的出、入口压力是否正常；6）泵的密封结构是否异常；7）拖动电动机的定子绕组温度；（二）叶片式泵简介：1、离心泵部分：1）离心泵的工作原理：利用叶轮旋转时产生的惯性离心力来输送液体或提高液体能量的，当泵内充满水的情况下叶轮旋转时，液体通过吸入室轴向进入叶轮入口，然后沿叶轮流道径向流出，至压出室经扩散管排出。由于叶轮连续旋转，在叶轮入口处不断形成真空，从而使液体连续不断地由叶轮吸入和排出完成工作的。 2）离心泵的分类：（1）按叶轮的级数分类： 单级离心泵：只有一个

13、叶轮的离心泵。 多级离心泵：在同一轴上装有两个或多个叶轮的离心泵。（2）按产生的扬程分类： 低压泵：扬程低于20 m H2O 中压泵：扬程在20100 m H2O 高压泵；扬程高于100 m H2O（3）按叶轮的吸入方式分类： 单吸泵：叶轮只有一个吸入口的离心泵。 双吸泵：叶轮的两侧各有一个吸入口的离心泵（相当于两个相同的叶轮背靠背装在轴上并联工作）。（4）按泵壳的分开方式分类： 分段式泵：泵的壳体按与主轴垂直的平面分段接合的离心泵。 中开式泵：泵的壳体在通过主轴中心线的平面上分开的离心泵。3）离心泵的结构：由叶轮、轴、吸入室、压出室、密封环、轴封装置组成。（1）叶轮：将原动机输入的机械能传递

14、给液体是液体的能量得以提高的元件。（2）轴：是传递扭矩的部件。（3）吸入室：离心泵吸水管接头处至叶轮进口前的空间，其作用是使液体在能量损失最小的情况下，平稳、均匀地流入叶轮。一般有锥形、圆形、半螺旋形吸入室。（4）压出室：叶轮出口至泵出口的空间，其作用是在能量损失最小的情况下，收集叶轮流出的高速液体，并将部分动能转换位压能后，均匀地引到压出管或次级叶轮。（5）密封坏：在转动的叶轮与固定不动的泵壳间的缝隙装设的密封部件，又称卡圈或扣环。（6）轴封装置：在旋转的泵轴与固定的泵壳之间设置轴封，用来减少泵内高压力的液体外泄漏和防止外界的空气漏入泵内。它是保证泵安全、经济运行的部件之一。一般有填料密封、

15、机械密封、浮动环密封。4）离心泵的损失：（1）容积损失：包括密封环漏泄损失，平衡机构漏泄损失和级间漏泄损失。（2）水力损失：包括冲击损失，旋涡损失和沿程摩擦损失。（3）机械损失：包括轴承、轴封摩擦损失，叶轮圆盘摩擦损失，及液力偶合器的液力损失。5）离心泵为什么会产生轴向推力？有几种推力？平衡推力的主要方法有哪几种？（1）因为离心泵工作时叶轮两侧承受压力不对称，所以产生轴向推力。（2）因反冲力引起的轴向推力。（3）另外在水泵启动瞬间，由压力不对称引起的轴向推力，这个反冲动力往往会使泵转子向后窜动。（4）单级离心泵一般采用：平衡孔；平衡管；双吸式叶轮。双级离心泵一般采用：平衡盘（配合平衡管）；平衡

16、鼓（配合平衡管）；推力轴承。 6）什么是离心泵的特性曲线?表示主要性能参数间关系的曲线称为特性曲线或叫性能曲线；特性曲线包括：在一定转速下的流量扬程曲线 (QH)、流量功率曲线 (QN) 和流量效率曲线 (Q-)。在泵的特性曲线上可以查出每种流量下的扬程 H、 功率 N 和泵效率的数据。7）什么是离心式泵的比例定律?对同一台泵，当转速变化时，其流量、扬程、功率与转速的变化关系如下：Q/Q = n/n/ H/H = ( n/n/ )2 N/N = ( n/n/)3从以上公式可以看出，当泵转速变化时，流量与转速成正比；扬程与转速平方成正比；功率与转速的立方成正比。这个关系就叫做离心泵的比例定律。8

17、）什么是汽蚀？泵汽蚀时有什么现象发生？（1）水泵的入口处是液体压力最低的地方，因此有可能出现入口处的液体压力低于与其温度相对应的饱合压力，这时就会出现汽化现象，有气泡逸出，在液体的高压区域，气泡周围压力大于汽化压力，气泡被压破而凝结,如在金属表面附近，则液体质点就连续打击金属表面，使金属表面变成蜂窝状或海绵状；另外，空气中的氧气又借助凝汽放热而对金属表面产生化学腐蚀作用，这种现象就是汽蚀.。（2）泵发生汽蚀的现象是产生噪音的原因，使泵的流量、扬程、和效率明显下降，电流表指针摆动。9）离心泵的启动要求：依据离心泵的特性曲线及汽蚀要求：（1）要求离心泵启动需要关门启动；（2）离心泵启动前泵内必须注

18、满水，排净空气。 10）离心泵启动前需要检查哪些项目？（1）水泵与电动机固定是否良好，螺丝有无松动和脱落。（2）对于新安装或检修的水泵用手盘动靠背轮，水泵转子是应转动灵活，内部无摩擦和撞击声（最好在电机没有送电之前盘动，以免出现伤害）。（3）检查泵端填料的压紧情况，其压盖不能过紧或过松。（4）检查各轴承的润滑是否充分（干油和稀油）。（5）有轴承冷却水时，应检查冷却水是否畅通（6）检查水泵吸入池中或水箱中水位在规定以上。（7）检查水泵出入口压力表是否完备，电动机电流表是否在零位。（8）检查有关配电设施，对电动机测绝缘合格后，送上电源。（9）对于新安装或检修的水泵，必须检查电动机转动的方向是否正确

19、（点动测试）。11）离心泵的运行维护工作有哪些？（1）检查并记录泵的进出口压力表、电动机电流表以及轴承温度的数值，发现不正确现象，应分析原因，及时处理。（2）倾听内部声音，注意是否有摩擦或碰撞声，发现其声音有显著变化或有异声音时，应立即汇报或停泵检查。（3）检查轴承的润滑情况。查看油环的转动是否灵活，其位置及带油是否正常。（4）轴承的温升一般不得超过3040，但轴承最高温度不得规定值）否则要停运检查，一般规定如下：（特殊规定除外）轴承型式滚动轴承滑动轴承电动机 10080辅机 8070（5）检查水泵填料密封处滴水情况是否正常，一般要求泄漏不要流成线即可；对于机械密封或浮动环密封的泵还应听音、测

20、温来检查。（6）如是循环供油的大型水泵时，还应经常检查供油设备的工作情况是否正常，轴承回油是否畅通。（7）当轴承用冷却水冷却时，还应注意冷却水流情况是否正常。（8）运行中水泵的轴承振动，也是一个非常重要的运行监测项目，规定如下：（特殊除外）额定转数rpm750rpm以下1000rpm 1500rpm3000rpm电动机 mm012 mm010 mm0085 mm005 mm辅机 mm012 mm010 mm0080 mm005 mm2、轴流泵简介：1）轴流泵的工作原理：利用叶轮转动时产生的升力来输送液体或提高液体能量的；在泵内充满液体的情况下，叶轮旋转时，液体轴向流入，在叶轮叶道内获得能量后轴

21、向流出，从而使液体连续不断地由叶轮排出完成工作的。2）轴流泵的构造：叶轮、泵轴、动叶调节装置、导叶、进水喇叭口、出水弯管及轴承等部件组成。 3）轴流泵的分类：（1）按轴的安装方式分：立式、卧式、斜式三种。（2）按叶片调节的性能分：叶片固定式（叶片安装角度不能调整）、叶片半调节式（叶片安装角度停泵时可拆下叶片调节角度）全调节式叶片（叶片安装角度可以根据不同流量、扬程，通过一套调节机构来改变）三种形式。（3）按导叶的布置方式分：单个叶轮、单个叶轮设后置导叶、单个叶轮设前置导叶、单个叶轮设前、后置导叶四种形式。 4）轴流泵的特性曲线： （1）QH性能曲线是一条马鞍形曲线，是说扬程随着流量的增加显示下

22、降，然后稍有回升，最后又下降。 在出口阀关闭的情况下，即Q=0 扬程最高，约为设计工况的1.52倍。（2）QN性能曲线是一条不同程度下降的曲线，说明功率随着流量的减小而增加，当出口阀门全部关闭时，即Q=0 功率最大，为避免原动机过载，轴流式泵要在出口门全开的情况下启动。如果动叶安装角是可调的，则也应在关闭动叶片安装角的情况下启动。（3）Q性能曲线高效区的范围较小，一离开最高效率点，不论流量增加还是减小，效率的数值都要都要迅速下降。故一般不采用节流调节，而采用动叶调节，这样可扩大轴流式泵的工作范围，并使之保持在较高的效率下工作。 （4）轴流泵的性能曲线为什么会出现如此的特点？因为轴流泵在流量较小

23、时，叶片不同半径上流体所获得的扬程不同，叶顶扬程高于叶根扬程，因而产生了从叶顶部到叶根部的流体回流，形成一部分流出叶轮的流体又重新回到叶轮，再次提高能量。因而流量减小，养成得以迅速提高。随着回流的加剧，流体流动情况混乱，增大了能量的损失，因而消耗的功率增加，水泵效率降低。 5）轴流泵的启动要求：依据离心泵的特性曲线及汽蚀要求：（1）要求离心泵启动需要开门启动；（2）离心泵启动泵内前必须注满水，排净空气。 3、混流泵简介： 1）混流泵的工作原理：部分利用了叶型的升力，部分利用了叶型的惯性离心力来输送液体或提高液体能量的；在泵内充满液体的情况下，叶轮旋转时，液体轴向流入，在叶轮叶道内获得能量后向圆

24、锥面方向流出（也就是说液体在介于轴向和径向之间的方向流出），从而使液体连续不断地由叶轮排出完成工作的。2）混流式泵从结构、性能和原理上看，都是介于轴流式泵和离心式泵之间的一种类的泵，但它还是属于大流量小扬程程的水泵范畴，近代大容量机组的循环水泵大都采用混流泵。（三）容积式泵简介：1、往复式泵简介：1）往复式泵的工作原理：由于活塞在泵缸内作往复运动，工作室容积发生周期性变化，引起压力大小发生变化，由此来输送液体并使液体获得能量。2）柱塞泵和活塞泵的工作原理完全相同，所不同的是由于活塞泵的活塞是圆盘状的，当产生很高的压力时，会因强度不够而容易损坏，而柱塞泵的活塞采用柱状活塞，所承受压力较高。一般高

25、压的往复泵都采用柱塞泵。3）隔膜式泵主要依据个膜片来回鼓动来吸入和排出液体。 4）柱塞泵或活塞泵启动原则：都要求其出入口门开启后才可以启动。因为（1）入口门未开启，如启动此类泵，泵的吸入口无液体，此类泵在往复过程中，柱塞或活塞将与泵缸内壁摩擦产生热量，此热量因无工作液体带走将使泵体发热，如达到一定极限将使泵损坏。（2）出口门未开启，如启动此类泵，泵的流量为零，工作液体将在泵的压出室连续不断的获得能量，造成出口压力升高及电动机过载，如达到一定极限时，将损坏泵体及其附件和烧毁电动机；同时也将因柱塞或活塞将与泵缸内壁摩擦产生热量，此热量因无工作液体带走将使泵体发热，如达到一定极限将使泵损坏。5）由于往复式泵腔容积和活塞往复速度有限，限制了流量的使用范围，因此，此类泵只适用于输送小流量、高压力的各种介质。电厂中常用作化学加药泵，EH油泵。2、回转式泵简介：1）螺杆泵的工作原理：依靠两个或三个螺杆相互啮合，利用工作容积的变化来输送液体。其中一个螺杆为主动轴，其余的为从动轴，主动螺杆与从动螺杆旋转方向相反，螺纹相互啮合，液体由吸入口进入，沿筒壁被挤推作螺旋线推进并增压至排出口排出。2）齿轮泵的工作原理：有一对相互啮合的主、从动齿轮，在泵腔内作相反的旋转运动，它依靠齿轮相互啮合过程中所引起的工作容积的改变来输送液体的。齿轮旋转时液体沿吸入管进入