魏家峁汽机培训教材（3月14日最终版）

1、Q/BEIH-NDP 10413-2010 Q/BEIH-NDP 10413-2010 PAGE * ROMAN I 魏家峁煤电有限责任公司电厂培训教材汽机培训教材 2016-03-08发布2016-03-08实施魏家峁煤电有限责任公司电厂发布魏家峁煤电有限责任公司电厂汽机培训教材 魏家峁煤电有限责任公司电厂汽机培训教材 PAGE * ROMAN VI PAGE * ROMAN IV魏家峁煤电有限责任公司电厂汽机培训教材1目 次 TOC o HYPERLINK l _Toc270575013 第一章 概 述5 HYPERLINK l _Toc270575014 第一节 基本术语5 HYPERL

2、INK l _Toc270575015 第二节 汽轮机发展与现状 PAGEREF _Toc270575015 h * Arabic 17 HYPERLINK l _Toc270575015 第三节 汽轮机的分类及类型21 HYPERLINK l _Toc270575016 第四节 机组概况23 HYPERLINK l _Toc270575015 第五节 主要设计原则24 HYPERLINK l _Toc270575015 第六节 汽轮机典型工况及性能指标33 HYPERLINK l _Toc270575015 第七节 汽轮机主要参数35 HYPERLINK l _Toc270575039 第二

3、章 660MW汽轮机本体分析35 HYPERLINK l _Toc270575040 第一节 汽轮机本体概述38 HYPERLINK l _Toc270575041 第二节 高压缸39 HYPERLINK l _Toc270575042 第三节 中压缸49 HYPERLINK l _Toc270575043 第四节 低压缸60 HYPERLINK l _Toc270575044 第五节 轴系设计说明67 HYPERLINK l _Toc270575045 第六节 轴承座器68 HYPERLINK l _Toc270575046 第七节 液压盘车74 HYPERLINK l _Toc270575

4、047 第八节 机组死点统75 HYPERLINK l _Toc270575032 第三章 汽轮机调节保安系统78 HYPERLINK l _Toc270575033 第一节 DEH 控制系统78 HYPERLINK l _Toc270575034 第二节 ETS 危急保安系统81 HYPERLINK l _Toc270575035 第三节 液压执行机构85 HYPERLINK l _Toc270575036 第四节 EH系统96 HYPERLINK l _Toc270575037 第五节 EH油系统的运行维护102 HYPERLINK l _Toc270575039 第四章 汽轮机蒸汽系统及

5、其设备105 HYPERLINK l _Toc270575040 第一节 概 述105 HYPERLINK l _Toc270575041 第二节 主蒸汽系统107 HYPERLINK l _Toc270575042 第三节 旁路系统及其设备109 HYPERLINK l _Toc270575043 第四节 回热抽汽系统及其设备121 HYPERLINK l _Toc270575044 第五节 高压加热器124 HYPERLINK l _Toc270575045 第六节 低压加热器132 HYPERLINK l _Toc270575046 第七节 除氧器136 HYPERLINK l _Toc

6、270575047 第八节 加热器的疏水与排空系统145 HYPERLINK l _Toc270575048 第九节 轴封加热器147 HYPERLINK l _Toc270575049 第十节 辅助蒸汽系统149第十一节 汽封系统152 HYPERLINK l _Toc270575051 第五章 凝结水系统及其设备 PAGEREF _Toc270575051 h * Arabic 157 HYPERLINK l _Toc270575052 第一节 主凝结水系统157 HYPERLINK l _Toc270575053 第二节 凝汽设备159 HYPERLINK l _Toc270575054

7、 第三节 凝结水泵165 HYPERLINK l _Toc270575056 第六章 真空抽气系统173 HYPERLINK l _Toc270575057 第一节 凝汽器抽真空及水环真空泵 PAGEREF _Toc270575057 h * Arabic 173 HYPERLINK l _Toc270575058 第二节 水环真空泵的运行维护 PAGEREF _Toc270575058 h * Arabic 177 HYPERLINK l _Toc270575060 第七章 给水系统及其设备 PAGEREF _Toc270575060 h * Arabic 180 HYPERLINK l _

8、Toc270575061 第一节 给水系统及设备 PAGEREF _Toc270575061 h * Arabic 180 HYPERLINK l _Toc270575062 第二节 给水泵汽轮机 PAGEREF _Toc270575062 h * Arabic 190 HYPERLINK l _Toc270575064 第八章 间接空冷系统217 HYPERLINK l _Toc270575065 第一节 系统概述217 HYPERLINK l _Toc270575066 第二节 系统设备简介219 HYPERLINK l _Toc270575067 第三节 间接空冷系统运行概览229 HY

9、PERLINK l _Toc270575068 第四节 间接空冷控制系统230 HYPERLINK l _Toc270575070 第九章 辅机冷却水及闭式冷却水系统 PAGEREF _Toc270575070 h * Arabic 240 HYPERLINK l _Toc270575071 第一节 概述 PAGEREF _Toc270575071 h * Arabic 240 HYPERLINK l _Toc270575072 第二节 辅机冷却水系统及设备 PAGEREF _Toc270575072 h * Arabic 240 HYPERLINK l _Toc270575073 第三节 闭

10、式冷却水系统及设备 PAGEREF _Toc270575073 h * Arabic 242 HYPERLINK l _Toc270575074 第四节 机械通风冷却塔 PAGEREF _Toc270575074 h * Arabic 247 HYPERLINK l _Toc270575076 第十章 润滑油系统 PAGEREF _Toc270575076 h * Arabic 249 HYPERLINK l _Toc270575040 第一节 主机润滑油系统249 HYPERLINK l _Toc270575041 第二节 顶轴油系统262 HYPERLINK l _Toc270575042

11、 第三节 汽机润滑油净化系统265 HYPERLINK l _Toc270575081 第十一章 常用阀门270 HYPERLINK l _Toc270575040 第一节 阀门常识270 HYPERLINK l _Toc270575041 第二节 阀门结构简绍272 HYPERLINK l _Toc270575090 第十二章 汽轮机的运行和维护 PAGEREF _Toc270575090 h * Arabic 277 HYPERLINK l _Toc270575091 第一节 汽轮机的启动 PAGEREF _Toc270575091 h * Arabic 277 HYPERLINK l _

12、Toc270575092 第二节 汽轮机的停机 PAGEREF _Toc270575092 h * Arabic 288 HYPERLINK l _Toc270575093 第三节 汽轮机正常运行和调整 PAGEREF _Toc270575093 h * Arabic 294 HYPERLINK l _Toc270575094 第四节 汽轮机的故障处理 PAGEREF _Toc270575094 h * Arabic 298前 言为了规范魏家峁煤电公司运行人员的工作，不断提高运行人员的工作技能水平，保证并持续提高岗位工作绩效，特编写本培训教材。本教材是供魏家峁煤电公司运行员工上岗前培训的专业培

13、训教材。本培训教材主要围绕目前660MW机组汽轮机设备和系统的特点并结合实际来编写。内容以汽轮机系统的实际设备为主，介绍了设备的结构特点、性能、工作原理、技术规范、运行操作、维护及一般故障处理，并力求理论结合实际，使非专业人员能尽快掌握汽轮机专业理论知识，从而对新员工的培训起到抛砖引玉的作用,并为运行规程的编写提供理论依据。希望广大员工在培训学习中再结合其它相关图纸、资料和有关书籍，努力学习，彻底掌握汽轮机系统的各个环节。 因时间仓促，其中错误之处在所难免，希望大家多提宝贵意见，我们将对其中不足部分不断进行修订完善。 编 者 2016年3月 魏家峁煤电有限责任公司电厂汽机培训教材魏家峁煤电有限

14、责任公司电厂汽机培训教材 PAGE * Arabic 149第一章 概 述第一节 基本术语工质：实现热能和机械能相互转化的媒介物质，叫做工质。为了获得更多的功，要求工质有良好的膨胀性和流动性、价廉、易得、热力性能稳定、对设备无腐蚀作用，而水蒸汽具有这种性能，发电厂采用水蒸汽作为工质。状态参数：凡能够表示工质状态特性的物理量，就叫做状态参数。例如：温度T、压力p、比容、内能u、焓h、熵s等，我们常用的就是这六个。状态参数不同于我们平时说的如：流量、容积等“参数”，它是指表示工质状态特性的物理量，所以，要注意区别状态参数的概念，不能混同于习惯的“参数”。压力p:单位面积上所受到的垂直作用力称为压力

15、。容器内气体的真实压力，称为绝对压力；气体的绝对压力高于大气压的部分，称为表压力；比容：单位质量物质所占有的容积称为物质的比容，与密度互为倒数。单位：m3/Kg。比容的改变是作功的标志，比容增加标志气体向外膨胀作功，比容减小标志着气体受压缩消耗外功，在作功过程中推动力是压力P，dw=pd。在P-v图上表示，曲线下部的面积就是功。温度T：温度是物体冷热程度的量度。在通用的国际单位制中，把在标准大气压下水、冰混合物的温度定为摄氏温度的零度。在热力学的分析计算中，常用的是国际单位制中的热力学温标，叫做开氏温标，也称为绝对温标。绝对温标与摄氏温标都是国际单位制中所规定使用的温标，换算关系为：T=t+2

16、73。焓：I=U+pd某一状态单位质量的气体所具有的总能量称为焓。是内能和压力势能的总和。内能U是温度的函数，而pd是压力的函数，因此焓是温度和压力的函数。不同温度、压力下气体的焓不同。气体状态变化时，吸收或放出的热量等于焓的变化量。熵：熵无实际的物理意义，不能用仪表测量，其定义为：熵的微小变化等于过程中加入微小热量dq与加热时绝对温度T之比。熵的微小变化标志着过程中有热量交换及热量传递方向，dS0，热力系吸热，热量为负值；dS0，热力系放热，热量为正；dS=0，则热力系与外界无热交换。dS=dq/T，dq=ds*T。熵增原理：孤立系统的熵可以增大（发生不可逆过程时），可以不变（发生可逆过程）

17、，但不可以减少。系统的熵增与作功能力的关系：由不等温传热过程分析可知热源与工质之间由于不等温传热而引起系统熵增，而系统中作功能力的损失等于系统中的熵增乘以冷源温度。不可逆传热的发生，使得系统的熵增加，就意味着作功能力的损失增加，也就使得向冷源排出的无效能增加了。而作功能力的损失与熵增成正比，故系统中的熵的增量可作为不可逆过程的度量。在实际的热动力装置中工质携带的热量一定时，则温度高时作功就多，这种高温热量就越有用。锅炉内温差传热的部分作功能力损失最大，（高温烟气传热给水蒸汽），我们利用尽量提高给水温度，减小锅炉的传热温差来提高热效率。平衡状态：当工质的各部分具有相等的压力、温度、比容等状态参数

18、时，就称工质处于平衡状态。比热c：单位数量的气体温度升高（或降低）1时，所吸收（或）放出的热量，称为单位热容量，或称为气体的比热。可分为质量比热kcal/kg.、容积比热kcal /m3.、摩尔比热kcal/mol.。汽化：物质从液态转变为汽态的过程,包括蒸发、沸腾。蒸发：在液体表面进行的汽化现象。沸腾：在液体内部进行的汽化现象。在一定压力下，沸腾只能在固定温度下进行，该温度称为沸点。压力升高沸点升高。饱和蒸汽：容器上部空间汽分子总数不再变化，达到动态平衡，这种状态称为饱和状态，饱和状态下的蒸汽称为饱和蒸汽；饱和状态下的水称为饱和水；这时蒸汽和水的温度称为饱和温度，对应压力称为饱和压力。湿饱和

19、汽：饱和水和饱和汽的混合物。干饱和汽：不含水分的饱和蒸汽。过热蒸汽：蒸汽的温度高于相应压力下饱和温度，该蒸汽称为过热蒸汽。过热度：过热蒸汽的温度超出该蒸汽压力下对应的饱和温度的数值，称为过热度。汽化潜热：把1Kg 饱和水变成1Kg 饱和蒸汽所需要的热量，称为汽化潜热或汽化热。干度：湿蒸汽中含有干饱和蒸汽的质量百分数。湿度：湿蒸汽中含有饱和水的质量百分数。临界点：随着压力的升高，饱和水和干饱和蒸汽差别越来越小，当压力升到某一数值时，饱和水和干饱和蒸汽没有差别，具有相同的状态参数，该点称为临界点。水蒸气的临界参数(临界点)：临界压力P临=225.56绝对大气压临界温度t临=374.15过热蒸汽的比

20、热：对理想气体的比热，我们只看成是温度的函数。但是，对于水蒸汽，压力对比热的影响则不能忽略。当温度不变压力升高时，过热蒸汽的比热值增大（如：高压锅的原理）。温度越高，提高压力所引起的比热变化越小。过热蒸汽的比容：在不变的温度下，过热蒸汽的压力升高时，比容大大减小。这一特性广泛应用于动力装置中，它使蒸汽管道及蒸汽流动设备尺寸减小，重量减轻。在压力不变的情况下，温度升高时，比容随之增大。过热蒸汽的焓：过热蒸汽的焓是由温度和压力决定的。如果温度不变而压力增高时，过热蒸汽的焓要减小。当过热蒸汽的压力不变而温度升高时，将引起焓值增大。由此看出：过热蒸汽的焓是温度的正比函数，是压力的反比函数。热力学第一定

21、律：热力学第一定律就是能量守恒与转化定律在热力学上的应用。热力学第一定律可以描述为“热可以变为功；功也可以变为热。一定量的热消失时，必产生一定量的功；消耗了一定量的功时，必出现与之对应的一定量的热”。它是整个工程热力学进行热工计算的基础，是热力学的两个定律之一。它说明热、功之间存在一定的关系：Q=AW。热力学第二定律：它和热力学第一定律构成热力学基本原理，是建立和分析热力循环的主要理论依据热力学第二定律的三种说法：克劳修斯提出的说法“热不可能自发地、不付代价地、从一个低温物体传到另一个高温物体”。汤姆逊（开尔文）和普朗克从热能和机械能的转换角度提出：“不可能从单一热源取热，使之全变为功而不产生

22、其它影响”；“单一热源的热机是不存在的”。（只有热源而没有冷源的第二类永动机也是梦想）如：火力发电厂中从高温热源（锅炉）吸收的热量只能部分的转变为功，而不能全部转变为功。热力学第二定律说明了能量传递和转化的方向、条件和程度。理想气体的热力过程：定容过程、定压过程、定温过程、绝热过程定容过程: 定容过程的气体压力与绝对温度成正比，即P1/T1=P2/T2。在定容过程中，所有加入气体的热量全部用于增加气体的内能。因容积不变，没有作功。如内燃机工作时，气缸里被压缩的汽油和空气的混合物被点燃后突然燃烧，瞬间气体的压力、温度突然升高很多，活塞还来不及动作，这一过程可认为是定容过程。其T-S曲线为斜率为正

23、的对数曲线。定压过程：在压力不变的情况下进行的过程，叫做定压过程。如水在锅炉中的汽化、蒸汽在凝汽器中的凝结。定压过程中比容与温度成正比即1/T1=2/T2 温度降低气体被压缩，比容减小；温度升高，气体膨胀，比容增大。定压过程中热量等于终、始状态的焓差。其T-S曲线为斜率为正的对数曲线。定温过程：在温度不变的条件下进行的过程。P11=P22=常数，即过程中加入的热量全部对外膨胀作功；对气体作的功全部变为热量向外放出。绝热过程：在与外界没有热交换的情况下进行的过程，称为绝热过程。等熵过程。汽轮机、燃气轮机等热机，为了减少热损失，外面都包了保温材料，而且工质所进行的膨胀极快，在极短的时间内还来不及对

24、外散热，即近似绝热膨胀过程。热力循环：工质从某一初始平衡状态，经过一系列的状态变化又回到初始状态这一全过程称为热力循环。朗肯循环: 工质在锅炉、汽轮机、凝汽器、给水泵等热力设备中吸热、膨胀、放热、压缩四个过程使热能不断地转变为机械能，这种循环称为朗肯循环。实际电力生产中采用的是具有过热度的朗肯循环,蒸汽动力装置的基本循环朗肯循环。汽轮机内绝热膨胀过程，比容增加，压力降低，熵不变，汽轮机输出功率 WT= h1-h2。乏汽在凝汽器中等压放热凝结过程，比容、熵都减小，温度不变。凝汽器排热q2=h2-h3水在给水泵内绝热压缩过程，比容不变压力升高。给水泵的压缩功Wp=h4-h3，因Wp 与WT比很小，

25、忽略。朗肯循环的热效率，等于绝热焓降除以新蒸汽的焓减去凝结水的焓。蒸汽初、终参数对电厂经济性的影响提高初温度对循环热效率的影响：在一定的蒸汽初压力和排汽压力下，蒸汽在汽轮机所做的功，随过热蒸汽初温度的增加而增加。但同时在汽轮机的冷源损失也增加，吸热的平均温度增加，放热平均温度不变，吸热与放热的平均温度差增大，使朗肯循环的热效率提高了。提高初温度后，使进入汽轮机的蒸汽容积流量增加，汽轮机的高压部分叶片高度增大，漏汽损失相对减小，汽轮机的排汽湿度减小，使汽轮机的相对内效率提高。统计资料表明：初温度由315提高到510效率可以提高1014%。提高初压力对循环热效率的影响：提高初压力蒸汽的比容减小，进

26、入汽轮机的蒸汽容积流量减小，级内叶栅损失和级间漏汽损失相对增大，导致汽轮机的相对内效率降低。对于大容量机组蒸汽初参数提高时，相对内效率的降低不是很大，所以大容量机组选用高参数其经济性较高。资料统计表明：初压力由1.5Mpa提高到9Mpa，效率可以提高10%。初温度压力同时改变对热效率的影响：从以上分析可知：当排汽压力不变时，无论是提高初温度或初压力，都能使循环的热效率增加，显然，同时提高热效率，增加更多，经理论计算，蒸汽初参数从3.5MPa、435提高到9.0MPa、535，可节省燃料1216%，非常可观。对600MW机组，循环效率每提高1%，每小时节煤2吨。提高初参数限制：初温度的提高受高温

27、材料的制约。当初温度升高时，钢材的强度极限、屈服点、蠕变极限都会降低很快，而且高温下金属的氧化、腐蚀使材料的强度大大降低。耐高温材料如奥氏体钢可在580-600高温下使用，但价格非常昂贵，造价高。目前使用的较多的还是550570的珠光体钢材，只有部分高温受热面如邹县600MW机组锅炉屏过、高过采用奥氏体不锈钢。另外奥氏体钢膨胀系数大、导热系数小，对温度变化的适应性抗蠕变能力差，加工、焊接困难，所以邹县600MW机组锅炉屏过停炉后经常焊口漏。提高蒸汽压力主要受汽轮机末级叶片容许的最大湿度的限制。初压力提高，无再热机组，排汽湿度增大，引起叶片侵蚀，降低使用寿命，同时汽轮机的相对内效率降低。大型汽轮

28、机的排汽湿度应控制在10%以下，因此对蒸汽提出再热要求。终参数对发电厂经济性的影响：降低排汽压力Pn可使循环放热平均温度Tn降低，从而提高循环热效率。在决定热经济性的三个主要参数初压力、初温度、排汽压力中，排汽压力对汽耗量、热经济性的影响最大。大约60%热量经凝汽器排掉。经计算表明：在蒸汽参数为9.0MPa、490时，排汽温度降低10，热效率增加3.5%；排汽压力由0.006Mpa降到0.004MPa，热效率增加2.2%。排汽压力愈低热效率愈高。但是，降低排汽压力，将使汽轮机低压部分蒸汽湿度增大，影响叶片寿命，同时降低汽轮机的相对内效率；降低排汽压力，排汽比容增大，汽轮机末级排汽面积和凝汽器尺

29、寸增大，投资增大。因此，在一定条件下凝汽器真空并非越低越好，必须确定凝汽器的最佳真空。影响排汽压力的因素：凝汽器的冷却面积、凝汽器的凝汽负荷、凝汽器冷却水进口温度、冷却水量等。所以排汽压力应综合考虑。凝汽器的端差：排汽压力对应的饱和温度与循环水出口水温差。tn=t1+t+ttn排汽的饱和温度 t1循环水进水温度t循环水温升612t凝汽器传热端差310循环倍率：进入上升管的循环水量与上升管蒸发量之比，即一公斤水在循环水路中需要多少次循环才能全部变成蒸汽.蒸汽中间再热：为了提高发电厂的热经济性和适应大机组发展的需要，蒸汽参数不断得到提高，但是随着初压力的提高，汽轮机的排汽湿度增大，使乏汽中含有大量

30、的水珠，碰击汽轮机末几级叶片，引起腐蚀和损坏。根据运行经验，汽轮机乏汽湿度最大不超过1214%，如不采取再热，必须将主汽温升到570 以上才能保证湿度，特殊合金钢价格昂贵，而中间再热循环可有效解决这个问题中间再热循环的优点：提高排汽干度，减少对叶片的侵蚀。采用蒸汽再热使工质的焓降增大，汽耗量减少，提高热经济性，一次中间再热能提高效率5%，而采用二次中间再热则能提高效率7%。汽耗率降低，减轻给水泵、凝汽器的负担。能够采用更高的初压力，单机容量增大。给水回热循环：从朗肯循环的分析可以看出，大部分的热量损失是凝汽器中的冷却水带走的热量（60%左右），这也是火力发电厂效率低的重要原因。如：在P2=0.

31、04绝对大气压，饱和温度只有28.6，当锅炉压力P1=0.04绝对大气压时，相应的饱和温度为309.53，若将1kg28.6的水在锅炉中加热到饱和温度就约需300千卡的热量，在朗肯循环中，这部分热量直接由锅炉的燃料燃烧放出的热量供给。如果我们利用乏汽所带走的热量行不行呢？由于乏汽温度太低，只能部分利用。即从汽轮机中间抽出作了一部分功的蒸汽，把它送入到加热器中，利用这部分抽汽加热由凝汽器来的凝结水，提高给水温度。而抽汽部分不在凝汽器中凝结，又可减少冷却水带走的热量损失，从而节省燃料，提高循环的热效率。这种利用汽轮机抽汽以加热给水的方法叫给水回热。分析：采用回热循环后的热效率要比朗肯循环高。从理论

32、上讲，当抽汽次数无穷多时，回热循环的热效率能达到同温度下卡诺循环的热效率。汽耗加大了，加大了高压缸的通流面积，减小了低压缸通流面积，有利于蒸汽流动，而且使汽轮机低压缸和末级叶片尺寸大大减小。辅助设备的容量等都相应简化。无论如何，凝汽器内损失的热量是不可用能量，无论采用什么循环，只能将凝汽器内损失的热量降到50%左右，因此，要发展热电合供循环。导热：导热是指直接接触的物体各部分热量交换的现象。可在固体、液体、气体中发生。只要有温差存在就有导热发生。从微观角度来看，导热是通过组成物质的微观粒子的热运动进行的。对流换热:我们把流动的流体和固体壁面之间的热量交换称作对流换热。特点：流体流动。流体流动是

33、力的作用。影响对流换热的因素：流体流动情况：紊流换热比层流换热强烈。紊流各部分间相互掺混，层流边界层厚度小，热阻小，所以对流换热强烈。流体的物理性质的影响：Re越大，对流换热越强，Re=cd/g提高流体的重度、导热系数、比热，降低流体的动力粘性系数，增强对流换热。固体表面的几何形状、大小、流体与固体的相对位置影响对流换热。如锅炉水冷壁管高温区采用内螺纹管，尾部受热面管采用叉拍布置，增加折流板等，均为增加对流换热。流体换热分为单相流体换热和相态变化的流体换热。如烟气与锅炉受热面的换热为单相流体换热。水在锅炉水冷壁沸腾、汽化等换热为相态变化时的流体换热。流体相态变化的对流换热：沸腾换热、凝结换热。

34、沸腾换热：换热温差在5以下，相应的热负荷Q2%时,三级喷水调阀自动开至38%,之后随低旁温度调节。高加上端差：加热器进汽压力下的饱和蒸汽温度减去给水出口温度之差（结垢、积空气、通道泄漏、过负荷）。高加下端差：加热器疏水温度与给水入口温度差值（水位高或低、结垢、疏水冷却段包壳板泄漏）。凝汽器端差：排汽压力下的饱和蒸汽温度与循环水出口温度的差值（冷却面积、进水温度、传热系数、结垢）。凝汽器过冷度：凝结水温度比排汽压力下对应饱和温度低的数值。产生过冷度的原因有：汽阻大、积空气、热井水位高等。（ 汽阻：蒸汽在汽机排汽口和空气抽气口处压力之差）前置泵：转速低、汽蚀余量较小，降低除氧器高度，防止给水泵汽蚀

35、。电泵液力偶合器：泵轮将机械能转化为工作油的动能和升高压力的势能，而涡轮将工作油的动能和势能换为输出的机械能，工作油量由勺管控制，同一根轴上有工作油泵和润滑油泵。最小流量再循环阀：给水在泵中获得一定能量外,其余耗功转化为热量,导致泵水温升,为此设计该阀,使部分水回流,降低温度。反动式汽轮机:蒸汽的热能只有一部分在喷嘴中转变成动能,另一部分在动叶中转变成动能的为反动式汽轮机。凝汽式汽轮机:蒸汽在汽轮机内做功,除少量漏汽外,全部排入凝汽器的汽轮机。惰走时间:从主汽门和调门关闭时起到转子完全静止的这段时间。惰走曲线:表示转子惰走时间与转速下降关系的曲线。标准惰走曲线:新安装汽机运行一段时间待各部件工

36、作正常后,停机时测绘的转子惰走曲线。惰走曲线的作用:利用转子的惰走曲线可以判断汽轮机设备的某些性能,并可以检查设备的某些缺陷。惰走时间短时,表明汽轮机内机械摩擦力增大,可能由于轴承工作恶化或汽机动静发生摩擦,惰走时间增长时,表明主汽门调门或抽汽管道上的逆止门不严,致使有压力蒸汽漏入或返回汽轮机所致。中压联合汽门:为减少节流损失并使阀门结构紧凑,将RV、IV装在同一个阀体内的汽门通称为中压联合汽门。冷却倍率：每吨排汽凝结时所需要的冷却水量叫冷却倍率。凝汽式汽轮机:蒸汽在汽轮机内做功,除少量漏汽外,全部排入凝汽器的汽轮机。氢气的露点温度：氢气在等压下进行冷却时，其中水蒸汽开始凝结时的温度。流件的粘

37、滞性：指流体运动时，在流体的层间产生内摩擦力的一种性质。自激振动：是由于轴瓦油膜振荡间隙和摩擦涡动等原因造成的振荡。金属蠕变：是在应力不变的条件下不断产生塑性变形的现象。内部损失：发电厂内部设备本身和系统造成的蒸汽和凝结水的损失，称为内部损失。应力松弛：零件在高温和某一应力作用下，若维持总变形不变，则随时间的增长，零件的应力逐渐降低，这种现象叫应力松弛。猫拱背：通常汽轮机上汽缸温度高于下汽缸，上汽缸变形大于下汽缸，引起汽缸向上拱起，发生热翘曲变形，俗称猫拱背。蒸汽干度：湿蒸汽中干蒸汽的含量与湿蒸汽总量之比。除氧器的滑压运行：就是除氧器的运行压力不是恒定的而是随机组负荷和抽汽压力的变化而变化。死

38、点：热膨胀时，纵销引导轴承座和汽缸沿轴向滑动，横销与纵销作用线的交点称为死点。扭曲叶片：叶型断面沿叶高度方向变化的叶片叫扭曲叶片或称变截面叶片。弹性变形：物体在受外力作用时，不论大小，均要发生变形，当外力停止作用后，如果物体能恢复到原来的形状和尺寸，这种变形称为物体的弹性变形。汽轮机的“级”：在汽轮机中由喷嘴和与它组合的动叶栅所组成的基本做功单元称“级”。汽轮发电机组轴系：用联轴器连接在同一中心线的汽轮发电机组各转子构成的回转体。汽轮机的容量：即汽轮机的输出功率俗称出力，是汽轮机主轴联轴器端输出的功率，一般是指汽轮机驱动发电机所能发出的功率。额定容量(额定功率)：是汽轮机在规定的热力系统和补水

39、率，各项参数(包括转速、主蒸汽、再热蒸汽的压力和温度)均为额定值以及对应于规定的夏季最高循环水温的排汽压力等条件下，驱动汽轮发电机能连续输出的功率。此功率应在铭牌上标示，故又称铭牌容量。最大容量：又称最大连续出力，是指汽轮机在制造厂给定的蒸汽参数及补水率等条件下维持最大连续进汽量可在汽轮发电机端长时间输出的功率。汽门全开容量：是指调节汽门全开时的进汽量下所能发出的功率。可靠性：指汽轮机能在额定功率下连续运行的性能。负荷适应性：电力工业发、供、用同时完成的特点要求汽轮机的输出功率要随外界负荷的变化而变化，这就是负荷适应性。可控性：一船指机组起动和调整负荷的难易程度。如动静部分容易摩擦，膨胀不畅，

40、调速系统不灵，轴系稳定性差，容易激振等，都称为可控性较差。汽轮机本体：完成蒸汽热能转换为机械能的汽轮机组的基本部分，即汽轮机本体。汽轮机保安系统：汽轮机运行中必要时实行紧急停机的系统。由一套保安装置组成的保安系统，时刻监视机组的运行状态，如发现危及机组安全的异常情况，例如严重超速、油压过低、推力过大、真空急剧恶化、进水或进冷蒸汽、剧烈振动以及大轴弯曲等，立即自动(或手动)关闭自动主汽门和调节汽门紧急停机。汽轮机末级叶片：汽轮机内蒸汽膨胀过程的最后一级叶片。由于最后一级的蒸汽压力最低，容积流量最大，因此末绍叶片是汽轮机各级叶片中最长的一级，承受最大的离心力荷裁和由此产生的应力。汽轮机旁路系统：中

41、间再热机组设置的与汽轮机并联的蒸汽减压减温系统。汽轮机启动：汽轮机从静止的或备用的状态，按一定的程序进行冲转、升速暖机、定速、并网接带负荷至额定值的全部过程。汽轮机热力特性：汽轮机组的输出功率与汽耗量(或热耗量)的关系。汽轮机热力系统：使汽轮机的热力循环和热功转换得以继续进行的所有设备和系统的组合。汽轮机数字式电液控制系统（DEH）：以计算机或微机作为主要控制装置、以摸拟式电气系统作为手操后备、采用液压执行机构的汽轮机控制系统简称DEH系统。叶轮摩擦损失：由于蒸汽的粘性在叶轮表面形成附面层由叶轮带动旋转，与粘附在隔板和汽缸壁上的附面层之间形成摩擦运动，并由于叶轮离心力的带动在汽室内形成涡流，均

42、消耗能量，造成的损失称为叶轮摩擦损失。汽轮机损失：输入汽轮机的蒸汽热能中未转换为输出机械功率的部分热能。汽轮机运行监视系统：为了保护汽轮机的安全而设置的监视和保护装置，以及由它们组成的信号显示、报警和保护系统。迟缓率:由于调速系统各部件的摩擦、卡涩、间隙以及错油门的重叠度等，使调速系统动作迟缓，由于迟缓现象的存在，在同一功率时，转速上升与下降的转速差与额定转速的百分比叫调速系统的迟缓率。 第二节 汽轮机的发展与现状汽轮机（Steam Turbine）是由水蒸汽驱动作旋转运动的原动机，它接受锅炉送来的蒸汽，将蒸汽的热能转换为机械能，驱动发电机发电。1.2.1汽轮机发展简史1883年瑞典制造了第一

43、台由喷嘴冲动单级叶轮的实用汽轮机，功率3.67Kw。1884年英国制成了7.46kW的多级反动式汽轮机。进入20世纪，世界上出现了多级冲动式汽轮机。这些便是现代大容量汽轮机的先驱。随着电力负荷的快速增长，汽轮机也得到了迅猛发展。在单机容量增大的同时，蒸汽参数也向亚临界、超临界、超超临界提高。目前世界上大机组的单机容量一般在500800MW，最大单轴汽轮机为1200MW，双轴为1300MW，蒸汽压力一般为16.518Mpa的亚临界或24Mpa的超临界，主汽温度在538或566。大机组一般都配有完善的电液调节保安系统、汽轮机监视仪表和转子应力及寿命检测系统。中国1956年投运了自己制造的第一台60

44、00kW汽轮机。目前已具备了设计、制造60万kW汽轮机的能力。亚临界机组作为近期的主力机组将逐步过渡到600MW等级。我国超临界机组现已投运或正在安装的有600 MW，都是进口设备，最大单机容量为800 MW（辽宁绥中发电厂）。到1999年底，正在设计的超临界机组电厂有5400 MW，最大单机容量为900 MW，也主要是进口设备，目前国内还不具备整套设计和制造超临界机组的能力。从容量等级来说，国产超临界机组从600MW起步，更大容量应考虑采用1000 MW等级，对1000MW机组选用单轴方案在技术上是可行的，并有利降低机组造价。从机组参数来说，对首批国产化机组原考虑用24MPa、538/566

45、参数，由于材料技术的发展，国外超临界机组已出现逐步提高蒸汽参数的趋势。我国新研制超临界机组参数应有所提高，如采用566/566。超超临界机组的参数已达30MPa、610/610的水平，目标是1000 MW等级机组，采用超超临界机组是当今世界火电机组一个新的动向。因此，在我国研制超临界机组的同时可着手开展超超临界机组的技术准备工作，同样要通过引进技术或合作制造的道路，先建设一座600MW超超临界机组的示范电站，以掌握机组的设计技术和运行性能，采取超超临界机组的国产化紧跟超临界机组的国产化的技术路线，实现技术上的跨越。1.2.2汽轮机主要制造企业20世纪世界汽轮机制造业竞争激烈，发电用汽轮机仅留下

46、了多级轴流的反动式和冲动式汽轮机。有代表性的是美国通用公司、西屋公司及欧洲的ABB公司。世界上许多有名的汽轮机制造厂家，均有长期独立发展的历史，也有不少是引进上述三家的制造技术。如制造冲动式汽轮机的除美国通用公司外，还有日本的Toshiba 、Hitachi，法国的Alsthom、英国的通用公司等。中国大型汽轮机制造厂如哈尔滨、上海、东方等，除了继承前苏联、捷克的冲动式汽轮机制造技术外，也多方引进美国西屋、日本日立、法国Alsthom等的技术。1.2.3汽轮机的系统组成及运行特点汽轮机组主要包括汽轮机本体（转子、汽缸、滑销、盘车等）、凝汽器、回热加热器系统、调节保安系统、监视仪表系统、汽水系统

47、、油系统等。现代汽轮机及其辅助系统一般都采用了先进的监视、控制、保护系统，辅以少量的就地操作，在控制室内即可实现机组的自动启停、系统投停、事故处理。不少机组还装设了专家分析与诊断系统，对机组的运行工况作出科学的分析预测并给出操作指导，以使其工作在最优化的经济状态。1.2.4 汽轮机的发展方向和特点1.2.4.1 汽轮机的发展方向一座汽轮发电机总功率为1000MW 的电站，每年约需耗用标准煤230 万吨。如果热效率绝对值能提高1%，每年可节约标准煤6万吨。因此，汽轮机装置的热效率一直受到重视。为了提高汽轮机热效率，除了不断改进汽轮机本身的效率，包括改进各级叶片的叶型设计(以减少流动损失)和降低阀

48、门及进排汽管损失以外，还可从热力学观点出发采取措施。根据热力学原理，新蒸汽参数越高，热力循环的热效率也越高。早期汽轮机所用新蒸汽压力和温度都较低，热效率低于20。随着单机功率的提高，30年代初主汽压力已提高到34MPa，温度为400450。随着高温材料的不断改进，蒸汽温度逐步提高到535，压力也提高到612.5 MPa，个别的已达16 MPa，热效率达30以上。50 年代初，已有采用主汽温度为600的汽轮机，以后又有主汽温度为650的汽轮机。现代大型汽轮机通常采用主汽压力24 MPa，主汽温度和再热温度为535565的超临界参数,或主汽压力为16.5MPa、主汽温度和再热温度为535的亚临界参

49、数。使用这些汽轮机的电站热效率约为40。另外，汽轮机的排汽压力越低，蒸汽循环的热效率就越高。不过排汽压力主要取决于冷却水的温度，如果采用过低的排汽压力，就需要增大冷却水流量或增大凝汽器冷却面积，同时末级叶片也较长。凝汽式汽轮机常用的排汽压力为58kPa。船用汽轮机组为了减轻重量，减小尺寸,常用610 kPa 的排汽压力。此外，提高汽轮机热效率的措施还有：采用回热循环、采用再热循环、采用供热式汽轮机等。提高汽轮机的热效率，对节约能源有着重大的意义。大型汽轮机组的研制是汽轮机未来发展的一个重要方向，这其中研制更长的末级叶片，是进一步发展大型汽轮机的一个关键；研究提高热效率是汽轮机发展的另一方向，采

50、用更高蒸汽参数和二次再热，研制调峰机组，推广供热汽轮机的应用则是这方面发展的重要趋势。现代核电站汽轮机的数量正在快速增加，因此研究适用于不同反应堆型的、性能良好的汽轮机具有特别重要的意义。至1983 年，全世界利用地热的汽轮机的装机容量已有3190MW，不过对熔岩等深层更高温度地热资源的利用尚待探索；利用太阳能的汽轮机电站已在建造，海洋温差发电也在研究之中。所有这些新能源方面的汽轮机尚待继续进行试验研究。另外，在汽轮机设计、制造和运行过程中，采用新的理论和技术，以改善汽轮机的性能，也是未来汽轮机研究的一个重要内容。例如：气体动力学方面的三维流动理论，湿蒸汽双相流动理论；强度方面的有限元法和断裂

51、力学分析；振动方面的快速傅里叶转换、模态分析和激光技术；设计、制造工艺、试验测量和运行监测等方面的电子计算机技术；寿命监控方面的超声检查和耗损计算。此外，还将研制氟利昂等新工质的应用，以及新结构、新工艺和新材料等。1.2.4.2 汽轮机的发展特点近几十年汽轮机发展尤为迅速，其发展的主要特点是：1、增大单机功率。世界工业发达国家的汽轮机生产在20 世纪60年代已达到500MW600MW 机组等级水平。1972年瑞士BBC公司制造的1300MW 双轴全速汽轮机(24MPa538538、n3600rmin)在美国投入运行；1976年西德KWU公司制造的单轴半速(n1500rmin)1300MW 饱和

52、蒸汽参数汽轮机投入运行；1982年世界最大1200MW 单轴全速汽轮机(24MPa540540)在前苏联投入运行；前苏联正在全力推进2000MW 的高参数全速汽轮机的开发工作。增大单机功率不仅能迅速发展电力生产，而且具有下列优点：（1）单位功率投资成本低。如前苏联800MW 机组的单位功率成本比500MW 机组的低17，而1200MW 机组的单位功率成本又比800MW 机组的低1520。（2）单机功率越大，机组的热经济性越好。如600MW机组的热耗率比125MW机组的热耗率降低了276.3kJ(kWh)，即每年可节约标煤4万吨。（3）加快电站建设速度，降低电站建设投资和运行费用。2、提高蒸汽参

53、数。增大单机功率后适宜采用较高的蒸汽参数。当今世界上300MW及以上容量的机组均采用亚临界(1618MPa)或超临界压力(2326MPa)的机组，甚至采用超超临界压力的机组(p032MPa、t0600)。3、普遍采用一次中间再热。采用中间再热后可降低低压缸末级排汽湿度，减轻末级叶片水蚀程度，为提高蒸汽初压创造了条件，从而可提高机组内效率、热效率和运行可靠性。4、采用燃气一蒸汽联合循环，以提高电厂效率。5、提高机组的运行水平。1.2.5超临界及超超临界机组的发展概况超临界是一个热力学概念。对于水和水蒸气而言，压力超过临界压力22.129MPa的状态，即为超临界状态。水和水蒸气在临界压力22.12

54、9MPa对应的饱和温度为374.15，超临界机组即指蒸汽压力达到超临界状态的发电机组。关于超超临界机组的划分，世界上尚未有统一的标准。在中国电力行业，蒸汽参数达到27MPa/580/600以上的高效超临界机组，属于超超临界机组。即由于蒸汽压力和蒸汽温度提高，机组效率达到43%48%或以上，供电煤耗为260290g/(kWh)，比同容量的常规机组效率高5%或更高，且锅炉和汽轮机机组所用钢材发生较大变化的机组。对于有些国家的某些公司出于商业宣传的需要，将常规参数的超临界机组称为超超临界机组的现象需要引起主意。超临界及超超临界机组的最大优势是能够大幅度提高循环热效率，降低发电煤耗。但相应地需要提高金

55、属材料的档次和金属部件的焊接工艺水平。全世界主要的工业国家十分注重发展超临界和超超临界机组，前苏联境内超临界机组及总容量局世界首位。在美国、德国、日本等国家也具有相当数量的超临界机组。目前，日本是世界上超临界机组技术最先进的国家，技术先进的主要体现是发电煤耗最低，可实现变压运行。日本目前正在研究发展超超临界机组技术的高强度耐热金属材料，并实现了采用垂直管屏内螺纹管水冷壁变压运行的新技术。超临界机组的发展在20世纪6070年代曾经历过低谷时期，主要是因为当时试验条件所限，没有认识到超临界压力下工质的大比热特性对水动力特性以及传热特性的影响，因而导致了水冷壁多次爆管等问题。经过理论与技术方面的不断

56、发展，发现了超临界压力下的工质存在类膜态沸腾导致的传热恶化问题，克服了技术发展的障碍，与此同时，随着金属材料工业的发展，超临界机组获得了新的生命力。中国从20世纪80年代开始引进超临界机组，同时中国已经开始采用引进技术国产化为主的超临界和超超临界机组，标志着中国电力工业开始跨入了世界领先技术水平的行列。据不完全统计，全国多数超临界和超超临界机组为引进技术国产化产品，即采用与美国巴布科克威尔科克斯公司（B&W）、三井巴布科克公司（MBEL）、巴布科克日立公司（BHK）、三菱重工（MHI）、阿尔斯通（API）等合作为主的超临界技术，大规模地实现了国产化。这些产品体现了现阶段中国国情和新一代超临界机

57、组技术进步的主要特征，即蒸汽压力为2528MPa，蒸汽温度为540一604，机组发电功率为600MW、900MW、1000MW级，机组热效率为40一44，发电煤耗为300一275g(kwh)，单位时间的水资源节约610，污染物的排放量大幅度降低。根据统计数据，中国亚临界机组的循环热效率为37%，发电煤耗约为330340g(kwh)。与世界目前及未来先进水平的超临界机组发电技术相比，热效率相差1018，多消耗燃料量2530以上。即便采用最新的燃烧技术，污染物的总排放量也相应增加25-30以上，同时多消耗水资源610以上。据统计分析认为，采用新一代超临界和超超临界机组，热效率比国内现有机组平均水平

58、提高10，节煤近25，一台1000MW级的超临界机组，一年就可以节约煤炭约70万t。发展超超临界机组的意义不仅在于提高了机组的发电效率，提高了能源利用率，同时，还能节约水资源。对于同容量的600MW机组，国内目前亚临界机组的耗水量为lts，而国际先进水平为0.8ts。超超临界帆组将是适合中国洁净煤燃烧和提高能源利用率的主要方向。洁净煤燃烧技术的另一个方向是采用流化床燃烧技术，其可以使NOx，排放置减少80-90。但是研究表明，流化床在850950的低温燃烧出现的N2O排就是一个更为严重的污染问题。N2O俗称笑气，是一种对大气臭氧层破坏性极强的有害气体，同时对人的神经系统也具有毒害作用。而流化床

59、低温燃烧是产生N2O的最大污染源。因此，控制氮氧化物的排放必须同时考虑到NOx和N2O。但控制N2O的生成，必须达到1000以上的燃烧温度。煤粉燃烧属于高温燃烧，只产生NOx。因此，采用超临界机组，可降低煤耗，减少污染物总量的排放。同时通过改进燃绝技术，使NOx的排放进一步降低。第三节 汽轮机的分类及型号1.3.1汽轮机的分类 1按工作原理分 喷嘴栅(或静叶栅)和与其相配的动叶栅组成汽轮机中员基本助工作单元“级”，不同的级顺序串联构成多级汽轮机。蒸汽在级中以不同方式进行能量转换，便形成不同工作原理的汽轮机，即冲动式汽轮机和反动式汽轮 (1)冲动式汽轮机。主要由冲动级组成，在级中蒸汽基本上在喷嘴

60、栅(或静叶柳)中膨胀，在动叶栅中只有少量膨胀。 (2)反动式汽轮机。主要由反动级组成，蒸汽在汽轮机的静叶栅和动叶栅中都有相当程度的膨胀。 2按热力特性分(1)凝汽式汽轮机。汽轮机的排汽在低于大气压力的真空状态下进入段汽器凝结成水。若将蒸汽在汽轮机某级后引出再次加热，然后再返回汽轮机继续膨胀做功，这就足中间再热凝汽式汽轮机。(2)背压式汽轮机。汽轮机的排汽压力大干大气压力，排汽直接供热用户使用，而不进入凝汽器。当排汽作为其他中、低压汽轮机的工作蒸汽时，又称前置式汽轮机。(3)抽汽式汽轮机。从汽轮机中间某级后抽出定的可以调整参数、流量的蒸汽对外供热，汽轮机的排汽进入凝汽器。可分为一次调整抽汽式汽轮