汽机基础知识、主要辅助系统组成

主讲人：陈盛宾

2011年

9月

18日汽机基础知识主要辅助系统组成好！很好！非常好！我们神采飞扬！yes!yes!yes!问候方式会场纪律以上每违反一项，现场做10个俯卧撑/下蹲起。手机关机或振动不能私下沟通选票不能迟到不能未经许可接电话不能未经许可中途离场如遇特殊原因离场需要告知助教一、汽轮机基础知识

1、定义：汽轮机又称蒸汽透平，将蒸汽的热能转换为机械能的叶轮式旋转原动机。

2、汽机工作原理：

汽轮机是能将蒸汽热能转化为机械功的外燃回转式机械，来自锅炉的蒸汽进入汽轮机后，依次经过一系列环形配置的喷嘴和动叶，将蒸汽的热能转化为汽轮机转子旋转的机械能。蒸汽在汽轮机中，以不同方式进行能量转换，便构成了不同工作原理的汽轮机。

一、汽轮机基础知识

3、汽轮机分类：

A、按工作原理分

冲动式汽轮机

蒸汽主要在喷嘴叶栅内膨胀

反动式汽轮机

蒸汽在静叶栅与动叶栅内膨胀

B、按照汽轮机的热力特征分类

(1)、凝汽式汽轮机:蒸汽在汽轮机内膨胀做功以后,除小部分轴封漏气外,全部进入凝汽器凝结成水的汽轮机.实际上为了提高汽轮机的热效率,减少汽轮机排汽缸的直径尺寸,将做过功的蒸汽从汽轮机内抽出来,送入回热加热器,用以加热锅炉给水,这种不调整抽汽式汽轮机,也统称为凝汽式汽轮机.

(2)、抽汽凝汽式汽轮机:蒸汽进入汽轮机内部做过功以后,从中间某一级抽出来一部分,用于工业生产或民用采暖,其余排入凝汽器凝结成水的汽轮机,称为一次抽汽式或单抽式汽轮机.从不同的级间抽出两种不同压力的蒸汽,分别供给不同的用户或生产过程的汽轮机称为双抽式(二次抽汽式)汽轮机.

(3)、背压式汽轮机:蒸汽进入汽轮机内部做功以后,以高于大气压力排除汽轮机,用于工业生产或民用采暖的汽轮机.

一、汽轮机基础知识

(4)、抽汽背压式汽轮机:为了满足不同用户和生产过程的需要,从背压式汽轮机内部抽出部分压力较高的蒸汽用于工业生产,其余蒸汽继续做功后以较低的压力排除,供工业生产和居民采暖的汽轮机.

(5)、中间再热式汽轮机:对于高参数、大功率的汽轮机,主蒸汽的除温、初压都比较高,蒸汽在汽轮机内部膨胀到末几级,其湿度不断增大,对汽轮机的安全运行很不利,为了减少排气湿度,将做过部分功的蒸汽从高压缸中排出,在返回锅炉重新加热,使温度接近初始状态,然后进入汽轮机的的低压缸继续做功,这种汽轮机称为中间再热式汽轮机.

B、按汽轮机的进汽压力分

(1)、低压汽轮机:进汽压力为1.2~1.5MPa

(2)、中压汽轮机:进汽压力为2.0~4.0MPa

(3)、次高压汽轮机:进汽压力为5.0~6.0MPa

(4)、高压汽轮机:进汽压力为6.0~10.0MPa

(5)、超高压汽轮机:进汽压力为12.0~14.0MPa

(6)、亚临界汽轮机:进汽压力为16.0~18.0MPa

(7)、超临界汽轮机:进汽压力大于22.17MPa一、汽轮机基础知识

4、汽轮机的发展1、我国汽轮机发展起步比较晚。1955年上海汽轮机厂制造出第一台6MW汽轮机。1964年哈尔滨汽轮机厂第一台100MW机组在高井电厂投入运行；1972年第一台200MW汽轮机在朝阳电厂投入运行；1974年第一台300MW机组在望亭电厂投入运行。70年代进口了10台200—320MW机组，分别安装在了陡河、元宝山、大港、清河电厂。70年代末国产机组占到总容量70%。

2、1987年采用引进技术生产的300MW机组在石横电厂投入运行；1989年采用引进技术生产的600MW机组在平圩电厂投入运行；2000年从俄罗斯引进两台超临界800MW机组在绥中电厂投入运行。

3、上海汽轮机厂是中国第一家汽轮机厂，在1995年开始与美国西屋电气公司合作成立了现在的STC，1999年德国西门子公司收购了西屋电气公司发电部，STC相应股份转移给西门子。哈尔滨汽轮机厂1956年建厂，先后设计制造了我国第一台25MW、50MW、100MW和200MW汽轮机，80年代从美国西屋公司引进了300MW和600MW亚临界汽轮机的全套设计和制造技术，于1986年制造成功了我国第一台600MW汽轮机，目前自主研制的三缸超临界600MW汽轮机已经投入生产。东方汽轮机厂1965年开始兴建，1971年制造出第一台汽轮机，目前的主力机型为600MW汽轮机。北京北重汽轮电机有限责任公司做为后起之秀，以300MW机组为主导产品，它是由始建于1958年的北京重型电机厂通过资产转型在2000年10月份成立的又一大动力厂，目前2台600MW汽轮机也已经在今年投入生产。一、汽轮机基础知识

5、汽机型号说明

C25-8.83/0.981

C:单抽、25额定负荷、8.83额定进汽压力、0.981额定抽汽压力

①、产品型号组成国产汽轮机的型号表示方法：

Δ(表示汽轮机类型)××(表示额定功率)—××(表示蒸汽参数)—×(表示变型设计次序)我国目前制造的汽轮机类型采用汉语拼音来表示。

②、国产汽轮机型号的代号表示法

代号型号N凝汽式B背压式C一次调整抽汽式CC二次调整抽汽式CB抽汽背压式H船

用Y移动式一、汽轮机基础知识

③、汽轮机型号中蒸汽参数表示法

型式参数表示方法示例凝汽式主蒸汽压力/主蒸汽温度N100-8.83/535中间再热式主蒸所压力/主蒸汽温度/中间再热温度N30016.7/538-538抽汽式主蒸汽压力/高压抽汽压力/低压抽汽压力C508.83/0.98/0.118背压式主蒸汽压力/背压

B508.83/0.98抽汽背压式主蒸汽压力/抽汽压力/背压CB25-8.83/0.98/0.118注：功率单位为MW；压力单位为MPa；温度单位为℃。二、汽轮机参数

序号项目规范1型号C25-8.83/0.9812型式单缸、冲动式、一级调整抽汽冷凝式3名称25MW高压抽汽冷凝式4制造厂家北京重型汽轮机有限公司5额定功率25MW6最大功率30MW7额定转速3000rpm8转子旋转方向从汽轮机向发电机看（顺时针）9转子一界临界转速1599rpm10转子二界临界转速4375rpm11级数20级﹝1单列调节级+10压力级+1调节级+8压力级﹞12进汽压力8.83MPa13进汽温度535+5-1014额定进汽量152t/h15抽汽压力0.98-0.2+0.316抽汽温度

279.817额定抽汽量80t/h18最大抽汽量130t/h19额定排汽压力0.0036Mpa20额定排汽量38.4t/h21回热抽汽级数2GJ+1CY+3DJ22给水温度

221.4三、汽轮机热力循环

1、汽轮机郎肯循环：

朗肯循环：是最简单的蒸汽动力循环由水泵、锅炉、汽轮机和冷凝器四个主要装置组成.

水在水泵中被压缩升压；然后进入锅炉被加热汽化，直至成为过热蒸汽后，进入汽轮机膨胀作功，作功后的低压蒸汽进入冷凝器被冷却凝结成水。再回到水泵中，完成一个循环。简单蒸汽动力装置的主要热力设备：蒸汽锅炉、汽轮机、给水泵和冷凝器。(1)冷凝过程。透平膨胀后的低压载热体蒸汽在冷凝器中凝结成液体。(2)升压。低压液体经泵提高压力。(3)蒸发。升压后的载热体液体加热变成高压蒸汽。(4)膨胀。高压蒸汽经透平膨胀成低压蒸汽，对外输出功，可带动发动机发电。蒸汽动力装置的工作循环可以理想化为由两个可逆定压过程和两个可逆绝热过程组成的理想循环三、汽轮机热力循环

2、回热循环：

定义：现代蒸汽动力机械普遍采用的一种热力循环，即在郎肯循环汽轮机膨胀做功过程中，抽出中间级未完全膨胀做功的部分工质，去加热凝结水和给水以降低冷端排热量的热力循环。

回热循环被现代蒸汽动力工程所普遍采用,它是在朗肯循环的基础上,对吸热过程加以改进而得到的。

三、汽轮机热力循环

2、回热循环

在朗肯循环中，新蒸汽的热量在汽轮机中转变为功的部分只占30%左右，而其余70%左右的热量随乏汽进入凝汽器，在凝结过程中被循环水带走了。另外，进入锅炉的给水温度是凝汽器工作压力下的饱和温度。为了提高工质的平均吸热温度，减少凝汽器中被冷却水所带走的热量，人们采用了利用抽汽加热给水的热力循环——回热循环。

比较：

1、朗肯循环

锅炉—汽机——凝汽器——给泵——锅炉

热量转化功30%，70%凝汽器吸收。

2、回热循环

锅炉—汽机—凝汽器—凝泵—加热器—给泵—锅炉

优点：节能效果好

⑴提高热效率，使锅炉热负荷下降——节省燃料。

⑵乏汽减少，凝汽器吸收热量少。

缺点：系统复杂安全性低

四、汽轮机辅助系统

一、汽机主要系统组成：

1、凝结水系统：收集汽机排汽凝结成的水和低压加热器疏水，经凝结水泵升压后经各低压加热器加热送往除氧器除氧，此外还提供给泵密封水、自动主汽门调门冷却水。

2、循环水系统：冷却低压缸排汽，建立凝汽器真空，提供辅机冷却水。

3、真空系统：降低排汽压力和温度,尽量利用蒸汽热能,提高效率。主要设备射水抽气器，建立并维持汽机真空。

4、给水除氧系统：除去水中的氧，减少管道腐蚀。

5、油系统：为机组运行提供润滑油、调节油。

6、调节保安系统：当外界负荷变化时能及时调节汽机进汽量，调节负荷满足用户需求。

7、主蒸汽系统

另外还有：

消防水系统、给泵密封水系统、滤放油系统、生水加热系统、供暖系统、、抽汽疏水系统、汽封系统五、汽轮机辅助设备

二、汽机主要辅助设备：

轴加、低加、高加、冷油器、均压箱、凝汽器、射水抽气器、凉水塔、滤水器、滤油器、二次滤网、收球网、汽液两相流、浮子式疏水器、高加联成阀、安全阀、给泵耦合器、水封筒及各辅助泵。

五、汽轮机辅助设备

二次滤网