蒸汽轮机-孟剑

一、蒸汽轮机的工作原理与分类汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械能的旋转式动力机械。工作原理级的构成：静叶栅（又称喷嘴）和动叶栅组成分类：（1）按工作原理分冲动式汽轮机，反动式汽轮机。（2）按排气方式分类①凝汽式汽轮机：排汽进入凝汽器，蒸汽在低于大气压情况下凝结。凝结水被引回作锅炉给水的一部分，排汽凝结放出热量不再利用。②背压式汽轮机：排汽压力常高于大气压，排汽进入蒸汽管网，供热用户使用。③抽汽式汽轮机：当蒸汽经过若干个级的膨胀作功后，在汽缸上开有一个或多个抽汽口，将部分蒸汽抽出随即进入热管网，供热用户使用。未抽出的蒸汽在汽轮机中继续膨胀作功。带抽汽的凝汽式汽轮机称为抽汽凝汽式汽轮机，带抽汽背压式汽轮机称为抽汽背压式汽轮。抽汽又可分为调整抽汽和非调整抽汽。调整抽汽是可以通过调节进汽和未抽出的蒸汽，而使抽汽压力保持恒定。非调整抽汽的蒸汽压力一般不能保持恒定。(3)按能量传递方式分类①直联式汽轮机，直接同工作机械相连。②带变速箱的汽轮机：通过变速箱与工作机械相连。(4)按蒸汽流道数目分类①单流道汽轮机：全部排气都通过末级的汽轮机。②双流道或多流道汽轮机：蒸汽在两个或多个并列的汽流流道中分流的汽轮机。冲动式汽轮机：蒸汽只在汽轮机的静叶栅中降压膨胀加速，在动叶栅内不降压不膨胀，动叶只是把蒸汽动能转换成机械功，同时改变汽流方向。工作原理反动式汽轮机：蒸汽在汽轮机的静叶栅中被降压、膨胀和加速，在动叶栅中也被进一步降压、膨胀加速。动叶不但将蒸汽的动能，同时也将蒸汽的部分内能转换成机械功，这种汽轮机称为反动式汽轮机。反动度衡量蒸汽在动叶栅内膨胀程度的参数。常用β表示。其定义是：在动叶栅中蒸汽膨胀的程度占级中总的应该膨胀程度的比例数，或是在动叶栅中的理想焓降与级的总焓降之比。纯冲动级的β=0；反动级的β=0.5；带反动度的冲动式级β＜0.5。带有不大反动度的冲动级使用最广泛。

工作过程静叶栅流道截面是渐缩形的，汽流通过流道后，汽流就被加速、膨胀，即汽体压力自P0降到P1，温度自t0降到t1，而汽流速度则由C0增加到C1。完成了热能向动能的转换。动叶栅流道截面也是做成逐渐收缩的，汽流在动叶栅中进一步降压、膨胀和加速。具有一定动能的汽流对动叶片产生一个冲击力（又称冲动力），汽流速度由C1降到C2。另一方面汽流在动叶流道内的继续膨胀、加速对动叶片产生一个反作用力（又称反动力），汽流压力由P1降到P2。这样在冲动力和反动力的作用下，动叶片推动汽轮机主轴转动，产生机械功。多级汽轮机由若干个级串联组成，蒸汽的热能在各级内连续地转变为机械功。当汽轮机带有被驱动的工作机械时，则称为汽轮机组。汽轮机装置汽轮机包括了凝汽器、齿轮箱、连接管道、辅机、仪表的全套设备。二、性能参数

（1）蒸汽参数蒸汽参数与整个汽轮机动力装置的经济性、安全可靠性、制造成本、运行费用、产品系列化以及用汽工艺流程和用汽参数等因素有关（2）功率驱动用工业汽轮机的功率，一般按被驱动的工业机械的耗功加上适当的储备而定，发电用机组则根据系统供给的汽量，求得能发出的功率，然后再按发电机系列，选配合适的发电机。工业汽轮机的功率常有额定功率和设计功率之分。设计功率是汽轮机热力设计和通流部分设计的依据，在此功率下保证汽轮机运行时的最高效率；额定功率是汽轮机可以连续运转的最大功率，也是铭牌功率。

（3）转速汽轮机的转速是固定不变的，工业汽轮机的转速一般按被驱动的工业机械需要而定。一般对一定功率的机组，进汽参数较高的，转速也可高一些，背压式及抽汽背压式机组，可比冷凝式机组选用较高的转速。（4）主要运行经济指标汽耗量、汽耗率、热耗率