汽機(jī)本體部講義.doc

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1、汽機(jī)本體部分講義一、汽輪機(jī)原理及其分類：1、汽輪機(jī)作功原理：汽輪機(jī)是一種以蒸汽為工質(zhì)，利用蒸汽熱能作功的旋轉(zhuǎn)式原動(dòng)機(jī)。蒸汽在汽輪機(jī)級(jí)內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程，首先將蒸汽的熱能在噴嘴葉柵中轉(zhuǎn)換為蒸汽所具有的動(dòng)能，然后再將蒸汽的動(dòng)能在動(dòng)葉柵中轉(zhuǎn)換為軸所輸出的機(jī)械功。圖一是簡(jiǎn)單的單級(jí)沖動(dòng)式示意圖。從上圖可以看出：具有一定溫度和壓力的蒸汽先在固定不動(dòng)的噴嘴流道中進(jìn)行膨脹加速，蒸汽的壓力、溫度降低，速度增加。將蒸汽所攜帶的部分熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝膭?dòng)能。從噴嘴葉柵噴出的高速汽流，以一定的方向進(jìn)入裝在葉輪上的動(dòng)葉柵，在動(dòng)葉流道中，汽流改變速度的方向和大小，對(duì)動(dòng)葉柵產(chǎn)生作用力，推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)作功。上面在講述過(guò)

2、程中，我們提到了“級(jí)”這個(gè)名詞，那么什么叫級(jí)？它就是一列噴嘴葉柵和其后相鄰的一列動(dòng)葉柵構(gòu)成的基本作功單元。它是蒸汽進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的基本單元。我公司其它三臺(tái)機(jī)組汽缸級(jí)的組成：高壓缸由一個(gè)單列調(diào)節(jié)級(jí)和八個(gè)壓力級(jí)組成；中壓缸由十一個(gè)壓力級(jí)組成；低壓缸由2個(gè)12個(gè)壓力級(jí)組成。2、汽輪機(jī)的分類：分類類型簡(jiǎn)要說(shuō)明按工作原理沖動(dòng)式汽輪機(jī)由沖動(dòng)級(jí)組成，蒸汽主要在噴嘴中膨脹，在動(dòng)葉柵中只有少量膨脹反動(dòng)式汽輪機(jī)由反動(dòng)級(jí)組成，蒸汽在噴嘴和動(dòng)葉中膨脹程度相同，由于反動(dòng)級(jí)不能做成部分進(jìn)汽，故調(diào)節(jié)級(jí)采用單列沖動(dòng)級(jí)或復(fù)速級(jí)。按熱力特性凝汽式汽輪機(jī)排汽在高度真空狀態(tài)下進(jìn)入凝汽器凝結(jié)成水。背壓式汽輪機(jī)排汽直接用于供

3、熱，沒(méi)有凝汽器。當(dāng)排汽成為其它中低壓汽輪機(jī)的工作蒸汽時(shí)，稱為前置式汽輪機(jī)。調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)從汽輪機(jī)某級(jí)后抽出一定壓力的部分蒸汽對(duì)外供熱，其余排汽仍進(jìn)入凝汽器。由于熱用戶對(duì)供熱蒸汽壓力有一定的要求，需要對(duì)抽汽供熱壓力進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，故稱為調(diào)節(jié)抽汽。抽汽背壓式汽輪機(jī)具有調(diào)節(jié)抽汽的背壓式汽輪機(jī)中間再熱式汽輪機(jī)進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽膨脹到某一壓力后，被全部抽出送往鍋爐的再熱器進(jìn)行再熱，在返回汽輪機(jī)繼續(xù)膨脹作功。按照進(jìn)汽壓力參數(shù)低壓汽輪機(jī)新蒸汽壓力小于1.5MPa中壓汽輪機(jī)新蒸汽壓力為2～4MPa高壓汽輪機(jī)新蒸汽壓力為6～10MPa超高壓汽輪機(jī)新蒸汽壓力為12～14MPa亞臨界汽輪機(jī)新蒸汽壓力為1

4、6～18MPa超臨界汽輪機(jī)新蒸汽壓力為大于22.2MPa超超臨界汽輪機(jī)新蒸汽壓力為大于32MPa3、汽輪機(jī)的標(biāo)識(shí)國(guó)產(chǎn)汽輪機(jī)的型號(hào)表示方法：國(guó)產(chǎn)汽輪機(jī)類型的代號(hào)代號(hào)類型代號(hào)類型N凝汽式CB抽汽背壓式B背壓式H船用C一次調(diào)節(jié)抽汽式Y(jié)移動(dòng)式CC兩次調(diào)節(jié)抽汽式我公司的機(jī)組型號(hào)：N300------16.5/535/535表示：凝汽式；亞臨界；一次中間再熱；主蒸汽溫度535℃；再熱蒸汽溫度535℃；額定功率300MW。二、汽輪機(jī)本體部分的組成：汽輪機(jī)本體部分由兩大部分組成：靜止部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分。下面逐一講述：靜止部分：（一）、汽缸（高壓外缸圖紙）1、汽缸的作用：汽缸即汽輪機(jī)的外殼，將汽輪機(jī)的

5、通流部分與大氣隔開，以形成蒸汽熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的密閉腔室。為了便于制造、安裝和檢修，汽缸一般沿水平中分面分為上、下兩個(gè)半缸，通過(guò)水平法蘭用螺栓裝配緊固。汽缸工作時(shí)受力情況復(fù)雜，除了承受缸內(nèi)、外汽體的壓差以及汽缸本身和裝在其中的各零部件的重量等靜載荷外，還要承受蒸汽流出靜葉時(shí)對(duì)靜止部分的反作用力，以及各種連接管道冷熱狀態(tài)下，對(duì)汽缸的作用力以及沿汽缸軸向、徑向溫度分布不均勻所引起的熱應(yīng)力。特別是在快速啟動(dòng)、停機(jī)和工況變化時(shí)，溫度變化大，將在汽缸和法蘭中產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力和熱變形。所以在汽缸設(shè)計(jì)時(shí)，缸壁必須具有一定的厚度，以滿足強(qiáng)度和剛度的要求。水平法蘭的厚度更大，以保證結(jié)合面的嚴(yán)密性。

6、汽缸的形體設(shè)計(jì)應(yīng)力求簡(jiǎn)單、均勻、對(duì)稱，使其能順暢地膨脹和收縮，以減少熱應(yīng)力和應(yīng)力集中。隨著機(jī)組容量的增大和蒸汽初參數(shù)的不斷提高，若仍采用單層缸結(jié)構(gòu)，則會(huì)帶來(lái)下列問(wèn)題：1）、缸壁及法蘭需澆鑄的很厚。為保證中分面的氣密性，其連接螺栓必須有很大的預(yù)緊力，故其尺寸將會(huì)很大。2）、整個(gè)高壓缸需用耐高溫的貴重合金鋼制造，提高了造價(jià)。3）、由于法蘭比缸壁厚得多，在機(jī)組啟動(dòng)，停機(jī)和變工況，溫度分布不均勻?qū)a(chǎn)生很大的熱應(yīng)力和熱變形，這時(shí)設(shè)備安全和工作壽命極為不利?；谶@幾點(diǎn)不利因素，我公司四臺(tái)300MW機(jī)組以及現(xiàn)代高參數(shù)、大容量的機(jī)組汽缸一般采用雙層缸結(jié)構(gòu)，分為內(nèi)、外缸。采用雙層缸有以下優(yōu)點(diǎn)：1）

7、、把原單層缸承受的巨大蒸汽壓力分?jǐn)偨o內(nèi)、外兩缸，減少了每層缸的壓差和溫差，缸壁和法蘭可以相應(yīng)減薄。2）、在機(jī)組啟停及變工況時(shí)，其熱應(yīng)力也相應(yīng)減少，因此有利于縮短啟動(dòng)時(shí)間和提高負(fù)荷的適應(yīng)性。3）、對(duì)材料的要求和數(shù)量降低，節(jié)約了設(shè)備造價(jià)。4）、外缸的內(nèi)外壓差比單層缸時(shí)降低了許多，減少漏汽的可能，汽缸結(jié)合面的嚴(yán)密性得到保障。2、汽缸的就位方式：1）、貓爪支承：（畫示意圖）概念：汽缸通過(guò)其水平法蘭延伸的貓爪做為承力面，支承在軸承座上。一般高、中壓內(nèi)、外缸采用此種就位方式。分為上貓爪支承和