工业汽轮机讲义

工业汽轮机

第一节简介

汽轮机是用蒸汽来作功的旋转式热能动力机械，具有效率高、功率大、转速容易控制、寿命长、运转安全可靠等优点，因此被广泛地应用在发电、冶金、石油化工、交通运输、轻工业等行业。随着技术的进步特别是国外先进设备技术的引进和消化吸收，工业汽轮机在我国得到了更为广泛的推广和应用。

工业汽轮机是指除中心电站汽轮机、船舶汽轮机以外的其他汽轮机，其中包括工矿企业采用的用于驱动泵、风机、压缩机等机械的汽轮机，以及用于工厂自备电站的汽轮机。在化工装置中应用的工业汽轮机，所需的蒸汽主要来自生产装置中的废热锅炉，不足部分才由辅助锅炉或快装锅炉补给，充分利用了化工生产中工艺反应的余热，另外选用不同型式的工业汽轮机，可将不同压力等级的蒸汽供给工艺需要和热用户，实现了工厂热能的综合利用，提高了工厂的经济效益。化工装置中应用的工业汽轮机，具有数量多、品种杂、用途广、高参数、大容量、高转速、变转速、单系列运行自控联锁程度高的特点。

1 基本概念和分类

1.1 基本概念

(1）工业汽轮机装置

工业汽轮机装置的基本组成如图3－1-1所示，工业汽轮机装置是以蒸汽为工作介质的旋转式热能动力机械，它必须与其他设备一起协调配合工作，图中表示了工业汽轮机装置的四个最主要的设备，即锅炉、汽轮机、冷凝器和给

水泵。给水泵给锅炉提供产生蒸汽用的水，一旦发

生故障，锅炉给水将中断，被迫停炉，无法继续生

产。锅炉是产生高温高压蒸汽的设备，有快装锅炉、

辅助锅炉和废热锅炉等。过热器将锅炉汽包送来的

饱和蒸汽继续加热，在原有的压力下再提高温度变

为过热蒸汽，然后送人蒸汽管道使工业汽轮机作功。

工业汽轮机是利用蒸汽对外作功的设备，从过热器

过来的高温高压蒸汽，流经汽轮机后，压力和温度

都要降低，产生膨胀作功，蒸汽的热能变为机械功，

由工业汽轮机轴端输出，驱动压缩机、泵等工作机

械。凝汽器又称冷凝器，是冷凝式工业汽轮机中工

作介质的低温放热源。在工业汽轮机中作完功的蒸汽，排到冷凝器内，在一定压力下将汽化潜热释放给冷却水，蒸汽凝结成水，并在冷凝器中形成了真空。冷凝水由冷凝水泵抽出，经锅炉给水泵后再送给锅炉，作为锅炉给水。冷凝器有两个作用：一是蒸汽回收，冷凝成水后再供给锅炉，循环使用，这样可降低运行成本，提高经济效益；二是建立并保持工业汽轮机排汽出口的高度真空，增大蒸汽的可用热焓降，从而提高工业气轮机的功率和循环热效率。但在背压式汽轮机的排气压力高于大气压力，可以直接供给其它设备使用，一般不需要冷凝器了。

1.2 工作原理

汽轮机将蒸汽的热能转变为机械功通常是通过冲动作用原理和反动作用原理这两种方式实现的。

（1）冲动作用原理

冲动式汽轮机最简单的结构如图3－

1－2所示，由一个喷嘴和一级装配有一圈

动叶片的叶轮组成。从喷嘴1中喷出的高

速汽流冲击在装于叶轮3上的动叶片4上，

从而使叶轮转动。

图3－1－3所示为一动叶片工作的示

意，如果用一个直立的平板，让高速汽流

冲击到其表面上，平板由于受汽流的冲击

作用而发生运动，但因在平板的表面附近

产生了很大的扰动和涡流损失，如图3－1

－3（a）所示，使蒸汽中大量的有用能量得不到很好的利用，以致造成浪费所以经过大量的实践改进，现在汽轮机的动叶片都做成弯曲形。要想使产生的作用力最大，就必须使蒸汽的喷射方向同动叶片的运动方向一致，然后以相反方向流出如图3－1－3（b）所示。

动叶片的受力析如图3－1－4所示．汽流以c1 速度流向由动叶片构成的圆弧形流道后，便沿着内弧逐步改变其流动方向，最后以C2速度流出流道。当动叶片固定不动时，C1和C2大小相等方向相反。当汽体流经动叶片的曲面时，实际上在作匀速圆周运动，因此每一个蒸汽微团都受到动叶片流道弧面作用的向心力作用，同时根据牛顿第三定律，动叶片也受蒸汽微团一个大小相等、方向相反的离心力作用。假设1点处蒸汽微团的离心力为F；，可分解为轴向分力F1z和运动方向的分力F1u。同样在2点处蒸汽微团的离心力为F2，可分解为轴向分力F2z和运动方向的分力F2u，其余各点力均可这样分解，如图所示。因F1z和F2z大小相等、方向相反，相互抵消，同样其余对称各点的轴向力也相互抵消，即

在弯曲面运动方向分力之和为

F1u十F2u十…=∑Fiu＝F

在力F作用下动叶片右移，通过叶轮与轴产生旋转运动。力F称为冲动力，这就是汽轮机的冲动作用原理，采用冲动原理工作的汽轮机称冲动式汽轮机。

（2）反动作用原理

火箭发射时，燃料燃烧产生的高压气体从火箭尾部快速排出，如图3－1－5所示。高压气体作用在火箭内侧壁的力互相抵消，而向上作用在未燃烧物质上的力却未抵消，此力推动火箭向上运动。气体高速从容器中流出时，给容器一个与气体流动方向相反的力Fre，此力

称为反动力。用反动力作功的原理称为反动作用原理，采用反动原理工作的汽轮机称反动式汽轮机。

在实际汽轮机中，由于机械结构等方面的限制，使从喷嘴中流出来的汽流，不能与动叶片运动方向完全相同，而是有一定夹角。动叶片也不是一个简单的半圆弧，而是由好几段曲线组成，但其基本原理不变。在反动式汽轮机中，喷嘴和动叶片都做成截面逐渐收缩的汽流通道，蒸汽在喷嘴和动叶片中都要降压、膨胀和加速，如图3－1－6所示为反动式汽轮机的一个级的断面示意，蒸汽在喷嘴中膨胀升速，以较高的速度C1进人动叶片流道，动叶片就受到由于冲动原理产生的冲动力F冲。又由于汽流在动叶片流道中压力由P1降至P2，继续膨胀加速（相对于动叶片），蒸汽以更高的速度C2由动叶片中排出，根据反动作用原理动叶片又受到反动力F反。F冲与F反的合力为Fu。此外，动叶片前后有压差，也在动叶片上引起一个轴向力F轴，Fu与F轴的合力为F总，这就是作用在动叶片上的总力，F总沿叶片运动方向的分力，使动叶片向左运动，推动转子转动对外作功。由此可见，反动式汽轮机同时利用了冲动和反动两种作用原理。

第二节汽轮机的特点与结构

一、汽轮机的特点：

泵和压缩机都需要原动机来驱动，没有原动机输出功，泵和压缩机就不可能运转，因此，泵和压缩机的操作运行的好坏与原动机有着密切的关系。原动机有电动机、蒸汽机，内燃机、汽轮机等。目前炼油、化工装置中常用的是电动机和汽轮机。汽轮机的投资比电动机高，结构和维修都比电动机复杂，但汽轮机有如下优点：

1．汽轮机转速高，高速汽轮机的转速在10000r／min以上，可直接与离心泵或离心压缩机联结；电动机的最高转速只能达到3000r／min,与离心泵或离心压缩机联结时，还必须有增速设备。

2．汽轮机的转速可在一定范围内变动，增加了调节手段和操作的灵活性，而电动机的转速是固定的，调速也需增加调速设备。

3．汽轮机驱动适应输送或压缩易燃易爆介质，即使有泄漏，也不会由原动机引起事故，而电动机驱动必须采取有效地防爆措施。

4．汽轮机用蒸汽，可由炼油化工厂自备热电厂提供，动力来源比较稳定，而电动机要受电力网的影响。正由于汽轮机可直接驱动较大型的高速炼油、化工生产机器（高速旋转的各类泵、压缩机等）。而且具有启动扭矩大，容易实现转速调节，无易燃易爆危险、能较好地利用工厂余热、操作可靠等特点，所以在炼油化工行业得到广泛应用。

炼油、化工厂汽轮机的蒸汽系统与生产用汽常常联成一体。

二、汽轮机的分类

汽轮机有各种分类方法，大体归纳如：表6—1

三、汽轮机的结构

汽轮机的结构一般由静止部分和转子部分所组成。静止部份包括：基础、机座、汽缸、喷咀、隔板、汽封及轴承等部件。转动部分是指转动部件的组合称为转子。它由主轴、叶轮、动叶栅、联轴器及装在轴上的其它零件组成。如图6—l

1.调速阀

2.油动机

3.外缸

4.轴封

5.喷嘴

6.内缸

7.伺服油泵

8.轴瓦

9.前瓦10.前支

撑体11.油封12.轴封13.高压轴封14.低压轴封15.联轴器16.后瓦17.油封18.保护气套19.二级叶轮20.一级叶轮21.排出端

为保证汽轮机的安全运行，汽轮机还有供油系统，调节系统和保护系统。

第三节汽轮机主要零部件的结构与作用

一、基础与机座

基础是由钢筋混凝土构成的整体结构。其型式根据机组的结构特点及大小而定。基础主要承受着汽轮机、凝汽器、工作机（及冷却器）等的重量，此外还承受着由于机组的转动部分质量不平衡所引起的离心力。机座（台板）是用来支承机组并使其牢固地固定在基础上的部件。小型机组采用整块式台板，是用铸铁浇铸的空心结构。台板与基础之间置有垫铁，汽缸找平后，拧紧地脚螺栓，然后在空心台板内灌入混凝土，使台板牢固地固定在基础上。连接台板与基础的地脚螺栓一般有双头螺栓和带钩式螺栓两种型式。

二、汽缸

1．汽缸的作用及受力

汽缸是汽轮机的外壳。其作用是将汽轮机的通流部分与大气隔开，形成封闭的汽室，保证蒸汽在汽轮机内完成其能量转换过程。汽缸内部装有喷咀室、喷咀、隔板套、隔板和汽封等零部件，汽缸外部装有调节汽阀及进汽、排汽和回热抽汽管路。汽缸的受力情况比较复杂，而且随着汽轮机的运行工况改变而变化，为了掌握正确地运行方式，保证机组的安全，必须了解汽缸在工作时的受力情况。汽缸在工作时承受的作用力主要有：

（1）汽缸内外的压力差，使汽缸壁承受一定的作用力。

（2）隔板和喷咀作用在汽缸上的力，这是由隔板前后的压力差及汽流流过喷咀时的反作用所引起的。

（3）汽缸本身和安装在汽缸上零部件的重量。

（4）轴承座与汽缸铸成一体或轴承座螺栓连接下汽缸的机组，汽缸还承受着转子的重量及转子转动时产生的不平衡力。

（5）进排汽管道作用在汽缸上的力。

（6）汽轮机在运行中，汽缸各部分存在着温度差引起的热应力。

因此，在考虑汽缸结构时，必须保证汽缸有足够的强度和刚度，保证各部分受热时自由膨胀，根据汽流压力、温度和容积的变化要求通流部分有比较大地流通特性；在满足强度和刚度的情况下，尽量减薄汽缸和法兰壁的厚度，力求汽缸形状简单、对称。在汽轮机运行时，必须合理地控制汽缸的温度变化速度，以避免汽缸产生过大的热应力和热变形及由此引起的汽缸结合面不严密或汽缸裂纹。

2．汽缸的结构

根据机组的功率不同，汽轮机有单缸和多缸结构。我国生产的功率10万千瓦以下的汽轮机多采用单缸结构。汽缸从高压向低压方向看，大体呈圆筒形或园锥形。为了便于加工、安装及检修，汽缸一般做成水平剖分式，即分为上、下汽缸，水平结合面通常用法兰螺栓连接。

3．汽缸的支承及滑销系统

（1）气缸是支撑在台板上，台板通过垫铁用地脚螺栓固定在基础上。汽缸的支承方式一般有两种:一种是气缸通过轴承座支撑;另一种是通过其外伸的撑脚直接放置在台板上。汽缸与轴承座的连接方式有：（1）汽缸与轴承座作成一体。（2）汽缸与轴承座采用半法兰连接。（3）汽缸与轴承座采用猫爪连接。这种方式能保证汽缸自由膨胀和不会使轴承座温度升高

过多，因此得到广泛应用。

（2）滑销系统

汽轮机在启动、停机和运行中，汽缸温度变化很大，随着汽缸各部温度的变化，各部件将产生膨胀和收缩。为了保证汽轮机自由地膨胀，并保持汽缸与转子中心一致，均装有滑销系统。根据滑销的构造、安装位置和不同的作用可分为（1）纵销：其作用是允许汽缸沿纵向中心线自由膨胀，限制汽缸向中心线的横向移动。（2）横销：其作用是允许汽缸在横向能自由膨胀。一般装在低压缸排汽室的横向中心线上。（3）立销：其作用是保证汽缸在垂直方向能自由膨胀，并与纵销共同保持机组的纵向中心不变。（4）猫爪横销：其作用是保证汽缸能横向膨胀，同时随着汽缸在轴向的膨胀和收缩，推动轴承座向前或向后移动，以保持转子和汽缸的轴向相对位置。猫爪横销和立销共同保持汽缸中心与轴承座中心的一致。

三、喷咀及隔板

1．喷咀组

汽轮机第一级的喷咀通常由若干个喷咀组成喷咀组固定在单独设置的喷咀室上，第二级以后的各级喷咀装在隔板上。第一级喷咀分成数目不同的弧段，直接受各调速汽门的控制，用它来调整汽轮机进汽量的多少，因此，第一级喷咀又称调节级喷咀。

2．隔板

隔板是用来固定喷咀汽片，并将整个汽缸内间隔成若干个汽室，隔板在汽缸壳体内与汽缸壳体或内机壳组成气道，即形成扩压器、弯道及回流器。隔板由隔板体、喷咀汽片和隔板外缘等部分组成。隔板通过外缘直接安装在汽缸或隔板套内专门的凹槽中，为了检修方便，隔板沿水平分剖为上、下两半。

四、汽封

汽轮机通汽部分的动、静机件之间，为了避免碰磨，必须留有一定的间隙。而间隙的存在又要导致漏汽，使汽轮机的效率降低。为解决这一矛盾，在汽轮机动、静机件的有关部位设有密封装置，通常称为汽封。汽封的结构形式一般用迷宫汽封。迷宫汽封由若干个依次排列的环形密封齿组成，与轴形成一系列节流间隙和膨胀空腔，对通过的汽体产生节流效应而起密封作用。

五、轴承

（1）分类

根据轴承中摩擦性质的不同，可把轴承分为滑动轴承和滚动轴承两大类，每一类轴承按其所能承受的载荷方向的不同，又可分为支持轴承（承受径向载荷）、止推轴承（承受轴向载荷）和支持止推轴承（同时承受径向载荷和轴向载荷）等。滑动轴承按其摩擦状态可分为非流体滑动轴承（干摩擦和半干摩擦）和流体润滑轴承（流体摩擦），按照获得流体摩擦状态的方法不同，流体润滑轴承又分为动压轴承和静压轴承两种。动压轴承就是依靠本身轴颈（或止推盘）的回转，把润滑油带人轴（或止推盘）与轴承之间，建立起油压而把轴支撑起来（或承受转子的轴向推力）的轴承。静压轴承就是用泵向轴与轴承之间输人压力油，把轴支撑起来的轴承。

对于工业透平机械（汽轮机、离心压缩机），从承受载荷的角度来说，常用的是支持轴承和止推轴承两类。支持轴承的作用是承受转子重量和其他附加径向力，保持转子转动中心与汽缸中心一致，并在一定的转速下正常运行。止推轴承的作用是承受转子的轴向力，限制转于的轴向窜动，保持转子在汽缸中的轴向位置。从轴承的工作原理角度来说，普遍采用动压轴承。

汽轮机、离心压缩机转速很高，它们的支持轴承线速度一般在50m/s以上，止推轴承线速度一般在80m/s以上，均属于高速滑动轴承，所以对轴承的要求是安全可靠、运行稳定、抗振性好、使用寿命长，尤其突出的是要求高度可靠。与其他轴承相比，动压轴承能够更好

地满足这些要求。

（2）动压轴承的工作原理

动压轴承在运行过程中，轴承与轴颈之间会形成一层薄薄的油膜，这层油膜可以使轴浮起来。对于止推轴承，在止推轴承和瓦块之间形成楔状间隙，止推盘旋转，由于润滑油有一定的黏性，止推盘把油带进这个间隙中，进油口大，出油口小，便在油楔中形成油模压力，承受转子的轴向推力。同样，在径向轴承运行过程中，由于轴颈不停地回转，轴颈便把润滑油带人轴颈与轴承之间，从而形成了一层薄薄的油膜。由于轴颈与轴承中心并不同心，而是有一个偏心，这种楔形油膜可使沉重的轴浮起来。

概括来说，动压轴承为了获得液体润滑，在结构上必须满足有楔形间隙的要求，使进油口大与出油口小。轴承油膜的形成以及产生油膜压力的大小受轴的转速、润滑油的黏度、轴承间隙和轴承承受的负荷等因素的影响。一般来说，轴的转速越高，油的黏度越大，被带进的油就越多，油膜压力就越大．承受的载荷也就越大．但是，油的黏度过大，会使油分布不均匀，增加摩擦损失，不能保持良好的润滑效果。轴承间隙过大，对油膜形成不利，并增加油的消耗量；轴承间隙过小，又会使油量不足，不能满足轴冷却的要求。一定的轴承结构，在一定的转速下，只能承受相当的负荷，如果负荷过大，油膜形成会很困难，当超过轴承的承载能力时，轴瓦就会被烧坏。

（3）常用的径向轴承

在工业汽轮机上常用的径向轴承有圆瓦轴承、椭圆瓦轴承、多油楔固定轴承和可倾瓦轴承，并且以可倾瓦轴承使用为最多。圆瓦轴承的优点是结构简单，但高速稳定性差，只能用于中、小型和低速汽轮机中。椭圆瓦轴承同圆瓦轴承相比，其优点一是运行中形成上、下两个油膜，垂直方向稳定性好，二是油量大，轴承散热性好；缺点是功耗稍大，多应用于中型、轴承比压较高的汽轮机。多油楔固定轴承的优点是轴承的各方向抗振性均好、轴承温升低、不易发生油膜振荡，多用于高速工业汽轮机。可倾瓦轴承与上述轴承相比，其优点是每一块瓦均能自由摆动，在任何情况下都能形成最佳油楔，高速稳定性好，不易发生油膜振荡（旋转的轴颈在滑动轴承中，带动润滑油高速流动，在一定条件下高速油流反过来激励轴颈，产生一种强烈的自激振动现象）问题。多应用于高速轻载工业汽轮机。

近年来在高速透平机械上主要采用了可倾瓦轴承。可倾瓦轴承主要由轴承壳、两侧油封和可以自由摆动的瓦块构成。这种轴承由三个或更多个瓦块所组成，一般是五块瓦。轴瓦可以摆动。图3－1－19所示是五块瓦的可倾瓦轴承。

沿轴颈的周围均匀分布五个瓦块，各自可以绕自身的一个支点摆动。在轴颈的正下方有一个瓦块，以便停机时支撑轴颈及冷态时用于找正。瓦块与轴颈有正常轴承间隙量，一般取相对间隙的1．2220?。每块瓦的外径都小于轴承壳体的内径。瓦背圆弧与壳体孔是线接触，它相当于一个支点。当机组转速、负荷等运行条件变化时，瓦块能在壳体的支撑面上自由地摆动，自动调节瓦块位置，形成最佳润滑油楔。为了防止轴瓦随轴颈沿圆周方向一起转动，每个瓦块上都用一个装在壳体上并与轴瓦松配的销钉或螺钉来定位，图3－1－19中的定位销在瓦块中间，也有不在中间的，进油道至定位销的距离比出口边至定位销的距离大。为了防止轴瓦沿轴向和径向窜动，把瓦块装在壳体内的T形槽中。瓦块浇注有巴氏合金，巴氏合金厚度为0．8～2．5mm。为了保证巴氏合金与瓦块紧密贴合，在瓦块上预制出沟槽。轴承壳体上下水平剖分，安装在轴承座内，并用螺栓和定位销钉定位以保证对中，为了防止轴承壳体转动，装有一个径向定位销钉。一般情况下，轴承壳体外径紧配在轴承座内。也可以把轴承的外壳做成凸球面，装在轴承座的凹球面的支承上与其相吻合，从而轴孔壳体可以自动调位，以适应轴的弯曲和轴颈不对中时所产生的偏斜。轴承的进油口数各不一样，有的轴承只有一个进油孔，有的轴承采用瓦块与瓦块间都有进油孔，但总是布置在不破坏油膜的地方。润滑油沿轴向排出去。在轴承两端的壳体上有一个凹槽相通的排油孔，润滑油集中到凹槽中，经过排油孔流回油箱，也有的从上方排油孔排出。可倾瓦轴承与其他轴承相比，其特点是由多块瓦组成，每一瓦块可以摆动，因而使可倾瓦轴承在任何情况下有利于形成最佳油膜，不易产生油膜振荡。

（4）常用的止推轴承

在工业汽轮机上常用的止推轴承有米楔尔止推轴承和金斯伯雷止推轴承，这些轴承的共同特点是有多个活动的止推瓦块，在瓦块后有承力点，止推瓦块可以绕支点摆动，以形成最佳状态的润滑油膜。米楔尔止推轴承止推块同基环直接接触，是单层的；金斯伯雷止推轴承是止推块下还有上、下水准块，然后才是基环，是三层结构，分别如图3－l－20和图3－1－21所示。

米楔尔止推轴承的优点是结构简单，轴向尺寸小；缺点是当瓦块厚度稍有差别或轴承基环同止推盘平行度有误差时，每瓦块间负荷不能调节，会造成部分瓦块过载。米楔尔轴承主要包括轴向剖分的上下轴承壳体以及两个瓦环。若干块可倾瓦组成一个瓦环，瓦环直接通过止推轴承壳体和村环，将透平转子的轴向推力传给轴承壳体。可倾瓦块与转子止推盘接触的一面材有巴氏合金，其厚度应小于汽轮机动、静部分间的最小轴向间隙，目的是一旦巴氏合金熔化后，止推盘尚有钢圈支撑着，短时间内不致引起汽轮机内动、静部分碰伤，一般巴氏合金厚度为1～1．5mm。向旋转方向倾斜，这样，通过转子止推盘和可倾瓦表面的相对运动，止推盘和可倾瓦之间便形成油楔。由于可倾瓦这种布置方式，可出现最佳的润滑间隙。通过安装径向圆销防止了可倾瓦向切线方向移动。止推轴承包括两个相同的、对称安装的可倾瓦环，分别承受两个轴向方向的推力，一个作主推力轴承用，它应迎着转子的轴向推力方向，一个作副推力轴承用，它承受由于启动或甩负荷时可能出现的反向轴向推力。

金斯伯雷止推轴承的优点是瓦块间载荷分布均匀，调节灵活，能自动补偿转子不对中、偏斜；缺点是结构复杂，需要轴向安装尺寸较长。金斯伯雷止推轴承的结构中，止推瓦块下垫有上水准块，下水准块和基环。它们之间用球面支点接触，保证止推瓦块，水准块可以自由摆动，使载荷分布均匀

六、转子

转子的组成及作用：汽轮机中所有转动部件的组合体称作转子。包括：主轴、轴封、平衡毂、转毂、动叶片、止推盘、危急保安器、联轴器总承、测量盘等

1．转子的结构

转子的结构基本上有三种类型：

（1）套装转子：

套装转子的结构如图6—4。这种转子是将主轴及叶轮分别加工制造，然后将叶轮热套（过盈配合）在主轴上。主轴加工成阶梯形，中间直径大、两端直径小，这样不仅有利于减少转子的挠度，而且便于叶轮的套装和定位，套装转子的优点是叶轮和主轴可以单独制造，故锻件小，加工方便，节省材料，容易保证质量、转子部分零件损坏后也容易拆换。其缺点是轮孔处应力较大，转子的刚性较差，特别是在高温下，金属的里面蠕变容易使叶轮与主轴套装产生松动现象。因此，它适用于工作温度小于400℃转速较低的中、低压汽轮机。

图6－4 套装转子

1－油封2－汽封环（平衡毂）3－轴4－叶片5－叶轮

整锻转子的结构如图6—5，这种转子的叶轮和主轴及其它主要零部件是用整体毛坯加工制成。主轴的中心通常钻有中心孔。其作用是用来检查整锻转子的质量，减轻转子的重量。整锻转子的优点是：叶轮与主轴作成整体，因此不会产生松动，能适应高温工作和快速启动的要求；装配零件少，结构紧凑，刚性较大。其缺点是：要求有生产大型锻件的专用设备，工艺、质量检验比较复杂、转子上零件损坏更换困难，甚至造成整个转子报废。汽轮机的高温转子均采用整锻转子。

（3）组合转子

组合转子是在同一转子上，高压部分采用整锻结构，中、低压部分采用套装结构，这种结构兼顾了整锻转子和套装转子的优点，因此，广泛用于高、中等功率的汽轮机上。如图6—6 还有焊接转子等。

2．叶轮结构

叶轮一般由轮缘、轮体和轮毂三部分组成。轮缘用来固定叶片，其结构根据叶片受力情况及叶根形状确定，大多数轮缘具有比轮体大的截面。轮毂是将叶轮套在主轴上的配合部分，故只有套装转子才有，其结构取决于叶轮在主轴上的套装方式。轮体是轮缘与轮毂连接的部分，其断面根据受力情况确定。轮体断面型线有等厚度叶轮、锥形叶轮、双曲线叶轮等。为了减少叶轮前的压力差，通常在叶轮的轮体上开有平衡孔。

七、叶片

叶片是汽轮机最重要的零件之一，这是因为：

（1）叶片的结构型线对汽轮机效率有直接影响；

（2）叶片的工作条件恶劣，受力情况复杂，故其事故较高、数量较大、加工量大。因此，要求叶片具有良好的流动特性，足够的强度及满意的转动特性，合理的结构和良好的工艺性能。

叶片的类型与结构叶片的类型很多，按工作原理可分为冲动式和反动式两大类，按叶片的截面形状还可分为等截面和变截面（扭曲）叶片，按制造工艺可分为铣制、轧制、模锻等类型。

叶片由叶型、叶根和叶顶三部分组成。图6—7所示为轧制叶片和铣制叶片的结构。

（1）叶型部分

叶型部分是工作部分，相邻叶片的叶型部分组成蒸汽的流道。

（2）叶根部分

叶片通过叶根固定在叶轮上，叶根与叶轮的连接应该牢固可靠，而且应保证叶片在任何运行条件下不会松动。叶根有T型、菌型、叉型、枞树型等。

（3）叶顶部分

汽轮机的叶顶部分通常装有围带，它将若干个叶片联成叶片组。

第四节汽轮机的调节及油系统

汽轮机概念及其分类

第1章汽轮机概念及其分类 1.1 汽轮机概述 1.1.1 汽轮机的概念 概念：汽轮机是一种将蒸汽的热能转换成机械能的蒸汽动力装置，又称为蒸汽透平。 汽轮机是以蒸汽为工质的旋转式机械，主要用作发电原动机，也用来直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等，还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要。 特点：功率大、转速高、运行平稳、热经济性高、易损件少，运行安全可靠，调速方便、振动小、噪音小等。 1.1.2 汽轮机的工作原理 1、具有一定温度（T）和压力（P）的蒸汽（锅炉或核反应堆）首先进入固定不动的喷嘴（也称静叶），蒸汽在喷嘴内膨胀，蒸汽的压力（P）、温度（T）不断降低，速度（V）增大，形成一股高速汽流，蒸汽的热能转化为动能。 2、高速汽流流经动叶（也称叶片）做功，动叶片带动汽轮机转子以一定的速度均匀转动，蒸汽的动能转化为机械能。 能量转换过程：蒸汽在汽轮机中，能量转换包括2个阶段，如图1所示： 图1 汽轮机能量转换过程 1.1.3 汽轮机的分类 汽轮机的类别和型式很多，可按工作原理、主蒸汽（进汽）参数、热力特性、结构类型、转速、用途等几个方面进行分类（如表1所示）。 1、按工作原理分类 （1）冲动式汽轮机：各级按照冲动原理设计，蒸汽主要在静叶（喷嘴）叶栅槽道中膨胀，在动叶叶栅槽道中主要改变流动方向，只有少量膨胀。 （2）反动式汽轮机：各级按冲动和反动原理设计，蒸汽在静叶（喷嘴）叶

栅槽道和动叶叶栅槽道中都发生膨胀，且膨胀程度相等。 备注：调节级采用冲动级，其它级均为反动级。 （3）冲动反动组合式汽轮机：转子各级动叶片既有冲动级又有反动级。 2、按主蒸汽（进汽）参数分类 （1）低压汽轮机：压力小于1.47 Mpa（0.12～1.5MPa） （2）中压汽轮机：压力为1.96～3.92 Mpa（2~4 MPa） （3）次高压汽轮机：压力为5~6 MPa （4）高压汽轮机：压力为5.88～9.81 Mpa（6~12Mpa） （5）超高压汽轮机：压力为11.77～13.93 Mpa（12~14 MPa） （6）亚临界压力汽轮机：压力为15.69～17.65 Mpa（16～18 MPa） （7）超临界压力汽轮机：压力大于22.15 Mpa （8）超超临界压力汽轮机：压力大于32 Mpa 3、按热力特性分类 （1）凝汽式汽轮机（N）：蒸汽在汽轮机内做功后，乏汽（排汽）在低于大气压力的真空状态下全部排入凝汽器，凝结成水。 备注：有些小汽轮机没有回热系统，称为纯凝汽式汽轮机。 （2）背压式汽轮机（B）：蒸汽在汽轮机内做功后，乏汽（排汽）在高于大气压力的状态下供热用户使用，没有布置凝汽器用于乏汽的冷凝。 备注：若乏汽（排汽）作为其它中低压汽轮机的新汽时，称为前置式汽轮机。 （3）抽汽凝汽式汽轮机（调节抽汽式汽轮机）：在汽轮机的级间某一位置抽出部分蒸汽，调整压力后对外供热，其余蒸汽在汽轮机内做功，做功后乏汽（排汽）在低于大气压力的真空状态下全部排入凝汽器，凝结成水。 （4）抽气背压式汽轮机：在汽轮机的级间某一位置抽出部分蒸汽，供热用户使用，其余蒸汽在汽轮机内做功，做功后乏汽（排汽）在高于大气压力的状态下供热用户使用，没有布置凝汽器用于乏汽的冷凝。 备注：调节抽汽和排汽都供热用户使用。 （5）中间再热式汽轮机：新汽在高压缸做功后，进入锅炉再热器再热，经过再热后的高压缸排汽进一步进入低中压缸做功，最后乏汽（排汽）在低于大气压力的真空状态下全部排入凝汽器，凝结成水。

汽轮机设备及运行讲义(全部)

汽轮机设备及运行讲义 (全部) -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

第一篇汽轮机的结构与性能 第一章概述 第一节汽轮机的基本工作原理 汽轮机是一种以具有一定温度和压力的水蒸气为工质，将热能转变为机械能的回转式原动机。它在工作时先把蒸汽的热能转变成动能，然后再使蒸汽的动能转变成机械能。与其他热力原动机相比，它具有单机功率大、转速高、效率较高、运转平稳和使用寿命长等优点，在现代工业中得到广泛的应用。 一、汽轮机在热力发电厂中的作用 汽轮机的主要用途是作为热力发电用的原动机。在以煤、石油和天然气为燃料的现代 常规火力发电厂、核电站和地热电厂中，都采用以汽轮机为原动机的汽轮发电机组。其发 电量约占总发电量的80％左右。汽轮机的排汽或中间抽汽可以用来满足生产和生活的供热 需要。这种既供热又供电的热电联产汽轮机，在热能的综合有效利用方面具有较高的经济 性。由于汽轮机能够变速运行，故可以用它直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨 等。在生产过程有余能、余热的各种工厂企业中，可以利用各种类型的工业汽轮机，使不 同品位的热能得到合理有效的利用，从而提高企业的节能和经济效益。 汽轮机必须与锅炉、加热器、凝汽器、给水泵等机械设备组成热力系统，才能进行工 作。热力发电厂是能量转换的工厂。锅炉将燃料化学能转换为蒸汽的热能，汽轮机将热能 转换为机械能，发电机将机械能转换为电能。因为我国原煤总产量居世界第一位，根据国 家的燃料政策，我国是以煤炭为主要燃料的国家，所以燃煤火力发电厂在目前及以后相当 长的时间内仍处于我国电能生产的主导地位。因此，作为原动机拖动发电机的汽轮机，显 然在我国电力工业中占有十分重要的地位。 二、汽轮机发展概况和我国汽轮机的发展特点 1．汽轮机的发展概况 汽轮机的发展大致经历了以下几个时期：1883年瑞典工程师拉瓦尔首先发明、制造了

汽轮机培训教材

前言 为加强运行人员的技术培训，早日给以后机组的安全稳定运行奠定一个良好的理论基础，特编写该培训教材。 本书主要依据《汽轮机设备》、《电力安规》、《设备说明书及技术规范》等资料，内容主要包括汽机方面的各个主要系统、机组起停及运行维护、主要试验等。 因水平有限，并且受到资料欠缺的限制，尽管我们作了较大努力，但肯定存在不少谬误，万望大家批评并斧正。 编者 2002．2．06

目录第一章循环水系统 第二章开式水系统 第三章闭式水系统给水系统及泵组运行 第四章凝结水系统 第五章给水系统及泵组运行 第六章辅汽系统 第七章轴封汽系统 第八章真空系统 第九章主、再热蒸汽及旁路系统 第十章汽轮机供油系统（润滑油、EH油） 第十一章发电机氢气系统 第十二章发电机密封油系统 第十三章发电机定子冷却水系统 第十四章DEH操作说明 第十五章汽轮机的启停 第十六章汽轮机快速冷却装置 第十七章汽机试验

第一章循环水系统 一、系统概述 循环水系统在全厂各种运行条件下连续供给冷却水至凝汽器，以带走主机及给水泵小汽轮机所排放的热量。循环水系统并向开式冷却水系统及水力冲灰系统供水。补给水系统向循环水系统中的冷却水塔水池供水，以补充冷却塔运行中蒸发、风吹及排污之损失。 在电厂运行期间循环水系统必须连续的运行。该系统配置有自动加氯系统，以抑制系统中微生物的形成。补充水系统采用弱酸处理，使循环水系统最大浓缩倍率控制在5.5倍左右。为维持循环水系统的水质，系统的排污水部分从冷却塔水池排放，部分从凝汽器到冷却塔出水管上排放供除灰渣系统，有补充水系统补充循环水系统中的水量损失。凝汽器冷却水量按夏季凝汽量时冷却倍率为55倍计算。夏季工况时主机排汽量A(1226.8)T/H。小机排汽量191.4T/H，则凝汽器冷却水量为（A+B）*55=78000T/H 二．循环水塔： 我厂每台汽轮发电机组，配一座自然通风双曲线型冷水塔；安装三台循环水泵；一条循环水压力进、水管道。冷却塔名称淋水面积为8500m2，实际淋水面积8240 m2，采用单竖井虹吸配水。全年平均运行冷却水温为20℃左右，运行是经济的。 冷却塔填料采用塑料填料，其型式为S型或差位正弦波。 1．参数和冷却水量： 凝汽器为双背压单流程表面式，按汽轮机最大连续工况设计，循环水温度20℃，高背压为5.392KPA，低背压为4.4 KPA。凝汽器总有效面积36000 m2，管长11180 m2。循环水量68000m3/h，总水阻小于60 KPA，循环水进水温度20/24.71℃,循环水温升9.4℃。 按额定工况的排汽量，冷却倍率采用55，计算夏季及春秋季的冷却水量，其值为63940 m3/h。冬季按夏季冷却水量的75%计算，其值为47955 m3/h。 当冷却倍率55时，凝汽器进出水温升为9.15℃。冬季冷却倍率相当于41.25，凝汽器进出水温升为12.68℃。 2．冷却塔主要尺寸： ±0.00m相当于绝对标高35.30m. 环基中心处 R=58167（-3.30m高程） 填料顶塔筒内壁直径 105.00m

工业汽轮机讲义

工业汽轮机 第一节简介 汽轮机是用蒸汽来作功的旋转式热能动力机械，具有效率高、功率大、转速容易控制、寿命长、运转安全可靠等优点，因此被广泛地应用在发电、冶金、石油化工、交通运输、轻工业等行业。随着技术的进步特别是国外先进设备技术的引进和消化吸收，工业汽轮机在我国得到了更为广泛的推广和应用。 工业汽轮机是指除中心电站汽轮机、船舶汽轮机以外的其他汽轮机，其中包括工矿企业采用的用于驱动泵、风机、压缩机等机械的汽轮机，以及用于工厂自备电站的汽轮机。在化工装置中应用的工业汽轮机，所需的蒸汽主要来自生产装置中的废热锅炉，不足部分才由辅助锅炉或快装锅炉补给，充分利用了化工生产中工艺反应的余热，另外选用不同型式的工业汽轮机，可将不同压力等级的蒸汽供给工艺需要和热用户，实现了工厂热能的综合利用，提高了工厂的经济效益。化工装置中应用的工业汽轮机，具有数量多、品种杂、用途广、高参数、大容量、高转速、变转速、单系列运行自控联锁程度高的特点。 1 基本概念和分类 1.1 基本概念 (1）工业汽轮机装置 工业汽轮机装置的基本组成如图3－1-1所示，工业汽轮机装置是以蒸汽为工作介质的旋转式热能动力机械，它必须与其他设备一起协调配合工作，图中表示了工业汽轮机装置的四个最主要的设备，即锅炉、汽轮机、冷凝器和给 水泵。给水泵给锅炉提供产生蒸汽用的水，一旦发 生故障，锅炉给水将中断，被迫停炉，无法继续生 产。锅炉是产生高温高压蒸汽的设备，有快装锅炉、 辅助锅炉和废热锅炉等。过热器将锅炉汽包送来的 饱和蒸汽继续加热，在原有的压力下再提高温度变 为过热蒸汽，然后送人蒸汽管道使工业汽轮机作功。 工业汽轮机是利用蒸汽对外作功的设备，从过热器 过来的高温高压蒸汽，流经汽轮机后，压力和温度 都要降低，产生膨胀作功，蒸汽的热能变为机械功， 由工业汽轮机轴端输出，驱动压缩机、泵等工作机 械。凝汽器又称冷凝器，是冷凝式工业汽轮机中工 作介质的低温放热源。在工业汽轮机中作完功的蒸汽，排到冷凝器内，在一定压力下将汽化潜热释放给冷却水，蒸汽凝结成水，并在冷凝器中形成了真空。冷凝水由冷凝水泵抽出，经锅炉给水泵后再送给锅炉，作为锅炉给水。冷凝器有两个作用：一是蒸汽回收，冷凝成水后再供给锅炉，循环使用，这样可降低运行成本，提高经济效益；二是建立并保持工业汽轮机排汽出口的高度真空，增大蒸汽的可用热焓降，从而提高工业气轮机的功率和循环热效率。但在背压式汽轮机的排气压力高于大气压力，可以直接供给其它设备使用，一般不需要冷凝器了。 1.2 工作原理 汽轮机将蒸汽的热能转变为机械功通常是通过冲动作用原理和反动作用原理这两种方式实现的。 （1）冲动作用原理

汽轮机介绍

1.600MW－1000MW超临界及超超临界汽轮机研制 汽轮机研究和实际运行表明：24.1MPa/538℃/566℃超临界机组热效率可比同量级亚临界机组提高约2~2.5%。而31MPa/566℃/566℃/566℃的超超临界机组热效率比同量级亚临界提高4~6%。国外各大公司更趋向于采用超临界参数来提高机组效率。就600MW～1000MW 等级超临界汽轮机而言，可以说已经发展到成熟阶段，而且其蒸汽参数还在不断提高，以期获得更好的经济性，如采用超超临界参数。 目前哈汽公司与日本三菱公司联合设计了型号为CLN600-24.2/566/566型超临界参数、一次中间再热、单轴、三缸、四排汽反动式汽轮机。高中压部分采三菱公司的技术，低压缸采用哈汽厂自主开发的新一代亚临界600MW汽轮机技术，哈汽厂与日本三菱公司联合设计，合作制造。 为进一步提高机组效率，哈汽公司已开展超超临界汽轮机前期科研开发工作。 2.600MW－1000MW核电汽轮机研制 我国通过秦山核电站（一、二、三期）和广东大亚湾、岭澳等核电站的建设，已经在核电站建设上迈出了坚实的第一步。哈汽公司成功地为秦山核电站研制了两台650MW核电汽轮机，积累了丰富的设计制造经验，为进一步发展百万等级核电准备了必要的条件。 目前哈汽公司已完成百万千瓦半转速核电汽轮机制造能力分析，并开展了前期科研开发工作。 3.大型燃气－蒸汽联合循环发电机组 联合循环由于做到了能量的梯级利用从而得到了更高的能源利用率，已以无可怀疑的优势在世界上快速发展。目前发达国家每年新增的联合循环总装机容量约占火电新增容量的 40％～50%，所有世界生产发电设备的大公司至今（如美国的GE公司87年开始、ABB90年开始）年生产的发电设备总容量中联合循环都占50%以上。最高的联合循环电站效率（烧天然气）已达55.4%，远远高于常规电站，一些国家（如日本等）已明确规定新建发电厂必须使用联合循环。 由于整体煤气化联合循环发电机组 (IGCC) 是燃煤发电技术中效率最高最洁净的技术 , 工业发达国家都十分重视，现在世界上已建成或在建拟建IGCC电站近20座，一些已进入商业运行阶段。 燃气轮发电机组在我国近几年才有较大发展，目前装机占火电总容量的3.5%，大部分由国外购进，国产机组只占9.4%，且机组容量小、初温低，机组水平只处于国外80年代水平，且关键部件仍有外商提供远不能满足大容量、高效率的联和循环机组的需要。 目前，哈汽公司与美国通用电气公司联合生产制造9F级重型燃气轮机及联合循环汽轮机。 4.300MW－600MW空冷汽轮机研制 大型空冷机组的研制与开发，不仅是国家重点扶持的攻关项目，对一个地区而言也是一个新的增长点，因为它可以带动一大批相关产业的发展。哈汽公司早期就已开展了空冷系统的研究，八．五期间，为内蒙丰镇电厂设计制造了200MW空冷汽轮机组，该机组启停灵活，安全满发，而且振动小、轴系十分稳定。为本项目创造了开发设计制造等有利的依托条件。 空冷系统与常规湿冷系统相比，电厂循环水补充量减少95％以上，空冷机组在缺水地区广泛采用，发展空冷技术是公司产品发展方向。 哈汽公司在发展空冷技术方面占有一定优势，成功地设计、制造了内蒙丰镇电厂4台200MW间接海勒系统空冷机组，目前机组运行良好，在高背压－0.1MPa下，机组安全满发，启停灵活，轴系稳定，同时在丰镇空冷机组上，做了大量试验研究： ①海勒间冷系统中混合式喷淋冷凝器试验。 ② 710mm动叶片的频率和动应力试验。 ③末级流场及湿度的测量 公司有进一步发展空冷奠定基础。曾为叙利亚阿尔电站设计了二台200MW直接空冷机组，针对直接空冷机组运行特点：高背压、背压变化范围 宽的特点，设计了落地轴承，低压缸和带冠520末级叶片。在300MW间接与直接空冷机组的设计和运行基础上进行了空冷300MW汽轮机初步设计，并针对大同二电厂，设计了二个600MW空冷机组方案。 ①哈蒙间接空冷600MW机组

汽轮机设备及系统安全运行常识参考文本

汽轮机设备及系统安全运行常识参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

汽轮机设备及系统安全运行常识参考文 本 使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 对于汽轮机组除机组本身外，大部分转动机械是离心 式水泵，如锅炉给水泵、凝结水泵、循环水泵、工业水 泵、热网泵、疏水泵和油泵等。离心式水泵是电厂不可缺 少的重要辅助设备，它的安全经济运行将直接影响发电供 热的安全和经济效益。转动机械运行中应注意以下几点事 项： (I)泵体、电机及周围地面清洁，电机出入口风道无杂 物。 (2)轴承内润滑油合格，油温、油压、油位在规定值范 围内。 (3)搬动对轮轻快，对轮罩完好，牢固无刮碰。水泵盘

根压盖不斜，冷却水畅通，水量合适。 (4)转动机械运行值班人员上岗前，必须经过专业培训，并经上岗考试合格后方可上岗。 (5)转动机械的运行值班人员必须熟悉所管辖的设备的工作原理、设备结构、性能和各种运行参数指标。 (6)值班时工作服要符合要求，不应当有可能被转动机器绞住的部分，穿好绝缘鞋，戴好安全帽。 (7)检查或擦拭设备时，手脚或身体任何部位不能接触设备的转动部分，防止发生机械伤害事件。不允许运行中清扫转动部位的脏物和污垢。 (8)检查水泵盘根时，要侧对着盘根压盖部位，防止介质喷出造成人员伤害。监督无关人员禁止靠近转动的机械。 (9)运行中要把各冷却水管接头进行重点检查，防止松动冷却水喷出进入电动机内，造成电动机短路烧损。

汽轮机培训课件

汽轮机培训教材 编写：李伟 审核：屈建辉 批准：刘殊一 中船重工?重庆三硕工业汽轮机有限公司 目录 前言 ......................................................... 错误!未定义书签。 1 型号说明 ................................................... 错误!未定义书签。2工作原理.................................................... 错误!未定义书签。

3 结构特点： ................................................. 错误!未定义书签。 配汽机构：................................................错误!未定义书签。 转子部分：................................................错误!未定义书签。 静子部分..................................................错误!未定义书签。 部套装配技术要求..........................................错误!未定义书签。 ......................................................错误!未定义书签。 序号..................................................错误!未定义书签。 a1....................................................错误!未定义书签。 a2....................................................错误!未定义书签。 b1....................................................错误!未定义书签。 b2....................................................错误!未定义书签。 c1....................................................错误!未定义书签。 c2....................................................错误!未定义书签。 d1....................................................错误!未定义书签。 d2....................................................错误!未定义书签。 f1....................................................错误!未定义书签。

汽轮机控制系统

汽轮机控制系统 包括汽轮机的调节系统、监测保护系统、自动起停和功率给定控制系统。控制系统的内容和复杂程度依机组的用途和容量大小而不同。各种控制功能都是通过信号的测量、综合和放大，最后由执行机构操纵主汽阀和调节阀来完成的。现代汽轮机的测量、综合和放大元件有机械式、液压式、电气式和电子式等多种，执行机构则都采用液压式。 调节系统用来保证机组具有高品质的输出，以满足使用的要求。常用的有转速调节、压力调节和流量调节3种。①转速调节：任何用途的汽轮机对工作转速都有一定的要求，所以都装有调速器。早期使用的是机械式飞锤式离心调速器，它借助于重锤绕轴旋转产生的离心力使弹簧变形而把转速信号转换成位移。这种调速器工作转速范围窄，而且需要通过减速装置传动，但工作可靠。20世纪50年代初出现了由主轴直接传动的机械式高速离心调速器，由重锤产生的离心力使钢带受力变形而形成位移输出。图 1 [液压式调速 器]为两种常用的液压式调速器的

工作原理图[液压式调速器]，汽轮机转子直接带动信号泵(图1a[液压式调速 器])或旋转阻尼（图1b[液压式调速

器]），泵或旋转阻尼出口的油压正比于转速的平方，油压作用于转换器的活塞或波纹管而形成位移输出。②压力调节：用于供热式汽轮机。常用的是波纹管调压器（图 2 [波纹管调压 器]）。调节压力时作为信号的压力作用于波纹管，使之与弹簧一起受压变形而形成位移输出。③流量调节：用于驱动高炉鼓风机等流体机械的变速汽轮机。流量信号通常用孔板两侧的压力差(1-2)来测得。图3 [压

差调节器]是流量调节常用压差调节器波纹管与弹簧一起受压变形而将压力差信号转换成位移输出。 汽轮机除极小功率者外都采用间接调节，即调节器的输出经由油动机（即滑阀与油缸）放大后去推动调节阀。通常采用的是机械式（采用机械和液压元件）调节系统。而电液式（液压元件与电气、电子器件混用）调节系统则用于要求较高的多变量复合系统和自动化水平高、调节品质严的现代大型汽轮机。70年代以前，不论机械式或电液式调节系统，所用信息全是模拟量；后来不少机组开始使用数字量信息，采用数字式电液调节系统。 汽轮机调节系统是一种反馈控制系统，是按自动控制理论进行系统动态分析和设计的。发电用汽轮机的调节工业和居民用电都要求频率恒定，因此发电用汽轮机的调节任务是使汽轮机在任何运行工况下保持转速基本不变。在图 4 [机械式调速系

培训体系汽轮机培训教案

（培训体系）汽轮机培训教 案

汽轮机培训教学大纲 总则：培训原则上以现场培训为主，理论讲课为副，课件选用：地方电厂岗位运行培训课件，《汽轮机运行》（辽宁电力中心第二版）。要求职工边工作边学习，先组织学习人员集中学习电力生产工作安全规程和运行管理制度、俩票三制等；后组织本专业基础知识及作业指导书，重点是熟悉壹厂本专业设备、系统及操作。 目标：通过本计划的认真实施，要求均要能独立进行各项生产工作，达到正式上岗。（不包括少数于工作学习中表现不好及于历次考试中被淘汰者）。 壹、培训原则及方法： 培训的具体方法和要求： 1、第壹阶段集中授课（壹个月）：于课堂内统壹进行授课，授课重点按第二部分要求范围具体内容执行（约120课时，每课时45分钟），主要分为理论基础课程及汽轮机专业课程；授课结束后进行理论学习考试，考试合格后进入现场实习，授课学习结束后的考试，由各授课老师出题考核，试卷交给总工室汽轮机专业组批改、评定成绩，然后由专业组组长交公司人力资源培训部审查、评估和备案。 2、第二阶段现场实习（七个月）：实习分为三个阶段进行，具体内容按第三部分进行 （1）实习壹阶段，汽机专业基础知识和现场工作基础技能熟悉及训练（2个月）：本阶段实习间主要由汽轮机专业主值负责，根据实际情况每月每人进行考问讲解10次，考问解答情况要记录于《学习记录簿》上；每月每人完成思考题至少15题，且要求有书面解答；壹阶段实习结束后由人力资源培训部出题考试，测试卷交由总工室专业组批改，评定成绩，后交人力资源培训部审查、评估和备案。（2）实习二阶段，汽机专业知识及工作实际操作技能训练（3个月）：本阶段

汽轮机培训课件

汽轮机培训课件 1、1-0、45/1 47、9/0、033汽轮机培训教材编写：李伟审核：屈建辉批准：刘殊一中船重工重庆三硕工业汽轮机有限公司目录前言11 型号说明22工作原理23 结构特点 33、1 配汽机构 43、2转子部分 43、3 静子部分 53、4 部套装配技术要求74汽轮机维护检修规程1 34、1总则1 34、2 汽轮机本体的拆卸1 54、3 检验和维修1 64、4 其它设备的检修1 84、5 汽轮机的重新装配1 94、6部件功能检验1 94、7 检修情况试验195开停车安全注意事项205、1 汽轮机开车步骤205、2 汽轮机停车步骤216常见故障与处理22前言正确安装，按章操作和精心维护是汽轮机能够可靠、稳定、高效、长期运行所必不可少的条件。为此，此教材对汽轮机主要部件的功能、结构及汽轮机安装调试，运行维护中应遵循规程作了介绍

和说明。在投运之前，阅读此资料对熟悉设备的性能、特点是有裨益的。 此教材包括型号说明、工作原理、结构特点、检修步骤、零部件装配的技术要求、开停车安全注意事项、事故分析及处理方法。1 型号说明我公司主要生产的汽轮机主要参数如下：进气压力：0、3MPa550℃；排气压力：0、008MPa16000rpm；功率： ≤50MW 。主要有4个基型：N、 B、C B、CN 。分别代表凝汽式汽轮机、背压式汽轮机、抽汽背压式汽轮机、抽汽凝汽式汽轮机。南化项目汽轮机型号为：N 1、1-0、45/0、033/饱和。其中：N凝汽式汽轮机 1、1汽轮机功率为 1、1MW0、45进气压力0、033排气压力N 1、0-0、45/0、033/饱和型汽轮机，为单缸，低压冲动冷凝式汽轮机，输出能力为1000千瓦，其优点是成套性强，不仅体积小、重量轻、运输方便，而且结构简单，安全性高，安装操作维修拆卸方便。汽轮机正常工况下的汽耗保证值允许误差为-2～ +2%；汽轮机的噪音在距离机器1m处应小于85dB（A）;汽轮机调节精度达到NEMA SM23 D级标准。汽轮机转子是刚性的，监界转速为5989转/分，恒定按4500转/分运行。由齿轮减速装置减速为730转/分。汽轮机本体，为快装式单层布置，汽轮机、减速机及离合器在同一个底座上，循环水泵位于单独公共底座上。汽轮

目前国内汽轮机制造行业情况

目前国内汽轮机制造行业情况 小汽轮机（工业驱动汽轮机）厂家最好的是杭汽； 化工常用的汽轮机基本都是工业驱动汽轮机，杭汽绝对是国内最好的，现在沈鼓、陕鼓，甚至日立等在国内成套都是杭汽的汽轮机。 杭汽：不比上汽、哈汽、东汽差，但没有150MW以上的机组，核心技术是西门子三系列的工业汽轮机，在石油化工、电站锅炉给水泵小汽机方面占75%左右的绝对市场份额。在热电联产机组上划分出来的子公司（中能汽轮动力）独立运作。 青汽：150MW以下小汽机，曾经是小汽机上的风云厂商。 广汽：与斯柯达合资后主要用于出口。 大汽轮机（工业发电汽轮机）好的厂家有上海、哈尔滨、东方。 上汽、哈汽、东汽，这三厂各有特色 三大厂从50MW~1000MW的产品线均已完成布局，均为技术引进； 南汽：产品从25MW~330MW都已完成布局； 北重：固守已有的产品体系，一个旋转隔板20年不变，研发和基础部件试验越来越少。 武汽：近年在市场上的声音越来越小。 西门子与中国汽轮机制造业 西门子早期看中杭汽，杭汽是最理想的标的物，它目的是控股，遗憾的是没有实现。 失去杭汽之后西门子仍不甘心，武汽也是理想的标的物，它希望达到控股70%的目的，但这一希望也因为可能涉及到国家安全而被否决。 “只要不是行业的排头兵，都可能是被并购的对象。”原中国机械制造工艺协会副会长刘仪舜认为，“国家是禁止可能涉及到国家安全的领域并购。” “快速切入销售市场或生产基地，取得现成的销售、生产网络，节约时间。取得现成的品牌。通过收购消除竞争对手。对于收购方而言，并购不知名企业的好处是容易通过反垄断审查，不那么容易激起东道国社会的排斥心理。如果收购方有能力，收购之后可以做大。”商务部国际贸易经济合作研究院副研究员梅新育如是告诉记者。 隋永滨则认为，“实际上，跨国公司已经放缓了中国并购的步伐。特别是经历了徐工案和沈机案之后。” 沸沸扬扬的凯雷基金入主徐工集团、JANA基金并购沈阳机床事件均以失败告终。 “西门子收购武汉汽轮机厂也是因为可能涉及到国家安全而被否决。虽然武汽并不在行业前列，但是最后因为西门子掌握核心技术，一旦它继续追加投资，就可能形成行业垄断。”隋永滨介绍说。 其实，西门子在中国早有制作平台，西门子工业透平机械（葫芦岛）有限公司(SITHCO)是由西门子发电集团（控股70%）和锦西化工机械集团有限公司(JCMG)（控股30%）共同出资组建的合资企业，总投资2.4亿。坐落于渤海之滨，辽宁省葫芦岛市，现有员工300人。公司于2005年10月1日开始运营，主要从事于透平机械的生产制造以及维修服务。服务项目包括备件、安装以及为本企业和非本企业生产的汽轮机、压缩机试车和维护。 https://www.docsj.com/doc/161275636.html,/jobads/siemens/organization.asp?org_id=222001007307100103

汽机设备及系统教学讲义资料

第三章汽机设备及其热力系统 (一) 汽轮机的基本工作原理 1．1、汽轮机的分类及型号 1．1．1汽轮机的分类 汽轮机用途广泛，类型繁多，可以从不同角度将汽机进行分类。1）工作原理分：冲动式、反动式、冲动反动联合式等 2）热力特性分：凝汽式（纯凝汽式和回热凝汽式）——排汽在高度真空状态下进入凝汽器凝结成水。 背压式——排汽直接用于供热，没有凝汽器。 调整抽汽式——从蒸汽某级后抽出一定压力的部分蒸汽对外供热，其余排汽仍进入凝汽器。抽出的供热蒸汽需进行调节，以适应用户的需要。 抽汽背压式——具有调节抽汽的背压式汽轮机 中间再热式——进入汽轮机的蒸汽膨胀到某一压力后，被全部抽出送往锅炉的再热器进行再热后，再返回汽轮机膨胀做功 混压式——利用其它来源的蒸汽引入汽轮机相应的中间级。 3）按蒸汽参数高低分：低压汽轮机（新蒸汽压力小于 1.5Mpa）、中压（2~4MPa）、高压（6~10MPa）、超高压（12~14MPa）、亚临界压力（16~18MPa）、超临界压力（大于22.8MPa） 4) 按汽缸数目分：单缸、双缸、多缸 5) 按转子轴线数分：单轴、双轴 6) 按用途分：电站汽轮机、工业汽轮机、船用汽轮机、凝汽式供暖

汽轮机 7) 按功率分：大功率汽轮机——200MW以上的汽轮机小功率汽轮机 8) 按汽流方向分：轴流式、辐流式 1．1．2 国产汽轮机的型号 国产汽轮机的表示方法是： N—代表凝汽式 B—背压式 C—一次调节抽汽式 CC—两次调节抽汽式 CB—抽汽背压式 H—船用式

如：N300-16.7/537/537型汽轮机 300—代表300MW的额定功率 16.7—主蒸汽压力16.7Mpa 537—主蒸汽温度537℃ 537—再热蒸汽温度537℃ 1．2 汽轮机的作功原理 汽轮机是一种把蒸汽的热能转换成机械能（机械功）的旋转机械。 在汽轮机中一列喷嘴和一圈动叶组成基本单元——级。在一级中蒸汽的热能转变为机械能分两步完成： （1）在喷嘴中，蒸汽的热能转变为蒸汽汽流的动能； （2）在动叶流道中，蒸汽汽流的动能转变为机轴上的机械能。 多级汽轮机就是有一定数量的喷嘴和动叶组成。 1．3汽轮发电机的损失和效率 内部损失——蒸汽在汽轮机通流部分做功时产生的能量损失。包括叶栅损失、扇形损失、余速损失、撞击损失、部分进汽损失、湿汽损失、叶轮摩擦损失、漏汽损失。 外部损失——包括进、排汽机构的节流损失，前后端轴封漏汽损失及功率传递过程中克服轴承摩擦及带动主油泵、调速器等的功率消耗的机械损失等。 发电机损失——发电机在将机械能转换成电能过程中产生的机械损失和电气损失。 冷源热损失——凝汽器内冷却水带走的热量。

工业汽轮机机组结构介绍

工业汽轮机组系统与结构介绍 杭州汽轮机股份有限公司 二00三年

工业汽轮机组系统与结构介绍 一、汽轮机组系统组成说明： 汽轮机组主要由蒸汽疏水系统、润滑油系统、调节系统组成；主要设备有汽轮机、齿轮减速箱（直联除外）、压缩机、油站、凝汽器、射汽抽气器（或射水抽气器）等。 1.1蒸汽疏水系统： 由锅炉（或装置产汽）来的蒸汽经过汽轮机主汽门，由调节汽阀控制流量进入汽轮机通流部分膨胀做功(产生的机械能经齿轮减速箱[直联除外]和联轴器传递给压缩机做功），做功后排出的蒸汽经凝汽器凝结成水，由凝结水泵加压，经低压加热器和除氧器引至锅炉给水泵打回锅炉（或回相应的装置），蒸汽完成一次循环。 由冷却塔（或湖、河、海）经循环水泵来的冷却水进入凝汽器与排汽完成热交换，带走热量，射汽抽气器抽出排汽中的非凝气体维持凝汽器的真空。 1.2润滑油系统： 由油站的主油泵从油箱中抽吸透平油并加压，一部分经滤油器引入调节系统；一部分经冷油器冷却，再经减压后由滤油器进行过滤，然后送至汽轮机、压缩机、齿轮减速箱等各轴承，完成润滑和冷却功能的润滑油经回油管返回油箱，完成一次循环。 油站主、辅油泵互为备用。 事故状态下由直流电机驱动的事故油泵，或者高位油箱提供润滑油以维持机组惰走。 起动前或停机后由电动、液压冲击或手动盘车装置进行机组盘车。

1.3调节系统： 机组一般采用电液调节，因此需压力油维持系统运行。由主油泵（辅助油泵）提供的压力油经危急保安装置、电磁阀和起动装置实现主汽门的打开、快速关闭，并为电液转换器和错油门提供动力油源，根据调速器给出的信号对进汽流量进行控制。 在超速、轴位移过大及其他非正常情况下的停机和正常停机都是通过危急保安装置和电磁阀由压力油的变化来实现的。 此外，压力油通过一个三通阀可在运行状态下对主汽门进行卡涩检查。 电子调节器通过接收转速信号及其他信号，对机组设定参数进行比较，经程序处理后输出调整信号给调节汽阀，改变汽轮机的进汽量达到新的工况要求。 二、汽轮机组设备结构说明： 2.1 汽轮机 2.1.1一般说明 汽轮机形式为纯凝汽式。 汽轮机为轴流式、单缸结构，通过联轴器与压缩机直联（或通过 齿轮减速箱与压缩机联接）。 蒸汽通过主汽门进入整铸在前缸上部的进汽室，经汽缸顶部的调节汽阀和喷嘴组进入汽轮机，四只调节汽阀及一只旁路过负荷阀由一套液压执行机构控制。主汽门阀体与汽缸为整体结构，以提高热效率，降低热应力。 蒸汽在汽轮机内为轴向流动，高压膨胀部分分为两段。第一段为一级冲动式的调节级，第二段则为随后的多列反动式转鼓级。

工业汽轮机大修

汽轮机组的检修过程 汽轮机的检修 汽轮机的工作原理，结构部件，常见问题 工作原理 进汽——>等温膨胀（现实为降温膨胀做功）——>出汽——>进入凝汽室——>绝热膨胀——>——>等温压缩（现实为凝汽器中换热，冷凝成水）——>给水泵送水入锅炉再热——>绝热压缩——>进汽 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。 高压蒸汽从汽轮机一段进入，逐级降低压力并扩大按体积，并逐级吹动汽轮机叶片，使得汽轮机转动，从而驱动汽轮机带动的机械设备。汽轮机低压终端设置凝汽器，通过水冷或者空冷将蒸汽冷凝成水，由于蒸汽冷凝成水时体积大大缩小，从而造成了汽轮机低压端的真空，使得从高压侧进入的蒸汽能够更好地做功 结构部件 汽缸，蒸汽室，喷嘴组，隔板，汽封，转子，前后轴承座，盘车，凝结水系统，控制系统，辅机部分(抽气器，冷凝器，安全阀)。 汽轮机常见问题 在汽轮机运行过程中，汽轮机渗漏和汽缸变形是最为常见的设

备问题，汽缸结合面的严密性直接影响机组的安全经济运行，检修研刮汽缸的结合面，使其达到严密，是汽缸检修的重要工作，在处理结合面漏汽的过程中，要仔细分析形成的原因，根据变形的程度和间隙的大小，可以综合的运用各种方法，以达到结合面严密的要 明确检修任务 检修内容 1. 清洗并检查上下机壳 2. 复查机组对中，36点全面检查 3. 清洗并检查轴承箱，径向轴承，推力轴承 4. 解体检修调节阀，更换密封件，阀体探伤 5. 汽轮机打开缸体，各零部件全部清洗检查 6. 转子清洗除垢并进行无损探伤 7. 测量各部件跳动，转子径向间隙，如油封、汽封等视情况修理 8. 清洗检查气缸、隔板、静叶片、喷嘴并进行无损探伤 9. 盘车机构检查修理 10. 确认回装检查轴承各部件间隙、瓦背紧力。 技术要求 1. 清洗转子要见金属本色，进行外观和几何尺寸的检查，各部件的端 面跳动和径向跳动值符合要求 2. 缸体检查要清理表面灰尘、污垢检查外表面是否有裂纹，变形，严 重腐蚀即内部汽流冲蚀等现象，并做相应处理。检查静叶片、汽封是否缺陷，松动等现象，及时修复换更换，汽封间隙要符合要求 3. 径向轴承，推力轴承要检查外观对缺陷进行修复，测量每块瓦块的

火电厂汽轮机设备及运行(整理笔记)

火电厂汽轮机设备及运行 0-1 火电厂朗肯循环示意图 1-2 蒸汽在汽轮机中膨胀做功，将热能转换为机械能； 2-3 蒸汽在凝汽器中凝结成水； 3-4 给水在给水泵中升压； 4-1 工质在锅炉中定压加热。（4’-1’+2’-1 为一次再热式汽轮机在锅炉内的吸热过程） 第一章 概述 第一节 汽轮机的分类和国产型号 一、汽轮机分类 （一）按工作原理分 （1）冲动式汽轮机 （2）反动式汽轮机 冲动式汽轮机与反动式汽轮机比较 1. 反动级的汽流特点和结构特点 ? 反动级的反动度 ? 反动级的汽流特点 级的速度三角形左右对称，蒸汽在两种叶栅通道中流动情况基本（动叶栅用相对坐标系）。因此，静叶片和动叶片可采用同一叶型，简化了叶片制造工艺，且余速利用系数较高，提高了汽机的相对内效率。这样的静叶片和动叶片互称镜内映射叶片。 ? 结构特点 由于叶栅前后压差较大，为了减小轴向推力，不采用叶轮，而是将动叶装在转鼓的外缘上。与此相对应的隔板，也没有大幅面的隔板题，而是一个径向尺寸不大的内环，称之为持环。 反动级动静间的轴向间隙可取得大一些（一般为8—12mm)，轴向间隙增大使动叶进口处汽流趋于均匀，降低了汽流对叶片的激振力；且允许较大的胀差，对机组变负荷有利。 而冲动式汽轮机由于动叶入口速度高，一般级内的间隙均取得较小（如5—7mm ）。 2. 反动级与冲动级的效率比较 ? 叶栅损失 反动级动叶入口蒸汽速度低，蒸汽在动叶栅中为增速流动，且转向角度小，使附面层增厚 S T

趋势变小，既降低了叶型损失，也减小了端部损失。因此反动级的叶栅损失明显小于冲动级，这是反动级的最大优点。 ?漏汽损失由于反动级采用转鼓式结构，隔板内径较冲动级大，增大了隔板漏汽面积和漏汽量；同时由于动叶前后压差大，所以叶顶漏汽损失也增加。 3.整机的特点 ?喷嘴调节的反动式汽轮机调节级通常采用冲动级，以避免“死区”弧段漏汽损失太大； ?采用平衡活塞来平衡部分轴向推力，增加了轴封漏汽损失，这是反动式汽机的主要问题； ?在同样的初终参数下，反动式汽轮机的级数比冲动式多。但由于冲动级隔板较厚，所以整机轴向尺寸倒不一定长。 如上汽300MW，35级；东汽冲动式28级。 二）按热力特性分 （1）凝汽式汽轮机(N) 排汽进入凝汽器 （2）背压式汽轮机（B）排汽压力高于大气压力。一般用于供热，以热定电； （3）调整抽汽式汽轮机（C、CC) 可同时保证热、电两种负荷单独调节 （4）抽汽背压式（CB) （5）中间再热式能提高排汽干度；合理的选择再热压力还可提高平均吸热温度，提高朗肯循环效率。三）按主蒸汽参数分 （1）高压汽轮机主蒸汽压力6~10MPa； （2）超高压汽轮机主蒸汽压力12~14MPa； （3）亚临界汽轮机主蒸汽压力16~18MPa； （4）超临界汽轮机主蒸汽压力>22.2MPa 二、国产汽轮机型号 ΔXX——XX——X 例：N600—24.2／538／566 CC50-8.83/0.98/0.118 第二节N300-16.7/538/538汽机简介 亚临界、单轴、一次中间再热 双缸排汽 高压缸：1个单列调节级+11个压力反动级 中压缸：9个压力反动级 低压缸：2×7个压力反动级 给水回热系统：3高加+1除氧+4低加 末级叶片长度：869mm 额定新汽流量：907 t/h 保证净热耗率：7921kJ/kW.h 背压： 4.9kPa(进水温度20 ℃) 给水温度（TRL工况）：273 ℃ 2 ×50％容量的汽动给水泵+50%容量的启动及备用电动给水泵 热耗率保证 机组THA工况的保证热耗率不高于如下值：7572kJ/(kW.h) THA工况条件下的热耗率按下式计算不计入任何正偏差值） 汽轮机能承受下列可能出现的运行工况： a) 汽轮机轴系，能承受发电机及母线突然发生两相或三相短路或线路单相短路快速重合闸或非同期合闸时所产生的扭矩 b) 机组甩去外部负荷后带厂用电运行时间不超过1分钟 c) 汽轮机并网前能在额定转速下空转运行，其允许持续运行的时间，能满足汽轮机启动后进行发电机试验的需要 d) 汽轮机能在低压缸排汽温度不高于80℃下长期运行。当超过限制值时，应投入喷水系统使温度降到允许的范

汽轮机润滑油系统污染控制及管理实用版

YF-ED-J4819 可按资料类型定义编号 汽轮机润滑油系统污染控制及管理实用版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日

汽轮机润滑油系统污染控制及管 理实用版 提示：该管理制度文档适合使用于工作中为保证本部门的工作或生产能够有效、安全、稳定地运转而制定的，相关人员在办理业务或操作设备时必须遵循的程序或步骤。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 摘要：汽轮机油系统是汽轮机的重要组成 部分，在运行中出现故障将严重影响机组的安 全，因此保障油系统的安全运行，加强汽轮机 润滑油系统污染控制及管理显得尤为重要。论 述了基建期间的汽轮机润滑油污染防护及生产 期间的汽轮机润滑油监督管理及完善的技术措 施。 关键词：顶轴油抗燃油油系统冷 油器油循环 1. 概述

油系统是汽轮机的重要组成部分，汽轮机油系统主要包括润滑油系统、发电机密封油系统、顶轴油系统和抗燃油（电液调节）系统。主要起润滑、冷却、调速和密封作用，即向机组各轴承提供足够的润滑油和向机械超速脱扣及手动脱扣装置提供控制用压力油，在机组盘车时还向盘车装置和顶轴装置供油。汽轮机润滑油系统的清洁程度是影响机组安全与经济运行的重要因素，引起油质劣化的主要原因是水份和金属微粒对其造成污染，同时，由于空气的混入，加速了油液氧化，产生二次污染。因汽轮机油系统导致机组故障、设备损坏的事故屡有发生，特别是在基建调试阶段，此类事故更易出现。因此，做好基建期间的汽轮机润滑油污染防护及生产期间的汽轮机润滑油监督管