汽轮机与风机讲义.

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1、汽轮机与风机工艺讲义 * 1 主讲：文泳竹 介绍 l第一讲、我厂汽轮机与风机的现状 l第二讲、汽轮机 绪论 第一节、汽轮机的原理及分类 第二节、热力循环 第三节、汽轮机的构造及各个系统 l第三讲、冶炼风机 Date 2 主讲：文泳竹 第一讲 我厂汽轮机与风机 的现状 * 3 主讲：文泳竹 我厂现有汽轮发电机组三台，分别为316型、 C635/10型、C335/10型。功率分别为6000KW 、6000KW、3000KW，C635/10型、 C335/10 型为抽汽机组。另有小电机风机四台，1#机组功率 4000KW，风量1200M3 /Min ，出口风压0.294MPa； 2#机组功率为360

2、0KW，风量是1100M3/Min，出口 风压0.294MPa；3#机组功率3600KW，风量1150M3 /Min ，出口风压0.29MPa；5#机组功率2500KW，风 量900M3 /Min ，出口风压0.25MPa。 Date 4 主讲：文泳竹 AV4011轴流压缩机2台，最大流量 1381NM3/Min，最大压力0.305MPa（A），轴功率 4600KW，工作转速7900r/Min，汽轮机功率为 5600KW。 Date 5 主讲：文泳竹 AV4512轴流风机1台，最大流量 2283NM3/Min，最大压力0.32MPa（A），轴功率 4600KW，工作转速7300r/Min，汽轮

3、机功率为 7758KW。 Date 6 主讲：文泳竹 AV8515轴流风机1台，最大流量 330000NM3/h，最大压力0.67MPa（A），工 作转速4065r/Min，电动机功率为31.482MW 。 Date 7 主讲：文泳竹 我厂主要产品 l高炉供风 l集中供热 l发 电 Date 8 主讲：文泳竹 第二讲、汽轮机 Date 9 主讲：文泳竹 绪论 Date 10 主讲：文泳竹 一、汽轮机在动力工业中的地位 和作用 汽轮机是一种将蒸汽的热能转变为 机械的外燃回转式原动机。它和其它 型式的原动机（如蒸汽机、汽油机、 柴油机等）相比具有可利用多种燃料 ，运转安全、平稳，尺寸小、重量轻 和

4、可设计成高转速、大功率等一系列 优点。因此在工业生产的各个部门（ 如电力、冶金、化工、船舶运输等） 中作为动力机械而被广泛采用。 Date 11 主讲：文泳竹 l 目前，电力工业仍以包括核电站在内的热力 发电和水力发电为主，其中水力发电虽然具 有生产成本低、可以综合利用的巨大优点， 但它同时具有建设周期长、投资大，受地区 和季节限制等缺点，因此热力发电在电力生 产中仍占有较大的比重，这种比重的大小随 国家和地区的不同而不同。由于上述回转式 动力机械的优点，目前热力发电厂中拖动发 电机的原动机主要采用汽轮机和燃气轮机。 燃气轮机与汽轮机相比，具有一些汽轮机无 法比拟的优点，如设备简单轻便，可按组

5、装 式成套生产，因而建设速度快、投资少，设 备占地面积小；用水量少；便于自动控制、 启动快和负荷适应能力强等。但是，由于目 前受燃料和金属材料的限制，燃气轮机的应 用仍然没有汽轮机那普遍。因此，汽轮机在 热力发电厂中目前仍占统治地位。 Date 12 主讲：文泳竹 二、汽轮机的发展简史和我国汽 轮机制造业的发展概况 Date 13 主讲：文泳竹 （一）汽轮机的发展简史 汽轮机的基本原理力的冲动作用原理和反 动作用原理。 1883年瑞典工程师拉伐尔利用力的冲动作用 原理首先制成了一台3.68KW（5马力）的单级 冲动式汽轮机，他在发明第一台汽轮机时解 决了如下问题： 1、采用了缩放喷嘴，获得了超

6、音速汽流； 2、采用了柔轴，当时的转子转速为32000r/min； 3、采用了等强度叶轮，当时叶轮的圆周速度达350m/s ； 4、采用了自位轴承。 Date 14 主讲：文泳竹 l1900年左右，美国工程师寇蒂斯在拉 伐尔汽轮机的基础上增加了一列固定 的导向叶片和一列动叶片，并将两列 动叶装在同一个轮盘上发明了速度级 汽轮机，从而增大了单级汽轮机的焓 降和功率。 l1984年，英国的柏生氏利用力的反动 作用原理首先发明了反动式汽轮机。 Date 15 主讲：文泳竹 （二）我国汽轮机制造业的发展概况 解放前，我国还没有汽轮机制造 工业。解放后，以上海为基地的三大 动力厂（汽轮机厂、锅炉厂、电机

7、厂 ）和以哈尔滨为基地的三大动力厂， 并且于1955年同上海汽轮机厂制成国 产第一台中压6000KW冲动式汽轮机。 现在我国已能生产中压、高压、超高 压中间再热、亚临界等机组。除上述 大厂外，还有一些小厂，如北京重型 电机厂、南京汽轮机厂、杭州汽轮机 厂、青岛汽轮机厂等。 Date 16 主讲：文泳竹 第一节、汽轮机的原理及分类 一、原理 汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械功 的转式动力机械。与活塞式能力机械 相比较，汽轮机具有功率大、转速高 、经济性好等显著优点。在汽轮机中 ，蒸汽的热能被转换成机械功，完成 这个能量转换的基本单元叫做汽轮机 的级。它主要由一列静叶栅和动叶栅 组成。 Date 1

8、7 主讲：文泳竹 v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。 v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。 Date 18 主讲：文泳竹 二、汽轮机的分类 1、按作用原理来分 v冲动式汽轮机 v反动式汽轮机 2、按排汽方式分类 v凝汽式汽轮机 v背压式汽轮机 v抽汽式汽轮机 Date 19 主讲：文泳竹 3、按能量传递方式分类 v直联式汽轮机 v带变速箱的汽轮机 4、按蒸汽流道娄目分类 v

9、单流道汽轮机 v双流道或多流道汽轮机 5、按蒸汽流道型式分类 v有直流式；轴流式与径流式。 Date 20 主讲：文泳竹 6、按蒸汽压力分类 v中压 v高压 v超高压 v亚临界压力 v超临界压力 Date 21 主讲：文泳竹 第二节、热力循环 一、热力循环的四个基本过程 v吸热膨胀放热压缩 Date 22 主讲：文泳竹 二、热力循环的种类 v朗肯循环 v回热循环 v中间再热循环 v热电循环 Date 23 主讲：文泳竹 三、循环效率 v一般发电厂中的循环热效率为3045%，实 际上存在各种损失，所以效率还要小。一般 用于做功的占31%，冷源损失60.2%，其它为 锅炉损耗、管路损耗、汽机机械损

10、耗等。 Date 24 主讲：文泳竹 第三节、汽轮机的构造及各个系统 一、汽轮机的构造 v静子部分（固定部分），包括汽缸、轴 承、机座、隔板等； v转动部分，包括轴、叶轮、叶片等组成 ； v调速控制部分。 Date 25 主讲：文泳竹 二、各个系统 v蒸汽疏水系统 v结水凝结水系统 v空气系统 v调速、保安、油系统 v循环水系统 Date 26 主讲：文泳竹 三、汽轮机的调节 1、汽轮机调节系统的主要作用： v在稳定工况下，保证转速不变并且为 规定值； v当负荷变化时，保证转速的偏差不超 过所规定的范围； v它主要由感应机构、传动放大机构、 执行机构、反馈机构等组成。 Date 27 主讲：文

11、泳竹 2、调节系统的种类 v半液压调节系统 v全液压调节系统 v电液调节系统 Date 28 主讲：文泳竹 3、辅助设备 v凝结器 v凝结水泵 v抽汽器 v给水泵 v管道系统 v高压加热器 v低压加热器 Date 29 主讲：文泳竹 4、汽轮机在运行中的常见事故 v真空低落 v油系统工作失常 v汽轮机严重超速 v甩负荷 v汽轮机水冲击 v蒸汽参数不符合规定等 Date 30 主讲：文泳竹 v我厂始建于1958年，钢铁上马，电力 先行，安装了两台2500KW汽轮发电机 。1960年又安装了一台6000KW汽轮发 电机，随着公司的不断发展，于1987 年又安装了4#抽汽发电机组。随着能 源的合理利

12、用，今年又在兴建 25000KW煤气汽轮发电机组，并在焦 化预建10000KW干熄焦能源发电机组 ，并设想上一台燃气发电机组。 我厂汽轮机的发展史及发展方向 Date 31 主讲：文泳竹 第三讲、冶炼风机 Date 32 主讲：文泳竹 第一节 分类 一、气体压缩机械的分类 1、容积式 v往复式 v回转式：分为罗茨式、叶氏式、螺杆式 、 滑片式 Date 33 主讲：文泳竹 2、透平式 v离心式 v轴流式 v混流式 Date 34 主讲：文泳竹 二、透平式压缩机械的分类 1、按气流运动方向分类 离心式气体在压缩机内沿离心方向 （或半径方向）流动，也称径流式。 轴流式气体在压缩机内沿与转轴平 行方

13、向流动。 混流式气体在压缩机内的流动方向 介于离心式和轴流式之间。 Date 35 主讲：文泳竹 2、按压力分类 透平式压缩机械按出口压力高低可分 为通风机、鼓风机和压缩机。 v通风机：指大气压力为101.325KPa，温 度为20，出气口全压值小于15KPa（表 压）的风机。 v鼓风机：指升压在15KPa200KPa（表 态）之间或压比大于1.15小于3的风机。 v压缩机：指升压大于200KPa（表压）或 压比大于3的风机。 Date 36 主讲：文泳竹 3、按用途分类 v根据风机用于某种装置的名称或者以 通过风机的介质名称来命名分类。如 高炉鼓风机、空气分离压缩机、锅炉 引风机、烧结鼓风机

14、、煤气鼓风机、 天然所鼓风机、氧气压缩机等。 Date 37 主讲：文泳竹 三、透平式压缩机的特点 v流量大。如果与活塞式的具有相同流量 的压缩机相比较，透平式压缩机的尺寸 要小的多。出口压力变化幅度小。 v输气均匀，无脉动，气体无油污染。 v结构简单，易损件少，连续运转周期长 。因为运转时无不平衡力，基础较小， 基建投资少。 v可以用汽轮机、燃气轮机直接驱动，便 于整个装置的热力平衡。运行转速对材 料及零部件制造精度要求高。 Date 38 主讲：文泳竹 四、容积式（以活塞式为例）压缩机的特 点 v排气压力可以在较大范围内波动，高压 力、小流量区域尤为合适。 v输气脉动，进排气流速低、机组热

15、效率 高。 v外形尺寸大，结构复杂，运行不平衡。 基础尺寸大，易损件多，运行周期短。 v运行速度低，零部件多，由普通材料制 成。 Date 39 主讲：文泳竹 第二节 工作原理 v离心压缩机的基本工作原理：旋转叶 片给气体以作用力，并使气体受离心 力的作用由内向外甩出，得以升压和 升速，从击获得压力能和速度能（即 动能）。气体从叶轮流出后具有很高 的速度，将气体速度 降低以提高其压 力，为此不公叶轮的通道作成扩散型 ，而且扩压器的通道也是扩散型的， 因而使高速气流逐渐减速，动能转化 为压力能，使气体压力升高。 Date 40 主讲：文泳竹 轴流压缩机的基本工作原理 v当进入进口导流叶片的气流均

16、匀，并得到初 步的加速，气流流经进口导流叶片间的流道 ，使气流整理成轴向流动，并使气体压力有 少许提高。转子由原动机拖动作高速旋转， 由工作叶片将气流推动，使之大大加速，这 是气体接受外界供给的机械能转变为气体动 能的过程。高速气流流经导流叶片构成的流 道（相当于扩压管），在其中降低流速而使 气体压缩，这是靠减少气流动能来使气体压 缩的升压过程。一列工作叶片（动叶）与一 列导流叶片（静叶）构成一个工作级。气体 连续流经压缩机的各级，逐级压缩升压。最 后经整流装置将气流整理成轴向，流经扩压 器，在扩压器中气流速度降低，压力升高， 最后汇入蜗壳经出口法兰排出压缩机。 Date 41 主讲：文泳竹 第三节 高炉冶炼对鼓风机的要 求及风机的特点与优点 1、高炉冶炼对鼓风机的要求： v能稳定地按给定风量连续运行，并有 宽广的送风范围； v长期连续安全运行和便于维修； v原动机和鼓风机的运转效率要高； v配置有自动控制和安全装置，调节性 能良好。 Date 42 主讲：文泳竹 2、离心风机的特点：构造简单、使用方