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1、汽轮机专题讲座汽轮机专题讲座 20122012年年9 9月月1111日日 2 一、绪论一、绪论 （1 1）能量转换过程）能量转换过程 燃料化学能燃料化学能 蒸汽热能蒸汽热能 机械能机械能 电能电能 （2 2）火电厂三大主机）火电厂三大主机 锅炉：将燃料的化学能转变为蒸汽的热能锅炉：将燃料的化学能转变为蒸汽的热能 汽轮机：将锅炉生产蒸汽热能转化为转子旋转的机械能。汽轮机：将锅炉生产蒸汽热能转化为转子旋转的机械能。 发电机：将旋转机械能转化为电能发电机：将旋转机械能转化为电能 1.火电厂基本概念 3 B：锅炉 S：锅炉过热器 T：汽轮机 C：冷凝器 P：凝结水泵 2、火力发电厂示意图 S T C
2、P B 1 2 3 4 5 6 T S 5 1 2 3 4 6 4 二、汽轮机基本概念二、汽轮机基本概念 n n 汽轮机又称汽轮机又称“ “蒸汽透平蒸汽透平” ”turbinturbin n n 将锅炉产生的过热蒸汽去冲动汽轮机叶片，并将锅炉产生的过热蒸汽去冲动汽轮机叶片，并 使之转动，从而输出机械能的一种动力机械。使之转动，从而输出机械能的一种动力机械。 5 n n 1. 1.定义：定义：汽轮机是以蒸汽为工质，将蒸汽的热能转变汽轮机是以蒸汽为工质，将蒸汽的热能转变 为机械能的旋转式原动机。为机械能的旋转式原动机。 n n 2. 2.应用：应用：主要用作发电机原动机；也用来直接驱动各主要用作发
3、电机原动机；也用来直接驱动各 种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等；汽轮机的排汽种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等；汽轮机的排汽 或中间抽汽可用来满足生产用汽和生活供暖需要。或中间抽汽可用来满足生产用汽和生活供暖需要。 n n 3. 3.优点：优点：单机功率大，效率高，运转平稳，单位功率单机功率大，效率高，运转平稳，单位功率 制造成本低和使用寿命长等优点制造成本低和使用寿命长等优点。 6 n n 单机功率大：单机功率大：世界最大世界最大1200MW(1200MW(单轴单轴) )， 1300MW1300MW（双轴）。（双轴）。 n n 我国最大我国最大1000MW1000MW（浙江华能玉环电厂（浙江华
4、能玉环电厂0606年年1111 月，山东邹县电厂月，山东邹县电厂0707年年5 5月投产）。月投产）。 n n 效率高：效率高：汽轮机相对内效率在汽轮机相对内效率在85%90%85%90% n n 运转平稳：运转平稳：3000rpm303000rpm30 n n 单位功率制造成本低：单位功率制造成本低：金属消耗量小机组金属消耗量小机组 48kg/kw48kg/kw，大机组，大机组23kg/kw23kg/kw， n n 使用寿命长：使用寿命长：3030年年5050年年 7 三、汽轮机技术发展概述三、汽轮机技术发展概述 n n 18831883年，拉法尔，第一台轴流式汽轮机，年，拉法尔，第一台轴流
5、式汽轮机，3.7kw3.7kw ，单级冲动式，单级冲动式 n n 18841884年年18941894年，帕森斯，轴流式，辐流式，年，帕森斯，轴流式，辐流式， 反动式，多级，背压式反动式，多级，背压式 n n 19001900年前后，寇蒂斯，复速级单级，多级冲动年前后，寇蒂斯，复速级单级，多级冲动 式式 n n 19031903年年19071907年，抽汽式，背压式年，抽汽式，背压式 n n 19201920年左右，回热循环年左右，回热循环 n n 19251925年，中间再热式年，中间再热式 1.汽轮机发展史 8 2 2、我国主要汽轮机制造企业：、我国主要汽轮机制造企业： 生产大型汽轮机 上
6、海汽轮机厂 哈尔滨汽轮机厂 东方汽轮机厂 生产中型汽轮机 北京重型电机厂 南京汽轮机厂 武汉汽轮机厂 杭州汽轮机厂 青岛汽轮机厂等 生产工业汽轮机 9 3. 3.汽轮机的主要技术发展汽轮机的主要技术发展 n n 采用大容量机组，增大单机功率采用大容量机组，增大单机功率 n n 提高蒸汽初参数提高蒸汽初参数 n n 采用联合循环系统，提高效率采用联合循环系统，提高效率 n n 提高机组的运行水平（提高机组的运行水平（1000MW1000MW机组平机组平 均利用小时数均利用小时数5426h5426h） 10 四、汽轮机的分类四、汽轮机的分类 1、按工作原理分 冲动式汽轮机 反动式汽轮机 2、按热力
7、特性分 凝汽式汽轮机：蒸汽在低于大气压力的真空状态 下进入凝汽器凝 结成水 背压式汽轮机 抽凝式汽轮机 抽汽背压式汽轮机 中间再热式汽轮机 供热式 ：蒸汽主要在喷嘴（静叶栅）中膨胀 ：蒸汽在喷嘴（静叶栅）和动 叶栅中都进行膨胀 11 Turbine 凝汽式 Turbine 热用户 背压式 Turbine 抽汽式 Turbine 热用户 抽汽背压式 蒸汽 蒸汽 蒸汽 蒸汽 12 Prho 凝汽式 P0 Prhi 再热器 HP 中间再热式汽轮机 I P 蒸汽 13 3 3、按主蒸汽压力分、按主蒸汽压力分 汽轮机类别汽轮机类别 主蒸汽压力（主蒸汽压力（MPa)MPa) 低压汽轮机低压汽轮机 0.12
8、1.50.121.5 中压汽轮机中压汽轮机 2424 高压汽轮机高压汽轮机 610610 超高压汽轮机超高压汽轮机 12141214 亚临界压力汽轮机亚临界压力汽轮机 16181618 超临界压力汽轮机超临界压力汽轮机 22.1522.15 超超临界压力汽轮机超超临界压力汽轮机 3232 14 n n 4.4.按用途分：按用途分： n n 电站汽轮机，工业汽轮机，船用汽轮机电站汽轮机，工业汽轮机，船用汽轮机, ,供暖汽供暖汽 轮机轮机 n n 5.5.按汽缸数目分：按汽缸数目分： n n 单缸汽轮机，双缸汽轮机，多缸汽轮机单缸汽轮机，双缸汽轮机，多缸汽轮机 n n 6.6.按转轴数目分：按转轴
9、数目分： n n 单轴汽轮机，双轴汽轮机单轴汽轮机，双轴汽轮机 n n 7.7.按汽流方向分：按汽流方向分： n n 轴流式，辐流式，周流式轴流式，辐流式，周流式 15 1200MW汽轮机，五缸六排汽 Prhi 再热器 Pc P0 HP Prho IPLP1LP2LP3 凝汽器 16 1300MW汽轮机，六缸八排汽 再热器 Prho 凝汽器 Prhi P0 HP IP Pc LP1LP2 Pc LP3LP4 SS 凝汽器 Prhi P0 HP IP Pc LP1LP2 Pc LP3LP4 SS 凝汽器 Prhi P0 HP IP Pc LP1LP2 Pc LP3LP4 SS 17 X XX X
10、X 变形设计次序 蒸汽参数 额定功率(MW) 汽轮机类型 例如：N300-16.7/538/538 五、汽轮机型号的表示方法 18 例：N300-16.7/538/538 300MW凝汽式汽轮机,主蒸汽压力为16.7MPa，温 度为538C,再热蒸汽温度538C。 汽轮机型式代号见下表： 代号代号型式型式代号代号型式型式 NN 凝汽式凝汽式 CBCB 抽汽背压式抽汽背压式 B B 背压式背压式 CY(H)CY(H) 船用船用 C C 一次调整抽汽式一次调整抽汽式 Y Y 移动式移动式 CCCC 两次调整抽汽式两次调整抽汽式 HNHN 核电汽轮机核电汽轮机 19 目前工业拖动汽轮机制造的难点目前工业拖动汽轮机制造的难点 n n 双过万机组，即机组功率与转速不能同时双过万机组，即机组功率与转速不能同时 超过一万，如果功率在超过一万，如果功率在1 1万万KwKw以上，转速就以上，转速就 很难在很难在1000010000转转/ /分以上，反过来说转速在分以上，反过来说转速在 1000010000转转/ /分以上，功率就很难达到分以上，功率就很难达到1 1万万KwKw以以 上。上。 20 21 22 23 24
