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汽轮机原理、操作和事故处理.ppt

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Steam Turbine 汽轮机原理、操作和事故处理,安徽华谊 蒯 平,kuai,v,一、汽轮机简述,◆汽轮机以蒸汽为工质,将蒸汽的热能转化为机械能的旋转机械蒸汽在喷嘴(静叶片)中,降温、降压,获得高速汽流,由喷嘴流出的高速汽流流进动叶片,在动叶片中,汽流由于受动叶片的阻碍(作用力),改变原来的速度大小及方向,这时汽流必然给动叶片一个反作用力,推动叶片运动,将一部分动能转化为叶轮旋转的机械功。 ◆广泛应用:发电、化工、钢铁、矿山、船舶 ◆其中用汽轮机拖动发电机的发电量占总发电量的80%(包括核电常规岛) ◆供热式汽轮机:发电+供热 发展方向 ◆不断增大单机功率,目的是降低单位千瓦投资成本、降低机组热耗。前苏联单机单轴1200MW,德国单机单轴1300MW,瑞士单机双轴1300MW。目前俄罗斯在研制单机单轴2000MW机组。 ◆不断提高蒸汽参数(新蒸汽参数),目的是提高蒸汽焓值、提高做功能力。 ◆中间再热(排汽回锅炉加热,再冲动汽轮机),◆燃气——蒸汽联合循环发电供热 ◆IGCC 整体煤气化联合循环发电供热 ◆提高自动化水平 ◆提高机组可靠性,多层汽缸、转子冷却、取消中心孔等 ◆提高机组运行协调水平(对我们今后很适用,参数控制、启停控制、故障正确处置) 新蒸汽参数 ◆中低压 1.2~3.4MPa ◆次高压 4.9~5.88MPa ◆高温高压 6~10MPa 540℃ ◆亚临界 16~18MPa 535~565℃ ◆超临界 23~26MPa ◆超超临界 蒸汽参数高于 24.2MPa/566℃,一般达到30MPa,临界概念◆ 纯物质的气、液两相平衡共存的极限热力状态。在此状态时,饱和液体与饱和蒸气的热力状态参数相同,气液之间的分界面消失,因而没有表面张力,气化潜热为零。 ◆ 水的临界点 22.13MPa 374.3 ℃,朗肯循环 概念,◆ 朗肯循环是指以水蒸气作为制冷剂的一种实际的循环过程,主要包括等熵压缩、等压冷凝、等熵膨胀、以及一个等压吸热过程。可以用来制热,也可以用来制冷。 ◆ 下图是最简单的蒸汽动力循环由水泵、锅炉、汽轮机和冷凝器口个主要装置组成。图为该装置示意图。水在水泵中被压缩升压;然后进入锅炉被加热汽化,直至成为过热蒸汽后,进入汽轮机膨胀作功,作功后的低压蒸汽进入冷凝器被冷却凝结成水。再回到水泵中,完成一个循环。 ◆ 3-4过程:在水泵中水被压缩升压,过程中流经水泵的流量较大,水泵向周围的散热量折合到单位质量工质,可以忽略,因而3一4过程简化为可逆绝热压缩过程,即等熵压缩过程。 ◆ 4-1过程:水在锅炉中被加热的过程本来是在外部火焰与工质之间有较大温差的条件下进行的,而且不可避免地工质会有压力损失,是一个不可逆加热过程。我们把它理想化为不什工质压力变化,并将过程想象为无数个与工质温度相同的热源与工质可逆传热,也就是把传热不可逆因素放在系统之外,只着眼于工质一侧。这样,将加热过程理想化为等压吸热过程。 ◆ 1-2过程:蒸汽在汽轮机中膨胀过程也因其流量大、散热量相对较小,当不考虑摩擦等不可逆因素时,简化为可逆绝热膨胀过程,即等熵膨胀过程。 ◆ 2-3过程:蒸汽在冷凝器中被冷却成饱和水,同样将不可逆温差传热因素放于系统之外来考虑,简化为等压冷却过程。因过程在饱和区内进行,此过程也是定温过程。,汽轮机应用 朗肯循环示图,汽轮机热力过程线示意图,,►做功能力:Δh= ho– h1 ►在蒸汽初焓ho不变的情况下,降低排汽压力降低排汽焓值,提供蒸汽做功焓降,充分利用热能。 ►提高新蒸汽参数,提高焓值,提高做功能力,追求超临界的目的。,二、汽轮机分类、编号,分类: ◆按照热力系统特征分类※凝汽式 ※调整抽凝式※背压式※中间再热式(一般125MW以上) ◆工作原理分类(附图)※冲动式:蒸汽仅在喷嘴(静叶片)中产生压降※反动式:蒸汽不仅在喷嘴中产生压降,还在动叶片中产生压降 ◆按汽缸数目分类※单缸※双缸(高低压)※多缸(高中低压)编号:◆凝汽N——背压B——抽背CB——一次调整抽汽C——二次调整抽汽CC (举例),三、汽轮机本体,◆包括转动部分(转子)、固定部分(静子) (附图)※转子——主轴、动叶栅、叶轮、联轴器(刚性)、推力盘、主油泵、超速遮断器、平衡圈※静子——汽缸(上下)、蒸汽室、喷嘴室、隔板、隔板套、汽封、轴承、轴承座、滑销系统、前箱、盘车设备抽汽旋转隔板◆重点介绍:转子、汽缸、喷嘴、隔板、汽封、盘车、联轴器轴承(圆形椭圆形三油楔轴承、推力轴承),圆形椭圆形 顶隙千分之二、侧隙1/2 轴承紧力0.03~0.05汽封(前后汽封、围带汽封、隔板汽封)油挡间隙,四、汽轮机辅机,◆1凝汽器※单流程、双流程、多流程 ※壳体、水室、端盖、管板和中间隔板※材质 HSn70-1A/B TP304 TP316 TP316L
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