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汽轮机的基本原理 汽轮机工作原理

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汽轮机的工作原理(汽轮机的基本原理)
1.汽轮机又称蒸汽轮机，是一种将蒸汽的热能转化为机械能的旋转原动机 。
(1)汽轮机的组成:转子和定子 。
(2)转子:旋转部件的总称 。包括转轴、叶轮、叶片、联轴器及其附件 。
(3)定子:非旋转部件的总称 。包括汽缸、进汽机构、排汽机构、汽封、滑销系统、轴承和盘车装置等 。
汽轮机流程图
2.汽轮机的分类
汽轮机分类
3.背压式汽轮机
排汽直接用于工业或供热，排汽压力高于大气压，无冷凝器 。当乏汽作为其他中低压汽轮机的工作蒸汽时，称为前置式汽轮机，因此没有冷源损失，能量利用率高，但发电量完全由热负荷决定 。(凝汽机组排汽带走凝汽器内冷却水的热量为2140-2220kJ/kg，称为冷源损失，而蒸汽带入汽轮机的热量约为3400kJ/kg)
4.调整抽汽汽轮机
一部分具有一定压力的蒸汽从汽轮机的某一级抽出对外供热，其余的排汽仍进入凝汽器 。由于热用户对供热压力有一定的要求，需要自动调节抽汽压力(回热抽汽的压力不需要调节)，所以汽轮机装有抽汽压力调节机构，以保持抽汽压力恒定，故称为调节抽汽 。根据用户需求，有一次抽取调节和两次抽取调节 。
国产30万汽轮机汽缸和转子拆缸图
5.汽轮机级内和级间能量转换过程 。
(1)汽轮机的级:静叶栅和动叶栅是汽轮机做功的最小单位 。
能量转换过程
(2)级内能量转换过程:
当具有一定压力和温度的蒸汽通过汽轮机的级时，首先在喷嘴叶栅通道中膨胀加速，将蒸汽的热能转化为高速蒸汽流的动能，然后进入动叶通道，在此改变方向或双向膨胀加速，推动叶轮旋转，将高速蒸汽流的动能转化为旋转机械能 。
能量转换过程
(3)冲量级:蒸汽流通过动叶通道时，由于动叶通道形状的限制而弯曲，被迫改变方向，从而产生离心力，作用在叶片上，称为冲量 。此时蒸汽在汽轮机的级内所做的机械功等于蒸汽进出通道时其动能的变化 。而这个水平叫做脉冲水平 。
(4)反动级:蒸汽流通过动叶通道时，一方面需要改变方向，同时需要膨胀和加速 。前者会对叶片产生推力，后者会对叶片产生反作用力，即反作用力 。蒸汽经过这个阶段，两个力同时做功 。这个层次通常被称为反动层次 。
(5)反应性 。反力度表示级内反力的比例，即动叶片内蒸汽的膨胀程度 。
品位热过程线
(6)有反动程度的冲动水平 。
为了提高级的效率，通常，脉冲级也有一定程度的反作用(ω= 0.05 ~ 0.20)，p1 >p2，δHN * >δHB 。这个阶段称为有反应度的冲动阶段，它具有功能强、效率高的特点 。
(7)反向阶段
通常反应度ω = 0.5的水平称为反应水平 。对于反应阶段，蒸汽在静叶和动叶通道中的膨胀程度相同，即p1>p2 。反应台在冲力和反作用力的同时作用下工作 。反动阶级的效率比冲动阶级高，但作用力量小 。
6.汽轮机工艺简介
汽轮机工艺简介
(1)电厂基本汽水系统流程(朗肯循环):给水→锅炉→过热蒸汽→汽轮机→凝汽器→给水泵→锅炉给水 。
(2)主蒸汽系统和再热蒸汽系统:(主蒸汽)锅炉主汽阀(或蒸汽集箱)前→主蒸汽管→汽轮机自动主汽阀；(再热蒸汽)汽轮机高压缸出口→再热器冷段管道→再热器热段管道→汽轮机中压缸入口 。
(3)主凝结水系统:凝汽器→凝结水泵→轴封冷却器→低压加热器→除氧器 。
(4)除氧器系统:除氧器及所有连接的管道和附件(安全门、水位计等 。).
(5)主给水系统:除氧器水箱下水管→低压给水管→给水泵→高压给水管→高压加热器→主给水管 。
(6)回热抽汽系统和加热器疏水系统:汽轮机抽汽管道→各回热加热器(高压加热器、低压加热器和除氧器)→疏水管道→疏水回收设备 。
(7)抽气系统:(低压加热器、凝结水泵)→凝汽器→抽真空空设备及系统 。
(8)循环冷却水系统:循环水进水管→冷凝器→循环水出水管(汽轮机车间范围内)
(9)污水利用系统:锅炉汽包→连续排污管道→连续排污扩容器→(蒸汽)除氧器，
下联箱→固定排污管道→ →(水)定期排污扩容器 。
(10)辅助蒸汽系统和补给水系统:
1)辅助蒸汽集箱及其连接的管道和设备 。
2)化工车间除盐水罐→供水箱→供水泵→冷凝器(或除氧器或疏水箱) 。
7.电厂主要经济指标
(1)汽轮发电机组蒸汽消耗率d0:机组每发电1KW.h所消耗的蒸汽量；200MW机组约为3kg/kw.h
(2)汽轮发电机组热耗率Q:机组每发电1KW.h所消耗的蒸汽量；200MW机组在8400kJ/kw.h左右
(3)电厂总效率PL:电厂产生的电能和消耗的燃料的总能量；200MW机组约为34% 。
(4)发电煤耗率:电厂每生产1KW.h电力所需的煤耗 。
(五)标准煤耗率:电厂每生产1KW.h电力所需的标准煤耗；在中国，标准煤是300-420克/(千瓦·小时) 。
(6)厂用电率:厂用电占总发电量的百分比，约为5%-10% 。
【汽轮机的基本原理 汽轮机工作原理】(7)供电标准煤耗率:扣除厂用电标准煤耗率 。

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