汽轮机概念及其分类.docx

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a）凝汽式汽轮机（b）背压式汽轮机（c）抽汽凝汽式汽轮机图2 汽轮机分类4、按汽流方向分类（1）轴流式汽轮机：组成汽轮机的各级叶栅沿轴向依次排列，汽流方向的总趋势是轴向的，绝大多数汽轮机都是轴流式汽轮机2）辐流式汽轮机：组成汽轮机的各级叶栅沿半径方向依次排列，汽流方向的总趋势是半径方向的5、按用途分类（1）电站汽轮机：用来发电或热电联产的汽轮机，汽轮机转速恒定，也称为恒速汽轮机。

主要采用凝汽式汽轮机，也采用同时供热供电的(抽汽式、背压式)汽轮机如图3所示2）工业汽轮机：用于拖动风机、水泵、油泵等转动机械，其运行速度经常是变动的，也称为变转速汽轮机3）船用汽轮机：用于船舶的动力装置，驱动螺旋桨为适应倒车的需要，其转动方向是可变的6、按汽缸的数目分类（1）单缸汽轮机（2）双缸汽轮机（3）多缸汽轮机图3电站汽轮机工作简易示意图7、按排汽冷却方式分类（1）水冷（湿冷）汽轮机：汽轮机排汽由循环水（通过冷凝器）冷却，凝结成水2）空冷（干冷）汽轮机：采用空气（风）带走凝汽器废热的汽轮机汽轮机排汽经空气直接冷却或间接冷却，凝结成水，常用于缺水富煤地区8、按燃料分类（1）火电汽轮机：燃用化石燃料（煤、石油、天然气等）2）核电汽轮机：核燃料图4 简单蒸汽循环汽轮机示意图9、按热力循环方式分类（1）简单循环汽轮机：以蒸汽为单一工质进行发电，如图4所示2）燃气-蒸汽联合循环：以燃气轮机的排气（高温烟气）作为热源，进入余热锅炉加热水形成一定温度和压力的水蒸汽，水蒸汽进入汽轮机进行发电10、按转速分类（1）低速汽轮机：n＜3000 r/min（2）中速汽轮机：n＝3000 r/min（3）高速汽轮机：n＞3000 r/min由于发电机的极数只能成对增加或减小，大型汽轮机的转速通常选用两档：（1）对于50Hz电网：3000 r/min或1500 r/min；（2）对于60Hz电网：3600 r/min或1800 r/min。

3000 r/min和3600 r/min称为全转速机组，1500 r/min和1800 r/min称为半转速机组工业用、给水泵小汽轮机，最高转速可达12000r/min（变转速）1.1.4 汽轮机的型号汽轮机型号表示汽轮机基本特性，我国目前采用汉语拼音和数字来表示汽轮机型号，其型号组成方式如图5所示表2给出了我国常用汽轮机型式号，表3给出了我国常用汽轮机型号中蒸汽参数表示法图5汽轮机型号的表示方法例一：N300-16.7/537/537-2型汽轮机含义：300MW凝汽式汽轮机，主蒸汽压力为16.7MPa，温度为537ºC，再热蒸汽温度537ºC，中间再热凝汽式汽轮机，属第二次变型设计例二：N100-90/535型汽轮机含义：100MW凝汽式汽轮机，主蒸汽压力为8.82 MPa，温度为535ºC表2 汽轮机型式代号代号型式代号型式N凝汽式CB抽汽背压式B背压式CY船用C一次调整抽汽式Y移动式CC两次调整抽汽式HN核电汽轮机表3汽轮机型号中蒸汽参数表示法型 式参数表示方法示例凝汽式主蒸汽压力/主蒸汽温度N100-8.83/535中间再热式主蒸汽压力/主蒸汽温度/中间再热温度N300-16.7/538/538抽汽式主蒸汽压力/高压抽汽压力/低压抽汽压力C50-8.83/0.98/0.118背压式主蒸汽压力/背压B50-8.83/0.98抽汽背压式主蒸汽压力/抽汽压力/背压CB25-8.83/0.98/0.1181、N3-2.35：3MW凝汽式汽轮机，主蒸汽压力为2.35 MPa。

2、C12-4.9/1.5/0.98：12MW抽汽式汽轮机，主蒸汽压力为4.9 MPa，高压抽汽压力为1.5 MPa，低压抽汽压力为0.98 MPa3、CC12-3.43/0.98/0.49：12MW两次调整抽汽式汽轮机，主蒸汽压力为3.43MPa ，一级抽汽压力为0.98 MPa、二级抽汽压力为0.49 MPa4、B3-3.43/0.49 ：3MW背压式汽轮机、主蒸汽压力为3.43MPa ，背压为4.9 MPa5、CB12-4.9/1.18/0.17：12MW抽汽背压式汽轮机、主蒸汽压力为4.9 MPa、抽汽压力为1.18 MPa、背压为0.17 MPa。