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                                  汽輪機小知識

                                  發布日期:2023-09-11
                                  1. 汽輪機基礎知識
                                  <;一>;汽輪機基本概念知識
                                  1、水的臨界壓力
                                  當水的壓力達到225.65Kg/cm2、溫度達到374.15℃時,水和蒸汽的密度就相同了,分不出水與蒸汽的界線,水在不發生汽化的情況下就變以為蒸汽,水不再用沸騰汽化的方式進行蒸發,這個壓力就稱為水的臨界壓力。
                                  2、汽流速度相當于音速時蒸汽所處的狀態稱為臨界狀態,產生臨界狀態的截面稱為臨界截面,該截面上所有的參數均稱為臨界參數,即臨界速度CC、臨界壓力PC、臨界壓力比εC、臨界比容υC、臨界流量GC等。
                                  3、汽輪機的極限真空
                                  1㎏蒸汽進入汽輪機后,由于蒸汽壓力降為排汽壓力,用來做功的有用熱降為新蒸汽熱量與排汽含熱量之差,假定新蒸汽的壓力和溫度不變,則當凝汽器真空超高,排汽的含熱量越小,這樣,同1㎏蒸汽用來做功的熱量就增加了。所以,當真空高時就可以使汽輪機的耗汽量減小。
                                  但真空的提高不是沒有限制的,真空的提高受到末級葉片膨脹能力的限制,與此能力相當的真空就叫做極限真空,超過這一極限真空而再提高時,也不能使汽輪機負荷繼續增加而獲得經濟效益。
                                  4、汽輪機的差脹
                                  汽缸與轉子之間的相對膨脹之差叫差脹。正差脹大說明汽缸脹得慢,轉子脹得快,負差脹說明汽缸未收縮轉子已收縮了,或汽缸脹得快,轉子脹得慢,這種現象發生在有法蘭加熱裝置的汽輪機上。
                                  5、汽輪機的臨界轉速
                                  由于軸的重心和轉子的重心之間有偏心,因此在軸轉動時就產生離心力,這是造成汽輪機振動和軸彎曲的主要原因。轉子旋轉時,重心隨著軸中心線而轉動,當軸每轉一周,就產生一次振動,這是離心力引起的對軸的強迫振動,每秒鐘產生的對軸的強迫振動次數叫做強迫振動的頻率。
                                  當轉子的強迫振動頻率和轉子的自由振動頻率相重合時,也就是離心力方向變動的次數引起轉子強迫振動頻率和自由振動頻率相同或成比例時,就產生共振,這時轉子的振動特別大,這一轉速就稱為轉子的臨界轉速。
                                  6、過冷度
                                  汽輪機排汽溫度與凝結水溫度之差叫做過冷度。過冷度大,要降低汽輪機的經濟性,因凝結水溫度低,被冷卻水帶走熱量就多,熱損失就大。
                                  7、冷卻倍率
                                  每噸排汽凝結時所需要的冷卻水量,稱為冷卻倍率=冷卻水量/排汽量。
                                  一般凝汽器的冷卻倍率取50~60,還有更大的。
                                  8、排汽溫度與真空之間的關系
                                  水的沸騰溫度與水表面上的氣體(如:空氣、水蒸汽)壓力有一定關系。
                                  水表面的空氣壓力越大,水的沸點也越高,水的溫度達到沸點后,水若繼續受熱就會變為同溫度的水蒸汽,水在變為水蒸汽的過程中,水的溫度并不升高,在此溫度的水稱為飽和水,同溫度的水蒸汽稱為飽和蒸汽。
                                  為什么在汽輪機的排氣室中溫度只有幾十度還會有水蒸汽呢?這是因為排氣室中的壓力比大氣壓力低,所以水蒸汽的飽和溫度出很低,雖然只有幾十度,水仍然是汽態。
                                  我們說凝汽
                                  2. 汽輪機基礎知識
                                  將蒸汽的能量轉換成為機械功的旋轉式動力機械。
                                  又稱蒸汽透平。主要用作發電用的原動機,也可直接驅動各種泵、風機、壓縮機和船舶螺旋槳等。
                                  還可以利用汽輪機的排汽或中間抽汽滿足生產和生活上的供熱需要 。 汽輪機是將蒸汽的能量轉換為機械功的旋轉式動力機械,是蒸汽動力裝置的主要設備之一。
                                  汽輪機是一種透平機械,又稱蒸汽透平。 公元一世紀時,亞歷山大的希羅記述了利用蒸汽反作用力而旋轉的汽轉球,又稱為風神輪,這是最早的反動式汽輪機的雛形;1629年意大利的布蘭卡提出由一股蒸汽沖擊葉片而旋轉的轉輪。
                                  19世紀末,瑞典拉瓦爾和英國帕森斯分別創制了實用的汽輪機。拉瓦爾于1882年制成了第一臺5馬力(3.67千瓦)的單級沖動式汽輪機,并解決了有關的噴嘴設計和強度設計問題。
                                  單級沖動式汽輪機功率很小,現在已很少采用。 20世紀初,法國拉托和瑞士佐萊分別制造了多級沖動式汽輪機。
                                  多級結構為增大汽輪機功率開拓了道路,已被廣泛采用,機組功率不斷增大。帕森斯在1884年取得英國專利,制成了第一臺10馬力的多級反動式汽輪機,這臺汽輪機的功率和效率在當時都占領先地位。
                                  20世紀初,美國的柯蒂斯制成多個速度級的汽輪機,每個速度級一般有兩列動葉,在第一列動葉后在汽缸上裝有導向葉片,將汽流導向第二列動葉,F在速度級的汽輪機只用于小型的汽輪機上,主要驅動泵、鼓風機等,也常用作中小型多級汽輪機的第一級。
                                  與往復式蒸汽機相比,汽輪機中的蒸汽流動是連續的、高速的,單位面積中能通過的流量大,因而能發出較大的功率。大功率汽輪機可以采用較高的蒸汽壓力和溫度,故熱效率較高。
                                  19世紀以來,汽輪機的發展就是在不斷提高安全可靠性、耐用性和保證運行方便的基礎上,增大單機功率和提高裝置的熱經濟性。 汽輪機的出現推動了電力工業的發展,到20世紀初,電站汽輪機單機功率已達10兆瓦。
                                  隨著電力應用的日益廣泛,美國紐約等大城市的電站尖峰負荷在20年代已接近1000兆瓦,如果單機功率只有10兆瓦,則需要裝機近百臺,因此20年代時單機功率就已增大到60兆瓦,30年代初又出現了165兆瓦和208兆瓦的汽輪機。 此后的經濟衰退和第二次世界大戰期間爆發,使汽輪機單機功率的增大處于停頓狀態。
                                  50年代,隨著戰后經濟發展,電力需求突飛猛進,單機功率又開始不斷增大,陸續出現了325~600兆瓦的大型汽輪機;60年代制成了1000兆瓦汽輪機;70年代,制成了1300兆瓦汽輪機,F在許多國家常用的單機功率為300~600兆瓦。
                                  汽輪機在社會經濟的各部門中都有廣泛的應用。汽輪機種類很多,并有不同的分類方法。
                                  按結構分,有單級汽輪機和多級汽輪機;各級裝在一個汽缸內的單缸汽輪機,和各級分裝在幾個汽缸內的多缸汽輪機;各級裝在一根軸上的單軸汽輪機,和各級裝在兩根平行軸上的雙軸汽輪機等。 按工作原理分,有蒸汽主要在各級噴嘴(或靜葉)中膨脹的沖動式汽輪機;蒸汽在靜葉和動葉中都膨脹的反動式汽輪機;以及蒸汽在噴嘴中膨脹后的動能在幾列動葉上加以利用的速度級汽輪機。
                                  按熱力特性分,有為凝汽式、供熱式、背壓式、抽汽式和飽和蒸汽汽輪機等類型。凝汽式汽輪機排出的蒸汽流入凝汽器,排汽壓力低于大氣壓力,因此具有良好的熱力性能,是最為常用的一種汽輪機;供熱式汽輪機既提供動力驅動發電機或其他機械,又提供生產或生活用熱,具有較高的熱能利用率;背壓式汽輪機的排汽壓力大于大氣壓力的汽輪機;抽汽式汽輪機是能從中間級抽出蒸汽供熱的汽輪機;飽和蒸汽輪機是以飽和狀態的蒸汽作為新蒸汽的汽輪機。
                                  汽輪機的蒸汽從進口膨脹到出口,單位質量蒸汽的容積增大幾百倍,甚至上千倍,因此各級葉片高度必須逐級加長。大功率凝汽式汽輪機所需的排汽面積很大,末級葉片須做得很長。
                                  汽輪機裝置的熱經濟性用汽輪機熱耗率或熱效率表示。汽輪機熱耗率是每輸出單位機械功所消耗的蒸汽熱量,熱效率是輸出機械功與所耗蒸汽熱量之比。
                                  對于整個電站,還需考慮鍋爐效率和廠內用電。因此,電站熱耗率比單獨汽輪機的熱耗率高,電站熱效率比單獨汽輪機的熱效率低。
                                  一座汽輪發電機總功率為1000兆瓦的電站,每年約需耗用標準煤230萬噸。如果熱效率絕對值能提高1%,每年可節約標準煤 6萬噸。
                                  因此,汽輪機裝置的熱效率一直受到重視。為了提高汽輪機熱效率,除了不斷改進汽輪機本身的效率,包括改進各級葉片的葉型設計(以減少流動損失)和降低閥門及進排汽管損失以外,還可從熱力學觀點出發采取措施。
                                  根據熱力學原理,新蒸汽參數越高,熱力循環的熱效率也越高。早期汽輪機所用新蒸汽壓力和溫度都較低,熱效率低于20%。
                                  隨著單機功率的提高,30年代初新蒸汽壓力已提高到3~4兆帕,溫度為400~450℃。隨著高溫材料的不斷改進,蒸汽溫度逐步提高到535℃,壓力也提高到6~12.5兆帕,個別的已達16兆帕,熱效率達30%以上。
                                  50年代初,已有采用新蒸汽溫度為600℃的汽輪機。以后又有新蒸汽溫度為650℃的汽輪機。
                                  現代大型汽輪機按照其輸出功率的不同,采用的新蒸汽壓力又可以分為各個壓力等級,通常采用新蒸汽壓力24.5~26兆帕。
                                  3. 汽輪機基礎知識
                                  汽輪機基本概念知識
                                  1、水的臨界壓力
                                  當水的壓力達到225.65Kg/cm2、溫度達到374.15℃時,水和蒸汽的密度就相同了,分不出水與蒸汽的界線,水在不發生汽化的情況下就變以為蒸汽,水不再用沸騰汽化的方式進行蒸發,這個壓力就稱為水的臨界壓力。
                                  2、汽流速度相當于音速時蒸汽所處的狀態稱為臨界狀態,產生臨界狀態的截面稱為臨界截面,該截面上所有的參數均稱為臨界參數,即臨界速度CC、臨界壓力PC、臨界壓力比εC、臨界比容υC、臨界流量GC等。
                                  3、汽輪機的極限真空
                                  1㎏蒸汽進入汽輪機后,由于蒸汽壓力降為排汽壓力,用來做功的有用熱降為新蒸汽熱量與排汽含熱量之差,假定新蒸汽的壓力和溫度不變,則當凝汽器真空超高,排汽的含熱量越小,這樣,同1㎏蒸汽用來做功的熱量就增加了。所以,當真空高時就可以使汽輪機的耗汽量減小。
                                  但真空的提高不是沒有限制的,真空的提高受到末級葉片膨脹能力的限制,與此能力相當的真空就叫做極限真空,超過這一極限真空而再提高時,也不能使汽輪機負荷繼續增加而獲得經濟效益。
                                  4、汽輪機的差脹
                                  汽缸與轉子之間的相對膨脹之差叫差脹。正差脹大說明汽缸脹得慢,轉子脹得快,負差脹說明汽缸未收縮轉子已收縮了,或汽缸脹得快,轉子脹得慢,這種現象發生在有法蘭加熱裝置的汽輪機上。
                                  5、汽輪機的臨界轉速
                                  由于軸的重心和轉子的重心之間有偏心,因此在軸轉動時就產生離心力,這是造成汽輪機振動和軸彎曲的主要原因。轉子旋轉時,重心隨著軸中心線而轉動,當軸每轉一周,就產生一次振動,這是離心力引起的對軸的強迫振動,每秒鐘產生的對軸的強迫振動次數叫做強迫振動的頻率。
                                  當轉子的強迫振動頻率和轉子的自由振動頻率相重合時,也就是離心力方向變動的次數引起轉子強迫振動頻率和自由振動頻率相同或成比例時,就產生共振,這時轉子的振動特別大,這一轉速就稱為轉子的臨界轉速。
                                  6、過冷度
                                  汽輪機排汽溫度與凝結水溫度之差叫做過冷度。過冷度大,要降低汽輪機的經濟性,因凝結水溫度低,被冷卻水帶走熱量就多,熱損失就大。
                                  7、冷卻倍率
                                  每噸排汽凝結時所需要的冷卻水量,稱為冷卻倍率=冷卻水量/排汽量。
                                  一般凝汽器的冷卻倍率取50~60,還有更大的。
                                  8、排汽溫度與真空之間的關系
                                  水的沸騰溫度與水表面上的氣體(如:空氣、水蒸汽)壓力有一定關系。
                                  水表面的空氣壓力越大,水的沸點也越高,水的溫度達到沸點后,水若繼續受熱就會變為同溫度的水蒸汽,水在變為水蒸汽的過程中,水的溫度并不升高,在此溫度的水稱為飽和水,同溫度的水蒸汽稱為飽和蒸汽。
                                  為什么在汽輪機的排氣室中溫度只有幾十度還會有水蒸汽呢?這是因為排氣室中的壓力比大氣壓力低,所以水蒸汽的飽和溫度出很低,雖然只有幾十度,水仍然是汽態。
                                  我們說凝汽
                                  4. 汽輪機運行要知道那些知識
                                  機組負荷,周波,轉速,進汽壓力、溫度 排氣壓力也就是凝汽器真空,安全油壓,潤滑油壓 一二次脈沖油壓,潤滑油溫,各個輔機運行電流,出口壓力,調節級及各級抽氣壓力等等。
                                  保養
                                  1、每15天至少1次,啟動潤滑油泵、頂軸油泵、發電機密封油泵、調節系統油泵,并通過盤車裝置盤車15分鐘;
                                  2、每15天至少1次,啟動調節系統的油泵,并開、關汽輪機配汽系統的所有油動機;
                                  3、如果汽輪機停運超過10天,應根據專門程序,防止在汽輪機裝置和汽輪機通流部分形成和積聚水份。
                                  4、當汽輪機長期處于盤車狀態時,每班(8個小時)應至少一次,啟動調節系統的電動油泵15分鐘,向調速器軸承的備用潤滑油箱充油。
                                  相關標簽:
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