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1、热力发电厂动力设备热力发电厂动力设备汽轮机汽轮机动力工程系动力工程系火电厂基本概念火电厂基本概念火电厂基本概念火电厂基本概念（一）能量转换过程（一）能量转换过程（一）能量转换过程（一）能量转换过程燃料化学能燃料化学能燃料化学能燃料化学能 蒸汽热能蒸汽热能蒸汽热能蒸汽热能 机械能机械能机械能机械能 电能电能电能电能（二）火电厂三大主机（二）火电厂三大主机（二）火电厂三大主机（二）火电厂三大主机 锅锅 炉：将燃料的化学能转变为蒸汽的热能炉：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机汽轮机：将锅炉生产蒸汽热能转化为转子旋转机械能械能 发电机：将旋转机械能转化为电能发电
2、机：将旋转机械能转化为电能 第一节 概述B B：锅炉：锅炉S S：锅炉过热器：锅炉过热器T T：汽轮机：汽轮机C C：冷凝器：冷凝器P P：水泵：水泵STCPB火力发电厂示意图火力发电厂示意图TS1234 1 2 3 4uu汽轮机是以蒸汽为工质的旋转式机械，主要用作发电原动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机，也用来直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。等。uu特点：功率大，转速高，运行平稳，工作可靠，热经济性特点：功率大，转速高，运行平稳，工作可靠，热经济性高等。高等。一、汽轮机设备的主要组成一、汽轮机设备的主要组成1.
3、1.汽轮机本体汽轮机本体 (1)(1)配汽机构。主要有主蒸汽导管、自动主汽门、调节阀等。配汽机构。主要有主蒸汽导管、自动主汽门、调节阀等。(2)(2)汽轮机转子。主要有动叶、叶轮、轴等。汽轮机转子。主要有动叶、叶轮、轴等。(3)(3)汽轮机静子。主要有静叶、汽缸、隔板、轴封、轴承等。汽轮机静子。主要有静叶、汽缸、隔板、轴封、轴承等。2.2.调节保安油系统调节保安油系统 主要有调速器、油动机、调节阀、油箱、主油泵、辅助油主要有调速器、油动机、调节阀、油箱、主油泵、辅助油箱和保安设备等。箱和保安设备等。3.3.凝汽及抽汽系统凝汽及抽汽系统 主要有凝汽器、凝结水泵、抽气器、循环水泵和冷水塔等。主要有
4、凝汽器、凝结水泵、抽气器、循环水泵和冷水塔等。4.4.回热加热系统回热加热系统 主要有低压加热器、除氧器、高压加热器等。主要有低压加热器、除氧器、高压加热器等。汽轮机本体结构1-轴；2-叶轮；3-动叶片；4-喷嘴 1-油封环 2-油封套 3-轴 4-动叶槽 5-叶轮 6-平衡槽 二、汽论机分类：二、汽论机分类：二、汽论机分类：二、汽论机分类：汽轮机冲动式汽轮机反动式汽轮机凝汽式汽轮机供热式汽轮机背压式汽轮机调节抽汽式汽轮机低压汽轮机中压汽轮机高压汽轮机超高压汽轮机亚临界压力汽轮机超临界压力汽轮机按作功原理分按作功原理分按功能分按功能分按参数高低分按参数高低分uu按热力特性分类（即汽轮机型式）按
5、热力特性分类（即汽轮机型式）凝汽式、中间再热式凝汽式、中间再热式背压式背压式调整抽汽式调整抽汽式供热TurbineTurbine热用户热用户Turbineuu按主蒸汽参数分类按主蒸汽参数分类低压汽轮机：小于低压汽轮机：小于1.47 Mpa1.47 Mpa；中压汽轮机：中压汽轮机：1.96 1.96 3.92 Mpa3.92 Mpa；高压汽轮机：高压汽轮机：5.88 5.88 9.81 Mpa9.81 Mpa；超高压汽轮机：为超高压汽轮机：为11.77 11.77 13.93 Mpa13.93 Mpa；临界压力汽轮机：临界压力汽轮机：15.69 15.69 17.65 Mpa17.65 Mpa；
6、超临界压力汽轮机：大于超临界压力汽轮机：大于22.15 Mpa22.15 Mpa；超超临界压力汽轮机：大于超超临界压力汽轮机：大于32 Mpa 32 Mpa XX-XX-XX变型设计次序蒸汽参数额定功率型式例：300MW 300MW凝汽式汽轮机凝汽式汽轮机,主蒸汽压力为，温度为主蒸汽压力为，温度为538538C,C,再热蒸汽温度再热蒸汽温度538538C C。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N N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CYCY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
7、机核电汽轮机三、汽轮机型号 一、汽轮机的级、级内能量转换过程一、汽轮机的级、级内能量转换过程 1.1.1.1.汽轮机的级：静叶栅汽轮机的级：静叶栅汽轮机的级：静叶栅汽轮机的级：静叶栅 动叶栅动叶栅动叶栅动叶栅 级级级级 是汽轮机作功的最小单元。是汽轮机作功的最小单元。第二节 汽轮机的基本原理和主要结构2.2.2.2.级内能量转换过程级内能量转换过程级内能量转换过程级内能量转换过程：具有一定压力、温度的蒸汽通过汽轮机的级时，首先在静具有一定压力、温度的蒸汽通过汽轮机的级时，首先在静具有一定压力、温度的蒸汽通过汽轮机的级时，首先在静具有一定压力、温度的蒸汽通过汽轮机的级时，首先在静叶栅通道中得到膨
8、胀加速，将蒸汽的热能转化为高速汽流的叶栅通道中得到膨胀加速，将蒸汽的热能转化为高速汽流的叶栅通道中得到膨胀加速，将蒸汽的热能转化为高速汽流的叶栅通道中得到膨胀加速，将蒸汽的热能转化为高速汽流的动能，然后进入动叶通道，在其中改变方向或者既改变方向动能，然后进入动叶通道，在其中改变方向或者既改变方向动能，然后进入动叶通道，在其中改变方向或者既改变方向动能，然后进入动叶通道，在其中改变方向或者既改变方向同时又膨胀加速，推动叶轮旋转，将高速汽流的动能转变为同时又膨胀加速，推动叶轮旋转，将高速汽流的动能转变为同时又膨胀加速，推动叶轮旋转，将高速汽流的动能转变为同时又膨胀加速，推动叶轮旋转，将高速汽流的动
9、能转变为旋转机械能。旋转机械能。旋转机械能。旋转机械能。汽轮机做功过程汽轮机做功过程3.3.冲动级：冲动级：当汽流通过动叶通道时，由于受到动叶通道形状的当汽流通过动叶通道时，由于受到动叶通道形状的限制而弯曲被迫改变方向，因而产生离心力，离心力作用于叶限制而弯曲被迫改变方向，因而产生离心力，离心力作用于叶片上，被称为冲动力。这时蒸汽在汽轮机的级所作的机械功等片上，被称为冲动力。这时蒸汽在汽轮机的级所作的机械功等于蒸汽微团流进、流出动叶通道时其动能的变化量。而这种级于蒸汽微团流进、流出动叶通道时其动能的变化量。而这种级称为冲动级。称为冲动级。4.4.反动级：反动级：当汽流通过动叶通道时，一方面要改
10、变方向，当汽流通过动叶通道时，一方面要改变方向，同时还要膨胀加速，前者会对叶片产生一个冲动力，后者会同时还要膨胀加速，前者会对叶片产生一个冲动力，后者会对叶片产生一个反作用力，即反动力。蒸汽通过这种级，两对叶片产生一个反作用力，即反动力。蒸汽通过这种级，两种力同时作功。通常称这种级为反动级。种力同时作功。通常称这种级为反动级。4.4.反动度反动度反动度表明蒸汽在叶片中反动度表明蒸汽在叶片中的膨胀程度的膨胀程度定义：指工作叶片焓降与级的总焓降之比定义：指工作叶片焓降与级的总焓降之比 5.5.5.5.冲动级和反动级冲动级和反动级冲动级和反动级冲动级和反动级 冲动级有三种不同的形式：冲动级有三种不同
11、的形式：冲动级有三种不同的形式：冲动级有三种不同的形式：纯纯纯纯冲冲冲冲动动动动级级级级:通通通通常常常常把把把把反反反反动动动动度度度度 等等等等于于于于零零零零的的的的级级级级称称称称为为为为纯纯纯纯冲冲冲冲动动动动级级级级。对对对对于于于于纯纯纯纯冲冲冲冲动动动动级级级级来来来来说说说说，=、=0 0 0 0、=，蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽流流流流出出出出动动动动叶叶叶叶的的的的速速速速度度度度C C C C,具具具具有有有有一一一一定定定定的的的的动动动动能能能能 C C C C未未未未被被被被利利利利用用用用而而而而损损损损失失失失，称称称称这这这这种损失为余速损失，用种损失为余速损失，用种损
12、失为余速损失，用种损失为余速损失，用 表示。表示。表示。表示。带带带带反反反反动动动动度度度度的的的的冲冲冲冲动动动动级级级级:为为为为了了了了提提提提高高高高级级级级的的的的效效效效率率率率，通通通通常常常常，冲冲冲冲动动动动级级级级也也也也带带带带有有有有一一一一定定定定的的的的反反反反动动动动度度度度（=0.05 0.05 0.05 0.05 0.20 0.20 0.20 0.20)，这这这这种种种种级级级级称称称称为为为为带带带带反反反反动动动动度的冲动级，它具有作功能力大、效率高的特点。度的冲动级，它具有作功能力大、效率高的特点。度的冲动级，它具有作功能力大、效率高的特点。度的冲动级
13、，它具有作功能力大、效率高的特点。反动级反动级反动级反动级 :通常把反动度通常把反动度通常把反动度通常把反动度 的级称为反动级。对于的级称为反动级。对于的级称为反动级。对于的级称为反动级。对于 反动级来说，蒸汽在静叶和动叶通道的膨胀程度相同，反动级来说，蒸汽在静叶和动叶通道的膨胀程度相同，反动级来说，蒸汽在静叶和动叶通道的膨胀程度相同，反动级来说，蒸汽在静叶和动叶通道的膨胀程度相同，即是即是即是即是 ，。反动级是在冲动。反动级是在冲动。反动级是在冲动。反动级是在冲动 力和反动力同时作用下作功。反动级的效率比冲动级力和反动力同时作用下作功。反动级的效率比冲动级力和反动力同时作用下作功。反动级的效
14、率比冲动级力和反动力同时作用下作功。反动级的效率比冲动级 高，但作功能力小。高，但作功能力小。高，但作功能力小。高，但作功能力小。蒸汽在静叶栅通道中的膨胀过程蒸汽在静叶栅通道中的膨胀过程 喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴的的的的作作作作用用用用是是是是让让让让蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽在在在在其其其其通通通通道道道道中中中中流流流流动动动动时时时时得得得得到到到到膨膨膨膨胀胀胀胀加加加加速速速速，将将将将热热热热能能能能转转转转变变变变为为为为动动动动能能能能。喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴是是是是固固固固定定定定不不不不动动动动的的的的，蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽流流流流过过过过时时时时，不不不不对对对对外外外外作作作作功功功功，W W W
15、 W=0 0 0 0；同同同同时时时时与与与与外外外外界界界界无无无无热热热热交交交交换，换，换，换，q=0q=0q=0q=0。则根据能量方程式。则根据能量方程式。则根据能量方程式。则根据能量方程式 ，则，则，则，则 1.1.1.1.喷嘴出口的汽流理想速度喷嘴出口的汽流理想速度喷嘴出口的汽流理想速度喷嘴出口的汽流理想速度 在在在在进进进进行行行行喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴流流流流动动动动计计计计算算算算时时时时，喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴前前前前的的的的参参参参数数数数 p(p(p(p(初初初初速速速速）是是是是已已已已知知知知的的的的条条条条件件件件。按按按按等等等等熵熵熵熵过过过过程程程程膨膨膨膨胀胀胀胀，其
16、其其其过过过过程程程程曲曲曲曲线线线线如如如如图图图图所所所所示示示示。根根根根据据据据上上上上式式式式，则喷嘴出口汽流理想速度为则喷嘴出口汽流理想速度为则喷嘴出口汽流理想速度为则喷嘴出口汽流理想速度为 -蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽进进进进入入入入喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴时时时时的的的的速速速速度度度度（m/m/m/m/s s s s)；-蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽进进进进入入入入喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴时时时时的的的的焓焓焓焓（J/kq J/kq J/kq J/kq)；-蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽按按按按等等等等熵熵熵熵过过过过程程程程膨膨膨膨胀胀胀胀的的的的终终终终态态态态焓（焓（焓（焓（J/kq)J/kq)J/kq)J/kq)。称称
17、称称为为为为喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴的的的的理理理理想想想想焓焓焓焓降降降降。为为为为了了了了方方方方便便便便，引引引引用用用用滞滞滞滞止止止止参参参参数数数数，如如如如图图图图所示，滞止焓值为：所示，滞止焓值为：所示，滞止焓值为：所示，滞止焓值为：把相应的把相应的把相应的把相应的滞止参数滞止参数滞止参数滞止参数 分别代入分别代入分别代入分别代入式式式式 ，则，则，则，则 2.2.2.2.喷嘴出口的汽流实际速度喷嘴出口的汽流实际速度喷嘴出口的汽流实际速度喷嘴出口的汽流实际速度 实实实实际际际际流流流流动动动动是是是是有有有有损损损损失失失失的的的的，汽汽汽汽流流流流实实实实际际际际速速速速度度度度小小
18、小小于于于于汽汽汽汽流流流流理理理理想想想想速速速速度度度度。通通通通常常常常用用用用喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴速速速速度度度度系系系系数数数数 来来来来考考考考查查查查两两两两者者者者之之之之间间间间的的的的差差差差别别别别（通通通通常常常常取取取取 =0.97 0.97 0.97 0.97)这样，喷嘴出口的汽流实际速度为这样，喷嘴出口的汽流实际速度为这样，喷嘴出口的汽流实际速度为这样，喷嘴出口的汽流实际速度为 3.3.喷嘴损失喷嘴损失 蒸汽在喷嘴通道中流动时，动能的损失称为喷嘴损失，蒸汽在喷嘴通道中流动时，动能的损失称为喷嘴损失，用用 表表 示示 ：喷嘴损失与喷嘴理想焓降之比称为喷嘴损失与喷嘴理想焓
19、降之比称为喷嘴能量损失系数喷嘴能量损失系数，用，用 表表示：示：蒸汽在喷管中从压力蒸汽在喷管中从压力蒸汽在喷管中从压力蒸汽在喷管中从压力p p p p0 0 0 0膨膨膨膨胀到出口压力胀到出口压力胀到出口压力胀到出口压力 p p p p1 1 1 1，以速度，以速度，以速度，以速度c c c c1 1 1 1流流流流向动叶栅。当蒸汽通过动叶时，向动叶栅。当蒸汽通过动叶时，向动叶栅。当蒸汽通过动叶时，向动叶栅。当蒸汽通过动叶时，一般还要继续膨胀，压力由一般还要继续膨胀，压力由一般还要继续膨胀，压力由一般还要继续膨胀，压力由p p p p1 1 1 1降到降到降到降到p p p p2 2 2 2，
20、如图所示级的热力过如图所示级的热力过如图所示级的热力过如图所示级的热力过程，则此时级的滞止理想比焓程，则此时级的滞止理想比焓程，则此时级的滞止理想比焓程，则此时级的滞止理想比焓降降降降h h h ht t t t*为：为：为：为：sh0*021P0*P0P1P2hn*ht*hbhb近似认为与近似认为与h hb b相等相等蒸汽在动叶通道中的膨胀过程蒸汽在动叶通道中的膨胀过程动叶内理想比焓降hb与级滞止理想比焓降ht*之比，表示蒸汽在动叶内的膨胀程度。1、反动度mm=0时称为纯冲动级m时称为典型反动级2、动叶出口的速度计算由能量平衡方程可知：由于存在不可逆损失，则动叶出口实际相对速度为：动叶速度系
21、数uw1w2u动叶进出口速度三角形动叶进出口速度三角形u动叶的 圆周速度 c1、w1、u构成动叶栅的进口速度三角形，c2、w2、u构成动叶栅的出口速度三角形。则各个速度矢量之间的关系式为：3、动叶进出口速度三角形 当蒸汽以速度c2离开本级时，蒸汽所带走的动能不能本级利用，称为该级余速损失。在多级汽轮机中，前一级的余速损失常可以部分或全部被下一级所利用。用余速利用系数1表示被利用的部分，则为：二、多级汽轮机（一）采用多级汽轮机的原因 单级汽轮机功率提高受限制：P=D（hin-hout）h，保持最佳速比，u D A dm 离心力增大，叶片、叶轮强度不允许（二）多级汽轮机的优缺点1、多级汽轮机每级的
22、焓降较小，有可能使速度比设计在最佳速度比附近，同时c1小、u也小，即直径小，叶高或部分进汽度相应大，这些都使效率增大；2、各级余速动能可以部分的被利用；3、多级汽轮机可以实现回热循环和中间再热循环；4、由于重热现象，多级汽轮机前面级的损失部分的被后面各级所利用。5、多级汽轮机的轴向推力是各级轴向推力之和，必须采取措施平衡轴向推力。三、汽轮机主要结构三、汽轮机主要结构uu汽轮机装置由汽轮机本体、辅助设备及调节和供汽轮机装置由汽轮机本体、辅助设备及调节和供油系统三大部分组成。油系统三大部分组成。uu汽轮机本体包括静止部分（固定件）、转动部分汽轮机本体包括静止部分（固定件）、转动部分（转子组体）及支
23、承部分（轴承）三部分。（转子组体）及支承部分（轴承）三部分。uu汽轮机静止部分包括基础、台板（机座）、汽缸、汽轮机静止部分包括基础、台板（机座）、汽缸、喷嘴、隔板、隔板套、汽封等固定件。喷嘴、隔板、隔板套、汽封等固定件。uu汽轮机转动部分总称为转子，主要由主轴、叶轮汽轮机转动部分总称为转子，主要由主轴、叶轮（或轮鼓）、动叶及联轴器等组成。（或轮鼓）、动叶及联轴器等组成。（一）喷嘴、隔板（一）喷嘴、隔板uu1喷嘴和隔板的作用和特点：喷嘴是组成汽轮机的主要部件之一。它的作用是把蒸汽的热能转变为高速汽流的动能，使高速汽流以一定的方向从喷嘴喷出，进入动叶栅，推动叶轮旋转做功。第一级喷嘴直接安装在汽缸高
24、压端专门的喷嘴室上。第二级及以后各级喷嘴安装在各级隔板上，隔板用来安装喷嘴，并将各级叶轮分隔开。冲动式汽轮机每一级由一个隔板和一个叶轮组成。冲动式汽轮机的隔板可分为焊接隔板和铸造隔板。反动式汽轮机不采用隔板式结构，各级喷嘴片（也叫静叶栅）直接安装在汽缸上。（二）汽缸（二）汽缸 汽缸的作用和组成：汽缸是汽轮机的外壳，汽轮机本体的主要零部件几乎包含在汽缸内。汽缸的作用是将汽轮机的通流部分与大气隔开，形成封闭的汽室，保证蒸汽在汽轮机内完成能量转换过程。汽缸内部装有喷嘴室、喷嘴、隔板、隔板套和汽封等零部件。汽缸外部装有调节汽阀及进汽、排汽和回热抽汽管道等。（三）汽封的作用 汽轮机通汽部分的动静部分之间
25、，为了防止碰擦，必须留有一定的间隙。而间隙的存在必将导致漏汽，使汽轮机的经济性下降。为了解决这一矛盾，在汽轮机动、静部件的有关部位设有密封装置，通常称为汽封。可分为轴端汽封（又称轴封）、隔板汽封和围带汽封三种。（四）轴承（四）轴承 轴承的作用与类型轴承的作用与类型轴承的作用与类型轴承的作用与类型uu汽轮机工作时其转子受蒸汽的作用以高速旋转着，汽轮机工作时其转子受蒸汽的作用以高速旋转着，这时将产生各种不同方向的作用力，因此汽轮机必这时将产生各种不同方向的作用力，因此汽轮机必须有可靠的支承装置须有可靠的支承装置轴承。轴承。uu汽轮机采用的轴承有径向支持轴承和推力轴承两种。汽轮机采用的轴承有径向支持
26、轴承和推力轴承两种。径向支持轴承的作用是支承转子的质量及由于转子径向支持轴承的作用是支承转子的质量及由于转子质量不平衡引起的离心力，并确定转子的径向位置，质量不平衡引起的离心力，并确定转子的径向位置，使其中心与汽缸中心保持一致。推力轴承的作用是使其中心与汽缸中心保持一致。推力轴承的作用是承受蒸汽作用在转子上的轴向推力，确定转子的轴承受蒸汽作用在转子上的轴向推力，确定转子的轴向位置，使转子与静止部分间的轴向间隙保持一定向位置，使转子与静止部分间的轴向间隙保持一定数值。一般单轴汽轮机的一端采用径向支持轴承，数值。一般单轴汽轮机的一端采用径向支持轴承，也称主轴承；另一端采用径向也称主轴承；另一端采用
27、径向推力联合轴承。推力联合轴承。（五）动叶片 动叶片安装在转子叶轮或转鼓上，由叶型、动叶片安装在转子叶轮或转鼓上，由叶型、动叶片安装在转子叶轮或转鼓上，由叶型、动叶片安装在转子叶轮或转鼓上，由叶型、叶根、叶顶三部分组成。叶根、叶顶三部分组成。叶根、叶顶三部分组成。叶根、叶顶三部分组成。1 1 1 1、叶型部分：、叶型部分：、叶型部分：、叶型部分：uu按照蒸汽经过叶片时的膨胀程度来分为冲动式按照蒸汽经过叶片时的膨胀程度来分为冲动式按照蒸汽经过叶片时的膨胀程度来分为冲动式按照蒸汽经过叶片时的膨胀程度来分为冲动式叶片和反动式叶片；叶片和反动式叶片；叶片和反动式叶片；叶片和反动式叶片；uu按照截面积变
28、化来分为等截面叶片和变截面叶按照截面积变化来分为等截面叶片和变截面叶按照截面积变化来分为等截面叶片和变截面叶按照截面积变化来分为等截面叶片和变截面叶片。片。片。片。2 2 2 2、叶根部分：、叶根部分：、叶根部分：、叶根部分：T T T T型，叉型和枞树型。型，叉型和枞树型。型，叉型和枞树型。型，叉型和枞树型。3 3 3 3、叶顶部分：安装围带（也称复环）和拉金（拉、叶顶部分：安装围带（也称复环）和拉金（拉、叶顶部分：安装围带（也称复环）和拉金（拉、叶顶部分：安装围带（也称复环）和拉金（拉筋），安装围带是为了减小叶片工作弯应力，调筋），安装围带是为了减小叶片工作弯应力，调筋），安装围带是为了减
29、小叶片工作弯应力，调筋），安装围带是为了减小叶片工作弯应力，调整叶片自振频率，减少叶顶漏汽。整叶片自振频率，减少叶顶漏汽。整叶片自振频率，减少叶顶漏汽。整叶片自振频率，减少叶顶漏汽。不同形式的叶型不同形式的叶型（六）转子（六）转子uu冲动式汽轮机采用轮式转子；冲动式汽轮机采用轮式转子；冲动式汽轮机采用轮式转子；冲动式汽轮机采用轮式转子；uu反动式汽轮机采用鼓式转子，鼓式转子上的动叶反动式汽轮机采用鼓式转子，鼓式转子上的动叶反动式汽轮机采用鼓式转子，鼓式转子上的动叶反动式汽轮机采用鼓式转子，鼓式转子上的动叶直接安装在转鼓上；直接安装在转鼓上；直接安装在转鼓上；直接安装在转鼓上；轮式转子可分为：轮
30、式转子可分为：轮式转子可分为：轮式转子可分为：整锻式、套装式、组合式整锻式、套装式、组合式整锻式、套装式、组合式整锻式、套装式、组合式和焊接式。整锻转子通常有中心孔；除调节级外和焊接式。整锻转子通常有中心孔；除调节级外和焊接式。整锻转子通常有中心孔；除调节级外和焊接式。整锻转子通常有中心孔；除调节级外都开有平衡孔。套装叶轮采用热套加纵向键固定，都开有平衡孔。套装叶轮采用热套加纵向键固定，都开有平衡孔。套装叶轮采用热套加纵向键固定，都开有平衡孔。套装叶轮采用热套加纵向键固定，大型汽轮机后装叶轮用互相交错布置的端面键连大型汽轮机后装叶轮用互相交错布置的端面键连大型汽轮机后装叶轮用互相交错布置的端面
31、键连大型汽轮机后装叶轮用互相交错布置的端面键连接，最后套装的汽封用纵向键与轴相连接。接，最后套装的汽封用纵向键与轴相连接。接，最后套装的汽封用纵向键与轴相连接。接，最后套装的汽封用纵向键与轴相连接。（七）联轴器（七）联轴器uu联轴器又称联轴器又称联轴器又称联轴器又称对轮对轮对轮对轮或或或或靠背轮靠背轮靠背轮靠背轮。作用是传递扭矩。作用是传递扭矩。作用是传递扭矩。作用是传递扭矩。（1 1 1 1）刚性联轴器：）刚性联轴器：）刚性联轴器：）刚性联轴器：结构简单，能够承受相邻转子分结构简单，能够承受相邻转子分结构简单，能够承受相邻转子分结构简单，能够承受相邻转子分配来的重量，减少支撑轴承数，并缩短机
32、组长度。配来的重量，减少支撑轴承数，并缩短机组长度。配来的重量，减少支撑轴承数，并缩短机组长度。配来的重量，减少支撑轴承数，并缩短机组长度。缺点是传递振动和轴向位移，对找中心要求高缺点是传递振动和轴向位移，对找中心要求高缺点是传递振动和轴向位移，对找中心要求高缺点是传递振动和轴向位移，对找中心要求高（2 2 2 2）半挠性联轴器：）半挠性联轴器：）半挠性联轴器：）半挠性联轴器：两半联轴器之间加了一段波形两半联轴器之间加了一段波形两半联轴器之间加了一段波形两半联轴器之间加了一段波形圆筒。他在传递扭矩时是呈刚性的，还能传递一定圆筒。他在传递扭矩时是呈刚性的，还能传递一定圆筒。他在传递扭矩时是呈刚性
33、的，还能传递一定圆筒。他在传递扭矩时是呈刚性的，还能传递一定轴向推力，部分吸收转子之间传递的振动。它也允轴向推力，部分吸收转子之间传递的振动。它也允轴向推力，部分吸收转子之间传递的振动。它也允轴向推力，部分吸收转子之间传递的振动。它也允许相邻两轴端之间有少许的不同心度和端面瓢偏度。许相邻两轴端之间有少许的不同心度和端面瓢偏度。许相邻两轴端之间有少许的不同心度和端面瓢偏度。许相邻两轴端之间有少许的不同心度和端面瓢偏度。（3 3 3 3）挠性联轴器：）挠性联轴器：）挠性联轴器：）挠性联轴器：一般有齿轮式和弹簧式两种。这一般有齿轮式和弹簧式两种。这一般有齿轮式和弹簧式两种。这一般有齿轮式和弹簧式两种
34、。这类联轴器不传递轴向推力，基本不传递振动，对中类联轴器不传递轴向推力，基本不传递振动，对中类联轴器不传递轴向推力，基本不传递振动，对中类联轴器不传递轴向推力，基本不传递振动，对中要求低，但易磨损，需要润滑，造价高。多用于小要求低，但易磨损，需要润滑，造价高。多用于小要求低，但易磨损，需要润滑，造价高。多用于小要求低，但易磨损，需要润滑，造价高。多用于小型汽轮机。型汽轮机。型汽轮机。型汽轮机。四、汽轮机内部损失效率四、汽轮机内部损失效率四、汽轮机内部损失效率四、汽轮机内部损失效率（一）汽轮机的内部损失（一）汽轮机的内部损失（一）汽轮机的内部损失（一）汽轮机的内部损失 喷管损失、动叶损失、余速损
35、失、摩擦鼓风损喷管损失、动叶损失、余速损失、摩擦鼓风损喷管损失、动叶损失、余速损失、摩擦鼓风损喷管损失、动叶损失、余速损失、摩擦鼓风损失、漏汽损失和湿气损失。失、漏汽损失和湿气损失。失、漏汽损失和湿气损失。失、漏汽损失和湿气损失。1.1.1.1.余速损失余速损失余速损失余速损失 蒸汽从工作叶片流出的速度蒸汽从工作叶片流出的速度蒸汽从工作叶片流出的速度蒸汽从工作叶片流出的速度C2C2C2C2所具有的动能未被所具有的动能未被所具有的动能未被所具有的动能未被这一级所利用形成的损失，叫余速损失，即这一级所利用形成的损失，叫余速损失，即这一级所利用形成的损失，叫余速损失，即这一级所利用形成的损失，叫余速
36、损失，即2.2.2.2.摩擦鼓风损失摩擦鼓风损失摩擦鼓风损失摩擦鼓风损失 蒸汽在通道内流动时，为克服气动阻力、摩擦阻蒸汽在通道内流动时，为克服气动阻力、摩擦阻蒸汽在通道内流动时，为克服气动阻力、摩擦阻蒸汽在通道内流动时，为克服气动阻力、摩擦阻力所消耗的机械功的损失成为摩擦损失。蒸汽从叶片力所消耗的机械功的损失成为摩擦损失。蒸汽从叶片力所消耗的机械功的损失成为摩擦损失。蒸汽从叶片力所消耗的机械功的损失成为摩擦损失。蒸汽从叶片的一侧移向另一侧所耗机械功的损失成为鼓风损失。的一侧移向另一侧所耗机械功的损失成为鼓风损失。的一侧移向另一侧所耗机械功的损失成为鼓风损失。的一侧移向另一侧所耗机械功的损失成为
37、鼓风损失。二者合起来成为摩擦鼓风损失。二者合起来成为摩擦鼓风损失。二者合起来成为摩擦鼓风损失。二者合起来成为摩擦鼓风损失。3.3.3.3.级内漏汽损失级内漏汽损失级内漏汽损失级内漏汽损失 当蒸汽从隔板和转轴之间或工作叶片和汽缸之当蒸汽从隔板和转轴之间或工作叶片和汽缸之当蒸汽从隔板和转轴之间或工作叶片和汽缸之当蒸汽从隔板和转轴之间或工作叶片和汽缸之间通过时，以及蒸汽从高压侧至低压侧时，不参加间通过时，以及蒸汽从高压侧至低压侧时，不参加间通过时，以及蒸汽从高压侧至低压侧时，不参加间通过时，以及蒸汽从高压侧至低压侧时，不参加做功所造成的损失叫做级内漏气损失。做功所造成的损失叫做级内漏气损失。做功所造
38、成的损失叫做级内漏气损失。做功所造成的损失叫做级内漏气损失。4.4.4.4.湿汽损失湿汽损失湿汽损失湿汽损失 当汽轮机末几级工作于湿蒸汽区域时，用于带当汽轮机末几级工作于湿蒸汽区域时，用于带当汽轮机末几级工作于湿蒸汽区域时，用于带当汽轮机末几级工作于湿蒸汽区域时，用于带动水珠旋转和克服水珠撞击叶片背部所消耗的机械动水珠旋转和克服水珠撞击叶片背部所消耗的机械动水珠旋转和克服水珠撞击叶片背部所消耗的机械动水珠旋转和克服水珠撞击叶片背部所消耗的机械功叫做湿汽损失。功叫做湿汽损失。功叫做湿汽损失。功叫做湿汽损失。（二）汽轮机的效率（二）汽轮机的效率（二）汽轮机的效率（二）汽轮机的效率1.1.1.1.汽
39、轮机的相对内效率汽轮机的相对内效率汽轮机的相对内效率汽轮机的相对内效率 级的相对内效率是级的有效焓降与理想焓降之比，级的相对内效率是级的有效焓降与理想焓降之比，级的相对内效率是级的有效焓降与理想焓降之比，级的相对内效率是级的有效焓降与理想焓降之比，即：即：即：即：对于多级汽轮机，汽轮机的相对内效率是总有效对于多级汽轮机，汽轮机的相对内效率是总有效对于多级汽轮机，汽轮机的相对内效率是总有效对于多级汽轮机，汽轮机的相对内效率是总有效焓降与总理想焓降之比，即：焓降与总理想焓降之比，即：焓降与总理想焓降之比，即：焓降与总理想焓降之比，即：式中，式中，式中，式中，h h h hi i i i汽轮机的总有
40、效焓降，汽轮机的总有效焓降，汽轮机的总有效焓降，汽轮机的总有效焓降，kJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kg；h h h h0 0 0 0汽轮机的总理想焓降，汽轮机的总理想焓降，汽轮机的总理想焓降，汽轮机的总理想焓降，kJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kg。（二）汽轮机的效率（二）汽轮机的效率（二）汽轮机的效率（二）汽轮机的效率2.2.2.2.汽轮机的机械效率汽轮机的机械效率汽轮机的机械效率汽轮机的机械效率 汽轮机的有效功率（轴功率）：汽轮机内功率与汽轮机的有效功率（轴功率）：汽轮机内功率与汽轮机的有效功率（轴功率）：汽轮机内功率与汽轮机的有效功率（轴功率）：汽轮机内功率与机械损失之差，即：
41、机械损失之差，即：机械损失之差，即：机械损失之差，即：式中，式中，式中，式中，PePePePe汽轮机的轴功率，汽轮机的轴功率，汽轮机的轴功率，汽轮机的轴功率，kWkWkWkW；PmPmPmPm汽轮机的机械损失，汽轮机的机械损失，汽轮机的机械损失，汽轮机的机械损失，kWkWkWkW；PiPiPiPi汽轮机的内功率，汽轮机的内功率，汽轮机的内功率，汽轮机的内功率，kWkWkWkW。汽轮机的机械效率是轴功率与内功率之比，即：汽轮机的机械效率是轴功率与内功率之比，即：汽轮机的机械效率是轴功率与内功率之比，即：汽轮机的机械效率是轴功率与内功率之比，即：（二）汽轮机的效率（二）汽轮机的效率（二）汽轮机的效
42、率（二）汽轮机的效率3.3.3.3.发电机效率发电机效率发电机效率发电机效率 发电机发出的电功率发电机发出的电功率发电机发出的电功率发电机发出的电功率P P P Pelelelel与汽轮机所供给的有效与汽轮机所供给的有效与汽轮机所供给的有效与汽轮机所供给的有效轴功率轴功率轴功率轴功率P P P Pe e e e之比成为发电机效率，即之比成为发电机效率，即之比成为发电机效率，即之比成为发电机效率，即例：已知例：已知例：已知例：已知N300N300N300N300型汽轮机某级蒸汽流量，该级的理想型汽轮机某级蒸汽流量，该级的理想型汽轮机某级蒸汽流量，该级的理想型汽轮机某级蒸汽流量，该级的理想焓焓焓焓
43、h h h h0 0 0 0，级的有效焓，级的有效焓，级的有效焓，级的有效焓h h h hi i i i，求级的相对内效率，求级的相对内效率，求级的相对内效率，求级的相对内效率riririri和内功率和内功率和内功率和内功率P P P Pi i i i。第三节第三节 汽轮机的调节汽轮机的调节火力发电厂的生产目标：火力发电厂的生产目标：火力发电厂的生产目标：火力发电厂的生产目标：以经济、环保的生产方式提供合格的电能，满足电力用以经济、环保的生产方式提供合格的电能，满足电力用以经济、环保的生产方式提供合格的电能，满足电力用以经济、环保的生产方式提供合格的电能，满足电力用户的需要。户的需要。户的需要
44、。户的需要。对于供热式机组，还要供出一定数量和质量的蒸汽。对于供热式机组，还要供出一定数量和质量的蒸汽。对于供热式机组，还要供出一定数量和质量的蒸汽。对于供热式机组，还要供出一定数量和质量的蒸汽。uu数量上根据用户的需要来改变发电量。数量上根据用户的需要来改变发电量。数量上根据用户的需要来改变发电量。数量上根据用户的需要来改变发电量。uu质量上两个指标：质量上两个指标：质量上两个指标：质量上两个指标：（1 1 1 1）电压通过励磁电流调节）电压通过励磁电流调节）电压通过励磁电流调节）电压通过励磁电流调节 220V220V220V220V （2 2 2 2）频率）频率）频率）频率由转速决定由转速
45、决定由转速决定由转速决定 50Hz 50Hz 50Hz 50Hz 机转速组机转速组机转速组机转速组 3000r/min3000r/min3000r/min3000r/minuu汽轮机转速与汽机自身的安全性有关。汽轮机转速与汽机自身的安全性有关。汽轮机转速与汽机自身的安全性有关。汽轮机转速与汽机自身的安全性有关。uu当当当当锅锅锅锅炉炉炉炉燃燃燃燃烧烧烧烧产产产产生生生生足足足足够够够够的的的的主主主主蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽时时时时，保保保保证证证证供供供供电电电电数数数数量量量量和和和和质质质质量量量量的的的的任务由汽轮机调节系统完成。任务由汽轮机调节系统完成。任务由汽轮机调节系统完成。任务由汽轮机
46、调节系统完成。一、汽轮机调节系统的一、汽轮机调节系统的基本任务基本任务:保证供电的数量和质量保证供电的数量和质量 数量数量 电能不能大量储存，据用户的电力需要调整汽轮机功率功率P P 质量质量 电压电压U U 汽轮机转速转速n n 发电机励磁电流调节i 频率频率f f 汽轮机转速转速n n p-发电机磁极对数（大多一对）n=3000rpm f=50Hz 我国通常要求：电网频率变化范围是我国通常要求：电网频率变化范围是5050+机组转速允许变化范围就是机组转速允许变化范围就是30003000+30rpm30rpm 二、调节系统组成及原理二、调节系统组成及原理二、调节系统组成及原理二、调节系统组成
47、及原理 调调调调节节节节系系系系统统统统通通通通常常常常由由由由感感感感受受受受装装装装置置置置、传传传传动动动动放放放放大大大大装装装装置置置置、执执执执行行行行装装装装置置置置和和和和反馈装置四部分组成。反馈装置四部分组成。反馈装置四部分组成。反馈装置四部分组成。1.1.1.1.感受装置感受装置感受装置感受装置 感受装置感受转速变化并发出信号。感受装置感受转速变化并发出信号。感受装置感受转速变化并发出信号。感受装置感受转速变化并发出信号。2.2.2.2.传动放大装置传动放大装置传动放大装置传动放大装置 将感受装置所产生的小功率信号放大后去控制调节阀。将感受装置所产生的小功率信号放大后去控制
48、调节阀。将感受装置所产生的小功率信号放大后去控制调节阀。将感受装置所产生的小功率信号放大后去控制调节阀。3.3.3.3.执行装置执行装置执行装置执行装置 将传动放大装置发出的信号，去控制汽轮机的调节汽门的将传动放大装置发出的信号，去控制汽轮机的调节汽门的将传动放大装置发出的信号，去控制汽轮机的调节汽门的将传动放大装置发出的信号，去控制汽轮机的调节汽门的开度，改变汽轮机的进汽量，使汽轮发电机输出的功率与外界开度，改变汽轮机的进汽量，使汽轮发电机输出的功率与外界开度，改变汽轮机的进汽量，使汽轮发电机输出的功率与外界开度，改变汽轮机的进汽量，使汽轮发电机输出的功率与外界负荷达到新的平衡，这是由调节阀
49、控制的，因此，调节系统的负荷达到新的平衡，这是由调节阀控制的，因此，调节系统的负荷达到新的平衡，这是由调节阀控制的，因此，调节系统的负荷达到新的平衡，这是由调节阀控制的，因此，调节系统的执行装置是调节阀。执行装置是调节阀。执行装置是调节阀。执行装置是调节阀。4.4.4.4.反馈装置反馈装置反馈装置反馈装置 在调节系统中，实现后面元件对前面元件的作用机构就叫在调节系统中，实现后面元件对前面元件的作用机构就叫在调节系统中，实现后面元件对前面元件的作用机构就叫在调节系统中，实现后面元件对前面元件的作用机构就叫做反馈装置，它使调节过程稳定。做反馈装置，它使调节过程稳定。做反馈装置，它使调节过程稳定。做
50、反馈装置，它使调节过程稳定。汽轮机自动调节系统的发展汽轮机自动调节系统的发展1.1.1.1.机械液压式调节系统（机械液压式调节系统（机械液压式调节系统（机械液压式调节系统（MHCMHCMHCMHC）MHC MHC MHC MHC mechanical hydraulic control mechanical hydraulic control mechanical hydraulic control mechanical hydraulic control 采用机械离心式控制器。采用机械离心式控制器。摩擦、间隙、死区，疲劳断裂等问题。摩擦、间隙、死区，疲劳断裂等问题。2.2.2.2.电气液压式