汽機(jī)本體部分講義

1、汽機(jī)本體部分講義汽機(jī)本體部分講義一、一、汽輪機(jī)原理及其分類：汽輪機(jī)原理及其分類：1、汽輪機(jī)作功原理：、汽輪機(jī)作功原理：汽輪機(jī)是一種以蒸汽為工質(zhì)，利用蒸汽熱能作功的旋轉(zhuǎn)式原動(dòng)機(jī)。蒸汽在汽輪機(jī)級(jí)內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換過程，首先將蒸汽的熱能在噴嘴葉柵中轉(zhuǎn)換為蒸汽所具有的動(dòng)能，然后再將蒸汽的動(dòng)能在動(dòng)葉柵中轉(zhuǎn)換為軸所輸出的機(jī)械功。圖一是簡(jiǎn)單的單級(jí)沖動(dòng)式示意圖。噴嘴動(dòng)葉蒸汽圖一從上圖可以看出：具有一定溫度和壓力的蒸汽先在固定不動(dòng)的噴嘴流道中進(jìn)行膨脹加速，蒸汽

2、的壓力、溫度降低，速度增加。將蒸汽所攜帶的部分熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝膭?dòng)能。從噴嘴葉柵噴出的高速汽流，以一定的方向進(jìn)入裝在葉輪上的動(dòng)葉柵，在動(dòng)葉流道中，汽流改變速度的方向和大小，對(duì)動(dòng)葉柵產(chǎn)生作用力，推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)作功。上面在講述過程中，我們提到了“級(jí)”這個(gè)名詞，那么什么叫級(jí)？它就是一列噴嘴葉柵和其后相鄰的一列動(dòng)葉柵構(gòu)成的基本作功單元。它是蒸汽進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的基本單元。我公司其它三臺(tái)機(jī)組汽缸級(jí)的組成：高壓缸由一個(gè)單列調(diào)節(jié)級(jí)和八個(gè)壓力級(jí)組成；中壓缸由十

3、一個(gè)壓力級(jí)組成；低壓缸由2個(gè)12個(gè)壓力級(jí)組成。2、汽輪機(jī)的分類：、汽輪機(jī)的分類：分類分類類型簡(jiǎn)要說明沖動(dòng)式汽輪機(jī)由沖動(dòng)級(jí)組成，蒸汽主要在噴嘴中膨脹，在動(dòng)葉柵中只有少量膨脹按工作原理反動(dòng)式汽輪機(jī)由反動(dòng)級(jí)組成，蒸汽在噴嘴和動(dòng)葉中膨脹程度相同，由于反動(dòng)級(jí)不能做成部分進(jìn)汽，故調(diào)節(jié)級(jí)采用單列沖動(dòng)級(jí)或復(fù)速級(jí)。凝汽式汽輪機(jī)排汽在高度真空狀態(tài)下進(jìn)入凝汽器凝結(jié)成水。背壓式汽輪機(jī)排汽直接用于供熱，沒有凝汽器。當(dāng)排汽成為其它中低壓汽輪機(jī)的工作蒸汽時(shí)，稱為前置

4、式汽輪機(jī)。按熱力特性調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)從汽輪機(jī)某級(jí)后抽出一定壓力的部分蒸汽對(duì)外供熱，其余排汽仍進(jìn)入凝汽器。由于熱用戶對(duì)供熱蒸汽壓力有一定的要求，需要對(duì)抽汽供熱壓力進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，故稱為調(diào)節(jié)抽汽。裝在其中的各零部件的重量等靜載荷外，還要承受蒸汽流出靜葉時(shí)對(duì)靜止部分的反作用力，以及各種連接管道冷熱狀態(tài)下，對(duì)汽缸的作用力以及沿汽缸軸向、徑向溫度分布不均勻所引起的熱應(yīng)力。特別是在快速啟動(dòng)、停機(jī)和工況變化時(shí)，溫度變化大，將在汽缸和法蘭中產(chǎn)生很大的熱應(yīng)

5、力和熱變形。所以在汽缸設(shè)計(jì)時(shí)，缸壁必須具有一定的厚度，以滿足強(qiáng)度和剛度的要求。水平法蘭的厚度更大，以保證結(jié)合面的嚴(yán)密性。汽缸的形體設(shè)計(jì)應(yīng)力求簡(jiǎn)單、均勻、對(duì)稱，使其能順暢地膨脹和收縮，以減少熱應(yīng)力和應(yīng)力集中。隨著機(jī)組容量的增大和蒸汽初參數(shù)的不斷提高，若仍采用單層缸結(jié)構(gòu)，則會(huì)帶來下列問題：1）、缸壁及法蘭需澆鑄的很厚。為保證中分面的氣密性，其連接螺栓必須有很大的預(yù)緊力，故其尺寸將會(huì)很大。2）、整個(gè)高壓缸需用耐高溫的貴重合金鋼制造，提高了造價(jià)

6、。3）、由于法蘭比缸壁厚得多，在機(jī)組啟動(dòng)，停機(jī)和變工況，溫度分布不均勻?qū)a(chǎn)生很大的熱應(yīng)力和熱變形，這時(shí)設(shè)備安全和工作壽命極為不利?；谶@幾點(diǎn)不利因素，我公司四臺(tái)300MW機(jī)組以及現(xiàn)代高參數(shù)、大容量的機(jī)組汽缸一般采用雙層缸結(jié)構(gòu)，分為內(nèi)、外缸。采用雙層缸有以下優(yōu)點(diǎn)：1）、把原單層缸承受的巨大蒸汽壓力分?jǐn)偨o內(nèi)、外兩缸，減少了每層缸的壓差和溫差，缸壁和法蘭可以相應(yīng)減薄。2）、在機(jī)組啟停及變工況時(shí)，其熱應(yīng)力也相應(yīng)減少，因此有利于縮短啟動(dòng)時(shí)間和提高

7、負(fù)荷的適應(yīng)性。3）、對(duì)材料的要求和數(shù)量降低，節(jié)約了設(shè)備造價(jià)。4）、外缸的內(nèi)外壓差比單層缸時(shí)降低了許多，減少漏汽的可能，汽缸結(jié)合面的嚴(yán)密性得到保障。2、汽缸的就位方式：、汽缸的就位方式：1）、貓爪支承：貓爪支承：（畫示意圖）概念：汽缸通過其水平法蘭延伸的貓爪做為承力面，支承在軸承座上。一般高、中壓內(nèi)、外缸采用此種就位方式。分為上貓爪支承和下貓爪支承。（1）、下貓爪支承下貓爪支承特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝檢修方便；但是汽缸受熱膨脹使貓爪因溫度升高

8、而產(chǎn)生膨脹，導(dǎo)致汽缸中分面抬高，偏離轉(zhuǎn)子中心線，這樣使動(dòng)靜部分之間的徑向間隙改變。（2）、上貓爪支承上貓爪支承特點(diǎn)：承力面和汽缸水平中分面在同一平面內(nèi)。貓爪受熱膨脹時(shí)，汽缸中心仍與轉(zhuǎn)子中心保持一致。下缸靠水平法蘭的螺栓吊在上缸上，使螺栓受力增加，使汽缸中分面在運(yùn)行過程中有張口可能。安裝、檢修不方便，需要工作墊片和安裝墊片切換。2）、臺(tái)板支承：臺(tái)板支承：低壓外缸由于外形尺寸較大，一般都采用下缸伸出的撐腳直接支承在基礎(chǔ)臺(tái)板上，雖然它的中分面