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汽轮机培训资料 概述 1．汽轮机的工作原理 汽轮机是热力发电厂中的三大主要设备之一，它是将蒸汽的热能转换成机械能的机械。 汽轮机的工作原理利用了两个自然现象。其一，在业余生活中，有时候我们会看到各种各样的风车随风转动。道理很简单，刮风时日伴随有大气流动，这些气流不断地吹向风车，在风车的叶片上施加作用力，形成绕轴旋转的力矩，使风车不停地转动起来。其二，在航空航天领域火箭发射利用了反作用力的原理，燃料燃烧时产生大量的气流，这些气流从火箭尾部高速喷出对火箭产生反动力，这种反动力迫使火箭升空飞行。 随着人类社会的不断进步，工业革命蓬勃兴起，技术水平持续提高，各种机械相继问世。为满足日益发展的工业生产需要，人类运用风车转动和火箭飞行的原理设计制造出用蒸汽做动力的新型机械，就是我们在热力发电厂中普遍使用的主要动力设备——汽轮机。 汽轮机的工作原理是具有一定压力和温度的蒸汽进入汽轮机，首先在喷嘴中膨胀加速将热能转变为动能，从喷嘴喷出的高速汽流吹向叶片对其施加作用力从而推动叶轮旋转，实现将蒸汽的动能转变成机械能并通过汽轮机轴的转动输出机械功。 1-轴 2-叶轮 3-叶片 4-喷嘴 汽轮机的工作原理有两种，分别是冲动原理和反动原理，以上所述的是冲动式汽轮机的工作原理。反动式汽轮机是运用反动力原理设计的。在反动式汽轮机中，汽流流过时，不仅在喷嘴中膨胀加速，而且在动叶中也继续膨胀提高流速，蒸汽从动叶流出时，给动叶施加一个反动力，动叶同时受到喷嘴喷出汽流的冲动力和自身流出汽流的反动力的共同作用，带动叶轮和转轴高速旋转输出机械功。　 2．汽轮机的类型 汽轮机的种类很多，不同的分类方式有不同的类别。 按用途分 电站汽轮机：热力发电厂中用以驱动发电机的汽轮机。 ②?工业汽轮机：工业生产中用作原动机的汽轮机，像大容量发电机组普遍使用的给水泵汽轮机?。 (2)?按工作原理分? ①?冲动式汽轮机：按冲动原理设计的汽轮机，这种汽轮机做功能力大，但是效率较低。 ②?反动式汽轮机：按反动原理设计的汽轮机，这种汽轮机效率有所提高，但是做功能力受到限制。 ③?冲动反动联合式汽轮机：兼顾汽轮机出力和效率，同时利用冲动和反动工作原理设计的汽轮机称为冲动反动联合式汽轮机。 (3)?按热力特性分 ①?凝汽式汽轮机：蒸汽在汽轮机中膨胀做功后，进入真空状态下的凝汽器凝结成水。这种汽轮机称为纯凝汽式汽轮机。 ②?背压式汽轮机：进入汽轮机做功后的蒸汽在高于大气压力下排出，供工业或生活使用，这种汽轮机称为背压式汽轮机。 ③?调节抽汽式汽轮机：在汽轮机中部分蒸汽在给定压力下被抽出，供给工业或生活使用，其余蒸汽在汽轮机内做功后仍排入凝汽器，这种汽轮机称为调节抽汽式汽轮机。 ④?中间再热式汽轮机：新蒸汽在汽轮机高压部分做功后，全部引至锅炉再次加热，然后送回汽轮机继续膨胀做功，这种汽轮机称为中间再热式汽轮机。 (4)?按新蒸汽参数分 ①?低压汽轮机：主蒸汽压力小于1.47MPa； ②?中压汽轮机：主蒸汽压力为1.96～3.92MPa； ③?高压汽轮机：主蒸汽压力为5.88～9.8MPa； ④?超高压汽轮机：主蒸汽压力为11.77～13.93MPa； ⑤?亚临界压力汽轮机：主蒸汽压力为15.69～17.65MPa； ⑥?超临界压力汽轮机：主蒸汽压力大于22.15MPa。 ⑦ 超超临界压力汽轮机 临界状态：对同一种物质来说，一定的饱和压力对应一定的饱和温度。但是，任何一种物质，当温度超过某一数值时，无论压力提高多少，也不可能再使它液化，这个温度叫临界温度，在临界温度下，使气体液化所必须的压力叫临界压力，此时的状态叫临界状态。水的临界压力是225 大气压，临界温度是374℃。 二、电厂热力循环 1．基本热力循环 发电厂的基本热力循环由四个主要设备组成，即锅炉、汽轮机、凝汽器和给水泵。 构成这个基本循环的设备分别有以下作用：锅炉将给水加热成蒸汽；汽轮机使蒸汽膨胀做功，将热能转变为机械能；凝汽器用水冷却做完功的乏汽，使之凝结成饱和水；给水泵把凝结水升压后送回锅炉。 工质在热力系统中连续通过上述四个设备，重复进行吸热、膨胀、放热和压缩四个过程，不断地将热能转变为机械能，这就是火力发电厂中广泛采用的基本热力循环，叫做郎肯循环。 追求效益历来是工业生产进步的方向，在热力发电厂的发展过程中，人类通过不断地探索，逐步改进循环方式，使生产效率逐渐提高。下面是当代热力发电厂普遍采用的几种热力循环方式。 2．再热循环 蒸汽在高压缸膨胀做功后全部排出，导入锅炉再热器再次被加热提高温度，再导入低压缸继续膨胀作功，最后排入凝汽器，这种循环称为再热循环。 我们知道提高主汽压力，能够提高循环热效率，如果不同时提高主汽温度，那么蒸汽在汽轮机内膨胀终了时的干度就会降低，严重影响汽轮机的安全运行。但是，主汽温度的提高受