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汽轮发电机的工作原理及故障处理
一、汽轮机的基本概念及工作原理
汽轮机是用具有一定温度和压力的蒸汽来做功的回转式原动机。由于其具有热效率
高、运转平稳、输出功率大、事故率低等优点,广泛应用于拖动发电机、大型风机水泵
及船舶的动力设备。依其做功原理的不同,可分为冲动式汽轮机和反动式汽轮机两种类
型。两种类型各具特点,各有其发展的空间。
冲动式汽轮机:蒸汽的热能转变为动能的过程,仅在喷嘴中发生,而工作叶片只是
把蒸汽的动能转变成机械能的汽轮机。即蒸汽仅在喷嘴中产生压力降,而在叶片中不产
生压力降。
反动式汽轮机:蒸汽的热能转变为动能的过程,不仅在喷嘴中发生,而且在叶片中
也同样发生的汽轮机。即蒸汽不仅在喷嘴中进行膨胀,产生压力降,而且在叶片中也进
行膨胀,产生压力降。
冲动式与反动式在构造上的主要区别在于:
冲动式:动叶片出、入口侧的横截面相对比较匀称,汽流通道从入口到出口其面积
基本不变。
反动式:动叶片出、入口侧的横截面不对称,叶型入口较肥大,而出口侧较薄,汽
流通道从入口到出口呈渐缩状。
最简单的汽轮机单级汽轮机结构由轴、转轮、叶片和喷嘴组成,工作原理为:具有
一定压力和温度的蒸汽通入喷嘴膨胀加速,此时蒸汽压力、温度降低,速度增加,蒸汽
热能转变为动能,然后,具有较高速度的蒸汽由喷嘴流出,进入动叶片流道,在弯曲的
动叶片流道内,改变汽流方向,给动叶片以冲动力,产生了使叶轮旋转的力矩,带动主
轴旋转,输出机械功,完成动能到机械能的转换。
热能→动能→机械能,这样一个能量转换的过程,便构成了汽轮机做功的基本单部
分元,通常称这个做功单元为汽轮机的级。由于单级汽轮机的功率较小,且损失大,故
使汽轮机发出更大功率,需要将许多级串联起来,制成多级汽轮机。多级汽轮机的第一
级又称为调节级,该级在机组负荷变化时,是通过改变部分进汽量来调节汽轮机负荷,
而其它级任何工况下都为全周进汽,称为非调节级。
汽轮机分类按热力过程可分为:
1、凝汽式汽轮机:进入汽轮机做功的蒸汽,除少量漏汽外,全部或大部分排入凝
汽器,形成凝结水。
2、背压式汽轮机:蒸汽在汽轮机内做功后,以高于大气压力被排入排汽室,以供
热用户采暖和工业用汽。
3、调整抽汽式汽轮机:将部分做过功的蒸汽以某种压力下抽出,供工业用或采暖
用。
4、中间再热式汽轮机:将在汽轮机高压缸做完功的蒸汽,再送回锅炉过热器加热
到新蒸汽温度,回中、低压缸继续做功。
按蒸汽初蒸汽分类:
1、低压汽轮机:新汽压力为1.2~1.5MPa;
2、中压汽轮机:新汽压力为2.0~4.0MPa;
3、次高压汽轮机:新汽压力为5.0~6.0MPa;
4、高压汽轮机:新汽压力为6.0~10.0MPa;
还有超高压、亚临界压力、超临界压力汽轮机等等。
汽轮机型号表达方式:
我国采用汉字拼音和数字来表示汽轮机的型号。型号中第一组符号的汉字拼音,表
示汽轮机的热力特性或用途,数字表示汽轮机的额定功率,第二组符号由数字组成,表
示汽轮机主蒸汽参数。
例如N6-2.35凝汽式,额定功率6MW,初压2.35MPa
B3-3.43/0.49背压式,额定功率3MW,初压3.43MPa
背压0.49MPa
针对水泥余热资源品位低、流量大的特点,在满足水泥工艺要求前提下,为充分利用
余热热能,宁国一线采用多级冲动混压凝汽式带减速机型汽轮机。利用参数较低的主蒸
汽和来自闪蒸器的饱和蒸汽发电,汽轮机额定功率6480kW,排气压力-95.6kPa,转速
5829rpm,级数9级,工作状态下额定蒸汽条件:
入口蒸汽压力主蒸汽高压混汽低压混汽
2.45Mpa0.31Mpa0.006Mpa
入口蒸汽温度335℃饱和饱和
入口蒸汽流量31.93t/h2.24t/h0.93t/h
汽轮机为减速式汽轮机,通过速比为5829/1500rpm的减速机减速至1500rpm,这
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