汽輪機又稱蒸汽透平發動機,是一種轉盤式蒸汽動力系統,高溫高壓蒸汽越過固定噴頭變成加快的氣旋后噴涌到葉片上,使配有葉片排的轉子轉動,同時對外做功。汽輪機是當代火電廠的關鍵設備,也用于冶金行業、化工、艦船動力系統中。
汽輪機是能把蒸汽熱量轉化為機械功的外燃回轉式機械。來自鍋爐的蒸汽進到汽輪機后,依次通過一 系列環狀配備的噴頭和動葉,將蒸汽的熱能轉化為汽輪機轉子旋轉機械能。蒸汽在汽輪機中,以不同形式進行熱傳遞,便形成了不同原理的汽輪機。
汽輪機種類繁多,依據構造、原理、供熱特性、用途、氣缸數目地不同有多種分類方式。
按構造
有單極汽輪機和多級汽輪機;各個裝到一個汽缸里的單缸汽輪機,和各個分裝在幾個汽缸里的多缸汽輪機;各個裝到一根軸上的雙軸汽輪機,和各個裝到二根平行軸里的兩軸汽輪機等。
按原理
有蒸汽關鍵在各級噴頭(或靜葉)中澎漲的沖動式汽輪機;蒸汽在靜葉和動葉里都膨脹的反動式汽輪機;及其蒸汽在噴頭中澎漲后動能在幾列動葉上加以利用速度級汽輪機。
按供熱特點
有凝汽式、供暖式、背壓式、抽汽式和飽和蒸汽汽輪機等類型。凝汽式汽輪機排出蒸汽注入凝汽器,排汽壓力小于大氣壓強,因而具有較好的供熱特性,是比較常用的一種汽輪機;供暖式汽輪機既給予動力驅動發電機或其它機械,又給予生產或生活用熱,具有很高的熱量使用率;背壓式汽輪機的排汽壓力超過大氣壓強的汽輪機;抽汽式汽輪機是能從中間級抽出蒸汽供暖的汽輪機;飽和蒸汽輪機要以飽和的蒸汽作為新蒸汽的汽輪機。
按用途
可分為為電站汽輪機、工業汽輪機、船舶汽輪機等。
按汽缸數量
可分為單缸汽輪機、雙缸汽輪機和多缸汽輪機。
別的
此外還可依照蒸汽初壓(低壓、高壓、髙壓、高壓、亞臨界、超臨界、超超臨界)、排列方式(雙軸、兩軸)等進行篩選。
服務設施編寫 廣播
汽輪機通常在高溫高壓及高轉速的條件下工作,是一種比較精密的重型機械,一般須與鍋爐(或其它蒸汽產生器)、發電機(或其它被推動機械)及其凝汽器、加熱器、泵等構成機械設備,一起協調配合工作。
汽輪機由旋轉部分和靜止部分兩方面構成。轉子包含主軸、葉輪、動葉片和聯軸器等。靜子包含進汽部分、汽缸、擋板和靜葉柵、汽封及軸承等。
汽缸
汽缸是汽輪機外殼,其作用是把汽輪機的通流部分與空氣分隔,產生密閉的汽室,確保蒸汽在汽輪機內部進行能量的轉換過程,汽缸內組裝著噴嘴室、擋板、擋板套等零部件;汽缸外連接著進汽、排汽、抽汽等管路。
汽缸的高、高壓段一般采用碳素鋼或碳鋼鑄造構造,低壓段可依據容量和構造規定,選用鍛造結構或由簡易鑄件、槽鋼及鋼板焊接的焊接結構。
高壓缸有單層缸和雙層缸兩種方式。單面缸多用于中低參數汽輪機。兩層缸適用參數比較高的汽輪機。分成髙壓內缸和高壓外缸。髙壓內缸由水準中分面分開,產生上、下缸,內缸支撐在外缸的水準中分表面。髙壓外缸由前后共四個貓爪支撐在前軸承箱上。貓爪由下缸一起鑄出,位于下缸的上部,這樣使支撐點維持在水準軸線上。
中壓缸由中壓內缸和高壓外缸構成。高壓內缸在水準中分表面分離,產生左右汽缸,內缸支撐在外缸的水準中分表面,采用在外缸上加工出來的一外凸臺與在內缸上的一個環形槽密切配合,維持內缸在徑向位置。高壓外缸由水準中分面分開,產生左右汽缸。高壓外缸也以前后兩對貓爪各自支撐在中軸承箱和1號低壓缸前軸承箱上。
低壓缸為反向分離式,每個低壓缸由一個外缸和兩個內缸構成,全部由零件焊接而成。汽缸的上邊和下邊皆在垂直方向被分為三個部分,但安裝中,上缸豎直結合面已用螺栓連成一體,因而汽缸上邊可作為一個零件吊裝。低壓外缸由裙式臺面支撐,此臺面與汽缸下邊做成一體,并沿汽缸下邊向兩邊延伸。低壓內缸支撐在外缸上。每塊裙式臺面各自組裝被注漿固定于基礎上的基本臺面上。低壓缸位置由裙式臺面與基礎臺面間的滑銷固定。
轉子
轉子是由碳素鋼鍛件總體加工出的。在高壓轉子調速器端用剛性聯軸器與一根長軸聯接,此節上軸上配有主油泵和超速跳電構造。
全部轉子都被精加工,而且在安裝上每一個葉片后,開展飛速旋轉試驗和精準動平衡。
套服轉子:葉輪、軸封套、聯軸器等部位全是各自處理后,熱套在階梯型主軸里的。各部位與主軸之間采用過盈配合,以避免葉輪等因向心力及溫差功效造成松脫,并用鍵傳遞扭矩。中低壓汽輪機的轉子和髙壓汽輪機的低壓轉子常采用套服構造。套服轉子高溫下,葉輪與主軸易出現松脫。因此不宜做為高溫汽輪機的高壓轉子。
整鍛轉子:葉輪、軸封套、聯軸器等部位與主軸是由一整鍛件削成的,無熱套部分,這克服了高溫下葉輪與軸連接容易松動難題。這類轉子常用于大型汽輪機的高、高壓轉子。結構緊湊,對啟動和變工況適應性強,宜在高溫下運作,轉子剛度好,可是鍛件大,制作工藝要求高,加工時間長,大鍛件品質無法保證。
焊接轉子:汽輪機低壓轉子質量大,承受的向心力大,選用套服轉子時葉輪內孔在運行中將發生較大的彈性形變,因而必須設計較大的安裝過盈量,但這會造成很大的安裝應力,若選用整鍛轉子,品質無法保證,因此采用按段煅造、焊接組合的焊接轉子。它主要由多個葉輪與端軸拼接焊接而成。焊接轉子質量輕,鍛件小,結構緊湊,承載力高,與尺寸相同、有中心孔的整鍛轉子對比,焊接轉子強度大、剛度好,質量輕,但對焊接性能要求高,這類轉子的使用受焊接方法及檢驗方法和材料種類限制。
組成轉子:由整鍛構造套服構造組成,兼具二種轉子的優勢。
連軸器
連軸器用于聯接汽輪機每個轉子及其發電機轉子,并把汽輪機的扭距傳給發電機。當代汽輪機常見的連軸器常見三種方式:剛性聯軸器,半撓性聯軸器和撓性聯軸器。
剛性聯軸器:
這類聯軸器結構簡易,規格小;工作不必須潤化,沒有噪音;可是傳送振動和軸向位移,對中性要求高。
半撓性聯軸器
右邊連軸器與主軸鍛成一體,而左邊連軸器用熱套加雙鍵套服在相對的軸端上。倆對輪之間用波型半柔性套筒連接下去,并以配合兩螺栓牢固。波形套筒在扭曲方向是剛性的,在變曲方位剛是柔性的。這種連軸器主要用于汽輪機-發電機中間,賠償軸承之間抽真空、溫差、充氫引起的標落差,可減少振動的彼此影響,對中要求低,常用于中等容積機組
撓性聯軸器
撓性聯軸器一般有兩種方式,齒輪式和蛇形彈簧式。這類連軸器,能夠變弱或消除振動的傳送。對中性要求較低,可是運行中必須潤化,而且制做繁雜,費用較高。
靜葉片
擋板用以固定靜葉片,并把汽缸分為多個汽室。
動葉片
動葉片安裝于轉子葉輪或轉鼓上,接納噴頭葉柵射出的高速氣流,把蒸汽的動能轉換成機械能,使轉子轉動。
汽輪機
葉片一般由葉型、葉根和葉頂三個部分構成。
葉型是葉片工作部分,鄰近葉片的葉型部分中間組成汽流通道,蒸汽穿過時把動能轉換成機械能。按葉型部分截面的變化趨勢,葉片可分為等截面直葉片、變截面直葉片、扭葉片、彎扭葉片。
等截面直葉片:斷面型線和面積沿葉高是一樣的,加工便捷,制造成本低,有益于在一些級完成葉型通用等特點。可是氣動性能差,主要用于短葉片。
彎扭葉片:截面型心的聯線持續產生扭曲,可更好地減少長葉片的葉型損失,具有較好的起伏特點及強度,但制造工藝復雜,主要用于長葉片。
葉根是把葉片固定于葉輪或轉鼓里的聯接部分。它應保證在任何運作情況下的聯接堅固,同時務求制造簡易、安裝便捷。
T形葉根:加工裝配便捷,多用于中長葉片。
菌形葉根:強度大,在大型機上得到廣泛應用。
叉形葉根:加工簡易,安裝便捷,強度大,適應性好。
樅樹型葉根:葉根承載力大,強度適應性好,拆卸便捷,但加工繁雜,精度要求高,主要用于負載較大的葉片。
汽輪機的短葉片和中長葉片一般在葉管用圍帶連在一起,組成葉片組。長葉片剛在葉身中間用壓筋聯接組合,或是成隨意葉片。
圍帶的功效:提升葉片剛度,更改葉片的自振頻率,以繞開共震,從而提高了葉片的震動安全性;減少汽流產生的彎應力;可讓葉片組成封閉通道,并可設備圍帶汽封,減少葉片上方的漏汽損害。
壓筋:拉筋的作用是增加葉片的剛度,以提升其振動特性。可是壓筋增強了蒸汽流動損失,同時壓筋還會消弱葉片強度,所以在滿足葉片震動規定的情形下,要盡量避免選用壓筋,有的長葉片就設計為隨意葉片。
汽封
轉子和靜體之間的間隙會導致漏汽,這不但會降低機組效率,也影響機組安全運營。為了避免蒸汽泄露與空氣漏入,需要有密封裝置,一般稱為汽封。
汽封按安裝方式的差異,分成通流部分汽封、擋板汽封、軸端汽封。
軸承
軸承是汽輪機一個重要的組成部分,分成軸向支撐軸承和推力軸承兩類,他們用于承擔轉子的所有重力而且明確轉子在汽缸里的恰當部位。
1.多油楔軸承(三油楔、四油楔):輕載、耗功大,快速小機
2.圓軸承:可承輕載,瓦溫高
3.橢圓軸承:可承輕載
4.可傾瓦軸承:2、4、5、6瓦片軸承,性能穩定,承重范圍廣,油耗較大
5.推力軸承:1)固定瓦片式:承載力小,用以小機組。2)可傾瓦片式:①緊密爾式:瓦片反面線接觸;②金斯伯里式:瓦片反面點接觸。
汽輪發電機是電廠的關鍵部件,稱為發電站的心臟.近些年,汽機臺面的墊塊構造已逐步被高強灌漿料澆筑墊板所替代.高強灌漿料要以高強度材料為石料,以水泥做為結合劑,加上高流態,微澎漲,防離析等成分配置而成灌漿材料,具備高強,早強,自流平等優點.汽輪機基本二次灌漿料但則在墊板制作中,卻極易發生聚集性汽泡,空鼓,裂縫等質量問題,造成大量返修狀況.延長了工期,增強了成本.
與往復蒸汽機對比,汽輪機里的蒸汽流動是連續的、高速的,單位面積里能通過的流量多,因此能傳出較大的功率。大功率汽輪機可以采取較高的蒸汽壓力和溫度,故熱效較高。19世紀以來,汽輪機的發展便是在持續提高安全穩定性、耐用度和保證運作便捷的前提下,擴大單機功率和提升裝置熱合理性。
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