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科普| 汽轮机的简单介绍

时间:2021-09-17;阅读:144次

汽轮机是一种以蒸汽为动力,并将蒸气的热能转化为机械功的旋转机械,是现代火力发电厂中应用最广泛的原动机。汽轮机具有单机功率大、效率高、寿命长等优点。


汽轮机按照工作原理分为冲动式汽轮机和反动式汽轮机。

——冲动式汽轮机蒸汽主要在静叶中膨胀,在动叶中只有少量的膨胀。

——反动式汽轮机蒸汽在静叶和动叶中膨胀,而且膨胀程度相同。

汽轮机是能将蒸汽热能转化为机械功的外燃回转式机械,来自锅炉的蒸汽进入汽轮机后,依次经过一系列环形配置的喷嘴和动叶,将蒸汽的热能转化为汽轮机转子旋转的机械能。蒸汽在汽轮机中,以不同方式进行能量转换,便构成了不同工作原理的汽轮机。

汽轮机由转动部分和静止部分两个方面组成。转子包括主轴、叶轮、动叶片和联轴器等。静子包括进汽部分、汽缸、隔板和静叶栅、汽封及轴承等。


汽缸

汽缸是机的外壳,其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部完成能量的转换过程,汽缸内安装着喷嘴室、隔板、隔板套等零部件;汽缸外连接着进汽、排汽、抽汽等管道。

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转子

转子是由合金钢锻件整体加工出来的。在高压转子调速器端用刚性联轴器与一根长轴连接,此节上轴上装有主油泵和超速跳闸机构。所有转子都被精加工,并且在装配上所有的叶片后,进行全速转动试验和精确动平衡。

联轴器

联轴器用来连接汽轮机各个转子以及发电机转子,并将汽轮机的扭矩传给发电机。现代汽轮机常用的联轴器常用三种形式:刚性联轴器,半挠性联轴器和挠性联轴器。

刚性联轴器:

这种联轴器结构结构简单,尺寸小;工作不需要润滑,没有噪声;但是传递振动和轴向位移,对中性要求高。

半挠性联轴器:

右侧联轴器与主轴锻成一体,而左侧联轴器用热套加双键套装在相对的轴端上。两对轮之间用波形半挠性套筒连接起来,并以配合两螺栓坚固。波形套筒在扭转方向是刚性的,在变曲方向刚是挠性的。这种联轴器主要用于汽轮机-发电机之间,补偿轴承之间抽真空、温差、充氢引起的标高差,可减少振动的相互干扰,对中要求低,常用于中等容量机组

挠性联轴器:

通常有两种形式,齿轮式和蛇形弹簧式。这种联轴器,可以减弱或消除振动的传递。对中性要求不高,但是运行过程中需要润滑,并且制作复杂,成本较高。

静叶片

通俗讲就是汽轮机里面的隔板,它固定在汽缸中,一个汽缸缸里有很多静叶片,一个静叶和一个动叶组成一级,过热蒸汽从汽门进入第一级静叶片,静叶片导流蒸汽进入动叶片,推动转子,将热能转换为机械能,经过第一级的蒸汽再进入第二级静叶与动叶,原理一样主要起到导流蒸汽的作用。

动叶片

动叶片安装在转子叶轮或转鼓上,接受喷嘴叶栅射出的高速气流,把蒸汽的动能转换成机械能,使转子旋转。

叶片一般由叶型、叶根和叶顶三个部分组成。

叶型是叶片的工作部分,相邻叶片的叶型部分之间构成汽流通道,蒸汽流过时将动能转换成机械能。按叶型部分横截面的变化规律,叶片可以分为等截面直叶片、变截面直叶片、扭叶片、弯扭叶片。

叶根是将叶片固定在叶轮或转鼓上的连接部分。它应保证在任何运行条件下的连接牢固,同时力求制造简单、装配方便。

围带在动叶静叶上都有,是在叶顶上,增加叶片强度,减少叶片振动,防止叶片偏转引起动静碰摩围带的作用:增加叶片刚性,改变叶片的自振频率,以避开共振,从而提高了叶片的振动安全性;减小汽流产生的弯应力;可使叶片构成封闭通道,并可装置围带汽封,减小叶片顶部的漏气损失。

拉筋是加在动叶片末级上的,是穿在叶片中间,把几片叶片连在一起,一方面增加强度,另一方面调整叶片频率,防止共振。

汽封

转子和静体的间的间隙会导致漏汽,这不仅会降低机组效率,还会影响机组安全运行。为了防止蒸汽泄漏和空气漏入,需要有密封装置,通常称为汽封。汽封按安装位置的不同,分为通流部分汽封、隔板汽封、轴端汽封。

轴承

轴承是汽轮机一个重要的组成部分,分为径向支持轴承和推力轴承两种类型,它们用来承受转子的全部重量并且确定转子在汽缸中的正确位置。