汽轮机概述汽轮机的基本概念汽轮机的特点汽轮机的分类汽轮机的型号汽轮机级内损失和蒸汽能量转换过程一.基本概念
汽轮机是用具有一定温度和压力的蒸汽来做功，把蒸汽的热能转变成机械能的旋转式原动机。
依据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。（一）冲动式汽轮机基本工作原理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。(即蒸汽只是在喷嘴中产生压力降，而在叶片中不产生压力降)（
二）反动式汽轮机基本工作原理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）反动式汽轮机通常都是多级的，蒸汽在每一级中周而复始重复膨胀做功。
（三）冲动式与反动式汽轮机构造上的主要区别：冲动式汽轮机：动叶片出、入口侧的横截面相对比较匀称，
汽流流道从入口到出口其面积基本不变。反动式汽轮机：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，蒸汽流道从入口到
出口呈渐缩状。二．汽轮机的特点随着汽轮机单机容量的增大，蒸汽参数的提高，汽轮机本体结构越来越复杂，部件的尺寸也相应增大，所
以，为了使设备在高参数工作时金属部件有足够的强度，汽缸、法兰及螺栓等部件设计得十分笨重，使得加工制造、安装非常复杂，同时给运行也带
来很多问题。概括起来，大型汽轮机有以下特点：（一）采用多汽缸结构优点：可以避免一个汽缸内容纳过多的级，造成转子长度增
加，使转子刚性降低，难以保证强度和防振的可靠性；有利于采用再热循环，使单机功率进一步提高；有利于机组轴向推力的平衡。（二）采用
多层汽缸结构优点：合理利用材料，降低费用；减小汽缸厚度，避免过大的温差和热应力。（三）采用高中压缸分流合缸
布置方式优点：高温区集中在汽缸的中部，两端的温度、压力均较低，从而减少了对轴承和端部汽封的影响，改善了运行条件，减小了部
件的热应力；与分缸机组比较，由于减少了一个端部轴段，可以缩短主轴长度，减少轴封漏汽量；减少了一个汽缸和一个中间轴承，缩短了机组长度
，简化了机组结构；平衡部分轴向推力。（四）采用多排汽口优点：是提高汽轮机单机功率的有效途径。在末级叶片几何尺寸不变的情况下
，可以把低压缸设计成分流形式，这样可以成倍地增大汽轮机的功率。（五）采用双轴系结构优点：可以解决大功率汽轮机排汽口增多
使转子过长的问题。（六）加长低压级叶片长度优点：是提高单机功率的有效途径。（七）机组的自动化水平高三．汽轮机的分类
汽轮机的分类方法很多,可以根据汽机的结构特征、工作原理、热力特性、用途等方面进行分类。（一）按汽轮机所具有的级数分类级的定
义：所谓汽轮机的级，是由一列喷嘴与其后面的一列动叶所组成，用来完成从蒸汽热能转变为机械功全过程的基本单元。1．单级汽轮机：
只有一个级的汽轮机，即只有一列喷嘴与其后面的一列动叶片，是最简单的汽轮机。（由汽缸、喷嘴、叶轮、叶片、轴等主要部件构成，功率
小，主要用来带动水泵、风机、油泵等）复速级汽轮机：是单级汽轮机的变种，仍然是单级汽轮机。它与一般单级汽轮机不同处是具有两列
以上的动叶片，以称为速度级汽轮机。2．多级汽轮机（二）按蒸汽在汽轮机内流动的方向分类1．轴流式汽轮机：蒸汽在汽轮机
内流动的方向和轴平行。现各发电厂汽轮机多数是轴流式汽轮机。2．辐流式汽轮机：蒸汽在汽轮机内流动的方向与汽轮机轴相垂直。现发电厂中
辐流式汽轮机已不多见。3．周流式汽轮机：蒸汽在汽轮机内不是沿轴线方向流动，也不是沿辐向流动，而是沿圆周方向流进流出。这种一般是小
型的单级汽轮机。（三）按汽缸的数目分类1．单缸汽轮机：只有一个汽缸的汽轮机。2．双缸汽轮机：有高、低压或高中、低压两个汽
缸。3．多缸汽轮机：有高、中、低压三缸或多缸的汽轮机。（四）按汽轮机的工作原理分类1．冲动式汽轮机：利用冲动作用原理工作
2．反动式汽轮机：利用反动作及原理工作（五）按汽轮机热力系统特征分类1．凝汽式汽轮机纯凝汽式汽轮机：蒸汽在汽轮机内
做功后，除了一部分轴封漏汽外，全部排入凝汽器，在热力系统中没有回热抽汽和回热加热器的汽轮机。凝汽式汽轮机：为了提高热力循环
效率，将经过汽轮机某几级做功后的蒸汽抽出来，用以加热凝结水和给水，具有不调整抽汽的汽轮机。2．调整抽汽式汽轮机与凝汽式
汽轮机的区别：其抽汽压力可以在某一范围加以调整，可以有一级调整抽汽，也可以有两级调整抽汽。（其抽汽的绝对压力为0.12~0.25M
Pa及0.8~1.3MPa，前者可供取暧，后者中供工业用汽。）3．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，以供热用户采暧或工业用汽。汽轮机在热力系统中只有给水加热器，没有凝汽器，因而不存在冷源损失，热能利用率高。背压式汽轮机排汽压
力较高，而热用户的用汽量以很小时，其排汽可以供中、低压汽轮机使用。这时，背压式汽轮机被称为前置机，而被供汽的汽轮机叫做后置机。背
压式汽轮机和调整抽汽式汽轮机，都是既发电又供热的汽轮机，因此它们又统称为供热式汽轮机。背压式汽轮机由于没有凝汽器，其排汽直接供给
用户，不能少供也不能存储。热负荷大时，发电出力可以达到额定负荷；供热量少时，电负荷也被限制。故背压式汽轮机的运行方式是以热定电，不
能单独运行，而是与电力系统并列运行，以系统内的电力去调节背压式汽轮机供热的余缺。4．中间再热式汽轮机随着主蒸汽压力的提高，蒸
汽在汽轮机中膨胀到终了的湿度增大，为了使排汽的湿度不超过允许限度，采用了中间再热，也就是将在汽轮机高压缸内做完功的蒸汽，再送回锅炉
再热器中加热到接近于新蒸汽温度，然后回至汽轮机的中、低压缸内继续做功。中间再热的应用，减少了汽轮机的排汽湿度，改善了汽轮机末几级
叶片的工作条件，提高了汽轮机的相对内效率。（六）按汽轮机的用途分类1．电站汽轮机：用来发电或热电联产。2．工业汽轮机：用来
带动水泵、油泵、鼓风机等。3．船用汽轮机：作为船舶的动力装置，用以推动螺旋桨。（七）按汽轮机进汽压力分类四．汽轮机的型号
（一）国产汽轮机型号的组成（二）国产汽轮机型号中型式的汉语拼音代号（三）汽轮机型号中蒸汽参数的表示法五．汽轮机的
级内损失和蒸汽能量转换（一）汽轮机级内存在的主要能量损失级内轮周损失，包括喷嘴能量损失、动叶能量损失和余速损失；喷嘴出口实
际速度小于理想速度所造成的能量损失，称为喷嘴能量损失。由于实际流动过程存在流动损失，造成动叶出口汽流的实际相对速度低于理想速度，
动叶栅中的能量损失称为动叶损失。蒸汽在动叶栅中做功后，蒸汽的余速动能离开动叶栅，它未能在动叶栅中转换为机械功的一部分动能称为这一
级的余速损失。叶高损失；扇形损失，等截面直叶片存在着扇形损失，扭叶片没有扇形损失；叶轮摩擦损失，采用转鼓的反动式汽轮机，不
存在这项损失；部分进汽损失，包括鼓风损失和斥汽损失。全周进汽的级不存在此项损失；漏汽损失；湿汽损失，汽轮机末几级在湿蒸汽区工
作，才存在此项损失。（二）蒸汽在汽轮机中能量转换过程具有一定压力和温度的蒸汽流经喷嘴，并在其中膨胀，蒸汽的压力、温度
不断降低，速度不断升高，使蒸汽的热能转化为动能，喷嘴出口的高速汽流以一定的方向进入装在叶轮上的通道中，汽流给动叶片一作用力，推动叶
轮旋转，即蒸汽在汽轮机中将热能转化为了机械功。（二排汽口125MW、300MW）（三排汽口200MW）
（四排汽口300MW、600MW）（双轴四排汽600MW）32MPa以上超超临界压力汽轮机22.
15MPa超临界压力汽轮机16~18MPa亚临界压力汽轮机12~14MPa超高压汽轮机6~10MPa高
压汽轮机2~4MPa中压汽轮机1.5MPa以下低压汽轮机新蒸汽压力压力等级蒸汽参数变形设计次序额定
功率形式空冷式移动式船用抽汽背压式二次调整抽汽式一次调整抽汽式背压式凝汽式型式KYCY
CBCCCBN代号CB25-8.83/0.98/0.118主蒸汽压力/抽汽压力/背压抽汽背压式B1.5-3.43/1.55主蒸汽压力/背压背压式CC50-8.83/0.98/0.118主蒸汽压力/高压抽汽压力/低压抽汽压力抽汽式N300-16.7/538/538主蒸汽压力/主蒸汽温度/中间再热温度中间再热式N100-8.83/535主蒸汽压力/主蒸汽温度凝汽式示例参数表示方法型式 |
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