凝气式汽轮机的定义、组成、种类、工作原理及操作！

一、定义

汽轮机又叫蒸汽透平，它是以蒸汽为工作介质，利用高速气流推动叶轮转动，从而把蒸汽的热能转化为机械能的一种能量转换设备。

二、汽轮机的组成

转子(包括主轴、叶轮、叶片) 。

定子（包括汽缸、喷嘴、隔板），调速系统，保安系统。

三、汽轮机的工作原理

高压蒸汽从装在汽缸上的喷嘴喷出，经膨胀、降压而形成高速气流，高速气流吹到装在叶轮周边的一个个叶片上，从而将转子转动起来，完成了蒸汽热能到机械能的转换。此过程中排出的蒸汽温度和压力均有所下降，因此叫乏汽。

四、汽轮机的种类

按热力学划分主要有背压式、抽汽式和凝汽式三种。我车间采用的为凝汽式透平，蒸汽在汽轮机中做功后全部进入凝汽器，排汽在低于大气压力的真空状态下凝结成水。

五、凝气式汽轮机的蒸汽

1、进汽系统

进汽系统包括主汽门和调速气门，主汽门（速关阀）是蒸汽进入系统的通道位于汽缸前部，新蒸汽通过它进入气室，机组正常运行时，速关阀中的油压克服弹簧力顶开阀门，出现故障时，油路中的油压下降，阀门就快速关闭。调节气门用来调节进气量，而进气量决定着汽轮机的转速和功率。调节汽阀是用油压操纵的，各个阀碟挂在横梁上，横梁通过两根拉杆和一套装在进气室前的杠杆油动机带动。调速器可人工给定转速，亦可与其它系统相连，保持某一参数恒定。

调节汽阀简图

2、冷凝系统

冷凝系统包括凝汽器、热井、凝结水泵等。排汽经过凝汽器冷却后，能将做功后的乏汽冷凝成水，再由凝结水泵打入抽汽冷凝器做冷却水用，一部分回到热井保持一定的液面，另一部分水送入管网回收再利用。冷却过程中形成负压，瞬间冷却，体积急剧收缩，造成一定的真空，有利于汽机进一步做功。

冷凝系统简图

3.真空系统

真空系统的作用是维持凝汽式透平排汽的真空度，同时将冷凝液回收重复使用。主要设备有抽汽冷凝器、开工抽气器、一、二级抽气器（抽气器也叫空气抽气器，蒸汽喷射器）

抽气器的工作原理

工作蒸汽在高压下从喷嘴以很高的流速喷出，在喷射过程中，蒸汽的静压能转变为动能产生低压，而将气体吸入，吸入的气体与蒸汽混合后进入扩散管，速度逐渐降低压力随之升高，而后从压出口排出。在蒸汽冷凝下来以后，积蓄下来的不凝气体通过两个串联的蒸汽喷射器抽出。每抽一次，压力就升高一些，又可冷凝下来一些水份，这些冷凝水又可引回系统，最后将不凝气体排入大气。

真空系统简图

一级抽气器工作原理图

4.排气安全阀

1）作用

当系统出现故障破真空时，将排大气安全阀打开，可快速破真空，使转子尽快停止转动，防止事故扩大化。

2）操作要点

a.为了防止安全阀不严而漏空气，排大气安全阀要用水封住，通入密封水以维持真空。

b.如果排大气安全阀达到正压不动作，可立即用手去开此阀，如果还是打不开，要进行紧急停车。

排气安全阀简图

5.轴封蒸汽

1）作用：在轴的两端形成密封。防止缸内气体逸如大气（高压侧即蒸汽入口侧）；或空气漏入缸体（低压侧即做功后的乏汽侧），影响透表冷器的真空。

2）操作要点：

a.过大会造成蒸汽浪费，而且如果密封蒸汽泄漏气回到疏水膨胀箱，那就会增加对凝汽器负荷，如果不及时调整有可能影响到真空度。

b.过小，密封效果不好，高压侧高压蒸汽容易泄漏出来，真空侧很有可能吸入空气影响到真空度。

6.调速系统组成

速关阀、调节阀、危急保安器、电液转换器、油动机。

调速系统的作用：它是通过油压控制调节气门进汽量的大小，从而实现控制调节透平转速。

汽轮机调速油系统简图

7.危急保安系统

当转速超过设计允许极限，转子上的飞锤会自动弹出，触及危机保安器，自动将调速器油压泄掉，迅速关闭速关阀，切断进汽。

当汽轮机转子轴向位移≥1mm 时，转子上的轴位移凸肩撞击挂钩，也会将速关阀关闭。

作用：是防止机组超转数飞车的一种保护装置。

汽轮机危机保安器系统简图

8.凝汽器的作用

汽轮机排汽端做功完毕的蒸汽，离开汽轮机后进入凝汽器壳程，凝汽器管程内流入循环水冷却工质，将汽轮机乏汽凝结为水.由于蒸汽凝结为水时，体积骤然缩小，从而在原来被蒸汽充满的凝汽器封闭空间中形成真空。为保持所形成的真空，抽气器则不断的将漏入凝汽器内的空气抽出，以防不凝结气体在凝汽器内积聚，使凝汽器内压力升高。集中与凝汽器底部热井中的凝结水，则通过凝结水泵送往除氧器方向作为锅炉给水。简单的说凝汽器作用，就是把乏汽凝结成水。

凝汽设备的任务是：

1）在汽轮机排汽口建立并维持高度真空。

2）将汽轮机的排汽凝结成洁净的凝结水作为锅炉的给水循环使用。

凝汽器简图

9.盘车系统

汽轮机盘车的作用

1）为了保证汽轮机在停机后任意时间内能启动，停机后使转子连续或定期转动以便消除转子的热弯曲度。另外，盘车可防止由于汽门不严，蒸汽漏入汽轮机内部，而引起的热变形。

2）由于盘车带动转子转动使转子和缸体以及各部件均匀冷却。

3）由于盘车时一定要启动油泵，它还能使轴承冷却，以带走轴承中的热量。

4）汽轮机冲转时，可减少转子的惰性，减少叶片的冲击力。

盘车系统简图