小型汽轮机 汽轮机设备简介，这些你真的都懂吗？

1.汽轮机本体

汽轮机包括汽轮机本体、调节和安全系统及辅助设备。汽轮机本体包括:

(1)静态物体(固定部件)-汽缸、喷嘴、隔膜、蒸汽密封等。

(2)转子(转动部分)-轴、叶轮、叶片等。

(3)轴承(支撑部件)-径向和推力。

2.圆柱体

(1)汽缸的组成:汽缸是汽轮机的外壳，汽轮机本体的主要零件几乎都包含在汽缸内。喷嘴室、喷嘴、隔膜、隔膜套和汽封等部件安装在气缸内。汽缸外有调节汽阀和进汽、排汽及回抽管道。

(2)汽缸功能:汽缸是汽轮机的外壳。其作用是将汽轮机的流道与大气隔开，形成一个封闭的蒸汽室，以保证蒸汽在汽轮机中完成其能量转换过程。

3.气缸内部部件

(1)喷嘴和隔板

喷气式飞机

隔片

喷嘴和挡板的作用和特点:喷嘴是汽轮机的主要部件之一。其作用是将蒸汽的热能转化为高速蒸汽流的动能，使高速蒸汽流从喷嘴向某一方向喷出，进入动叶栅，带动叶轮旋转做功。隔板由外缘、喷嘴和板体三部分组成。为了安装方便，隔板一般做成两半，隔板的上半部分安装在上气缸盖内，下半部分安装在下气缸内。第一级喷嘴直接安装在气缸高压端的专用喷嘴室上。第二级和后级的喷嘴安装在各级隔板上，用于安装喷嘴和分离各级叶轮。冲击式汽轮机的每一级都由一个隔板和一个叶轮组成。冲击式汽轮机的隔板可分为焊接隔板和铸造隔板。反作用汽轮机不采用隔膜结构，各级喷嘴(也称静叶栅)直接安装在汽缸上。

(2)蒸汽密封

蒸气封

1)汽轮机汽缸两端的轴孔与转轴之间有一定的间隙，这样在工作过程中，大量高压蒸汽会从汽缸进口端漏出，进入前轴承箱，污染润滑油。另外，凝汽式汽轮机的排汽压力约为0.05 kg/cm2(绝对)，即排汽端处于高真空空状态，使得大气中大量的空空气沿后轴孔漏入排汽管和凝汽器，破坏汽轮机的真空空。因此，为了减少高压端蒸汽向外泄漏和排气端空气体向内泄漏，气缸两端的轴孔需要空气密封。

2)汽封功能

为了防止碰摩，汽轮机的动静部分之间必须留有一定的间隙。然而，间隙的存在必然会导致蒸汽泄漏，降低汽轮机的经济性。为了解决这一矛盾，在汽轮机动、静态部分的相关部位设置了密封装置，通常称为汽封。它可以分为三种类型:轴封(也称为轴封)、隔膜密封和护罩密封。

(3)转子

汽轮机中所有旋转部件的组合称为转子。包括:主轴、轴封、动叶片、止推板、紧急保护器、联轴器主轴承、测量板等。

旋转体

(4)刀片

动叶片和静叶片

刀片

4.容忍

轴承是汽轮机的重要部件，分为径向支撑轴承和推力轴承两种。它们用于承受转子的所有重力，并确定转子在气缸中的正确位置。

根据载荷方向的不同，轴承可分为支撑轴承(承受径向载荷)、推力轴承(承受轴向载荷)和支撑推力轴承(同时承受径向载荷和轴向载荷)。

工业汽轮机常用的径向轴承有圆形轴承、椭圆形轴承、多油楔固定轴承和可倾轴承，其中使用最多的是可倾轴承。与上述轴承相比，可倾瓦轴承具有各瓦可自由摆动、任何情况下都能形成最佳油楔、高速稳定性好、不易发生油膜振荡等优点，应用广泛。

还有一种带弹性平衡垫的径向推力组合轴承，其中推力垫靠在弹性环上，轴承时弹性环发生弹性变形，以满足各垫面与推力板平面接触良好的要求。这种结构适用于具有刚性转子和较小轴向载荷的机组。

5.结合

联轴器也称为计数器轮或靠背轮。功能是传递扭矩。

1)刚性联轴器:结构简单，能够承受相邻转子分配的重量，减少支撑轴承数量，缩短单位长度。缺点是传递振动和轴向位移，对找中心要求高

2)半柔性耦合:在耦合的两半之间增加一个波柱。传递扭矩时是刚性的，能传递一定的轴向推力，部分吸收转子间传递的振动。它还允许两个相邻轴端之间的同心度和端面偏差略有差异。

3)柔性联轴器:一般有齿轮式和弹簧式两种。这种联轴器基本不传递轴向推力和振动，对找正要求低，但容易磨损，需要润滑，成本高。主要用于小型汽轮机。

6.自动主蒸汽阀

自动主汽阀的作用是在汽轮机保护装置动作后，迅速切断汽源，停止汽轮机。因此，它是保护装置的共同执行元件。自动主汽阀的结构可分为主汽阀和控制座两部分，控制座是控制自动主汽阀开启或关闭的机构。为了保证安全，要求自动主汽阀动作迅速，关闭严密。对于高压汽轮机，在正常进、排汽参数下，自动主汽阀关闭(调节阀全开)后，汽轮机转速应能迅速降至1000转/分以下，从汽轮机保护装置动作到主汽阀全关的时间一般不超过0.5 ~ 0.8秒..

7.超速保护装置

为了防止调节系统故障和突然甩负荷造成的超速危险，每个汽轮机都装有超速保护装置，由感应机构和放大机构组成，其传动装置通常称为紧急断路器或紧急保护器。一般当汽轮机转速上升到额定转速的1.10 ~ 1.12倍时，就会动作，迅速切断汽轮机的供汽，使汽轮机停止运行。

(1)紧急保护器

紧急保护器是超速保护装置的速度传感机构，它实际上是一个静态不稳定的调速器。按其结构可分为飞锤式和飞环式，但它们的工作原理完全相同。

(2)临界断路器滑阀

在现代汽轮机中，紧急保护器动作后，飞锤作为超速信号飞出，然后利用紧急遮断滑阀作为传动放大机构来操纵主汽阀。因此，紧急保护器和紧急切断滑阀构成超速保护装置。

(3)轴向位移保护

汽轮机在运行中，如果由于某种原因造成汽轮机轴向推力过大，会导致推力瓦黑金熔化，转子产生不允许的轴向位移，造成汽轮机动静部分摩擦，造成严重的设备损坏事故。因此，汽轮机配有轴向位移测量、报警和自动保护装置。

(4)低油压保护

如果润滑油压力过低，汽轮机轴承将无法正常工作。严重时还会造成轴瓦损坏、动静件摩擦等严重事故。因此，润滑系统配有低油压保护装置。低油压保护装置一般应具有以下功能:

1)当润滑油压力低于正常值时，首先发出信号提醒操作人员注意并及时采取措施。

2)当油压继续下降到一定值时，辅助油泵自动投入运行，增加油压。

3)如果辅助油泵启动后油压继续下降到某一值，应跳闸停机，当继续下降到另一值时，应停止盘车。

8.油系统主要设备

(1)油箱

作用:储存油，分离油中的气体、水和机械杂质。

油箱分为脏部分和干净部分，两部分之间有滤网。回油管道设置在脏段，油泵吸油口设置在干净段。为了排出沉淀下来的水和杂物，油箱底部一般做成斜坡状。

(2)主油泵

安装位置:汽轮机高压转子前端的短轴上。

离心式主油泵不能自吸，启停时依靠交流辅助油泵供油。如果空气体进入主油泵入口，会造成系统运行不稳定。主油泵的入口必须保持一定的正压，这是注油器在正常工作时提供的。

(3)注油器

注油器，又叫注油器，本质上是喷射泵；对于大型机组的供油系统，通常安装两台注油器，可以并联，也可以串联。以下是其工作原理图，注:1-喷嘴；2-混合室；3-扩散管

涂油机工作原理图

9.主要辅助设备

(1)冷凝器

冷凝器是热力循环的冷源。它的基本作用是接收汽轮机的排汽并凝结成水，从而在汽轮机的排汽口形成最佳的真空，将工质膨胀到最低压力，尽可能将蒸汽热能转化为机械能。冷凝器是在真空条件下工作的表面换热器，其具体功能是:

1)冷却汽轮机的排汽，使其凝结成水，使凝汽器形成机组安全经济运行的真实空。

2)回收乏汽冷凝水。

3)在正常运行时，凝汽器还可以起到一次真空除氧器的作用，可以去除凝结水中所含的气体，从而改善水质，防止设备腐蚀。

冷凝器示意图

(2)抽气器

由于凝汽器或排汽管的接头不严密，空气体会从外部泄漏。为了在冷凝器中保持高度的真实空，必须采用抽气设备来连续抽出泄漏的空气体。抽气器的作用是不断抽出冷凝器中的空气体，使冷凝器保持良好的真空。以下是其工作原理示意图，注1——工作喷嘴；2-混合室；3-扩散管

喷射喷射器示意图

(3)低压加热器

低压加热器是汽轮机回热系统中凝结水泵和除氧器之间的加热器。有表面型和混合型。通常使用表面型管壳式结构，其中热水在管内流动，热蒸汽在管外流动。其结构简单，部件采用普通材料制成。

加热器

(4)高压加热器

高压加热器位于给水泵和锅炉之间，承受给水的高压和高温。高压加热器是热力系统的主要辅助设备。由于其压力高，如果因泄漏而不能正常运行，不仅会影响全厂热效率，还会降低整套机组的输出功率。

(5)除氧器

除氧器功能:去除锅炉给水中的氧气等不凝性气体，防止热力设备腐蚀和传热恶化，保证热力设备安全经济运行。它是给水再生系统中的混合加热器。化学系水电厂各部分水质合格的高压加热器的疏水、高压疏水、乏汽可导入除氧器利用，减少电厂汽水损失。

除气器

除气器

10.汽轮机设备的组成

汽轮机设备组成图

11.水锤声

在压力管道中，由于液体速度的快速变化，管道中的液体压力发生显著、反复、快速的变化，具有管道中“锤击”的特性。这种现象称为水锤(或水锤)。

水锤有两种:正水锤和负水锤。它们的危害是:水锤为正时，管道内压力上升，可超过管道内正常压力几十到几百倍，对管壁造成很大的应力。压力的反复变化会引起管道和设备的振动，管道的应力会交替变化，对管道、管件和设备造成损坏。当水锤为负时，管道内的压力会降低，从而引起管道和设备的振动。应力传递变化对设备有不利影响。同时，水锤为负时，如果压降过低，可能会在管道内造成不利的真空，在外压作用下将管道压碎。

为了防止水锤，可以增加阀门的开启和关闭时间，尽可能缩短管道的长度，并在管道上安装安全阀或空气室，以限制压力的突然增加或低压降。

12、汽轮机积盐？

带有各种杂质的过热蒸汽进入汽轮机后，由于做功，压力和温度降低，而钠化合物和硅酸在蒸汽中的溶解度随着压力的降低而降低。当某种物质的携带量大于其在蒸汽中的溶解度时，该物质将以固态排出。沉积在蒸汽的流动路径上。沉积的物质主要是盐，通常称为汽轮机盐沉积。

13、汽轮机调节系统

汽轮机调节系统的基本任务是在外部负荷变化时，及时调节汽轮机的功率，以满足用户用电变化的需要，同时保证汽轮发电机组的工作转速在正常允许范围内。

根据其作用过程，一般由速度传感机构、传动放大机构、执行器和反馈装置组成。

14.调节系统的静态和动态特性

调节系统有两种工作特性:动态特性和静态特性。在稳定工况下，汽轮机功率与转速的关系是调节系统的静态特性。从一种稳定工况到另一种稳定工况的过渡过程的特征称为调节系统的动态特性，指的是过渡过程中功率、转速、调节阀开度等参数随时间的变化规律。

15.加热器的类型

加热器根据换热方式的不同可分为表面加热器和混合加热器。根据设备模式，可分为立式和卧式。根据水压将低压加热器和高压加热器分开。一般管束中的冷凝水称为低压加热器，加热给水泵出口后的给水称为高压加热器。

结束

出自:《不甘的蚂蚁》

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