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    汽輪機  > 工作原理

           事欲有可為,必先明其理。淄博慎德汽輪機公司精通汽輪機結構和汽輪機工作原理,生產的汽輪機在同等體積下效益高出目前市場產品的15%-23%,同時免費培訓用戶汽輪機發電機工作原理、汽輪機基本工作原理及汽輪機運行的基礎知識等,助力用戶獲得更高的汽輪機使用效益。

           汽輪機工作原理簡述
           汽輪機是將蒸汽的熱能轉換成機械能的一種旋轉式原動機,有轉子(即轉動部分的總稱,包括:轉軸、葉輪、葉片、聯軸器及其附件)和靜子(即不轉動部分的總稱,包括:汽缸、進汽機構、排汽機構、汽封、滑銷系統、軸承和盤車裝置等)組成,如圖:

                        
            就慎德汽輪機公司生產的凝汽式汽輪機而言,從鍋爐產生的新蒸汽經由主閥門進入高壓缸,再進入中壓缸,再進入低壓缸,最終進入凝汽器。蒸汽的熱能在汽輪機內消耗,變為蒸汽的動能,然后推動裝有葉片的汽輪機轉子,最終轉化為機械能,繼而拖動機械轉動或電機發電,如圖:
                       

           

             汽輪機本體結構詳解圖(汽輪機基礎結構圖):
            汽輪機本體主要由轉子、靜子、軸承及軸承箱、盤車裝置四大部分結構組成,如圖:

                         
            1、轉子:汽輪機通流中的轉動部分,是汽輪機作功的關鍵部件,由主 軸,葉輪,葉片,聯軸器等主要零部件組成。  
            2、靜子: 汽輪機通流中的靜止部分及汽輪機的外殼部分,由汽缸、 隔板及隔板套、進汽部分、排汽部分、端汽封等主要零部件組成。
            3、軸承及軸承箱:支持軸承用來承受轉子的重量并保持轉子的徑 向位置,推力軸承用來固定轉子的軸向位置,軸承箱用來安裝軸承和軸承座。 
            4、盤車裝置:在進汽沖轉前及停汽停機后使汽輪機繼續保持低速 旋轉的裝置,由電動機、減速器、離合器、操縱機構構成。

     

           汽輪機工作原理圖: 
            汽輪機是用蒸汽做功的旋轉式原動機,它將蒸汽的熱能轉變成透平轉子旋轉的機械能,這一轉變過程需要經過兩次能量轉換,即蒸汽通過透平噴嘴(靜葉片)時,將蒸汽的熱能轉換成蒸汽高速流動的動能,然后高速氣流通過工作葉片時,將蒸汽的動能轉換成透平轉子旋轉的機械能。
            汽輪機工作原理分為兩類:沖動式和反動式。
            沖動式汽輪機的蒸汽熱能轉變成動能的過程,僅在噴嘴中進行,而工作葉片只是把蒸汽的動能轉換成機械能,即蒸汽在噴嘴中膨脹,速度增大,溫度壓力降低,而在葉片中僅將其動能部分轉變為機械能(汽體流速降低),而由于葉片沿流動方向的間槽道截面不變,因而蒸汽不再膨脹,壓力也不再降低; 

                       

           反動式汽輪機中的蒸汽在靜葉片中膨脹,壓力溫度均下降,流速增大,然后進入動葉片(工作葉片),由于動葉片沿流動方向的間槽道截面形狀與靜葉片間槽道截面變化相同,所以蒸汽在動葉片中繼續膨脹,壓力也要降低,由于汽流沿著動葉片內弧流動時方向是改變的,因此,葉片既受到沖擊力的作用,同時又受到蒸汽在動葉片中膨脹,高速噴離動葉片產生反動力的作用,沖動力和反動力的合力就是動葉片所承受的力,這就是說,在反動式汽輪機中,蒸汽熱能轉變成動能的過程,不僅在靜葉片中進行,也在動葉片中進行。
           按熱力過程分,汽輪機分為背壓式、凝汽式和抽汽凝汽式三類:背壓式汽輪機——在透平中工作后的蒸汽,在較高壓力(大于0.1MPa)下排出,供作它用;凝汽式透平――蒸汽汽輪機在透平中作功后全部排入凝汽器中冷凝;抽汽凝汽式汽輪機將在透平高壓缸作過功的蒸汽抽出一部分供作它用,而另一部分蒸汽在汽輪機低壓缸繼續作功后全部排入凝汽器中冷凝。 
           只有一個葉輪的汽輪機稱為單級汽輪機,功率小、轉速高、效率低,一般用于驅動小型油泵或水泵;為了提高能量轉換的效率,艾莉婕往往不是僅有一只葉輪,而是讓蒸汽依次通過幾個葉輪(一個葉輪為一級),逐級降低其壓力、溫度,蒸汽每經過一次熱能——動能——機械能的轉換,稱為工作的一個級,級與級之間用隔板隔開,第一級出來的蒸汽進入第二級,第一級的噴嘴裝在汽缸的隔板上,蒸汽經過第二級噴嘴,再次降壓、降溫、升速,然后去推動第二個葉輪,依次類推,這種透平稱為多級透平,多級透平的噴嘴和動葉片是相間排列的,大功率汽輪機將幾級葉輪裝在一個汽缸內,根據蒸汽工作壓力分為高、中、低壓缸,有時一個缸還可分成幾段,每段都有幾個葉輪。

     

           汽輪機工作原理動畫

                   
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           汽輪機油系統工作原理:
                  

           汽輪機油系統是供給汽輪發電機組工作用油的一組設備,作用是供給調節、保安、軸承潤滑、頂軸以及發電機密封等系統用油,主要由主油泵、交流油泵、直流油泵、冷油器、油過濾器、排煙風機、主油箱等設備組成,油路分為動力油、控制油和潤滑油,各油路的油質均采用主油箱內的32號透平油,各油路的回油均采用母管制,各路回油至汽機主油箱。汽機主軸驅動的主油泵位于機頭前。機組正常運行時主油泵出口油管路分別向潤滑和調節系統供油。2臺冷油器,1臺運行,1臺備用,可以通過三通閥在線切換,冷油器的作用是維持機組運行時的正常油溫。油過濾器通過切換閥可實現半側運行、在線切換和在線清掃,油過濾器的作用是保證系統內油質的清潔。


          電廠汽輪機發電機工作原理
                 
           汽輪機發電機是與汽輪機配套的發電機,是同步發電機的一種,它是由汽輪機作原動機拖動轉子旋轉,利用電磁感應原理把機械能轉換成電能的電氣設備,主要運用于火力發電廠或核能發電廠,原理是由汽輪機作原動機拖動轉子旋轉,利用電磁感應原理把機械能轉換成電能的發電設備。發電機轉子繞組內通入直流電流后,便建立轉子磁場,這個磁場稱主磁場,它隨著汽輪發電機轉子旋轉。其磁通自轉子的一個磁極出來,經過空氣隙、定子鐵芯、空氣隙,再進入轉子另一個相鄰磁極,從而構成主磁通回路。由于發電機轉子隨著汽輪機轉動,發電機磁極旋轉一周,主磁極的磁力線被裝在定子鐵芯內的u、v、w三相繞組(導線)依次切割,根據電磁感應定律,在定子三相繞組內感應出相位不同的三相交變電動勢,假設汽輪發電機轉子具有一對磁極(即一個N極、一個S極),當汽輪發電機轉子與汽輪機轉子同軸高速旋轉時,如汽輪機以3000轉/分旋轉時,這樣發電機轉子以50周/秒的恒速旋轉,磁極極性也要變化50次,那么在發電機定子繞組內感應電動勢也變化50次,同時在定子三相繞組內感應出相位不同的三相交變電動勢,即頻率為50赫茲的三相交變電動勢,這時若將發電機定子三相繞組末端(即中性點)連在一起接地,而將發電機定子三相繞組的首端引出線與用電設備連接,就會有電流流過,這個過程即為汽輪機轉子輸入的機械能轉換為電能的過程,如下圖:
                 
                 

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