汽轮机培训教材精选PPT.ppt
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1、汽轮机培训教材第1页,此课件共73页哦2目錄 第一章第一章 基礎知識基礎知識 第二章第二章 汽輪機本體汽輪機本體第三章第三章 汽輪機設備檢修汽輪機設備檢修第2页,此课件共73页哦3 汽輪機的基本概念 汽輪機作為一種原動機,它是從1890年瑞典工程師拉法爾製造出第一台功率僅為5馬力的汽輪機起,至今已有100多年的歷史,我國的第一台汽輪機是1949年在上海汽輪機製造,容量為6000千瓦,於1956年在淮南發電廠投產。第3页,此课件共73页哦4 汽輪機的基本概念 汽輪機鑄造業之所以能夠迅速發展是因為:它的熱效率高,凝汽式汽輪機組的綜合熱效率達40%,供熱機組熱效率可達80。汽輪機是連續工作的迴旋機械
2、,它可已具有較大的功率。機組運行平穩,事故率較低,一般可保持3年左右大修,充分提高了設備利用率。正因為汽輪機有這些優點,所以被廣泛用於拖動發電機、鼓風機、水泵及用作船舶的動力機械。第4页,此课件共73页哦5 第一章 基礎知識 一、名稱及符號1、溫度:物體表面的冷熱程度2、壓力:物體單位面積上所承受的垂直作用力3、絕對壓力:容器內氣體的真實壓力。用P絕表示4、表壓力:用壓力錶計測得的壓力。用P表表示5、真空值:用真空表測得的數值。用H表示P絕P表+B大氣壓P絕=BH6、比容:單位品質工質所佔有的體積。符號:V 單位:立方米每公斤第5页,此课件共73页哦6 第一章 基礎知識 7、密度:單位容積內工
3、質的品質。符號:單位:公斤每立方米8、能:含有動能;物體由於運動而具有的能量 位能(勢能):物體由於一定溫度所具有的能 熱能:物體內部分子由於熱運動而具有的能量 內能:指儲存與物體內部的能量。分:內動能,內位能9、功:凡力施加與物體,並使該物體沿作用力的方向產生位移,對物體做了 功,單位時間內所做的功,叫功率。10、節流:介質在管道內流動,由於通流截面積突然縮小,使介質壓力降低,這種現象叫節流11、汽耗率:汽機產生單位功所消耗的蒸汽量12、熱耗率:汽機產生單位功所消耗的熱量第6页,此课件共73页哦7 第二章 汽輪機本體 第一節 汽輪機的基本概念及分類汽輪機是利用蒸汽熱能來做功的旋轉式原動機1、
4、工作原理:蒸汽進入汽輪機噴嘴膨脹降壓增加流速按一定的方向噴射出來(將蒸汽的熱能轉變成動能),進入葉片推動葉輪旋轉(蒸汽的動能轉變成轉子的旋轉機械能)並拖動風機或發電機旋轉。2、特點:功率大、轉速高、效率高、運行平穩、使用壽命長第7页,此课件共73页哦8第二章 汽輪機本體 第一節 汽輪機的基本概念及分類一:汽輪機的分類1、按工作原理分a、衝動式:蒸汽的熱能轉變成動能的過程,僅在噴嘴中發生,而工作葉片只是把蒸汽的動能轉變成機械能的汽輪機,叫衝動式汽輪機。b、反動式:蒸汽的熱能變為動能的過程不僅在噴嘴中發生,而且在葉片中同樣發生的汽輪機,叫反動式汽輪機2、按汽輪機所具有的級數分單級汽輪機、複速級汽輪
5、機和多級汽輪機。所謂汽輪機的級:是由一段噴嘴與其後邊的一級動葉片組成,用來完成蒸汽轉變成機械功全過程的基本單元。單級汽輪機用來拖動油泵或給水泵 複速級汽輪機即雙列汽輪機 隨著汽輪機越來越趨向高溫、高壓、大功率,單機汽輪機等已不能滿足工業的需求,所以多級汽輪機就應運而生,下邊所講的汽輪機都是多級汽輪機。第8页,此课件共73页哦9第二章 汽輪機本體 第一節 汽輪機的基本概念及分類3、按蒸汽在汽輪機內部流動的方向分:軸流式汽輪機、輻流式汽輪機、周流式汽輪機軸流式汽輪機:蒸汽在汽輪機內流動的方向和軸平行,現各電廠運行著的汽輪機多是這種氣輪機。4、按汽缸的數目分單缸汽輪機、雙缸汽輪機、多缸汽輪機5、按汽
6、輪機的熱力特性分凝汽式汽輪機、調整抽氣式汽輪機、背壓式汽輪機、抽背式汽輪機、補汽式汽輪機及中間再熱式汽輪機第9页,此课件共73页哦10第二章 汽輪機本體 第一節 汽輪機的基本概念及分類6、按汽輪機的用途分 電站汽輪機:用來發電或熱電聯產的汽輪機 工業汽輪機:用來帶動水泵、油泵、鼓風機等的汽輪機 船用汽輪機:作為船舶的動力裝置,用以推動螺旋槳7、按進氣壓力分 低壓氣輪機:新蒸汽壓力 1.21.5Mpa 中壓汽輪機:新蒸汽壓力 24Mpa 次高壓汽輪機:新蒸汽壓力 56Mpa 高壓汽輪機:新蒸汽壓力 610Mpa 超高壓汽輪機:新蒸汽壓力 1214Mpa 亞臨界汽輪機:新蒸汽壓力 1618Mpa
7、超亞臨界汽輪機:新蒸汽壓力 大於22.17Mpa第10页,此课件共73页哦11第二章 汽輪機本體 第二節 汽輪機的基礎一、海島式(雙層佈置)、整塊式(單層佈置)1、機組基礎不良會造成a、汽輪機、減速器、風機轉子之間的中心偏差,使機組振動加大b、汽缸偏斜度的改變,使汽缸與軸承,汽缸內部與轉子的相對位置變化,引起軸承的磨損和汽缸內部動靜部分的磨損及碰撞c、機組安裝後揚度(楊度:機組安裝時預先考慮的高、低壓端水準應有的差別)改變,使推力軸承上承受的負荷過大二、機組運行時應注意a、高溫部分的管道、閥門汽缸等必須保溫完好,不允許蒸汽和疏水直接噴射到基礎上,防止高溫影響混凝土的強度或造成基礎的高壓端的不平
8、衡下沉b、軸承、油管路各處有漏油應立即消除,防止混凝土疏鬆裂開c、不允許在振動較大的情況下長期運行d、冬季儘量保持車間內各處溫度一致,防止基礎局部受熱,造成冷熱不均損壞基礎第11页,此课件共73页哦12第二章 汽輪機本體 第三節 汽缸及熱膨脹汽缸的用途和構造1、作用:a、將汽輪機的通流部分與大氣隔開,保證蒸汽在汽輪機內完成其做工過程。b、承受汽輪機目些靜止部件的重量(隔板、噴嘴、汽封套等)2、構造:中小型汽輪機採用單層缸,呈圓筒結構,具有水準中分面,分成上、下缸,用螺栓連接:汽缸為減少優質材料的消耗,還將汽缸分為高、低壓缸。高壓缸內蒸汽壓力、溫度較高,使用較好的鑄鋼,低壓缸內的壓力、溫度相對較
9、低,用一般鑄鋼製造,高低壓缸之間用螺絲連接並加以密封焊。汽缸水平面的嚴密性要求嚴格,結合面處用0.05mm的塞尺不能塞入。上汽缸的高壓端設有進氣室,下缸設有抽氣口、疏水口,上下缸均車有放置隔板用的隔板槽,汽缸兩端中心孔處車有放置汽封套的凹槽。第12页,此课件共73页哦13第二章 汽輪機本體 二、汽缸受力分析1、由於汽缸內外的壓力差,是汽缸壁上承受一定的作用力2、隔板和噴嘴加於汽缸的力3、汽缸及汽缸上固定部件的重量4、軸承座與汽缸鑄為一體或軸承座與螺栓連接下汽缸的機組,轉子的重量和轉子轉動是得不平衡力5、小型機組的主氣門、新蒸汽管道與汽缸連接,對汽缸蓋的作用力6、汽缸在運行中存在溫度差引起的熱應
10、力第13页,此课件共73页哦14第二章 汽輪機本體 三、汽缸所承受的熱應力1、當負荷變化,機組各級溫度、壓力都要變化,於是汽缸沿長度方向產生溫度差,使汽缸材料的熱應力增大2、由於汽缸內外的溫度差,造成汽缸壁上的熱應力3、由於汽機高壓端採用部分進氣,使汽缸壁沿橫斷面方向的溫度不同,從而造成材料內部的熱應力4、啟動、停機,上下汽缸存在溫差,形成汽缸沿橫斷面方向的熱應力和熱變形5、汽機的熱應力和熱變形,在負荷劇烈波動時最大,也最危險,如迅速停機、急速啟動、暖機不良等第14页,此课件共73页哦15第二章 汽輪機本體 四、汽缸的熱膨脹及滑銷系統1、汽缸膨脹不合理的進行,造成問題a、汽缸熱應力過大,引起汽
11、缸變形和裂紋,造成汽輪機振動加劇,汽缸漏氣,嚴重時使汽缸無法工作b、汽缸內軸向和徑向間隙改變,有時會造成汽封和動、靜葉碰撞的嚴重事故2、為滿足運行要求,汽缸的熱膨脹應滿足以下a、溫度變化,汽缸和轉子的中心必須始終保持一致,不能引起振動和動靜部件的摩擦b、溫度變化,不會引起汽缸、軸承座等有關部件的變形、裂紋c、汽輪機轉子和靜止部分的軸向間隙合乎要求,保證運行的安全、經濟。第15页,此课件共73页哦16第二章 汽輪機本體 為滿足以上要求,所以設置了滑銷系統橫銷:引導汽缸沿橫向膨脹縱銷:引導汽缸沿軸向膨脹並推動前軸承座軸向移動,並保持軸承座與汽缸中心線一致立銷:引導汽缸沿垂直向膨脹,並保持汽缸和軸承
12、中心一致懸臂橫銷(貓爪):保證汽缸在橫向方向自由而正確的膨脹,同時隨著汽缸在軸向的膨脹和收縮推動前軸承座前後移動,保持轉子與汽缸的軸向相對位移角銷:代替連接前軸承箱與基礎台版的螺絲,它還有和縱銷相同的作用斜銷:一種輔助滑銷,能起縱向和橫向的雙重作用死點:位於橫銷與縱銷中心線的交叉點。這個點在機組運行中是始終不動的,所以稱為死點。第16页,此课件共73页哦17第二章 汽輪機本體 五、怎樣在運行中發現汽缸變形1、汽缸變形,可能造成汽缸水準或垂直接合面不嚴密而漏氣,多發生在高、低壓端軸封附近,有時因蒸汽漏入軸承而破壞潤滑2、低壓缸變形嚴重,空氣會漏入凝結器破壞真空3、汽缸變形嚴重時,會造成軸封的磨損
13、和氣缸內動、靜部分的碰撞,並是震動加大六、造成汽缸變形的原因1、運行中,汽缸溫度長時間超過材料允許的溫度2、汽缸隔板與汽缸壁間隙過小,使隔板膨脹時抵住汽缸壁3、汽缸外部的保溫不好或部分脫落,造成汽缸各部溫度偏差過大4、滑銷系統卡澀,不能保證機組正常膨脹第17页,此课件共73页哦18第二章 汽輪機本體 七、怎樣發現汽缸裂紋汽缸出現裂紋時,首先是汽缸保溫材料局部潮濕、滲水,然後是逐漸漏氣,低壓缸裂紋會漏入空氣,破壞真空八、汽缸裂紋的原因1、汽缸材料品質不好2、機組運行方式不合理,如暖及不良開機,負荷劇烈波動,汽機長受水擊、排氣溫度過高、汽缸突然遇冷3、汽輪機長時間劇烈震動4、轉動部件損傷後,強力衝
14、擊汽缸第18页,此课件共73页哦19第二章 汽輪機本體 九、運行中怎樣預防汽缸裂紋和變形1、根據汽缸材料和特點,科學的制定其工作最高點,運行中嚴格注意,不允許長時間超過此溫度2、儘量防止汽輪機運行方式劇烈變化3、定期監視汽缸各處的熱膨脹值4、保持滑銷的清潔5、監視汽缸接合面有無漏氣、滲水現象6、保持汽缸保溫的完好7、注意機組各處的振動和異音,發現異常及時分析處理第19页,此课件共73页哦20第二章 汽輪機本體 第四節第四節 噴嘴和隔板噴嘴和隔板噴嘴分為:減縮噴嘴、漸放噴嘴作用:把蒸汽的熱能轉變成動能,也說是說使蒸汽膨脹降壓,增加流速,按一定的方向噴射出來,進入動葉片做功。調節級噴嘴:噴嘴通常根
15、據調速氣門的個數成組佈置,這成組佈置的噴嘴又叫噴嘴弧段每一調速氣門控制一組噴嘴組的進氣量,用它來調節汽輪機的進氣量,所以又稱調節級噴嘴第20页,此课件共73页哦21第二章 汽輪機本體 二、隔板 作用:隔開相鄰的壓力級,組成若干汽室,保持各級前後的壓力差和裝設靜葉 組成:隔板體、靜葉、隔板外緣和隔板軸封 隔板上的靜葉可採用全周進氣,也可採用部分進氣方式,隔板製成上下兩部,在水準結合處連接,各裝在上下缸的凹槽內,為保證開大缸時不掉下來,在上汽缸左右水準結合面處用銷釘和埋頭螺栓緊固在汽缸上,同時還能防止工作時隔板轉動第21页,此课件共73页哦22第二章 汽輪機本體三、為什麼小型機組噴嘴多採用部分進氣
16、 因高壓蒸汽的比容小,在滿足汽輪機所需蒸汽量的情況下,需要的蒸汽通流面積較小,故在保證噴嘴和葉片一定高度的情況下,減少噴嘴的數目和弧段四、隔板的受力1、隔板前後有壓力差,產生的有隔板中心向四周的彎曲力,這個力很大,如:外徑1000mm、中心孔內徑250mm的隔板,當壓力差等於0.1Mpa,隔板的受力是75t2、隔板上的靜葉噴射蒸汽的反作用力,這個作用力與汽輪機的轉向相反第22页,此课件共73页哦23第二章 汽輪機本體第五節第五節 動葉片動葉片1、作用:把蒸汽的動能轉變成旋轉機械能組成:葉根、工作部份、葉頂2、拉筋、圍帶作用:改變葉片的剛度,改善葉片的震動性能,避開危險的共振3、高壓段採用部分進
17、氣:a、當葉片轉到有噴嘴的地方才能工作,在沒有噴嘴的地方,葉片間僅有少量滯流的蒸汽,這樣有噴嘴中的蒸汽,首先要將滯留在葉片中的蒸汽排除後,才能進入動葉片做工,因此消耗部分工作蒸汽的動能,即為,斥汽損失另外,在噴嘴附近還要發生抽吸作用,也要消耗工作蒸汽的動能,b、當動葉轉至無噴嘴的地方,動葉片也要出現鼓風現象,造成輪軸上的機械功消耗這種損失叫鼓風損失,進氣度越小時,鼓風損失越大第23页,此课件共73页哦24第二章 汽輪機本體4、為減少鼓風損失,在部分進氣級上沒有噴嘴的地方設置護罩5、導向葉片:熱焓降很小,主要改變汽流的方向。裝在導葉的固定環上6、扭曲葉片:多用在末幾級,能較好的保證進氣動力特性,
18、減少葉片根部所承受的離心力,提高葉片的強度。7、影響動葉片工作的因素a、葉表面光潔度、動葉片截面形狀:蒸汽流過動葉片時,要與動葉片表面發生摩擦,同時蒸汽在葉片中改變方向時,汽流內部各質點間流速必然有差別,造成各質點間的摩擦,這是動葉片的蒸汽磨擦損失第24页,此课件共73页哦25第二章 汽輪機本體b、葉片出口邊緣的厚度:蒸汽進入葉片時不可避免的與葉片邊緣發生碰撞,損失部分動能,蒸汽離開葉片時,因出口厚度形成低速渦流區,使蒸汽流動混亂,導致動能損失在葉片機械強度允許的情況下,把葉片的進出口製成鋒利的形狀為了讓蒸汽由靜葉出後盡可能的全部進入動葉片工作,一般動葉片比靜葉高26mm.8、動葉片在工作時受
19、到的力a、由於葉片本身和拉筋、圍帶旋轉式所產生的離心力。b、汽流通過動葉片時,動葉片作用的汽流力以及起動、停機過程中,葉片上各部分溫差引起的熱應力。第25页,此课件共73页哦26第二章 汽輪機本體第六節第六節 通流部分在運行中應注意的問題通流部分在運行中應注意的問題通流部分:指汽輪機內部噴嘴、靜葉和動葉所組成的蒸汽流通道路一、通流部分的沖蝕和腐蝕1、沖蝕:原因:蒸汽品質不合格蒸汽品質合格但汽輪機長期在低負荷下工作,熱焓比較集中在調節級,使這級噴嘴的射汽速度比正常運行大,噴嘴出口受到沖蝕,且射入動葉片的進氣角度也要改變,使葉片受到沖蝕2、沖蝕現象:一般在汽輪機的低壓段比較嚴重,因為汽輪機的低壓段
20、蒸汽緯度越來越低,在後幾級中有小水珠和較大的水滴出現,這些水珠、水滴被高速氣流夾帶流過噴嘴和動葉表面,使表面受到嚴重的幢擊和沖蝕第26页,此课件共73页哦27第二章 汽輪機本體3、防止方法對高壓段:a、嚴格掌握鍋爐和機組的合理運行方式,保證汽輪機的進氣壓力和溫度是合格的b、合理調整機組負荷c、減少機組啟、停次數d、儘量避免在低負荷下運行對低壓段:a、在低壓段加裝去濕裝置b、合理的規定,在一定的負荷下打開低壓汽缸疏水以排出疏水c、葉片使用強度大、質硬和耐沖蝕的材料d、腐蝕:金屬腐蝕、電化腐蝕 防止腐蝕:a、保證蒸汽品質合格b、主氣門關閉嚴密,停機開疏水。長時間停機,應通熱風乾燥c、採用抗銹蝕的材
21、料第27页,此课件共73页哦28第二章 汽輪機本體二、通流部分結垢1、結垢的影響及危害a、由於噴嘴、葉片表面結垢而變粗糙,使氣流的摩擦損失加大,效率降低b、由於通流部分結垢,汽流通道面積減小,使機組功率降低c、隔板上的噴嘴結垢,通流面積減小,壓力差增大,增大了隔板的彎曲應力,動葉片上結垢,同樣會增加葉輪前後的壓差,從而使轉子上的軸向推力增加,嚴重時軸瓦烏金融化d、水垢還有腐蝕作用,使葉片強度降低第28页,此课件共73页哦29第二章 汽輪機本體三、通流部分的機械性損傷1、調節級的摩擦和碰撞 調節級噴嘴和葉片發生摩擦和碰撞時,汽缸內部聲音及轉子軸向位移都要發生顯著變化2、壓力級的機械性損傷,分為隔
22、板損傷、動葉片損傷 隔板損傷:主要是變形、彎曲、發生裂紋,發生這些會造成隔板軸封的損壞,隔板和葉片的磨碰,軸向推力增加以及推力軸承損壞 隔板裂紋:運行情況惡化,汽耗率加大,軸封損壞。只有在葉輪與隔板有顯著摩擦才易發現。第29页,此课件共73页哦30第二章 汽輪機本體第七節 汽封1、為什麼要設置汽封 由於汽輪機大軸伸出汽缸的兩端處和軸穿隔板中心孔的地方,為避免動靜部分碰撞,應適當留有間隙,但由於壓力的存在,在這些間隙必然要發生漏氣,造成損失,為減少這部分損失,所以需要設置汽封2、汽封分類軸封:轉子穿出汽缸兩端處的汽封,叫軸端汽封,簡稱軸端汽封隔板汽封:隔板內圓處的汽封通流部分汽封:動葉片頂部和根
23、部的汽封,叫通流部分汽封,又叫徑向汽封。第30页,此课件共73页哦31第二章 汽輪機本體3、汽封的作用 高壓汽封:減少高壓缸向外漏氣,造成工質損失,並使軸頸加熱或沖進軸承箱破壞潤滑油質低壓汽封:防止空氣漏入低壓汽缸破壞真空隔板汽封:阻礙蒸汽繞過噴嘴,造成能量損失並使葉輪上的軸向推力增加通流部分汽封:阻礙蒸汽從動葉珊兩端散逸,致使做功能力降低4、軸封的形式:薄片式、高低齒形迷路汽封第31页,此课件共73页哦32第二章 汽輪機本體5、迷路汽封的工作原理:汽缸上的汽封片與軸上的直角凸肩以及槽間留有一定的間隙,蒸汽通過次間隙時,因節流作用使壓力下降,速度增加,然後進入下一間隙的小室與軸封片和凸肩相撞,
24、速度降低,動能轉變成熱能,蒸汽通過下一小室時仍重複上述過程,這樣,蒸汽壓力不斷下降,速度每次增加和減小,經過最後一級時,壓力、速度都很低,從而使軸封漏氣量減少。6、軸封外部損傷的特徵a、軸封信號管冒汽量異常增多b、軸承潤滑油中進水c、軸封內部有碰撞聲,嚴重時機組震動加大第32页,此课件共73页哦33第二章 汽輪機本體7、造成軸封損傷的原因a、轉子受熱彎曲或永久彎曲,引起軸封磨損b、汽缸變形,引起軸封莫一側磨損c、汽缸保溫不好,引起汽缸熱膨脹不均,是軸封磨碰d、汽輪機長時間空轉,排氣溫度較高,又突然升高負荷,使溫度發生很大變化,造成軸封磨損e、由於積垢,使汽封環卡死失去彈性,在軸封發生碰撞時,沒
25、有退讓餘地f、由於不遵守運行規程而引起的轉子和汽缸的不均勻熱膨脹第33页,此课件共73页哦34第二章 汽輪機本體8、防止方法a、轉子在彎曲或震動超過允許值的情況下不准運行b、經常檢查蒸汽品質合格c、不允許汽輪機運行工況發生劇烈變化d、注意汽缸的保溫完整e、不允許汽輪機在空負荷、排氣溫度過高,排氣溫度劇烈變化的情況下長時間運行f、防止轉子發生較大的軸向位移,超過允許值時,必須迅速停機g、運行中發現軸封有碰磨和損傷的象徵時,因果斷停機第34页,此课件共73页哦35第二章 汽輪機本體第八節 轉子1、轉子:所有轉動部分的組合體 作用:承受蒸汽對所有工作葉片的迴旋力,帶動主油泵和風機(發電機)旋轉 分類
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