汽轮机及调节系讲义(PALL稿).doc

电站汽轮机及其调节保安系统资料汇编 哈尔滨汽轮机控制工程有限公司 汪洪滨 第一部分·汽轮机 1.概述 电力工业的能源主要是水能、燃料热能和原子能。利用燃料热能发电的工厂叫火力发电厂。火力发电厂的主要生产过程是：锅炉中的水吸收燃料燃烧时放出的热量，变成具有一定压力和温度的蒸汽送入汽轮机。蒸汽在流经汽轮机时，通过喷嘴降低压力和温度，提高蒸汽流动速度，这种高速的蒸汽流冲动汽轮机转子上的叶片，使汽轮机的转子高速转动，并同时带动同以轴上的发电机转子旋转，发电机的转子在发电机定子所形成的磁场中高速旋转切割磁场磁力线而发出电来。做完功的争气送入凝汽器中被凝结成水（或送至热用户），然后由给水泵提高压力后再送回锅炉继续加热，进行往复循环。 由此可见，电能的生产过程是一系列能量的转换过程。即在锅炉内把燃料的化学能转变成蒸汽的热能；在汽轮机中将蒸汽的热能转换成汽轮机轴旋转的机械能，带动发电机，在发电机中将轴的机械能装换成电能。 参与上述能量转换过程的工作介质是水或水蒸汽。因为水和水蒸气具有价廉易得、无毒无害、无腐蚀性和具有流动性、膨胀性良好等优点，因此水或水蒸气一直是火力发电厂所使用的共质； 汽轮机是火电站及核电站的主要设备之一， 它在与锅炉（蒸汽发生器）、发电机（或其他被驱动机械）、凝汽器、加热器、给水泵和凝结水泵等电站主辅机的参数及容量的匹配和选型等方面起着牵头的作用。火电站锅炉具有高温高压的特性，发电机具有高转速的特性，而汽轮机则具有上述两者的全部特性：高温、高压和高转速。 由于以上的原因，为维护电力用户所使用的电能的质量，就需要汽轮机的调节系统来调整汽轮发电机组的转速和机组的发电量，汽轮机的转速决定了用户所使用电能的质：即保证机组的转速稳定在3000RPM附近运行（也就是保证电力用户能够得到50Hz 频率的电能；在锅炉的蒸汽蒸发量一定的情况下，汽轮机进汽的多少，决定了汽轮发电机组的功率，也就决定了电力用户是否有足够使用的电能。 汽轮机调节系统的具体型式，应根据机组运行方式、初蒸汽参数类型、自动控制水平的要求、当时的技术条件、用户经济能力、电网对机组运行要求、机组运行安全性及经济性等因素进行选择。 2.汽轮机的分类： 汽轮机可以按照进汽参数、工作原理、热力特性、结构特点等分类而具有不同的名称，祥见下表： 分类 型式 简要说明 分类 型式 简要说明 按 进 汽 参 数 分 类 超临界汽轮机 进汽压力超过蒸汽的临界压力（绝对）为22.2Mpa,温度为535～5650C 按 工 作 原 理 分 类 冲动式汽轮机 蒸汽主要在静叶叶栅槽道中膨胀,在动叶叶栅槽道中只改变方向,没有膨胀 亚临界汽轮机 进汽压力(绝对)为16～18Mpa,温度为535～5650C 反动式汽轮机 蒸汽在静叶和动叶叶栅槽道中都膨胀 超高压汽轮机 进汽压力(绝对)为12～14Mpa,温度为5350C 按流向分类 轴流式汽轮机 汽流基本上沿着轴向流动的汽轮机 高压汽轮机 进汽压力(绝对)为9Mpa左右,温度为5000C 辐流式汽轮机 汽流基本上沿辐(径)向流动的汽轮机 次高压汽轮机 进汽压力(绝对)为5Mpa左右,温度为435～4600C 按 用 途 分 类 电站汽轮机 用于发电或热电联供的汽轮机 中压汽轮机 进汽压力(绝对)为3.4Mpa左右,温度为4350C 工业汽轮机 用于驱动其它旋转机械的汽轮机 低压汽轮机 进汽压力(绝对)为1.5Mpa以下,温度为3400C 船用汽轮机 用于驱动船舶螺旋桨的汽轮机 按 热 力 特 性 分 类 凝汽式汽轮机 汽轮机排汽在 真空状态下进入凝汽器,并凝结成水 按 运 行 方 式 分 类 基本负荷汽轮机 主要承担电网的基本负荷,机组功率基本稳定的汽轮机 背压式汽轮机 汽轮机排汽在大于大气压状态下供热用户使用,当排汽用做其它中低压汽轮机的新汽时,则称为前置式汽轮机 二班制汽轮机 白天运行,夜间停用,每天起停,周末停机 抽汽凝汽式汽轮机 在汽轮机的级间调整抽汽,供应热用户,其排汽则进入凝汽器 调峰汽轮机 承担电网调峰任务,每天只运行几小时,功率根据需要随时变化的汽轮机 抽汽背压式汽轮机 具有调整抽汽的背压式汽轮机 按 轴 数 分 类 单轴汽轮机 汽轮机与发电机呈串联排列,同轴驱动 中间再热式汽轮机 蒸汽在高压缸作功后,进入锅炉再热器再热,然后再进入汽轮机中低压缸作功后排入凝汽器.大容量汽轮机主要是这种型式. 双轴汽轮机 汽轮机由多缸组成,呈并联排列,驱动两台发电机,机组的功率为两台发电机功率之和.通常,高中压缸驱动壹台全转速的发电机,低压缸驱动另壹台半转速的发电机;也可以由高压缸和一个低压缸驱动壹台发电机,中压缸和另一个低压缸驱动另壹台发电机 3汽轮机蒸汽初参数的