汽轮机原理(第一章).pptxVIP

汽轮机概述汽轮机是一种广泛应用于发电厂、工厂等场合的重要动力机械。它能将高温高压的蒸汽能量转换成机械能,驱动发电机或其他设备运转。了解汽轮机的基本原理、结构和特性对于提高能源利用效率和可靠性至关重要。AabyAakritiShrestha

汽轮机的基本原理汽轮机利用高温高压的蒸汽动能换取机械能。蒸汽在汽缸内膨胀,推动叶轮旋转,从而带动发电机工作。这种能量转换过程遵循热力学定律,实现了热能到机械能的转换。

汽轮机的工作过程1蒸汽进入高温高压的蒸汽进入汽轮机的汽缸，并通过叶片流向涡轮叶轮。2能量转换蒸汽在流经叶片时,其动能和压力能逐步转化为旋转动能,从而带动涡轮叶轮旋转。3机械输出涡轮叶轮的旋转通过轴传递至发电机或其他设备,完成热能到机械能的转换。

汽轮机的主要部件汽缸(Casing)：高温高压蒸汽进入的封闭空间，为整个汽轮机的主体结构。导流叶片(Nozzle)：调整和引导蒸汽流向涡轮叶轮的重要部件。涡轮叶轮(TurbineRotor)：将蒸汽动能转换为机械旋转能的核心部件。密封装置(Seals)：防止高压蒸汽在汽轮机内部泄漏的重要密封部件。轴承(Bearings)：支撑和引导涡轮轴转动的关键承力部件。调速系统(Governor)：控制汽轮机转速,确保发电机正常运行的关键系统。

汽轮机的分类按工作原理汽轮机可分为动力式和反动式两大类。动力式利用蒸汽流动产生的动能,反动式则依赖蒸汽流动时的压力变化。按用途分类根据应用场合不同,汽轮机可分为发电用涡轮机、工业用汽轮机和船用汽轮机等。按蒸汽参数按进汽参数(温度、压力)的不同,可分为高参数汽轮机和低参数汽轮机。前者效率高但结构复杂。按流程设置单级式、多级式和串并联式是常见的流程设置。多级式能充分利用蒸汽能量,适用于大功率发电。

汽轮机的主要参数转速汽轮机的转动速度,通常为3000-3600rpm。转速高则出力大,但会增加磨损。进汽压力进入汽轮机的蒸汽压力,决定了汽轮机的功率输出。一般为1-20MPa。进汽温度进入汽轮机的蒸汽温度,影响热效率。高温蒸汽可提高发电效率,通常为300-600°C。功率输出汽轮机能提供的最大机械功率,取决于前述参数。大功率机组通常在200-1000MW。

汽轮机的效率汽轮机的热效率通常在35%左右,机械效率可达95%。总的来说,汽轮机的总效率约为33.25%,体现了从热能到机械能的能量转换过程中存在的不可逆损失。提高效率是汽轮机技术发展的重点方向。

汽轮机的热力循环1燃料燃烧燃料在锅炉中燃烧,释放高温高压蒸汽2蒸汽发电高温高压蒸汽驱动汽轮机转动发电机3冷凝排出低压蒸汽在冷凝器中冷凝后排出4补给循环冷凝水通过泵再次送入锅炉汽轮机的工作过程遵循朗肯热力循环。燃料燃烧产生高温高压蒸汽,推动汽轮机转动发电机发电。低压蒸汽在冷凝器中冷凝排出,冷凝水经泵重新送入锅炉,形成一个封闭的热力循环。这种循环过程能有效利用能源,提高整体系统的能量转换效率。

汽轮机的热力过程压缩锅炉中燃料燃烧,加热水并形成高温高压蒸汽。膨胀高压蒸汽进入汽轮机,通过叶片引导发生热力膨胀,驱动涡轮转动。冷却低压蒸汽进入冷凝器,通过冷却水汽被冷凝成液态,排出系统。回收冷凝水通过泵再次送回锅炉,完成热力循环过程。

汽轮机的热力分析对汽轮机的热力过程进行深入分析是提高其性能的关键。通过计算热量转换效率和损失,可优化叶片形状、增大压力差等,从而提高整机的热力效率。热力分析还可预测汽轮机运行过程中的温度、压力、流量变化,为安全可靠运行提供技术依据。同时还可分析各部件的热负荷,为材料选用和结构设计提供指导。

汽轮机的热力计算热量平衡计算：根据热力循环原理,计算汽轮机各部位的热量输入输出,确定各元件的热流分配。动力性能计算：通过分析蒸汽在汽轮机内的膨胀过程,计算出功率、转矩、效率等关键参数。损失分析计算：评估各种热力损失,如流经叶片的散热损失、泄漏损失、摩擦损失等,为提升效率提供依据。热应力分析：基于温度分布计算各部件的热应力状态,保证结构强度安全。离心力分析：结合转速计算转子及各部件的离心力,为结构强度设计提供数据支撑。

汽轮机的设计1性能分析基于热力循环理论进行性能分析2结构设计优化叶片和转子结构以提高效率3材料选择选用高强度耐热材料确保安全可靠4制造工艺采用先进加工技术确保部件精度汽轮机的设计是一个系统性的工程,需要从性能分析、结构设计、材料选择到制造工艺等多个角度综合考虑。首先要根据热力循环理论准确预测汽轮机的性能参数,然后针对叶片和转子等核心部件进行优化设计,以提高整机的热力效率。同时还要选用高强度耐热材料,采用先进的制造工艺确保各部件的精度和可靠性。

汽轮机的制造精密加工汽轮机各关键部件如转子、叶片等需要采用先进的数控加工技术,确保零件尺寸精度,提高整机性能。严格装配汽轮机的装配过程极为复杂,需要