汽轮机运行技术

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1、汽轮机运行技术安徽新力电业科技咨询有限责任公司第一章第一节 供热汽轮机简述一、汽轮机在国民经济中的地位 汽轮机是一种以蒸汽为工质，并将 蒸 汽 的 热能转化为机械能的旋转机械，是现代火力发电厂中应用最广泛的原动机。它具有单机功率大、效率高、运转平稳和使用寿命长等优点。无论是在常规的火电厂还是在核电站中，都采用以汽轮机为原动机的汽轮发电机组。全世界由汽轮发电机组发出的电量约占各种形式发电总量的80%. 在热力发电厂中，可以利用汽轮机的排汽和中间抽汽来满足生产和生活上供热的需要 ，这种既供电也供热的汽轮机称为供热式汽轮机，在能源的综合利用方面具有较高的经济性，对合理利用资源也具有十分重要的意义。

2、火力发电的重要问题是提高热效率，办法是提高锅炉的参数（蒸汽的压强和温度）。90年代，世界最好的火电厂能把40左右的热能转换为电能；大型供热电厂的热能利用率也只能达到6070。此外，火力发电大量燃煤、燃油，造成环境污染，也成为日益引人关注的问题。 二、汽轮机的发展方向 其发展的主要特点是: (1)增大单机功率1)单位功率投 资 成 本 低。如苏联800MW机组的单位功率成本比500MW 机组的低 17%，而1200MW机组的单位功率成本又比800MW机组的低15%-20%。2)单机功率越大，机组的热经济性越好。如法国600MW机组的热耗率 比 125 MW机组的热耗率降低了276. 3kJ/(k

3、Wh)，即每年可节约标准煤4万吨(2)提高蒸汽参数。 增大单机功率后适宜采用较高的蒸 汽参 数 。 现代大功率机组采用的新蒸汽参数越来越高，从高温高压机组发展到超高压、亚临界、超临界机组。当今世界上300MW及以上容量的机组均采用亚临界(16一18MPa)或超临界压力(23一26MPa)机组，甚至采用超超临界压力的机组(Po=32MPa, to=600);到2000年，最高进汽参数达到Po=35MPa, to=650。蒸汽初温度多采用535-565V，即尽量控制在珠光体钢允许的565以下，力求不用或少用奥氏体钢 (3)普遍采用中间再 热 。 采 用中间再热后可降低低压缸末级排汽湿度，减轻末级叶

4、片水蚀程度，为提高蒸汽初压创造了条件，从而提高机组内效率、热效率和运行可靠性。有些机组甚至采用了二次再热。(4)采用燃气一蒸汽 联 合 循 环，以提高电厂效率。目前，以天然气和油为燃料的燃气蒸汽联合循环发电效率已达50%以上，技术已经成熟;以煤为燃料的联合循环，例如整体煤气化联合循环(IGCC)，在我国也在筹划建设中。 (5)提高机组的自动化水平。 大功率机组的控 制 极 其 复杂，计算机技术的发展使得机组的自动化控制水平逐渐提高。利用计算机可以进行运行的实时监控，性能、效率的在线计算，启动、停机、增减负荷的自动控、利用设备诊断技术等，以系统运行管理为目标的超自动运行火力发电时代。 (6)提高

5、机组的可靠性。 机 组 容 量 大、系统结构复杂，相应地发生事故的因素也增多，因此提高其安全可靠性非常重要。现代大机组在结构设计上采取了大量提高可靠性的措施，例如单独阀体结构、多层汽缸、转子冷却、取消转子中心孔等。为了提高机组运行、维护和检修水平，增设和改善了保护、报警和状态监测系统，同时还配置了智能化故障诊断系统。 (7)提高机组的运行水平。 基于寿命管理的变负荷控制方式，机炉电的协调控制等都是运行水平提高的标志。随着电网容量的不断增大，调峰任务也势必落到大机组上，因此大机组在结构、系统方面应能适应变工况运行的性能要求。经常保持主辅设备和系统的优化运行，以提高机组运行经济性，并保证规定的设备

6、使用寿命，这是评价大容量机组技术水平的重要标尺。 三、热 电 联 产 汽轮机目前的地位和作用 推广热电联产、集中供热，提高热电机组的利用率，发展热能梯级利用技术，热、电、冷三联产技术和热、电、煤气三联供技术，提高热能综合利用率。”例如，按照等量法计算，1kg煤发电、1kg煤供热与2kg煤热电联产，热电分产即便采用600MW超临界发电机组和较高效率的燃煤供热锅炉也只能发出3. 11kWh电力和供应4.88kWh热能;热电联产即便采用12MW的普通热电机组，也能发电3. 62kWh和供应热量6. 15kW h。 第二节 汽轮机的分类和型号 一、汽轮机的分类 (一)按汽轮机热力 系 统 特 征分类

7、1.凝汽式汽轮机 蒸汽在汽轮机内做 功 后 ， 除有一部分轴封漏汽外，全部排入凝汽器。在热力系统中，没有回热抽汽及回热加热器的汽轮机称为纯凝汽式汽轮机。为提高热力循环效率，将经过汽轮机某几级做功后的蒸汽抽出来，用以加热凝结水和给水，具有不调整抽汽的汽轮机叫做凝汽式汽轮机 2.调 整抽 汽 式 汽轮机 调整抽汽式汽轮机与凝 汽 式 汽 轮机的区别在于:其抽汽压力可以在某一范围内加以调整，可以有一级调整抽汽，也可以有两级调整抽汽。抽汽的绝对压力为0.12-0.25MPa及0. 8-1. 3MPa，前者可供采暖，后者可供工业用汽。当然，供工业用的调整抽汽也有高于1. 3MPa的其他压力等级。 3.背

8、压式汽轮机 蒸汽在汽轮机内做 完 功 后 ，以高于大气压的压力被排入排汽室，用以供热用户采暖或工业用汽。这种汽轮机在热力系统中只有给水加热器，没有凝汽器，因而不存在冷源损失，热能利用率高。背压式汽轮机排汽压力较高，而热用户的用汽量又很小，其排汽可以供中低压汽轮机使用。这时，该背压式汽轮机被称为前置机，而被供汽的汽轮机叫做后置机。背压式汽轮机和调整抽汽式汽轮机都是既发电又供热的汽轮机，因此它们又统称 为 供 热式汽轮机。 4.中间再热式汽轮机 为了提高发电厂的热经 济 性 并 适应大机组发展的需要，蒸汽初参数在不断提高，但主蒸汽温度的升高受到金属材料及制造成本的限制，不能无限制地提高。随着主蒸汽

9、压力的提高，蒸汽在汽轮机中膨胀至终了的湿度增大。为了使排汽湿度不超过允许限度，采用了蒸汽中间再热，称为中间再热式汽轮机。这种汽轮机是将在汽轮机高压缸做完功的蒸汽，再送回锅炉再热器中加热到接近于新蒸汽温度，然后回至汽轮机的中低压缸继续做功 .蒸汽采用中间再热， 不 仅 减 少了汽轮机排汽湿度，还改善了汽轮机末几级叶片的工作条件，提高了汽轮机的相对内效率。 (二)按工作原理分 按工作原理分，汽轮 机 可 分为 冲动式和反动式两种。蒸汽的热能转变为动能的过程仅在喷嘴中发生，而工作叶片只是把蒸汽的动能转变成机械能的汽轮机叫做冲动式汽轮机，即蒸汽仅在喷嘴中产生压力降，而在叶片中不产生压力降。蒸汽的热能转

10、变为动能的过程不仅在喷嘴中发生，而且在叶片中也同样发生的汽轮机叫做反动式汽轮机，即蒸汽不仅在喷嘴中进行膨胀，产生压力降，而且在叶片中也进行膨胀，产生压力降。小型非再热式汽轮机大部分为冲动式汽轮机。 (三)按汽轮机进汽压力分类 按汽轮机进汽压力分，汽轮机可分以下七种: 低压汽轮机:新汽压力为1. 2-1.5MPa. 中压汽轮机:新汽压力为2一4MPa。 次高压汽轮机:新汽压力为5一6MP a。 高压汽轮机:新汽压力为6一10MPa。 超高压汽轮机:新汽压力为12一14MP a。 亚临界汽轮机:新汽压力为16一18MPa。 超临界汽轮机:新汽压力为2.3MPa。（临界压力22.115MPa） (四

11、)按汽缸的数目分类 1.单缸汽轮机 只有一个汽缸的 汽 轮 机 叫做单缸汽轮机。 2.双缸汽轮机 汽轮机的转子分 别 装 在 高、低压两个汽缸内，蒸汽从高压缸流出后进入低压缸。高低压缸转子以联轴节连接。 3.多缸汽轮机 由于功率的增 大 ，汽 轮 机单采用一两个汽缸已不能满足功率的要求，所以出现了高、中、低压三缸及多缸的汽轮机。新蒸汽从高压缸排出后经导汽管进入中压缸，从中压缸排出后再经过导汽管进入低压缸。根据结构的需要，中、低压缸也可以分别制成多个。 第三节 供热汽轮机的规范及保证值 一、汽轮发电机组的规范简介 汽轮机规范是指由国际电工委员 会 (IEC制定的标准。 (一)功率 国际电工委 员