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工业汽轮机的基本结构,一看就懂!

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工业汽轮机的基本结构,一看就懂!

发布日期:2022-10-12 作者: 点击:

汽轮机是以蒸汽为工质,将蒸汽的热能转变为转子旋转的机械能的动力机械。它与其他动力机械相比具有单机功率大,转速高,转速可变,效率较高,运转安全平稳,可利用煤、燃油和天然气等多种燃料,燃料利用率高、使用寿命长、尺寸小、重量轻等一系列的优点,广泛用于工业各部门。可用于中心热力发电厂驱动发电机,船舶运输驱动螺旋桨,工矿企业驱动泵、风机和压缩机及工厂的自备发电站。其中用于后两者的汽轮机统称为工业汽轮机,它的基本组成如图1所示。图中表示了工业汽轮机装置的四个主要的设备,即锅炉、汽轮机、冷凝器和给水泵


1—锅炉;2—过热器;3—工业汽轮机;4—冷凝器;5—锅炉给水泵;6—工作机械(风机、压缩机等)


锅炉是产生高温、高压蒸汽的设备,水在锅炉内吸收了燃料(煤、燃油或天然气)燃烧时产生的热量后,变成高温、高压蒸汽。

过热器用来将锅炉汽包送出来的饱和蒸汽继续加热,在原有的压力下提高蒸汽的温度,变成“过热蒸汽”。

汽轮机是利用蒸汽对外做功的设备,从过热器出来的高温、高压过热蒸汽流经汽轮机后,它的温度和压力都要降低,产生膨胀做功过程,蒸汽的热能转化为机械功,由汽轮机轴端输出,用来驱动压缩机和泵以及发电机等。

冷凝器(又称凝汽器)是冷凝式汽轮机中工质的低温放热源。在汽轮机内做完功的蒸汽排到冷凝器内,在一定压力下将汽化潜热释放给冷却水,蒸汽凝结成水,并形成冷凝器中真空。凝结水由凝水泵抽出经给水泵送回锅炉,作为锅炉给水。冷凝器的作用有两个:一是将做完功的蒸汽回收,凝结成水后再供给锅炉,这样可以降低运行成本,提高经济性,保证蒸汽质量,减少对设备的腐蚀;二是建立并保持汽轮机排气口的高度真空,这对汽轮机的功率和汽轮机装置的经济性具有重大的影响。通常每台冷凝式汽轮机配置一台冷凝器,但也有几台汽轮机共同一台冷凝器的情况。背压式汽轮机的排气压力高于大气压力,它的排气可供其他用气单位利用,所以不需要冷凝器。

给水泵的作用是消耗一部分功率用来完成热力循环中的压缩过程,将凝结水的压力提高,送入锅炉中,给水泵的工作情况对装置的经济性和安全可靠性都有重大的影响。常用的锅炉给水泵多为多级离心泵。

汽轮机装置中存在三个封闭的回路。第一个回路是汽水回路,水在锅炉内吸收了燃料燃烧时产生的热量后,变为高温、高压蒸汽。汽轮机将高温、高压蒸汽中的一部分能量转换成机械功,向外界输出,蒸汽的压力和温度降低后排入冷凝器,被冷却水冷凝成水,再由锅炉给水泵加压送入锅炉。这样就构成了一个由锅炉、汽轮机、冷凝器和给水泵组成的封闭回路,工质在这个回路里不断地进行着水变成汽,汽变为水的变化过程。人们称这个回路为汽水回路,这是汽轮机装置中一个主要回路。第二个回路是空气烟气回路,空气进入锅炉后和燃料一起产生燃烧过程变成烟气,高温烟气在炉内将一部分热量传给水和水蒸气后温度降低,再经烟囱排入大气。同时,新鲜空气又不断地进入锅炉参加燃烧。第三个回路是冷却水回路,冷却水由冷却水池或冷却塔经冷却水泵加压进入冷凝器,在冷凝器中吸收了排气的汽化潜热后,冷却水温度升高,排入冷却水池进行冷却,形成了封闭回路。

在一个动力装置中有上述三个不同工质构成的独立的封闭回路,这是汽轮机装置的一个特点。回路多,使整个装置变得复杂,但对装置的运行性能具有深刻的影响,可以减少装置中各主要设备彼此间的互相影响,有利于保持汽轮机装置的主要工作特性的稳定性,例如,当外界负荷变化时,可以调节空气烟气回路和冷却水回路使汽水回路中工质的进出口参数不变。


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