文档介绍:汽轮机原理
本讲稿第一页,共六十页
一、汽轮机的概述
汽轮机是一种以水蒸汽为工质的回转式原动机。将热能转变为机械能,为发电厂提供机械能,机械能又电能。具有工作过程连续、平稳、转速高、尺寸小、重量轻、功率大及效率高等优点,因此汽生很小的一部分膨胀,从而使汽流得到一定的加速作用,但仍算作冲动式汽轮机。
本讲稿第十七页,共六十页
反动式汽轮机
反动式汽轮机是指蒸汽不仅在喷嘴中,而且在动叶片中也进行膨胀的汽轮机,反动式汽轮机的动叶片上不仅受到由于汽流冲击而产生的作用力,而且受到蒸汽在动叶片中膨胀加速而产生的作用力。
本讲稿第十八页,共六十页
凝汽式汽轮机
凝汽式汽轮机,是指蒸汽在汽轮内膨胀做功以后,除小部分轴封漏气之处,全部进入凝汽器凝结成水的汽轮机。
特点:在汽轮机中作功后的排气,在低于大气压力的真空状态下进入凝汽器凝结成水。
本讲稿第十九页,共六十页
凝汽式汽轮机
火电厂中普遍采用的专为发电用的汽轮机。凝汽设备主要由凝汽器、循环水泵、凝结水泵和抽气器组成。汽轮机排汽进入凝汽器,被循环水冷却凝结为水,由凝结水泵抽出,经过各级加热器加热后作为给水送往锅炉。
本讲稿第二十页,共六十页
凝汽式汽轮机
汽轮机的排汽在凝汽器内受冷,凝结为水的过程中,体积急剧缩小,因而原来充满蒸汽的密闭空间形成真空,这降低了汽轮机的排汽压力,使蒸汽的理想焓降增大,从而提高了装置的热效率。汽轮机排汽中的非凝结气体(主要是空气)则由抽气器抽出,以维持必要的真空度。
本讲稿第二十一页,共六十页
背压式汽轮机
特点:是排气直接用于供热,没有冷凝器。当排气作为其他中低压汽轮机的工作蒸汽是,称为前置汽轮机。
本讲稿第二十二页,共六十页
汽轮机按主蒸汽压力分
汽轮机分类
主蒸汽压力(MPa)
低压汽轮机
—
中压汽轮机
2—4
高压汽轮机
6—10
超高压汽轮机
12—14
亚临界压力汽轮机
16—18
超亚临界压力汽轮机
>
超超亚临界压力汽轮机
>32
本讲稿第二十三页,共六十页
汽轮机调节
一、汽轮机调节的任务
由于交流电不能大量储存,因此发电厂必须根据外界负荷的撒小及时地生产相应数量的电能。在发电厂中,汽轮发电机组的工作是由蒸汽在汽轮机转子上产生的作用力矩和发电机转子受到负载的反作用力矩之间的平衡关系所决定的,当这两个力矩相等时,汽轮发电机组在一定的转速下稳定运转。但外界用户的用电情况总是不断地变化,如果汽轮机的蒸汽力矩不能随着相应地变化,机组的稳定运转就遭破坏,从而导致汽轮机转速的变化。例如当外界负荷增加时,发电机的负载力矩增加,若汽轮机的蒸汽力矩未变,则汽轮机的转速就会降低;相反,当当外界负荷减小时,汽轮机的转速就会上升。
本讲稿第二十四页,共六十页
汽轮机调节
然而,汽轮发电机组在运行中,他的转速只允许在很小的范围内变化。因为,转速偏离规定值,就会引起发电质量的变化,使供电频率与电压不能满足用户的要求,此外转速过高也影响机组本身的安全。因此为了保证发电质量和机组运行的安全,汽轮机都装有调速系统,其基本任务是:在外界负荷变化时,及时地调节汽轮机的功率,以满足用户用电量变化的需要,同时保证汽轮发电机组的工作转速在正常容许范围之内。
本讲稿第二十五页,共六十页
汽轮机调节
纯粹的调速系统是难以满足优良的供电品质要求的。因为在机组运行中,即使汽轮机的调节汽门开度保持不变,锅炉燃料品质不一致也会引起燃烧工况波动,导致汽轮机的进汽参数和功率输出改变,进而使电网频率发生变化,供电品质下降。这种由机组内部因素造成机组有功功率及电网频率波动的扰动称之为"内扰"。为抵御机组"内扰"的影响,在汽轮机调节系统中还必须引入功率控制信号,在发生"内扰"时,使机组的功率输出维持在外界要求的水平上。这种既调节转速,又调节功率的调节系统称之为功(率)频(率)调节系统。
本讲稿第二十六页,共六十页
汽轮机调节保护系统
汽轮机调节保护系统的任务
汽轮机是发电厂的原动机,驱动同步发电机旋转产生电能,向电网输送符合数量和供电品质(电压与频率)要求的电力。由同步发电机的运行特性已知,发电机的端电压决定于无功功率,而无功功率决定于发电机的励磁;电网的频率(或称周波)决定于有功功率,即决定于原动机的驱动功率。因此,电网的电压调节归发电机的励磁系统,频率调节归汽轮机的功率控制系统。这样,机组并网运行时,根据转速偏差改变调节汽门的开度,调节汽轮机的进汽量及焓降,改变发电机的有功功率。
本讲稿第二十七页,共六十页
汽轮机调节保护系统
汽轮机是高温、高压、大功率高速旋转机械,转子的惯性相对于汽轮机的驱动力矩很小。机组运