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汽轮机的基本原理及其附属设备介绍

一、汽轮机的基本原理

1、汽轮机的组成

汽轮机又名蒸汽透平机（steamturbine），是将蒸汽的热能转换成机械能的一种旋转式原动机.

（1）汽轮机的组成：转子和静子.

（2）转子：转动部分的总称.包括：转轴、叶轮、叶片、联轴器及其附件.

（3）静子：不转动部分的总称.包括：汽缸、进汽机构、排汽机构、汽封、滑销系统、轴承和盘车装置等.

汽轮机工艺图

2、汽轮机分类

汽轮机的分类

3、背压式汽轮机

排汽直接用于工业或供热，排汽压力高于大气压力，没有凝汽器.当排汽作为其他中低压汽轮机的工作蒸汽时，称为前置式汽轮机，因此没有冷源损失，能量利用率高，但发电量完全由热负荷决定.（凝汽式机组排汽在凝汽器中被冷却水带走的热量为2140-2220kJ/kg，称为冷源损失，而蒸汽带入汽轮机的热量3400kJ/kg左右）

背压式汽轮机

4、调节抽汽式汽轮机

从汽轮机某级后抽出一定压力的部分蒸汽对外供热，其余排汽仍进入凝汽器.由于热用户对供热压力有一定的要求，需要对抽汽压力进行自动调节（用于回热抽汽的压力无需调节），因而汽轮机装备有抽汽压力调节机构，以维持抽汽压力恒定故称为调节抽汽.根据用户需要，有一次调节抽汽和两次调节抽汽.

揭去上汽缸的国产30万汽轮机汽缸和转子图

5、汽轮机的级、级内能量转换过程

（1）汽轮机的级：静叶栅动叶栅是汽轮机作功的最小单元.

能量转换过程

（2）级内能量转换过程：

具有一定压力、温度的蒸汽通过汽轮机的级时，首先在喷嘴叶栅通道中得到膨胀加速，将蒸汽的热能转化为高速汽流的动能，然后进入动叶通道，在其中改变方向或者既改变方向同时又膨胀加速，推动叶轮旋转，将高速汽流的动能转变为旋转机械能.

能量转换过程

（3）冲动级：当汽流通过动叶通道时，由于受到动叶通道形状的限制而弯曲被迫改变方向，因而产生离心力，离心力作用于叶片上，被称为冲动力.这时蒸汽在汽轮机的级所作的机械功等于蒸汽进、出动叶通道时其动能的变化量.而这种级称为冲动级.

（4）反动级：当汽流通过动叶通道时，一方面要改变方向，同时还要膨胀加速，前者会对叶片产生一个冲动力，后者会对叶片产生一个反作用力，即反动力.蒸汽通过这种级，两种力同时作功.通常称这种级为反动级.