汽輪機與風機工藝講義2/6/20231主講：文泳竹介紹第一講、我廠汽輪機與風機的現狀第二講、汽輪機緒論第一節、汽輪機的原理及分類第二節、熱力循環第三節、汽輪機的構造及各個系統第三講、冶煉風機2/6/20232主講：文泳竹第一講我廠汽輪機與風機的現狀

2/6/20233主講：文泳竹

我廠現有汽輪發電機組三臺，分別為31—6型、C6—35/10型、C3—35/10型。功率分別為6000KW、6000KW、3000KW，C6—35/10型、C3—35/10型為抽汽機組。另有小電機風機四臺，1#機組功率4000KW，風量1200M3/Min

，出口風壓0.294MPa；2#機組功率為3600KW，風量是1100M3/Min，出口風壓0.294MPa；3#機組功率3600KW，風量1150M3/Min

，出口風壓0.29MPa；5#機組功率2500KW，風量900M3/Min

，出口風壓0.25MPa。2/6/20234主講：文泳竹AV40—11軸流壓縮機2臺，最大流量1381NM3/Min，最大壓力0.305MPa（A），軸功率4600KW，工作轉速7900r/Min，汽輪機功率為5600KW。2/6/20235主講：文泳竹AV45—12軸流風機1臺，最大流量2283NM3/Min，最大壓力0.32MPa（A），軸功率4600KW，工作轉速7300r/Min，汽輪機功率為7758KW。2/6/20236主講：文泳竹AV85—15軸流風機1臺，最大流量330000NM3/h，最大壓力0.67MPa（A），工作轉速4065r/Min，電動機功率為31.482MW。2/6/20237主講：文泳竹我廠主要產品高爐供風集中供熱發電2/6/20238主講：文泳竹第二講、汽輪機2/6/20239主講：文泳竹緒論2/6/202310主講：文泳竹一、汽輪機在動力工業中的地位和作用汽輪機是一種將蒸汽的熱能轉變為機械的外燃回轉式原動機。它和其它型式的原動機（如蒸汽機、汽油機、柴油機等）相比具有可利用多種燃料，運轉安全、平穩，尺寸小、重量輕和可設計成高轉速、大功率等一系列優點。因此在工業生產的各個部門（如電力、冶金、化工、船舶運輸等）中作為動力機械而被廣泛采用。2/6/202311主講：文泳竹

目前，電力工業仍以包括核電站在內的熱力發電和水力發電為主，其中水力發電雖然具有生產成本低、可以綜合利用的巨大優點，但它同時具有建設周期長、投資大，受地區和季節限制等缺點，因此熱力發電在電力生產中仍占有較大的比重，這種比重的大小隨國家和地區的不同而不同。由于上述回轉式動力機械的優點，目前熱力發電廠中拖動發電機的原動機主要采用汽輪機和燃氣輪機。燃氣輪機與汽輪機相比，具有一些汽輪機無法比擬的優點，如設備簡單輕便，可按組裝式成套生產，因而建設速度快、投資少，設備占地面積小；用水量少；便于自動控制、啟動快和負荷適應能力強等。但是，由于目前受燃料和金屬材料的限制，燃氣輪機的應用仍然沒有汽輪機那普遍。因此，汽輪機在熱力發電廠中目前仍占統治地位。2/6/202312主講：文泳竹二、汽輪機的發展簡史和我國汽輪機制造業的發展概況

2/6/202313主講：文泳竹（一）汽輪機的發展簡史汽輪機的基本原理—力的沖動作用原理和反動作用原理。1883年瑞典工程師拉伐爾利用力的沖動作用原理首先制成了一臺3.68KW（5馬力）的單級沖動式汽輪機，他在發明第一臺汽輪機時解決了如下問題：1、采用了縮放噴嘴，獲得了超音速汽流；2、采用了柔軸，當時的轉子轉速為32000r/min；3、采用了等強度葉輪，當時葉輪的圓周速度達350m/s；4、采用了自位軸承。2/6/202314主講：文泳竹1900年左右，美國工程師寇蒂斯在拉伐爾汽輪機的基礎上增加了一列固定的導向葉片和一列動葉片，并將兩列動葉裝在同一個輪盤上發明了速度級汽輪機，從而增大了單級汽輪機的焓降和功率。1984年，英國的柏生氏利用力的反動作用原理首先發明了反動式汽輪機。2/6/202315主講：文泳竹（二）我國汽輪機制造業的發展概況解放前，我國還沒有汽輪機制造工業。解放后，以上海為基地的三大動力廠（汽輪機廠、鍋爐廠、電機廠）和以哈爾濱為基地的三大動力廠，并且于1955年同上海汽輪機廠制成國產第一臺中壓6000KW沖動式汽輪機。現在我國已能生產中壓、高壓、超高壓中間再熱、亞臨界等機組。除上述大廠外，還有一些小廠，如北京重型電機廠、南京汽輪機廠、杭州汽輪機廠、青島汽輪機廠等。2/6/202316主講：文泳竹第一節、汽輪機的原理及分類一、原理汽輪機是將蒸汽的熱能轉換成機械功的轉式動力機械。與活塞式能力機械相比較，汽輪機具有功率大、轉速高、經濟性好等顯著優點。在汽輪機中，蒸汽的熱能被轉換成機械功，完成這個能量轉換的基本單元叫做汽輪機的級。它主要由一列靜葉柵和動葉柵組成。2/6/202317主講：文泳竹沖動式汽輪機：蒸汽只在汽輪機的靜葉柵中降壓膨脹加速，在動葉柵內不降壓不膨脹，動葉只是把蒸汽動能轉換成機械功，同時改變汽流方向。反動式汽輪機：蒸汽在汽輪機的靜葉柵中被降壓、膨脹和加速，在動葉柵中也被進一步降壓、膨脹加速。動葉不但將蒸汽的動能，同時也將蒸汽的部分內能轉換成機械功。2/6/202318主講：文泳竹二、汽輪機的分類1、按作用原理來分沖動式汽輪機反動式汽輪機2、按排汽方式分類凝汽式汽輪機背壓式汽輪機抽汽式汽輪機2/6/202319主講：文泳竹3、按能量傳遞方式分類直聯式汽輪機帶變速箱的汽輪機4、按蒸汽流道婁目分類單流道汽輪機雙流道或多流道汽輪機5、按蒸汽流道型式分類有直流式；軸流式與徑流式。2/6/202320主講：文泳竹6、按蒸汽壓力分類中壓高壓

超高壓亞臨界壓力超臨界壓力2/6/202321主講：文泳竹第二節、熱力循環一、熱力循環的四個基本過程吸熱—膨脹—放熱—壓縮2/6/202322主講：文泳竹二、熱力循環的種類朗肯循環回熱循環中間再熱循環熱電循環2/6/202323主講：文泳竹三、循環效率一般發電廠中的循環熱效率為30—45%，實際上存在各種損失，所以效率還要小。一般用于做功的占31%，冷源損失60.2%，其它為鍋爐損耗、管路損耗、汽機機械損耗等。2/6/202324主講：文泳竹第三節、汽輪機的構造及各個系統

一、汽輪機的構造靜子部分（固定部分），包括汽缸、軸承、機座、隔板等；轉動部分，包括軸、葉輪、葉片等組成；調速控制部分。2/6/202325主講：文泳竹二、各個系統蒸汽疏水系統結水凝結水系統空氣系統調速、保安、油系統循環水系統2/6/202326主講：文泳竹三、汽輪機的調節1、汽輪機調節系統的主要作用：在穩定工況下，保證轉速不變并且為規定值；當負荷變化時，保證轉速的偏差不超過所規定的范圍；它主要由感應機構、傳動放大機構、執行機構、反饋機構等組成。2/6/202327主講：文泳竹2、調節系統的種類半液壓調節系統全液壓調節系統電液調節系統2/6/202328主講：文泳竹3、輔助設備凝結器凝結水泵抽汽器給水泵管道系統高壓加熱器低壓加熱器2/6/202329主講：文泳竹4、汽輪機在運行中的常見事故真空低落油系統工作失常汽輪機嚴重超速甩負荷汽輪機水沖擊蒸汽參數不符合規定等2/6/202330主講：文泳竹我廠始建于1958年，鋼鐵上馬，電力先行，安裝了兩臺2500KW汽輪發電機。1960年又安裝了一臺6000KW汽輪發電機，隨著公司的不斷發展，于1987年又安裝了4#抽汽發電機組。隨著能源的合理利用，今年又在興建25000KW煤氣汽輪發電機組，并在焦化預建10000KW干熄焦能源發電機組，并設想上一臺燃氣發電機組。我廠汽輪機的發展史及發展方向2/6/202331主講：文泳竹第三講、冶煉風機

2/6/202332主講：文泳竹第一節分類一、氣體壓縮機械的分類1、容積式往復式回轉式：分為羅茨式、葉氏式、螺桿式、 滑片式2/6/202333主講：文泳竹2、透平式離心式軸流式混流式2/6/202334主講：文泳竹二、透平式壓縮機械的分類1、按氣流運動方向分類離心式——氣體在壓縮機內沿離心方向（或半徑方向）流動，也稱徑流式。軸流式——氣體在壓縮機內沿與轉軸平行方向流動。混流式——氣體在壓縮機內的流動方向介于離心式和軸流式之間。2/6/202335主講：文泳竹2、按壓力分類透平式壓縮機械按出口壓力高低可分為通風機、鼓風機和壓縮機。通風機：指大氣壓力為101.325KPa，溫度為20℃，出氣口全壓值小于15KPa（表壓）的風機。鼓風機：指升壓在15KPa—200KPa（表態）之間或壓比大于1.15小于3的風機。壓縮機：指升壓大于200KPa（表壓）或壓比大于3的風機。2/6/202336主講：文泳竹3、按用途分類根據風機用于某種裝置的名稱或者以通過風機的介質名稱來命名分類。如高爐鼓風機、空氣分離壓縮機、鍋爐引風機、燒結鼓風機、煤氣鼓風機、天然所鼓風機、氧氣壓縮機等。2/6/202337主講：文泳竹三、透平式壓縮機的特點流量大。如果與活塞式的具有相同流量的壓縮機相比較，透平式壓縮機的尺寸要小的多。出口壓力變化幅度小。輸氣均勻，無脈動，氣體無油污染。結構簡單，易損件少，連續運轉周期長。因為運轉時無不平衡力，基礎較小，基建投資少。可以用汽輪機、燃氣輪機直接驅動，便于整個裝置的熱力平衡。運行轉速對材料及零部件制造精度要求高。2/6/202338主講：文泳竹四、容積式（以活塞式為例）壓縮機的特點排氣壓力可以在較大范圍內波動，高壓力、小流量區域尤為合適。輸氣脈動，進排氣流速低、機組熱效率高。外形尺寸大，結構復雜，運行不平衡。基礎尺寸大，易損件多，運行周期短。運行速度低，零部件多，由普通材料制成。2/6/202339主講：文泳竹第二節工作原理離心壓縮機的基本工作原理：旋轉葉片給氣體以作用力，并使氣體受離心力的作用由內向外甩出，得以升壓和升速，從擊獲得壓力能和速度能（即動能）。氣體從葉輪流出后具有很高的速度，將氣體速度降低以提高其壓力，為此不公葉輪的通道作成擴散型，而且擴壓器的通道也是擴散型的，因而使高速氣流逐漸減速，動能轉化為壓力能，使氣體壓力升高。2/6/202340主講：文泳竹軸流壓縮機的基本工作原理當進入進口導流葉片的氣流均勻，并得到初步的加速，氣流流經進口導流葉片間的流道，使氣流整理成軸向流動，并使氣體壓力有少許提高。轉子由原動機拖動作高速旋轉，由工作葉片將氣流推動，使之大大加速，這是氣體接受外界供給的機械能轉變為氣體動能的過程。高速氣流流經導流葉片構成的流道（相當于擴壓管），在其中降低流速而使氣體壓縮，這是靠減少氣流動能來使氣體壓縮的升壓過程。一列工作葉片（動葉）與一列導流葉片（靜葉）構成一個工作級。氣體連續流經壓縮機的各級，逐級壓縮升壓。最后經整流裝置將氣流整理成軸向，流經擴壓器，在擴壓器中氣流速度降低，壓力升高，最后匯入蝸殼經出口法蘭排出壓縮機。2/6/202341主講：文泳竹第三節高爐冶煉對鼓風機的要求及風機的特點與優點1、高爐冶煉對鼓風機的要求：能穩定地按給定風量連續運行，并有寬廣的送風范圍；長期連續安全運行和便于維修；原動機和鼓風機的運轉效率要高；配置有自動控制和安全裝置，調節性能良好。2/6/202342主講：文泳竹2、離心風機的特點：構造簡單、使用方便、可靠性高。3、軸流式鼓風機的優點和缺點適合高速運轉，能與電動機、蒸汽輪機、燃氣輪機等高速原動機直接連接運轉；效率比其他形式都要高，達到90%也是可能的；由于動葉或靜葉的可調方式采用起來比較簡單，具有較寬的高效率工作范圍。由于每一級的升壓較小，要得到高壓，需要采用多級數，而且還必須高速運轉；與離心式相比，在構造上動葉或靜葉的強度較弱，而且在葉面污損時性能降低。2/6/202343主講：文泳竹第四節我廠風機與高爐的對應關系AV85—15——大高爐0#（AV40—11）——2#高爐1#（AV40—11）——5#高爐2#（AV45—12）——1#高爐1#電動風機——3#高爐3#電動風機——4#高爐2/6/202344主講：文泳竹風機的結構及控制系統離心風機主要由機殼、進氣口、工作葉輪、擴散管、固定導向葉片、出氣口等組成。軸流風機主要由機殼、轉子、工作動葉、導向靜葉、排氣管口等組成。2/6/2023