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如何破ag真人百家图解汽轮发电机组工作原理及结
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  图解汽轮发电机组工作原理及结构_电力/水利_工程科技_专业资料。崔新佳 2011年7月29日 火力发电厂-汽轮发电机组的结构 及工作原理 新疆富蕴广汇新能源 崔新佳 汽轮机厂房内平 台汽轮发电机组 汽轮机厂房内平台汽 轮发电机组 汽轮机锅炉集中控

  崔新佳 2011年7月29日 火力发电厂-汽轮发电机组的结构 及工作原理 新疆富蕴广汇新能源 崔新佳 汽轮机厂房内平 台汽轮发电机组 汽轮机厂房内平台汽 轮发电机组 汽轮机锅炉集中控制室 600前希腊人泰勒斯 发现了电 (丝绸和琥珀麽擦产生 静电) 1660年德国人埃里克发明了世界上第一台 摩擦发电机 (产生静电 没有实用的价值) 。 1780年意大利医生加法尼,通过动物组织对电流 的反应 (他认为电是动物组织产生的) 1799年意大利物理学家伏特,他认为电不是来 源动物 1800年伏特他发明了世界上第一块 电池 1821年英国人法拉第发明了世界上第一台发电机。 1831年他发现当电磁铁穿过一个闭合回路时,线圈内就会 产生电流,这就是“电磁感应”。由此他发明了世界 上 第一台永久磁铁能连续生产电流的发电机 1876年德国人西门子他发明了,采用电磁 铁连续生产电流的发电机。 1883年瑞典工程师拉瓦尔设计制造了世界 上第一台冲动式汽轮机 1884年英国人帕森斯 设计制造了世界上第 一台反动式汽轮机 我国的第一台汽轮机是1949年在上海汽轮 机制造 容量为6000千瓦 于1955年在淮 南发电厂投产 。 人们把汽轮机和发电机有机结合就制造 出了现在我们普遍使用的汽轮发电机组。 人类自己通过劳动得到的经验和智慧找 到了很多种发电的方法 1.风力发电:利用风的动能,来吹动叶轮转动,产生 机械能,带动发电机子转子发电。 风力发电机内部结构 潮汐发电 利用海水的潮长潮落,产生的势能进行发电。 2.水力发电: 利用水的势能, 来推动水轮机的转子,带动发电机转子 , 进行发电 3太阳能发 电利用太阳的光辐射,通过光伏 组件吸收热量,产生电能。 太阳能发电和风力发电流程(热核反应),4氢—1氦,1KG氢的 热核反应,相当地球燃烧19000T的标煤,太阳中可燃烧的氢为10分之1,能燃 烧100多亿年。电磁波-粒子流。地球接收的能量只占总能量的20亿分之1。 4.核能发电:利用铀235的核裂变,产生的 能量,进行发电。 中国核电站分布图 原理:1个中子进入铀235原子核以后,原子就变的不稳 定,分裂成2个较小质量的原子核,这就是核裂反应, 产生很大的能量的同时,还会放出2-3个中子和其他射 线原子核,不断重复上述核 裂变反应。 5.水力发电:利用水的势能推动水轮机转 动,带动发电机转动发电。 水力发电原理图 水力发电原理图 .其他形式发电 1. 地热发电 2.垃圾发电 3.生物发电 4.抽水蓄能发电 火电厂:利用煤、石油、天然气为燃料 生产电能的工厂能量转换过程 ?燃。料的化学能 热能 机械能 电能 火力发电厂的几个基本概念 1.饱和水:指在一定条件时,水不能再溶解某种物 质而达到此物质的饱和状态,但此饱和水还可以溶 解其他物质,里面物质的溶解度并不会互相影响。 2.饱和蒸汽:当液体在有限的密闭空间中蒸发时 单 位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子 数目相等时,则蒸发与凝结处于动平衡状态。 3.过热蒸汽:就是在一定压力下,蒸汽达到饱和温 度,继续吸热,温度超过饱和温度。 4.蒸汽湿度:湿蒸汽中所含水分的质量百分数。 5.焓:热力学中表示物质系统能量的一个状态函数,常 用符号H表示。数值上等于系统的内能U加上压强p 和体, 积V的乘积,即H=U+pV。焓的变化是系统在 等压可逆过程中所吸收的热量的度量。 6.熵:表示物质系统状态的一个物理量(记为S),它表 示该状态可能出现的程度。在热力学中,是用以说 明热学过程不可逆性的一个比较抽象的物理量。孤 立体系中实际发生的过程必然要使它的熵增加 7.干球温度:干球温度是温度计在普通空气中所测出 的温度,即我们一般天气预报里常说的气温。 8.湿球温度:湿球温度是指同等焓值空气状态下,空 气中水蒸汽达到饱和时的空气温度, HEC Marketing Dept. 31 。 火力发电厂是由四大系统组成 。 1 .汽水系统 2.燃烧系统 3.电气系统 4.控制系统 为了让大家对汽轮机内部有个感性认 识,我先给大家放一个三维小视频。 HEC Marketing Dept. 32 汽轮发电机工作流程图 HEC Marketing Dept. 33 汽轮机的基本工作原理 汽轮机和发电机是火力发电 厂三大主要设备的两大主机, 单机功率劳动大、效率高、 运行平稳、使用寿命长。 汽轮机以蒸汽为工质,将热 能转变为机械能,为发电机 发电提供机械能。 动叶片 喷嘴 叶轮 “级”是汽轮机中最基本的工作单 轴 元。在结构上它是由静叶(喷嘴) 和对应的动叶所组成;一列固定的 喷嘴和与它配合的动叶片构成了汽 轮机的基本作功单元,称为汽轮机 的级。 冲动作用原理 冲动力的定义:根据力学知识,当一运动物体 碰到另一个静止的物体或者运动速度低于它的物体 时,就会受到阻碍而改变其速度的大小或方向,同 时给阻碍它的物体的一个作用力 特点:蒸汽仅把从喷嘴中获得的动能转变为机械 功,蒸汽在动叶通道中不膨胀,动叶通道不收缩。 喷嘴出口处:蒸汽以相 对速度w1进入动叶通道, 由于受到动叶的阻碍,汽流 方向不断改变,最后以相对 速度w2流出动叶通道, 在流道中蒸汽对动叶产生一 个轮周方向的冲动力F1,该 力对动叶作功使动叶转动 蒸汽流过无膨胀动叶通道时速度的变化 反动作用原理 反动力定义:蒸汽在动叶汽道内膨胀时对动叶的 作用力。根据动量守恒定律,当气体从容器中加 速流出时,要对容器产生—个与流动方向相反的 力。 基本特点:蒸汽在动叶流道中不仅要改变方向, 而且还要膨胀加速,从结构上看动叶通道是逐渐 收缩的。 从作用力方面分析原理 蒸汽流经级时先在喷嘴中膨胀压力 降低,速度增加一方面通过速度方 向的改变,产生冲动力F1 蒸汽在动叶中继续膨胀,压力降低, 所产生的焓降转化为动能造成动叶 出口的相对速度w2大于进口相对速 度w1,使汽流产生了作用于动叶上 的与汽流方向相反的反动力Fr。 在蒸汽的冲动力和反动力合力作用 下推动动叶旋转作功。 动叶通道是逐渐收缩的 汽轮机的工作原理 1.工质(蒸汽)在汽轮机中的能量转换: 热能 汽轮机 机械能 2.蒸汽在汽轮机中,能量转换包括2个阶段: 第一阶段: 热能 喷嘴(静叶) 动能 第二阶段: 动能 动叶 机械能 转速3000r/min和3600r/min,为全转速汽轮机 转速1500r/min和1800r/min,为半转速汽轮机 频率50赫兹和60赫兹 我国为50赫兹 蒸汽在汽缸的流动方向 1. 按工作原理分类 冲动式汽轮机:按冲动作用原理(蒸汽在喷嘴中膨胀, 在动叶中不膨胀)工作。 汽 轮 机 反动式汽轮机:按反动作用原理(蒸汽在喷嘴和动叶中 均膨胀)工作。 冲动反动联合式汽轮机:冲动级+反动级组合 2. 按热力特性分类 纯凝汽式 凝汽式汽轮机 有回热抽汽的凝汽式 (简称凝汽式) 汽 轮 背压式汽轮机:排汽压力高于大气压。 机 供热式汽轮机 调节抽汽式汽轮机:部分蒸汽抽出 并经压力调整后对外供热;其余做完功后排 凝汽器。 中间再热式汽轮机:新蒸汽→高压缸→再热器→中压缸→ 低压缸→ 凝汽器。 二、汽轮机的型号 1.产品型号: 汽轮机类型 额定功率 - 蒸汽参数 - 设计序数 2.汽轮机型号的汉语拼音代号: N—凝汽式;B—背压式;C—一次调节抽汽式; CC—二次调节抽汽式;CB—抽汽背压式。 3.机组型号例子: N100-8.83/535 N600-16.7/538/538-1 B50-8.82/0.98 CC50-8.82/0.98/0.118 CB25-8.82/0.98/0.118 汽轮机电机的结构 滑销。系统 ? 1.滑销系统的作用: ? 1)允许机组进行有规律的膨胀 ? 2)保证汽缸和转子中心一致 ? 3)保证机组牢固的固定在基础上。 ? 2.滑销系统的组成 ? 横销、纵销、立销、角销等 . 国产引进型300MW汽轮机滑销系统 1—纵销;2—猫爪横销;3—定中心梁;4—纵销;5—横销 汽缸的. 作用 汽缸即汽轮机的外壳、其作用是将汽轮机的通流 部分与大气隔开,以形成蒸汽热能转换为机械能 的封闭汽室。汽缸内装有喷嘴室、喷嘴(静叶)、 隔板(静叶环)、隔板套(静叶持环)、汽封等部件。 在汽 缸外连接有进汽、排汽、回热抽汽等管道以及文 承座架等。为了便于说造、安装和检修,汽缸一 船沿水平中分面分为上、下两个半缸。两者通过 水平法兰用螺校装配紧固。另外为了合理利用材 料以及加工、运输方便.汽缸也常以垂直结合面 分为两或三段,备段通过法兰螺接连接紧固。 汽轮机下汽缸 喷嘴 隔板 汽轮机喷嘴和喷嘴室 隔板和下汽缸组装 轴承(轴瓦) 汽轮机的轴承有径向支持轴承和轴向推 力轴承两种。 1.径向支持承轴:支持转子重量 和离心力。 ( 固定式、自立式 、三油楔式、可倾瓦。) 2.推力承轴: 承担汽轮机转子轴向推力, 保证轴向间隙。 瓦面全部采用乌金材料,径向轴承设计温 度不超过90℃,推力轴承温度不超过85 ℃ 汽轮机轴瓦 汽轮机本体推力瓦(黄色为推力瓦块) 汽轮机本体推力瓦和推力盘 汽轮机汽封 汽轮机汽封 汽封与汽封系统 汽轮机转子和静体之间需留有适当 的间隙,从而不相互碰磨,间隙的存 在就要导致漏汽,这不仅会降低机组 ,还会影响机组安全运行。为了减少 蒸汽泄漏和防止空气漏人,需要有密 封装置,通常称为汽封。 汽封按其安装位置的不同,可分为 通流部分汽封、隔板汽封、轴端汽封. 汽封的作用 汽轮机工作时,转子高速旋转而静 止部分不动,动、静部分之间必须留有 一定的间隙,避免相互碰撞或摩擦。而 间隙两侧一般都存在压差,这样就会有 部分蒸汽通过间隙泄露,造成能量损失 ,使汽轮机效率降低。为了减小漏汽损 失,在汽轮机的相应部位设置了汽封。 汽封的工作原理(轴与汽缸动静之间有间隙 空气会进入低压缸 蒸汽会从高压缸漏出) 汽封的工作原理(加装汽封) 汽封的工作原理(加装汽封后还是 有少量的蒸汽漏出和空气进入) 汽封的工作原理(加装供汽母管和汽 封管线 进入空气和漏出蒸汽抽走回用) 汽轮机转子 汽轮机转子 汽轮机转子在高温蒸汽中高速旋转,不仅要 承受汽流的作用力和由叶片、叶轮本身离心力所 引起的应力,而且还承受着由温度差所引起的热 应力。 此外,当转子不平衡质量过大时,将引起汽轮 机的振动。因此,转子的工作状况对汽轮机的安 全、经济运行有着很大的影响。 动叶片的结构 动叶片是汽轮机中 数量最大和种类最多 的零件,它的结构、 材料和装配质量对汽 轮机的安全和经济运 行有极大的影响。在 汽轮机的事故中,叶 片事故约占60%~ 70%左右,所以必须 予以足够的重视。叶 片应具有良好的流动 特性、足够的强度、 满意的转动特性、合 理的结构和良好的工 艺性能。 整煅转子 叶轮和主轴及其他 主要零部件是用整体毛 坯加工制成的。主轴的 中心通常钻有中心孔, 其作用是:①去掉锻件 中残留的杂质及疏松部 分;②用来检查锻件的 质量;③减轻转子的重 量。高参数或超高参数 机组的高压转子,防止 高温下松动是主要的, 因此广泛采用整锻转子 。 焊接转子 由若干个实心轮盘和端 轴拼合焊接而成。焊接转 子的主要优点是:不存在 松动问题;采用实心的轮 盘,强度高,不需要叶轮 轮壳,结构紧凑;轮盘和 转子可以单独制造,材料 利用合理,加工方便且易 于保证质量;焊成整体后 转子刚性较大等。但是焊 接转子要求材料的可焊性 好,焊接工艺及检验技术 要求高且比较复杂,这一 切在一定程度下妨碍了焊 接转子的应用。 套装转子 套装转子的叶轮、 轴封套、联轴器等部 件和主轴是分别制造 的,然后将它们热套( 过盈配合)在主轴上, 并用键传递力矩。主 轴加工成阶梯形,中 间直径大,只适用于 中、低参数的汽轮机 和高参数汽轮机的中、 低压部分,其工作温 度一般在400℃以下。 组合转子 根据各段的工 作条件不同,在同 一转子上,高压部 分采用整锻结构, 中、低压部分采用 套装结构,从而兼 得整锻转子和套装 转子的优点。组合 转子广泛用于高参 数、中等功率的汽 轮机上。 汽轮机下汽缸组装 汽轮机转子与下缸和下隔版 汽轮机前轴承箱 汽轮机前轴承箱内部构件 危机遮断器飞锤 汽轮机盘车装置 汽轮机盘车装置作用及工作原理 安装上隔版 汽轮机扣大盖 汽轮机扣大盖 汽轮机专用螺栓 . 螺栓加热装置及法兰加热装置 汽轮机扣大盖完毕 发电机本体结构 发电机定子 发电机转子 发电机定子和转子装配(穿转子) 汽轮发电机的构造 这里介绍汽轮发电机的构造,是由蒸汽轮 机或燃气轮机推动的发电机。发电机主要由转 子与定子组成,由于汽轮机的转速很高,故汽 轮发电机的转子是两极的,额定转速每分钟 3000转,输出50赫兹的三相交流电。 。 汽轮发电机的构造 这是转子铁芯构造示意图,在铁芯圆周上 开有一些槽,嵌有励磁绕组,在圆周两侧各 有一段槽距大的面称为大齿,就是磁极(图1 所示)。励磁绕组两端通过集电环(滑环) 接到励磁电源,在转子圆周两侧就形成北极 与南极,旋转时就产生旋转磁场。 发电机转子 发电机定子 定子铁芯与线 。 发电机剖面图 必须加强电机的冷却,汽轮发电机都采用了冷 却效果较好的氢冷或水冷技术 励磁机: 就是一个小功率的直流发电机,一 般都为几十伏,励磁电压一般不变,即使变 动也很小,而励磁电流的大小,由磁场变阻 器或自动励磁调节器调节。它的作用是将发 出来的直流电,供发电机转子磁极饶组励磁 电流以产生磁场,励磁电流在发电机空载时, 改变其大小可以改变发电机的端电压,在发电 机并网带负荷时,改变其大小,可以改变发 电机的无功功率。 汽轮机联轴器 联轴器 联轴器俗称靠背轮或对轮,是连接多缸汽轮机转 子或汽轮机转子与发电机转子的重要部件,借以传递 扭矩,使发电机转子克服电磁反力矩作高速旋转,将 机械能转换为电能 。 联轴器一般可分为刚性、半挠性、挠性三类。 1若两半联轴器直接刚性相连,则称为刚性联轴器; 2若中间通过波形筒等来联接,即称为半挠性联轴器 3若通过啮合件(如齿轮)或蛇形弹簧等来联接,就称为 挠性联轴器。 火力发电厂热力循环 火力发电厂的基本热力循环以水为工质的朗 肯循环 1.卡诺循环 。热效率61-66﹪ (奥氏体钢,膨 胀系数大,热导率小,对温度适应性差,抗 蠕变能力差) 2. 朗肯循环。热效率40-45﹪ (铬钼钢) 朗肯循环的工作过程 工质在锅炉中定压加热、汽 化和过热过程(4-5-6—1), 蒸汽在汽轮机中等熵膨胀做 功(1-2), 排汽在凝汽器中定压凝结放 热(2-3), 凝结水泵中等熵压缩后进入 锅炉(3-4)。 汽轮机的调节系统 1.液压调节系统。(50年代)机械部件和液压部件 组成。 2.功频电液调节系统。 (60年代 ) 以模拟计算机为基 础的,引入了功率、频率两个控制信号的电液调节 系统,常称为功频电液调节系统。 3.数字调节系统。(70年代)以数字计算机为基础 的数字式电液调节系调节汽轮机的系统。数字调节 系统发出指令后,通过调节汽轮机的阀门,而改变 汽轮机的进汽量,从而达到调整负荷的目的 。 调节系统任务 。 a . 调节汽轮机内功率以满足外界负荷的变化 。 b. 保证汽轮机的转速在允许范围 。 调节系统它六个部分组成 1. 感应机构 2. 定值机构(同步器) 3. 放大机构 4 执行机构 5. 配汽机构 6. 反馈机构 。 . . 汽轮机的保护系统(调节保安) 1. 汽轮机的超速保护 . 2. 汽轮机的轴向位移保护 . 3. 汽轮机的油压和油温保护. 4. 汽轮机凝汽器低真空保护. 汽轮机的供油系统 汽轮机供油系统分为两个部分: 1. 一部分是汽轮机轴承润滑油,转子放在轴承 上,需要润滑油建立油膜,防止干摩擦 。 2. 顶轴油在汽轮机运转之前,需要顶轴油系 统开启,给各个轴承处泵入润滑油。 3.调节系统供油 4.保安系统供油 . 其实油的用途总的来说就是给轴承润滑 的,为了实现不同运行情况下的润滑,和调 节保安系统供油,才有相应的一些系统。 下面请大家了解一下 汽轮机辅机 锅炉给水泵的作用: 是将合格的给水连续不断地送往锅炉,保证锅炉连续最大 蒸发量的供水量。 流量是锅炉连续蒸发量的110%。 程扬是从除氧水箱的出口,到锅炉省煤器的入口介质流量 的总阻力。 锅 炉 高 压 给 水 泵 给水泵由电机驱动中间加装液力偶和器: 能消除冲击和振动;输出转速低於输入转速,两轴的转 速差随载荷的增大而增加;过载保护性能和起动性能好, 载荷过大而停转时输入轴仍可转动。 液力偶和器内部结构 高压低压加热器的作用: 是利用汽轮机的中间抽汽将锅炉给水加热,以提高循环效率。 根据汽轮机组的大小不同给水回热级数从2-3级到8级。 低压加热器 水冷凝汽器的作用: 把在汽轮机做完功的蒸汽通过凝汽器变成凝结水 凝汽器内部图片 汽轮机做完功的蒸汽通过凝汽器变成凝结水的过 程。 2、空冷凝汽器工作原理 汽轮机排汽通过粗 大的排汽管道送到 空冷凝汽器内,轴 流风机使空气流过 空冷凝汽器的外表 面带走热量,使排 汽凝结为水。 排汽管 凝结水 轴流风机 全 貌 给水除氧的任务和方法 给水中溶解氧的主要来源: 化学补充水带进 处于真空下工作的凝汽器、部分低压加 热器等热力设备及管道附件不严密,漏进 空气。 给水中溶有气体带来的危害 : 腐蚀金属设备、降低其使用寿命。 增大传热热阻,降低传热效果。 给水除氧的任务: 除去水中的不凝结气体,防止设备腐蚀和传热恶化。 给水除氧的方法: 热力除氧和化学除氧 。 除氧器的除氧原理 由亨利定理知,在一定压力下,水的温度越 高气体的溶解度越小;反之,水的温度越低则气 体的溶解度越高。此外,某种气体的溶解度还与 水面该气体的分压力有关,因此,当锅炉给水被 加热到沸点时,水面上的蒸汽压力就接近全压力, 而其它气体的分压力则接近零。这样,溶解于水 中的气体(包括氧气)就被分解出来并及时地随 部分蒸汽排走,除氧器正是根据这一原理来工作 的。 。。。 。 。 The end,thank you! 谢谢