汽轮机工作原理 汽轮机的组成部分
电力之核
汽轮机,一种以蒸汽为动力,进行旋转运动的原动机。蒸汽源于废热锅炉或其他汽源,经由主汽阀和调节阀的引导,进入汽轮机内部。蒸汽在汽轮机内高速流过一系列环形配置的喷嘴(或静叶栅)和动叶栅,实现热能向机械功的转化,从而驱动其他机械的转动。相较往复式蒸汽机,汽轮机内的蒸汽流动更为连续、高速,单位面积可承载的流量更大,因此能产生更大的功率。
汽轮机的构造与工作原理、使用环境、承受力、工艺要求及材料特性等密切相关。对于中、小功率需求的场景,汽轮机常采用单缸结构;而对于大功率需求,汽轮机则由高压缸、中压缸(或高中压合缸)和低压缸共同构成。
关于汽轮机转子
汽轮机转子在功能上将蒸汽的动能转换为机械能,传递作用在叶片上的蒸汽圆周分力所产生的扭矩,并输出机械功以驱动设备如压缩机和泵等。转子的结构型式可分为轮式和鼓式两种。轮式转子以主轴为中心,直接锻造或以过盈方式安装叶轮;鼓式转子的主轴较粗,形状似鼓筒,其动叶片则安放在周向沟槽中。
在工艺方面,转子可进一步细分为整锻式、套装式和焊接式等。国内化工行业常用的整锻式转子具有结构紧凑、受力情况良好、强度高及适用于高温高速条件等优点。而鼓式转子结构则具备较大的弯曲刚度,为应对式汽轮机较大的轴向推力,通常需配备平衡以平衡部分动叶片上的轴向力。
关于汽轮机转子叶轮
汽轮机转子叶轮主要是用来安装冲动级动叶片,并将动叶片所受的汽流作用力有效地传递给转子主轴。其结构型式主要有等厚度叶轮、锥形叶轮和等强度叶轮等。每种结构都有其适用的工作条件和加工要求。
汽轮机缸体详解
汽轮机缸体主要用于支承转子、隔板、静叶持环、调节阀等部件,同时容纳并通过蒸汽,确保蒸汽在汽轮机内完成能量转换过程。对于中低压汽轮机,通常采用单层汽缸结构。但当蒸汽压力较高时,为确保安全和气密性,需采用双层缸结构。这种结构能更有效地分担蒸汽的压力和温度,使汽缸内外均不会产生过大的应力。
在高压汽轮机中,特别是在起动、停车和变负荷运行时,缸体内部的温度分布不均会产生热应力甚至导致汽缸变形。对高压汽轮机的缸体设计要求更为严格。有的内缸设计为圆筒形,这种形状简单、结构对称且不易产生大的应力或中分面漏气问题。