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1.基本工作原理
將水泵入鍋爐加熱，使之轉變成高壓高溫的蒸汽，進(jìn)入汽輪機經(jīng)過(guò)一系列的靜止葉片和轉動(dòng)葉片使蒸汽膨脹，蒸汽的壓力、溫度不斷降低，速度不斷增加，使蒸汽的熱能轉化為機械能，帶動(dòng)發(fā)電機（或其它機械）。然后將汽輪機的排汽冷凝成水并泵回鍋爐進(jìn)入下次循環(huán)。
為了提供單機容量和循環(huán)效率，給水回熱循環(huán)和中間再熱循環(huán)在已成為大功率汽輪機裝置的基本循環(huán)。利用各級汽輪機抽出的主蒸汽加熱補給水，隨后在進(jìn)一步膨脹之前對已經(jīng)部分膨脹的蒸汽再加熱。
在汽輪機中蒸汽的動(dòng)能到機械能的轉變都是通過(guò)上述兩種不同作用原理來(lái)實(shí)現的。通常我們將利用沖動(dòng)原理做功的汽輪機稱(chēng)為沖動(dòng)式汽輪機，將利用反動(dòng)原理做功的汽輪機稱(chēng)為反動(dòng)式汽輪機。
2.汽輪機基本技術(shù)要求
出力：能經(jīng)常達到銘牌(或批準的)出力和較高的效率，主要運行參數在規定范圍之內，油質(zhì)良好。
振動(dòng)測量分軸承座振動(dòng)（瓦振）和軸振動(dòng)，目前國內中小型汽輪機12～50mw通常測的是軸振，小于12mw汽輪機通常測的軸承座上的振動(dòng)值。
gbt11348.2規定50mw以上軸振動(dòng)限值，50mw及以下參考：
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區域界線(xiàn) |
a/b |
b/c |
c/d |
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軸相對位移峰值 （單位：峰-峰值μm） |
80 |
120～165 |
180～260 |
評定：
區域a（＜80）：新投產(chǎn)機組，振動(dòng)通常在此范圍。
區域b（80～120）：可不受限長(cháng)期運行；
區域c（165～180）：不宜長(cháng)期連續運行，適當機會(huì )采取補救措施；
區域d（＞260）：視為振動(dòng)故障，立即采取措施補救。
軸承座上的振動(dòng)要求：一般正常運行時(shí)******振動(dòng)應小于＜25～30μm（全振幅），******不應超過(guò)50μm（全振幅），一般振動(dòng)報警設定在80~150μm之間。
（3）各儀表指示正常，標準儀表包括溫度、壓力、油位儀表等，監控儀表包括轉速、負荷、軸向位移、振動(dòng)、閥門(mén)開(kāi)度等。
（4）調速系統、控制系統、保護系統完好；
（5）輔助設備能正常投入運行。
3.汽輪機結構簡(jiǎn)介
汽輪機由本體部分輔助系統和輔助設備組成。
（1）汽輪機本體：靜子、轉子、滑銷(xiāo)、軸承軸瓦、盤(pán)車(chē)裝置、底座等。其中靜子主要由汽缸、氣缸螺栓、蒸汽室、噴嘴室、隔板、隔板套、汽封等；轉子主要由動(dòng)葉、葉輪、主軸、汽封套、聯(lián)軸節及緊固件等旋轉部件。
汽缸：除了安裝靜子外，***重要的一個(gè)作用是將蒸汽和大氣隔開(kāi)，形成能力轉換的環(huán)境，故汽缸的密封性要求很高，汽缸外面包裹保溫層。汽缸根據所處位置不同可以分為高壓缸、中壓缸、低壓缸。
滑銷(xiāo)：其作用為保持汽缸和轉子中心一致，******汽缸能自由膨脹，使轉子和靜子部分軸向和徑向間隙符合要求?；N(xiāo)包括橫銷(xiāo)、縱銷(xiāo)和立銷(xiāo)以及抓貓等。
汽封：其作用為減少漏氣，分為前汽封、后汽封、隔板汽封、葉頂汽封。國產(chǎn)的中小型汽輪機的汽封都采用薄片型和高低齒型迷宮汽封。汽封環(huán)分成4~6塊，裝在汽封體上用彈簧片壓緊。
軸承：主要由軸承座和軸瓦組成，根據安裝位置和作用不同分為前徑向軸承、后徑向軸承、推力軸承三種。徑向軸承主要支撐轉子重量，并確定轉子在旋轉時(shí)的徑向位置。推力軸承主要承受轉子的軸向推力，確定轉子的軸向位置。目前國內汽輪機軸瓦普遍采用巴氏合金材料澆注而成。
（2）輔助系統：調速系統、505控制系統、保安系統、油系統、主汽門(mén)、儀表等；
調速系統：調速系統是汽輪機的重要組成部分，其作用是調節汽輪機的進(jìn)汽量，滿(mǎn)足電網(wǎng)系統負荷變化的需要，當汽輪機的負荷和參數發(fā)生變化時(shí)，能控制轉速在允許范圍內；主要由主油泵、調節機構、調速器、調節氣門(mén)及配汽機構等部件組成，其中調節機構由氣動(dòng)閥、油動(dòng)機及滑閥、壓力變換器、錯油門(mén)組成；調節氣門(mén)及配汽機構是調速系統的執行機構，由凸輪軸、軸承、凸輪、聯(lián)接裝置、彈簧傳動(dòng)裝置、閥桿、閥蝶、滑套等部件組成。。
505控制系統：505控制系統主要機構有505控制器、閥位控制器（spc）、電液轉換器組成, 小型汽輪機采用美國的505控制器，也是deh的控制范疇，與505/505e配套使用的電液轉換器為兩種：voith和cpc。美國woodward 505數字控制器是專(zhuān)門(mén)為蒸汽透平壓縮機而設計的一種調速裝置，它可以接收頻率信號、模擬信號、接點(diǎn)信號等，還可以輸出接點(diǎn)信號、模擬信號等。通過(guò)組態(tài)可以組成多種啟動(dòng)方式，按任何斜坡控制方式升速、降速，還可以通過(guò)rs-232、422或485接口與dcs、esd等上位機實(shí)現通訊。
保安系統：主要由飛錘式危急遮斷器、危急遮斷油門(mén)、危急遮斷杠桿、保安操縱箱、超速限制滑閥等組成。在保安操縱箱中，設有手動(dòng)及電動(dòng)停機按鈕、超速試驗滑閥、危急遮斷器試驗滑閥。
主氣門(mén)：目前國內小型汽輪機使用自動(dòng)主氣門(mén)和半自動(dòng)主氣門(mén)。其中自動(dòng)主氣門(mén)配套自動(dòng)關(guān)閉器（速關(guān)閥），自動(dòng)關(guān)閉器（速關(guān)閥）是控制主汽門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉的控制機構；由殼體、滑閥、彈簧、活塞環(huán)、傳動(dòng)機構、聯(lián)接裝置及主汽門(mén)活動(dòng)裝置等部件組成。
油系統：根據汽輪機油系統的作用，一般將油系統分為潤滑油系統和調節（保護）油系統兩個(gè)部分。潤滑油系是向機組軸承和各轉動(dòng)部件提供潤滑油，調節油系一是向調速系統提供壓力油，二是向保安系統提供壓力油。油系統主要包括：主油泵、注油器、主油泵啟動(dòng)排油閥、高壓油泵、交流直流潤滑油泵、主油箱、冷油器、濾油器、潤滑油壓力控制器以及各油路管道等。
（3）輔助設備：通常包括凝汽器、冷油器、除氧器、凝結水泵等循環(huán)水系統、真空系統、冷卻系統等。
4.常見(jiàn)中小型汽輪機類(lèi)型
（1）凝汽式汽輪機.
進(jìn)入汽輪機做功的蒸汽，除少量的漏氣外，全部或大部分排入凝汽器的汽輪機稱(chēng)為凝汽式汽輪機。蒸汽全部排入凝汽器的汽輪機又稱(chēng)純凝汽式汽輪機；采用回熱加熱系統，除部分抽汽外，大部分蒸汽排入凝汽器的汽輪機，稱(chēng)為凝汽式汽輪機。
型號舉例：n 9-3.43/435
說(shuō) 明:汽輪機類(lèi)型為凝汽式（n），額定功率9mw，主蒸汽壓力為3.43mpa，主蒸汽進(jìn)氣溫度為435℃。
汽輪機排汽中的非凝結氣體（主要是空氣）由抽氣器抽出，啟動(dòng)和運行時(shí)必須維持一定的真空度。***常用的凝汽器為徑流冷卻方式（水冷）。冷卻水排入冷卻水池或冷卻水塔降溫后再循環(huán)使用。但嚴重缺水地區的電廠(chǎng)，也用空冷式凝汽器。
（2）抽氣式汽輪機（抽凝式）
由汽輪機中間級抽出一部分蒸汽供給用戶(hù)，即在發(fā)電的同時(shí)還供熱的汽輪機，也稱(chēng)為抽凝式汽輪機。根據用戶(hù)需要可以設計成一次調節抽汽式或二次調節抽汽式。一次調節抽汽式汽輪機，又稱(chēng)單抽汽式汽輪機。
型號：c12-4.9/0.98表示一次調節抽汽式汽輪機（c），額定功率為12mw，初壓4.9mpa，抽氣壓力為0.98mpa；
型號：cc12-3.43/0.98/0.49表示二次調節抽汽式汽輪機（cc），額定功率為12mw，初壓為3.43mpa，一次抽氣壓力為0.98mpa，二次抽氣壓力為0.49mpa。
抽氣式汽輪機由高壓部分和低壓部分組成，相當于一臺背壓式汽輪機與一臺凝汽式汽輪機的組合。新汽進(jìn)入高壓部分作功，膨脹至一定壓力后分為二股，一股抽出供給熱用戶(hù)，一股進(jìn)入低壓部分繼續膨脹作功，***后排入凝汽器。抽汽壓力設計值根據熱用戶(hù)需要確定，并由調壓器控制，以維持抽汽壓力穩定。單抽汽式汽輪機的功率為高、低壓部分所生產(chǎn)功率之和，由進(jìn)汽量和流經(jīng)低壓部分蒸汽量所決定。調節進(jìn)汽量可以得到不同的功率。因此，在一定范圍內，可同時(shí)滿(mǎn)足熱、電負荷需要。
從中間級抽出蒸汽供給熱用戶(hù)的汽輪機。抽汽壓力根據用戶(hù)的需要和產(chǎn)品系列化的要求而確定，能在一定范圍內調整.
（3）背壓式汽輪機
排汽壓力大于大氣壓力的汽輪機稱(chēng)為為背壓汽輪機。排汽可用于供熱或供給原有中、低壓汽輪機以代替老電廠(chǎng)的中、低壓鍋爐。當背壓汽輪機用于供給原有中、低壓汽輪機以代替老電廠(chǎng)的中、低壓鍋爐時(shí)，又被稱(chēng)為前置式汽輪機，
型號：b6-3.43/0.49表示背壓式汽輪機（b），額定功率為6mw，進(jìn)氣壓力為3.43mpa，排氣壓力為0.49mpa。
背壓式汽輪機的排汽壓力高,蒸汽的焓降較小,與排汽壓力很低的凝汽式汽輪機相比，發(fā)出同樣的功率，所需蒸汽量為大，因而背壓式汽輪機每單位功率所需的蒸汽量大于凝汽式汽輪機。
（4）抽汽背壓式汽輪機
抽汽背壓式汽輪機是從背壓式汽輪機的中間級抽取部分蒸汽，供需要較高壓力等級的熱用戶(hù)，同時(shí)保持一定背壓的排汽，供需要較低壓力等級的熱用戶(hù)使用的汽輪機。這種機組的經(jīng)濟性與背壓式機組相似，設計工況下的經(jīng)濟性較好，但對負荷變化的適應性差。
型號：cb12-4.9/1.18/0.17表示抽背式汽輪機（cb），額定功率為12mw，進(jìn)氣壓力4.9mpa，抽氣壓力1.18mpa，排氣壓力0.17mpa。
性能特點(diǎn)：
1、適用于各種進(jìn)汽參數、抽汽參數。
2、廣泛用于自備電站、余熱利用、制糖、造紙、石油、化工等行業(yè)，在發(fā)電的同時(shí)，提供一定的低一級參數蒸汽用于供暖或工業(yè)生產(chǎn)。
3、對于既需要電力，又需要熱負荷做較大幅度調整的企業(yè)特別適用。
4、電力和工業(yè)用汽、電負荷和熱負荷均可自行調整。
5、也可在純背壓零抽汽的工況下運行。
（5）補氣凝氣式汽輪機
補汽凝氣式汽輪機，是凝汽式汽輪機的一種，比普通凝汽式汽輪機多進(jìn)一股低壓蒸汽補汽式汽輪機除了主蒸汽從主汽門(mén)和調節門(mén)進(jìn)入汽輪機發(fā)電外，還有一路低壓蒸汽從汽輪機中間級進(jìn)入汽輪機發(fā)電，從而利用低壓蒸汽增大了發(fā)電量，提高利用效率，也稱(chēng)為中間再熱式。
型號：bn9-1.0/380/180表示為補汽凝氣式汽輪機（bn），額定功率9mw，進(jìn)氣壓力1.0mpa,進(jìn)氣溫度380℃，補氣溫度180℃。
補汽式汽輪機多適用于水泥、化工、石油、冶金、焦化等行業(yè)的自備電站或中小型發(fā)電廠(chǎng)行業(yè)，能有效利用生產(chǎn)流程中的廢蒸汽等低參數能源。
5.參考資料
gb/t5578-2007 固定式發(fā)電用汽輪機規范
gbt 11348.1-2007 旋轉機械轉軸徑向振動(dòng)的測量和評定 第1部分
gbt 11348.2-2007 旋轉機械轉軸徑向振動(dòng)的測量和評定 第2部分
dlt 824-2002 汽輪機電液調節系統性能驗收導則