工业汽轮机基本组成
汽轮机是以蒸汽为工质,将蒸汽的热能转变为转子旋转的机械能的动力机械。
它与其他动力机械相比具有单机 功率大,转速高,转速可变,效率较高,运转安全平稳,可利用煤、燃油和天然气等多种燃料,燃料利用率高,使用寿命长,尺寸小,重量轻等一系列的优点,广泛用于工业各部门。
可用于中心热力发电厂”驱动发电机,船舶运输驱动螺旋桨,工矿企业驱动泵、 风机和空压机和工厂的自备发电站。其中用于后两者的汽轮机统称为工业汽轮机。
锅炉是产生高温高压蒸汽的设备,水在锅炉内吸收了燃料(煤、燃油或天然气) 燃烧时产生的热量后,变成高温高压蒸汽。
过热器用来将锅炉送出来的饱和蒸汽继续加热,在原有的压力下提高蒸汽的温度,变成“过热蒸汽”。
汽轮机是利用蒸汽对外做功的设备,从过热器出来的高温高压过热蒸气流经汽轮机后,它的温度和压力都要降低,发生膨胀做功过程,蒸汽的热能转化为机 械功,由汽轮机轴端输出,用来驱动空压机和泵以及发电机等工作机械。
冷凝器(又称凝汽器)是冷凝式汽轮机中工质的低温放热源。
在汽轮机内做完功的蒸汽排到冷却器内,在一定压力下将汽化潜热释放给冷却水,蒸汽凝结成 水,并形成冷凝器中真空。凝结水由凝水泵抽出经给水泵送回锅炉,作为锅炉给水。
冷凝器的作用有两个,一是将做完功的蒸汽回收,凝结成水后再供给锅炉, 这样可以降低运行成本,提高经济性,保证蒸汽质量,减少对设备的腐蚀。
二是建立并保持汽轮机排汽口的高度真空,这对汽轮机的功率和汽轮机装置的经济性 具有重大的影响。
通常每台冷凝式汽轮机配置一台冷凝器,但也有几台汽轮机共用一台冷凝器。背压式汽轮机的排汽压力高于大气压力,它的排汽可供其他用汽单位利用,所以不需要冷凝器。
给水泵的作用是消耗一部分功率用来完成热力循环中的压缩过程,将凝结水的压力提高,送入锅炉中。
给水泵的工作情况对装置的经济性和安全可靠性都有重大的影响。常用的锅炉给水泵多为多级离心泵。
第一个是汽水回路,水在锅炉内吸收了燃料燃烧时产生的热量后,变为高温高压蒸汽。
汽轮机将高温 高压蒸汽中的一部分能量转换成机械功,向外界输出,蒸汽的压力和温度降低后排入冷凝器中被冷却水冷凝成水,再由锅炉给水泵加压送入锅炉。
这样就构成了 个由锅炉、汽轮机、冷凝器和给水泵组的封闭回路,工质在这个回路里不断地进行着水变成汽,汽变为水的变化过程。
我们称这个回路为汽水回路,这是汽轮机装置中一个主要回路。
第二个回路是空气烟气回路,空气进入锅炉后和燃料一起产生燃烧过程变成烟气,高温烟气在炉内将一部分热量传给水和水燕气后温度降低,再经烟囱排入大气。
同时,新鲜空气又不断地进入锅炉参加燃烧。第三个回路是冷却水回路,冷却水由冷却水池或冷却塔经冷却水泵加压进入冷凝器,在 冷凝器中吸收了排汽的汽化潜热后,冷却水温度升高,排入冷却水池进行冷却,形成了封闭回路。
在一个动力装置中有上述三个不同工质构成的独立的封闭回路,这是汽轮机装置的一个特点。
回路多,使整个装置变得复杂,但对装置的运行性能具有深刻 的影响,可以减少装置中各主要设备彼此间的互相影响,有利于保持汽轮机装置的主要工作特性的稳定性,例如,当外界负荷变化时,可以调节空气烟气回路和 冷却水回路使汽水回路中工质的进出口参数不变。