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丁凯
空分机组培训
新疆广汇新能源
汽轮机的基本概念
汽轮机是用具有一定温度和压力的蒸汽来做功的回转式原动机。依其做功的原理不同,可分为冲动式汽轮机和反动式汽轮机两种类型。
冲动式汽轮机:蒸汽的热能转变为动能的过程,仅在喷嘴中发生,而工作叶片只是把蒸汽的动能转变成机械能的汽轮机。即蒸汽仅在喷嘴中产生压力降,而在叶片中不产生压力降低。反动式汽轮机:蒸汽的热能转变为动能的过程,不仅在喷嘴中发生,而且在叶片中叶同样发生的汽轮机。即蒸汽不仅在喷嘴中进行膨胀,产生压力降,而且在叶片中也膨胀,产生压力降。冲动式与反动式在构造上的主要区别在于:
冲动式:动叶片出、入口侧的横截面相对比较均匀,气流通道从入口到出口其面积基本不变。
反动式:动叶片出、入口侧的横截面不对称,叶形入口较肥大,而出口侧较薄,其流通到从入口到出口呈渐缩状。
最简单的汽轮机单级工作原理为:
具有一定压力和温度的蒸汽通入喷嘴膨胀加速,此时蒸汽压力、温度降低,速度增加,蒸汽热能转变为动能,然后具有较高速度的蒸汽由喷嘴流出,进入动叶片流道,在弯曲的动叶片流道内,改变气流方向,给动叶片以冲动力,产生了使叶轮旋转的力矩,带动主轴旋转,输出机械功,完成动能到机械能的转换。
热能→动能→机械能,这样一个能量转换的过程,便构成了汽轮机做功的基本单元,通常称这个做功单元成为汽轮机的级,它是有一列喷嘴叶栅和其后紧邻的一列动叶栅所构成。
由于单级汽轮机的功率较小,且损失大,故使汽轮机发出更大的功率,需要将许多级串联起来,制成多级汽轮机。多级汽轮机的第一级又称调节级,该级在机组负荷变化时,是通过改变部分进气量来调节机组负荷,而其他级任何情况下都为全周进气,称为非调节级。
汽轮机按热力过程可分为:
凝气式汽轮机:进入汽轮机做功的蒸汽,除少量漏气外,全部或大部分排入凝汽器,形成凝结水。
背压式汽轮机:蒸汽在汽轮机内做工后,以高于大气压力排入排气室,以供热用户采暖和工业用气。
调整抽气式汽轮机:将部分做过功的蒸汽以某种压力下抽出,供工业用或采暖用。
中间再热式汽轮机:将在汽轮机高压刚做完功的蒸汽,在送回锅炉过热器加热到新蒸汽温度,回中低压缸继续做工。
压缩机的基本概念
压缩机:输送气体和提高气体压力的一种从动的流体机械。
压缩机按其原理可分为离心式压缩机、往复式压缩机、回转式压缩机、轴流式压缩机四大类。
离心式压缩机:依靠叶轮对气体作功使气体的压力和速度增加,而后又在扩压器中将速度能转变为压力能,气体沿径向流过叶轮的压缩机。
往复式压缩机:靠一个或几个作往复运动的活塞来改变压缩腔内部容积的容积式压缩机。
回转式压缩机:通过一个或几个部件的旋转运动来完成压缩腔内部容积变化的容积式压缩机。包括滑片式、滚动活塞式、螺杆式和涡旋式压缩机。
轴流式压缩机:
离心式压缩机的基本概念
依靠叶轮对气体作功使气体的压力和速度增加,而后又在扩压器中将速度能转变为压力能,气体沿径向流过叶轮的压缩机。离心式压缩机是一种叶片旋转式压缩机(即透平式压缩机)。工作原理:汽轮机(或电动机)带动压缩机主轴叶轮转动,在离心力作用下,气体被甩到工作轮后面的扩压器中去。而在工作轮中间形成稀薄地带,前面的气体从工作轮中间的进汽部份进入叶轮,由于工作轮不断旋转,气体能连续不断地被甩出去,从而保持了气压机中气体的连续流动。气体因离心作用增加了压力,还可以很大的速度离开工作轮,气体经扩压器逐渐降低了速度,动能转变为静压能,进一步增加了压力。如果一个工作叶轮得到的压力还不够,可通过使多级叶轮串联起来工作的办法来达到对出口压力的要求。级间的串联通过弯通,回流器来实现。这就是离心式压缩机的工作原理。
离心泵的工作原理
离心泵的工作原理是:离心泵之所以能把水送出去是由于离心力的作用。水泵在工作前,泵体和进水管必须罐满水形成真空状态,当叶轮快速转动时,叶片促使水快速旋转,旋转着的水在离心力的作用下从叶轮中飞去,泵内的水被抛出后,叶轮的中心部分形成真空区域。水源的水在大气压力(或水压)的作用下通过管网压到了进水管内。这样循环不已,就可以实现连续抽水。在此值得一提的是:离心泵启动前一定要向泵壳内充满水以后,方可启动,否则泵体将不能完成吸液,造成泵体发热,震动,不出水,产生“空转”,对水泵造成损坏。
螺杆泵的工作原理
螺杆泵的工作原理是:螺杆泵工作时,液体被吸入后就进入螺纹与泵壳所围的密封空间,当主动螺杆旋转时,螺杆泵密封容积在螺牙的挤压下提高螺杆泵压力,并沿轴向移动。由于螺杆是等速旋转,所以液体出流流量也是均匀的。
汽轮机的配套设施
汽轮机通常在高温高压及高转速的条件下工作,是一种较为精密的重型机械,一般须与锅炉(或其他蒸汽发生器)、从动机、以及凝汽器、加热器、泵等组成成套设备,一起协调配合工作。
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