汽轮机作业秦芳 学号：1042091024 班级：环本1010.docx

汽轮机作业
汽轮机及其辅助设备的主要特点和作用，它们工作时所带来的环境问题有哪些？可采取哪些技术措施控制？
答：火力发电厂中的汽轮机是带动发电机旋转的原动机，其中，汽轮机本体及其辅助设备由管道和阀门连成一个整体，称为汽轮机设备。
（一）汽轮机及其辅助设备的主要特点和作用：
1．汽轮机本体由转动部分(转子)和静止部分(静子)两部分组成。
1.1转动部分包括动叶片、叶轮(反动式汽轮机为转鼓)、主轴、联轴器及紧固件等旋转部件。其各部分主要特点和作用如下：
1) 动叶片
主要特点：安装在转子叶轮或转鼓上，其工作条件很复杂，除因高速旋转和汽流作用承受较高的静应力和动应力以外，还因其分别处于过热蒸汽区、两相过渡区(指从过热蒸汽区过渡到湿蒸汽区)和湿蒸汽区内工作而承受高温、高压、腐蚀和冲蚀作用，因此其结构不但应保证有良好的流动特性，而且还要保证有足够的强度。
作用：接受喷嘴叶栅射出的高速汽流，把蒸汽的动能转换成机械能，使转子旋转。
2）叶轮(或转鼓)
主要特点：叶轮由轮缘和轮面组成，套装式叶轮还有轮毂。轮缘是安装叶片的部位，其结构取决于叶根型式，轮毂是为了减小内孔应力的加厚部分，轮面将轮缘和轮子连成一体，高、中压级叶轮上通开有5~7个平衡孔，以疏通隔板漏汽和平衡轴向推力。
作用：冲动式汽轮机的转子上都有叶轮，用来装置动叶片并将叶片上的转矩传递到主轴上。
3）联轴器
主要特点：现代汽轮机常用的联轴器常用三种形式：刚性联轴器、半挠性联轴器和挠性联轴器。
作用：连接汽轮机各转子以及汽轮机转子与发电机转子，借以将蒸汽作用在汽轮机转子上的扭矩传递给发电机转子，使发电机转子旋转，从而产生电能。
1.2静止部分包括汽缸、蒸汽室、喷嘴室、喷嘴、隔板、隔板套(反动式汽轮机为静叶持环)
1）汽缸
主要特点：汽缸是汽轮机的外壳，汽缸内安装着喷嘴室、隔板、隔板套等零部件，汽缸重量大、形状复杂，并且在高温高压下工作，除了承受内外压差及汽缸本身和装在其中的各零部件的重量等静载荷外，还要承受隔板和喷嘴作用在汽缸上的力，以及进汽管道作用在汽缸上的力和由于沿汽缸轴向、径向温度分布不均匀(尤其在启动、停机和变工况时)而引起的热应力。汽缸运行中的热应力对高参数、大功率汽轮机的影响更为突出。
作用：将汽轮机的通流部分与大气隔开，形成封闭的汽室，保证蒸汽在汽轮机内部完成能量转换过程。
2）汽封
主要特点：它是一种密封装置，按其安装位置不同可分为通流部分汽封、隔板汽封、轴端汽封。
作用：减少蒸汽泄露，防止空气漏入。
3）喷嘴室
主要特点：喷嘴室沿汽缸周围对称布置，使其受热均匀，减少热应力，高温高压蒸汽只用于喷嘴室，汽缸只承受调节级后降低的蒸汽压力、温度。
作用：当进入汽轮机的蒸汽容积流量较小或调节级受限制时使用。接受从进汽管来的蒸汽，将其热能变为动能，为调节级提供部分进汽的可能性，形成阀门的顺序调节。
4）喷嘴
主要特点：汽轮机的第一级喷嘴通常都根据调节阀的个数成组布置，这些成组布置的喷嘴称为喷嘴组。它有两种结构形式，一种是中参数汽轮机上采用的单个铣制的喷嘴叶片焊接而成的喷嘴组，另一种是高参数汽轮机上采用的整体铣制焊接而成或精密铸而成的喷嘴组。
作用：调节配汽方式，对蒸汽进行加速，将热能转变为动能。
5）隔板
主要特点：冲动式汽轮机的隔板主要由隔板外缘、静叶片和隔板体组成。它可以直接固定在汽缸上或固定在隔板套上，通常都做成水平对分形式，其内圆孔处开有隔板汽封的安装槽。隔板的具体结构是根据它的工作温度和作用在隔板两侧的蒸汽压差来决定的，主要有焊接隔板和铸造隔板两种形式。
作用：固定静叶片，并将汽缸内间隔成若干个汽室。
6）滑销系统
主要特点：滑销系统主要由横销、纵销、立销、角销等组成。
横销：引导汽缸沿横向滑动，并在轴向起定位作用；
纵销：引导轴承座或汽缸沿轴向滑动，并限制轴向中心线横向移动；
立销：引导汽缸沿垂直向膨胀，并保持汽缸和轴承中心一致；
角销：防止轴承座与基础台板脱离；
斜销：一种辅助滑销，能起纵向和横向的双重作用。

作用：保持动静部分中心不变，避免因膨胀不均匀造成不应有的应力及伴随而生的振动。同时既保证汽缸自由膨胀，又能保持机组中心不变。
2.汽轮机辅助设备主要包括凝汽设备(背压汽轮机除外)、回热加热设备、除氧器、调节保安装置、供油系统等。
1）凝汽设备
主要特点：其是凝汽式汽轮机必不可少的辅助设备，其主要包括凝汽器、抽气器、凝结水泵等。
a.凝汽器压力为乏汽凝结温度所对应的饱和压力；
b.在通常的循环冷却水温下，蒸汽的凝结温度若为30℃，所对应的饱和压力则为4.2kpa，远远低于大气压力，因此在凝汽器内形成真空，由抽气器不断抽出从不严密处漏入凝汽器的空气，以保持这一真空。
作用：一是建立和保持汽轮机排汽口的高度真空，以使蒸汽在汽轮机中有较大的理想焓降；二是回收乏汽的凝结水，作为锅炉给水循环使用。
1.1凝汽器
主要特点：
a.凝汽器的外壳通常呈圆柱形、椭圆形或方柱形；

b.凝汽器的传热面分为主凝结区和空气冷却区，这两部分用挡板隔开，空气冷却区的面积约占凝汽器面积的5％~10％。
作用：
a.设置空气冷却区，可使蒸汽进一步凝结，使被抽出的蒸汽-空气混合物中的蒸汽量大为减少，减少了工质的浪费；
b.汽-气混合物进一步被冷却使其容积流量减小，减轻了抽气器的负担。
1.2抽气器
主要特点：
a.抽气器可分为射流式抽气器和水环式真空泵两类；
b.射流式抽气器按其工作介质可分为射汽抽气器和射水抽气器。
作用：
将漏入凝汽器中的空气不断抽出，以保持凝汽器的真空和传热良好。
1.3凝结水泵
主要特点：
a.凝结水泵的出口水压应为除氧器压力、除氧器位置相当的水柱高度静压与途径各换热器、管路等的阻力之和；
b.凝结水泵有卧式多级离心泵和立式多级离心泵；
c.入口前的水接近于饱和状态，为了防止水泵汽蚀，均应安装在远低于贮水箱布置高度的位置上，以保证水泵进口处有一定的水柱静压。
作用：
将凝汽器热井的主凝结水引出、升压，经各级低压加热器后送往除氧器。
1.4循环水泵
主要特点：
a.循环水泵一般采用多级轴流泵；
b.吸收了乏汽汽化潜热的冷却水被送往提供冷却水的水源。
作用：
不断地把大量的冷却水加压输送到凝汽器中，去冷却汽轮机的乏汽。

2）回热加热设备
主要特点：回热加热系统是发电厂热力过程中重要的热力辅助设备，按传热方式不同，可以分为混合式和表面式两种。其运行的好坏关系到机组的安全和经济运行。特别是高压加热器因为工质流量大、参数高，高压加热器停运以后，由于锅炉给水温度降低儿增加了锅炉燃料消耗量，降低了机组热经济性，同时还可能导致高参数直流炉的水冷壁超温和汽包炉的过热蒸汽温度提高。低压加热器停用，减少抽气做功的量，增加了凝汽做功量，从而导致凝汽流量增加，冷源损失增加，同时降低加热器停用使汽轮机末端蒸汽流量增加，加大了对汽轮机叶片的浸蚀。
作用：其对锅炉给水进行加热，以提高水温度，从而提高机组的热经济性。
3）除氧器
主要特点：除氧器在回热加热系统中是一个混合式加热器，通过抽气加热来除氧，因此其出口处需设置给水泵，以适应负荷变动时对给水量的波动，且又不间断地向锅炉供水。除氧器在运行中，由于机组负荷、蒸汽压力、进水温度、给水箱水位的变化，都会影响给水除氧效果和水泵的安全运行。因此，在除氧器运行中应主要监视给水溶氧量、除氧器压力、给水温度和给水箱水位。
作用：去除锅炉水中的氧气及其它气体，防止热力设备及管道的腐蚀和传热恶化，保证水的品质。同时，其又是给水回热加热系统中的一个混合式加热器，起了加热给水，提高水温的作用。
4）调节保安装置
主要特点：由于汽轮机为有差调节，故在机组一次调频后的转速不能维持在额定值ne。为满足供电质量及其他运行要求，在调节系统中均设有使静态特性线上、下平移的附加装置——同步器，用以改善调节系统的静态特性。
作用：调节系统用来调节进汽量，以适应外界负荷的变化，保证供电的数量和质量。保安装置用于对汽轮机的转速、轴向位移、排汽口真空、润滑油压和抗燃油压等参数进行测量、监测、限制判断。当任一项测量值超出允许范围使，通过中间转换机执行机构使汽轮机的所有进汽阀关闭，迫使汽轮机停机，以保证设备的安全。
5）供油系统
主要特点：润滑油系统主要由油泵、邮箱、启停及事故油泵、射油器、冷油器、排油烟风机及净化装置等组成。高压抗燃油系统用来提供调节保安系统控制所需的高压抗燃油。
作用：供给汽轮机、发电机各轴承润滑油，调节保安系统控制压力油和发电机氢密封系统的密封等。
总之，汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械能的旋转式原动机。它具有功率大、转速高、效率高、运转平稳、使用寿命长等优点。汽轮机的辅助设备则是用来用来保证汽轮机安全经济地进行能量转换。
（二）它们工作时带来的环境问题：
①热污染：凝汽器的冷却水量非常大（汽轮机的排汽的50~100倍），采用直流冷却系统时，冷却水直接取自江、河、湖、海、水库，排出的水温一般升高8~10℃，会引起水体热污染。
②噪声：火电厂是一个噪声源相对集中、噪声辐射量大、噪声种类繁多的场所，如锅炉排汽噪声高达114~170dB，不过影响主要在厂区。
③废水：火电厂除冷却系统排水外，还有补给水化学除盐系统和凝结水处理系统的酸碱废水、煤场雨排水、灰场排水和运行期的化学清洗废液等。废水含有废酸、废碱、悬浮物、油脂、有机污染物、富营养污染物、微量元素，排入水体均会造成不同程度的污染。
④漏油问题：机组运行一段时间后，油挡还会出现渗漏油的现象。这一方面污染周围环境，另一方面甩漏到高温管道的保温上会发生冒烟、着火和烧毁邻近的保护电缆等不安全现象，威胁机组的正常运行，严重时甚至可导致被迫停机。
（三）可采取的技术措施如下：
①热污染的防范措施
解决热污染问题的积极办法,是把现在被废弃的余热,逐步加以利用,变害为利。或者对汽轮机出来的水进行冷却，防止污染地表水和地下水。
②噪声的防范措施
可以通过对设备的运行管理、系统的改进、加装隔声罩等方法以降低噪声。加隔声罩，隔声罩是由一层不透气的具有一定重量和刚性的金属材料制成，一般用2—3毫米厚的钢板，铺上一层阻尼层。
③废水的防范措施
目前，主要通过废水处理系统加以净化或回收再利用。处理方法是采用自行中和法进行处理。
④油档漏油问题的防范措施
1）通过技术改造完善设备的可靠性。
1.1选择高效的排烟风机，提高轴承室的负压，通常轴承室的负压控制在49.598 Pa调整回油母管的下斜角度，适当增加管道直径，使轴瓦泄油顺畅地回到主油箱或密封油箱。
1.2在联轴器上加装罩子来降低鼓风对轴瓦泄油的干扰，保持轴承室微负压相对稳定的状态。1.3距发电机较近的轴承室上加装排油烟管，把它接至排烟风机入口前，减少抽吸对轴承室微负压的影响。
1.4使用新型的无渗漏浮动式油挡代替传统油挡，可有效地控制轴承室内的润滑油向外渗漏。
2）提高对油挡渗漏油危害性的认识。
油挡渗漏油易引发冒烟、着火和烧毁邻近保护电缆等的不安全现象，应引起我们的高度重视。应认真落实“汽机油系统防火”要求，重点部位重点防范，消除设备隐患，以便防患于未然，杜绝事故扩大；实行安全生产责任追究制，确保电力生产的安全和稳定。加强设备的定期巡视和日常清查，定期对油挡进行安全巡视和日常清理及检查，主要包括：油挡立面、高温管道上的保温、邻近的保护电缆和励磁机碳刷是否有油污，一旦发现渗漏油要及时消除，一时不能解决的要制定方案及防范措施；如果因油挡渗漏油发生冒烟着火，应立即组织人员扑灭并设专人实行24 h监护，防止着火点死灰复燃和事故的扩大，同时认真做到“四不放过”，严禁隐瞒不报的渎职行为。
3）在汽轮机运行过程中，汽轮机渗漏和汽缸变形时最为常见的设备问题。解决方案的操作步骤如下： 
高压涡轮机、中压涡轮机和低压涡轮机 
步骤1：对于对接接头的承重、密封面的较严重损坏区域（≤0.5-2.0mm）进行机加、整平（不平整区域）
步骤2：对承重、密封面进行砂磨 此工序只能由训练有素的专门人员来完成
步骤3：清洗对接接头承重、密封面 对高压涡轮机/中压涡轮机/低压涡轮机顶端和底端对接接头的油脂进行清洗，并用干布进行擦拭。
步骤4：将博科思密封剂施用在对接接头承重、密封面上 步骤5：闭合高压涡轮机按制造商指示将涡轮机两半部分进行闭合。 涡轮机可马上投入到运行负荷中，不需等待。

姓名：秦芳
班级：环本1010
学号：1042091024