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1、,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,汽輪機的工作原理,及故障應急處理,余熱發(fā)電系統(tǒng)：利用回轉窯窯頭和窯尾,排出的低溫廢氣生產電能的系統(tǒng)。,能量轉換過程：,廢氣熱能,蒸汽熱能,蒸汽動能,機械能,電能,發(fā)電廠的幾個基本概念,1.,飽和水：,指在一定條件時，水不能再溶解某種物質而達到此物質的飽和狀態(tài)，但此飽和水還可以溶解其他物質，里面物質的溶解度并不會互相影響。,2.,飽和蒸汽：,當液體在有限的密閉空間中蒸發(fā)時 單位時間內進入空間的分子數目與返回液體中的分

2、子數目相等時，則蒸發(fā)與凝結處于動平衡狀態(tài)。,3.,過熱蒸汽：,就是在一定壓力下，蒸汽達到飽和溫度，繼續(xù)吸熱，溫度超過飽和溫度。,4.,蒸汽濕度：,濕蒸汽中所含水分的質量百分數。,，,5.,焓,:,熱力學中表示物質系統(tǒng)能量的一個狀態(tài)函數，常用符號,H,表示。數值上等于系統(tǒng)的內能,U,加上壓強,p,和體積,V,的乘積，即,H=U+pV,。焓的變化是系統(tǒng)在等壓可逆過程中所吸收的熱量的度量。,6.,熵：,表示物質系統(tǒng)狀態(tài)的一個物理量,(,記為,S),，它表示該狀態(tài)可能出現(xiàn)的程度。在熱力學中，是用以說明熱學過程不可逆性的一個比較抽象的物理量。孤立體系中實際發(fā)生的過程必然要使它的熵增加,7.干球溫度：,干

3、球溫度是溫度計在普通空氣中所測出的溫度，即我們一般天氣預報里常說的氣溫。,8.,濕球溫度：,濕球溫度是指同等焓值空氣狀態(tài)下，空氣中水蒸汽達到飽和時的空氣溫度，,汽輪機的基本工作原理,汽輪機,和發(fā)電機是發(fā)電廠,三大主要設備的兩大主機,，單機功率大、效率高、運行平穩(wěn)、使用壽命長。,汽輪機以蒸汽為工質，將熱能轉變?yōu)闄C械能，為發(fā)電機發(fā)電提供機械能。,汽輪機的工作原理,1.工質（蒸汽）在汽輪機中的能量轉換：,2.蒸汽在汽輪機中，能量轉換包括2個階段：,第一階段：,第二階段：,轉速,3000r/min,和,3600r/min,，為全轉速汽輪機,轉速,1500r/min,和,1800r/min,，為半轉速汽

4、輪機,頻率,50,赫茲和,60,赫茲 我國為,50,赫茲,熱能,汽輪機,機械能,熱能,噴嘴（靜葉）,動能,動能,動葉,機械能,1.,按工作原理分類,汽,輪,機,沖動式汽輪機：,按沖動作用原理（蒸汽在噴嘴中膨脹，,在動葉中不膨脹）工作。,沖動反動聯(lián)合式汽輪機：,沖動級,+反動級組合,反動式汽輪機：,按反動作用原理（蒸汽在噴嘴和動葉中,均膨脹）工作。,2.按熱力特性分類,背壓式汽輪機：,排汽壓力高于大氣壓,。,調節(jié)抽汽式汽輪機：,部分蒸汽抽出,并經壓力調整后對外供熱；其余做完功后排,凝汽器。,純凝汽式,有回熱抽汽的凝汽式,（簡稱凝汽式）,汽,輪,機,凝汽式汽輪機,中間再熱式汽輪機：,新蒸汽高壓缸再

5、熱器中壓缸,低壓缸 凝汽器。,供熱式汽輪機,“級”,是汽輪機中最基本的工作單元。在結構上它是由靜葉（噴嘴）和對應的動葉所組成；一列固定的噴嘴和與它配合的動葉片構成了汽輪機的基本作功單元，稱為汽輪機的級。,動葉片,噴嘴,葉輪,軸,蒸汽在噴嘴中發(fā)生膨脹，壓力降低，速度增加，熱能轉變?yōu)閯幽堋８咚倨髁鹘泟尤~片,3,時，由于汽流方向改變，產生了對葉片的沖動力，推動葉輪,2,旋轉作功，將蒸汽的動能變成葉輪軸旋轉的機械能。這種利用沖動力作功的原理，稱為沖動作用原理。,沖動式汽輪機沖動作用原理,沖動力的定義：,根據力學知識，當一運動物體碰到另一個靜止的物體或者運動速度低于它的物體時，就會受到阻礙而改變其速度

6、的大小或方向，同時給阻礙它的物體的一個作用力,特點：,蒸汽僅把從噴嘴中獲得的動能轉變?yōu)闄C械功，蒸汽在動葉通道中不膨脹，動葉通道不收縮,。,噴嘴出口處：,蒸汽以相對速度,w,1,進入動葉通道，由于受到動葉的阻礙，汽流方向不斷改變，最后以相對速度,w,2,流出動葉通道，,在流道中蒸汽對動葉產生一個輪周方向的沖動力,F,1,，該力對動葉作功使動葉轉動。,蒸汽流過無膨脹動葉通道時速度的變化,反動力定義,：,蒸汽在動葉汽道內膨脹時對動葉的作用力。根據動量守恒定律，當氣體從容器中加速流出時，要對容器產生,個與流動方向相反的力。,基本特點：,蒸汽在動葉流道中不僅要改變方向，而且還要膨脹加速，從結構上看動葉通

7、道是逐漸收縮的。,反動式汽輪機反動作用原理,從作用力方面分析原理,蒸汽流經級時先在噴嘴中膨脹壓力降低，速度增加一方面通過速度方向的改變，產生沖動力,F,1,蒸汽在動葉中繼續(xù)膨脹，壓力降低，所產生的焓降轉化為動能造成動葉出口的相對速度,w,2,大于進口相對速度,w,1,，使汽流產生了作用于動葉上的與汽流方向相反的反動力,F,r,。,在蒸汽的沖動力和反動力合力作用下推動動葉旋轉作功。,動葉通道是逐漸收縮的,蒸汽在汽缸的流動方向,汽封與汽封系統(tǒng),汽輪機轉子和靜體之間需留有適當的間隙，從而不相互碰磨，間隙的存在就要導致漏汽，這不僅會降低機組，還會影響機組安全運行。為了減少蒸汽泄漏和防止空氣漏人，需要有

8、密封裝置，通常稱為汽封。,汽封按其安裝位置的不同，可分為通流部分汽封、隔板汽封、軸端汽封。,汽封的作用,汽輪機工作時，轉子高速旋轉而靜止部分不動，動、靜部分之間必須留有一定的間隙，避免相互碰撞或摩擦。而間隙兩側一般都存在壓差，這樣就會有部分蒸汽通過間隙泄露，造成能量損失，使汽輪機效率降低。為了減小漏汽損失，在汽輪機的相應部位設置了汽封。,汽輪機汽封,汽輪機汽封,汽封的工作原理,（,軸與汽缸動靜之間有間隙,空氣會進入低壓缸,蒸汽會從高,壓缸漏出,）,汽封的工作原理（加裝汽封）,汽封的工作原理（,加裝汽封后還是有少量的蒸汽漏出和空氣進入）,汽封的工作原理,（加裝供汽母管和汽封管線,進入空氣,和,漏

9、出蒸汽,抽,走,）,汽輪發(fā)電機的構造,發(fā)電機主要由轉子與定子組成，,汽輪發(fā)電機是同步發(fā)電機，由于汽輪機的轉速很高，故汽輪發(fā)電機的轉子只有一對磁極，,額定轉速每分鐘,3000轉，輸出50赫茲的三相交流電。,。,汽輪發(fā)電機的構造,這是轉子鐵芯構造示意圖，在鐵芯圓周上開有一些槽，嵌有勵磁繞組，在圓周兩側各有一段槽距大的面稱為大齒，就是磁極（圖,1所示）。勵磁繞組兩端通過集電環(huán)（滑環(huán)）接到勵磁電源，在轉子圓周兩側就形成北極與南極，旋轉時就產生旋轉磁場。,發(fā)電機轉子,嵌有勵磁繞組的轉子模型，集電環(huán)安裝在轉子軸一端，為降低發(fā)電機的溫度，在轉子兩端還裝有風扇。,發(fā)電機定子,定子鐵芯內的磁通是在不停的變化，為

10、了減小渦流損耗，采用多層硅鋼片疊成，硅鋼片間相互絕緣，硅鋼片導磁良好，在鐵芯內圓均勻分布著許多槽,定子鐵芯與線,在槽內嵌放定子的三相繞組。每相繞組由多個線圈組成，按一定規(guī)律對稱排列。,轉子插在定子內部，定子與轉子之間有很小縫隙,定子與轉子,發(fā)電機剖面圖,由軸承及端蓋將發(fā)電機定子、轉子連接組裝起來，使轉子能再定子中旋轉，做切割磁力線的運動，從而產生感應電勢，通過接線端子引出，接在回路中便產生了電流。,汽輪機應急事故處理,汽機在下列情況下應緊急停機,（,1,）機組突然發(fā)生強烈振動或金屬撞擊聲；,（,2,）汽輪機轉速升高至,3360r/min,，而危急遮斷裝置不起作用；,（,3,）汽輪機進水或發(fā)生嚴

11、重水擊；,（,4,）軸端汽封冒火花或冒水；,（,5,）任何一個軸承斷油或軸承回油溫度急劇升高；,（,6,）軸承回油溫度升高超過,75,、瓦溫超過,110,或軸承內冒煙；,（,7,）油系統(tǒng)失火且不能很快撲火；,（,8,）油箱內油位突然下降至最低油位以下；,（,9,）潤滑油壓降至,0.0196MPa,；,（,10,）轉子軸向位移超過,+1.3mm,或,-0.7mm,（,11,）主蒸汽管或補汽管破裂；,（,12,）發(fā)電機冒煙；,（,13,）后汽缸排汽門動作。,緊急停機步驟,（,1,）中控或現(xiàn)場手動停機，并檢查機組轉速是,否下降；,（,2,）確信低壓交流或直流油泵已啟動，觀察各,窗口，須有回油（切記）

12、；,（,3,）破壞真空；,（,4,）確信主汽和高調門已關，打開各部疏水；,（,5,）對發(fā)電機著火類型需在轉速,500,轉時，重新,掛閘，維持,300,400,轉，通入消防水；,（,6,）完成其它停機操作。,水沖擊,1,、主要現(xiàn)象有：,（,1,）蒸汽溫度急劇下降，低溫信號報警；,（,2,）從法蘭盤、軸封、調速汽門連桿處，主,汽門等處冒出白色濕蒸汽，甚至濺出水,滴；,（,3,）振動逐漸劇烈，聲音沉重，轉速下降；,（,4,）從汽機和汽管處可聽到水擊聲；,（,5,）推力瓦溫度升高，軸向位移指示增大。,2,、處理：,（,1,）破環(huán)真空，緊急停機；,（,2,）打開主汽管及本體上各疏水門；,（,3,）在惰走

13、過程中，仔細傾聽內部聲音；,（,4,）監(jiān)視軸承溫度，軸向位移變化。,3,、若重新啟動則需：,（,1,）在有關人員監(jiān)視下經檢查后方可；,（,2,）鍋爐恢復正常，加強暖管疏水；,（,3,）監(jiān)視推力瓦溫度，內部聲音及振動等情況,（,4,）汽缸膨脹值在允許范圍以內。,發(fā)電機或勵磁機失火,象征：,1,、負荷降至零；,2,、伴隨有“轟”的一聲響，從發(fā)電機窺視孔外殼接合面，冷風室冒出煙氣及火花，火焰或有絕緣焦臭味；,3,、機組發(fā)生劇烈震動，轉速短時間內上升。,處理：,1,、中控或現(xiàn)場手擊保安器，緊急停機；,2,、啟動輔助油泵；,3,、轉速下降至,500rmp,時，合上保安器，稍開,主汽門，投入抽氣器，向軸封

14、供氣，維持,轉速,300,400rpm,，用水滅火；,4,、發(fā)電機或勵磁機失火可用干式滅火器，也,可用二氧化碳，四氯化碳滅火器滅火。但,注意,：機組失火，不允許停下機組，若情況緊急不能維持低速運行，停下后即連續(xù)手動盤車，以防轉子大軸彎曲變形。,軸向位移增大,象征：,1,、軸向位移增大，中控報警；,2,、推力瓦溫度升高；,3,、機組聲音異常，振動增大，轉速降低或升高,原因：,1,、汽溫、汽壓、真空下跌，通流部分過負荷,2,、靜葉片結垢嚴重；,3,、水沖擊；,4,、推力軸承本身工作不良；,5,、大幅度甩負荷，指示達,-,0.6,向反方向竄動；,6,、大幅度加負荷，指示達,1.3,，軸串增加。,處理

15、：,1,、若系蒸汽參數不合格，與鍋爐聯(lián)系；,2,、負荷增大、真空下跌，通流部分結垢等,，則減去部分或全部符合后再行處理；,3,、水沖擊和推力瓦損壞，則破壞真空停機,4,、軸向位移增大至,1mm,以上，采取諸多措,施無效時，伴有不正常的噪音和振動，,應迅速破壞真空停機；,5,、軸向位移達,1.3mm,或正負推力瓦溫達,75,，保護應動作，若不動作，應立即,手動停機。,機組異常振動（,汽輪機內部損壞）,現(xiàn)象：,（,1,）,DCS,安全監(jiān)測畫面上機組振動值增,大。,（,2,）軸瓦回油溫度升高。,（,3,）運行中機組突然發(fā)生強烈振動或清,楚地聽到機內有金屬撞擊聲或摩擦,聲。,處理：,（,1,）若機組振

16、動值超過規(guī)定極限值時保,護裝置應動作，否則立即手動打閘,破壞真空緊急停機。,（,2,）運行中因某些原因造成汽輪機內部,部件損壞，振動異常增大，若此時,能清晰聽到汽輪機內部有金屬撞擊,聲或摩擦聲，而不管此時振動數值,是否達到跳機值，應立即打閘，破壞,真空緊急停機，停機后不準再次啟動，,應進行揭缸檢查處理。,汽輪機超速,現(xiàn)象：,（,1,）汽輪機轉速迅速升高。,（,2,）汽輪機聲音異常。,（,3,）油壓升高。,（,4,）振動增大。,（,5,）負荷至零。,處理：,（,1,）汽輪機轉速飛升至,3330r/min,危急保安器,不動作，應立即手動打閘破壞真空緊急停,機。,（,2,）若是停機過程中，由于抽汽逆止門,關閉不,嚴或拒動引起汽輪機超速，應立即關閉相,應的加熱器電動進汽門。,（,3,）機組在保護動作跳閘后，應立即查明跳閘,原因，禁止在跳閘原因不清的情況下，人,為解除保護而強行啟動。,發(fā)電系統(tǒng)全線失電時,應急操作,現(xiàn)場操作：,（,1,）打開真空破壞閥，以防高壓蒸汽沖破汽輪,機安全閥；,（,2,）確認直流油泵是否已經自動啟動供油，若,沒有自動啟動，將控制模式打至手動啟動,，并確認汽輪機軸承潤滑正常