【正文】 業(yè)設(shè)計(jì)的目的汽輪機(jī)是高等院校熱能與動(dòng)力工程專業(yè)的一門專業(yè)課程，是現(xiàn)代化國家重要的動(dòng)力機(jī)械設(shè)備。先了解了汽輪機(jī)及其各部件的工作原理。合理的計(jì)算和分析火電廠的熱經(jīng)濟(jì)性是在保證機(jī)組安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上，提高運(yùn)行操作及科學(xué)管理水平的有效手段。其次是查閱相關(guān)的資料和規(guī)范，了解相關(guān)的新技術(shù)，新理念，新設(shè)備，并力爭在設(shè)計(jì)中體現(xiàn)。對(duì)于設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題，要及時(shí)準(zhǔn)確的查閱相關(guān)資料，并請(qǐng)教指導(dǎo)老師。第七周 上交開題報(bào)告，指導(dǎo)教師批閱。有八級(jí)抽汽供給三臺(tái)高壓加熱器，一臺(tái)除氧器和四臺(tái)低壓加熱器。通過這次設(shè)計(jì)，還可以培養(yǎng)我的實(shí)踐技能，總結(jié)合鞏固已學(xué)過的基礎(chǔ)理論知識(shí)，培養(yǎng)查閱資料、使用國家有關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，進(jìn)行實(shí)際工程設(shè)計(jì)，合理選擇和分析數(shù)據(jù)的能力，鍛煉提高運(yùn)算、識(shí)圖計(jì)算機(jī)繪圖等基本技能，增強(qiáng)工程概念，培養(yǎng)了我對(duì)工程技術(shù)問題的嚴(yán)肅、認(rèn)真和負(fù)責(zé)的態(tài)度，并在實(shí)踐過程中吸取新的知識(shí)。通過本次設(shè)計(jì)，可以使我進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)汽輪機(jī)原理，基本結(jié)構(gòu)等相關(guān)知識(shí)，同時(shí)也為我以后的工作打下了良好的理論基礎(chǔ)。本系統(tǒng) N300MW 汽輪機(jī)是亞臨界中間再熱兩缸兩排汽凝汽式機(jī)。第六周 閱讀指定的參考資料及文獻(xiàn)，完成開題報(bào)告。第十周 畢業(yè)答辯采取的主要技術(shù)路線或方法本次設(shè)計(jì)本著理論聯(lián)系實(shí)際的思想，認(rèn)真對(duì)原始資料進(jìn)行分析，全面把握熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性分析，搜集大量相關(guān)資料，其中包括圖書館以及網(wǎng)上查閱。首先對(duì)原始資料和實(shí)例進(jìn)行分析和調(diào)研，做到對(duì)原始資料心中有數(shù)，并對(duì)具體數(shù)據(jù)的優(yōu)勢和困難有深入的了解。熱經(jīng)濟(jì)性代表了火電廠的能量利用、熱功能轉(zhuǎn)換技術(shù)的先進(jìn)性和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，是火電廠經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。 本文主要設(shè)計(jì)的是 300MW 凝汽式汽輪機(jī)。本設(shè)計(jì)采用了三種計(jì)算方法——常規(guī)計(jì)算方法、簡捷計(jì)算、等效熱降法。二、國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1884 年，英國的 10 馬力（ 千瓦）的多級(jí)動(dòng)式汽輪機(jī)。單級(jí)沖動(dòng)式汽輪機(jī)功率很小，現(xiàn)在已很少采用?！　?0 世紀(jì)初，美國的柯蒂斯制成多個(gè)速度級(jí)的汽輪機(jī)，每個(gè)速度級(jí)一般有兩列動(dòng)葉，在第一列動(dòng)葉后在汽缸上裝有導(dǎo)向葉片，將汽流導(dǎo)向第二列動(dòng)葉?！　〈撕蟮慕?jīng)濟(jì)衰退和第二次世界大戰(zhàn)期間爆發(fā)，使汽輪機(jī)單機(jī)功率的增大處于停頓狀態(tài)。汽輪機(jī)種類很多，并有不同的分類方法。汽輪機(jī)熱耗率是每輸出單位機(jī)械功所消耗的蒸汽熱量，熱效率是輸出機(jī)械功與所耗蒸汽熱量之比。如果熱效率絕對(duì)值能提高 1%，每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤 6 萬噸。早期汽輪機(jī)所用新蒸汽壓力和溫度都較低，熱效率低于 20％。以后又有新蒸汽溫度為650℃的汽輪機(jī)。不過排汽壓力主要取決凝汽器的真空度，真空度又取決于冷卻水的溫度和抽真空的設(shè)備（通常稱為真空泵），如果采用過低的排汽壓力，就需要增大冷卻水流量、增大凝汽器冷卻水和冷卻介質(zhì)的換熱面、降低被使用的冷卻水的溫度和抽真空的設(shè)備，較長的末級(jí)葉片，但同時(shí)真空太低又會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)汽缸（低壓缸）的蒸汽流速加快，使汽輪機(jī)汽缸（低壓缸）差脹加劇，危及汽輪機(jī)安全運(yùn)轉(zhuǎn)。提高汽輪機(jī)的熱效率，對(duì)節(jié)約能源有著重大的意義。所有這些新能源方面的汽輪機(jī)尚待繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)研究。目前發(fā)展瓶頸主要在材料上，材料問題解決了，單片的功率就可以更大。有八級(jí)抽汽供給三臺(tái)高壓加熱器、一臺(tái)除氧器和四臺(tái)低壓加熱器第二章 300MW 汽輪機(jī)組的結(jié)構(gòu)與性能2． 1 汽輪機(jī)工作的基本原理汽輪機(jī)是用具有一定溫度和壓力的蒸汽來做功的回轉(zhuǎn)式原動(dòng)機(jī)。多級(jí)汽輪機(jī)的第一級(jí)又稱為調(diào)節(jié)級(jí)，該級(jí)在機(jī)組負(fù)荷變化時(shí)，是通過改變部分進(jìn)汽量來調(diào) 節(jié)汽輪機(jī)負(fù)荷，而其它級(jí)任何工況下都為全周進(jìn)汽，稱為非調(diào)節(jié)級(jí)。中間再熱式汽輪機(jī)：將在汽輪機(jī)高壓缸做完功的蒸汽，再送回鍋爐過熱器加熱到新蒸汽溫度，回中、低壓缸繼續(xù)做功。例如 凝汽式，額定功率 6MW，初壓 ，額定功率 3MW，初壓 背壓 2． 2 汽輪機(jī)各部分的工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)汽輪機(jī)本體是完成蒸汽熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的汽輪機(jī)組的基本部分，即汽輪機(jī)本身。固定部分的噴嘴、隔板與轉(zhuǎn)動(dòng)部分的葉輪、葉片組成蒸汽熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的通流部分。 隨著汽輪機(jī)容量的增大，進(jìn)汽參數(shù)的提高，汽輪機(jī)本體結(jié)構(gòu)變得越來 越復(fù)雜，部件尺寸也變得龐大，為使設(shè)備在高參數(shù)下工作時(shí)金屬部件有足夠的強(qiáng)度，汽缸、法蘭、螺栓等設(shè)計(jì)制造得十分笨重。每半汽缸又分為高壓缸（前汽缸） 、低壓缸（后汽缸）兩部分。目前我國生產(chǎn)功率為 10 萬千瓦以上的汽輪機(jī)多采用多缸結(jié)構(gòu)；高中壓部分汽缸均為鑄造結(jié)構(gòu)，低壓排汽缸除功率較小的機(jī)組采用鑄鐵結(jié)構(gòu)外，大功率機(jī)組采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)或小鑄件和鋼板焊接的組合結(jié)構(gòu)。我本次設(shè)計(jì)的汽輪機(jī)是兩缸兩排汽，一個(gè)高壓、一個(gè)中壓連接一起和一個(gè)低壓缸。在隔板的內(nèi)圓孔處開有隔板汽封的安裝槽。隔板套用來固定隔板。 上、下隔板間的定位有以下幾種結(jié)構(gòu)：焊 接隔板的兩半結(jié)合面是平面 ，在其中一半上做出或安置 凸鍵，而在另一半上加工凹 槽；對(duì)于中分面整體傾斜的 鑄造隔板，可用定位對(duì)中； 對(duì)中分面階梯傾斜(僅噴嘴部 位傾斜) 的鑄造隔板，用圓柱 銷定位。工作時(shí)，隔板承受前后壓差產(chǎn)生的均布載荷。汽輪機(jī)高壓端軸封稱為高壓軸封，在單缸汽輪機(jī)中又稱為前軸封，它的作用是防止高壓蒸汽漏出汽缸，造成工質(zhì)損失，汽輪機(jī)效率降低，并可使軸頸處被加熱或蒸汽沖進(jìn)軸承造成潤滑油質(zhì)惡化。裝在隔板汽封槽中的汽封稱為隔板汽封，用來阻礙蒸汽繞過噴嘴而造成的能量損失，并使葉輪上的軸向推力增大。4 轉(zhuǎn)子根 據(jù) ISO 標(biāo) 準(zhǔn) ， 由 軸 承 支 撐 的 旋 轉(zhuǎn) 體 稱 為 轉(zhuǎn) 子 。 在 工 程 上 ， 工 作 轉(zhuǎn) 速 低 于 第 一 階 臨 界 轉(zhuǎn) 速 的 轉(zhuǎn) 子 稱 為 剛 性 轉(zhuǎn) 子 ， 大 于 第 一 階 臨 界轉(zhuǎn) 速 的 轉(zhuǎn) 子 稱 為 柔 性 轉(zhuǎn) 子 。 柔 性 轉(zhuǎn) 子 的 動(dòng) 平 衡 比 較 復(fù) 雜 ， 從 原 理 上 區(qū) 分 ， 有 振 型 平 衡 法 和 影 響系 數(shù) 法 兩 類 。3，套裝式轉(zhuǎn)子，這種轉(zhuǎn)子的葉輪是通過熱套套在大軸上的，制造成本低，但是在高溫下容易松動(dòng)，通常只用于中小型機(jī)組中。葉片是汽輪機(jī)中數(shù)量和種類最多的關(guān)鍵零件，其結(jié)構(gòu)型線、工作狀態(tài)將直接影響能量轉(zhuǎn)換效率，因此其加工精度要求高，它所占的加工量約為整個(gè)汽輪機(jī)加工量的 30%，可批量生產(chǎn)。㈡再熱蒸汽系統(tǒng)：再熱蒸汽系統(tǒng)是指從汽輪機(jī)高壓缸排汽口經(jīng)鍋爐再熱器至汽輪機(jī)中壓聯(lián)合汽門前的全部蒸汽管道和分支管道。 機(jī)組運(yùn)行中，過大的溫度偏差，會(huì)使汽缸等高溫部件受熱不均，造成汽缸變形，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起動(dòng)靜摩擦損壞設(shè)備；過大的壓力偏差，將會(huì)引起汽輪機(jī)機(jī)頭因受力不均發(fā)生偏轉(zhuǎn)位移，致使汽輪機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)。另外除氧器除氧器的主要作用是除去鍋爐給水中的氧氣和其它不凝結(jié)氣體，以保證給水的品質(zhì)。 一、無頭除氧器工作原理 來自低壓加熱器的主凝結(jié)水（含補(bǔ)充水）經(jīng)進(jìn)水調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)后，進(jìn)入除氧器，與其他各路疏水在除氧器內(nèi)混合，經(jīng)噴頭或多孔管噴出，形成傘狀水膜，與由下而上的加熱蒸汽進(jìn)行混合式傳熱和傳質(zhì)，給水迅速達(dá)到工作壓力下的飽和溫度。為了使除氧器內(nèi)的水溫保持在工作壓力下的飽和溫度，可通過再沸管引入加熱蒸汽至除氧器內(nèi)。外直徑為 3850mm，總長約31800mm，總高 5660mm。內(nèi)件主要由混合水室，噴頭，再熱沸騰管，及下水管等組成。除氧器共布置有兩只進(jìn)口噴頭（流量為 1200t/h，由荷蘭 STORK 公司進(jìn)口），由于噴頭弧形圓盤的調(diào)節(jié)作用，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷大時(shí)，噴頭內(nèi)外壓差增大，弧形圓盤開度亦增大，流量隨之增大。 （2）從 DCS 畫面上啟動(dòng)真空泵運(yùn)行，檢查真空泵進(jìn)口負(fù)壓應(yīng)逐漸增大，入口氣動(dòng)閥自動(dòng)打開。 （7）啟動(dòng)真空系統(tǒng)可以用真空泵啟動(dòng)功能組投入。 （6）當(dāng)除氧器水溫達(dá)到 100℃以后，關(guān)閉啟動(dòng)排氣電動(dòng)門，將輔汽至除氧器壓力調(diào)節(jié)閥投入自動(dòng)，檢查除氧器溫升率不大于 ℃/min ，除氧器壓力逐漸上升到。 （11）根據(jù)給水含氧量調(diào)節(jié)除氧器的連續(xù)排氣電動(dòng)門。 五、除氧設(shè)備的正常運(yùn)行 (1) 當(dāng)機(jī)組正常運(yùn)行后，關(guān)閉除氧器頂部排汽管路上的二只電動(dòng)截止閥，排汽經(jīng)節(jié)流孔板排出。 (4) 運(yùn)行中應(yīng)經(jīng)常監(jiān)督水位，使之應(yīng)保持在正常水位值，當(dāng)水位過高或過低時(shí)自動(dòng)水位調(diào)節(jié)器應(yīng)該動(dòng)作，如發(fā)生故障應(yīng)及時(shí)處理。 （3）當(dāng)除氧器水位升高到高Ⅲ值時(shí)，聯(lián)開3 高加危急疏水調(diào)節(jié)門、聯(lián)關(guān)四段抽汽至除氧器電動(dòng)門和四抽逆止門 2 及 4 抽電動(dòng)總門。壓力信號(hào)由裝在除氧器上信號(hào)管發(fā)出，再通過電子儀表控制進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷上升，四段抽汽壓力回升到 時(shí)，輔助汽源亦應(yīng)自動(dòng)切換至四段抽汽。 除氧器(作用) 用它來除去鍋爐給水中的氧氣及其它氣體,保證給水的品質(zhì) ,同時(shí)除氧器本身又是給水回?zé)嵯到y(tǒng)中的一個(gè)混合式加熱器,起了加熱給水、提高給水溫度作用。向下流動(dòng)的水膜與上升的加熱蒸汽接觸后產(chǎn)生強(qiáng)烈的熱交換過程，當(dāng)旋轉(zhuǎn)的水膜流出起膜管時(shí)，水溫基本上接近了飽和溫度，水中的溶解氧將被除掉 90%—95%。液汽網(wǎng)是一種新型高效填料，它是由不銹鋼扁絲（㎜㎜）以 Ω形編織成的網(wǎng)套，把液體網(wǎng)按其自然狀態(tài)盤成圓盤，圓盤直徑相當(dāng)于液汽網(wǎng)盒框體的內(nèi)徑，在圓盤的上下用扁鋼和 Φ14鋼筋將其固裝在液汽網(wǎng)的框體內(nèi)，除氧水經(jīng)過液汽網(wǎng)盒使汽水更加充分接觸，可將水中溶解最大限度地高析出來，這一除氧過程保證了除氧器在變工況運(yùn)行時(shí)的適應(yīng)性能和穩(wěn)定性能。一、高壓加熱器是怎樣加熱的 高壓加熱器就是一臺(tái)管板式加熱器，水在管內(nèi)流動(dòng)，汽輪機(jī)的抽汽在管外流動(dòng)， 依靠二者的相互流動(dòng)而傳熱將水加熱。 三、高壓加熱器結(jié)構(gòu)形式： 高壓給水加熱器形式多樣，有倒置立式螺旋管、順置立式 U 形管、臥式 U 形管等，傳熱結(jié)構(gòu)根據(jù)參數(shù)不同分別采用一、二或三段式傳熱(過熱蒸汽冷凝段、飽和蒸汽冷凝段及疏水冷卻段)，并配置安全保護(hù)控制設(shè)備。該系統(tǒng)設(shè)有高、中、低三個(gè)汽輪機(jī)本體疏水?dāng)U容器，擴(kuò)容后蒸汽進(jìn)入凝汽器頸部，水引入凝汽器熱井。引進(jìn)型 300MW 機(jī)組的汽輪機(jī)本體疏水系統(tǒng)不設(shè)汽輪機(jī)本體疏水?dāng)U容器，疏水分別引入疏水集管，疏水集管與凝汽器殼體上的疏水?dāng)U容裝置連接。小汽輪機(jī)的疏水系統(tǒng)在連接高壓調(diào)節(jié)汽閥與高壓蒸汽室的撓性主汽管的最低位置處有一個(gè)疏水口，在前汽封第一段漏汽至汽輪機(jī)第五級(jí)連接管的最低端處設(shè)有兩個(gè)疏水口，其中一路疏水接至汽輪機(jī)排汽口，另一路疏水與高壓主汽管低位疏水管匯合后接至主汽輪機(jī)疏水?dāng)U容器。汽缸中部疏水口在第四級(jí)隔板后的下半底部引出，接至小汽輪機(jī)排汽口。（4） 機(jī)組在降負(fù)荷過程中，當(dāng)負(fù)荷降到 20％MCR 時(shí)，疏水閥都必須開啟。在停機(jī)過程中，等到主汽輪機(jī)負(fù)荷下降到 25％MCR 時(shí)，應(yīng)全部打開。 ,因而葉輪轉(zhuǎn)速極高,將超過目前材料允許 ,每次在噴嘴中壓力降都不大,因而汽流速度也不高,高壓蒸用多級(jí)汽輪機(jī)的原因。轉(zhuǎn)子(轉(zhuǎn)動(dòng)部分)軸, 葉輪,葉片等?？v銷:其作用是允許汽缸沿縱向中心能自由膨脹,心線與橫銷中心線的交點(diǎn)稱為死點(diǎn)座,前軸承座的底部。f,斜銷:它是一種輔助滑銷,腳與臺(tái)板之間。汽輪機(jī)汽缸中的隔板是由隔板外緣,噴嘴,隔板體構(gòu)成的圓形板狀組合件,汽缸內(nèi)的一級(jí),在中分面上有定位鍵,以保證上下隔板組成一體。(1) 汽封的作用汽輪機(jī)汽缸兩端軸孔處與轉(zhuǎn)軸間有一定間隙,這樣在工作時(shí) ,汽缸內(nèi)進(jìn)汽端將發(fā)生高壓蒸,一般凝汽式汽輪機(jī)的排汽壓力在 公斤/厘米 2(絕對(duì))左右,即排汽端處于高真空狀態(tài),大氣中的空氣將沿后軸孔大量漏入排汽管和凝汽器 ,就會(huì)破壞,為了減少高壓端的向外漏汽和排汽端往里漏空氣,要求在汽缸兩端軸孔處配備汽封裝置(又稱軸封) 。(4)端部軸封系統(tǒng)為了確保汽輪機(jī)的安全工作,合理地利用端部軸封的漏汽 ,端部軸封都有一套專門的軸封管路系統(tǒng)。 4,轉(zhuǎn)子:主軸, 葉輪,葉片等部件汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子除了受高溫高壓蒸汽的作用外,更主要的是由于它在高速下工作 ,受離心力的作用,還必須考慮振動(dòng)的問題. 我國國產(chǎn)機(jī)組主要采用的轉(zhuǎn)子形式:(1) 套裝式轉(zhuǎn)子(2)整鍛式轉(zhuǎn)子(3)組合轉(zhuǎn)子(4)焊接式轉(zhuǎn)子。輪轂部分 通過它葉輪紅套在軸上。葉頂 一般做成鉚釘狀,上面有套裝圍帶,種形式：①鉚接圍帶:圍帶由扁鋼制成,然后用鉚接法固定在葉片的頂部。軸向埋入法:.徑向跨裝法:將葉片的叉型葉根徑向插入葉輪輪緣的叉形槽內(nèi),然后用鉚釘固定. 此法僅適用于叉型葉根的安裝。二, 安全裝置速關(guān)閥速關(guān)閥是水平安裝在汽輪機(jī)汽缸的進(jìn)汽管路上,由閥體 ,濾網(wǎng)和油缸等部分組成。三, 保安裝置1, 危急保安裝置危急保安裝置的作用是當(dāng)汽輪機(jī)在運(yùn)行中出現(xiàn)故障時(shí), 危急保安裝置動(dòng)作, 將速關(guān)閥的速關(guān)油泄掉,使速關(guān)閥迅速關(guān)閉, 切斷汽輪機(jī)進(jìn)汽。危機(jī)遮斷器在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子前軸端部分按要求加工的徑向孔中,裝配有兩只導(dǎo)向環(huán), 上面一只用螺紋套筒壓在轉(zhuǎn)子裝配孔中的接觸面上。五, 錯(cuò)油門與油動(dòng)機(jī)1,油動(dòng)機(jī)與錯(cuò)油門的作用 油動(dòng)機(jī)通過錯(cuò)油門將由調(diào)速器輸出的二次油壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成油缸活塞的行程,并通過杠桿系統(tǒng)操縱調(diào)節(jié)汽閥的開度,使進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽流量與所要求的流量或功率相適應(yīng) .錯(cuò)油門從二次油路中得到信號(hào),并控制作為動(dòng)力的壓力油進(jìn)入油缸活塞的上腔或下腔。反