汽轮机的调节级

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汽轮机是由蒸汽冲动做功,带动发电机旋转发出电能的设备,是发电厂三大主设备之一。

一个喷嘴栅和一个动叶栅组成了汽轮机的一个基本组成结构—汽轮机的级,很多级便组成了一个多级汽轮机。人们通常把汽轮机的第一级叫做调节级,也称速度级。在结构上,它通常比其它压力级直径大。

调节级的通流面积由于部分进汽可以随负荷变化而改变,达到调节的作用,因此被称为调节级。由于从调节级喷嘴内喷出的蒸汽是主蒸汽经调节级喷嘴减压降温而来,因此此时的蒸汽具有很高的流速。在很大程度上,蒸汽对调节级叶轮的做功就是靠非常大的汽流速度冲击而获得,因此,监视调节级压力则具有非常重要的意义。

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对于一个300MW机组的调节级来说,在正常运行中,调节级压力与主蒸汽流量成正比,引起调节级压力异常的原因大多与主蒸汽流量的异常有关。所以引起调节级压力异常的原因主要有:

1、仪表的指示不准。

2、汽轮机通流部分积盐或者叶片变形损坏导致的通流面积减小。

3、在负荷不变的情况下,各种原因导致的主蒸汽流量的异常,从而反映在调节级压力上。

4、主机超负荷的运行。

当调节级压力出现异常后,应结合汽轮机其他重要参数,如振动,轴向位移,真空等做相应的分析,得出结论。

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何为冲动式汽轮机和反动式汽轮机?

根据蒸汽在喷嘴和动叶栅膨胀做功的不同,把汽轮机分为冲动式机轮机和反动式汽轮机,冲动式汽轮机在级中蒸汽主要在喷嘴栅中膨胀,在动叶栅中只有少量膨胀。而反动式汽轮机,蒸汽在汽轮机的喷嘴栅和动叶栅中都有相当程度的膨胀。

因为调节级均为部分进汽,而反动级不能采用部分进汽,所以即便是反动式汽轮机,调节级也应采用冲动级。因为调节级均采用部分进汽,工作时动叶通道不是连续地通过工作蒸汽。当旋转着的动叶通过无喷嘴的弧段时,就成为动叶前后的漏气通道,而反动级动叶前后压差比较大,严重的漏汽损失将会造成级效率的极大降低。另外冲动级做功能力大且级前后压差小,满足了调节级便于负荷响应的要求。所以喷嘴调节的汽轮机调节级采用冲动式。

小贴士:为什么调节级为部分进汽而不是全周进汽?

这是由调节级的喷嘴结构所决定的,调节级喷嘴被分成不同数目的弧段。上下不对称布置,在汽轮机的调节级中,蒸汽比容很小,如果喷嘴整圈布置,则喷嘴高度过小,而喷嘴高度太小会造成很大的流动损失,即叶高损失。所以即便是单阀运行,也只是部分圆面有蒸汽从喷嘴喷出,这就是部分进汽了,更何况顺阀运行中可能所有调门没有全开那就更是部分进汽了,这是由于调节级的的喷嘴在圆面布置占比少的结构所决定的,说深点就是调节级前的蒸汽是高温高压低比容,不需要那么多面积通汽。

 

转自:汽轮机大讲堂


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