汽轮机基础知识.pdf

汽轮机设备主要由汽轮机主机及其辅助设备组成。汽轮机是火力发电厂的关键设备之

一，它的任务是将蒸汽的热能转变为汽轮机转子旋转的机械能。蒸汽进入汽轮机，先经过喷

嘴，使压力和温度降低，流速增加，蒸汽的热能转变为高速动能，这种高速汽流冲动叶片，

带动汽轮机转子旋转，将蒸汽的高速动能转变为转子旋转的机械能。在汽轮机内做完功的蒸

汽(又叫乏汽)，排入凝汽器。

汽轮机的辅助设备主要有凝汽器、高低压加热器、除氧器、给水泵、循环水泵、凝结

水泵等。凝汽器的作用是把汽轮机排出的乏汽凝结成水，在汽轮机排汽口建立并保持高度的

真空。高、低压加热器是用汽轮机中间不同压力的抽汽来加热供给锅炉的给水，这就避免了

部分蒸汽在凝汽器中的热量损失，提高了机组的效率。有回热加热系统的汽轮机其排汽量减

少了1/3发电煤耗可降低13%左右。除氧器的任务是将送给锅炉的水进行除氧，除去溶解在

给水中的气体，以防止氧气对锅炉、汽轮机及其管道的腐蚀。给水泵的作用是把除氧器贮水

箱内除过氧的给水送入锅炉。循环水泵的作用是向凝汽器提供冷却汽轮机排汽的冷却水。而

凝结水泵的作用是抽出凝汽器中的凝结水，并将其输到除氧器。凝结水在除氧器中经过除氧

后用作锅炉的给水。

凝结水和给水系统

凝汽设备主要由凝汽器、凝结水泵、循环水泵和抽气装置等组成，是火力发电厂热力

系统中的一个重要组成部分。凝汽设备的作用主要有：(1)在汽轮机排汽口建立并保持高度

真空，提高汽轮机的循环热效率；(2)冷凝汽轮机的排汽，再用水泵将凝结水送回锅炉，以

方便地实现热功转换的热力循环。除此之外，凝汽器还对凝结水和补给水有一级真空除氧的

作用。并且可回收机组启停和正常运行中的疏水，接收机组启动和甩负荷过程中汽轮机旁路

系统的排汽，减少工质的损失。

在机组启动时，凝汽器真空是靠抽气器抽出其中的空气建立起来的，此时所能达到的

真空值较低。在汽轮机正常运行时，低压缸的排汽进入凝汽器，凝汽器内的真空主要是依靠

排汽的凝结形成的。在4.9kPa的压力下，1kg蒸汽的体积比1kg水的体积大两万多倍。这样，

当蒸汽凝结成水后，其体积骤然缩小，原来被蒸汽充满的空间就形成了一定的真空。此时抽

气器的作用是抽出真空系统中漏入的空气及其它不凝结气体，维持凝汽器的真空。

汽轮机的排汽进入凝汽器冷凝后的凝结水，汇集在凝汽器的下部，由凝结水泵送至除

氧器，做为锅炉的给水。循环水泵供给凝汽器工作时所需的冷却水(一般为水质较差的循环

水)，冷却水进入凝汽器内吸收并带走汽轮机排汽凝结时所放出的热量。

给水回热设备

回热加热器是指从汽轮机的某些中间级抽出部分蒸汽来加热凝结水或锅炉给水的设

备。

按传热方式的不同，回热加热器可分为混合式和和表面式两种。混合式加热器通过汽

水直接混合来传递热量，表面式加热器则通过金属受热面来实现热量传递。

混合式加热器可将水直接加热到加热蒸汽压力下的饷温度，无端差，热经济性高，没

有金属受热面，结构简单，造价低，且便于汇集不同温度的汽水，并能除去水中含有的气体。

但是，混合式加热的严重缺点是：每台加热器的出口必须配置升压水泵，这不仅增加了设备

和投资，还使系统复杂化；而且当汽轮机变工况运行时，升压水泵的入口还容易发生汽蚀。

如果单独由混合式加热加热器组成回热系统投入实际运行，其厂用电量将大大增加，经济性

反而降低，因此火力发电厂一般只将它用作除氧器。

表面式加热器由于金属受热面存在热阻，给水不可能被加热到对应抽汽压力下的饱和

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不可避免地存在着端差。因此，与混合式相比，其热经济性低，金属耗量大，造价高，

而且还要增加与之相配套的疏水装置。但是，由表面式加热器组成的回热系统比混合式的回

热系统简单，且运行可靠，因而得到了广泛采用。

根据侧的布置和流动方向不同表面式加热器可分为立式和卧式两种。卧式加热器内给

水沿水平方向流动，立式加热器内给水沿垂直方向流动；立式加热器便于检修，占地面积小，

可使厂房布置紧凑。卧式加热器传热效果好，结构上便于布置蒸汽冷却段和疏水冷却段，因

而在现代大容量机组上得到了广泛采用。

在整个回热系统中，一般将除氧器之后经给水泵压过的回热加热器称为高压加热器，

这些加热器要承受很高的给水压力；而将除氧器之前仅承受凝结水泵较低压力的回热加热器

称为低压加热器。

为了提高回热效率，更有效地利用抽汽的过热度，加强对疏水的冷却，高参数大容量

机组的高压加热器，甚至部分低压加热器又把传热面分为蒸