汽輪機變工況時所引發的軸向推力的原因

2021-03-19 18:21:50 字數 6406 閱讀 5653

1樓:nice星空憶語

軸向推力與主蒸汽流量成正比,流量越大,軸向推力也隨之增加。

汽輪機軸向推力增大的原因有哪些?

2樓:陽雨澹蕾進

(1)汽輪機發生水衝擊:由於含有大量水分的蒸汽進入汽輪機內,水珠衝擊葉片使軸向推力增大,同時水珠在汽輪機內流動速度慢堵塞蒸汽通路,故在葉輪前後造成很大的壓力差,使軸向推力增大.

(2)隔板軸封間間隙增大:由於不正確地啟動汽輪機和機組發生強烈,將隔板軸封的梳齒磨損,間隙增大,漏汽增加,故葉輪前後的壓力差增大,致使軸向推力增大.

汽輪機軸向推力

3樓:匿名使用者

力=壓強*截面積:由於汽輪機每個級進出口蒸汽壓力存在壓差,作用於葉片上就產生作用力差,這個作用力差就是單級產生的軸向力,汽輪機每級的作用力差集中在一起就是整個汽輪機的軸向力了。壓力差*等效作用面積===軸向推力。

為了減小軸向力,一般汽輪機都是對稱反向佈置,如高中壓缸反向佈置,低壓缸對稱佈置。

4樓:

進氣端壓力高,排氣端壓力低,壓差就是主要的軸向推力產生原因。

現在大型機組均採用對稱佈置。比如說高壓缸的進汽在南邊,排汽在北邊。那中壓缸就反過來,進汽在北邊,排汽在南邊。這樣產生的軸向推力就相互抵消。

汽輪機為什麼會產生軸向推力?執行是是怎樣變化的?

5樓:番茄不簡單

汽輪機軸向推力主要由以下幾部分組成:

1)汽流作用在動葉片上的軸向分力。

2)由於汽輪機葉片帶有一定的反動度,因此它的每級葉片前後都存在壓差,這個壓差作用在輪盤上就產生順著汽流方向的軸向力。

3)作用在轉子臺階上的軸向力。

以上幾種力組成了汽輪機總的軸向推力。軸向推力的大小與蒸汽流量的大小成正比,也就是負荷最大時軸向推力最大。

6樓:哎呀沃去

貫流式水輪機

與臥軸式軸流式水輪機結構基本相似。根據葉片是否可以轉 動,貫流式水輪機也分定槳和轉漿式。貫流式機組與軸流式機組不同之處在於引水室、導水機構和尾水管。

貫流式水輪機採用圓錐形導水機構,圓錐形導水機構主要有導葉外室、導葉內室、導葉、導葉臂、連桿、控制環等。圓錐形導水機構導葉軸線與機組軸線成60~70°角佈置。導葉內外室上都設有支撐導葉的軸承。

導葉在內、外室之間組成一個圓錐面,起著調節水流或關機的作用。為了減少導葉端面漏水損失,導葉內、外室表面均為球面。

貫流式水電站是開發低水頭水力資源較好的方式,一般應用於25m水頭以下。它低水頭立軸的軸流式水電站相比,具有如下顯著的特點。

1.電站從進水到出水方向基本上是軸向貫通。如燈泡貫流式水電站的進水管和出水管都不拐彎,形狀簡單,過流通道的水力損失減少,施工方便。

2.貫流式水輪機具有較高的過流能力和大的比轉速,所以在水頭和功率相同的條件下,貫流式水輪機直徑要比轉槳式小10%左右。

7樓:鹹煙慎癸

汽輪機每一級動葉片都有大小不等的壓降,在動葉片前後也產生壓差,因此形成汽輪機的軸向推力。還有隔板汽封間隙中的漏汽也使葉輪前後產生壓差,形成與蒸汽流向相同的軸向推力。另外蒸汽進入汽輪機膨脹做功,除了產生圓周力推動轉子旋轉外,還將使轉子產生與蒸汽流向相反的軸向推力。

執行中影響軸向推力的因素很多,基本上軸向推力的大小與蒸汽流量的大小成正比。

汽輪機為什麼會產生軸向推力?執行中軸向推力怎樣變化?

8樓:匿名使用者

純衝動式汽輪機動葉片內蒸汽沒有壓力降,但由於隔板汽封的漏汽,使葉輪前後產生一定的壓差且一般的汽輪機中,每一級動葉片蒸汽流過時都有大小不等的壓降,在動葉葉片前後產生壓差。葉輪和葉片前後的壓差及軸上凸肩處的壓差使汽輪機產生由高壓側向低壓側、與汽流方向一致的軸向推力。

影響軸向推力的因素有很多,軸向推力的大小基本上與蒸汽流量的大小成正比,也即負荷增大時軸向推力增大。需指出:當負荷突然減小時,有時會出現與汽流方向相反的軸向推力。

9樓:匿名使用者

離心式氣壓機中,由於每級葉輪兩側,氣體作用在其上的大小不同(出口側因壓力高,作用力大於進口側),使轉子受到一個指向低壓端的合力,即軸向推力。雖然在結構上設定了平衡盤或通過級的不同排列來減小軸向力,但不能完全平衡。

氣壓機執行中,當出口壓力增加時,這個軸向推力加大。另外,當氣壓機起動時,由於氣流的衝力指向高壓端,轉子軸向推力方向與正常運轉相反。

汽輪機產生軸向推力是因為動葉片有較大的反動度,蒸汽在動葉中繼續膨脹,造成葉輪前後產生一定的壓差。這些壓差就產生了順著氣流方向的軸向推力。衝動式汽輪機的軸向推力較反動式汽輪機小。

在運轉中,軸向推力的大小與蒸汽流量的大小成正比,即負荷越大,軸向推力越大。另外對凝汽式汽輪機,運轉中真空度下降,因焓降減少增大級的反動度,使軸向推力加大。在汽輪機突然甩負荷時,軸向推力瞬時改變方向。

10樓:匿名使用者

汽輪機每一級動葉片都由大小不等的壓降,在動葉片前後也產生壓差,因此形成汽輪機的軸向推力。還有隔板汽封間隙中的漏汽也使葉輪前後產生壓差,形成與蒸汽流向相同的軸向推力。另外蒸汽進入汽輪機膨脹做功,除了產生圓周力推動轉子旋轉外,還將使轉子產生與蒸汽流向相反的軸向推力。

衝動式汽輪機採用在高壓軸封兩端建立正反壓差的措施平衡軸向推力。

執行中影響軸向推力的因素有很多,基本上軸向推力的大小與蒸汽流量的大小成正比。

11樓:匿名使用者

汽輪機,依靠高溫高壓的過熱蒸汽來驅動轉子的葉片,蒸汽做功後,變成相對低溫的蒸汽,進入冷凝器。軸的受熱,首先是蒸汽入口端溫度最高,慢慢地熱傳遞到整條軸,越靠近冷凝器的部位,溫度就慢慢變低。受熱的不一樣,和蒸汽的流動,產生了軸向推力。

在加負荷或減負荷的過程,軸向推力有變化,在正常執行中基本維持在一個平衡狀態。

12樓:哎呀沃去

貫流式水輪機與臥軸式軸流式水輪機結構基本相似。根據葉片是否可以轉 動,貫流式水輪機也分定槳和轉漿式。貫流式機組與軸流式機組不同之處在於引水室、導水機構和尾水管。

貫流式水輪機採用圓錐形導水機構,圓錐形導水機構主要有導葉外室、導葉內室、導葉、導葉臂、連桿、控制環等。圓錐形導水機構導葉軸線與機組軸線成60~70°角佈置。導葉內外室上都設有支撐導葉的軸承。

導葉在內、外室之間組成一個圓錐面,起著調節水流或關機的作用。為了減少導葉端面漏水損失,導葉內、外室表面均為球面。

貫流式水電站是開發低水頭水力資源較好的方式,一般應用於25m水頭以下。它低水頭立軸的軸流式水電站相比,具有如下顯著的特點。

1.電站從進水到出水方向基本上是軸向貫通。如燈泡貫流式水電站的進水管和出水管都不拐彎,形狀簡單,過流通道的水力損失減少,施工方便。

2.貫流式水輪機具有較高的過流能力和大的比轉速,所以在水頭和功率相同的條件下,貫流式水輪機直徑要比轉槳式小10%左右。

鍋爐主汽壓力對汽輪機有什麼影響?

13樓:匿名使用者

汽壓異常對裝置的危害

在汽輪機執行中,初終汽壓、汽溫、主蒸汽流量等引數都等於設計引數時,這種執行工況稱為設計工況,此時的效率最高,所以又稱為經濟工況。執行中如果各種引數都等於額定值,則這種工況稱為額定工況。目前大型汽輪機組的熱力計算工況多數都取額定工況,為此機組的設計工況和額定工況成為同一個工況。

在實際執行中,很難使引數嚴格地保持設計值,這種與設計工況不符合的執行工況,稱為汽輪機的變工況。這時進入汽輪機的蒸汽引數、流量和凝結器真空的變化,將引起各級的壓力、溫度、焓降、效率、反動度及軸向推力等發生變化。這不僅影響汽輪機執行的經濟性,還將影響汽輪機的安全性。

所以在日常執行中,應該認真監督汽輪機初、終引數的變化。

1、主蒸汽壓力升高

當主蒸汽溫度和凝結器真空不變,而主蒸汽壓力升高時,蒸汽在汽輪機內的焓降增大,末級排汽溼度增加。

主蒸汽壓力升高時,即使機組調速汽閥的總開度不變,主蒸汽流量也將增加,機組負荷則增大,這對執行的經濟性有利。但如果主蒸汽壓力升高超出規定範圍時,將會直接威脅機組的安全執行。因此在機組執行規程中有明確規定,不允許在主蒸汽壓力超過極限數值時執行。

主蒸汽壓力過高有如下危害:

(1)主蒸汽壓力升高時,要維持負荷不變,需減小調速汽閥的總開度,但這隻能通過關小全開的調速汽閥來實現。在關小到第一調速汽閥全開,而第二調速汽閥將要開啟時,蒸汽在調節級的焓降最大,會引起調節級動葉片過負荷,甚至可能被損傷。

(2)末級葉片可能過負荷。主蒸汽壓力升高後,由於蒸汽比容減小,即使調速汽閥開度不變,主蒸汽流量也要增加,再加上蒸汽的總焓降增大,將使末級葉片過負荷,所以,這時要注意控制機組負荷。

(3)主蒸汽溫度不變,只是主蒸汽壓力升高,將使末幾級的蒸汽溼度變大,機組末幾級的動葉片被水滴沖刷加重。

(4)承壓部件和緊固部件的內應力會加大。主蒸汽壓力升高後,主蒸汽管道、自動主汽閥及調速汽閥室、汽缸、法蘭、螺栓等部件的內應力都將增加,這會縮短其使用壽命,甚至造成這些部件受到損傷。

由於主蒸汽壓力升高時會帶來許多危害,所以當主蒸汽壓力超過允許的變化範圍時,不允許在此壓力下繼續執行。若主蒸汽壓力超過規定值,應及時聯絡鍋爐值班員,使它儘快恢復到正常範圍;當鍋爐調整無效時,應利用電動主閘閥節流降壓。如果採用上述降壓措施後仍無效,主蒸汽壓力仍繼續升高,應立即打閘停機。

2、主蒸汽壓力下降

當主蒸汽溫度和凝結器真空不變,主蒸汽壓力降低時,蒸汽在汽輪機內的焓降要減少,蒸汽比容將增大。此時,即使調速汽閥總開度不變,主蒸汽流量也要減少,機組負荷降低;若汽壓降低過多時,機組帶不到滿負荷,執行經濟性降低;這時調節級焓降仍接近於設計值,而其它各級焓降均低於設計值,所以對機組執行的安全性沒有不利影響。如果主蒸汽壓力降低後,機組仍要維持額定負荷不變,就要開大調速汽閥增加主蒸汽流量,這將會使汽輪機末幾級特別是最末級葉片過負荷,影響機組安全執行。

當主蒸汽壓力下低超過允許值時,應儘快聯絡鍋爐值班員恢復汽壓;當汽壓降低至最低限度時,應採用降低負荷和減少進汽量的方法來恢復汽壓至正常,但要考慮滿足抽汽供熱汽壓和除氧器用汽壓力,不要使機組負荷降得過低。

3、主蒸汽溫度升高

在實際執行中,主蒸汽溫度變化的可能性較大,主蒸汽溫度變化對機組安全性、經濟性的影響比主蒸汽壓力變化時的影響更為嚴重,所以,對主蒸汽溫度的監督要特別重視。對於高溫高壓機組,通常只允許主蒸汽溫度比額定溫度高5℃左右。當主蒸汽溫度升高時,主蒸汽在汽輪機內的總焓降、汽輪機相對的內效率和熱力系統的迴圈熱效率都有所提高,熱耗降低,使執行經濟效益提高,但是主蒸汽溫度升高超過允許值時,對裝置的安全十分有害。

主蒸汽溫度升高的危害如下:

(1)調節級葉片可能過負荷。主蒸汽溫度升高時,首先調節級的焓降增加;在負荷不變的情況下,尤其當高速汽閥中,僅有第一調速汽閥全開,其它調速汽閥關閉的狀態下,調節級葉片將發生過負荷。

(2)金屬材料的機械強度降低,蠕變速度加快。主蒸汽溫度過高時,主蒸汽管道、自動主汽閥、調速汽閥、汽缸和調節級進汽室等高溫金屬部件的機械強度將會降低,蠕變速度加快。汽缸、汽閥、高壓軸封堅韌體等易發生鬆弛,將導致裝置損壞或使用壽命縮短。

若溫度的變化幅度大、次數頻繁,這些高溫部件會因交變熱應力而疲勞損傷,產生裂紋損壞。這些現象隨著高溫下工作時間的增長,損壞速度加快。

(3)機組可能發生振動。汽溫過高,會引起各受熱金屬部件的熱變形和熱膨脹加大,若膨脹受阻,則機組可能發生振動。

在機組的執行規程中,對主蒸汽溫度的極限及在某一超溫條件下允許工作的小時數,都應作出嚴格的規定。一般的處理原則是:當主蒸汽溫度超過規定範圍時,應聯絡鍋爐值班員儘快調整、降溫,汽輪機值班員應加強全面監視檢查,若汽溫尚在汽缸材料允許的最高使用溫度以下時,允許短時間執行,超過規定執行時間後,應打閘停機;若汽溫超過汽缸材料允許的最高使用溫度,應立即打閘停機。

例如中引數機組額定主蒸汽溫度為435℃,當主蒸汽溫度超過440℃時,應聯絡鍋爐值班員降溫;當主蒸汽升高到445~450℃之間時,規定連續執行時間不得超過30min,全年累計執行時間不得超過20h;當主蒸汽溫度超過450℃時,應立即故障停機。

4、主蒸汽溫度降低

當主蒸汽壓力和凝結真空不變,主蒸汽溫度降低時,主蒸汽在汽輪機內的總焓降減少,若要維持額定負荷,必須開大調速汽閥的開度,增加主蒸汽的進汽量。一般機組主蒸汽溫度每降低10℃,汽耗量要增加1.3%~1.

5%。主蒸汽溫度降低時,不但影響機組的經濟性,也威脅著機組的執行安全。其主要危害是:

(1)末級葉片可能過負荷。因為主蒸汽溫度降低後,為維持額定負荷不變,則主蒸汽流量要增加,末級焓降增大,末級葉片可能過負荷狀態。

(2)末幾級葉片的蒸汽溼度增大。主蒸汽壓力不變,溫度降低時,末幾級葉片的蒸汽溼度將要增加,這樣除了會增大末幾級動葉的溼汽損失外,同時還將加劇開幾級動葉的水滴沖蝕,縮短葉片的使用壽命。

(3)各級反動度增加。由於主蒸汽溫度降低,則各級反動度增加,轉子的軸向推力明顯增大,推力瓦塊溫度升高,機組執行的安全可靠性降低。

(4)高溫部件將產生很大的熱應力和熱變形。若主蒸汽溫度快速下降較多時,自動主汽閥外殼、調節級、汽缸等高溫部件的內壁溫度會急劇下降而產生很大的熱應力和熱變形,嚴重時可能使金屬部件產生裂紋或使汽輪機內動、靜部分造成磨損事故;當主蒸汽溫度降至極限值時,應打閘停機。

(5)有水擊的可能。當主蒸汽溫度急劇下降50℃以上時,往往是發生水衝擊事故的先兆,汽輪機值班員必須密切注意,當主蒸汽溫度還繼續下降時,為確保機組安全,應立即打閘停機。

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