内容发布更新时间 : 2024/5/2 21:59:45星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

汽轮机的配汽方式

改变汽轮机功率，可通过改变蒸汽在叶栅通流部分的焓降和改变进汽量。这种改变进汽量和焓降的方式称为汽轮机的配汽。汽轮机的配汽有节流配汽、喷嘴配汽和旁通配汽多种方式。现在的汽轮机普遍采用数字电液调节系统，具备阀门管理功能，即同一台汽轮机既可以采用阀门同时启闭的节流配汽(称为单阀控制>，也可以采用阀门顺序启闭的喷嘴配汽(称为顺序阀控制>，目前汽轮机都有调节级。

三种配汽方式

一、节流配汽

采用节流配汽的汽轮机，其全部蒸汽通过一个或几个同时启闭阀门，进入汽轮机的第一级，调节汽门后的压力即为汽轮机的进口压力。在部分负荷运行时，阀后压力决定于流量比，进汽温度基本保持不变[12]。特点如下： 1.负荷小于额定值时，所有进汽受到节流作用。节流配汽在部分负荷下相对内效率下降的主要原因是调节汽门的节流损失，低负荷时调节汽门的进汽机构节流损失大，并且随负荷下降而损失增大。 2.同样负荷下，背压越高，节流效率越低，所以，背压式汽轮机一般不用节流配汽。与喷嘴配汽相比，因为没有调节级，结构简单，制造成本较低，定压运行流量变化时，各级温度变化较小，热应力小，对负荷变化适应性较好。 二、喷嘴配汽

将汽轮机高压缸的第一级设为调节级，将该级的喷嘴分成4组或更多组。每一喷嘴组由1个独立的调节汽门供汽，通常认为调节级后的压力相等[13]。为减小喷嘴配汽调节级的漏汽量，调节级采用低反动度(约0.05）的冲动式。特点如下： 1.部分进汽度e<1，存在部分进汽损失，余速不能被利用，100％负荷效率低于纯节流配汽机组。

2.部分负荷，根据负荷大小，调门顺序开启，只有通过部分开启的调门有节流损失，而通过全开调门的汽流没有节流损失，因此效率高于节流。既可以承担基本负荷，又可调峰。 3.变工况时，调节级汽室及高压缸各级温度变化较大，引起的热应力较大。 三、旁通配汽

旁通配汽主要用于船舶和工业汽轮机，通过设置内部或外部旁通阀增大汽轮机的流量，增大汽轮机的功率输出或增大汽轮机的抽汽供热量。 喷嘴调节与节流调节的比较

一、调节级压力与流量的关系

调节级的最危险工况是当第一调节汽门全开而其他调节汽门都关闭时，调节级动叶受力最大，为最危险工况[14]。 1.当只有第一调节汽门全开而其他调节汽门关闭时,第一级理想比焓降最大； 2.此时流过第一喷嘴组的流量是第一喷嘴组的最大流量；

3.这股流量集中在第一喷嘴组后少数动叶上，每片动叶分摊的蒸汽流量最大； 4.动叶的蒸汽作用力正比于流量和比焓降之积。 二、喷嘴调节与节流调节的比较

1.汽缸沿圆周上温度的均匀性

节流调节原多应用于小型机组，目的是使调节系统及汽缸的结构简单，但是，现在大型机组亦有采用节流调节，其理由是：节流调节可以做到全周进汽，使汽缸在进汽段<高温段）温度均匀，汽缸结构简单，减小汽缸体内的热应力和因温度不匀引起的翘曲。对于大型机组采用节流调节时，为着避免节流调节阀尺寸过大，开启阀门所需要的提升力过大，将节流调节阀设计成为相同的若干个，外观上与喷嘴调节相同，但各阀同步开启和关闭。当用数个调节阀时，可以在机内内部联通成为全周进汽，亦可以分为几个弧段进汽<降低汽缸承受的最大压差），这时进汽度稍小于1。 喷嘴调节是几个调节阀分别向几个对应的喷嘴弧段供汽，随着负荷的增加，各阀依次开启[15]。为使汽缸结构简化，调节阀可设计安置在机旁，用导汽管与汽缸内喷嘴弧段<蒸汽室）相联。因考虑热膨胀，导汽管甚长，使调节阀后有一不小的中间容积。当调节阀的数目较多、阀的尺寸较小时，亦有直接布置在上汽缸和下汽缸上，与汽缸直接相连。因为喷嘴调节的喷嘴弧段是依次投入工作的，所以有一些弧段内为新汽，有一部分是节流后的新汽，当调节阀尚未开启时，该喷嘴弧段中的压力和温度和调节级后相等，使喷嘴弧段间的温差甚大，同时与其相邻及相接的汽缸亦有较大的温差；加上在调节级只有调节阀开启的弧段有强烈蒸汽流动，对应于未开启调节阀的弧段没有蒸汽流动。这些都将导致调节级处汽缸沿周向温度不均匀，除在汽缸体内会引起热应力外，还会使汽缸产生热翘曲。为了保证安全运行，使得汽轮机的前轴封和第一非调节级的喷嘴板汽封的径向间隙不能调得过小，否则会引起动、静之间碰磨，使机组发生事故。但较大的汽封间隙将增大漏汽量，降低效率。有一些机组采用了喷嘴调节，又不希望在调节级汽缸处有过大的热应力和热变

形，故设计成在开机及低负荷时各调节阀都开一些，各喷嘴弧段都有一些蒸汽通过，使汽缸圆周间温度较均匀。随着负荷增加，进入汽轮机的流量随之增大，除正常工作的喷嘴弧段外，其它调节阀及相应的喷嘴弧段又停止进汽，只有到大负荷时方重新开启。纯滑压运行常是调节阀全开，新汽温度维持不变，故汽缸在进汽段沿圆周间温度是均匀的。另外，有些机组滑压运行时不是让各调节阀都全开，这时汽缸沿圆周温度将不均匀。 2.调节级叶片的负载

对于节流调节或滑压调节，因为调节级工作喷嘴数不变，工作时通流面积不变，调节级前温度近似不变或不变；则认为在不同进汽流量下，调节级前后压力比近似认为不变，即焓降不变，叶片上所受到的蒸汽作用力只是随着流量的增大而增大，故在最大流量时，叶片受力为最大。对于喷嘴调节，当第一个调节阀刚全开时，喷嘴前的压力近于新汽压力，调节级后压力因为流量较小而较低，故这时级的焓降为最大。同时级前后压差亦为最大，这时虽然全机流量并不大，但通过每一个工作喷嘴的流量却为最大<常为临界流量），故这时作用到与工作喷嘴相对应的叶片上所受的蒸汽作用力要比额定工况时大得多[16]。加上工作叶片有时有工作蒸汽流过，有时又没有，使叶片所受到的扰动力很大，动应力大。调节叶片强度即按此工况设计，所以对调节级叶片强度要求很高，常把叶根设计成双T型，或者橄树型。叶片的宽度亦随机组的容量增大而增大，叶宽由高压机组的50mm左右逐步增大到75mm、100mm，甚至大到120mm左右，而相同参数及容量的节流调节机组，第一级叶片的宽度只有70～80mm。喷嘴调节的调节级叶片在叶顶还需要较厚的包箍或双包箍，有时调节级就采用分流，而第一压力级并不分流，目的之一也是为了降低调节级叶片应力。为了减小喷嘴调节机组低负荷时的应力，应当增大第一个调节阀全开时的流量，提高调节级后压力，减小这时调节级的理想焓降。若采用较大尺寸的第一个调节阀，又会引起阀门设计和制造上的麻烦，并使开启阀门的提升力过大，调节阀零件不能互换等缺点，故常用的方法是让第一、二个调节阀结构相同并同时开启，要比只一个调节阀全开时全机流量大一倍，调节级后压力亦高一倍，使焓降变小，有时还会使通过每个叶片的流量变小<变为不超临界），使调节级叶片应力变小。 3.负荷变化时汽缸及转子温度的变化

对于喷嘴调节的机组，在负荷变小时，调节级级后压力变低，调节级的焓降增大，使调节级后的汽温随负荷升降而变动，这就使转子和汽缸受到冷却或加热，它