汽輪機設備
汽輪機是火電廠的三大主機之一，通過它將蒸氣的熱能轉化為旋轉機械能，借以拖動發電機旋轉。
為了**汽輪機安全經濟的運行并隨時適應外界負荷的變化，每臺汽輪機都帶有調節保護裝置和其他輔助設備。汽輪機與發電機的組合稱為汽輪發電機組。


1、汽輪機基本工作原理
去掉汽輪機的汽缸后，可以看到汽輪機內主要部件是一系列的隔板和裝在轉子上的葉輪。葉輪上裝有動葉柵，沿隔板圓周裝有噴嘴葉柵。每一列噴嘴葉柵和對應的動葉柵構成汽輪機的較。汽輪機的能量轉換就是在這些葉柵中進行的。具有一定溫度壓力的蒸汽首先在噴嘴葉柵前后壓力差的作用下，流過具有特定形狀的噴嘴流道，流動中，蒸汽膨脹，壓力和溫度逐漸降低，速度增加，部分熱能轉化成了動能。從噴嘴葉柵噴出的高速氣流進入動葉流道，在流動過程中對動葉柵產生作用力推動它作圓周運動，帶動葉輪和軸旋轉。于是，在汽輪機軸上，便得到可對外輸出的機械功。從動葉流出的蒸氣仍具有熱能，再進入下一級噴嘴。現代大容量汽輪機都是有多個這樣的較組成的。蒸汽在上一較做功后，進入下一較繼續膨脹做功，最后從汽輪機排氣口排出。


2、汽輪機構造
大型汽輪機按沿氣流方向的蒸汽壓力大小通常分為高壓缸，中壓缸和低壓缸幾個部分。


蒸汽做功流程：來自鍋爐的主蒸汽首先在汽輪機高壓缸里做功，從高壓缸排除后進入鍋爐的再熱器中再加熱，加熱后的蒸汽進入中壓缸做功，排除后再進入低壓缸，最后排入凝汽器。有的機組將高壓缸和中壓缸在工藝上制成一體，成為高中壓缸。
汽缸是汽輪機的外殼，將汽輪機的通流部分與大氣隔開。為了便于制造、安裝和檢修，汽缸沿水平中分面分為上汽缸和下汽缸兩個半缸，兩者通過水平法蘭用螺栓裝配緊固。高參數、大容量的高壓缸通常采用雙層缸結構，有的機組甚至將高中壓缸和低壓缸全做成雙層缸。
隔板，又叫噴嘴板，起作用是裝置噴嘴葉柵，并將汽輪機的各個壓力級予以分隔，形成一個個的較。為了便于安裝，各較的隔板均分成上下兩半，分別嵌裝在上汽缸和下汽缸的環形凹槽內。有時可先把相鄰幾較的隔板鑲裝在一個隔板套里，然后再將隔板套固定在氣缸體上。
汽輪機的噴嘴，又稱靜葉片。
汽輪機的轉動部分總稱為轉子，它擔負著公制能量裝換及能量傳遞的作用。轉子分為主軸、葉輪、葉片等部分，葉輪用來裝置動葉片，并傳遞氣流臂在動葉柵上產生的扭矩。葉輪的結構與轉子的結構形式密切相關。葉輪輪緣上開有葉根槽，以裝置動葉片。其形狀決定于葉根形式。動葉片又稱動葉，安裝在葉輪的輪緣上。葉片由葉**、葉型、葉根三部分組成，葉型部分是葉片的工作部分，由他構成氣流通道；葉根是葉片與輪緣相連接的部分，通過它將葉片牢靠的固定在葉輪上。汽輪機高中壓轉子的葉片通常比較短，而低壓缸由于蒸汽壓力較小，容積較大，所以采用長葉片。長葉片可用拉筋練成組，也可不用拉筋而成為自由葉片。汽輪機轉子依靠軸承來支撐定位，軸承有支持軸承和推力軸承兩種。支持軸承承受轉子的重力以及由于震動等原因引起的附加力，并確定轉子的徑向位置。汽輪機普遍采用油膜軸承，轉子在高速旋轉時，軸瓦與軸頸之間有一層油膜將他們隔離。推力軸承承受轉子的軸向力，并確定轉子的軸向位置，工作時軸瓦與軸頸之間同樣有一層油膜將他們隔離。


汽輪機都裝有盤車裝置，因為當汽輪機停機后，上下汽缸存在溫差，如果轉子靜止不動，便會因為上下冷卻不均勻而產生熱變形。此時利用盤車裝置時汽輪機在停機后仍以一定的轉速連續的轉動，就可**轉子禁運冷卻。同時，汽輪機啟動時，也要進行盤車，使蒸汽沖轉時平穩并均勻受熱。


汽輪機還設有氣風及軸封系統。汽輪機運轉時，汽缸固定，定子高速旋轉，轉子和氣缸之間必須留有適當的間隙。有間隙的存在就會有泄漏，影響汽輪機正常安全運行。另外，由于低壓缸內的壓力低于大氣壓，也存在空氣漏入汽缸的問題。為此，汽輪機在汽缸的軸端設置了軸端氣封，在它的作用下，漏氣已大大減小，但還不能完全阻止蒸汽和空氣的泄露。為了徹底防止上述泄露，軸端氣封需要配置一套軸封系統。軸封系統從汽輪機中引出一股具有一定溫度和壓力的蒸汽到軸封供汽母管，有軸封供汽母管向軸封供汽室供汽，同時，軸封加熱器的抽風機，將另一汽室保持在低于大氣壓狀態，少量的蒸汽和空氣就會被從這里抽走。這樣，就可以有效地阻止蒸汽從氣缸內向汽缸外泄露和空氣從汽缸外向汽缸內泄露。進入軸封加熱器中的蒸汽，在用于加熱主凝結水，空氣則排至大氣。汽輪機的動葉葉柄與汽缸之間，隔板內孔與轉子之間同樣存在著漏氣的問題，因此，也設有葉**氣封，隔板氣封。



3、汽輪機調節
在火力發電廠中，必須隨時根據發電機的運行工況，對驅動發電機的汽輪機進行轉速和功率調節，以**發電機輸出的有功功率與外界負荷相適應。
汽輪機調節系統可分液壓式調節系統，功率頻率電業調節系統和數字電業調節系統。現在大型機組都是采用后兩種**的調節系統。
調速系統方框圖：

定值機構，又稱為同步器，在機組啟動時由它給機組設定一個給定轉速。機組啟動后，轉速由敏感機構測量，并與給定值比較，比較的差值信號，經放大機構放大，然后送入執行機構，執行機構控制配汽機構來調節汽輪機的進氣量，從而改變機組的轉速使之趨近于給定值。在機組并入電網后，根據電網的要求，用定值機構設定機組的輸出功率，當負荷發生變化時，調節系統將通過同樣的調節過程進行自動調節，使機組合理分擔電網的負荷。這里的反饋為負反饋，它使控制過程平穩。
配汽機構，多數情況下，汽輪機的*一級噴嘴沿圓周被分為四組，每一組分別用一個調節器門控制。來自鍋爐的主蒸汽，首先經過主汽門，然后進入汽輪機的調節汽門，調節汽門依次開啟或關閉，可改變汽輪機的進氣量。汽輪機的轉速和功率調節就是通過改變調節器們的開度來實現的。


4、汽輪機保護
為了確保汽輪機的安全運行，除要求調速系統動作迅速可靠外，還必須設置必要的保護裝置。汽輪機的保護裝置主要有：轉子**速保護，轉子軸向位移保護，軸承油壓和油溫保護，凝汽器低真空保護。當上述裝置中的任意一個參數**過或低于規定的允許值時，保護裝置就自動發出訊號，是汽輪機主汽門迅速關閉，切斷主蒸汽，使機組迅速停機。


5、汽輪機供油系統
汽輪機的供油系統要向汽輪機和發電機的各個軸承提供潤滑、冷卻及密封用油，還要向汽輪機的調節和保護系統提供工作用油，常規供油系統主要有下列設備組成：
（1） 主油泵，安裝在主軸上，其作用是在汽輪機正常運行時向油系統提供高壓油。交流潤滑油泵，又稱輔助油泵，其主要作用是在啟動過程中主油泵還不能正常工作時，向潤滑油系統提供壓力油。
（2） 直流潤滑油泵及事故油泵，是汽輪機潤滑油系統的最后一道備用泵，用于事故工況下，以直流電源工作向潤滑油系統供油。
（3） **軸油泵，起作用是在啟動前或停機后向軸承提供壓力油將主軸**起，使盤車得以進行。
（4） 冷油器，其作用是將軸承潤滑油用冷卻水冷卻。
（5） 油箱，具有儲存潤滑油和使油液中的雜質沉淀的作用
熱力系統及輔助設備
汽輪機本體與鍋爐本體之間，由各種汽水管道、閥門及其輔助設備連成一個整體，這個整體就組成了發電廠的熱力系統。熱力系統除了要**機組安全、經濟、可靠地運行外，還要考慮機組能順利啟動、停機、切換設備、升降負荷等。因此，熱力系統，特別是大型機組的熱力系統，是相當復雜的。


熱力系統的基本流程：來自鍋爐的主蒸汽，首先在汽輪機高壓缸里做功，從高壓缸排出后，又送入鍋爐再熱器中再加熱，加熱后的蒸汽，又送入汽輪機中壓缸和低壓缸繼續做功，最后，汽輪機的排汽進入凝汽器。凝汽器管束里側通有來自環境的冷卻水，排氣在管束外側流過時不斷放出余熱，并凝結成水。冷卻水將吸收的熱量排入環境。從凝汽器排出的水稱為主凝結水，為了提高系統的效率，主凝結水并不直接送入鍋爐中，而是經過一系列加熱器加熱后再進入鍋爐。加熱器的熱源來自從汽缸的不同部位抽出的蒸汽，用它們對加熱器中的水進行加熱。主凝結水通過凝結水泵升壓后進入深度除鹽裝置進行水質處理。然后，依次流過軸封加熱器和四個低壓回熱加熱器，在那里吸收來自汽輪機抽汽的熱量。主凝結水溫度從30度左右不斷升高，達到140度左右后進入除氧器。除氧器將主凝結水中溶解的氧氣等氣體除去，以免對設備和管道造成腐蝕。同時，除氧器本身也是一個混合式加熱器，也可對主凝結水進行加熱。從除氧器下部水箱出來的水被送入給水泵，給水泵將水升到很高的壓力。從給水泵出來的水稱為主給水，主給水依次流過三個高壓加熱器，溫度達到260度左右后有進入鍋爐的省煤器進行下一輪的汽水循環。為了使用和管理上的方便，一般都將加熱器進行了編號。高壓加熱器為1，2，3號，除氧器為4號，低壓加熱器為5，6，7，8號。





熱力系統特別是大型機組的全面性熱力系統很復雜，我們分成以下幾個系統進行講述：
1、主蒸汽及汽輪機旁路系統
2、凝汽系統
3、低壓加熱器系統
4、給水除氧系統
5、高壓加熱器系統
6、補充水系統


1、主蒸汽及汽輪機旁路系統
鍋爐與汽輪機之間的蒸汽管道與通往各用汽處的支管及其附件稱為發電廠主蒸汽系統，對于再熱式機組還包括再熱蒸汽管道。中小型機組的主蒸汽系統采用母管制，參數相同的幾臺鍋爐的蒸汽都引到主蒸汽母管上，再由母管引至汽輪機。這種系統靈活性較好，事故時鍋爐可通過閥門互相切換，還可用于汽輪機鍋爐數目不等的情況。大型機組特別是再加熱機組的主蒸汽系統都采用單元制系統，其特點是汽輪機與其對應的鍋爐組成一個獨立的單元。大型再熱機組通常還設有旁路系統。機組啟動時，鍋爐先點火投運，而汽輪機高壓缸尚未進氣時，鍋爐再熱器中沒有工制流過。為了防止再熱器干燒，將主蒸汽經減溫減壓后，直接引入再熱器。再熱器出口的蒸汽又經過減溫減壓，直接進入凝汽器。這樣，整個汽水繞過汽輪機，形成了循環。
主蒸汽不進入汽輪機高壓缸，而是經降壓減溫后，直接進入再熱器的管路，稱為高壓旁路，也成I級旁路。再熱器出來的蒸汽，不進入汽輪機的中低壓缸，而是經降壓減溫后，直接排入凝汽器的管路，稱為低壓旁路，也稱II級旁路。旁路系統是利用減溫減壓器的減壓閥來降低蒸汽壓力，同時將減壓閥后，溫度較低的凝結水或給水直接噴入蒸汽中來降低其溫度。
除了保護再熱器外，旁路系統的作用還有很多，其中一個重要的作用是：在啟動時，參與主蒸汽參數的調整，從而加快啟動時間，改善啟動條件。


2、凝汽系統
凝汽系統是指與凝汽器相關的管路和設備，主要有凝汽器、凝結水泵、抽氣設備、冷卻水設備等。凝汽器是吸收汽輪機排汽的余熱并將其凝結成水的設備。凝汽器內，有規律的排列著冷卻水管，前側設有前水室，前水室被隔成上下兩部分，上為進水室，下為出水室。后部有后水室。水室及管束外有外殼，外殼上部有汽輪機進氣的排汽進口，下部有匯集凝結水的熱水井。冷卻水從進水室流進，沿著下部管束流向凝汽器后部的后水室，然后折返，從上部管束流向出水室。汽輪機的排汽從凝汽器的進氣口進入，在管束外面放熱，逐步凝結成水，匯集到凝汽器下部的熱水井中，由凝結水泵抽出升壓后進入低壓加熱器系統。
大型機組的凝汽器設計成方箱型，安裝在汽輪機低壓缸的底部，緊接低壓缸的排汽口。因為低壓缸有兩個排汽口，所以凝汽器也分為甲乙兩側。



汽輪機的排汽在凝汽器中凝結需要大量的冷卻水，冷卻水也稱循環水，其供水方式有兩種：
一種為直流供水方式，也叫開式供水。這種供水方式是用循環水泵直接向江河的上游取水，有循環水泵送入凝汽器，冷卻水從凝汽器吸熱后從凝汽器出水管排如江河的下游。循環水泵一般安裝在靠近水源的水泵房內。4臺300MVA機組循環水量每小時高達十多萬噸。
另一種供水方式為循環供水方式，也叫閉式供水方式。這種供水方式是在缺乏水源或水源離電廠較遠時使用。它必須有冷卻塔、冷卻水池、循環水泵等設施。循環水泵從這些冷卻設施的給水井中接水，在凝汽器中吸收排汽熱量后，再送回冷卻設施中。利用水蒸發降溫原理，使水降溫后，再送入凝汽器循環使用。冷卻塔塔身較高，且做成雙曲線形，起到通風筒的作用。空汽從塔身下部進入，自然上升，有凝汽器出來的冷卻水從冷卻塔淋水裝置的上部淋下，目的是增加水和空氣接觸的面積和時間。冷卻塔的下部是冷卻水池。


3、低壓加熱器系統
從凝汽器熱井排出的凝結水稱為主凝結水。它首先被凝結水泵升壓，經過深度除鹽裝置對水經行化學處理，然后進入軸封加熱器，利用汽輪機的軸端漏氣來加熱，溫度有所提高后，再依次流過四個低壓加熱器，主凝結水的溫度不斷提高，最后進入除氧器，由于主凝結水的壓力較低，所以這里的加熱器稱為低壓加熱器。
低壓加熱器從外觀上分為立式和臥式兩種，被加熱的主凝結水都是從進水管經進水室進入受熱面管內，加熱后從出水室流出。加熱蒸汽進入加熱器后，在導向板的作用下反復從刷受熱面，不斷放出熱量而凝結成水。
這種在加熱器內由蒸汽凝結成的水稱為疏水，疏水的出路有兩種方式：一種叫逐級自流，即疏水自動由本級加熱器流入到器側壓力較低的加熱器或凝汽器中去；另一種疏水方式是采用疏水泵將疏水打入加熱器的出口，將其與主凝結水混合。
深度除鹽裝置的作用是利用離子交換樹枝對水進行進一步的化學處理，以提高水的品質。
300MVA機組的7，8號兩個加熱器合成在一起安裝在凝汽器的內部。
低壓加熱設有旁路裝置，這樣在加熱器故障時可將該加熱器切除，主凝結水經旁路直接進入下一級，而不至于使機組停運。


4、給水除氧系統
給水除氧系統的任務是：將主凝結水中的氧氣和其它氣體除掉，以免產生對設備的腐蝕，同時將主凝結水的壓力和溫度進一步提高。來自低壓加熱器的主凝結水進入除氧器，在除氧器內進行除氧并加熱后進入給水泵。






除氧器包括除氧頭和除氧水箱兩部分。其中，除氧頭為除氧和加熱裝置，水箱為儲存除氧水的容器。主凝結水從除氧頭**部進入除氧器，汽輪機的抽汽從除氧頭的中部進入。蒸汽將水加熱到沸騰狀態，水中溶解的氣體就會溢出，溢出的氣體從除氧頭的排氣管中排出。除去氣體的水落入水箱，再從水箱送入給水泵，給水泵的作用是為使給水獲得更高的壓力。給水泵多采用圓筒型多級離心泵，其出口壓力可高達20MPa，即200個大氣壓以上。為防止給水泵可能產生汽蝕而損壞，大型機組均設置前置泵，從除氧水箱流出的水，**入轉速較低的前置泵，然后再進入主給水泵。300MVA以上的機組經常運行的給水泵采用專門的小型汽輪機驅動，而備用泵采用電動機驅動。對于200MVA及其以下機組的運行及備用給水泵，一般都采用電動機驅動。因電動機轉速不可調節，所以電動機與給水泵之間廣泛采用液壓耦合器來調節給水泵的轉速，從而調節給水容量。


5、高壓加熱器系統
來自給水泵的主給水依次流過三個高壓加熱器，將溫度提高到260度左右，然后進入鍋爐的省煤器。這比將溫度很低的凝結水直接進入鍋爐可明顯提高機組的效率。高壓加熱器的工作原理、基本結構等都與低壓加熱器相似。只是因其被加熱的主給水壓力很高，故稱為高壓加熱器。高壓加熱器的疏水都是逐級自流，最后匯入除氧器。
高壓加熱器也設有旁路保護裝置，當任何一臺高壓加熱器的管系發生泄漏，只是加熱器內水位**過極限值時，控制系統立即動作，關閉加熱器進口水管，讓給水經旁路直接進入鍋爐。此時不影響鍋爐給水，機組仍可運行，只是經濟性有所降低。


6、補充水系統
機組運行中不可避免有汽水損失，因此，要不斷向系統補充質量合格的水。補充水必須經過一系列的處理才能**其質量。在化學水處理車間中，水首先經過澄清、過濾、除去雜質，在采用經過一系列離子交換器的處理，除掉水中的硬質鹽類，成為合格的補充水。為便于除氧，調節水量，補充水一般從細口的凝汽器或除氧器中補入。

脫硝裝置。與市場上其他類型的脫硝裝置相比，選擇性催化還原脫硝裝置有著較多的優點，如：1）脫硝溫度的要求不高。2）處理效率較高等。在實際應用中，得到了人們的高度認可。一般而言，該裝置會安裝2~3層的催化劑。如此，一方面能夠促使脫硝的效率有所提升，另一方面能夠使脫硝的效果得到**。在脫硝過程中，該裝置會出現能耗損失，主要包括以下幾方面：1）蒸汽損耗。2）風壓損失等。1.2除塵裝置。在火電廠中，電除塵是應用較為廣泛的除塵裝置，與其他類型的除塵裝置相比而言，電除塵有著較多的優點：如：1）處理效率高。2）阻力較小等，并且可以對體積較大的粉塵進行處理，可以在高溫環境下進行工作。該裝置之所以會出現能量損耗，是因為其受到較多因素的影響，如電極上是否有灰塵、電除塵處理粉塵的溫度以及濕度等等[1]。1.3脫裝置。當前，在我國火電廠中，都采用了石灰石膏濕法脫方法。但是，脫裝置的增加會導致電耗受到較大的影響，在這之中，電耗主要受以下幾方面因素影響：1）脫裝置的系統阻力。其系統阻力主要可以分為以下幾部分，*一，煙道阻力；*二，除霧器阻力；*三，吸收塔阻力等。這些部分都會對脫裝置的能耗造成影響。2）存在著GGH堵塞問題。該問題的存在，會影響脫裝置運行的穩定性。3）在運行過程中，除霧器會出現堵塞、結垢等狀況，而這就會增加運行的阻力。

材料是建筑模型構成的一個重要因素，它決定了建筑模型的表面形態和立體形態。

在較短的時間內加工出和設計一致的實物模型，設計師進行產品外觀確認和功能測試等，從而完善設計方案 。

通過對煤炭市場的調研，我們能夠對煤炭市場中的煤炭品質和價格變化有一個清晰的認識，這對于我們在今后的煤炭采購有著重要的意義。在進行市場調研時，我們需要選擇調研場所，我們根據對于煤炭種類的需要，在相應的煤炭產地進行市場調研。另外調研時間要保持在一年左右的時間，這樣我們能夠充分認識到煤炭的市場需求以及一年中的價格變動。市場調研能夠為我們提供近幾年來煤炭的價格變動，在一年中哪些時間價格較低，那些時間價格較高，所以市場調研對煤炭采購計劃具有理論指導的作用。通過相關的市場調研，我們真正弄清楚了煤炭市場的價格變動。近幾年雖然煤炭一直處于漲幅的趨勢，但是煤炭在淡季中的價格還是較低的，所以我們可以在淡季中增加采購量。（二）燃煤采購計劃的編制與執行要高度吻合。燃煤采購需要有合理的規劃，既要對燃煤的庫存有清楚的了解，又要對燃煤采購量有明確的預測。在現在的許多火電廠中燃煤成本不斷增加正是因為在燃煤采購的過程中缺乏系統的燃煤補給計劃。過量的燃煤庫存使得成本被積壓，而到了煤炭價格降低時便無法采購更加便宜的煤炭。所以火電企業要強化燃煤采購計劃編制，要了解掌握企業生產動態、燃煤庫存狀況，提高燃煤需求的預測水平。同時還要根據火電企業所需求的燃煤品種，分析煤炭市場情況，把握價格的變化趨勢，為采購提供一個合適的時機和有利的采購環境，增強釆購計劃對釆購的指導性。通過對歷史資料和火電企業所處地區的實際情況的分析對比，把握企業燃煤采購供應與消耗的規律，這對于準確編制采購計劃具有十分重要的作用。
數字模型又稱數字沙盤，多媒體沙盤、數字沙盤系統等，它是以三維的手法進行建模，模擬出一個三維的建筑、場景、效果，可以在數字場景中任意游走、馳騁、飛行、縮放，從整體到局部再從局部到整體，無所限制。

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