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如何区分冲动式与反动式汽轮机《资讯》

发布时间:2020-08-17 14:23:52 阅读: 来源:液罐车厂家

2016-11-02 13:03:35来源:化工707

1、冲动式与反动式汽轮机简介

国内冲动式汽轮机源于上世纪五六十年苏联援助我国的发电用汽轮机技术,其产品在定功率、定转速、定参数的电力领域应用相对成熟,在变转速、变工况条件下冲动式汽轮机的调速范围比较窄。冲动式汽轮机主要适用于发电。

国内反动式汽轮机采用引进的西门子汽轮机技术,产品广泛应用于炼油、煤化工、冶金等流程工程领域。适用于驱动离心压缩机、轴流风机、给水泵等设备。机组对各种变转速、变功率的工况适应能力较强。反动式汽轮机可以根据用户的非标参数量身定制,能满足被驱动设备各种工况下的运行需要。

2、两种叶片特点及工作原理

冲动式汽轮机

冲动式叶片特点:

动叶片出、入口侧的横截面相对比较匀称,气流通道从入口到出口的面积基本不变。

冲动式叶片工作原理:

在冲动式汽轮机中,蒸汽在汽轮机的喷嘴中(静叶栅)内膨胀加速,压力变低,并从喷嘴喷出,在流动动叶片时压力和速度保持不变,只是改变了汽流方向,因此,对动叶片产生了一个冲动力,叶轮在这个冲动力的作用下旋转做功。

反动式汽轮机

反动式叶片特点:

动叶片出入口的横截面积不对称,叶型入口较宽阔,出口较窄,气流通道从入口到出口呈渐缩型。气流在动叶片中不但改变方向,而且做功加速。

反动式叶片工作原理:

蒸汽在汽轮机的喷嘴(静叶栅)内被降压、膨胀和加速,在动叶栅内被进一步降压、膨胀、加速。因此动叶栅不单受出口高速汽流的冲动力作用做功,自身也将蒸汽的内能转化为动能做功,叶轮在蒸汽的冲动力和反动力的联合作用下旋转做功。

3、两种汽轮机效率对比

冲动式汽轮机的效率曲线呈抛物线形,反动式汽轮机效率曲线呈指数型分布。

在功率、转速都有变化的变工况条件下,冲动式汽轮机的效率曲线下降幅度较大,反动式汽轮机的效率曲线趋于平缓变化不大。

因此,在石油、化工等流程工业领域反动式汽轮机长期运行效率要明显高于冲动式汽轮机。在定功率、定转速条件下两者效率相差不大。

4、冲动式转子与反动式转子

冲动式汽轮机转子一般为细直轴,转子为轮盘结构,有固定的震动频率。其力学性能适用于定转速、定功率的发电用汽轮机。

反动式汽轮机转子为整锻式,联轴器对轮也与转子一体锻造。转子上镶有不调频动叶片,在宽广的变速范围内均能保持极小的震动和优良运行稳定性。

5、冲动与反动叶片镶嵌方式对比

冲动式动叶片通过铆钉镶嵌在轮盘上,轮盘通过红套(热装法)套装在汽轮机转子上。整体通过轮盘平衡孔和极间间距的调整调节汽轮机的共振频率。

反动式不调频动叶片通过叶根直接镶嵌在汽轮机转子上,省略轮盘结构避免了共振频率的发生,使得转子的动平衡性能得以极大地提高。同时使转子动叶片的整体强度得到增强。

6、两种叶片围带镶嵌方式对比

冲动式汽轮机围带通过铆钉和动叶片连接,易产生共振断裂等情况。反动式汽轮机为动叶片自带围带,通过离心力加紧自带围带间的衔接,使得叶片在高速旋转下的紧固性得以保证。

随着汽轮机技术的发展,少数冲动式汽轮机厂家也开始采用整体式围带加强其性能。围带的作用主要是增加叶片的刚性,减少蒸汽从叶顶处损失,改变叶片的自振频率从而避开共振。

7、冲动与反动末级扭叶片拉金方式对比

冲动式汽轮机末级扭叶片一般无拉金或采取整条拉金结构,末级叶片受力较大,易造成叶片变形或断裂。

反动式汽轮机末级扭叶片采取分段式锥形拉金结构,该结构下的拉金在高速旋转的离心力作用下分段支撑末级扭叶片,使其具有足够的强度支撑叶片造型,从而保障扭叶片长期稳定地运行。

8、冲动与反动做功级数对比

在相同工况条件下,反动式汽轮机级数明显多于冲动式汽轮机级数。这使得反动式汽轮机整体结构紧凑,转鼓级级间间距减小,通流能力高,转子出力大。而且较多的级数也使汽轮机的焓降分配更加均匀,热能的转化将更加充分,所以能量的利用率也比较高。

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