汽轮机原理及运行

中国水利水电出版社

【作者】主编刘海力陆卓群

【I S B N 】978-7-5170-7540-0

【责任编辑】张玉玲

【适用读者群】本科

【出版时间】2019-03-20

【开本】16开

【装帧信息】平装（光膜）

【版次】第1版第1次印刷

【页数】196

【千字数】298

【印张】12.25

【定价】￥38

【丛书】

【备注信息】

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简介

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内容提要

本书为湖南人文科技学院与理昂生态能源股份有限公司共同编写的校企合作课程教材。

本书内容分为三个部分。第一部分阐述汽轮机的结构和工作原理，主要内容包括汽轮机静止部分结构、汽轮机转动部分结构、汽轮机级的基本概念、汽轮机级的工作过程分析、汽轮机级的级内损失和相对内效率、多级汽轮机的特点、汽轮机凝汽设备、汽轮机抽汽设备、汽轮机给水回热设备、汽轮机冷却设备等内容。第二部分以理昂生态能源股份有限公司郎溪电厂汽轮机系统为例，阐述汽轮机的运行和维护，主要内容包括汽轮机的启动、汽轮机的运行调整、汽轮机的停机等内容。第三部分继续以理昂郎溪电厂汽轮机系统为例，阐述汽轮机系统的常见事故原因和处理，主要内容包括汽轮机主机系统的事故及处理、汽轮机辅助设备的事故及处理等内容。

本书可作为普通高等院校能源动力类专业汽轮机课程的教材用书，也可作为相关工程技术人员的培训教材或参考用书。

本书配有免费电子教案，读者可以从中国水利水电出版社网站以及万水书苑下载，网址为：http://www.waterpub.com.cn/softdown/或http://www.wsbookshow.com。

去芜存菁编选并修订现有汽轮机原理和结构理论

提纲挈领突出汽轮机核心结构和基本原理内容

学操互补联系生物质电厂运行和事故处理真实规程

前言

2015年7月起湖南人文科技学院与理昂生态能源股份有限公司开展深度校企合作、协同育人，在湖南人文科技学院组建了“理昂班”。合作三年多来，双方共同开发了“生物质锅炉技术”“汽轮机运行”“生物质电厂电气控制技术”三门校企合作课程。本书是根据“汽轮机运行”课程授课讲义的内容经整理编写而成。

国内外已经有很多关于汽轮机系统和运行的经典教材，其中一些已供电厂员工的培训使用。而本书作为一本校企合作课程的教材，其服务对象最初是我校“理昂班”学生，但是由于生物质发电厂的汽轮机设备和原理本质上与燃煤电厂一致，因此本书也可供相关专业的学生和工程技术人员使用和参考。

具体来说，本书的内容结构分为三个部分。第一部分为汽轮机系统及工作原理，主要阐述汽轮机本体结构、工作原理和辅助系统设备。在对该部分内容进行编写时，编者综合考虑了地方本科院校的培养目标、学生的实际水平和本校企合作课程的定位，遵循“理论够用，实践为重”的思路，仅保留了汽轮机系统最为核心和基本的理论知识，而筛去了很多较为繁琐和细节化的工业设计和改进内容。因此只要是具备相关专业基础（如学习过机械设计、工程热力学、流体力学）的读者，在阅读和学习这一部分时都不会存在很大困难。第二部分为汽轮机系统的运行和维护，第三部分为汽轮机系统的事故及处理，后两部分内容是以理昂生态能源股份有限公司郎溪电厂汽轮机系统的运行规程为基础进行编撰的，因此可以作为高校相关专业汽轮机集控运行课程的参考资料，同时也可以作为相关工程技术人员的工具参考用书。

本书由湖南人文科技学院刘海力和陆卓群担任主编，理昂生态能源股份有限公司许君和湖南人文科技学院曾稀担任副主编，湖南人文科技学院陈旺和李艳参与了编写。由刘海力对全书的编写工作进行统筹和安排，由陆卓群和曾稀对全书内容进行审校。其中，本书绪论与第一章由陈旺负责编写，第二章由陆卓群负责编写，第三章由李艳负责编写，本书第二部分和第三部分由许君和曾稀负责编写。本书由陆卓群负责统稿。需要指出的是，国内外已有的大量汽轮机专著和经典教材为本书的编写提供了极大的帮助，本书编者在此对相关作者致以诚挚的谢意。然而，在相关内容的编写过程中，编者仍发现部分专著或教材在对一些定义的表述、公式推导、配图等方面存在偏差，因此本书在编写过程中尽可能地订正了这些问题，但由于本书编者水平有限且编写日程紧凑，书中值得商榷和疏漏之处仍在所难免，恳请广大读者批评指正。

最后，作为校企合作实践教学体系的一个环节，本书在编写过程中将配图绘制的工作交给了我校能源与动力工程专业的相关学生，具体如下：曹威、孙立凡、刘瑶、杨毅、唐运通、唐国强、何需要、邓汉洋、张武、黄鹏鹏、苑颖慧、张赛参与了绪论和第一章各配图的绘制；刘瑶、孙立凡、唐运通、邓汉阳、王倓参与了第二章各配图的绘制；邓汉阳、唐国强、张莉、张爽逸、龙卡、李姣秀参与了第三章各配图的绘制；湖南人文科技学院杨正德和各章编写人在配图绘制过程中对学生提供了指导。以上同学在配图绘制过程中表现出了对机械制图、工程热力学、流体力学等课程知识和对AutoCAD制图软件操作较高的掌握程度，并最终在紧凑的编写日程中按时保质地完成了本书多达一百余幅配图的绘制，在此对他们表示衷心的感谢。

编者

2019年1月

前言
第一部分汽轮机系统及工作原理

绪论 1
一、汽轮机的起源和发展 1
二、汽轮机的分类及型号 4
三、现代汽轮机的结构简介 6
思考题 10
第一章汽轮机的主要结构 11
第一节汽轮机静止部分结构 11
一、汽缸 11
二、喷嘴组、隔板、隔板套和静叶环、
静叶持环 17
三、轴承 19
第二节汽轮机转动部分结构 22
一、转子 22
二、叶轮 24
三、动叶片 26
四、联轴器 29
五、盘车装置 30
思考题 32
第二章汽轮机的工作原理 33
第一节汽轮机级的基本概念 33
一、汽轮机的级 33
二、蒸汽的冲动作用原理及冲动式汽轮机 34
三、蒸汽的反动作用原理及反动式汽轮机 36
四、汽轮机级的反动度和级的类型 38
第二节汽轮机级的工作过程分析 41
一、汽轮机级中流动的模型简化 41
二、蒸汽在喷嘴中的能量转换 44
三、蒸汽在动叶栅中的能量转换 51
四、蒸汽作用在动叶片上的力 54
五、汽轮机的轮周效率及速度比 55
第三节汽轮机的级内损失和相对内效率 62
一、汽轮机的级内损失 62
二、汽轮机的级内损失对汽轮机热力过程
的影响 72
三、影响级相对内效率的结构因素 74
第四节多级汽轮机的特点 77
一、多级汽轮机的工作特点和热力过程 77
二、多级汽轮机的余速利用 80
三、多级汽轮机的重热现象 81
四、多级汽轮机的损失 82
五、汽轮发电机组的效率和经济指标 84
六、多级汽轮机的优缺点 88
思考题 89
第三章汽轮机辅助系统设备 92
第一节凝汽设备 92
一、凝汽系统的组成、作用及类型 92
二、凝汽器压力的确定及其影响因素 95
第二节抽汽设备 99
一、射流式抽汽器 99
二、容积式抽汽器 101
第三节给水回热设备 104
一、回热加热器的分类 104
二、表面式加热器的结构 105
三、除氧器 109
第四节空气冷却系统 112
一、直接空冷系统 113
二、间接空冷系统 116
思考题 118

第二部分汽轮机系统的运行与维护

第四章汽轮机启动 119
第一节汽轮发电机组设备、参数及特性 119
一、概况 119
二、汽轮机本体 121
三、机组热工逻辑说明 123
第二节汽轮机启动前的检查和试验 127
一、汽轮机启动与试验要求 127
二、汽轮机组启动前准备 128
第三节汽轮机启动方式及选择 134
一、汽轮机启动状态的划分 134
二、升速率及升负荷率的选择 134
三、机组额定参数冷态启动操作原则 135
四、冷态启动与热态启动操作差别 135
第四节汽轮机的启动 135
一、暖管 135
二、机组冲转操作步骤 137
三、并网与带负荷 140
思考题 142
第五章汽轮机运行调整及维护 143
第一节机组运行中的检查项目 143
第二节汽轮机运行的调整操作 145
一、机组负荷调整 145
二、机组运行调整注意事项 145
第三节汽轮机组定期试验 146
一、汽轮机定期试验与切换项目 146
二、空气冷却器、冷油器、冷却水滤水器
清洗 146
三、汽轮机及各辅机轴承添加润滑油 147
四、主机各道轴承测量振动 147
五、运行中滤油器滤网切换 147
六、冷油器水样检查 147
七、汽轮机超速试验 147
八、主汽门、调速汽门严密性试验 148
九、自动主汽门、抽汽逆止门松动试验 149
十、真空严密性试验 149
十一、调速系统喷油试验 149
思考题 150
第六章汽轮机停机 151
第一节汽轮机停机方式 151
第二节汽轮机正常停机 151
一、停机前准备工作 151
二、额定参数停机操作步骤 151
三、滑参数停机操作步骤 153
第三节汽轮机故障停机 154
一、紧急故障停机 154
二、一般故障停机 154
三、故障停机的注意事项 155
第四节汽轮机停机后的维护保养 155
一、停机维护 155
二、盘车注意事项 156
思考题 156

第三部分汽轮机系统的事故处理

第七章汽轮机事故处理概述 157
第一节事故处理总则 157
第二节事故处理的注意事项 158
第三节事故处理的原则 158
一、主机系统异常及事故处理原则 158
二、事故停机条件 159
思考题 160
第八章汽轮机主机系统常见异常及事故处理 161
第一节蒸汽参数异常 161
一、汽压升高 161
二、汽压降低 161
三、汽温升高 162
四、汽温降低 162
第二节水冲击 163
一、水冲击现象 163
二、水冲击发生的原因 163
三、处理措施 163
四、禁止重新启动事项 163
五、重新启动注意事项 163
第三节机组异常振动 164
第四节轴向位移增大 164
一、轴向位移增大现象 165
二、发生的原因 165
三、处理措施 165
第五节压力管道破裂 165
一、主蒸汽管道破裂或附件损坏 165
二、凝结水管道或给水管道破裂 165
三、高压加热器钢管破裂 166
四、循环水管破裂 166
第六节通流部分动静磨损 166
一、通流部分动静摩擦的原因 166
二、汽轮机通流部分摩擦事故的现象
与处理 166
三、防止动静摩擦的技术措施 166
四、通流部分磨损事故典型案例 167
第七节汽轮机进水、进冷汽 167
一、汽轮机进水、进冷蒸汽的原因 167
二、汽轮机进水进冷汽的现象 167
三、防止汽轮机进水、进冷汽的对策 168
第八节汽轮机大轴弯曲 168
一、汽轮机大轴弯曲的原因 168
二、防止大轴弯曲的技术措施 168
第九节汽轮机超速 169
一、汽轮机超速的原因 169
二、防止汽轮机超速事故的措施 169
三、超速事故实例 170
第十节汽轮机叶片损坏 170
一、现象 170
二、原因 170
三、处理措施 171
第十一节厂用电中断 171
一、全部厂用电中断 171
二、部分厂用电中断 171
思考题 171
第九章汽轮机辅助设备常见异常及故障处理 173
第一节油系统工作异常 173
一、油系统工作异常的主要原因 173
二、油系统漏油的几种现象 173
三、发现下列情况之一者，应立即破坏
真空紧急停机 174
四、汽机启、停过程中辅助油泵工作失常 175
第二节油系统着火 175
一、处理原则 175
二、油系统着火处理措施 175
第三节凝汽器真空下降 176
一、凝汽器真空下降应采取的措施 176
二、真空下降过程注意事项 177
三、真空下降现象 177
四、真空下降原因及处理 177
第四节循环水泵异常 178
一、循环水泵紧急停运条件 178
二、紧急停泵操作 178
三、循环水泵跳闸处理 179
第五节给水泵异常 179
一、给水泵紧急停运条件 179
二、给水泵异常处理 179
第六节除氧器异常 180
一、除氧器压力异常 180
二、除氧器水位异常处理 181
三、除氧器含氧量异常 181
四、除氧器振动处理原则 182
思考题 182
参考文献 183
附表汽机阀门状态表 184

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