简述蒸汽在汽轮机的工作过程(汽轮机的运作原理是什么？)

简述蒸汽在汽轮机的工作过程

汽轮机最基本的工作原理为具有一定压力、温度的蒸汽，进入汽轮机，流过喷嘴并在喷嘴内膨胀获得很高的速度。高速流动的蒸汽流经汽轮机转子上的动叶片做功，当动叶片为反动式时，蒸汽在动叶中发生膨胀产生的反动力亦使动叶片做功，动叶带动汽轮机转子，按一定的速度均匀转动。

从能量转换的角度讲，蒸汽的热能在喷嘴内转换为汽流动能，动叶片又将动能转换为机械能，反动式叶片，蒸汽在动叶膨胀部分，直接由热能转换成机械能。汽轮机的转子与发电机转子是用联轴器连接起来的，汽轮机转子以一定速度转动时，发电机转子也跟着转动，由于电磁感应的作用，发电机静子线圈中产生电流，通过变电配电设备向用户供电。

汽轮机的运作原理是什么？

‍‍在汽轮机工作原理中，除认为汽流只沿流线方向发生速度变化的一维流动理论外,还有二维和三维流动理论。二维理论认为,环绕叶片的汽流的速度不仅沿流线方向、而且沿垂直于流线的方向都是不均匀的。沿任一叶片的凸面汽流平均速度较高,平均压力较低,而沿叶片凹面则情况相反，这样汽流就对叶片形成一个由高压侧指向低压侧的作用力。正是这种作用力才使转子旋转。当叶片高度对平均直径的比值较大时，只应用二维流观点进行分析是不够的，因为不同叶高处的流动是不同的。现代汽轮机的低压级的设计一般都应用三维流理论考虑汽流的 3个速度分量，计算出的动、静叶片的各截面型线沿叶高不断地有所变化。动叶根部接近冲动式，上部接近反动式，这种叶片称为扭叶片，它在大型机组上应用很广。单级汽轮机所能有效利用的等熵焓降是不大的，为了利用较大的等熵焓降，必须采用多级汽轮机。在H-S图上，多级汽轮机中蒸汽逐级膨胀的热力过程如图6中的线段ABCDE所示。与单级相比,它的特点是：前一级的余速损失在一定的条件下可以在下一级中得到利用；各级等熵焓降之和大于整个汽轮机的等熵焓降H0，两者的比值大于1。因此，多级汽轮机总的内效率大于各级平均内效率。在图6中,AB段表示汽轮机的进汽过程,即蒸汽通过主汽阀和调节阀时的节流过程。BC段表示蒸汽通过1个双列速度级和8个冲动级时的热力过程。CD段表示末级余速损失过程,C和D两点之间的焓差表示余速损失的大小。DE段表示从汽轮机末级出口到凝汽器进口的蒸汽节流过程。Hi表示整台汽轮机的有效焓降，即单位流量蒸汽流过多级汽轮机时所作的功，当质量流量为qm时，则汽轮机的功率N=qmHi。为适应外界负荷变化，需要改变汽轮机的进气量，调节进汽量的主要方法有节流调节、喷嘴调节、旁通调节和滑压调节。

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蒸汽发生器的工作过程

图（1）和图（2）为 120吨/时自然循环燃煤电站锅炉的简图和燃烧系统示意图。
在水汽系统方面，给水在加热器中加热到一定温度，经给水管道进入省煤器，进一步加热以后送入锅筒，与锅水混合后沿下降管下行至水冷壁进口集箱。水在水冷壁管内吸收炉膛辐射热形成汽水混合物经上升管到达锅筒中，由汽水分离装置使水、汽分离。分离出来的饱和蒸汽由锅筒上部流往过热器,继续吸热成为450℃的过热蒸汽，然后送往汽轮机。在燃烧和烟风系统方面，送风机将空气送入空气预热器加热到一定温度。在磨煤机中被磨成一定细度的煤粉，由来自空气预热器的一部分热空气携带经燃烧器喷入炉膛。燃烧器喷出的煤粉与空气混合物在炉膛中与其余的热空气混合燃烧，放出大量热量。燃烧后的热烟气顺序流经炉膛、凝渣管束、过热器、省煤器和空气预热器后，再经过除尘装置，除去其中的飞灰，最后由引风机送往烟囱排向大气。 锅炉循环方式是指锅炉蒸发系统内水汽的流动方式，可分为自然循环、辅助循环、直流和复合循环。
烟气净化和灰渣处理
锅炉烟气中所含粉尘(包括飞灰和炭黑)、硫和氮的氧化物都是污染大气的物质,未经净化时其排放指标可能达到环境保护规定指标的几倍到数十倍。控制这些物质排放的措施有燃烧前处理、改进燃烧技术、除尘、脱硫和脱硝等。借助高烟囱只能降低烟囱附近地区大气中污染物的浓度。
烟气除尘所使用的作用力有重力、离心力、惯性力、附着力以及声波、静电等。对粗颗粒一般采用重力沉降和惯性力的分离，在较高容量下常采用离心力分离除尘。静电除尘器和布袋过滤器具有较高的除尘效率。湿式和文氏-水膜除尘器中水滴水膜能粘附飞灰,除尘效率很高，还能吸收气态污染物。
烟气脱硫有吸收法和催化氧化法。干法吸收用碱性氧化铝、 半焦炭、活性炭等；湿法吸收用氨、 碳酸钠、石灰浆等。用五氧化二钒等触媒在一定温度下可使大部分二氧化硫氧化为三氧化硫，从而有助于吸收脱硫。由于烟气脱硫设备及运行费用昂贵，大部分企业倾向使用低硫燃料以降低硫氧化物的排放量。
烟气中氮氧化物主要是一氧化氮。烟气脱硝有催化分解法、选择性催化还原法，也有采用高温活性炭吸收脱硝的。
燃煤锅炉在运行中必然要排出大量炉渣和由除尘器收集的飞灰，一般用水力或机械的方法清除送至堆渣场。
20世纪50年代以来,人们努力发展灰渣综合利用,化害为利。如用灰渣制造水泥、砖和混凝土骨料等建筑材料。70年代起又从粉煤灰中提取空心微珠，作为耐火保温等材料。 计算锅炉热效率（简称锅炉效率）的方法。锅炉热效率是指送入锅炉的燃料热量中得到有效利用的百分数。近代电站锅炉的效率可达90%以上；工业锅炉的效率可达75%以上。
送入锅炉的燃料热量，除了有效利用的部分外，都以各种形式损失掉了，计有：排烟带走的热损失；排烟中未燃尽的一氧化碳、氢和甲烷等造成的气体不完全燃烧热损失；飞灰、炉渣和炉排漏煤等所含未燃尽碳造成的固体不完全燃烧热损失和散热损失等。
为了考核性能和改进设计，锅炉常要经过热平衡试验。直接从有效利用能量来计算锅炉热效率的方法叫正平衡，从各种热损失来反算效率的方法叫反平衡。考虑锅炉房的实际效益时，不仅要看锅炉热效率，还要计及锅炉辅机所消耗的能量。
单位质量或单位容积的燃料完全燃烧时按化学反应方程式计算出的空气需求量称为理论空气量。为了使燃料在炉膛内有更多的机会与氧气接触而燃烧，实际送入炉内的空气量总要大于理论空气量。实际送入炉内的空气量与理论空气量之比值称为过量空气系数。实际的炉膛出口过量空气系数主要取决于燃料性质和燃烧方式，一般在 1.05～1.5的范围内。虽然多送入空气可以减少不完全燃烧热损失，但排烟热损失会增大，还会加剧硫氧化物腐蚀和氮氧化物生成。因此应设法改进燃烧技术，争取以尽量小的过量空气系数使炉膛内燃烧完全。如燃油锅炉的过量空气系数已有可能小于1.03。这种采用低过量空气系数的燃烧技术称为低氧燃烧。

简述朗肯循环的工作过程?

朗肯循环的工作过程如下：

3-4过程：在水泵中水被压缩升压，过程中流经水泵的流量较大，水泵向周围的散热量折合到单位质量工质，可以忽略，因而3一4过程简化为可逆绝热压缩过程，即等熵压缩过程。

4-1过程：水在锅炉中被加热的过程本来是在外部火焰与工质之间有较大温差的条件下进行的，而且不可避免地工质会有压力损失，是一个不可逆加热过程。

1-2过程：蒸汽在汽轮机中膨胀过程也因其流量大、散热量相对较小，当不考虑摩擦等不可逆因素时，简化为可逆绝热膨胀过程，即等熵膨胀过程。

2-3过程：蒸汽在冷凝器中被冷却成饱和水，同样将不可逆温差传热因素放于系统之外来考虑，简化为可逆定压冷却过程。因过程在饱和区内进行，此过程也是定温过程。

扩展资料：

朗肯循环目前在国内余热发电领域应用较为成熟，在水泥、冶金、钢铁等行业应用较为广泛，为我国节能减排事业做出了重要贡献。朗肯循环在国内的应用已经走向与卡琳娜动力循环的联合应用，实现了在不同烟温的优势互补。

在朗肯循环中，表征朗肯循环特性的循环特性参数分别为从蒸发器输出的过热蒸汽的状态所确定的蒸发压力和蒸发温度以及冷凝器中冷凝状态所确定的冷凝压力。

朗肯循环是卡诺循环的改进版。卡诺循环虽然是可逆循环，拥有最高的热效率，但它并不符合工程实际。如果将卡诺循环用于火电，利用水的相变确实可以实现定温吸放热，但两个绝热变温过程，在温熵图中是完全在汽液混合区的，也就是说汽轮机工作时要承受大量液滴的冲击，用于升压的循环泵也需要去压缩汽液混合物。

参考资料：---朗肯循环

蒸汽机的工作原理

蒸汽机的工作原理：将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械。

蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械。蒸汽机的出现曾引起了18世纪的工业革命。直到20世纪初，它仍然是世界上最重要的原动机，后来才逐渐让位于内燃机和汽轮机等。蒸汽机需要一个使水沸腾产生高压蒸汽的锅炉，这个锅炉可以使用木头、煤、石油或天然气甚至可燃垃圾作为热源。蒸汽膨胀推动活塞做功。

世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家亚历山大港的希罗于公元1世纪发明的汽转球，这是蒸汽机的雏形。

蒸汽机的作用

蒸汽机的作用是将蒸汽的能量转换为机械功。用于发电厂，钢厂、电解铝厂等自带的自备电厂，以及核电站的常规岛部分等。蒸汽机主要由汽缸、底座、活塞、曲柄连杆机构、滑阀配汽机构、调速机构和飞轮等部分组成。汽缸和底座是静止部分。

一般的蒸汽机有三个汽缸组成一个组。蒸汽机直接将活塞的上下运动转化为船轴的旋转运动。新造的蒸汽机中还包含了一个小的涡轮机，从汽缸中出来的蒸汽还可以利用它的余热在推动这个涡轮机来提高整个驱动装置的效率。这个涡轮机也与船的螺旋浆轴相连。

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