2021-08-29 11:52:03

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在工业生产中,直接用汽轮机作为原动机来驱动一些大型的机械设备,如大型风机、给水泵压缩机等功率比较大的设备,这种用途的汽轮机叫工业汽轮机。 驱动泵、鼓风机、压缩机等机械的汽轮机或与工业生产流程有密切联系的发电用汽轮机。工业汽轮机既可使用燃料或利用各类工业生产流程中副产热能在锅炉中产生的蒸汽,也可利用生产流程中的余汽。

基本信息

  • 中文名称

    工业汽轮机

  • 外文名称

    industrial steam turbine

  • 功率

    最小的只有几十千瓦,大的几Mw

  • 结构

    紧凑,一般采用积木块结构

  • 自动化程度

    自动化程度比较高,操作比较简单

  • 工作转速

    一般为7000-10000 r/min

折叠 编辑本段 应用原因

工业汽轮机在现代工业企业中得到广泛应用,主要原因是:①在所有既需动力又需热量,或者有副产热能的各种生产流程中,合理配置工业汽轮机,可提高能源利用率,达到节能的目的。②工业汽轮机有较高的转速和较大的功率适用范围,转速可高达20000转/分以上,功率可从几千瓦到十万千瓦以上。它能直接驱动生产流程中的泵、鼓风机和压缩机等机械,并可平稳、灵敏地与这些被驱动机械相互协调地变速运行,以适应生产流程工况条件的变化。这是其他动力机械所不能比拟的。③汽轮机具有轴对称的高速旋转部分,因而运行平稳、磨损微小、连续运行时间长,能满足现代生产流程的要求。图为应用工业汽轮机的合成氨装置热力系统示意图。

折叠 编辑本段 与电站用汽轮机的不同之处

一、电站用汽轮机的工作转速比较低,并且固定不变,一般为3000 r/min;而工业汽轮机的工作转速都比较高,而且不断变化,一般为7000-10000 r/min,有的达到12000 r/min。

二、工业用汽轮机的功率相对较小,最小的只有几十千瓦,大的几Mw。

三、工业汽轮机的结构比较紧凑,一般采用积木块结构,热力系统相对而言比较简单,而且通常不设高低压加热器等辅助设备,因此热效率较低。

四、工业汽轮机的自动化程度比较高,操作比较简单,调节系统一般采用国际先进的调节器,如WOOD-WARD505调节器,也有的使用全液压调节器。

折叠 编辑本段 类型

工业汽轮机可按驱动对象、驱动方式和热力系统原理划分类型。按驱动对象可分为:工业驱动用汽轮机,如用于驱动泵、压缩机、鼓风机等;工业发电用汽轮机,如在热源、汽源或供热等方面与工业生产流程有密切联系的工业电站中驱动发电机的汽轮机。按驱动方式可分为直接驱动、间接驱动(通过减速装置驱动)两类。按热力系统原理可分为:凝汽式汽轮机(汽轮机的排汽流入凝汽器)、背压式汽轮机抽汽式汽轮机和多压式汽轮机。多压式汽轮机除直接利用锅炉产生的蒸汽外,在不同压力段还分别引入生产流程中的余汽共同作功。

表中列举了工业汽轮机的应用实例。

折叠 编辑本段 特点

工业汽轮机因使用领域不同,它的工作条件和运行方式也各有特点。①蒸汽参数、功率和转速等主要技术规范高低、大小不一,结构类型较多。②有些机组要求长时间连续运行,负荷相对稳定,变化幅度较小;有些机组则间断运行,时开时停,负荷忽高忽低,变化幅度大。③有些机组串联于复杂的生产流程系统中,是影响整个系统工作的关键设备,要求严格;有些则仅仅在系统中起辅助和备用的作用,要求不高。④有些机组用于复杂系统,具有自动化程度较高的启动、停机、运行、监视和保护设施;有些机组则用于比较简单的系统,主要由人工操作和监视。⑤环境条件相对地比较恶劣。

相对于电站汽轮机来说,工业汽轮机在设计和制造上也有自己的特点:①对于特殊用途的工业汽轮机应特殊对待,制订相应的产品技术标准。②需要针对具体的工作条件在技术上解决相应的特殊问题,如高速、变速带来的强度、机械振动和稳定性转子动力学问题;与生产流程中系统安全经济运行相对应的工作可靠性问题;与环境条件有关的防腐、防爆、防潮和防尘等问题。③在产品结构上,需要解决用户对象广泛、技术规范和要求各异带来的产品"不定型性",提高系列化、标准化和通用化的程度。采用"积木块"原理和成组技术设计和制造工业汽轮机,是解决"不定型性"的有效方法。④满足工业汽轮机在可靠性和操作方便性方面的特殊要求。⑤工业汽轮机本身的热效率虽然重要,但更重要的是所服务的工业生产系统的总体经济性。

折叠 编辑本段 常见故障及解决方案

工业汽轮机在运行过程中,气缸由于铸造缺陷、受应力作用变形、隔板及汽封套或挂耳压板的膨胀间隙不合适、气缸密封剂杂质过多、螺栓紧力不足或紧固顺序不正确等原因,结合面常会出现变形、渗漏等现象,影响机组的安全运行。

工业汽轮机渗漏处理方法

针对气缸变形和泄漏的问题,首先要用长平尺和塞尺检查汽缸结合面的变形情况,再根据泄漏程度采取不同的解决方法:

1.汽缸变形较大或漏汽严重的结合面,采用研刮结合面的方法

如果上缸结合面变形在0.05mm范围内,以上缸结合面为基准面,在下缸结合面涂红丹或是压印蓝纸,根据痕迹研刮下缸。如果上缸的结合面变形量大,在上缸涂红丹,用大平尺研出痕迹,把上缸研平。

2.采用适当的汽缸密封材料

因工业汽轮机汽缸密封剂还没有统一的国家标准和行业标准,产品质量参差不齐,在选择汽轮机汽缸密封剂时,就要选择产品质量有保证的正规生产厂家,以保证检修处理后汽缸的严密性。

3.局部补焊或在气缸结合面喷涂刷镀

由于汽缸结合面被蒸汽冲刷或腐蚀出沟痕,选用适当的焊条把沟痕添平,用平板或平尺研出痕迹,研刮焊道和结合面在同一平面内。当汽缸结合面大面积漏汽,间隙在0.50mm左右时,为了减少研刮的工作量,可用涂镀的工艺。

4.结合面加垫的方法

如果结合面的局部间隙泄漏不是很大,可用80-100目的铜网经热处理使其硬度降低,然后剪成适当的形状,铺在结合面的漏汽处,再配以汽缸密封剂

5.控制螺栓应力的方法

如果汽缸结合面的变形较小,而且很均匀,可在有间隙处更换新的螺栓,或是适当的加大螺栓的预紧力。按从中间向两边同时紧固,也就是从垂弧最大处或是受力变形最大的地方紧固螺栓。

6.高分子复合材料修复方法

由于补焊及刷镀都有较大弊端,容易造成部件弯曲或变形,刷镀则受厚度限制,容易脱落。西方国家针对工业汽轮机渗漏问题多应用高分子复合材料修复,其具有超强粘着力及优异抗压强度,试用于现场快速维修。

折叠 编辑本段 发展趋势

随着化工、炼油、石油化工、冶金、轻工和纺织等工业的发展,以及节约能源,工业汽轮机将得到更广泛的应用。随着石油化工等生产流程系统向大型、高效方向发展,工业汽轮机的蒸汽参数和功率等级范围也将相应地提高。为了更好地节约能源,合理利用品位较低的余热,开发利用蒸汽或其他工质的小型工业汽轮机正日益受到重视。

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