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4、主机设备工作原理
4.1 余热锅炉
余热锅炉:AQC炉和SP炉
AQC锅炉的设计特点如下:锅炉型式为立式,锅炉由省煤器、蒸发器、过热器、汽包及热力管道等构成。锅炉前设置一预除尘器(沉降室),降低入炉粉尘。废气流动方向为自上而下,换热管采用螺旋翅片管,以增大换热面积、减少粉尘磨损的作用。锅炉内不易积灰,由烟气带走,故未设置除灰装置,工质循环方式为自然循环方式。过热器作用:将饱和蒸汽变成过热蒸汽的加热设备,通过对蒸汽的再加热,提高其过热度(温度之差),提高其单位工质的做功能力。蒸发器作用:通过与烟气的热交换,产生饱和蒸汽。
省煤器作用:设置这样一组受热面,对锅炉给水进行预热,提高给水温度,避免给水进入汽包,冷热温差过大,产生过大热应力对汽包安全形成威胁,同时也避免汽包水位波动过大,造成自动控制困难。一方面最大限度地利用余热,降低排烟温度,另一方面,给水预热后形成高温高压水,作为闪蒸器产生饱和蒸汽的热源。
沉降室作用:利用重力除尘的原理将烟气中的大颗粒熟料粉尘收集,避免粉尘对锅炉受热面的冲刷、磨损。
SP锅炉的设计特点如下:锅炉型式为立式,锅炉由蒸发器、过热器、汽包及热力管道构成,废气流动方向为自上而下流动,换热管采用蛇形光管,以防止积灰。因生料具有粘附性,故锅炉设置振打装置进行除灰,工质循环为采用循环泵进行自然循环方式。
4.2 汽轮机
汽轮机是用具有一定温度和压力的蒸汽来做功的回转式原动机。依其做功原理的不同,可分为冲动式汽轮机和反动式汽轮机两种类型。两种型式汽轮机各具特点,各有其发展的空间。
⑴冲动式汽轮机:蒸汽的热能转变为动能的过程,仅在喷嘴中发生,而工作叶片只是把蒸汽的动能转变成机械能的汽轮机。即蒸汽仅在喷嘴中产生压力降,而在叶片中不产生压力降。
⑵反动式汽轮机:蒸汽的热能转变为动能的过程,不仅在喷嘴中发生,而且在叶片中也同样发生的汽轮机。即蒸汽不仅在喷嘴中进行膨胀,产生压力降,而且在叶片中也进行膨胀,产生压力降。
冲动式与反动式在构造上的主要区别在于:
⑴冲动式:动叶片出、入口侧的横截面相对比较匀称,汽流通道从入口到出口其面积基本不变。
⑵反动式:动叶片出、入口侧的横截面不对称,叶型入口较肥大,而出口侧较薄,汽流通道从入口到出口呈渐缩状。
最简单的汽轮机单级汽轮机结构,工作原理为:具有一定压力和温度的蒸汽通入喷嘴膨胀加速,此时蒸汽压力、温度降低,速度增加,蒸汽热能转变为动能,然后,具有较高速度的蒸汽由喷嘴流出,进入动叶片流道,在弯曲的动叶片流道内,改变汽流方向,给动叶片以冲动力,产生了使叶轮旋转的力矩,带动主轴旋转,输出机械功,完成动能到机械能的转换。
热能→动能→机械能,这样一个能量转换的过程,便构成了汽轮机做功的基本单元,通常称这个做功单元为汽轮机的级,它是由一列喷嘴叶栅和其后紧邻的一列动叶栅所构成。
由于单级汽轮机的功率较小,且损失大,故使汽轮机发出更大功率,需要将许多级串联起来,制成多级汽轮机。
汽轮机分类按热力过程可分为:
⑴凝汽式汽轮机:进入汽轮机做功的蒸汽,除少量漏汽外,全部或大部分排入凝汽器,形成凝结水。
⑵背压式汽轮机:蒸汽在汽轮机内做功后,以高于大气压力被排入排汽室,以供热用户采暖和工业用汽。
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