工业汽轮机介绍

工业汽轮机是一种将蒸汽的热能转换为机械能的旋转式原动机，广泛应用于石油化工、发电厂、造船、造纸等多个工业领域。它通过高压蒸汽冲动叶片，使轴旋转以驱动发电机、压缩机或其他机械负载工作。

工业汽轮机根据其用途、进汽参数、排汽压力等不同，有着多种类型和规格。它们能够在不同的工况下高效工作，适应从低压饱和蒸汽到超临界压力蒸汽的广泛范围。与电站汽轮机相比，工业汽轮机往往设计更为灵活，能够更好地匹配各种工业流程的特定需求，如提供变速调节、快速启停等功能。

一、主要组成

工业汽轮机主要由以下几部分构成：

转子：是汽轮机的核心部件，由高质量钢制成，上面安装有动叶片，当蒸汽流过时，冲动叶片旋转，从而带动整个转子旋转，转换蒸汽的动能为机械能。

静子（汽缸与隔板）：包围转子，内部设置有多级固定不动的静叶片。静叶片的作用是引导蒸汽流向，使其以适当的角度冲击到下一级动叶片上，实现能量的有效转换。

进汽室：蒸汽首先进入的部分，通过喷嘴或喷嘴环将蒸汽的速度和压力能转换为动能。

排气部分：蒸汽在冲动叶片后，能量减弱后的蒸汽从汽轮机排出，这部分设计直接影响到汽轮机的效率和后续系统的运作。

轴承系统：支撑转子，减少摩擦，确保汽轮机平稳运转。主要包括推力轴承和径向轴承。

控制系统：包括调速系统、保护系统等，用于调节汽轮机的转速和负荷，确保安全稳定运行。

润滑与冷却系统：为轴承提供润滑，同时冷却关键部件，确保长时间可靠运行。

二、分类

2.1 工业汽轮机根据热力特性可分为以下几类：

背压式汽轮机：这类汽轮机的排汽压力高于大气压，通常直接连接到工艺流程中，如供热、供气系统，其能量转换效率较高，但输出功率受背压变化影响较大。

凝汽式汽轮机：最为常见的一种，排汽进入冷凝器变为凝结水，压力低至大气压或真空状态，适合大型电力生产和工业驱动，能效相对较高。

抽汽式汽轮机：在主汽流中抽取部分蒸汽供他用，如供热或供给辅助蒸汽系统，灵活性高，适用于联合循环或同时需要动力和热能的场合。

多压式汽轮机：拥有多个不同压力等级的进汽口，可根据蒸汽压力分配到不同压力级中，优化能量利用，适用于具有多级蒸汽源的工厂。

背压-凝汽混合式汽轮机：结合了背压和凝汽的特点，一部分蒸汽在背压下排放，其余进入冷凝系统，适用于同时需要热电联产的场景。

2.2 按工作原理分类

冲动式汽轮机：按冲动作用原理工作的汽轮机称为冲动式汽轮机，蒸汽主要在喷嘴叶栅内膨胀。在近代冲动式汽轮机中，蒸汽在各级的动叶片中都有一定程度的膨胀，但习惯上还是称之为冲动式汽轮机。

反动式汽轮机：按反动作用原理工作的汽轮机称为反动式汽轮机。近代反动式汽轮机常采用冲动级或速度级作为第一级，但习惯上仍称为反动式汽轮机。蒸汽在静叶栅与动叶栅内膨胀。

冲动反动组合式汽轮机：由冲动级和反动级组合而成的汽轮机称为冲动反动组合式汽轮机或称混合式汽轮机。

2.3 按结构形式分类

单级汽轮机：这种汽轮机只有一个级(单列、双列或三列)，一般为背压式，因为其功率小、效率低，但结构简单，一般用来驱动泵和风机等辅助设备广泛用于化工企业。

多级汽轮机：这种汽轮机有两个以上的级，因为它的功率大，转速高，效率高，广泛用于各工业部门，可为凝汽式、背压式、抽汽凝汽式、抽汽式和多压式汽轮机。

2.4 按蒸汽参数分类

低压汽轮机：新蒸汽压力为1.18~1.47MPa。

中压汽轮机：新蒸汽压力为1.96~3.92MPa。

高压汽轮机：新蒸汽压力为5.88~9.8MPa。

超高压汽轮机：新蒸汽压力为11.77~13.73MPa。

亚临界汽轮机：新蒸汽压力为15.69~17.65MPa。

超临界汽轮机：新蒸汽压力超过 22.16MPa。

2.5 按气流方向分类

轴流式汽轮机：蒸气流动的总体方向大致与轴平行。

辐流式汽轮机：蒸气流动的总体方向大致与轴垂直，沿辐向(径向)流动。

周流(回流)式汽轮机：蒸汽在汽轮机内大致沿轮周方向流动，功率较小

2.6 汽轮机按用途分类

电站用汽轮机：电站用汽轮机在火力发电厂中用以驱动发电机组，绝大部分采用抽汽凝汽式、抽汽背压式。同时供电供热的汽轮机常称热电式汽轮机。这类汽轮机还可分为固定式电站汽轮机和移动式电站(列车电站、船舶电站等)。

船(舰)用汽轮机：用于船(舰)推进动力装置，驱动螺旋桨。

工业汽轮机：用于工业企业中的固定式汽轮机统称为工业汽轮机，其中包括：

A、单纯发电用汽轮机，用于工业企业的自备动力电站，用来驱动发电机，不向外供热，为凝汽式汽轮机。

B、发电并供热用汽轮机，通常为抽气凝汽式、抽汽背压式或背压式，用于工业企业自备动力电站。

C、单纯驱动用汽轮机，仅用来驱动工作机械(泵、风机和压缩机等)，不向外供热，为凝汽式，可以变转速运行，可用于化工、炼油、冶炼和电站给水泵等处。

D、驱动并供热用汽轮机，用于驱动各种工作机械，并向外供热蒸汽，为抽汽凝汽式、抽汽背压式或背压式汽轮机，可以变转速运行，可用于化工、炼油和冶炼等部门。

除上述分类外，汽轮机还有一些分类法，例如可以按汽轮机的轴数分为单轴、双轴和多轴汽轮机；按气缸的数目可分为单缸、双缸和多缸汽轮机等。