汽轮机的发展历史

公元1世纪,亚历山大的希罗所描述的蒸汽旋转球,又称风神轮,是最早的反应式汽轮机的原型。在1629中,意大利的Gde Blanca提出了一种由蒸汽冲击叶片旋转的转轮。1882年,瑞典的C.G.Pde Laval制造了第一台5马力(3.67 kW)的单级冲动式汽轮机。1884年,英国的C.A. Parsons制造了第一台单级反应式汽轮机,功率为10马力(7.35千瓦)。1910,B. &瑞典;f .容克川兄弟制造了径向反应式汽轮机。

19年底,瑞典的拉瓦尔和英国的帕森斯分别造出了实用的汽轮机。拉瓦尔在1882年建造了第一台5马力(3.67 kW)的单级冲动式涡轮,解决了喷嘴设计和强度设计的相关问题。单级冲动式涡轮机功率很小,很少使用。

20世纪初,法国拉托和瑞士左莱分别制造了多级冲动式汽轮机。多级结构为提高汽轮机功率开辟了道路,并得到了广泛应用,机组功率也在不断增加。帕森斯于1884年获得英国专利,制造出第一台10马力多级反应式汽轮机,在当时的功率和效率上处于领先地位。

20世纪初,美国柯蒂斯制造了多速级汽轮机,每个速级一般有两排动叶片。在第一排动叶片之后,在圆筒上安装导向叶片,将气流导向第二排动叶片。速度级汽轮机只用于小型汽轮机,主要驱动泵、鼓风机等。,也常用作中小型多级汽轮机的第一级。1.1882年,瑞典工程师拉瓦尔设计制造了第一台单级冲动式汽轮机,随后在1884年,英国工程师帕森斯设计制造了第一台单级反应式汽轮机。虽然当时的汽轮机结构与现代汽轮机相比非常简单,但它促进了汽轮机在世界上的应用,并广泛应用于电站、航海和大型工业。

2.20世纪60年代,世界工业化国家生产的汽轮机已经达到500-600 MW的水平。1972瑞士ABB公司制造的1300MW双轴全速汽轮机在美国投产,设计参数24Mpa,蒸汽温度538℃,3600rpm。1974西德KWU公司制造的1300MW单轴半速(1500 rpm)饱和汽轮机投运;1982年,世界上最大的1200MW单轴全速汽轮机在前苏联投产,压力24 Mpa,汽温540℃。

3.世界各国都在研究开发大容量、高参数汽轮机。例如,俄罗斯正在研究2000兆瓦的汽轮机。主要是大容量汽轮机具有以下特点:

1)降低单位电力投资成本。比如800MW机组的千瓦成本比500MW汽轮机低17%;1200MW机组的千瓦成本比800MW机组低15%-20%。

2)提高运行经济性。如法国600MW机组热耗率比国内125MW机组低276 kJ/kW·h,每年可节煤4万吨。

加快电网建设适应经济发展需要。

提高电网调峰能力。

4.汽轮机按工作原理分为冲动式汽轮机和反应式汽轮机。

汽轮机是一种以蒸汽为动力,将蒸汽的热能转化为机械功的旋转机械。它是现代火力发电厂中应用最广泛的原动机。汽轮机具有功率大、效率高、寿命长的优点。

-冲动式汽轮机蒸汽主要在静叶片中膨胀,只有少量在动叶片中膨胀。

-反应式汽轮机的蒸汽在定子和转子叶片中膨胀,膨胀程度相同。

由于反应级不能部分进汽,第一调节级通常采用单排冲动级或双排速度级。例如,中国引进了西屋公司(WH)的技术来生产300MW和600MW机组。

世界上生产冲动式汽轮机的公司有:美国通用汽车公司(GE)、英国通用汽车公司(GEC)、日本东芝、日立列宁格勒金属厂和俄国。反应式汽轮机的制造商有西屋(WH)、三菱、帕森斯、CMR和西门子。

冲动式汽轮机为隔板式,如国产300MW高中压缸汽轮机;反应式汽轮机为鼓式(或筒式),如上海汽轮机厂引进的300MW、600MW汽轮机。

5.根据蒸汽参数(压力和温度),汽轮机分为:

——低压汽轮机:主蒸汽压力小于1.47 MPa;;

-中压汽轮机:主蒸汽压力1.96-3.92 MPa;

-高压汽轮机:主蒸汽压力为5.88—9.8 MPa;;

-超高压汽轮机:主蒸汽压力11.77-13.93 MPa;

-亚临界压力汽轮机:主蒸汽压力15.69-17.65 MPa;

——超临界压力汽轮机:主蒸汽压力大于22.15 MPa;;

——超超临界压力汽轮机:主蒸汽压力大于32Mpa;

由于冶金技术的不断发展,汽轮机的结构也有了很大的改进。大型机组一般采用高中压缸双层结构,高中压转子采用一转子结构,高、中、低压转子均采用整体锻造结构,轴承多采用可倾瓦结构。各国都在开发设计大容量高参数机组,如俄罗斯正在开发的2000MW汽轮机。日本正在开发一种新的合金材料,这将使高、中、低压转子一体化成为可能。1.我国汽轮机的发展起步较晚。1955年,上海汽轮机厂制造出第一台6MW汽轮机。1964哈尔滨汽轮机厂首台100MW机组在高静电厂投运;1972朝阳电厂首台200MW汽轮机投运;1974首台300MW机组在王庭电厂投产。70年代,陡河、元宝山、大港、清河电厂分别引进安装了10型200-320 MW机组。20世纪70年代末,国内机组占总容量的70%。

2.1987引进技术生产的300MW机组在石亨电厂投产;引进技术生产的1989 600MW机组在魏萍电厂投产;2000年,绥中电厂从俄罗斯引进两台超临界800MW机组并投入运行。

3.上海汽轮机厂是中国第一家汽轮机厂。STC于1995年与美国西屋电气公司合作成立。西门子于1999收购西屋电气公司发电部,STC相应股份转让给西门子。哈尔滨汽轮机厂成立于1956年,先后设计制造了我国第一台25MW、50MW、100MW、200MW汽轮机。80年代从美国西屋公司引进了300MW和600MW亚临界汽轮机成套设计制造技术,并于1986成功制造了我国第一台600MW汽轮机。东方汽轮机厂于1965年开工建设,1971年制造出第一台汽轮机,主型号为600MW汽轮机。作为后起之秀,北京北方重型汽轮电机有限公司以300MW机组为主导产品。它是北京重型电机厂成立于1958,于2000年6月通过资产改造建立的另一个主要电厂,两台600MW汽轮机已投产。

4.国内四大电厂以600MW和1000MW机组为主导产品。