摘要：随着我国工农业的日益发展，电力工业对汽轮机制造业提出的要求不断提高，汽轮机向大容量、高参数、低污染、高可靠性、负荷适应性高、自动化程度高、安全、经济方向发展。现代大型汽轮机一般都采用级数多、多汽缸、多排汽的结构；汽缸采用内、外双层或者多层缸的结构。汽轮机设计必须选择合理的热力循环，汽轮机的通流部分应有良好的热力和气动特性，汽轮机主、辅机及其主要零件应具有满意的强度和振动特性，良好的自动调节性能以及合理的制造工艺。
关键词：汽轮机，发展状况
一、汽轮机简介
汽轮机是以水蒸气为工质，将热能转变为机械能的外燃高速旋转式原动机。它具有单机功率大、效率高、运转平稳、单位功率制造成本低和使用寿命长等优点。汽轮机是现代化国家中重要的动力机械设备。
汽轮机设备是火电厂的三大主要设备之一，汽轮机设备及系统包括汽轮机本体、调节保安油系统、辅助设备及热力系统等。汽轮机本体是由汽轮机的转动部分（转子）和固定部分（静子）组成，调节保安油系统主要包括调节气阀、调速器、调速传动机构、主油泵、油箱、安全保护装置等；辅助设备主要包括凝汽器、抽气器、高低压加热器、除氧器、给水泵、凝结水泵、凝升泵、循环水泵等；热力系统主要指主蒸汽系统、再热蒸汽系统、旁路系统、凝汽系统、给水回热系统、给水除氧系统等。
汽轮机是现代火力发电厂应用最广泛的动力机械，并且通常在高温、高压和高转速的条件下工作，是一种较为精密的重型机械。它的制造和发展涉及到许多工业部门和科学领域，如高强度耐热合金钢的研制，优质的大型锻铸件的供应，高效长叶片的设计和研制，在加工制造中，新工艺新技术的应用等。因此，汽轮机制造业的发展是反映国家工业技术发展水平的标志之一。目前，我国的汽轮机制造业还比较落后，还需要继续努力发展，将我国的汽轮机设计、制造水平提高上去。
汽缸的结构形式和支撑方式在设计时给予充分考虑，当受热状况改变时，可以保持汽缸自由且对称的收缩和膨胀，并且把可能发生的变形降到最低限度。高中压汽缸由高中压外缸，高压内缸和中压内缸组成，形成双层缸结构。为了使每层汽缸承受的压差和温度都降低，设有蒸汽冷却系统。由合金钢铸造的高中压外缸通过水平中分面形成了上下两半。内缸同样为合金钢铸件并通过水平中分面形成了上下两半。内缸支撑在外缸水平中分面处，并由上部和下部的定位销导向，使汽缸保持与汽轮机轴线的正确位置，同时使汽缸可根据温度的变化自由收缩和膨胀。
联轴器是连接多缸汽轮机转子或者转子与发电机转子的重要部件，借以传递扭矩，使发电机转子克服电磁反力矩作高速旋转，将机械能转变为电能。
高中压转子与低压转子的连接，以及低压转子与发电机转子的连接均采用刚性联轴器。这样形成的旋转单元是由高压转子上的推力轴承轴向定位，并有径向轴承支持。高中压转子与低压转子的刚性联轴器采用螺栓连接，而低压转子与发电机转子的刚性联轴器，因需传递的扭矩较大，初用螺栓连接外，还采用了剪力环结构。
叶片是由动叶片和静叶片组成的。动叶片安装在转子叶轮上，接受喷嘴叶栅射出的高速汽流，把蒸汽的动能转换成机械能，使转子旋转。静叶片安装在隔板或者汽缸上，在反动式汽轮机中起喷嘴作用。叶片由叶跟、工作部分、叶顶连接件（围带或拉金）。
润滑油系统主要由润滑油主油箱、主油泵、交流电动辅助油泵、注油器、冷油器、直流事故油泵、顶轴油泵、油烟分离装置和净油装置等组成。
在正常运行时，润滑油系统所需的全部油量由主油泵和注油器提供。主油泵的出口压力油先进入润滑油主油箱内油管路，分为两路：一路向汽轮机机械式超速危急遮断装置供油，同时作为发电机高压备用氢密封油；另一路作为注油器的射流动力油。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆注油器的出油分为三路：主油泵进口油；经冷油器送至各径向轴承、推力轴承以及盘车装置的润滑油；发电机低压备用氢密封油。
高压主汽调节联合阀壳是一个整体合金钢锻件，机组装有两个高压主汽调节联合阀，分别位于高中压缸两侧，每个主汽调节联合阀包括一个水平安装的主汽阀和两个相同的垂直安装的调节阀。这些阀门的开度均由各自的油动机来控制，油动机由数字电液调节系统来控制。联合阀总的体积小，运行维护方便。调节阀碟为球形，阀头与阀杆为松动连接，以使其具有良好的对中性能。主汽阀可作紧急关闭用，也可在起动时控制转速。阀门均依靠液压开启，弹簧关闭。
再热主汽调节联合阀壳是合金钢铸件，机组装有两个再热主汽调节联合阀，分别位于高中压缸两侧，每个再热主汽调节联合阀包括一个摇板式主汽阀和两个调节阀。再热主汽阀是具有转轴的不平衡摇板式阀门，设外旁通节流孔以平衡摇板前后的压力，从而保证阀门在实验情况下能打开。调节阀平衡式阀门，阀蝶头部具有挠性结构，可缓冲与阀座接触的冲击并提高密封性。这些阀门的开度均由各自的油动机来控制，油动机又由数字电液调节系统来控制。
二、汽轮机发展趋势
现在国内外电站汽轮机的技术不断发展，其发展的趋势是：
（1）增大单机功率，提高蒸汽初参数，改进汽轮机的通流设计，优化中间再热和给水回热系统，以提高汽轮机的热经济性；
（2）发展大型热电联产机组和燃气—蒸汽联合循环机组，以提高一次能源的利用率；
（3）开发计算机和电子元器件为基础的汽轮机自动控制系统，以提高汽轮机控制的自动化水平；
（4）采用先进的加工制造设备和工艺，按标准化的质管要求确保产品质量，提高机组的可靠性和可利用率。
汽轮机的末机长叶片一直是提高汽轮机效率的研究方向。国内外的汽轮机制造厂商在长叶片的设计研究中采用了一系列气动及强度振动方面的最新技术成果。在长叶片设计中主要的新技术有：
（1）三元气动理论的设计方法，应用可控涡流型，提高反动度分布，减少二次流损失，改善出口流场的均匀性，减少排汽损失和漏气损失；
（2）应用CAD软件进行叶型设计，保证其能满足气动参数的要求；
（3）跨音速叶栅的设计，采用直线背弧以减少叶型的激波损失；
三、结束语
目前我国的汽轮机的发展还滞后外国发展20多年。目前国外汽轮机发展的主要方向是发展大容量、高参数的机组，以提高一次能源的利用效率，减少污染物的排放，同时提高汽轮机的经济性、安全可靠性、负荷适应性和自动化水平。另外国外也正大力发展以IGCC（整天煤汽化联合循环）和GSCC（燃气蒸汽联合循环）为代表的新技术，以保护环境、节约能源。
未来国内汽轮机的发展方向是在吸收国外的优秀经验前提下创新，实现国产化。未来汽轮机的发展还有待我们这些能源工作者继续努力。
参考文献：
[1]吴季兰、汽轮机设备及系统.（300MW火力发电机组丛书第二分册）.中国电力出版社.1998年.
[2] 郭民臣、王清赵、魏楠.再热机组热力系统的定功率矩阵解法.300~600MW汽轮机学术会议研讨人论文集.中国电机工程学会汽轮机专业委员会.1997.10-P331~336.
论文作者:郭艳红
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/8/14
标签：汽轮机论文; 转子论文; 系统论文; 汽缸论文; 叶片论文; 油泵论文; 联轴器论文; 《基层建设》2018年第21期论文;