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	中国船用燃气轮机的早期发展	铁马阆苑	橘子和枪 2014-1-2	52 10399	桃子甜 2015-1-14 23:24

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分享火电与蒸汽轮机（转）: 热度 5 gordon 2014-7-22 14:50; 注: 汗，我做过电厂，我都不知道这个。真不知道，呵呵而且成天还瞎扯。网友很强大。发电用的是蒸汽轮机冷却塔冷却水泵三相交变输电线升压变压器发电机低压汽轮机给水泵表面冷凝器中压汽轮机蒸汽调节阀高压汽轮机凝汽器除氧器送煤传送装置煤斗磨煤机锅炉汽包渣斗过热器风扇回热器助燃气体入口（送风机）节热器空气预热器静电除尘器风扇废气脱硫装置烟气阀从图里可以看出，火力发电系统是一个很庞大的系统，总体流程是先将煤炭送入煤斗，然后粉碎成粉末，然后再送入燃烧室里燃烧，将水流过过热器，与燃烧炉进行热交换，，产生大量蒸汽，再通过水蒸气推动汽轮机转子转动带动发电机转子转动切割磁感线产生电流，将汽轮机机械能转换为电能。而其中的核心部分是：锅炉，汽轮机，发电机。锅炉是将燃料化学能转换为蒸汽热能汽轮机将蒸汽热能转换为转子机械能发电机是将机械能转换为电能三个设备是火电厂中的主要设备，并称为三大主机。汽水系统中，高压蒸汽依次通过高，中，低压缸进行做功，以便达到充分利用蒸汽热能的目的。电站系统子系统太多，如果全讲一遍不现实，看得人也容易陷入过多的描述而迷惑。火电厂系统中有三大主机，锅炉，汽轮机，发电机，今天我只以汽轮机为例子，通过介绍汽轮机来表现电厂系统的复杂。烧水不简单，而汽轮机就像是苦力的命，少爷的身子，还玻璃心。据说管中窥豹，就可以脑补出豹子，我描述豹子的一些特点，希望足够大家自行脑补。自工业革命以来，世界上出现了各种各样现代机械，其中有的由几百甚至上千个零件构成，其精巧让人称奇。有的在恶劣条件下工作，可靠性让人惊愕。有的无比小巧精密，也很巧夺天工。当今世上，民用系统中，唯有汽轮机，集中了最复杂的材料，设计，制造，控制，热力系统于一身。蒸汽轮机和燃气轮机的水平，代表了一个国家的工业综合实力。材料：一台蒸汽轮机使用大约50种金属材料，比如说，在下面例子的图片里，前段叶片必须承受接近600摄氏度的温度，同时保证每分钟5800转的转速造成的巨大离心力，同时270倍的大气压。这么说有点抽象，是什么概念呢，一个270公斤的大胖子，压在一个0.0001平方米的面积上，压人身上，瞬间击穿。后面的叶片材料，顶端圆周速度有628米，接近于2倍音速，以极薄的金属，空间立体造型，保持高离心力下的可靠工作。零件：一台典型的600MW的汽轮机，包含了40000个以上的零件。40000个零件安装在一起，误差却不能超过零点几毫米。在工作的时候，轴线方向上，涨差超过0.6mm，就要求停机。一个轴系长十几米的，上万个零件安装在一起的，里面通550度左右的蒸汽，一百多倍的大气压，居然控制0.6毫米，这个算不算少爷的身子。。。。制造的精密：有些地方的公差，都在0.02毫米左右，光洁度要求最高的地方，是Ra0.2！，0.2是什么概念，0是镜面，几乎是镜面。惯例举个栗子：处于产品设计保密的因素，只能展示不合格报告的附图的局部，可见大部分误差都在0.015-0.23毫米以内，就因为这0.015毫米，所有的环节都要停下来待命，等待分析结果。这才是伤不起的玻璃心啊！！关键是这一系列高精度的要求，背后都有一套流程和管理体系去保证。。。有很多人围绕着这些要求去工作，这就是流程控制上的复杂性了。我们看到的设备的复杂只是一方面，值得注意的是，设备一旦复杂之后，随之而来的管理，控制，流程的复杂程度，也随之成倍增长。控制系统：整台汽轮机由数百个高灵敏度的探头检测，温度，震动，位移，膨胀，压力，键相等等。。。信号进入系统，系统里面进行判断，哪些情况下报警，哪些情况下要停机，单是自动停机的情况就有几十种之多，报警情况多达数百类。这还是汽轮机的系统，此外还有协调锅炉和汽机的DCS还有很多保护呢。这是逻辑，具体实现起来，软件硬件一大堆，需要很多专业的相互配合。随便发一张图作为例子，列出了一部分保护，只是一小部分，每一条还有信号界面，全部列出来，有没有想死的冲动（图片涉及知识产权，请勿引用）辅助系统：汽封系统，疏水系统，凝气系统，循环系统，润滑系统，控制油系统。。。。每个系统都很复杂敏感，并被系统精确控制，有的压力只要达到零点几个大气压的误差，就会报警。这一系列系统，可以养活几个行业。单单汽机就如此之复杂以至于难以详述，考虑还有锅炉，电机，燃料供给系统,磨煤器，冷却塔等等，无疑火力发电系统是地球上最复杂，精密，高度集成的民用系统之一。鉴于中国的火电厂大都是煤电厂，就先从输煤的系统说起，多数用火车运煤，一车皮一车皮的煤在翻车机上一百八十度转体，在一分钟左右将几十吨的煤倾倒干净，当时只觉得翻车机是个强悍的糙汉子。然后各种传送带，到另一个大力士手下——磨煤机，要将石头状的原煤磨到直径不足一毫米的煤粉，就是你站在上面会陷下去的细小程度（还真有人掉到煤粉里“淹死”的）。主要是针对不同硬度的煤，需要有不同结构的磨煤机相配合，才能达到要求，然后中国电厂为了节约钱，将不同种类的煤掺混，然后磨煤机就遭殃了，问题不断。有了煤粉，就能到三大主机之一的锅炉了。以前我只觉得锅炉不就是把水烧开了，就是炉子上放个小茶壶的扩大版。然后我就错了，首先锅炉里面的煤粉得走几十米高才能燃尽（直观一些就是你看到一个几十米高的大火苗），停留时间2秒左右（不能一下子就烧没了），然后火焰不能偏斜，得在正中，然后就什么一次风掺混，二次风裹挟，周界风冷却，四角切圆，前后墙对冲···空气分几股，方向好几个，各种控制煤粉的燃烧。而那个炉子里的水则要烧到500多度，20MPa（大气也就0.1MPa），已经不能用我们正常认知的水去理解那种超临界的东西了。主要是超临界的水蒸气需要在一条条管子内流动，这种管子，一面要接受火焰的炙烤，一面要接受高压水汽的顶撞，可想而知，材料要求极高。还有一点很重要，就是煤这种矿物实在是太复杂了，不像天然气烧完就只剩气体飘走了，即使是煤粉完全燃尽，也会有留下数量可观的煤灰煤渣（其实煤灰是个很到的东西，当建筑材料或者铺路，都是不错的选择），你总不可能把它留在锅炉里面吧，得及时排走。然后烟气里面也有很多固体颗粒，会磨损那些换热的管道吧，这个也得想办法，当然也不能让这些小颗粒堆积在烟道里面，除灰得考虑吧。然后煤里面还有一种化学元素叫做硫，它在高温或者低温环境下都能发生反应，会对金属造成腐蚀，关键它的氧化物排出去那个污染啊，这个也得引起重视（当然现在烟气脱硫效率很高了，而且能够得到有经济价值的副产品——石膏）。最后还有个让人很无语的元素——氮，煤里面有，空气里面更多(氮气)，然后高温一烧，就是各种氮氧化物，这可是酸雨的元凶之一，但是总不可能把助燃的空气换成纯氧吧，成本太高了，而控制燃烧时的最高温度也不是容易的事，脱硝系统还需要更大的发展。有了做功的工质，就靠汽轮机做功了，这个第一个答案已经详细介绍了，其实汽轮机和飞机发动机是一脉相承的，我觉得很神奇的是，那些转子叶片，平滑的扭转曲线是怎么设计出来的，然后是什么样的材料能承受如此的高压高温高速，然后十几米东西，装配误差是毫米级的。然后老师讲课时总是说西门子的材料，动力实验室从二战后就没停过，是需要很多基础研究才能保证如此高科技的产物诞生，中国的基础研究还差得很远。; 1150 次阅读|4 个评论

分享美国GE公司将向成发采购3亿美元燃气轮机压气叶片: 热度 29 silentdarkness 2014-6-27 13:56; 中国航空报讯经过10个月的努力，日前，中航工业成发与美国通用电气发电与水处理集团（GE P/W）成功签署了5年3亿美元的燃气轮机压气叶片合作协议。按照协议约定，从2015年起，GE P/W将向成发公司每年采购6000万美元的叶片，5年累计3亿美元。成发需确保GE所有装机需求、售后备件、新机型同步研发的制造能力。GE将为成发提供必要的技术支持，保证技术研发和加工效率提升。成发公司长期坚持以客户为中心开拓外贸业务，在与GE P/W合作的17年间，凭借在质量、交付、供应链管理、生产效率等各方面的长期优秀表现赢得了客户的信任。2013年，成发叶片成为GE P/W的全球唯一免检产品。目前，成发每年向GE提供近30万片叶片。协议的签署，预示着成发将成为世界最大的燃机压气机叶片生产基地。这是成发与GE P/W的战略合作关系的新高点，标志着成发叶片具有世界级的竞争优势，标志着成发公司在技术能力、管理水平、产品质量、制造效率上，可以与世界最优秀的供应商同台竞技。成发公司表示，将充分利用获得的市场机会，快速、全面掌握最先进的燃机叶片制造技术，巩固在全球供应链中的位势。（朱静）; 841 次阅读|7 个评论

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