透平機(jī)的工質(zhì)可以是氣體,如:蒸汽、燃?xì)狻⒖諝狻⑵渌麣怏w或混合氣。也可以是液體,如:水、油、其他液體。以水為工質(zhì)的叫水輪機(jī),以蒸汽為工質(zhì)的叫汽輪機(jī),以燃?xì)鉃楣べ|(zhì)的叫燃?xì)鈾C(jī)也就是燃?xì)馔钙健?/div>
既可做壓縮機(jī)又可做動力機(jī),如果讓電機(jī)帶它轉(zhuǎn)就是壓縮機(jī),如果噴嘴對著葉輪吹就是動力機(jī),透平機(jī)是高速轉(zhuǎn)動、與流體有關(guān)的機(jī)械。
作為驅(qū)動設(shè)備,有蒸氣透平(蒸氣驅(qū)動)、燃汽透平(燃?xì)怛?qū)動)、膨脹透平(高壓氣體驅(qū)動)、水力透平(高壓液體驅(qū)動);
作為從動機(jī),被稱為透平的,只有透平壓縮機(jī),有離心式和軸流式壓縮機(jī)二種。其他與流體有關(guān)的轉(zhuǎn)動機(jī)械,如水泵,都因轉(zhuǎn)速不高,不被稱為透平。[1]
透平機(jī)是將流體介質(zhì)中蘊(yùn)有的能量與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的機(jī)器,又稱渦輪或渦輪機(jī)。透平的工作條件和所用工質(zhì)不同,所以它的結(jié)構(gòu)型式多種多樣,但基本工作原理相似。透平的最主要的部件是一個旋轉(zhuǎn)元件,即轉(zhuǎn)子,或稱葉輪,它安裝在透平軸上,具有沿圓周均勻排列的葉片。流體所具有的能量在流動中,經(jīng)過噴管時轉(zhuǎn)換成動能,流過葉輪時流體沖擊葉片,推動葉輪轉(zhuǎn)動,從而驅(qū)動透平軸旋轉(zhuǎn)。透平軸直接或經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)帶動其他機(jī)械,輸出機(jī)械功。透平機(jī)械的工質(zhì)可以是氣體,如蒸汽、燃?xì)狻⒖諝夂推渌麣怏w或混合氣體,也可以是液體,如水、油或其他液體。以水為工質(zhì)的透平稱為水輪機(jī);以蒸汽為工質(zhì)的透平稱為汽輪機(jī);以燃?xì)鉃楣べ|(zhì)的透平稱為燃?xì)馔钙健?/div>
水輪機(jī)--水從高水位水庫沿通道流向處于低水位的水輪機(jī)的過程中,高水位水的勢能變成動能,推動水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)。流過水輪機(jī)的尾水沿水道流去。現(xiàn)代水輪機(jī)的用途是作為水電站的動力源,帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。
汽輪機(jī)--它的工質(zhì)是蒸汽,具有熱能。蒸汽來自燃用礦物燃料的鍋爐,或是來自核動力裝置加熱的蒸汽發(fā)生器。它們產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽以高速度經(jīng)噴管送到蒸汽透平,驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),輸出動力。蒸汽流速很高,透平轉(zhuǎn)子尺寸較小,所以轉(zhuǎn)速可達(dá)10000轉(zhuǎn)/分。汽輪機(jī)主要用于火力發(fā)電廠,驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電;也用于遠(yuǎn)洋大型船舶和潛水艇作為主機(jī)驅(qū)動螺旋槳,推進(jìn)船舶。
燃?xì)馔钙?-它與壓氣機(jī)、燃燒室成為燃?xì)廨啓C(jī)裝置的三大主要部件。空氣供入壓氣機(jī),壓縮成較高壓力和溫度的壓縮空氣,流入燃燒室與燃料混合、燃燒,形成高溫、高壓、高速的燃?xì)饬鳎魅肴細(xì)馔钙讲⑼苿尤細(xì)馔钙叫D(zhuǎn),經(jīng)透平軸輸出機(jī)械功。燃?xì)馔钙睫D(zhuǎn)速高達(dá)每分鐘數(shù)萬轉(zhuǎn)。現(xiàn)代燃?xì)馔钙綉?yīng)用泛的是作為噴氣式飛機(jī)的推進(jìn)動力,有的用作艦船動力、發(fā)電廠、尖峰負(fù)荷用小型電站,也作為遠(yuǎn)距離輸送天然氣的氣泵的動力。用作機(jī)車、汽車動力的燃?xì)馔钙竭€在研制試驗中。
還有一種燃?xì)馔钙接糜诨鸺l(fā)動機(jī),它作為壓送火箭推進(jìn)劑(燃料和氧化劑)的輸送泵的動力,由一個氣體發(fā)生器利用化學(xué)作用產(chǎn)生所需要的高溫氣體,吹動透平旋轉(zhuǎn),帶動輸送泵運(yùn)轉(zhuǎn)。
另外,還有以壓縮空氣為工質(zhì)推動透平旋轉(zhuǎn)的,只能作為微小動力用,這種透平稱為空氣透平。[2]
透平機(jī)分類
透平機(jī)離心式壓縮機(jī)
是一種葉片旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)(即透平式壓縮機(jī))。在離心式壓縮機(jī)中,工質(zhì)的能量帶動壓縮機(jī)葉輪高速旋轉(zhuǎn),高速旋轉(zhuǎn)的葉輪給予被壓縮氣體的離心力作用,以及在擴(kuò)壓通道中給予氣體的擴(kuò)壓作用,使氣體壓力得到提高。隨著氣體動力學(xué)研究的成就使離心壓縮機(jī)的效率不斷提高,又由于高壓密封,小流量窄葉輪的加工,多油楔軸承等技術(shù)關(guān)鍵的研制成功,解決了離心壓縮機(jī)向高壓力,寬流量范圍發(fā)展的一系列問題,使離心式壓縮機(jī)的應(yīng)用范圍大為擴(kuò)展,以致在很多場合可取代往復(fù)壓縮機(jī),而大大地擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。工業(yè)用高壓離心壓縮機(jī)的壓力有(150~350)×105Pa的,海上油田注氣用的離心壓縮機(jī)壓力有高達(dá)700×105Pa的。作為高爐鼓風(fēng)用的離心式鼓風(fēng)機(jī)的流量有大至7000m3/min,功率大的有52900KW的,轉(zhuǎn)速一般在10000r/min以上。[1]
透平機(jī)汽輪機(jī)
是使用電站鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸汽去沖動汽輪機(jī)葉片,并使之轉(zhuǎn)動,從而帶動汽輪機(jī)和汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電的一種動力機(jī)械。它是發(fā)電設(shè)備中的一種原動機(jī)。[1]
透平機(jī)渦輪機(jī)
是利用流體沖擊葉輪轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生動力的發(fā)動機(jī),按流體的不同而分為汽輪機(jī),燃?xì)廨啓C(jī)和水輪機(jī)。廣泛用做發(fā)電、航空、航海等的動力機(jī)。[1]
透平機(jī)煙氣輪機(jī)
也稱煙氣膨脹機(jī)。是催化裂化裝置上再生煙氣的能量回收裝置。使具有一定壓力的高溫?zé)煔庠跓煔廨啓C(jī)內(nèi)膨脹作功,用以驅(qū)動主風(fēng)機(jī)或發(fā)電機(jī)。有單級與雙級之分,單級機(jī)熱效率0.76-0.78,雙級機(jī)可達(dá)0.80-0.82。[1]
透平機(jī)主要生產(chǎn)公司
制造透平機(jī)主要是國外企業(yè),如德國的3K集團(tuán),西門子曼透平(收購了3K公司),三菱重工。國內(nèi)的企業(yè)有陜鼓動力、錦西化工機(jī)械等。
透平機(jī)平面密封
高壓渦輪機(jī)、中壓渦輪機(jī)和低壓渦輪機(jī)的平面密封。
1.對于對接接頭的承重、密封面的較嚴(yán)重?fù)p壞區(qū)域(≤0.5-1.0mm)
密封表面損壞≤0.2mm的,可使用F 系列基礎(chǔ)產(chǎn)品進(jìn)行彌補(bǔ),現(xiàn)場修復(fù)嚴(yán)重?fù)p壞的區(qū)域≥0.2mm至1.0mm的,建議使用F1000和F2000產(chǎn)品。
(1)密封表面損壞≤0.2mm的,使用刷子或抹刀將F系列基礎(chǔ)產(chǎn)品涂抹到干密封表面的兩側(cè)。所應(yīng)用的層厚為0.2mm至0.3mm。F系列基礎(chǔ)產(chǎn)品可立即承受負(fù)載。
(2)密封表面損壞≤0.5mm的,使用抹刀將F1000產(chǎn)品大力涂抹到損壞區(qū)域中干凈、無油脂的損壞表面上。
(3) 密封表面損壞≤0.1mm的,使用抹刀將F2000產(chǎn)品大力涂抹到損壞區(qū)域中干凈、無油脂的損壞表面上。
F系列基礎(chǔ)產(chǎn)品、F1000 和F2000產(chǎn)品為深棕色。只有兩種密封產(chǎn)品聯(lián)合使用才能保證對接接頭和切割表面所要求的密封質(zhì)量。
2.對承重、密封面進(jìn)行砂磨
可用使用盤形砂輪的振動磨機(jī)對密封面進(jìn)行稍稍打磨,砂輪粒度在60-80(可能不需要砂磨,這取決于表面的最終精密度),也可以選擇對表面進(jìn)行刮削和修整,此工序只能由訓(xùn)練有素的專門人員來完成。
3.清洗對接接頭承重、密封面
對高壓渦輪機(jī)/中壓渦輪機(jī)/低壓渦輪機(jī)頂端和底端對接接頭的油脂進(jìn)行清洗,并用干布進(jìn)行擦拭。
4.將密封劑施用在對接接頭承重、密封面上
涂層厚度應(yīng)在0.2-0.3毫米。產(chǎn)品不會固化,數(shù)小時后只是在濃度上有微小的變化,它會保持柔韌及彈性,因而能夠在對接接頭上進(jìn)行再操作。
5.閉合高壓渦輪機(jī)
渦輪機(jī)可馬上投入到運(yùn)行負(fù)荷中,不需等待。[2]