第1章　綜　述

1.1 火力發電概況

電力工業發電方式包括火力發電、水力發電、核能發電、風力發電、太陽能發電、生物質能發電、地熱發電、波浪能發電、海洋溫差發電等。我國的發電裝機結構和發電量結構中都以火力發電為主。2012年，全國發電裝機容量、發電量分別為1146760MW時和49865×10⁸kW·h。其中，火力發電分別占總裝機容量的72%和占發電總量的79%。而在火力發電中又以燃煤發電為主，發電量比重約占火力發電的95%。

火力發電是通過化石燃料的燃燒將化學能轉化為熱能，通過動力機械將熱能轉換為機械能，再通過驅動發電機將機械能轉換為電能的發電的技術。實現這種電能轉換技術的工廠稱為火力發電廠，其中，完成上述能量轉換過程的設備組合稱為火力發電機組?；鹆Πl電的燃料構成主要是自然界蘊藏量極豐富的化石燃料，包括固體燃料（主要為煤炭）、液體燃料（主要為原油及重油、柴油等石油制品）、氣體燃料（主要是天然氣、液化天然氣、煤層氣及由煤炭轉換的各種煤氣）?；鹆Πl電主要有蒸汽動力發電、內燃機發電、燃氣輪機發電，以及燃氣-蒸汽聯合循環發電。在上述發電基礎上發展起來的熱電聯產電廠，使火電機組既發電又供熱，進一步提高了熱能的利用率。

1.1.1 分類及特點

（1）分類

①按燃料劃分　可劃分為：燃煤發電機組，主要以煤炭作為燃料的發電機組；燃油發電機組，即以液體燃料（主要為原油、重油、柴油、渣油等石油制品）為燃料的發電機組；燃氣發電機組，即以氣體燃料（主要是天然氣、液化天然氣、煤層氣及由煤炭轉換的各種煤氣等）為燃料的發電機組；余熱發電機組，即用工業企業的各種余熱進行發電的機組；還有利用垃圾及工業廢料為燃料的發電機組。

②按蒸汽壓力和溫度劃分　可分為：中低壓發電機組（3.92MPa，450℃），高壓發電機組（9.9MPa，540℃），超高壓發電機組（13.83MPa，540℃），亞臨界壓力發電機組（16.77MPa，540℃），超臨界壓力發電機組（22.11MPa，550℃），超超臨界壓力發電機組（25～35MPa，580℃）。

③按發電機組裝機容量劃分　可分為：小容量發電機組（200MW以下），中容量發電機組[（200～600）MW，不含600MW]，大容量發電機組（600MW及以上）。

④按原動機劃分　可分為：凝汽式汽輪機發電機組、燃汽輪機發電機組、內燃機發電機組和蒸汽-燃汽輪機發電機組等。

⑤按輸出能源劃分　可分為：純凝汽式發電，熱電聯產。

（2）主要特點

與水電站相比，火電廠具有如下特點：a.布局靈活，裝機容量的大小可按需要決定；b.調度靈活，可根據電力需求調整機組負荷；c.建造工期短，一般為水電廠的1/2甚至更短；d.一次性建造投資較少，僅為水電廠的50%左右；e.生產成本較高，運行人員較多，煤耗量大，加上運煤費用和大量用水，其生產可變成本比水電要高出3～4倍；f.動力設備繁多，發電機組控制操作復雜，廠用電量和運行人員都多于水電廠，運行費用高；g.污染控制投入較大，排煙、排水、排灰渣等會造成環境污染，需加以控制。

1.1.2 主要系統及設備

1.1.2.1 系統概述

火力發電廠主要生產系統包括燃燒系統、汽水系統和發電系統。各系統基本情況如下。

（1）燃燒系統

燃燒系統是由輸煤、磨煤、粗細分離、排粉、給粉、鍋爐燃燒等組成。燃煤由皮帶輸送機從煤場，通過電磁鐵、碎煤機然后送到煤倉間的煤斗內，再經過給煤機進入磨煤機進行磨粉，磨好的煤粉通過空氣預熱器來的熱風，將煤粉打至粗細分離器，粗細分離器將合格的煤粉（不合格的煤粉送回磨煤機），經過排粉機送至粉倉，給粉機將煤粉打入噴燃器送到鍋爐進行燃燒。燃燒產生的大塊熔渣（約占總灰量的10%～20%），經水冷壁冷卻形成固態渣由爐底排放，再經碎渣機破碎；燃燒產生的煙氣由鍋爐尾部的空氣預熱器出口排出后，經過除塵器，將煙氣中的大部分細灰分離出來，排往除灰系統，以防止粉塵粒子對大氣產生污染；為了減少SO₂和NO_x等有害氣體對大氣的污染，現代鍋爐還設有煙氣脫硫、脫硝裝置，凈化后的煙氣經引風機排往煙囪。

（2）汽水系統

汽水系統是由鍋爐、汽輪機、凝汽器、高低壓加熱器、凝結水泵和給水泵等組成，包括汽水循環、化學水處理和冷卻系統等。水在鍋爐中被加熱成蒸汽，經過熱器進一步加熱后變成過熱的蒸汽，再通過主蒸汽管道進入汽輪機。由于蒸汽不斷膨脹，高速流動的蒸汽推動汽輪機的葉片轉動從而帶動發電機。為了進一步提高其熱效率，一般都從汽輪機的某些中間級后抽出做過功的部分蒸汽，用以加熱給水。在現代大型汽輪機組中都采用這種給水回熱循環。在蒸汽不斷做功的過程中，蒸汽壓力和溫度不斷降低，最后排入凝汽器并被冷卻水冷卻，凝結成水。凝結水集中在凝汽器下部由凝結水泵打至低壓加熱器，再經過除氧氣除氧，經給水泵送至高壓加熱器，經過加熱后的熱水打入鍋爐，在過熱器中把水已經加熱到過熱的蒸汽，送至汽輪機做功，循環做功。在汽水系統中的蒸汽和凝結水，由于經過管道很多并且還要經過許多的閥門設備，這樣就難免產生跑、冒、滴、漏等現象，這些現象都會或多或少地造成水的損失，因此，必須不斷地向系統中補充經過化學處理過的軟化水，這些補給水一般都補入除氧器中。

（3）發電系統

發電系統是由副勵磁機、勵磁盤、主勵磁機（備用勵磁機）、發電機、變壓器、高壓斷路器、升壓站、配電裝置等組成。發電是由副勵磁機（永磁機）發出高頻電流，經過勵磁盤整流，再送到主勵磁機，主勵磁機發出電后經過調壓器以及滅磁開關經過碳刷送到發電機轉子，當發電機轉子通過旋轉其定子線圈便感應出電流，強大的電流通過發電機出線分兩路，一路送至廠用電變壓器，另一路則送到SF₆高壓斷路器，由SF₆高壓斷路器送至電網。

燃煤電廠生產流程示意如圖1-1所示。

1.1.2.2 鍋爐

（1）鍋爐的容量、參數及其分類

①電站鍋爐的蒸汽參數及容量 20世紀70年代以前，中國的火電機組單機容量在100MW以下，蒸汽參數以10MPa/540℃為主；20世紀80年代初期，我國自行設計和制造了單機容量為200MW的火電機組，配置主蒸汽參數為超高壓，并具有中間再熱系統的14MPa/540℃的鍋爐機組。

20世紀80年代以后，我國的火電機組以引進技術國產化為主，建設了一批亞臨界與超臨界參數大容量發電機組。各種技術類型的300MW、500MW、600MW、800MW級亞臨界與超臨界參數鍋爐機組相繼投入運行。表1-1～表1-3是中國電站鍋爐的蒸汽參數及容量。

②鍋爐的分類　按鍋爐用途分類，分為電站鍋爐（發電）、工業鍋爐（工業生產工藝用汽或供暖）、熱水鍋爐（民用采暖或供熱）。

按鍋爐容量分類，隨時代和技術進步，鍋爐機組容量按大、中、小的排序和分類在不斷演變，目前，300MW以上的機組配置的鍋爐為大容量鍋爐。

按燃煤方式分類，分為火床鍋、煤粉爐（四角燃燒、對沖燃燒、W型火焰燃燒）、旋風爐、流化床鍋爐。

按排渣方式分類，分為固態排渣鍋爐和液態排渣鍋爐。

按水汽流動方式分類，分為自然循環鍋爐、強迫循環鍋爐和直流鍋爐。其中，自然循環鍋爐的優點是可以將汽包內含雜質濃度較高的水連續排去一部分（連續排污），還可以在水冷壁下部定期放水，除去沉淀的水渣（定期排污），對給水質量要求稍低，自動調節系統較簡單。強迫循環鍋爐的汽壓越高，飽和蒸汽與飽和水的密度就越接近，使爐水自然循環的動力也越小。如果設計、運行不當，就容易發生水循環不良，引發爆管事故；一般汽壓超過16.6MPa（170atm）時可采用強迫循環鍋爐。直流鍋爐的特點是沒有汽泡，水在給水泵的壓力下，一直流過鍋爐的蒸發部分，不往返循環；比較容易制造，鋼材耗量少；缺點是不能排污，對水質要求高，自動調節也比較復雜。直流鍋爐可用于任何蒸汽參數，特別適用于超高壓以上的電廠。

（2）幾類鍋爐介紹

①固態排渣鍋爐　爐膛和煙道由爐墻圍成，整個爐膛是一個巨大的空間，爐膛的頂部傾斜，有利于煙氣向水平煙道流動，中部由前墻、后墻和兩側墻圍成煤粉燃燒的空間，稱為燃燒室，簡稱爐膛。在爐墻的冷卻作用下，呈熔化狀態的灰分成為固態的爐渣，因此，這種鍋爐稱為固態排渣爐。

煙道是煙氣流通的途徑，在其中布置著吸收煙氣熱量的過熱器、再熱器、省煤器及空氣預熱器等作為受熱面。固態排渣煤粉鍋爐爐膛和煙道結構布置示意如圖1-2所示。

②液態排渣鍋爐　燃料燃燒后生成的爐渣在熔渣室的高溫下熔化成液態從爐膛排出的鍋爐，其特點如下：a.適合燃用低揮發分或低灰熔點的煤種，避免了固態排渣爐燃用此煤種時存在的燃燒不完全及灰渣結焦問題；b.由于具有獨特的排渣方式，可不需要一般鍋爐所設計的貯灰場，從而既節省了灰場投資又節約了大量沖灰用水；c.熔融灰在爐膛內的被捕獲概率大大高于固態灰渣，捕渣率可達70%以上，而一般煤粉爐則僅為20%左右；由于飛灰量的減少，大幅度降低了除塵器入口濃度；d.灰渣利于綜合利用。為使液態渣排出流暢，對于燃燒灰熔點稍高或不太穩定的煤種時，在燃料中加入適量的石灰石，不僅降低了煤的灰熔點，改善了流渣條件，而且還降低煙氣SO₂濃度，并為灰渣的綜合利用提供了有利條件，并以此獲得綜合利用效益。液態排渣爐的增鈣渣和飛灰在生產建筑材料、直接生產巖棉、生產多元素復合肥等方面更優于固態渣灰。由于增鈣渣的成分與巖棉的成分十分相似，而液態排渣過程又為制造生產巖棉提供了有利條件，即省去了一般生產巖棉用的加熱熔化爐。

③W型火焰鍋爐

a.W型火焰鍋爐是固態排渣煤粉爐的一類，適用于燃燒低揮發分的煤。目前，W型火焰鍋爐已在一些國家廣泛應用于燃燒無煙煤。

b.通常國內外將可燃基揮發分V_daf<10%的煤列為無煙煤。無煙煤具有含碳量多、揮發分低、機械強度高、質硬、密度大、不易研磨、揮發分析出溫度高、著火困難等特點，因此，在無煙煤的燃燒中要著重解決著火、穩燃、燃燼三個主要問題。

c.國內電站鍋爐燃無煙煤時主要選用固態排渣煤粉爐并采用直流燃燒器四角切圓燃燒方式，但在實際運行中普遍存在著火不好、燃燒不穩定、燃料灰熔點低時易結渣等問題。國內外圍繞此類問題做了大量工作，研制出許多新型燃燒器和預燃室，如煤粉旋流預燃室燃燒器、鈍體燃燒器、濃淡燃燒器、大速差同向射流燃燒器、PAX型燃燒器等，但仍存在一些問題。故美國一些公司對于劣質煤，特別是低揮發分的無煙煤，大都傾向于采用U型、W型火焰燃燒技術。

W型火焰鍋爐由下部拱型著火燃燒室和上部輻射燃燒室組成。著火燃燒室敷設衛燃帶，以改善無煙煤的燃燒工況。燃燒室的前后拱上布置燃燒器。一、二次風向下噴出，著火的煤粉氣流向下形成W型火焰再向上進入輻射燃燒室。W型火焰鍋爐工藝示意如圖1-3所示。

④循環流化床鍋爐　循環流化床鍋爐（簡稱CFB鍋爐）是基于流態化基本原理的一種集氣固兩相流動、燃燒、傳熱、傳質等復雜過程于一體的實用化的鍋爐技術。CFB鍋爐與老式鼓泡床相比，在爐膛出口增加顆粒分離裝置（一般為旋風分離器），將氣流夾帶的較大粒度顆粒分離下來，并經由物料回送系統（返料器）送回爐膛反復燃燒，只有細小的顆粒隨氣流進到尾部煙道。由于分離裝置的存在，流化速度可以選得比較高，物料的循環攜帶作用使得燃料熱量的釋放和吸收在整個爐膛包括循環回路進行，解決了受熱面布置的問題，飛灰，特別是爐渣的可燃物含量可以控制得較低。CFB鍋爐工藝示意如圖1-4所示。

固體燃料在爐膛內以一種特殊的氣固流動方式——流態化方式運動，爐膛內固體顆粒的濃度高，燃燒、傳質、傳熱劇烈，溫度分布均勻。強烈湍流帶來的強烈物料摻混，為循環流化床內燃料顆粒的燃燒創造了良好的條件。CFB鍋爐爐內添加石灰石可以實現爐內干法脫（固）硫。其技術特點如下。

a.燃燒效率高。循環流化床物料循環流動沿床高（包括分離器和物料循環回路）有足夠高且均勻的溫度分布，以及強烈湍流帶來的強烈物料摻混，為循環流化床內燃料顆粒的燃燒創造了良好的條件。因此，雖然CFB鍋爐爐膛溫度通常只有900℃左右，但CFB鍋爐仍然可以達到與煤粉鍋爐相當的燃燒效率（97%～99%）。

b.良好的換熱效果。物料濃度對CFB鍋爐傳熱特性有明顯的影響。CFB鍋爐爐膛內物料濃度是常規煤粉爐的幾十倍，因此，其傳熱系數很高，在爐膛溫度比煤粉爐低很多的情況下也可以得到很好的換熱效果。

c.可燒劣質燃料。CFB鍋爐爐膛內存在大量炙熱惰性床料，使得CFB鍋爐燃燒過程非常穩定，僅相當于百分之幾床料的燃料進入爐內，即使是高灰分低熱值的劣質燃料，也不會對爐內的穩定燃燒造成大的沖擊。因此，CFB鍋爐幾乎可以燃燒各種劣質燃料（貧煤、無煙煤、褐煤、煤矸石、油頁巖、石油焦、城市垃圾等）。

d.潔凈煤燃燒。CFB鍋爐爐膛內一般維持900℃左右的低溫燃燒，加入1mm以下的石灰石粉，就可以在爐內燃燒過程中實現80%以上硫的脫除率。同時，低溫燃燒使CFB鍋爐NO_x的排放也很低（通常200mg/m³以下）。因此，CFB鍋爐被認為是一種潔凈煤技術，具有良好的環保特性。

e.負荷調節比大。由于CFB鍋爐燃燒的穩定，不會輕易發生滅火現象。CFB鍋爐可以很容易實現40%額定負荷下不投油穩定燃燒，其負荷調節比大。CFB鍋爐燃料的入爐粒徑為0～10mm（實際有的鍋爐由于破碎系統問題，入爐煤粒度甚至達到50mm，CFB鍋爐也基本能維持運行），因此，原煤通常只需要經破碎而無需磨制即可滿足要求。

f.灰渣活性高。CFB鍋爐燃燒溫度低，其底渣和飛灰活性高，用于生產水泥、建筑材料、筑路等更有優越性。

g.CFB鍋爐不利的特點主要是其煙風阻力大（存在布風板、床料、分離器阻力損失），導致CFB鍋爐雖然不需要煤粉制備系統，但其廠用電仍然較煤粉爐偏高。目前，國內投運的10×10⁴kW及以上的CFB鍋爐，廠用電率普遍為6%～8%。其中，布風板阻力設計過高、風機選型過大等是直接的原因。

1.1.2.3 汽輪機

（1）汽輪機基本組成

汽輪機是將蒸汽能量轉化為機械功的旋轉式動力機械，本體由轉動部分（轉子）和固定部分（靜子）組成，如圖1-5所示。轉動部分包括動葉柵、葉輪（或轉鼓）、主軸、聯軸器等；固定部分包括氣缸、蒸汽室、噴嘴室、隔板、隔板套（或靜葉持環）、汽封、軸承、軸承座、機座、滑銷系統等。

①汽輪機組　汽輪機的級由噴嘴葉柵（或靜葉柵）和與它相配合的動葉柵組成。噴嘴的作用是把蒸汽的熱能轉變成動能，也就是使蒸汽膨脹降壓增加流速，按一定的方向噴射出去，進入動葉柵中做功。噴嘴直接安裝在噴嘴室和隔板中，如圖1-6所示。

葉片按用途可分為動葉片和靜葉片（又稱噴嘴葉片）兩種。動葉片安裝在轉子葉輪（沖動式汽輪機）或轉鼓（反動式汽輪機）上。靜葉片安裝在隔板或氣缸上，起噴嘴作用；在雙列速度調節級中，第二列靜葉做導向葉片，使氣流改變方向，引導蒸汽進入動葉片。

②汽輪機轉子　汽輪機中所有轉動部件的組合叫作轉子，它是汽輪機最重要的部件之一，擔負著工質能量轉換及扭矩傳遞的重任。轉子由主軸、軸套、葉輪、葉片、聯軸器、軸封套（汽封套）等部件組成，有些轉子還包括帶動主油泵和調速器的附加軸。

③汽輪機汽缸與隔板　汽缸的主要作用是將汽輪機的通流部分與外界隔開，保證蒸汽在汽輪機內完成做功過程。此外，它還要支撐汽輪機的一些靜止部件（隔板、噴嘴室、汽封套等）。汽缸通常制成具有水平接合面的對分形式，上半部叫上汽缸，下半部叫下汽缸。上、下汽缸之間用法蘭螺栓連接在一起。為了減小汽缸應力，現代汽輪機也有采用無水平接合面汽缸的。

多級汽輪機調節級后的各壓力級是在不同的壓力下工作的。為了保持各級前后的壓力差、安裝靜葉片和阻止級間漏氣，汽缸上裝設有多個隔板，它可以直接安裝在汽缸內壁的隔板槽中，也可以借助隔板套安裝在汽缸上。隔板通常做成水平對分形式，其內圓孔處安裝有隔板汽封。反動式汽輪機沒有隔板，但會在汽缸上安裝支撐靜葉的持環。

④汽封　汽輪機運轉時，轉子高速旋轉，汽缸、隔板（或靜葉環）等靜止不動。因此，轉子和靜止部件之間需留有適當的間隔，防止相互碰磨。然而間隙的存在會導致蒸汽泄漏，這不僅會降低機組效率，還會影響機組安全運行。為了減少蒸汽泄漏和防止空氣漏入，采用了汽封裝置。汽封按其安裝位置的不同，可分為葉頂汽封、隔板（或靜葉環）汽封、軸端汽封以及徑向汽封等。反動式汽輪機還裝有平衡活塞汽封。汽封主要形式有梳齒、蜂窩、刷式等。

為了防止和減少漏氣以及回收漏氣，很多汽輪機設有由軸端汽封加上與之相連接的管道、閥門及附屬設備組成的軸封蒸汽調整系統，并配置自動調節裝置。

⑤汽輪機軸承　汽輪機軸承包括徑向支撐軸承和推力軸承，主要采用滑動軸承。徑向支撐軸承承擔轉子的質量和旋轉動反力，并保證轉子的徑向位置。推力軸承承受蒸汽作用在轉子上的部分軸向推力，保持轉子工作時的軸向位置，以保證通流部分動靜軸向間隙。推力軸承的工作面是轉子相對于汽缸的定位點，稱為汽輪機轉子對靜子的相對死點。

⑥聯軸器　聯軸器是汽輪機各轉子間、汽輪機轉子和發電機轉子間的連接件。通過聯軸器把汽輪機轉子的轉動力矩傳遞給發電機。汽輪機電機組主要聯軸器多采用剛性聯軸器。

⑦盤車裝置　汽輪機沖轉前和停機后，要使轉子連續轉動一段時間，以保證轉子均勻受熱和冷卻。帶動轉子轉動的裝置稱為盤車裝置，它可以自動投入和切除。汽輪機的盤車分為低速盤車（3～5r/min）和高速盤車（40～70r/min）兩種。汽輪機啟動時，為減小盤車電動機功率，采用高壓油頂軸裝置，在盤車裝置投入前用壓力油將轉子頂起以減少啟動轉矩。

⑧汽輪機控制與保護系統　汽輪機控制系統的主要作用是：當發電機負載變化時，使主氣閥和調節氣閥改變進汽量，調節汽輪機的輸出功率，使其與外界負荷相適應，維持汽輪機轉速在規定范圍內，保證電能質量。供熱汽輪機還具備供熱蒸汽壓力自動調節系統。

此外，為保證運行安全，汽輪機還設有各種保護裝置，如超速保護、軸向位移保護及低油壓保護等。當這些參數超出安全范圍時，保護系統自動切斷汽輪機進汽，停止設備運轉，避免事故發生與擴大。

（2）汽輪機的分類

根據做功原理、熱力過程特性、參數水平的差異等可以將汽輪機進行以下分類。

①按做功原理分類

a.沖動式汽輪機。按沖動原理做功的級構成的汽輪機叫沖動式汽輪機。為了提高效率，沖動式汽輪機級均帶有一定反動度，習慣上仍稱為沖動式汽輪機。

b.反動式汽輪機。按反動式原理做功的級構成的汽輪機叫反動式汽輪機?，F代反動式汽輪機常以沖動級（單列級或復速級）做調節級，但習慣上仍稱為反動式汽輪機。

②按熱力過程特性分類

a.凝汽式汽輪機。進入汽輪機的蒸汽在流經汽輪機各級后，除少量漏氣外全部進入凝汽器，這種汽輪機叫作凝汽式汽輪機。現代汽輪機為提高循環熱效率，一般都采用若干段回熱抽氣加熱給水，這類汽輪機習慣上仍成為凝汽式汽輪機。

b.背壓式汽輪機。進入汽輪機的蒸汽流經各級做功后，在高于大氣壓力的情況下排出，以供工業或生活之用。這種汽輪機成為背壓式汽輪機。

c.調整抽氣式汽輪機。從汽輪機中間某個幾級后抽出一定參數、一定質量流量的蒸汽，供給工業或生活之用，其余的蒸汽流入凝汽器，這種汽輪機稱為調整抽氣式汽輪機。調整抽氣式汽輪機和背壓式汽輪機統稱為供熱式汽輪機。

d.中間再熱式汽輪機。將在汽輪機若干級中做過功的蒸汽（如高壓汽缸的排汽）引入鍋爐再次加熱，然后又回到汽輪機后面的一些級（如中低壓汽缸）內繼續膨脹做功，乏汽進入凝汽器，這種汽輪機叫作中間再熱式汽輪機。

③按蒸汽壓力分類

a.低壓汽輪機。新汽壓力為1.2～2.0MPa（例如，新汽壓力為1.3MPa，溫度為340℃）。

b.中壓汽輪機。新汽壓力為2.1～4.0MPa（例如，新汽壓力為3.43MPa，溫度為435℃）。

c.高壓汽輪機。新汽壓力為8.1～12.5MPa（例如，新汽壓力為9.0MPa，溫度為535℃）。

d.超高壓汽輪機。新汽壓力為12.6～15.0MPa（例如，新汽壓力為13.0MPa或13.5MPa、溫度為535℃或550℃，再熱溫度為535℃或550℃）。

e.亞臨界壓力汽輪機。新汽壓力為15.1～22.5MPa（例如，新汽壓力為16.5MPa、溫度為535℃，再熱溫度為535℃）。

f.超臨界壓力汽輪機。新汽壓力大于22.1MPa。例如，國內某600MW超臨界壓力汽輪機參數為：新汽壓力為23.8MPa，溫度為566℃，再熱溫度為566℃。

g.超超臨界壓力汽輪機。新汽壓力在27MPa以上蒸汽溫度達到600℃/620℃以上的汽輪機。例如，國內某900MW超超臨界壓力汽輪機參數為：新汽壓力為26.25MPa，溫度為600℃，再熱溫度為600℃。

此外，按汽缸數可以分為單缸汽輪機和多缸汽輪機；按機組轉軸數可以分為單軸汽輪機和雙軸汽輪機；按工況可以分為固定式汽輪機和移動式汽輪機等。

（3）汽輪機的型號

汽輪機型號雖然隨著制造商的習慣不同而不同，但是一般都包含了汽輪的形式、容量、新蒸汽參數和再熱蒸汽參數等信息，供熱汽輪機型號還包括供熱蒸汽參數。因此，從汽輪機的型號可以基本判斷出汽輪機的主要特征。

我國制造的汽輪機的型號大多包含三部分信息。第一部分信息由漢語拼音字母表示汽輪機的形式（見表1-4）；由數字表示汽輪的容量，即額定功率（MW）；第二部分信息用幾組由斜線分隔的數字分別表示新蒸汽參數、再熱蒸汽參數、供熱蒸汽參數等（見表1-5）。功率單位為MW，蒸汽壓力參數的單位為MPa，溫度參數的單位為℃；第三部分為廠家設計序號。

（4）汽輪機的凝汽系統及設備

發電廠用的汽輪機組絕大部分是凝汽式汽輪機。在火電廠中，蒸汽循環做功主要有四大過程：蒸汽在鍋爐中的定壓吸熱過程，蒸汽在汽輪機中膨脹做功過程，汽輪機排汽在凝汽器中定壓放熱過程，凝結水在給水泵中的升壓過程。可見，凝汽系統及設備是汽輪機組的重要組成部分，其設計、運行性能將直接影響到整個汽輪機組的經濟性和安全性。

①凝汽系統的工作原理　圖1-7是汽輪機凝汽系統示意，系統由凝汽器、抽氣設備、循環水泵、凝結水泵以及相連的管著、閥門等組成。

在凝汽式汽輪機組整個熱力循環中，凝汽系統的任務可以歸納為以下四點。

一是在汽輪機末級排汽口建立并維持規定的真空。從熱力學第二定律的觀點，完整的動力循環必須要有一個冷源，凝汽系統在蒸汽動力循環中起著冷源的作用，通過降低排汽壓力和排汽溫度來提高循環熱效率。

二是汽輪機的工質是經過嚴格化學處理的水蒸氣，凝汽器將汽輪機排汽凝結成水，凝結水經回熱抽汽加熱、除氧后，作為鍋爐給水重復使用。

三是起到真空除氧作用，利用熱力除氧原理除去凝結水中的溶解氣體（主要為氧氣），從而提高凝結水品質，防止熱力系統低壓回路管道、閥門等腐蝕。

四是起到熱力系統蓄水作用，凝汽器既是匯集和貯存凝結水、熱力系統中的各種疏水、排汽和化學補水的場所，又是緩解運行中機組流量的急劇變化，從而起到熱力系統穩定調節作用的緩沖器。

為了完成上述任務，僅有凝汽器是不夠的。要保證凝汽器的正常工作，必須隨時維持三個平衡：一是熱量平衡，汽輪機排汽放出的熱量等于冷卻水（又稱循環水）帶走的熱量，故在凝汽系統中必須設置循環水泵；二是質量平衡，汽輪機排汽流量等于抽出的凝結水流量，所以在凝汽系統中必須設置凝結水泵；三是空氣平衡，在凝汽器和汽輪機低壓部分漏入的空氣量等于抽出的空氣量，因此，必須設置抽氣設備。

凝汽器內的真空是通過蒸汽凝結過程形成的。當汽輪機末級排汽進入凝汽器后，受到冷卻水的冷卻而凝結成凝結水，放出汽化潛熱。由于蒸汽凝結成水的過程中，體積驟然縮小，這樣就在凝汽器容積內形成了高度真空。其壓力為凝汽器內溫度對應的蒸汽飽和壓力，溫度越低，真空越高。為了保持所形成的真空，通過抽氣設備把漏入凝汽器內的不凝結氣體抽出，以免其在凝汽器內逐漸積累，惡化凝汽器真空。

②水冷凝汽系統　水的傳熱系統比較大，因此，發電廠大多采用水冷凝汽系統。水冷凝汽系統的冷卻方式又可以分為直流供水方式（也稱開式循環水系統）和循環供水方式（也稱閉式循環水系統）兩種。直接供水方式是以江、河、湖、海的天然水源作為冷卻水源。通常，凝汽系統的取水口布置在江河的上游，排水口選在下游。直流供水方式凝汽系統廣泛應用于建在大江、大海附近的發電廠。循環供水方式是需要專用的冷卻塔，冷卻水吸收凝汽器中排汽的熱量后，送入冷卻塔中進行冷卻，冷卻后的冷卻水重新進入凝汽器中工作，如此往復循環。一般只需要補充少量冷卻水來補充循環中的水損失，因此，閉式供水方式適合于水源不足的地區采用。

③空冷凝汽系統　空冷凝汽系統是指用空氣帶走汽輪機排汽熱量的凝汽系統。采用空冷凝汽系統，不需要冷卻水，所以在發電廠廠址選擇上就不會受到冷卻水源的限制，特別是廠址選在煤炭產地的坑口電廠，采用空冷凝汽系統，更有顯著意義?？绽淠到y可以分為直接空冷和間接空冷兩種方式。

a.直接空冷凝汽系統。圖1-8所示為直接空冷凝汽系統的示意，汽輪機排汽送到空冷凝器的翅片管束中，冷空氣通過風機的輸送，在翅片管外流動，將管內流動的汽輪機排汽冷卻、凝結、凝結水由凝結水泵送至回熱系統后，作為鍋爐給水重復使用。

直接空冷凝汽系統的優點是：一是不需要冷卻水等中間冷卻介質，適合于嚴重缺水區域使用；二是傳熱溫差較大，可獲得較低的排汽壓力。缺點是：一是由于空氣的傳熱系數低于水的傳熱系數，導致空冷凝器體積比水冷凝器的體積要大得多，所以對凝汽器的安裝場地有更多的要求，也更容易泄漏；二是直接空冷凝汽系統大多采用強制通風方式，增加了發電廠的廠用電量，也增加了環境噪聲。

b.間接空冷凝汽系統。間接空冷凝汽系統如圖1-9所示，汽輪機排汽進入混合式凝汽器后，與從空氣冷卻器來的冷卻水混合凝結為凝結水。凝汽器出來的凝結水與冷卻水的混合水流，小部分（約3%）作為鍋爐的給水，其余大部分循環水泵打入空氣冷卻器，構成一個封閉型間接空冷凝汽系統。水輪機用于調節混合凝汽器噴水壓力，同時回收部分能量，比如同軸驅動水泵。這種間接空冷凝汽系統克服了直接空冷凝汽系統的缺點，具有凝汽器體積小、設備投資省等優點。缺點是整個凝汽系統復雜、設備多、布置也比較困難。