試析低壓飽和蒸汽汽輪機的結構設計

摘 要：隨著我國各領域產業規模的日趨擴大，在諸多工業生產領域所使用的設備也有所改進。就從低壓飽和蒸汽汽輪機設備的結構設計內容來看，作為一種新型蒸汽設備，它的設計理念較為獨特，采用的是飽和蒸汽作為進汽，而且不用中壓缸，同時，絕大多數的低壓飽和蒸汽汽輪機設備采用的是半轉速結構，這些設計內容為低壓飽和蒸汽汽輪機性能的提升帶來了保障。該文就低壓飽和蒸汽汽輪機的結構設計的主體內容及其細節問題進行闡釋，以期為該項目研究與實踐帶來有益的借鑒。

關鍵詞：低壓飽和蒸汽汽輪機 結構 設計

中圖分類號：TK262 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）04（b）-0084-01

低壓飽和蒸汽汽輪機設備結構設計方案的提出，是為了順應國家所提出的工業生產“節能減排”的政策要求。憑借低壓飽和蒸汽汽輪機設備的運行能夠將少量能源回收再利用，同時，還可以避免環境污染。低壓飽和蒸汽汽輪機設備的結構設計能夠體現出現代工業生產與生態節能環保之間的協調性。

1 低壓飽和蒸汽汽輪機設備的應用范圍及其主要特征分析

1.1 低壓飽和蒸汽汽輪機設備的使用范圍

簡單來說，所謂的“低壓飽和蒸汽汽輪機”指的是以飽和狀態的蒸汽作為新蒸汽的汽輪機設備，該設備被廣泛應用在了各個堆型的核電站項目中，當前，很多應用低壓飽和蒸汽汽輪機設備的領域仍在不斷拓展。

1.2 低壓飽和蒸汽汽輪機設備的主要設計特征分析

在工業生產單位中，尤其是電廠汽輪機發電機組的設置，往往需要采用低壓飽和蒸汽汽輪機設備，另外，煉鋼廠的高溫冶煉余熱煙道的蒸汽發生器等部件，也利用了低壓飽和蒸汽汽輪機的設計原理。

1.2.1 采用飽和蒸汽作為進汽

鑒于低壓飽和蒸汽壓力、溫度都較低，且濕度較高，如若進行長距離的輸送，則造成的流動資源損失較大，而且，對流經的設備的腐蝕作用也較為嚴重，亟待一種科學、合理的結構設計方案來對其構造加以改善。采用飽和蒸汽作為進汽，則一般需采用5～7MPa的飽和蒸汽，在低壓缸設備中，單位質量的蒸汽在汽輪機內膨脹做功時所發出的熱能有所降低，甚至在較大功率的飽和蒸汽輪機設備中，高壓缸也與低壓缸的運作模式類似，同采用的是分流結構來處理。

1.2.2 低壓飽和蒸汽汽輪機設備不采用中壓缸裝置

從低壓飽和蒸汽汽輪機設備的基本形態來看，其設備較小，中壓缸在設備中的性能不明顯，則將其剔除掉，這樣一來，汽輪機的進汽、排汽裝置以及管道系統中的汽流能量損失就相對增大。

1.2.3 設計方案中采用半轉速結構

實質上，盡管是在相同的低壓缸排汽壓力之下，低壓飽和蒸汽汽輪機的排汽容積流量約增大一倍之多，基于此，在設計低壓飽和蒸汽汽輪機設備的過程中，可以采用大功率飽和蒸汽汽輪機的1500轉/分（50Hz）或者是1800轉/分（60Hz）的半轉速結構來優化設計。從具體的實踐操作過程來看，為了更好地提升設備系統的性能，目前很多50Hz的大功率飽和蒸汽汽輪機組則采用了全轉速結構，極大地增強了整個低壓飽和蒸汽汽輪機結構設計的效能[1]。

2 低壓飽和蒸汽汽輪機的系統流程及其結構設計

低壓飽和蒸汽的利用方法主要有兩種，其中一種是螺桿膨脹動力機技術，該技術的核心基礎便是機械部件的膨脹做功，起到一定的節能效用；另一種方法為特種工業汽輪機技術，則是將沒有消耗的能源重新回收并利用，降低工業生產所對大氣環境所造成的中低溫蒸汽物質污染[2]。就從低壓飽和蒸汽汽輪機設備的系統流程來看，每一環節的設計都要本著節能、高效、合理的原則來執行，具體如圖1所示。

從圖1中可以看到，低壓飽和蒸汽汽輪機設備在運作的過程中，整個熱力系統中的各個環節設計較為縝密，如若任何一個環節出現差錯，都可能造成整體的低壓飽和蒸汽汽輪機運作不佳。實際上，高壓缸和低壓缸是汽輪機設備的兩個系統分支，傳統的設計方式是將二者協同設計，如若僅考慮低壓飽和蒸汽汽輪機結構的設計，則僅考慮“低壓缸”部分的結構設計[3]。

具體來看，低壓飽和蒸汽汽輪機設備典型熱力系統流程，首先，從飽和的新汽進入到低壓缸設備以后，接下來，經發電機部件的助力，促使低壓缸中的蒸汽壓入到加熱器裝置中，且一部分蒸汽進入到凝汽器裝置中，由于低壓飽和蒸汽汽輪機設備的進口蒸汽處于飽和的狀態，為了避免游離水分子的擴散會腐蝕設備，則采取“中間再熱式”手段對其進行除濕處理，最終，無論是加熱器裝置還是凝汽器裝置中的蒸汽，都通過汽輪機設備的運作而排出去。

3 結語

通過研究低壓飽和蒸汽汽輪機設備的應用范圍及其特征，能夠更清楚地了解到在實踐過程中低壓飽和蒸汽汽輪機設備的實際功用，憑借以往的設計經驗，將低壓飽和蒸汽汽輪機設備的總體系統結構重新梳理，重點突出該設備的節能環保特性，它的設計理念較以往有所改進，采用的是飽和蒸汽作為進汽，而且不用中壓缸，同時，絕大多數的低壓飽和蒸汽汽輪機設備采用的是半轉速結構，也有部分設備采用的是全轉速結構。從目前的工業生產狀況來看，低壓飽和蒸汽汽輪機設備的應用范圍將會進一步擴大，為我國核電站建設及維護提供強有力的技術支撐。

參考文獻

[1]謝業平.低壓飽和蒸汽汽輪機的應用及其發展前景[J].節能技術，2011，1（1）：63-65.

[2]王政偉.飽和蒸汽發電技術應用現狀分析[J].節能技術，2013，4（4）：328-330.

[3]周大漢.吸收式制冷應用于冷熱電三聯產系統的能耗特性分析[J].上海理工大學學報，2010，1（1）：198-202.