工業汽輪機

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《工業汽輪機》在工業生產中，直接用汽輪機作為原動機來驅動一些大型的機械設備，如大型風機、給水泵壓縮機等功率比較大的設備，這種用途的汽輪機叫工業汽輪機。 驅動泵、鼓風機、壓縮機等機械的汽輪機或與工業生產流程有密切聯繫的發電用汽輪機。工業汽輪機既可使用燃料或利用各類工業生產流程中副產熱能在鍋爐中產生的蒸汽，也可利用生產流程中的余汽。

目錄

應用原因

工業汽輪機在現代工業企業中得到廣泛應用，主要原因是：①在所有既需動力又需熱量，或者有副產熱能的各種生產流程中，合理配置工業汽輪機，可提高能源利用率，達到節能的目的。②工業汽輪機有較高的轉速和較大的功率適用範圍，轉速可高達20000轉/分以上,功率可從幾千瓦到十萬千瓦以上。它能直接驅動生產流程中的泵、鼓風機和壓縮機等機械，並可平穩、靈敏地與這些被驅動機械相互協調地變速運行，以適應生產流程工況條件的變化。這是其他動力機械所不能比擬的。③汽輪機具有軸對稱的高速旋轉部分，因而運行平穩、磨損微小、連續運行時間長，能滿足現代生產流程的要求。圖為應用工業汽輪機的合成氨裝置熱力系統示意圖。

與電站用汽輪機的不同之處

一、電站用汽輪機的工作轉速比較低，並且固定不變，一般為3000 r/min；而工業汽輪機的工作轉速都比較高，而且不斷變化，一般為7000-10000 r/min，有的達到12000 r/min。

二、工業用汽輪機的功率相對較小，最小的只有幾十千瓦，大的幾Mw。

三、工業汽輪機的結構比較緊湊，一般採用積木塊結構，熱力系統相對而言比較簡單，而且通常不設高低壓加熱器等輔助設備，因此熱效率較低。

四、工業汽輪機的自動化程度比較高，操作比較簡單，調節系統一般採用國際先進的調節器，如WOOD-WARD505調節器，也有的使用全液壓調節器。

類型

工業汽輪機可按驅動對象、驅動方式和熱力系統原理劃分類型。按驅動對象可分為：工業驅動用汽輪機，如用於驅動泵、壓縮機、鼓風機等；工業發電用汽輪機，如在熱源、汽源或供熱等方面與工業生產流程有密切聯繫的工業電站中驅動發電機的汽輪機。按驅動方式可分為直接驅動、間接驅動（通過減速裝置驅動）兩類。按熱力系統原理可分為：凝汽式汽輪機（汽輪機的排汽流入凝汽器）、背壓式汽輪機、抽汽式汽輪機和多壓式汽輪機。多壓式汽輪機除直接利用鍋爐產生的蒸汽外，在不同壓力段還分別引入生產流程中的余汽共同作功。

表中列舉了工業汽輪機的應用實例。

特點

工業汽輪機因使用領域不同，它的工作條件和運行方式也各有特點。①蒸汽參數、功率和轉速等主要技術規範高低、大小不一，結構類型較多。②有些機組要求長時間連續運行，負荷相對穩定，變化幅度較小；有些機組則間斷運行，時開時停，負荷忽高忽低，變化幅度大。③有些機組串聯於複雜的生產流程系統中，是影響整個系統工作的關鍵設備，要求嚴格；有些則僅僅在系統中起輔助和備用的作用，要求不高。④有些機組用於複雜系統，具有自動化程度較高的啟動、停機、運行、監視和保護設施；有些機組則用於比較簡單的系統，主要由人工操作和監視。⑤環境條件相對地比較惡劣。

相對於電站汽輪機來說，工業汽輪機在設計和製造上也有自己的特點：①對於特殊用途的工業汽輪機應特殊對待，制訂相應的產品技術標準。②需要針對具體的工作條件在技術上解決相應的特殊問題，如高速、變速帶來的強度、機械振動和穩定性等轉子動力學問題；與生產流程中系統安全經濟運行相對應的工作可靠性問題；與環境條件有關的防腐、防爆、防潮和防塵等問題。③在產品結構上，需要解決用戶對象廣泛、技術規範和要求各異帶來的產品「不定型性」，提高系列化、標準化和通用化的程度。採用「積木塊」原理和成組技術設計和製造工業汽輪機，是解決「不定型性」的有效方法。④滿足工業汽輪機在可靠性和操作方便性方面的特殊要求。⑤工業汽輪機本身的熱效率雖然重要，但更重要的是所服務的工業生產系統的總體經濟性。

常見故障及解決方案

工業汽輪機在運行過程中，氣缸由於鑄造缺陷、受應力作用變形、隔板及汽封套或掛耳壓板的膨脹間隙不合適、氣缸密封劑雜質過多、螺栓緊力不足或緊固順序不正確等原因，結合面常會出現變形、滲漏等現象，影響機組的安全運行。

工業汽輪機滲漏處理方法

針對氣缸變形和泄漏的問題，首先要用長平尺和塞尺檢查汽缸結合面的變形情況，再根據泄漏程度採取不同的解決方法：

汽缸變形較大或漏汽嚴重的結合面，採用研刮結合面的方法

如果上缸結合面變形在0.05mm範圍內，以上缸結合面為基準面，在下缸結合面塗紅丹或是壓印藍紙，根據痕跡研刮下缸。如果上缸的結合面變形量大，在上缸塗紅丹，用大平尺研出痕跡，把上缸研平。

採用適當的汽缸密封材料

因工業汽輪機汽缸密封劑還沒有統一的國家標準和行業標準，產品質量參差不齊，在選擇汽輪機汽缸密封劑時，就要選擇產品質量有保證的正規生產廠家，以保證檢修處理後汽缸的嚴密性。

局部補焊或在氣缸結合面噴塗刷鍍

由於汽缸結合面被蒸汽沖刷或腐蝕出溝痕，選用適當的焊條把溝痕添平，用平板或平尺研出痕跡，研刮焊道和結合面在同一平面內。當汽缸結合面大面積漏汽，間隙在0.50mm左右時，為了減少研刮的工作量，可用塗鍍的工藝。

結合面加墊的方法

如果結合面的局部間隙泄漏不是很大，可用80—100目的銅網經熱處理使其硬度降低，然後剪成適當的形狀，鋪在結合面的漏汽處，再配以汽缸密封劑。

控制螺栓應力的方法

如果汽缸結合面的變形較小，而且很均勻，可在有間隙處更換新的螺栓，或是適當的加大螺栓的預緊力。按從中間向兩邊同時緊固，也就是從垂弧最大處或是受力變形最大的地方緊固螺栓。

高分子複合材料修複方法

由於補焊及刷鍍都有較大弊端，容易造成部件彎曲或變形，刷鍍則受厚度限制，容易脫落。西方國家針對工業汽輪機滲漏問題多應用高分子複合材料修復，其具有超強粘着力及優異抗壓強度，試用於現場快速維修。

發展趨勢

隨着化工、煉油、石油化工、冶金、輕工和紡織等工業的發展，以及節約能源，工業汽輪機將得到更廣泛的應用。隨着石油化工等生產流程系統向大型、高效方向發展，工業汽輪機的蒸汽參數和功率等級範圍也將相應地提高。為了更好地節約能源，合理利用品位較低的餘熱，開發利用蒸汽或其他工質的小型工業汽輪機正日益受到重視。

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