在電力行業(yè),汽輪機沖轉(zhuǎn)定速3000r/min是一個重要進度節(jié)點。
汽輪機為什么定速3000r/min(轉(zhuǎn)/分鐘)?首先需要明確的是:不是所有汽輪機都運行在3000r/min。汽輪機按用途一般分兩大類,一是發(fā)電汽輪機,二是驅(qū)動汽輪機。
1、發(fā)電汽輪機,即主要用汽輪機驅(qū)動發(fā)電機進行發(fā)電的汽輪機。汽輪機的轉(zhuǎn)速與發(fā)電機轉(zhuǎn)速相關(guān),同步發(fā)電機轉(zhuǎn)速公式為:? ? ? ? n=60f/p
n:轉(zhuǎn)速r/min
f:頻率Hz
p:極對數(shù)
由于國內(nèi)電網(wǎng)頻率為50Hz,發(fā)電機極對數(shù)一般為1,所以:n=60×50/1=3000r/min常規(guī)汽輪機與發(fā)電機直接相連進行驅(qū)動,所以汽輪機轉(zhuǎn)速也為3000r/min。
為了提高小型汽輪機組效率,開發(fā)了高轉(zhuǎn)速汽輪機(如5000r/min),高轉(zhuǎn)速汽輪機與發(fā)電機中間還多了減速箱,通過減速箱,將轉(zhuǎn)速降低至3000r/min。上述是針對50Hz的電網(wǎng)頻率的,世界上除了50Hz的電網(wǎng)頻率還有60Hz的電網(wǎng)頻率(如沙特等國家),那么相應(yīng)的轉(zhuǎn)速也不一樣:n=60×60/1=3600r/min
對于核電汽輪機,由于蒸汽參數(shù)較低,葉片長度很長,為減小應(yīng)力,核電汽輪機一般采用1500r/min(半轉(zhuǎn)速),根據(jù)公式,其相應(yīng)的發(fā)電機極對數(shù)也需調(diào)整為2。n=60×50/2=1500r/min
綜上,發(fā)電汽輪機轉(zhuǎn)速也有多種,不同使用情景,轉(zhuǎn)速各異,但基本為定轉(zhuǎn)速運行。
2、驅(qū)動汽輪機驅(qū)動汽輪機,即汽輪機作為原動機,驅(qū)動風機、泵、壓縮機等設(shè)備。汽輪機所需的轉(zhuǎn)速主要由被驅(qū)動設(shè)備決定,多為變轉(zhuǎn)速運行。電廠運用較多的是給水泵汽輪機和引風機汽輪機。通常所稱的“給水泵小機”并不是指給水泵,而是驅(qū)動給水泵的汽輪機,轉(zhuǎn)速范圍一般為3000~6000r/min,通過調(diào)整轉(zhuǎn)速從而調(diào)整給水泵出力。
對于前置泵和主給水泵同平臺布置的項目(前置泵、主泵均由汽輪機驅(qū)動),一般汽輪機機尾與主給水泵直接相連,前置泵通過減速箱與汽輪機機頭相連。
引風機汽輪機,即由汽輪機驅(qū)動鍋爐引風機,由于引風機轉(zhuǎn)速范圍一般為700~1100r/min,汽輪機轉(zhuǎn)速范圍一般為3000~6000r/min,所以需通過配置減速箱,將轉(zhuǎn)速降低至引風機合適的轉(zhuǎn)速區(qū)間。
3、“汽電雙驅(qū)”汽輪機。還有一種汽輪機,兼有驅(qū)動和發(fā)電的作用,在驅(qū)動風機領(lǐng)域應(yīng)用較多。汽輪機變速離合器電機風機機組軸系系統(tǒng)為:汽輪機—變速離合器—電機—風機(或其它設(shè)備)。
啟動時,電機直接帶動風機工作,汽輪機和電機經(jīng)變速離合器分離。當汽輪機達到變速離合器設(shè)定轉(zhuǎn)速時,變速離合器自動使汽輪機與電機嚙合,電機根據(jù)風機軸功率情況運行在電動狀態(tài)或發(fā)電狀態(tài):當汽輪機輸出功率小于等于風機功率時,電機處于電動機狀態(tài)或空載狀態(tài);當風機功率需求減少,電機將汽輪機多余的機械能轉(zhuǎn)換為電能,并入電網(wǎng),轉(zhuǎn)為發(fā)電機運行狀態(tài)。此模式下,汽輪機轉(zhuǎn)速基本為定轉(zhuǎn)速運行(高轉(zhuǎn)速)。
綜上,汽輪機根據(jù)不同使用情景,轉(zhuǎn)速各異。