透平機

透平是英文turbine的音譯，源於拉丁文turbo一詞，意為旋轉物體。 透平機是將流體介質中蘊有的能量與機械能相互轉換的機器。不僅是壓縮機，汽輪機、渦輪機、煙氣輪機、膨脹機都可以叫透平機。

透平機的工質可以是氣體，也可以是液體。以水為工質的叫水輪機，以蒸汽為工質的叫汽輪機，以燃氣為工質的叫燃氣機也就是燃氣透平。

基本介紹

• 中文名：透平機
• 外文名：turbine
• 定義：流體中蘊有的能量轉換成機械功
• 分類：壓縮機，汽輪機、渦輪機
• 工質：氣體或液體
• 學科：物理學

概述

透平機是將流體工質中蘊有的能量轉換成機械功的機器。又稱渦輪或渦輪機，透平是英文turbine的音譯，源於拉丁文turbo一詞，意為旋轉物體。透平的工作條件和所用工質不同，所以它的結構形式多種多樣，但基本原理相似。透平的最主要的部件是一個旋轉件即轉子，或稱葉輪，它安裝在透平軸上具有沿均勻排列的葉片，流體所具能量在流動中，經過噴管時轉換成功能，流過葉輪時流體衝擊葉輪，推動葉輪轉動，從而驅動透平軸旋轉，輸出機械功。

透平機的工質可以是氣體，如：蒸汽、燃氣、空氣、其他氣體或混合氣。也可以是液體，如：水、油、其他液體。以水為工質的叫水輪機，以蒸汽為工質的叫汽輪機，以燃氣為工質的叫燃氣機也就是燃氣透平。

簡單理解：

既可做壓縮機又可做動力機,如果讓電機帶它轉就是壓縮機，如果噴嘴對著葉輪吹就是動力機，透平機是高速轉動、與流體有關的機械。

作為驅動設備，有蒸氣透平（蒸氣驅動）、燃汽透平（燃氣驅動）、膨脹透平（高壓氣體驅動）、水力透平（高壓液體驅動）；

作為從動機，被稱為透平的，目前只有透平壓縮機，有離心式和軸流式壓縮機二種。其他與流體有關的轉動機械，如水泵，都因轉速不高，不被稱為透平。

工作原理

透平機是將流體介質中蘊有的能量與機械能相互轉換的機器，又稱渦輪或渦輪機。透平的工作條件和所用工質不同，所以它的結構型式多種多樣，但基本工作原理相似。透平的最主要的部件是一個旋轉元件，即轉子，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，經過噴管時轉換成動能，流過葉輪時流體衝擊葉片，推動葉輪轉動，從而驅動透平軸旋轉。透平軸直接或經傳動機構帶動其他機械，輸出機械功。透平機械的工質可以是氣體，如蒸汽、燃氣、空氣和其他氣體或混合氣體，也可以是液體，如水、油或其他液體。以水為工質的透平稱為水輪機；以蒸汽為工質的透平稱為汽輪機；以燃氣為工質的透平稱為燃氣透平。
水輪機--水從高水位水庫沿通道流向處於低水位的水輪機的過程中，高水位水的勢能變成動能，推動水輪機旋轉。流過水輪機的尾水沿水道流去。現代水輪機的唯一用途是作為水電站的動力源，帶動發電機發電。
汽輪機--它的工質是蒸汽，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生器。它們產生的高溫高壓蒸汽以高速度經噴管送到蒸汽透平，驅動轉子旋轉，輸出動力。蒸汽流速很高，透平轉子尺寸較小，所以轉速可達10000轉/分。汽輪機主要用於火力發電廠，驅動發電機發電；也用於遠洋大型船舶和潛水艇作為主機驅動螺旋槳，推進船舶。
燃氣透平--它與壓氣機、燃燒室成為燃氣輪機裝置的三大主要部件。空氣供入壓氣機，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、高速的燃氣流，流入燃氣透平並推動燃氣透平旋轉，經透平軸輸出機械功。燃氣透平轉速高達每分鐘數萬轉。現代燃氣透平套用最廣泛的是作為噴氣式飛機的推進動力，有的用作艦船動力、發電廠、尖峰負荷用小型電站，也作為遠距離輸送天然氣的氣泵的動力。用作機車、汽車動力的燃氣透平還在研製試驗中。
還有一種燃氣透平用於火箭發動機，它作為壓送火箭推進劑（燃料和氧化劑）的輸送泵的動力，由一個氣體發生器利用化學作用產生所需要的高溫氣體，吹動透平旋轉，帶動輸送泵運轉。
另外，還有以壓縮空氣為工質推動透平旋轉的，只能作為微小動力用，這種透平稱為空氣透平。

分類

離心式壓縮機

是一種葉片旋轉式壓縮機(即透平式壓縮機)。在離心式壓縮機中，工質的能量帶動壓縮機葉輪高速旋轉，高速旋轉的葉輪給予被壓縮氣體的離心力作用，以及在擴壓通道中給予氣體的擴壓作用，使氣體壓力得到提高。隨著氣體動力學研究的成就使離心壓縮機的效率不斷提高，又由於高壓密封，小流量窄葉輪的加工，多油楔軸承等技術關鍵的研製成功，解決了離心壓縮機向高壓力，寬流量範圍發展的一系列問題，使離心式壓縮機的套用範圍大為擴展，以致在很多場合可取代往復壓縮機，而大大地擴大了套用範圍。工業用高壓離心壓縮機的壓力有（150~350）×105Pa的，海上油田注氣用的離心壓縮機壓力有高達700×105Pa的。作為高爐鼓風用的離心式鼓風機的流量有大至7000m3/min，功率大的有52900KW的，轉速一般在10000r/min以上。

汽輪機

是使用電站鍋爐產生的過熱蒸汽去衝動汽輪機葉片，並使之轉動，從而帶動汽輪機和汽輪發電機發電的一種動力機械。它是發電設備中的一種原動機。

渦輪機

是利用流體衝擊葉輪轉動而產生動力的發動機，按流體的不同而分為汽輪機，燃氣輪機和水輪機。廣泛用做發電、航空、航海等的動力機。

煙氣輪機

也稱煙氣膨脹機。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煙氣在煙氣輪機內膨脹作功，用以驅動主風機或發電機。有單級與雙級之分，單級機熱效率0.76-0.78，雙級機可達0.80-0.82。

主要生產公司

製造透平機主要是國外企業有德國的3K集團，西門子曼透平（收購了3K公司），三菱重工，國內的企業有陝鼓動力錦西化工機械等。

平面密封

高壓渦輪機、中壓渦輪機和低壓渦輪機的平面密封。

1．對於對接接頭的承重、密封面的較嚴重損壞區域（≤0.5-1.0mm）

密封表面損壞≤0.2mm的，可使用F 系列基礎產品進行彌補，現場修復嚴重損壞的區域≥0.2mm至1.0mm的，建議使用F1000和F2000產品。

（1）密封表面損壞≤0.2mm的，使用刷子或抹刀將F系列基礎產品塗抹到乾密封表面的兩側。所套用的層厚為0.2mm至0.3mm。F系列基礎產品可立即承受負載。

（2）密封表面損壞≤0.5mm的，使用抹刀將F1000產品大力塗抹到損壞區域中乾淨、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產品大力塗抹到損壞區域中乾淨、無油脂的損壞表面上。

F系列基礎產品、F1000 和F2000產品為深棕色。只有兩種密封產品聯合使用才能保證對接接頭和切割表面所要求的密封質量。

2．對承重、密封面進行砂磨

可用使用盤形砂輪的振動磨機對密封面進行稍稍打磨，砂輪粒度在60-80（可能不需要砂磨，這取決於表面的最終精密度），也可以選擇對表面進行刮削和修整，此工序只能由訓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/中壓渦輪機/低壓渦輪機頂端和底端對接接頭的油脂進行清洗，並用乾布進行擦拭。

4．將密封劑施用在對接接頭承重、密封面上

塗層厚度應在0.2-0.3毫米。產品不會固化，數小時後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行再操作。

5．閉合高壓渦輪機

渦輪機可馬上投入到運行負荷中，不需等待。