工业汽轮机技术发展趋势

为了适应各工业部门，无论是单级汽轮机还是多级汽轮机，都形成了各种系列，每个系列包括各种品种，每个品种都包括各种参数和功率等级的型号产品。虽然工业汽轮机面临着可控变速电机的挑战，但它仍然占据着广阔的市场，利用副产热能或提供副产热能的优势。工业汽轮机的特点决定了其发展方向，其方向仍朝着提高速度、效率和可靠性的三个方向发展。

1.继续提高产品的可靠性

可靠性是产品生存的基本质量指标。工业汽轮机不仅面临着与大型电站汽轮机相同的问题，还面临着运行范围广、速度高、速度变化快、无备用机组等特殊问题。例如，小型汽轮机通常可以连续运行三年；多级汽轮机除连续运行三年外，还必须保证使用寿命在20年以上，设备年强制停机率不超过0.2%～年有效利用率(指运行时间)达到96.0%～98.5%。

2.继续提高单机容量

近年来，工业汽轮机最大单机容量不断扩大，进气参数与单机容量和工业工艺蒸汽参数相匹配。随着现代工业生产规模的不断扩大，工业汽轮机所需的单机功率也相应增加。

3.不断提高效率和转速

工业汽轮机的单机功率一般较小，其排气通常用于工艺过程中。因此，传统的设计理念往往只注重保证可靠性、制造方便、降低成本，而忽视了提高效率，而现在却对效率提出了更高的要求。目前，小型汽轮机的效率已达70%～75%，而多级工业汽轮机效率达到70%～87%。如上所述，工业汽轮机的转速因其类型和用途而异，变化范围很广，最低只有1000r/min左右，转速较高的多级工业汽轮机可达2万r/min，单级工业汽轮机的最高转速可达3.3万r/min。提高汽轮机转速可使机组小型化，降低工厂投资成本；机组维护方便，提高驱动机械（如离心压缩机）效率，降低机组制造和运行成本。

4.开发中低品位能量工业汽轮机联合循环利用

联合循环和热电联产是提高能源利用率的有效途径。大多数燃气-蒸汽联合循环装置的热效率可达40%以上。如果循环中汽轮机的排气用于加热，该装置的总热能利用率可达85%以上。这些装置已经在许多国家使用，预计未来将得到很大的发展。中低品位能量的利用是实现节能的又一重要途径。因此，小型工业汽轮机在余热回收、剩余蒸汽利用、减压能量回收等方面的应用越来越广泛，各种混压进气工业汽轮机的应用也越来越多。各国对低沸点工质朗肯循环透平装置的研究应用方兴未艾，取得了一定成效，使中低温余热利用和低温能源的发展得到了很大发展。

5.提高调节套的精度，采用计算机监控，提高机器的自动化程度

根据相关标准，工业汽轮机的调速范围为最高连续转速的30%，其转速变化范围较大，这就要求调速器能够在较大范围内保持线性关系，从而对调速器提出更高的要求。此外，由于工业生产过程的复杂性，除了控制工业汽轮机的转速和进气外，有时还需要调整补气、抽气和背压。这样，就需要将工业汽轮机的几个专用调节部件组成多功能调节系统，以满足不同用途汽轮机的特殊需求，从而有效扩大原有专用调节部件的使用范围，提高调节系统的可靠性。目前，电子计算机技术的发展为汽轮机的运行提供了更完善的控制方法。微处理机可用于控制汽轮机运行的重要参数，监控汽轮机的自启停。因此，随着汽轮机监控和自启停系统的配合，实现了汽轮机运行的计算机控制。

6.设计与制造的现代化

电子计算机在工业汽轮机制造商中的应用主要是指计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助生产（CAM）以及计算机生产管理，包括积木和优化设计的产品。CAD和CAM是根据用户提出的具体参数和规格，通过计算机的参与，采用标准的“积木块”设计和生产满足用户要求的汽轮机。CAD主要由三部分组成：（1）计算机工程设计系统可用于规范和优化汽轮机的设计。（2）计算机绘图系统可根据设计的几何数据自动绘制汽轮机的各种图形。（3）计算机控制的生产制造系统可用于控制相应数控机械的生产制造，从而降低工人的劳动强度。此外，它还可以控制车间内材料的部署。使用CAD和CAM后，不仅可以节省生产成本，提高汽轮机的质量，而且可以缩短生产周期。

7.结束语

工业汽轮机在现代工业生产过程中发挥着重要作用，可靠性高，转速和功率范围广。目前，它正朝着高速、高功率、高效率、高可靠性、高精度、高自动化的方向发展。同时，低能排气的梯级利用也能有效满足当前节能降耗的发展理念。