将热能和动能转化为机械能
涡轮机是一种旋转机械装置，它从流动的流体（例如蒸汽、气体或水）中提取能量，并将其转化为机械功。这种机械功通常用于驱动压缩机、泵、发电机或各种机械负载，广泛应用于发电、石油天然气、炼油、石化和可再生能源等行业。
涡轮机根据工作流体和能源进行分类：
1.蒸汽轮机
概述
蒸汽轮机利用一组高精度叶片将加压蒸汽的焓转化为旋转运动。它们是火力发电和工艺蒸汽回收系统的基石。
类型：
- 凝汽式汽轮机
- 背压式（非冷凝式）涡轮机
- 抽汽凝汽式汽轮机
- 再热汽轮机
标准：
- API 611 – 通用蒸汽轮机
- API 612 – 特殊用途蒸汽轮机
- ASME PTC 6 – 蒸汽轮机性能试验规范
应用：
- 发电厂（朗肯循环）
- 机械驱动（泵、压缩机）
- 热回收系统
- 热电联产（CHP系统）
2.燃气轮机
概述：
燃气轮机采用布雷顿循环，燃烧燃料产生高速气体，驱动涡轮叶片。燃气轮机因其高功率重量比和快速启动能力而备受推崇。
类型：
- 工业燃气轮机
- 航空衍生燃气轮机
- 开式循环燃气轮机（OCGT）
- 联合循环燃气轮机（CCGT）
标准：
- API 616 – 石油、化工和天然气工业服务的燃气轮机
- ISO 3977 – 燃气轮机采购和设计
- ASME PTC 22 – 燃气轮机性能测试
应用：
- 联合循环和调峰发电厂
- 压缩机和泵的机械驱动装置
- 海上平台
- 液化天然气生产设施
3. 水力涡轮机
概述：
水力涡轮机利用水压和动能产生旋转动力，最常用于发电。
类型：
- 冲击式水轮机：佩尔顿水轮机（高水头、低流量）
- 反作用式水轮机：弗朗西斯式、卡普兰式（中低水头，高流量）
标准：
- IEC 61116 – 水力涡轮机指南
- ISO 30606 – 性能验收测试
应用：
- 水力发电厂
- 灌溉和防洪
- 抽水蓄能系统
工程考虑：
- 热力学效率（等熵或循环效率）
- 工作流体入口压力和温度
- 转子动力学和平衡
- 负载跟踪能力
- 控制系统（调速器、速度控制、负载共享）
- 振动和声学限制（根据 ISO 7919、ISO 10816）
可选增强功能
- 热电联产（CHP）集成
- 废热回收系统（HRSG）
- 远程监控和预测性维护模块