将热能和动能转化为机械动力
透平（涡轮机）是一种旋转式机械装置，能够从流动流体（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、发电机或其他机械负载，广泛应用于发电、油气、炼油、石油化工以及可再生能源等多个行业。
涡轮机根据工作流体和能源进行分类：
1. 蒸汽轮机
概述
汽轮机利用多组高精度叶片，将加压蒸汽的焓转化为旋转运动。它们是火力发电及工艺蒸汽回收系统中的核心设备。
类型
- 凝汽式汽轮机
- 背压式（非凝汽式）汽轮机
- 抽汽凝汽式汽轮机
- 再热式汽轮机
标准
- API 611 – 通用型蒸汽轮机
- API 612 – 专用型蒸汽轮机
- ASME PTC 6 – 蒸汽轮机性能试验规范
应用
- 发电厂（朗肯循环）
- 机械驱动装置（泵、压缩机）
- 热回收系统
- 热电联产（CHP系统）
2. 燃气轮机
概述
燃气轮机基于布雷顿循环（Brayton cycle）运行，通过燃烧燃料产生高速气流，进而驱动涡轮叶片。这类设备因其高功率重量比和快速启动能力而备受青睐。
类型
- 工业燃气轮机
- 航空衍生型燃气轮机
- 开式循环燃气轮机 (OCGT)
- 联合循环燃气轮机 (CCGT)
标准
- API 616 —— 石油、化学及天然气工业用燃气轮机
- ISO 3977 —— 燃气轮机采购与设计
- ASME PTC 22 —— 燃气轮机性能试验
应用
- 联合循环电厂及调峰电厂
- 压缩机和泵的机械驱动装置
- 海上平台
- 液化天然气（LNG）生产设施
3. 水轮机
概述
水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：佩尔顿式（高水头、小流量）
- 反击式水轮机：混流式、轴流式（中低水头、大流量）
标准
- IEC 61116 – 水轮机指南
- ISO 30606 – 性能验收试验
应用
- 水电站
- 灌溉与防洪
- 抽水蓄能系统
工程考量
- 热力效率（等熵效率或循环效率）
- 工质的入口压力与温度
- 转子动力学与平衡
- 负荷跟踪能力
- 控制系统（调速器、转速控制、负荷分配）
- 振动与噪声限值（符合 ISO 7919、ISO 10816 标准）
可选增强功能
- 热电联产（CHP）集成
- 余热回收系统（HRSG）
- 远程监控与预测性维护模块