動(dòng)力機(jī)械5-結(jié)構(gòu)部件1

1、汽輪機(jī)的汽輪機(jī)的設(shè)設(shè) 備備 部部 件件汽 缸 一、汽缸的作用一、汽缸的作用 汽缸是汽輪機(jī)的外殼。其汽缸是汽輪機(jī)的外殼。其作用是將進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽與作用是將進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽與大氣隔開，形成蒸汽能量轉(zhuǎn)換大氣隔開，形成蒸汽能量轉(zhuǎn)換的封閉汽室；汽缸內(nèi)部安裝著的封閉汽室；汽缸內(nèi)部安裝著隔板和隔板套、汽封等部件，隔板和隔板套、汽封等部件，外部與進(jìn)汽、排汽及抽汽等管外部與進(jìn)汽、排汽及抽汽等管道相連接，因此還起著支承定道相連接，因此還起著支承定位的作用。位的作用。 應(yīng)保證汽缸有足夠的強(qiáng)度和應(yīng)保證汽缸有足夠的強(qiáng)度和剛度、通流部分有較好的流動(dòng)剛度、通流部分有較好的流動(dòng)性能、各部分受熱時(shí)能自由膨性能、各部分受熱時(shí)能

2、自由膨脹且中心不變、形狀簡單對(duì)稱，脹且中心不變、形狀簡單對(duì)稱，還應(yīng)盡量減小熱應(yīng)力。還應(yīng)盡量減小熱應(yīng)力。 二、汽缸的結(jié)構(gòu)二、汽缸的結(jié)構(gòu)1蒸汽室；2導(dǎo)汽管；3上汽缸；4排汽管口；5法蘭；6下汽缸；7抽汽管口 1.高、中壓缸高、中壓缸 高、中壓缸其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要問題是在保證強(qiáng)度高、中壓缸其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要問題是在保證強(qiáng)度的條件下，盡量減薄汽缸壁和法蘭的厚度，以減小熱應(yīng)力的條件下，盡量減薄汽缸壁和法蘭的厚度，以減小熱應(yīng)力和熱變形。和熱變形。 近代高參數(shù)大容量汽輪機(jī)的高壓缸多采用雙層結(jié)構(gòu)，近代高參數(shù)大容量汽輪機(jī)的高壓缸多采用雙層結(jié)構(gòu)，有的機(jī)組甚至中壓缸也采用雙層缸，并在內(nèi)、外缸的夾層有的機(jī)組甚至中

3、壓缸也采用雙層缸，并在內(nèi)、外缸的夾層中通以一定壓力和溫度的蒸汽。中通以一定壓力和溫度的蒸汽。 每層汽缸承受的壓差和溫差減少，汽缸壁和法蘭的厚每層汽缸承受的壓差和溫差減少，汽缸壁和法蘭的厚度減薄，從而度減薄，從而減小減小了啟、停及工況變化時(shí)的了啟、停及工況變化時(shí)的熱應(yīng)力熱應(yīng)力，加快，加快了啟、停速度，有利于改善機(jī)組變工況運(yùn)行的適應(yīng)性。了啟、停速度，有利于改善機(jī)組變工況運(yùn)行的適應(yīng)性。 由于外缸受到夾層蒸汽的冷卻，工作溫度較低，可采由于外缸受到夾層蒸汽的冷卻，工作溫度較低，可采用較低等級(jí)的材料，用較低等級(jí)的材料，節(jié)約了優(yōu)質(zhì)耐熱合金鋼節(jié)約了優(yōu)質(zhì)耐熱合金鋼。雙層缸結(jié)構(gòu)。雙層缸結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是增加了安裝、檢修

4、工作量。的缺點(diǎn)是增加了安裝、檢修工作量。 國產(chǎn)300MW汽輪機(jī)高壓缸示意圖1進(jìn)汽連接管；2小管；3螺旋圈；4汽封環(huán)；5高壓內(nèi)缸；6隔板套；7隔板槽；8高壓外缸；9縱銷；10立銷；11調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴組 國產(chǎn)引進(jìn)型300MW汽輪機(jī)高、中壓缸縱剖面圖1外缸；2高壓內(nèi)缸；3中壓內(nèi)缸；4低壓平衡活塞持環(huán)；5高壓靜葉持環(huán)；6高壓平衡活塞持環(huán)；7中壓平衡活塞持環(huán)；8中壓一號(hào)靜葉持環(huán)；9定位銷；10中壓二號(hào)靜葉持環(huán)；11中壓排汽；12中壓進(jìn)汽；13高壓進(jìn)汽；14高壓排汽； 15H形梁； 國產(chǎn)引進(jìn)型國產(chǎn)引進(jìn)型300汽輪機(jī)高、中壓缸夾層冷卻系統(tǒng)汽輪機(jī)高、中壓缸夾層冷卻系統(tǒng) 回流式高壓缸回流式高壓缸 2.低壓缸 國產(chǎn)國

5、產(chǎn)300MW雙層結(jié)構(gòu)低壓缸雙層結(jié)構(gòu)低壓缸1內(nèi)缸；內(nèi)缸；2外缸；外缸；3排汽室；排汽室；4擴(kuò)壓器；擴(kuò)壓器；5汽輪機(jī)后軸承；汽輪機(jī)后軸承；6隔板套；隔板套；7擴(kuò)壓管斜前壁；擴(kuò)壓管斜前壁；8進(jìn)汽口；進(jìn)汽口；9低壓轉(zhuǎn)子低壓轉(zhuǎn)子 國產(chǎn)引進(jìn)型國產(chǎn)引進(jìn)型300汽輪機(jī)低壓缸縱剖面圖汽輪機(jī)低壓缸縱剖面圖外缸；外缸；2次內(nèi)缸；次內(nèi)缸；3內(nèi)缸；內(nèi)缸；4靜葉持環(huán)；靜葉持環(huán)；5隔板；隔板；6動(dòng)葉動(dòng)葉 低壓缸頂部密封環(huán) 1低壓進(jìn)汽管；2外缸；3次內(nèi)缸 噴水減溫裝置 1進(jìn)水管；2噴水管 3.進(jìn)汽部分進(jìn)汽部分 高壓缸的前端即從調(diào)節(jié)高壓缸的前端即從調(diào)節(jié)閥到調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴這段區(qū)域閥到調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴這段區(qū)域是汽輪機(jī)的進(jìn)汽部分，它是汽輪機(jī)的

6、進(jìn)汽部分，它包括蒸汽室和噴嘴室，是包括蒸汽室和噴嘴室，是汽輪機(jī)中承受壓力和溫度汽輪機(jī)中承受壓力和溫度最高的部分。最高的部分。4. 汽缸法蘭、螺栓加熱裝置 1、2蒸汽連接口；3平面槽（a）高壓外缸法蘭 （b）、（c）法蘭螺栓加熱流程 汽輪機(jī)法蘭螺栓加熱裝置示意圖 三、汽缸的支承 汽輪機(jī)安裝在基礎(chǔ)汽輪機(jī)安裝在基礎(chǔ)上?；A(chǔ)上固定有若干上。基礎(chǔ)上固定有若干塊基礎(chǔ)臺(tái)板（或稱機(jī)座、塊基礎(chǔ)臺(tái)板（或稱機(jī)座、座架），汽缸通過軸承座架），汽缸通過軸承座或其外伸的搭腳支承座或其外伸的搭腳支承在基礎(chǔ)臺(tái)板上。在基礎(chǔ)臺(tái)板上。 1.高、中壓缸的支承高、中壓缸的支承 汽輪機(jī)高、中壓缸一汽輪機(jī)高、中壓缸一般通過其水平法蘭兩端般

7、通過其水平法蘭兩端伸出的貓爪支承在軸承伸出的貓爪支承在軸承座上，稱為貓爪支承。座上，稱為貓爪支承。貓爪支承有上缸貓爪支貓爪支承有上缸貓爪支承和下缸貓爪支承兩種承和下缸貓爪支承兩種方式。方式。 下缸貓爪支承 1下缸貓爪；2壓塊；3支承塊；4緊固螺栓；5軸承座； 上缸貓爪支承1上缸貓爪；2下缸貓爪；3安裝墊鐵；4工作墊鐵；5水冷墊鐵；6定位銷；7定位鍵；8緊固螺栓；9壓塊 下缸貓爪中分面支承1下缸貓爪；2螺栓；3平面鍵；4墊圈；5軸承座 國產(chǎn)引進(jìn)型300汽輪機(jī)內(nèi)缸支承 1墊片；2螺釘；3支撐鍵；4銷子 四、滑銷系統(tǒng)四、滑銷系統(tǒng) 1.滑銷系統(tǒng)的作用：滑銷系統(tǒng)的作用： （1）允許機(jī)組（汽缸和轉(zhuǎn)子）進(jìn)行

8、自由的膨脹）允許機(jī)組（汽缸和轉(zhuǎn)子）進(jìn)行自由的膨脹 （2）保證汽缸和轉(zhuǎn)子中心一致）保證汽缸和轉(zhuǎn)子中心一致 （3）保證機(jī)組牢固的固定在基礎(chǔ)上。）保證機(jī)組牢固的固定在基礎(chǔ)上。 2.滑銷系統(tǒng)的組成滑銷系統(tǒng)的組成 橫銷、縱銷、立銷、角銷等橫銷、縱銷、立銷、角銷等 （a）立銷；（b）貓爪橫銷；（c）橫銷；縱銷；（d）角銷 圖4-44 汽輪機(jī)各部位滑銷 圖4-45國產(chǎn)引進(jìn)型300汽輪機(jī)滑銷系統(tǒng)1縱銷；2貓爪橫銷；3定中心梁；4縱銷；5橫銷 軸承 （一）支持軸承 支持軸承的型式很多，常用的有圓筒形軸承、橢圓形軸承、三油楔軸承和可傾瓦軸承等。 1、圓筒形軸承 圖4-65圓筒形支持軸承1、3軸瓦；2螺釘；4、7墊

9、片；5、10軸承墊塊；6定位銷；8軸承限位銷；9熱電偶 2、橢圓形軸承 3、三油楔軸承 圖4-67 三油楔軸承1調(diào)整墊片；2節(jié)流孔；3帶孔調(diào)整墊鐵；4軸瓦體；5內(nèi)六角螺釘；6止動(dòng)墊圈；7高壓油頂軸進(jìn)油 4、可傾瓦軸承 圖4-69 可傾瓦軸承1軸瓦；2軸承體；3軸承體定位銷；4定位銷；5外墊片；6自位墊塊；7內(nèi)墊片；8軸承體定位銷； 9螺塞；10軸承蓋螺栓；11彈簧；12、14擋油板；13軸承蓋；15螺栓；16擋油環(huán)限位銷；17油封環(huán)；18油封環(huán)銷 （二） 推力軸承 圖4-70推力軸承1球面座；2擋油環(huán)；3調(diào)節(jié)套筒；4推力軸承瓦塊安裝環(huán)；5反向推力瓦；6正向推力瓦；7出油擋油環(huán)；8進(jìn)油擋油環(huán)；9

10、拉彈簧 圖4-71國產(chǎn)引進(jìn)型300汽輪機(jī)推力軸承1瓦塊；2調(diào)整塊調(diào)整螺釘；3、8調(diào)整塊；4瓦塊支托；5支承環(huán)；6、12墊片；7、13油封環(huán)；9定位銷；10支承環(huán)鍵；11支承環(huán)鍵螺釘； 14軸承殼體 第八節(jié) 汽輪發(fā)電機(jī)組的振動(dòng) 振動(dòng)過大，可能造成嚴(yán)重危害和后果：振動(dòng)過大，可能造成嚴(yán)重危害和后果： 1）使轉(zhuǎn)動(dòng)部件損壞。）使轉(zhuǎn)動(dòng)部件損壞。 2）使連接部件松動(dòng)。）使連接部件松動(dòng)。 3）使機(jī)組動(dòng)、靜部分摩擦。）使機(jī)組動(dòng)、靜部分摩擦。 4）引起基礎(chǔ)甚至廠房建筑物的共振損壞。）引起基礎(chǔ)甚至廠房建筑物的共振損壞。 5）有可能引起危急保安器誤動(dòng)作而發(fā)生停機(jī)）有可能引起危急保安器誤動(dòng)作而發(fā)生停機(jī)事故。事故。 由此

11、可知，為保證機(jī)組長期安全運(yùn)行，必須將由此可知，為保證機(jī)組長期安全運(yùn)行，必須將它的振動(dòng)幅度控制在規(guī)定范圍內(nèi)。它的振動(dòng)幅度控制在規(guī)定范圍內(nèi)。 一、機(jī)組振動(dòng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)一、機(jī)組振動(dòng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 機(jī)組的振動(dòng)值一般用軸承的振幅或軸的振幅大小來衡量機(jī)組的振動(dòng)值一般用軸承的振幅或軸的振幅大小來衡量 二、機(jī)組發(fā)生振動(dòng)的原因二、機(jī)組發(fā)生振動(dòng)的原因 （一）引起強(qiáng)迫振動(dòng)的原因（一）引起強(qiáng)迫振動(dòng)的原因 1、轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡、轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡 2、轉(zhuǎn)子彎曲、轉(zhuǎn)子彎曲 1）轉(zhuǎn)子沿徑向溫度分布不均勻而產(chǎn)生熱彎曲。）轉(zhuǎn)子沿徑向溫度分布不均勻而產(chǎn)生熱彎曲。 2）轉(zhuǎn)子的材質(zhì)不均勻或有缺陷，受熱后出現(xiàn)熱彎曲。）轉(zhuǎn)子的材質(zhì)不均勻或有缺陷，受

12、熱后出現(xiàn)熱彎曲。 3）動(dòng)靜部分之間的碰磨使轉(zhuǎn)子彎曲。）動(dòng)靜部分之間的碰磨使轉(zhuǎn)子彎曲。 3、轉(zhuǎn)子中心不正、轉(zhuǎn)子中心不正 4、轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)變化、轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)變化 5、電磁力不平衡、電磁力不平衡 （二）引起自激振動(dòng)的原因（二）引起自激振動(dòng)的原因 振動(dòng)系統(tǒng)通過本身的運(yùn)動(dòng)不斷向自身饋振動(dòng)系統(tǒng)通過本身的運(yùn)動(dòng)不斷向自身饋送能量，自己激勵(lì)自己，這樣產(chǎn)生的振動(dòng)送能量，自己激勵(lì)自己，這樣產(chǎn)生的振動(dòng)稱為自激振動(dòng)。引起機(jī)組自激振動(dòng)的原因稱為自激振動(dòng)。引起機(jī)組自激振動(dòng)的原因主要是油膜自激和間隙自激，它們引起的主要是油膜自激和間隙自激，它們引起的振動(dòng)分別為油膜振蕩和間隙自激振動(dòng)。振動(dòng)分別為油膜振蕩和間隙自激振動(dòng)。 消除自激振動(dòng)的措施有：消除自激振動(dòng)的措施有： （1）改善轉(zhuǎn)子與汽缸的同心位置，以減）改善轉(zhuǎn)子與汽缸的同心位置，以減小激振力；小激振力； （2）減小軸承間隙，增加潤滑油粘度等，）減小軸承間隙，增加潤滑油粘度等，以增加阻尼以增加阻尼 （三）引起軸系扭振的原因（三）引起軸系扭振的原因 引起軸系扭振的原因有汽輪機(jī)組和電氣系統(tǒng)兩引起軸系扭振的原因有汽輪機(jī)組和電氣系統(tǒng)兩方面。方面。 1.汽輪機(jī)組方面汽