國產(chǎn)汽輪機本體培訓資料第二講

1、第二章 汽輪機本體汽輪機本體包括：1. 靜止部分汽缸、噴嘴室、隔板、隔板套、靜葉柵、汽封、軸承、軸承座、滑銷系統(tǒng)等2. 轉(zhuǎn)子部分主軸、葉輪（或轉(zhuǎn)鼓）、動葉柵、聯(lián)軸器等第一節(jié) 大機組結(jié)構(gòu)特點一、高中壓缸采用雙層缸將一定壓力的蒸汽引入夾層，使蒸汽的總壓差、溫差分別由內(nèi)、外壁承擔。減小單層汽缸壁厚、法蘭厚度，減小熱應力本圖是高壓缸排汽用作夾層冷卻不同的冷卻蒸汽決定了內(nèi)、外缸的壓差和溫差一般汽缸都是上下缸結(jié)構(gòu)，中間通過法蘭螺栓連接但大機組、尤其是超臨界機組高壓缸為了減小熱應力，采用了一些其它方式。西門子公司： 外缸為圓筒形結(jié)構(gòu)；內(nèi)缸有中分面，用螺栓固定；內(nèi)缸受外缸約束、定位。石洞口二電廠（ABB）、元

2、寶山電廠等內(nèi)缸無法蘭螺栓，而采用7只鋼套環(huán)將上下缸熱套緊箍成一圓筒，僅在進汽部分加四只螺栓來加強密封。同時外缸可采用較薄的法蘭和細螺栓，減小對汽機啟停的限制。二、高中壓分流合缸優(yōu)點：高溫區(qū)集中在汽缸中部，夜間停機或周末停機溫度衰減慢，啟動熱應力小，適合兩班制運行；兩端的溫度、壓力均較低，從而減少了對軸承和端部汽封的影響，改善了運行條件；減少了軸承數(shù)，可縮短主軸長度。缺點：1. 高中壓轉(zhuǎn)子合一而變長、變粗，ncr1降低、汽封漏汽量增大，熱耗增大三、配汽方式1. 節(jié)流配汽 進入汽輪機的所有蒸汽都經(jīng)過一個或幾個同時啟閉的調(diào)節(jié)閥，第一級為全周進汽，沒有調(diào)節(jié)級。結(jié)構(gòu)簡單，啟動或變負荷時第一級受熱均勻，且

3、溫度變化小，熱應力小。缺點：低負荷時節(jié)流損失太大。西門子公司超臨界機組采用，額定負荷下降低熱耗0.5%。pt00P2. 噴嘴配汽 將第一級分成36個噴嘴組，各組相互隔開，各有一個調(diào)節(jié)汽門控制。依次開啟可減少節(jié)流損失。缺點：調(diào)節(jié)級存在部分進汽損失且受熱不均；調(diào)節(jié)級余速不能利用。且負荷下降時高壓缸各級溫度變化大。3. 節(jié)流-噴嘴聯(lián)合配汽現(xiàn)代汽輪機大都設(shè)置了閥門狀態(tài)管理功能，可實現(xiàn)配汽方式的切換。低負荷時采用節(jié)流配汽，犧牲經(jīng)濟性換安全性。高負荷時采用噴嘴調(diào)節(jié)，提高效率。例：北侖港600MW亞臨界機組有4個調(diào)節(jié)汽門，1#、2#、3#高壓調(diào)節(jié)汽門同步調(diào)節(jié)，定-滑-定的混合滑壓運行方式050%額定負荷范圍

4、內(nèi)定壓（8.72MPa)運行，1、2、3號門同時開啟直到全開；50% 94.3% 機組滑壓運行，到壓力16.7MPa;94.3 %103.4% 4#閥參與調(diào)節(jié)，定壓運行四、滑壓運行 當負荷降低時，進汽壓力和負荷同時降低，使進汽的容積流量不變，汽門開度不變，減小進汽節(jié)流損失；同時進汽溫度不變，使各級的溫度變化小，負荷適應能力強。純滑壓運行節(jié)流滑壓運行定-滑-定運行方式滑壓運行的特點：采用滑壓運行降負荷時，進汽節(jié)流損失小，級的相對內(nèi)效率變化?。慌牌麧穸葴p小，再熱溫度提高；采用變速泵的機組，給水泵泵功減??；高壓缸溫度變化小，負荷適應能力強；a) 由于新汽壓力降低，循環(huán)效率降低，所以高負荷附近采用滑壓

5、運行一般不經(jīng)濟。五、低壓缸采用多層缸 低壓缸的剛度是低壓缸最為重要的特性，它包括靜剛度、動剛度和汽缸的熱變形等。靜剛度是指扣與不扣上蓋的情況下載荷與汽缸變形的關(guān)系，冷態(tài)下抽真空與變形的關(guān)系。動態(tài)剛度是指抗振強度。熱變形是指后汽缸排汽溫度變化對汽缸及軸承座負荷分配的影響。 每個排汽缸上方裝有4個薄膜型安全閥，當排汽壓力高于0.137MPa時，安全閥動作排大氣，防止由于冷卻水中斷等事故引起的排汽溫度升高。 排汽缸的下部還設(shè)有噴水減溫，防止排汽缸超溫。因為在啟動過程中，尤其在達到額定轉(zhuǎn)數(shù)空負荷運行時，可能會出現(xiàn)沒有足夠的蒸汽流量帶走低壓缸摩擦鼓風損失，使低壓缸超溫的情況，但這種情況的運行時間要限制。

6、低壓缸體積大，軸向溫差大。采用三層缸，即一個外缸和兩個內(nèi)缸，有利于：將通流部分設(shè)在內(nèi)缸，使體積較小的內(nèi)缸承受溫度變化，而外缸及龐大的排汽缸均處于較低溫度狀態(tài)，減小熱變形；#2內(nèi)缸兩端布置有排汽導流環(huán)，與外缸的錐形端壁結(jié)合，形成排汽擴壓通道，充分利用末級葉片排汽速度，提高汽輪機效率；噴水裝置固定與排汽導流環(huán)出口的外緣上，當轉(zhuǎn)速達到600rpm時，自動投入噴水，直到機組帶上15%負荷；低壓缸末級處于濕蒸汽區(qū)，在末級葉片頂部裝有蜂窩式汽封，用于減小漏汽并排除末級動葉甩出之水分。admin六、汽缸的支撐（一）貓爪支撐高、中壓缸采用貓爪支撐 汽缸水平法蘭的延伸面作為承力面，支撐在軸承座上。中分面支撐：在

7、汽缸溫度變化時不會影響汽缸中心線；（二）臺板支撐低壓缸一般采用下缸伸出的撐腳直接支撐在基礎(chǔ)臺板上，雖然它的支撐面比汽缸中分面低，但因排汽缸溫度低，膨脹小，故影響不大。軸向兩端預埋入基礎(chǔ)的固定板確定了低壓缸的軸向位置在兩軸向定位板連線上，汽缸不允許軸向位移軸向定位板連線和橫向定位板連線的交點，既是低壓缸的膨脹死點七、滑銷系統(tǒng) 保證汽缸能定向自由膨脹，且汽缸中心與轉(zhuǎn)子中心一致；同時保持通流部分間隙及膨脹量在正常范圍。脹差：汽缸膨脹與轉(zhuǎn)子膨脹之差橫銷：汽缸死點轉(zhuǎn)子死點LP1LP2縱銷橫銷HI推力軸承定中心梁大連莊河600MW超臨界汽輪機滑銷系統(tǒng)圖 該滑銷系統(tǒng)靜止汽缸死點位于低壓缸中部，以此為基點，汽

8、缸分別向兩邊膨脹（或收縮）不受阻礙。 推力軸承位于前軸承箱內(nèi)，轉(zhuǎn)子也以此為相對死點向發(fā)電機端膨脹（或收縮）不受阻礙。 高中壓缸與軸承箱之間、低壓1號與2號缸之間在水平中分面以下都用定位中心梁連接。汽輪機膨脹時，1號低壓缸中心保持不變，它的后部通過定中心粱推動2號低壓缸沿機組軸向向發(fā)電機端膨脹。1號低壓缸的前部通過定中心梁推著中軸承箱、高中壓缸、前軸承箱沿機組軸向向調(diào)速器端膨脹。軸承箱受基架上導向鍵的限制，可沿軸向自由滑動，但不能橫向移動。箱側(cè)面的壓板限制了軸承箱產(chǎn)生的任何傾斜或抬高的傾向。 汽缸膨脹測量實際上是測定前軸承箱相對于死點（基礎(chǔ)）的移動量 高中壓脹差探頭位于中軸承箱 報警 -4 10

9、.3 停機 -4.7 11.7 低壓缸脹差探頭位于6#軸承處 報警 -0.76 10.3 停機 -1.52 23.5第三節(jié) 轉(zhuǎn)子與盤車裝置一、轉(zhuǎn)子套裝轉(zhuǎn)子整鍛轉(zhuǎn)子1. 整鍛-套裝聯(lián)合轉(zhuǎn)子4. 焊接轉(zhuǎn)子 每個鍛件重量大為減少，鍛造質(zhì)量高，轉(zhuǎn)子無中心孔。中心應力小，一般有中心孔的轉(zhuǎn)子其中心孔切向應力比無中心孔轉(zhuǎn)子大一倍。轉(zhuǎn)子壁薄，熱應力減小。二、盤車裝置 汽輪機沖轉(zhuǎn)前和停機后，帶動大軸轉(zhuǎn)動，防止大軸彎曲。啟動沖轉(zhuǎn)前投入盤車裝置1. 檢查汽輪機動靜部分是否存在碰磨2. 檢查軸系平直度是否合格3. 暖機過程中使轉(zhuǎn)子溫度場均勻大連莊河600MW機組電動盤車 3.38rpm盤車裝置一般在啟動沖轉(zhuǎn)前投入，要

10、求沖轉(zhuǎn)后當汽機轉(zhuǎn)速超過盤車轉(zhuǎn)速時要能自動退出；并在停機后轉(zhuǎn)速達到盤車轉(zhuǎn)速時能自動投入。側(cè)裝式盤車裝置1.盤車大齒輪2.主齒輪軸3.減速齒輪4.惰輪5.一級小齒輪6.蝸輪7.蝸桿8.鏈輪9.HY-YO鏈條10.主動鏈輪11.電動機軸12.減速小齒輪電動機軸驅(qū)動主動鏈齒輪10旋轉(zhuǎn),再通過HY-YO鏈條9帶動從動鏈齒輪8、蝸桿7、蝸輪6、蝸輪軸小齒輪5和惰輪4來轉(zhuǎn)動減速齒輪3，而減速齒輪3則通過鍵與主齒輪軸2相連接，主齒輪軸2上的齒輪又跟減速小齒輪12相嚙合，齒輪12則與盤車大齒輪1相嚙合。盤車大齒輪是用螺栓連接在中間軸與發(fā)電機聯(lián)軸器之間，故而能帶動汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子作低速旋轉(zhuǎn)。減速小齒輪12圍繞支承在

11、兩塊杠桿板上的齒輪軸轉(zhuǎn)動，而杠桿板又以主齒輪軸2為支軸轉(zhuǎn)動。這兩塊板通過適當?shù)倪B桿機構(gòu)與操縱桿相連接。當杠桿移到嚙合位置時，齒輪12即與傳動齒輪相嚙合，通過傳動齒輪，帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)；當杠桿移到脫開位置時，齒輪12即退出嚙合。啟動盤車時，零轉(zhuǎn)速器發(fā)出信號，壓力開關(guān)閉合，接通供氣閥電源使其開啟，壓縮空氣進入氣動嚙合缸活塞的下部，氣動活塞下移，帶動杠桿作順時針運動，直致齒輪12與大齒輪1嚙合；此時，杠桿將停止移動，而活塞繼續(xù)下移，接通觸點，啟動電動機，盤車投入。當汽機轉(zhuǎn)速大于盤車轉(zhuǎn)速時，大齒輪所施轉(zhuǎn)矩使齒輪12自動脫開，帶動杠桿上移。當杠桿移向脫開位置時，壓力開關(guān)接通，壓縮空氣使嚙合完全脫離；杠桿達到

12、完全脫離位置時，限位開關(guān)將關(guān)掉電動機電源、切斷壓縮空氣；當轉(zhuǎn)速升到600rpm時，切斷盤車潤滑油，盤車停止1運行中的安全保護 當發(fā)生下列任何一種情況時，即發(fā)出報警信號。（1）通往盤車裝置的潤滑油管路上濾網(wǎng)前后壓差達到0.03MPa，提醒運行人員做濾網(wǎng)切換操作；（2）盤車電動機投運后2min內(nèi)，汽輪機轉(zhuǎn)子未達到40rpm，運行人員因立即停運盤車電動機，進行檢查： (3)盤車電流過大。2. 停止運行條件當發(fā)生下列任何一種情況時，盤車電動機自動停止運行(1)盤車電動機電流過大(60A)； (2)頂軸油壓過低；(3)潤滑油壓低于01MPa； (4)就地安全開關(guān)斷開；(5) 液壓聯(lián)軸器開關(guān)銷跳出。 第四

13、節(jié) 葉片與葉輪等截面葉片、扭葉片噴嘴（靜葉）：將蒸汽熱能轉(zhuǎn)化為動能；動葉：將蒸汽動能轉(zhuǎn)化為機械功。圍帶：高壓可減小漏汽，中、低壓可調(diào)頻（自帶圍帶）拉金：增加剛度，調(diào)頻第五節(jié) 汽封與汽封系統(tǒng)軸端汽封主軸穿出汽缸處的汽封隔板汽封通流部分汽封葉根、葉頂汽封隔板汽封軸端汽封 “X” 腔室與軸封供汽母管相連 “Y”腔室與軸封抽汽母管相連軸封系統(tǒng)作用：合理利用軸封漏汽；防止空氣漏入汽輪機 采用略大于大氣壓力的軸封供汽（具體參數(shù)見后）防止蒸汽漏入大氣 采用略小于大氣壓力的軸封抽汽(通常維持690Pa的負壓，允許范圍為500750Pa的負壓 ）1. 各汽源的調(diào)節(jié)閥壓力整定值 高壓供汽 0.0226MPa (表

14、壓） 輔助汽源 0.0261MPa 冷再熱 0.0295MPa 溢流 0.033MPa在正常運行時，靠高中壓缸兩端軸封漏汽作為低壓缸兩端的軸封供汽，不需另供軸封用汽，這種系統(tǒng)叫做自密封系統(tǒng)。一般：15%負荷高壓自密封；25%中壓、70%全自密封空低負荷時25%負荷以上時汽封系統(tǒng)運行限制 汽封供汽必須具有不小于14的過熱度。 盤車之前不得投入汽封供汽系統(tǒng)，以免轉(zhuǎn)子彎曲。 低壓缸汽封供汽溫度120180，低壓汽封溫度控制器整定值為150。為了防止汽封部位由于熱應力而造成轉(zhuǎn)子損壞，機組在啟動和停機時，要盡量減小汽封蒸汽和轉(zhuǎn)子表面間的溫差下，由于熱應力而使轉(zhuǎn)子開始產(chǎn)生裂紋的計算循環(huán)次數(shù)，由下圖的曲線確

15、定。建議轉(zhuǎn)子循環(huán)疲勞能力為10000次。第六節(jié) 軸承一、滑動軸承油膜形成的原理油膜形成的三要素：一定的速度沿速度方向的楔形油的粘度如： 油溫升高，粘度 下降，油膜將難以形成；但粘度太大，會使油的分布不均勻，增大摩擦損失 ，減小偏心距。 二、徑向支撐軸承GF一旦出現(xiàn)擾動，則合力變?yōu)镕 其中： F1=G將F2分解到沿oo1方向及其垂直方向，前者使軸回到原中心位置，而后者使軸頸繞原中心位置o渦動，經(jīng)計算其渦動頻率為轉(zhuǎn)速的一半G為重力；F為油膜支撐的合力。 G=FFGF1F2oF2F”2F2oo1o1當： n=ncr1 時，可能產(chǎn)生油膜振蕩油膜振蕩是自激振蕩，其特點為：一旦產(chǎn)生，將在很廣的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)繼

16、續(xù)存在，不能通過提高轉(zhuǎn)速的方法來消除。防止和消除油膜振蕩的方法：增大比壓；適當提高油溫；增大偏心率；1. 采用多油楔瓦。軸承結(jié)構(gòu) 徑向支持軸承按支承方式可分為固定式和自位式兩種；按軸瓦可分為圓形軸承、橢圓形軸承、多油楔軸承和可傾瓦軸承等。 一般圓筒形轉(zhuǎn)子主要適用于低速重載轉(zhuǎn)子；三油楔支持軸承、橢圓形軸承分別適用于較高轉(zhuǎn)速的輕、中和中、重載轉(zhuǎn)子；可傾瓦支持軸承則適用于高速輕載和重載轉(zhuǎn)子。 可傾瓦支持軸承是密切爾式的支持軸承， 一般由35塊或更多能在支點上自由傾斜的 弧形瓦組成。瓦塊在工作時可以隨著轉(zhuǎn)速或 載荷、軸承溫度的不同而自由擺動，使每個 瓦塊作用的軸頸的油膜作用力總是通過軸頸中心，故不易產(chǎn)生軸頸渦動的失穩(wěn)力，具有較高的穩(wěn)定性。某廠600MW