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1、第11章 汽輪機汽輪機具有效率高、功率大、壽命長、運轉(zhuǎn)安全可靠、轉(zhuǎn)速容易控制、無易燃易爆、能較好地利用工廠余熱等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于發(fā)電、石油、化工等行業(yè)。它的主要缺點是:裝置龐大、復(fù)雜,不適宜移動等。在石油化工企業(yè)中,汽輪機通常用于驅(qū)動離心式壓縮機、泵、風(fēng)機,以及自備電站用于驅(qū)動發(fā)電機,以達到熱電聯(lián)供的目的等。通過選用不同型號的汽輪機,可抽出不同壓力等級的蒸汽滿足不同化工工藝生產(chǎn)的需要,實現(xiàn)工廠熱能的綜合利用,提高工廠的經(jīng)濟效益。因此,石化企業(yè)中應(yīng)用的汽輪機具有數(shù)量多、品種雜、用途廣、參數(shù)高、容量大、轉(zhuǎn)速高、單系列運行、自控聯(lián)鎖程度高等特點。111 汽輪機的工作原理及基本組成 1111 汽輪機的
2、工作原理 汽輪機是利用水蒸氣的熱能來作功的旋轉(zhuǎn)式熱能動力機械。汽輪機工作時,先將水蒸氣的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)樗魵獾膭幽?,然后把水蒸氣的動能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)軸的機械能。汽輪機的這種能量轉(zhuǎn)變是通過沖動作用原理和反動作用原理這兩種方式來實現(xiàn)的。1112 汽輪機組的基本組成汽輪機組通常由汽輪機本體、監(jiān)控系統(tǒng)、供油系統(tǒng)、冷凝系統(tǒng)和盤車系統(tǒng)等組成。(1)汽輪機本體主要由靜止和轉(zhuǎn)動兩部分組成,其中靜止部分包括汽缸、隔板(或持環(huán))、靜葉片、軸承座、機座、速關(guān)閥(又稱事故截止閥、自動主汽門等)、調(diào)節(jié)閥等。轉(zhuǎn)動部分主要是指轉(zhuǎn)子部分,包括主軸、葉輪、轉(zhuǎn)鼓、動葉片、危急保安器等。(2)監(jiān)控系統(tǒng)主要有速關(guān)組件、調(diào)速器、抽汽溫度和壓力保
3、護裝置、超速保護裝置、軸承溫度和振動保護裝置、轉(zhuǎn)子軸位移和葉片保護裝置等。(3)供油系統(tǒng)主要有主油泵、輔助油泵、事故潤滑油泵、油箱、油箱加熱器、油冷器、油過濾器、蓄能器或高位油槽、抽油煙系統(tǒng)等。(4)冷凝系統(tǒng)主要有抽氣器、冷凝器、冷凝水泵、循環(huán)水泵、真空泵等。(5)盤車系統(tǒng)主要有電動或液壓自動盤車裝置、盤車油泵、頂軸油泵、手動盤車裝置等。112汽輪機的分類汽輪機種類多,品種雜,其分類方法多種多樣,一般情況下可按工作原理、結(jié)構(gòu)形式、熱力特性、新汽壓力、汽流方向和用途等進行分類。1121 按工作原理來分類按汽輪機的工作原理可分為沖動式汽輪機、反動式汽輪機和混合式汽輪機三種。(1)沖動式汽輪機 由沖
4、動級組成,其基本工作原理為:在沖動式汽輪機中,蒸汽主要在噴嘴中膨脹,壓力降低,速度增加,在流經(jīng)動葉片時壓力和速度保持不變,只是改變了汽流方向,因此,對動葉片產(chǎn)生了一個沖動力,葉輪在這個沖動力的作用下旋轉(zhuǎn)作功。 (2)反動式汽輪機 由反動級組成,其基本工作原理為:在反動式汽輪機中,蒸汽不僅在噴嘴中膨脹加速,而且在流經(jīng)動葉片通道時繼續(xù)膨脹加速。因此,汽輪機動葉片不僅受到噴嘴出口高速汽流的沖動力作用,而且還受到蒸汽離開動葉片時的反作用力作用,葉輪在蒸汽的沖動力和反動力的聯(lián)合作用下旋轉(zhuǎn)作功。(3)混合式汽輪機由沖動級和反動級共同組成,一般情況下,汽輪機的前幾級為沖動級,后幾級為反動級。近代常用的汽輪機
5、,實際上用的大部分都是帶反動度的沖動式汽輪機,動葉片中也有汽流膨脹,但比在噴嘴中膨脹的程度小些。 反動度是指蒸汽在汽輪機動葉片中膨脹的程度,反動度常用來表示。 純沖動級的0,意思是指蒸汽只在噴嘴中膨脹。反動級的05,意思是指蒸汽的膨脹有一半在噴嘴中進行。帶反動度的沖動級0p05。帶有不大反動度的沖動級使用最為廣泛,它可以提高沖動式汽輪機的效率。1122按結(jié)構(gòu)形式分類 按汽輪機的結(jié)構(gòu)形式可分為單級汽輪機和多級汽輪機兩種。 (1)單級汽輪機通流部分只有一級葉輪,通常為背壓式汽輪機。多用于驅(qū)動泵、風(fēng)機等小型設(shè)備。 (2)多級汽輪機通流部分有兩級以上的葉輪。可為凝汽式、背壓式、抽汽凝汽式、多壓式汽輪機
6、等。多用于驅(qū)動離心壓縮機、發(fā)電機等大型設(shè)備。 1123按熱力特性分類 按熱力特性汽輪機可分為凝汽式、背壓式、調(diào)節(jié)抽汽式、中間再熱式、抽汽背壓式五種。 (1)凝汽式汽輪機 凝汽式汽輪機結(jié)構(gòu)如圖11l所示,凝汽式汽輪機的排汽進入凝汽器,排汽在低于大氣壓情況下凝結(jié)成水。凝結(jié)水被引回作鍋爐給水的一部分,排汽凝結(jié)放出熱量不再利用。圖11l 凝汽式汽輪機結(jié)構(gòu)圖1排汽缸;2上汽缸;3調(diào)節(jié)閥;4調(diào)速機構(gòu);5前軸承座;6危急保安器;7推力軸承;8前軸承;9高壓端汽封;10轉(zhuǎn)子;11下汽缸;12后軸承座;13聯(lián)軸器;14后軸承;15油封;16低壓端汽封;17噴嘴;1825隔板;26分流隔板;27動葉片;28隔板汽
7、封;29葉輪;30撓性板(2)背壓式汽輪機 背壓式汽輪機結(jié)構(gòu)如圖112所示,這種汽輪機的排汽壓力高于大氣壓,排汽進入蒸汽管網(wǎng),供熱用戶使用。圖112背壓式汽輪機結(jié)構(gòu)圖1調(diào)節(jié)閥;2油動機;3外汽缸;4隔飯;5噴嘴;6噴嘴室和內(nèi)汽缸;7前軸承箱;8止推軸承;9前軸承;10前撓性支座;11前油封;12高壓汽封;13內(nèi)缸汽封;14隔板汽封;15油封;16后軸承;17后油封;18低壓油封;19第二級葉輪;20第一列葉輪;21排汽缸(3)調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機 調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機結(jié)構(gòu)如圖113所示,這種汽輪機中,當(dāng)蒸汽經(jīng)過若干個級的膨脹作功后,將部分蒸汽從汽缸上開的一個或多個抽汽口抽出,隨即進入熱管網(wǎng),供熱用戶使
8、用。未抽出的蒸汽繼續(xù)在汽輪機中膨脹作功。圖113 調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機結(jié)構(gòu)圖 (4)中間再熱式汽輪機 進入這種汽輪機的蒸汽膨脹到某一壓力后,被全部抽出送往鍋爐的再熱器,加熱后重新返回汽輪機作功。 (5)抽汽背壓式汽輪機 這是一種具有調(diào)節(jié)抽汽的背壓式汽輪機。 1124 汽輪機的其他分類方法 1按新汽壓力分類 按進入汽輪機新汽壓力的高低可把汽輪機分為低壓汽輪機、中壓汽輪機、高壓汽輪機、超高壓汽輪機、亞臨界汽輪機、超臨界汽輪機六種。2按汽流方向分類按蒸汽在汽輪機內(nèi)流動的方向可把汽輪機分為軸流式汽輪機、輻流式汽輪機和周流式汽輪機三種。113汽輪機的技術(shù)參數(shù)工業(yè)汽輪機涉及的參數(shù)范同非常廣泛,基本參數(shù)包括水蒸
9、氣參數(shù)、汽輪機的轉(zhuǎn)速和功率等。1131 水蒸氣參數(shù)蒸汽參數(shù)與整個汽輪機動力裝置的經(jīng)濟性、安全可靠性、制造成本、運行費用、產(chǎn)品系列化以及用汽工藝流程和用汽參數(shù)等因素有關(guān)。因此,蒸汽參數(shù)應(yīng)按汽輪機、鍋爐、凝汽設(shè)備、給水泵、回?zé)嵯到y(tǒng)、工藝流程和用汽系統(tǒng)等因素綜合考慮,進行全面綜合的技術(shù)經(jīng)濟分析后確定。蒸汽參數(shù)一般用壓力、溫度、比容、內(nèi)能、焓、熵等物理量來描述。1132汽輪機的功率驅(qū)動用汽輪機的功率,一般按被驅(qū)動機械的耗功加上適當(dāng)?shù)膬涠ā0l(fā)電用機組則根據(jù)系統(tǒng)供給的汽量,求得能發(fā)出的功率,然后再按發(fā)電機系列,選配合適的發(fā)電機。汽輪機的功率有理想功率、內(nèi)功率、軸功率、額定功率和設(shè)計功率。(1)理想功率
10、是指在不計任何損失的情況下,蒸汽在汽輪機中作等熵膨脹時,單位時間內(nèi)所作的功。(2)內(nèi)功率汽輪機通流部分所發(fā)出功率稱為內(nèi)功率,也就是從汽輪機理想功率中去除所有內(nèi)部能量損失所消耗的功率。(3)軸功率從內(nèi)功率中扣除外部能量損失所消耗的功率稱為軸功率。它表示汽輪機軸端輸出功率,又稱為有效功率。(4)額定功率和設(shè)計功率額定功率是指汽輪機可以連續(xù)運轉(zhuǎn)的最大功率,也就是銘牌功率。設(shè)計功率是汽輪機熱力設(shè)汁和通流部分設(shè)計的依據(jù),在此功率下保證汽輪機運行時的最高效率。1133 汽輪機的轉(zhuǎn)速工業(yè)汽輪機的轉(zhuǎn)速一般按被驅(qū)動機械的需要而定。汽輪機的轉(zhuǎn)速通常比較高,用戶可根據(jù)自己生產(chǎn)的實際需要,力求減小汽輪機的體積和重量,
11、提高效率,同時根據(jù)蒸汽參數(shù)、功率和強度等條件,選擇最佳轉(zhuǎn)速。當(dāng)汽輪機的最佳轉(zhuǎn)速與被驅(qū)動機械的轉(zhuǎn)速無法協(xié)凋時,可增設(shè)變速器,以滿足輸出的需要。汽輪機的轉(zhuǎn)速通常分為額定轉(zhuǎn)速、臨界轉(zhuǎn)速、跳閘轉(zhuǎn)速等。1134 汽輪機的主要運行經(jīng)濟指標(biāo)汽輪機運行經(jīng)濟指標(biāo)主要用汽耗量、汽耗率、熱耗率來表示:(1)汽耗量 汽輪機每小時消耗的蒸汽量叫汽耗量,也就是流過汽輪機的蒸汽流量。(2)汽耗率 驅(qū)動發(fā)電機的汽輪機組每發(fā)出 1kw·h電所需要的蒸汽量叫汽耗率。(3)熱耗率汽輪機發(fā)電機組每生產(chǎn)1kw·h電所需要的熱量叫熱耗率。114汽輪機的結(jié)構(gòu)特點汽輪機本體主要由靜止部分和轉(zhuǎn)動部分組成,其中靜止部分包括汽
12、缸、軸承座、機座、滑銷系統(tǒng)、速關(guān)閥、調(diào)常閥等。轉(zhuǎn)動部分主要是指轉(zhuǎn)子部分,包括主軸、葉輪、轉(zhuǎn)鼓、動葉片、危急保安器等。1141 汽輪機汽缸的結(jié)構(gòu)特點汽缸是汽輪機通流部分的包容體,它用來支撐汽輪機的隔板、靜葉持環(huán)、調(diào)節(jié)閥等部件。汽缸的另一個作用是把通流部分與大氣隔開,形成密閉的汽室,保證蒸汽在汽輪機內(nèi)完成能量轉(zhuǎn)換過程。為方便檢修,汽輪機的汽缸通常是水平剖分式的,由上汽缸和下汽缸兩部分組成,水平中分面法蘭用螺栓連接。汽缸體一般通過本身的貓爪(或搭腳)支撐在機座上,有上支撐和下支撐兩種方式。在中低壓汽輪機中,一般采用單層結(jié)構(gòu)汽缸。高壓汽輪機的汽缸通常采用雙層結(jié)構(gòu),分為外缸和內(nèi)缸兩部分。(1)汽輪機的外
13、缸外缸通常由前缸和后缸(排缸)兩部分組成,前缸和后缸沿水平面剖分為上、下兩半,垂直、水平中分面法蘭均用螺栓連接。抽汽凝汽式汽輪機外缸結(jié)構(gòu)如圖114所示。圖114 抽汽凝汽式汽輪機汽缸結(jié)構(gòu)圖1調(diào)節(jié)閥閥桿裝配孔;2內(nèi)缸支承凸臺;3排缸;4后汽封裝配凸環(huán); 5后軸承座安裝面;6立銷銷槽;7后貓爪;8中分面螺栓孔; 9內(nèi)缸裝配凸環(huán);10前貓爪;11前汽封裝配凸環(huán);12進汽室; 13調(diào)節(jié)閥閥座裝配孔;14速關(guān)閥閥殼;15后軸承座導(dǎo)向鍵(2)汽輪機的內(nèi)缸汽輪機內(nèi)缸用來支撐靜葉片、汽封等部件,它通常也是沿水平剖分的,上、下半之間用螺栓連接且有錐銷定位。汽輪機內(nèi)缸結(jié)構(gòu)如圖115(a)所示。圖115 汽輪機內(nèi)缸
14、結(jié)構(gòu)圖1內(nèi)缸;2噴嘴;3剖分面;4螺栓孔;5支撐凸臺;6偏心柱;7外缸凹槽;8壓板;9螺釘;10墊板內(nèi)缸用下半法蘭支撐凸耳支撐在外缸下半的凸臺上,通過改變前后支撐面墊板的厚度可調(diào)整內(nèi)缸上下中心,墊板與外缸下半支承面之間可相對滑移。在支撐面的上側(cè)也裝有壓板,用于調(diào)整內(nèi)缸下半法蘭支撐凸耳與外缸上半的法蘭平面之間的間隙,這樣既能防止內(nèi)缸翹起,又不會約束內(nèi)缸的熱膨脹,其結(jié)構(gòu)如圖115(b)所示。內(nèi)缸下半底部加工有偏心導(dǎo)柱,它與裝在外缸下半的軸向弧形槽相配,用于調(diào)整內(nèi)缸的橫向中心。汽缸所用材料主要由蒸汽的溫度決定,為了便于制造和合理使用材料,減少優(yōu)質(zhì)材料的消耗,常常把汽缸分為高壓汽缸、中壓汽缸和低汽壓缸
15、。高壓汽缸由于其中蒸汽的壓力、溫 度較高,一般用合金鋼或鑄鋼制造,而中、低壓汽缸多用優(yōu)質(zhì)鑄鐵或普通鑄鐵制造。1142 汽輪機隔板的結(jié)構(gòu)特點汽輪機的隔板一般由上、下兩半組成,上半隔板通過上汽缸兩邊的鎖墊安裝在上汽缸的隔板槽中,鎖墊也起防止隔板轉(zhuǎn)動的作用。下半隔板通常用下汽缸兩側(cè)的凸臺支撐,便于調(diào)整隔板的中心。在上、下兩半隔板的結(jié)合面處,配有密封鍵,在裝配時起定位和密封的作用。按隔板的制造方法不同,隔板可分為鑄造式隔板和焊接式隔板兩種。(1)鑄造式隔板 鑄造式隔板的結(jié)構(gòu)如圖116所示,先用鋼板把噴嘴制作好后放入砂型中鑄造而成的,它具有制造簡單、成本低等優(yōu)點。但是這種隔板的強度較低,噴嘴形狀易出現(xiàn)尺
16、寸上的偏差。通常用于汽輪機的低壓部分。圖116鑄造式隔板(2)焊接式隔板焊接式隔板的結(jié)構(gòu)如圖117所示,把銑制好的噴嘴片先焊接在內(nèi)、外環(huán)上,然后與隔板本體、輪緣找平后焊接在一起。因此,焊接式隔板能得到形狀精確和表面光潔的汽流通道,蒸汽流動的能量損失較小。圖117焊接式隔板1噴嘴片;2內(nèi)環(huán);3外環(huán):4隔板輪緣;5隔板體;6焊縫1143汽輪機噴嘴的作用汽輪機的噴嘴又叫靜葉片,它的作用是把蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚倨鞯膭幽?,使高速汽流以一定的方向從噴嘴噴出,進入動葉片,推動葉輪旋轉(zhuǎn)作功。汽輪機第一級噴嘴一般直接安裝存汽缸高壓端專門的噴嘴室上,分成不同數(shù)目的弧段。第一級以后的噴嘴通常安裝在隔板上。反動式汽
17、輪機不采用隔板式結(jié)構(gòu),各級靜葉片直接安裝在汽缸上。第一級噴嘴的各噴嘴弧段直接受各調(diào)節(jié)汽閥的控制,用它來調(diào)節(jié)汽輪機的進汽量,以適應(yīng)機組負(fù)荷的需要,所以,第一級噴嘴又叫調(diào)節(jié)級噴嘴。1144汽輪機轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)特點汽輪機的轉(zhuǎn)子是汽輪機所有轉(zhuǎn)動部件的組合體。它由主軸、葉輪或轉(zhuǎn)鼓、動葉片、止推盤、危急保安器等組成。按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)形式可分為轉(zhuǎn)輪式轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)鼓式轉(zhuǎn)子兩種。按轉(zhuǎn)子的制造工藝可分為整鍛式轉(zhuǎn)子、套裝式轉(zhuǎn)子、焊接式轉(zhuǎn)子和組合式轉(zhuǎn)子等四種。沖動式汽輪機常采用轉(zhuǎn)輪式轉(zhuǎn)子,反動式汽輪機則多用轉(zhuǎn)鼓式轉(zhuǎn)子。(1)轉(zhuǎn)鼓式轉(zhuǎn)子 其中間部位較粗,外形像鼓狀。轉(zhuǎn)鼓外緣加工有周向溝槽,轉(zhuǎn)子各級動葉片直接安裝在周向溝槽中。這種轉(zhuǎn)
18、子通常應(yīng)用在動葉片前后有一定壓差的反動式汽輪機上。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單,彎曲剛性大。但由于這種轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的軸向推力較大,所以,鼓式轉(zhuǎn)一般都帶有平衡活塞,用于平衡軸向力。轉(zhuǎn)鼓式轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)如圖118所示。圖118轉(zhuǎn)鼓式轉(zhuǎn)子1危急保安器;2軸位移凸肩;3推力盤;4前軸承軸預(yù);5前汽封;6平衡活塞汽封;7調(diào)節(jié)級;8轉(zhuǎn)鼓級;9中間汽封;10低壓級;11后汽封;12后軸承軸頸;13盤車棘輪;14油渦輪動輪;15聯(lián)軸器軸段;16平衡環(huán);17主平衡面;18前輔助平衡面(2)整鍛式轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子的各級葉輪與主軸一起鍛出,它具有強度高、葉輪受力情況好、不會出現(xiàn)葉片脫落和松動的優(yōu)點,同時轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)緊湊、裝配簡單,沒有葉輪的套裝
19、過程。不足之處是轉(zhuǎn)子直徑不宜過大。整鍛式轉(zhuǎn)子如圖119所示。(3)套裝式轉(zhuǎn)子 采用葉輪和主軸分別加工,然后采用過盈配合的方式把葉輪熱裝在軸上。這種轉(zhuǎn)子的優(yōu)點是加工方便,便于合理使用材料,主軸及葉輪的質(zhì)量容易得到保證。其缺點是不宜在高溫和溫度變化大的條件下工作,否則會出現(xiàn)葉輪松動的現(xiàn)象。汽輪機套裝式轉(zhuǎn)子如圖1110所示。圖119 整鍛式轉(zhuǎn)子圖1110套裝式轉(zhuǎn)子 (4)焊接式轉(zhuǎn)子 由幾個強度很高的實心輪盤和兩個軸端在外緣部分焊接而成。其優(yōu)點是強度高、剛性好、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊,應(yīng)用較廣泛。但是要求轉(zhuǎn)子材料有較好的焊接性能,并且焊接技術(shù)要求很高。汽輪機焊接式轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)如圖1111所示。圖1111焊接式
20、轉(zhuǎn)子(5)組合式轉(zhuǎn)子 組合式轉(zhuǎn)子由整鍛和套裝兩部分組成,兼有整鍛式轉(zhuǎn)子和套裝式轉(zhuǎn)子的優(yōu)點,多用在高參數(shù)、中等功率的汽輪機上。在組合式轉(zhuǎn)子中,高壓部分通常是整鍛式,而低壓部分通常是套裝式。組合式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)如圖1112所示。圖1112 組合式轉(zhuǎn)子1145 汽輪機動葉片的結(jié)構(gòu)特點汽輪機動葉片又稱動葉柵,它一般由葉型、葉根和葉頂三部分組成。動葉片是汽輪機最重要的零件之一,其形狀對汽輪機的效率有直接的影響。調(diào)節(jié)級動葉片由于要承受很高的離心力,所以通常把,動葉片加工成有跨狀葉根和整體銑成的圍帶的結(jié)構(gòu),如圖1113(a)所示。汽輪機高壓部分動葉片的頂部通常裝有圍帶,圍帶的作用主要是增加葉片的剛性,減少蒸汽從葉
21、頂處損失,改變?nèi)~片的自振頻率從而避開共振,其結(jié)構(gòu)如圖1113(b)、(c)所示。凝汽式汽輪機低壓部分的動葉片通常采用自由狀態(tài)的扭曲和變截面的葉片,其結(jié)構(gòu)如圖1113(d)所示。汽輪機葉片的工作條件惡劣,事故率較高,因此,要求葉片具有良好的流動特性、足夠的強度、合理的結(jié)構(gòu)和良好的工藝性能。 (a) (b) (c) (d)圖1113動葉片結(jié)構(gòu)圖(a)調(diào)節(jié)級有2只和3只跨腳的動葉片(b)帶有反T形葉根和整體圍帶的動葉片(c)高壓部分典型的動葉片(d)低壓部分典型的動葉片汽輪機的葉片按其工作原理可分為沖動式和反動式兩大類。按制造工藝可分為銑制、軋制、模鍛、精密鑄造及電化學(xué)加工等類型;按葉片的截面形狀可
22、分為等截面和變截面葉片。常見的葉根有反T形葉根、菌形葉根、叉形葉根和樅樹形葉根等四種。1146汽輪機轉(zhuǎn)子軸向力產(chǎn)生的原因及平衡方法11461 軸向力產(chǎn)生的原因一般情況下,汽輪機轉(zhuǎn)子的軸向推力主要來源于蒸汽作用于動葉片上的軸向分力、動葉片和葉輪的前后壓差、軸變徑產(chǎn)生的壓差等。1作用于動葉片上的軸向分力汽輪機轉(zhuǎn)子工作時,蒸汽作用在動葉片上的力除沿圓周方向的力外,還有一個沿軸向的分力,這使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生一定的軸向力?,F(xiàn)代應(yīng)用的汽輪機大都帶有一定的反動度,動葉片前后存在一定的壓差,該壓差也會使動葉片產(chǎn)生軸向力。2作用在葉輪上的軸向力在沖動式汽輪機(帶有一定反動度)中,葉輪前后存在一定的壓差,由于葉輪面積較大
23、,所以產(chǎn)生一定的軸向推力。3由于軸變徑產(chǎn)生的軸向力由于汽輪機主軸變徑形成的階梯形、錐面、凸肩等也存在一定的壓差,所以也會使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生軸向推力。11462軸向力的平衡方法汽輪機正常工作時,轉(zhuǎn)子上受到很大的軸向推力,其巾的大部分由平衡裝置平衡掉,小部分由止推軸承承受。在汽輪機中,平衡軸向力的常用方法有設(shè)平衡活塞、開平衡孔、采用相反流動的布置方法等。1平衡活塞在大型反動式多級汽輪機中,通常在轉(zhuǎn)子前端設(shè)有平衡活塞??科讉?cè)為高壓蒸汽,另一側(cè)為低壓蒸汽。這樣,在平衡活塞上就產(chǎn)生了一個與轉(zhuǎn)子軸向力方向相反的軸向推力,以抵消轉(zhuǎn)子大部分的軸向力。2開平衡孔在沖動式汽輪機中,通常在葉輪上開幾個孔,這樣葉輪兩側(cè)的蒸
24、汽可相互流動,使輪盤兩側(cè)的蒸汽壓力差減少,從而減少輪盤的軸向推力。平衡孔一般為奇數(shù),通常開5個或7個(也有開偶數(shù)的),這樣可避免在同一徑向截面上開設(shè)兩個平衡孔,從而使葉輪截面強度不過分削弱。3用相反流動的布置方法把蒸汽在汽輪機內(nèi)的流動方向布置成相反的,使產(chǎn)生的軸向推力方向相反,相互抵消達到平衡軸向力的目的。也可以讓蒸汽在高壓缸和低壓缸中的流動方向相反,使軸向力自動平衡。1147汽輪機汽封系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點為了防止汽輪機動、靜部分發(fā)生碰磨和減少蒸汽泄漏,提高汽輪機的經(jīng)濟性能,在汽輪機的軸端、級間、段間、圍帶及平衡活塞等處設(shè)有汽封。汽輪機的汽封按結(jié)構(gòu)可分為迷宮式、碳精式和水封式三種;按用途可分為軸端汽
25、封、隔板汽封和圍帶汽封三種。汽輪機的軸端汽封通常采用迷宮密封和碳精密封兩種。迷宮密封有梳齒形、齒片形和傘柄形三種。梳齒形迷宮密封分為高低齒形和平齒形兩種。平齒形梳齒密封的結(jié)構(gòu)簡單,安裝檢修方便,但其密封效果不及高低齒形密封好。汽輪機高壓端通常用高低齒迷宮密封,低壓段則用平齒迷宮密封。汽封片通常采用強度較高的不銹鋼制作,在防止蒸汽泄漏的同時平衡掉一部分軸向力。汽輪機典型的軸端汽封結(jié)構(gòu)如圖1114所示。圖1114 汽輪機典型的軸端汽封示意圖1密封套;2方嵌條;3汽封片;4漏汽出口;5信號管;6盤;7汽輪機轉(zhuǎn)子:D汽缸;L大氣汽輪機汽缸的高、低壓端雖然都裝有汽封,但仍然不能避免高壓端蒸汽通過汽封的間
26、隙外漏,以及外界空氣從低壓端汽封的間隙漏入汽輪機內(nèi)。為了回收汽輪機高壓端的汽封漏汽和阻止外界空氣由低壓端漏入汽缸,汽輪機均設(shè)置有汽封系統(tǒng)如圖1115所示,以提高汽輪機的經(jīng)濟性能。凝汽式汽輪機低壓端汽封必須引用壓力稍高于大氣壓力的蒸汽來密封,防止空氣漏入,使汽輪機排汽壓力提高,降低機組的經(jīng)濟性。在汽輪機正常運行時,通常把高壓端汽封的漏汽用管線引到低壓端,作為低壓端汽封汽用。在汽輪機啟動和停機過程中,由于高壓端軸封沒有蒸汽,則應(yīng)引用經(jīng)減溫減壓的新蒸汽同時送入高、低壓端汽封中去。汽封最后的漏汽通過各自的信號管排到大氣中或通過管線引到冷凝器中進行冷凝。所以,在汽輪機運行的過程中,可以通過觀察信號管的漏
27、汽量情況來監(jiān)視軸封的好壞。圖1115汽輪機汽封系統(tǒng)圖1信號管;2新蒸汽入口;3信呼管;4壓力控制器;5壓縮空氣;6汽封供汽;7振動膜控制閥;8冷凝器;9應(yīng)急旁路1148汽輪機蒸汽室的結(jié)構(gòu)汽輪機蒸汽室有整體式和沿水平剖分式兩種結(jié)構(gòu)。沿水平剖分的蒸汽室結(jié)構(gòu)如圖1116所示,汽室上、下兩半用螺栓連接,結(jié)合面上配有軸向定位銷。按汽輪機運行要求和特性不同,汽室上半開有4只或5只角形環(huán)裝配孔,與相應(yīng)的調(diào)節(jié)閥配合使用。圖1116 蒸汽室的結(jié)構(gòu)圖1進汽;2蒸汽室上半;3角形環(huán)裝配孔;4噴嘴組;5定位槽;6中分面螺栓孔;7蒸汽室下半;8平衡活塞汽封;9定位銷蒸汽室前端外圓上的定位槽5與汽缸凸環(huán)相配合,既用于蒸汽
28、室軸向定位又是蒸汽室軸向熱膨脹的基準(zhǔn)(即死點)。蒸汽室通過其兩側(cè)法蘭支撐在下汽缸,蒸汽室上、下中心可通過配作墊板的厚度來調(diào)整,墊飯用螺釘固定在下半汽空法蘭支承面上。蒸汽室連同墊板一起可在徑向方向水平滑移,徑向方向的中心可以通過凋節(jié)安裝在蒸汽室下部的偏心導(dǎo)柱來調(diào)整。蒸汽室內(nèi)的汽封分為兩部分,一是在蒸汽室上半后端內(nèi)圓上嵌裝的汽封片,其作用是減少調(diào)節(jié)級漏汽損失;二是蒸汽室前端內(nèi)圓上的汽封片,它與轉(zhuǎn)子平衡活塞構(gòu)成平衡活塞汽封。1149汽輪機的角形密封環(huán)在大型汽輪機中,通常在外缸與內(nèi)缸、噴嘴室。蒸汽室之問均用角形密封環(huán)來連接,角形密封環(huán)的結(jié)構(gòu)如圖1117所示,從調(diào)節(jié)閥流出的蒸汽經(jīng)角形環(huán)進入相應(yīng)的噴嘴組汽
29、室。角形環(huán)與螺紋襯套之間在高度方向上有一定的間隙,使得角形環(huán)可在平面方向上移動,這樣在扣上汽缸蓋時角形環(huán)能自動對中。機組運行時,角形環(huán)不僅對不同壓力腔的蒸汽起到密封作用,而且允許被連接件之間能自由膨脹。 (a)角形密封結(jié)構(gòu)一 (b)角形密封結(jié)構(gòu)二1外缸;2銷;3調(diào)節(jié)閥閥座; 1調(diào)節(jié)閥閥座;2外缸;3角形環(huán);4螺母;5角形環(huán);6螺紋襯套; 4內(nèi)缸;5螺紋襯套;6銷7內(nèi)缸;8銷圖1117汽輪機角形環(huán)密封結(jié)構(gòu)圖當(dāng)采用如圖1117(a)所示的結(jié)構(gòu)形式時,閥座與外缸的閥座孔是間隙配合,閥座由螺母拉緊并用銷定位,銷的端部點焊固定。角形環(huán)和螺紋襯套裝在內(nèi)缸(蒸汽室或噴嘴室)上,螺紋套用銷防松,銷的端部點焊固
30、定。當(dāng)采用如圖1117(b)所示的結(jié)構(gòu)形式時,閥座與外缸的閥座孔是過盈配合。11410汽輪機的機座汽輪機機座用于支承汽輪機的汽缸和轉(zhuǎn)子并由滑銷系統(tǒng)保證汽缸和轉(zhuǎn)子的止確位置通常分為前機座和后機座兩部分。(1)前機座前機座結(jié)構(gòu)如圖1118所示,主要由前座架、前軸承座、拉桿組件、汽缸熱膨脹指示器以及連接件等組成。拉桿的一端固定在上汽缸,另一端固定在前軸承座上,當(dāng)汽缸膨脹或收縮時,拉桿推著前軸承座一起移動,使汽輪機動靜部分的軸向間隙保持不變。(2)后機座凝汽式與背壓式汽輪機后機座有較大的區(qū)別,背壓式汽輪機的后機座沒有排缸。凝汽式汽輪機后機座的結(jié)構(gòu)如圖1119所示,其通常由排缸、后軸承座、汽缸立銷組件等
31、組成。后機座固定在汽輪機的基礎(chǔ)底板上,用于支承汽缸和轉(zhuǎn)子,使它們在各個方向保持正確位置并構(gòu)成汽輪機熱膨脹的基準(zhǔn)點(即死點)。 圖1118 汽輪機前機座結(jié)構(gòu)示意圖 圖1119凝汽式汽輪機后機座結(jié)構(gòu)圖1汽缸;2上二汽缸前貓爪;3前座架; l排缸;2后軸承座;3排缸立銷組件; 4一汽缸調(diào)整組件;5一前軸承座; 4調(diào)整組件:5汽缸立銷;6定位銷;6軸承座調(diào)整組件;7拉桿;8螺栓 7基礎(chǔ)底板;8一排缸貓爪115汽輪機的調(diào)速系統(tǒng)1151汽輪機調(diào)速系統(tǒng)的組成汽輪機調(diào)速系統(tǒng)的作用是維持汽輪機的設(shè)定轉(zhuǎn)速。汽輪機調(diào)速系統(tǒng)通常由感應(yīng)機構(gòu)、傳動放大機構(gòu)、反饋機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)四部分組成。按調(diào)速系統(tǒng)動作時所需能量的供應(yīng)來源
32、可分為直接調(diào)節(jié)和間接調(diào)節(jié)兩大類。調(diào)速系統(tǒng)的工作過程是:感應(yīng)機構(gòu)感受速度變化,并將這種變化轉(zhuǎn)換成便于傳遞的信號,經(jīng)傳動放大機構(gòu)進行比例放大和功率放大后傳遞給執(zhí)行機構(gòu),進而改變進汽量,控制汽輪機轉(zhuǎn)速的變化。(1)感應(yīng)機構(gòu) 由調(diào)速器和信號轉(zhuǎn)換機構(gòu)組成。在間接調(diào)節(jié)系統(tǒng)中,調(diào)速器感受速度變化,信號轉(zhuǎn)換機構(gòu)對調(diào)速器輸出的信號進行第一次放大,生成二次油壓。(2)傳動放大機構(gòu)主要由錯油門、油動機、杠桿等組成,它的作用是把二次油壓變化的信號轉(zhuǎn)化、放大后傳到調(diào)節(jié)閥,改變調(diào)節(jié)閥的開度,調(diào)節(jié)汽輪機的轉(zhuǎn)速。(3)反饋機構(gòu)通常由反饋斜鐵、反饋杠桿、肘形桿和調(diào)整螺釘?shù)冉M成。反饋機構(gòu)的作用是使某一調(diào)節(jié)元件輸出的調(diào)節(jié)信號返回其
33、輸入端,削弱或抵消原輸入信號,以便能夠適時結(jié)束調(diào)節(jié)過程,使機組達到新的穩(wěn)定工況。(4)執(zhí)行機構(gòu)由調(diào)節(jié)閥及其傳動裝置組成,由它來最終完成改變汽輪機進汽量、控制機組轉(zhuǎn)速的任務(wù)。1152汽輪機液壓傳動放大機構(gòu)的特點在汽輪機液壓放大機構(gòu)中,為提高錯油門滑閥工作靈敏度,確保其不產(chǎn)生卡澀現(xiàn)象,通常把滑閥設(shè)計成可以旋轉(zhuǎn)的,把它叫做旋轉(zhuǎn)滑閥。旋轉(zhuǎn)式滑閥除了具有工作靈敏,不產(chǎn)生卡澀的特點外,還可以產(chǎn)生微小的振動,使滑閥經(jīng)常處于軸向運動狀態(tài),提高了滑閥的靈敏度。同時錯油門微小的振動使油動機和調(diào)節(jié)閥閥桿產(chǎn)生微小的上下脈動,可防止油動機活塞和調(diào)節(jié)閥閥桿出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象?;y的旋轉(zhuǎn)速度和振動幅度的大小可以通過其調(diào)節(jié)螺釘進行
34、調(diào)整。1153汽輪機調(diào)速器的分類按調(diào)速器的結(jié)構(gòu)特點可分為機械離心式調(diào)速器和液壓離心式調(diào)速器兩大類。按工作原理可分為機械式、液壓式和電子式三大類。常用的液壓式調(diào)速器有離心信號油泵式和旋轉(zhuǎn)阻尼式兩種。在我國石化企業(yè)中廣泛應(yīng)用的美同WOODWARD(伍德瓦特)公司生產(chǎn)的PGPL、TG10、UG8、PSD型調(diào)速器都是一種機械離心式調(diào)速器,它采用液壓傳動。電子調(diào)速器是通過電液轉(zhuǎn)換器(又稱壓力發(fā)生器)將轉(zhuǎn)速變化的電氣信號轉(zhuǎn)換成液壓信號,然后利用液壓放大和執(zhí)行元件完成對汽輪機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的任務(wù)。1154汽輪機的主要配汽方式汽輪機的配汽方式主要有節(jié)流調(diào)節(jié)法和斷流調(diào)停法兩種。節(jié)流調(diào)節(jié)也稱質(zhì)量調(diào)節(jié),就是指進入汽輪機的
35、全部蒸汽都經(jīng)過一個或幾個同時啟、閉的調(diào)節(jié)閥,然后流向第一級所有噴嘴的配汽方式。節(jié)流調(diào)節(jié)方式的汽輪機具有結(jié)構(gòu)簡單,制造成本低,在負(fù)荷變化時級前溫度變化小,對負(fù)荷變化的適應(yīng)性較好等優(yōu)點。由于節(jié)流調(diào)節(jié)存在節(jié)流損失,使汽輪機相對內(nèi)效率降低,汽輪機的負(fù)荷越低,節(jié)流損失就越大。所以,節(jié)流調(diào)節(jié)的汽輪機存在機組低負(fù)荷運行時經(jīng)濟性較差的缺點。斷流調(diào)節(jié)也稱噴嘴調(diào)節(jié),就是指進入汽輪機的新蒸汽首先通過速關(guān)閥,然后經(jīng)幾個依次啟、閉的調(diào)節(jié)汽閥通向汽輪機的第一級噴嘴。每一個調(diào)節(jié)汽閥分別控制相應(yīng)的一組噴嘴。斷流調(diào)節(jié)沒有節(jié)流損失。因此,在部分負(fù)荷時,斷流調(diào)節(jié)汽輪機比節(jié)流調(diào)節(jié)汽輪機的經(jīng)濟性高。斷流調(diào)節(jié)汽輪機的缺點是:結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工
36、況變動適應(yīng)性差。116汽輪機的安裝蒸汽輪機安裝工作內(nèi)容通常包括:機座、軸承座和汽缸的安裝;汽缸的找平與找正;轉(zhuǎn)子、隔板和汽封的安裝;調(diào)速、保安和油系統(tǒng)的安裝、試驗和調(diào)整等。1161汽輪機機座、軸承座和汽缸的安裝 機座、軸承座和汽缸是汽輪機本體主要的支承部件,必須保證它們之間的連接剛度,否則將會造成汽輪機運行時出現(xiàn)異常振動的現(xiàn)象,嚴(yán)重時可能造成設(shè)備事故。所以,汽輪機安裝時,基礎(chǔ)驗收與機座的安裝工作必須引起足夠的重視,嚴(yán)格按規(guī)范的程序進行。 11611 基礎(chǔ)驗收和機座的安裝 1基礎(chǔ)驗收 按照汽輪機廠家提供的技術(shù)數(shù)據(jù)對汽輪機基礎(chǔ)的尺寸和地腳螺栓預(yù)留孔的尺寸進行認(rèn)真的核對,并確?;A(chǔ)有足夠的養(yǎng)生時間。
37、放置機座墊板前,徹底去除基礎(chǔ)表面松散的粉粒和水泥漿刷面,確保灌漿表面無灰塵、油跡等。2機座的安裝汽輪機的機座有整體式機座和分散式機座兩種,它們的安裝程序基本相同。安裝機座前,先按技術(shù)要求放置預(yù)埋墊板,盡可能使每塊摯板的高度和水平相同,檢查機座墊板是否符合技術(shù)要求,并徹底清除與混凝土接觸面的油污、鐵銹等,將機座墊板放置在預(yù)埋的墊板上,調(diào)整好機座墊板的水平和標(biāo)高。徹底去除機座底面的油污和黃油,然后將機座安放在墊板上。檢查機座的標(biāo)高及水平度,按要求分別調(diào)整軸承座和汽缸機座的高度和水平。多數(shù)機座墊板帶有調(diào)整螺栓,用它可以調(diào)整機座的水平和標(biāo)高。調(diào)整好機座的水平和標(biāo)高后按要求加工永久墊鐵,把永久墊鐵按要求
38、放置在基礎(chǔ)的預(yù)留孔兩側(cè) 每組墊鐵不應(yīng)多于三塊,不允許使用斜墊鐵。確認(rèn)機座無需調(diào)整后,把墊鐵焊在一起,把緊地腳螺栓。11612軸承座與下汽缸的安裝 1機座、軸承座和下汽缸接觸面的檢查 為使機組受熱膨脹時軸承座和下汽缸能按照滑銷系統(tǒng)的要求進行自由滑動,無論是整體式機座還是分散式機座,在組裝前都要對機座滑動面進行嚴(yán)格的檢查。 通??上扔眯∑桨鍣z查機座上的滑動面、軸承座和下汽缸底面,必要時進行刮研。然后以軸承座或下汽缸底面為基準(zhǔn),把機座與它相對應(yīng)的軸承座或下汽缸對應(yīng)在一起進行研磨檢查。對于滑動面的接觸要求是:接觸面積不少于總面積的75,接觸點分布均勻,而且每25×25nm2的面積上接觸點不少
39、于35點。用005mm的塞尺檢查滑動接觸面四周,塞尺均不得塞入。 2汽輪機滑銷系統(tǒng)的檢查和裝配 (1)滑銷的作用 汽輪機在開車、停車和改變負(fù)荷的過程中,汽缸溫度會發(fā)生較大的變化,汽缸的脹縮也會隨著發(fā)生變化,有的汽輪機汽缸熱膨脹伸長量達8mm。若汽缸與轉(zhuǎn)子脹縮的方向不相同,汽輪機動靜部分就會發(fā)生碰磨甚至把轉(zhuǎn)子卡死,造成嚴(yán)重的設(shè)備事故。所以,汽輪機必須有一保持不變的“死點”。在平面上,通常以凝汽器的中心為汽輪機的死點,汽缸以此為中心向各個方向自由膨脹。汽輪機滑銷系統(tǒng)的作用是使汽輪機工作時確保汽缸與轉(zhuǎn)子中心始終保持一致,動靜部分之間的間隙保持在許可范同內(nèi)。 多數(shù)汽輪機都有汽缸膨脹量的指示器,用于隨時
40、監(jiān)視汽缸膨脹的情況。冷態(tài)下,指針應(yīng)該指在標(biāo)尺的零刻度線上。(2)汽輪機滑銷系統(tǒng)的組成 滑銷系統(tǒng)(又稱滑鍵系統(tǒng))通常由橫銷、縱銷、立銷、貓爪橫銷等組成。汽輪機橫銷的作用是引導(dǎo)汽缸橫向自由膨脹。縱銷的作用是確保汽缸和軸承座沿著轉(zhuǎn)子的中心線方向自由膨脹。立銷的作用是保證汽缸在垂直方向上自由膨脹,并與縱銷一起保持機組的縱向中心不變。有的汽輪機高壓缸貓爪下也裝有橫銷,它在保證汽輪機汽缸能橫向膨脹的同時隨著汽缸軸向的脹縮,推動軸承座向前或向后移動。橫銷和縱銷中心的交叉點為汽輪機的“死點”。滑銷系統(tǒng)及死點如圖1120所示,機組受熱膨脹時,以該點為中心向前后、左右膨脹。圖1120汽輪機滑銷系統(tǒng)及死點示意圖1橫
41、銷;2縱銷;3立銷;4貓爪橫銷 (3)滑銷的檢查 在汽輪機軸承座和下汽缸就位前,必須按規(guī)定對汽輪機的滑銷系統(tǒng)做認(rèn)真細(xì)致的檢查,確?;N在槽內(nèi)滑動靈活而且無卡澀現(xiàn)象。如果滑銷的間隙過小或出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象,應(yīng)該用刮刀刮削或平面磨床加工使其間隙達到要求值。滑銷的配合間隙過大時,可采用補焊后機加工或重新配制新銷的方法處理。補焊后的滑銷強度不能低于原有金屬強度。新銷的材料應(yīng)該與原銷的材料相同。 (4)滑銷系統(tǒng)裝配的技術(shù)要求 安裝前對滑銷及滑銷槽進行仔細(xì)檢查,將毛刺、鐵銹及其他雜質(zhì)徹底清理干凈,使它表面光滑并涂上黑鉛粉或廠家推薦的潤滑劑。在裝汽輪機貓爪銷時,要求滑銷兩側(cè)面平行,各平面接觸均勻,接觸面積不少于7
42、5。汽輪機同一滑銷及滑銷槽各測量點的數(shù)值應(yīng)相同,其誤差值不得超過003mm。滑銷與軸承箱銷槽、機座銷槽之間的接觸面積應(yīng)該在80以上,各配合面粗糙度應(yīng)不大于Ra16。汽輪機縱銷和橫銷與機座銷槽配合的過盈量為0002 mm。檢查連接螺栓確認(rèn)其完好無損,無毛刺等,組裝前應(yīng)涂防咬合劑。必須做好滑銷的防塵密封措施,防止灰塵或其他硬物進入滑銷槽內(nèi)對滑銷造成破壞。 檢查汽輪機立銷與機座及汽缸之間的配合情況,其配合間隙應(yīng)符合以下要求:汽缸與機座之間的距離大于汽缸的膨脹量;汽缸端滑銷槽與滑銷之間的間隙為004008mm;滑銷與機座滑銷槽之間的過盈量為0002mm。否則要按要求進行調(diào)整?;N系統(tǒng)具體的技術(shù)要求如表
43、111l所示。 表11l汽輪機滑銷系統(tǒng)的簡圖和技術(shù)要求表 mm名稱簡圖技術(shù)要求縱銷、橫銷b1b20.010.08過盈量c=00.02 a12立銷鍵的溫度低于槽時b1b20.040.08鍵的溫度高于槽時b1b20.0120.16a大于膨脹量且不小于3.0b3b40.040.08a1a2大于膨脹量且小于3.0過盈量c00.02角銷a0.040.08b大于1.0圓銷銷與孔的配合為H7h6,表面粗糙度為孔Ra3.2,銷Ra1.6孔中心線應(yīng)和接合面重合,誤差在全長上不大于孔徑的110貓爪橫銷b1b20.040.08過盈量c00.02銷兩側(cè)面平行,A、B、C、D平面接觸均勻,接觸面積不少于75。a0.12
44、0.16連接螺栓后汽缸a0.100.20前軸承箱a0.040.08b大于汽缸膨脹量t3機座、軸承座和下汽缸的組裝將各滑動面徹底清理干凈后,按要求在滑動面上涂上一層磷狀黑鉛粉或廠家推薦的潤滑劑。將軸承座和下汽缸吊裝在其機座上。為防止汽輪機的各滑銷出現(xiàn)傾斜,保證軸承座和汽缸在運行中能自由膨脹,在吊裝時應(yīng)該把所有滑銷都向一側(cè)靠緊。在吊裝汽缸時,必須保證汽缸水平垂直放下。所以,吊裝過程中應(yīng)該把水平儀放在汽缸水平法蘭上,隨時監(jiān)視汽缸的水平情況,出現(xiàn)傾斜時要及時調(diào)整。汽缸就位后必須檢查汽缸與機座之間的距離是否大于汽缸的膨脹量,汽缸的膨脹量通常由廠家提供,在隨機資料中可以查到。同時檢查各滑動面的連接螺栓與螺
45、栓孔之間的間隙是否大于機組膨脹時的位移量。4軸承座及汽缸的找正和找水平軸承座及汽缸就位后必須進行找正和找水平。汽缸找正的目的是為了使汽輪機本體的中心與基礎(chǔ)縱、橫向中心線基本一致。汽輪機中心與基礎(chǔ)中心線橫向允許偏差l3mm,排缸出口與凝汽器進口同心度允許偏差051mm。軸承座找水平的方法是用水平儀測量軸承座的縱向及橫向水平,然后通過調(diào)整機座墊板的調(diào)整螺栓進行調(diào)整,在標(biāo)高符合要求的條件下使水平度達到002mmm。下汽缸找水平和調(diào)整的方法與軸承座找水平方法基本相同。下汽缸橫向水平的允許偏差不得超過002mmm;縱向水平應(yīng)根據(jù)制造廠家設(shè)計的轉(zhuǎn)子揚度來調(diào)整,并相應(yīng)地調(diào)整各軸封洼窩中心的高度。找平、找中心
46、是相互關(guān)聯(lián)的,因此在找平、找中心、找標(biāo)高時要全面考慮,相互兼顧。上支撐汽缸的調(diào)整結(jié)構(gòu)如圖1121所示。圖1121上支撐汽缸的調(diào)整結(jié)構(gòu)示意圖5機座、軸承座和汽缸調(diào)整結(jié)束后的檢查(1)前缸兩只貓爪要均勻承載,后缸貓爪或排缸支撐貓爪在整個面積上和基礎(chǔ)底板接觸均勻,一般不得存在超過003mm的間隙,若不滿足要求,可通過調(diào)整與排汽缸貓爪相連基礎(chǔ)板上的調(diào)整螺栓予以消除。若間隙過大,要重新加工墊片進行調(diào)整。(2)把剩下的調(diào)整螺栓一直旋到頂住底板為止,但要注意,不得改變機組的標(biāo)高及水平。機組重量應(yīng)該均勻分配在所有的調(diào)整螺栓上。(3)上緊各地腳螺栓后復(fù)查汽缸和軸承座的水平度和標(biāo)高,如超出要求,需要重新調(diào)整,直至
47、符合技術(shù)要求為止。1162汽輪機軸承的安裝與檢修 汽輪機軸承的安裝與檢修請參見第7章“7911滑動軸承”部分。 1163汽輪機轉(zhuǎn)子的安裝 汽輪機轉(zhuǎn)子的安裝包括:轉(zhuǎn)子的吊裝、測量和各部間隙的調(diào)整等內(nèi)容。 1轉(zhuǎn)子的吊裝 在吊裝轉(zhuǎn)子前應(yīng)該仔細(xì)做好以下幾項工作: (1)吊轉(zhuǎn)子前,必須認(rèn)真檢查吊具是否安全可靠,特別是吊車的制動裝置要靈敏可靠。確認(rèn)所用的吊具必須有足夠的強度。 (2)確認(rèn)汽缸、各汽封槽沒遺留有任何異物;各汽孔、水孔內(nèi)沒有異物堵塞。 (3)軸承的下瓦要用不起毛的棉布擦干凈,并澆上干凈的透平油。 (4)轉(zhuǎn)子各部分必須仔細(xì)清洗干凈,不得附有任何異物; (5)檢查轉(zhuǎn)子各部是否有毛刺、麻點、碰傷、劃
48、傷等缺陷,特別是軸承部位的軸頸和止推盤,其粗糙度、跳動度必須符合技術(shù)要求。做好以上各項檢查后,按圖1122所示,用專用吊具將轉(zhuǎn)子從支架上吊起后,把水平儀放在軸承部位的軸頸處,調(diào)整好轉(zhuǎn)子的水平,由專人指揮,緩慢平穩(wěn)地把轉(zhuǎn)子吊進汽缸內(nèi)。在轉(zhuǎn)子吊裝的過程中,必須保持轉(zhuǎn)子水平。防止轉(zhuǎn)子部件與汽缸、軸承箱內(nèi)各部件發(fā)生碰撞、摩擦和卡澀等。圖1122汽輪機轉(zhuǎn)子吊裝示意圖2汽輪機轉(zhuǎn)子的測量 汽輪機轉(zhuǎn)子的測量內(nèi)容包括:轉(zhuǎn)子徑向跳動、軸向偏擺、軸頸揚度、軸頸圓度、圓柱度及各動、靜部分間隙的測量。(1)轉(zhuǎn)子徑向跳動的測量通常用百分表進行檢測,把表座固定在汽缸中分面上,將百分表的跳桿垂直指向被測部位,把軸沿圓周方向分
49、成若干等分,每轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子一等分記錄一次百分表讀數(shù),便可計算出轉(zhuǎn)子各部的跳動值。跳動值不得超出廠家提供的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)值范圍。(2)轉(zhuǎn)子軸向偏擺的測量轉(zhuǎn)子軸向偏擺又稱轉(zhuǎn)子的軸向跳動、轉(zhuǎn)子瓢偏度,是指在給定直徑的圓周上,被測端面各點與垂直于軸線的平面間最大與最小距離之差。汽輪機轉(zhuǎn)子需要測軸向偏擺的部位有:止推盤的工作面和非工作面、葉輪進出汽的邊緣、聯(lián)軸節(jié)的側(cè)面等。軸向偏擺測量方法有單表法或雙表法兩種。單表法測量操作簡單,但若轉(zhuǎn)子有軸向移動時,數(shù)據(jù)不真實。雙表法可消除軸向移動對測量值的影響,但讀數(shù)和計算比較復(fù)雜。雙表法測量方法如圖1123所示。圖1123 轉(zhuǎn)子軸向偏擺的測量示意圖 (3)軸頸揚度的測量轉(zhuǎn)子的
50、軸頸揚度是指轉(zhuǎn)子軸線在空間的傾斜程度。軸頸揚度測量的部位通常選擇在前、后軸承所處的軸頸位置。軸頸揚度通常用全(合)像水平儀來測量,測量時,在同一位置水平儀掉轉(zhuǎn)180°測量兩次,兩數(shù)代數(shù)和的一半就是該處軸頸揚度。 (4)轉(zhuǎn)子動、靜葉片間間隙的測量及調(diào)整測量汽輪機轉(zhuǎn)子動靜葉片間的間隙時,必須先把轉(zhuǎn)子推向汽缸的低壓端,使止推盤緊貼在止推軸承的主瓦上,盤動轉(zhuǎn)子,用塞尺分別測出各個位置的軸向和徑向間隙。若動、靜葉片間隙過小,在汽輪機啟動時動、靜部分可能會發(fā)生碰磨,損壞汽輪機。間隙過大時,會降低汽輪機的效率,所有測量值必須在廠家原設(shè)計值范同內(nèi),否則必須進行調(diào)整。軸向間隙調(diào)整方法如下:若間隙值向同
51、一方向同時偏大或偏小,則應(yīng)該向相反的方向調(diào)整整個轉(zhuǎn)子在汽缸內(nèi)的位置。此時,可通過調(diào)整止推軸承主、副瓦瓦背的調(diào)整墊片厚度來達到目的。但要注意,這種方法會改變危急遮斷器脫扣栓和轉(zhuǎn)子上軸位移凸臺間的軸向間隙。若止推軸承座是通過導(dǎo)軌安裝在前軸承箱內(nèi),并用兩根拉桿與汽缸連接的,也可以通過調(diào)整拉桿的長度來調(diào)整轉(zhuǎn)子在汽缸里的位置。如果只是某一段的軸向間隙不合適,則只需對該段隔板的軸向位置進行調(diào)整。徑向間隙調(diào)整方法如下:若徑向間隙偏差是由于汽缸與機座中心偏差造成的,則可以通過調(diào)整機座立銷組件來調(diào)整,機座立銷調(diào)整機構(gòu)如圖1124所示。如果只是某一段的徑向間隙不合適,則只需對該段的偏心柱或調(diào)整螺釘進行調(diào)整。圖11
52、24機座立銷調(diào)整機構(gòu)1止動塊;2壓蓋;3螺栓;4螺紋座;5球面墊圈;6鋼絲;7擋圈 (5)轉(zhuǎn)子找中心 理想狀況下,汽輪機轉(zhuǎn)子的中心與汽缸的中心應(yīng)該相一致,若它們的中心偏差過大,會使汽輪機動、靜部分發(fā)生摩擦,引起機組異常振動 所以,安裝時必須對汽輪機轉(zhuǎn)子進行找中心,使轉(zhuǎn)子中心與汽封洼窩的中心基本一致。 汽輪機轉(zhuǎn)子找中心是以汽缸前后汽封洼窩的中心為基準(zhǔn)。把百分表固定在轉(zhuǎn)子軸上,表的跳桿垂直指向汽封洼窩,盤動轉(zhuǎn)子,測出轉(zhuǎn)子中心偏離汽封洼窩的中心的數(shù)值。轉(zhuǎn)子中心水平方向的偏差大時可以通過移動前后軸承座的方法進行調(diào)整,垂直方向的偏差則通過調(diào)整軸承座的墊片或機座的標(biāo)高進行調(diào)整。1164汽輪機隔板的安裝與檢
53、查 1隔板的安裝 汽輪機隔板的安裝主要是使汽輪機所有隔板的中心與轉(zhuǎn)子的中心相一致,防止隔板汽封與轉(zhuǎn)子之間發(fā)生摩擦。隔板安裝時應(yīng)注意如下事項: (1)安裝隔板前必須對隔板本體、噴嘴、汽缸槽道進行檢查,看有無裂紋、變形、松動、砂眼等缺陷。安裝隔板的槽道必須用壓縮空氣吹掃干凈,并檢查汽缸內(nèi)所有的汽孔和水孔是否有異物堵塞。 (2)吊裝隔板時,要使用吊裝隔板的專用工具,而且操作要平穩(wěn)緩慢,防止吊裝過程中出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象。出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象時,必須用銅錘或鉛錘輕輕敲打隔板,使其活動后再繼續(xù)降落。 (3)所有輪緣與汽缸槽道接觸處都必須涂上干鉛粉或抗嚙合劑,防止銹蝕。 2隔板間隙的檢查 隔板在汽缸內(nèi)必須有一定的徑向和軸
54、向間隙,使隔板受熱膨脹時不至于卡死在槽道內(nèi)。隔板的間隙可用塞尺或壓鉛法進行測量。一般情況下隔板的軸向間隙在005020mm之間。有導(dǎo)向銷隔板和無導(dǎo)向銷隔板的徑向間隙差別較大,有導(dǎo)向銷隔板的徑向間隙通常為12mm之間,無導(dǎo)向銷隔板的徑向間隙通常在015030mm之間。3隔板找中心 隔板找中心的目的是使隔板汽封洼窩或靜葉持環(huán)的中心與汽輪機轉(zhuǎn)子的中心相一致。安裝時它們中心的偏差要控制在設(shè)計時許可偏差范圍內(nèi)。隔板中心的測量方法通常有壓鉛法、假軸法、激光對中法和拉鋼絲法等。 (1)壓鉛法測量隔板的中心用壓鉛測量隔板中心的方法如圖1125所示先將所有隔板的汽封拆下,然后在各汽封洼窩處放置適當(dāng)直徑的鉛條,把
55、轉(zhuǎn)子吊入汽缸就位。隔板中分面兩側(cè)的間隙A和C可用內(nèi)徑千分表或塞尺測量出來,下部間隙由鉛條被壓偏后的厚度量出。若汽缸垂直方向的弧度較大,又沒有準(zhǔn)確的修正參考值時,必須把上汽缸扣上,把緊大蓋螺栓才能消除汽缸垂或方向弧度的影響,使測量的數(shù)值更接近汽輪機T作狀態(tài)。壓鉛法測量隔板的中心雖然接近實際,但是工作量大。(2)假軸法測量隔板的中心 用假軸測量汽輪機隔板中心的方法如圖1126所示。以汽輪機主軸的長度為假軸的長度,按轉(zhuǎn)子軸承部位軸頸的尺寸和精度用無縫厚壁鋼管加工一根假軸,并測出假軸的撓度。制作兩套支撐假軸用的下部帶有兩個可調(diào)支點的可調(diào)式假軸承,也可把假軸直接放在汽輪機的軸承上進行測量。圖1125壓鉛法測量隔板的中心1轉(zhuǎn)子;2內(nèi)徑千分表;3隔板;4鉛條圖1126 假軸法測量隔扳的中心
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