東汽600MW超臨界汽輪機結構介紹

1、；（5）全部回熱系統(tǒng)正常運行，但不帶廠用輔助蒸汽；（6）汽動給水泵及前置泵滿足規(guī)定給水參數(shù)；（7）發(fā)電機效率98.9%，額定功率因數(shù)0.90，額定氫壓。3、調節(jié)汽門全開（VWO）工況本機組規(guī)定調節(jié)汽門全開工況（VWO）是指：調節(jié)閥全開，其它條件同TMCR，進汽量應不小于105%銘牌工況（TRL）進汽量的工況。4、機組熱耗驗收（THA）工況本機組當功率（當采用靜態(tài)盛磁時，扣除所消耗的功率）為600MW時，除進汽量以外其它條件同T-MCR時，即為機組的熱耗驗收（THA）工況，此工況為熱耗率保證值的驗收工況。本機組各工況特性數(shù)據見表2-2。 五、東汽N600-24.2/566/566型汽輪機運行特點

2、機組能以定滑定和定壓運行方式中的任何一種方式進行啟動和運行。以定滑定方式運行時，滑壓運行的范圍按鍋爐最大連續(xù)出力的3090%；定壓運行的范圍按030%和90100%?；瑝汗拯c由東汽優(yōu)化確定。1、啟動狀態(tài)根據停機時間的長短，本機組啟動狀態(tài)可以分為：（1）冷態(tài)啟動。停機超過72小時，汽缸金屬溫度約低于該測點滿負荷值的40%。（2）溫態(tài)啟動。停機在10至72小時之間，汽缸金屬溫度約在該測點滿負荷值的40%80%之間；（3）熱態(tài)啟動。停機不到10小時，汽缸金屬溫度約高于該測點滿負荷值的80%。（4）極熱態(tài)啟動。機組脫扣1小時以內，汽缸金屬溫度接近該測點滿負荷值。64 652、啟動方式本機組可以采用中壓

3、缸啟動方式（IP）和高中壓缸聯(lián)合啟動方式（GHIP）兩種啟動方式。與高中壓缸聯(lián)合啟動相比，中壓缸啟動具有時間短、啟動過程中機組壽命消耗小等優(yōu)點。本機組正常啟動方式采用中壓缸啟動。高中壓缸聯(lián)合啟動僅限于當旁路系統(tǒng)故障而被切除時采用。從保護汽輪機的觀點出發(fā)，旁路閥關閉狀態(tài)是高中壓缸聯(lián)合啟動的前提條件。采用中壓缸啟動時，汽輪機的轉速和負荷由中壓調節(jié)閥（ICV）控制。高壓調節(jié)閥（CV）微開，中壓調節(jié)閥慢慢開啟，蒸汽進入中壓缸使汽輪機啟動。并網后，在機組負荷達到一定負荷值后，開始由ICV控制向CV控制切換，此時，DEH將自動設定一升負荷率，切換完成的條件主要取決于鍋爐的輸出。對于采用中壓缸啟動，為了防止

4、高壓缸過熱，在高壓缸排汽口處設有通風閥（VV閥）與凝汽器相連，使高壓缸處于真空狀態(tài)以減少鼓風發(fā)熱。為了保證旁路壓力的設定值不變，在ICV打開及由ICV向CV控制切換的過程中，高壓旁路閥（HPBV）及低壓旁路閥（LPBV）應分別關小，當ICV全開及CV開啟時，緊急排放閥（BDV）及通風閥（VV）應全關。采用高中壓缸聯(lián)合啟動時，由CV和ICV同時控制升速、并網和升負荷。高中壓缸聯(lián)合啟動方式的選擇僅限在汽輪機啟動之前進行，汽輪機啟動之后不能進行切換操作。啟動方式、條件及時間見表2-3。 3、啟動參數(shù) 啟動參數(shù)見表2-4。66 4、汽輪機THA工況和VWO工況下各級抽汽參數(shù)汽輪機THA工況和VWO工況

5、下各級抽汽參數(shù)見表2-5和表2-6。 675、汽輪機運行參數(shù) 汽輪機運行參數(shù)見表2-7。 6、保證和限制 （1）熱耗率保證值68本機組THA工況的保證熱耗率不高于7585kJ/kW·h。 凈熱耗率計算公式如下：q=M1(H1hf)+M2(H3H2)+Mis(hfhis)+Mir(H2hir)/(PGPEXC) M1 M2 qMis Mir H1 H2 H3 his hfhir PG PEXC主蒸汽流量 凈熱耗 kg/h kg/h kJ/kW·h kg/h kg/h kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg kW kW低溫再熱蒸汽流量 過熱器的噴

6、水量 再熱器的噴水量 高壓缸排汽焓 過熱器噴水焓 最終給水焓 再熱器噴水焓 主汽門入口主蒸汽焓中壓主汽門入口的蒸汽焓發(fā)電機終端輸出功率采用靜態(tài)勵磁時發(fā)電機端供應勵磁變壓器的功率計算保證熱耗率的條件還有： 給水泵汽輪機效率81%； 給水泵效率83%； 再熱系統(tǒng)壓降10%； 1、2、3段抽汽壓損3%，其它各段抽汽壓損5%；熱耗試驗標準采用ASME PTC6-1996。試驗結果與保證值的比較采用“網點法”。 （2）本機組在高壓加熱器全部停運時，除進汽量外，其它條件同T-MCR工況時保證能輸出額定負荷。在可能的不正常環(huán)境條件下或凝汽器冷卻水系統(tǒng)發(fā)生故障（例如水溫升高、單循泵或凝汽器半邊運行等），背壓高

7、到0.0186MPa(a)時，機組能安全穩(wěn)定運行，時間不受限制。在MCR流量下，背壓0.0186MPa(a)，計算負荷為580MW可以連續(xù)運行。（3）本機組能承受下列可能出現(xiàn)的運行工況：汽輪機軸系能承受發(fā)電機及母線突然發(fā)生兩相、三相短路、線路單相短路快速重合閘、非同期合閘時所產生的扭矩。機組甩去外部負荷時在額定轉速下空轉（即不帶廠用電）持續(xù)運行的時間不小于15分鐘。 69冷態(tài)啟動汽輪機并網前能在額定轉速下空轉運行，其允許持續(xù)運行的時間，至少能滿足汽輪機啟動后進行汽輪機及發(fā)電機試驗的需要，一般不低于24小時。汽輪機能在低壓缸排汽溫度不高于80下長期安全運行。高壓缸排汽溫度最高允許運行值不大于45

8、0；低壓缸排汽溫度最高允許運行值不大于121。（4）本機組不允許運行或不允許長期連續(xù)運行的異常工況： 報警背壓19.7kPa(a)，汽機跳閘背壓25.3kPa(a)。當主汽門、調節(jié)汽閥、中壓聯(lián)合汽門突然脫扣關閉，發(fā)電機仍與電網并列時，發(fā)電機處于電動機運行狀態(tài)，發(fā)電機作為電動機運行時汽輪機的允許運行時間不小于1分鐘，即倒拖時間限制在1分鐘內。本機組能安全連續(xù)地在48.550.5Hz頻率范圍內運行，當頻率偏差超過此值時，允許時間規(guī)定見表2-8。 汽輪發(fā)電機組在所有穩(wěn)定運行工況下（轉速為額定值）運行時，在軸承座上測得的雙振幅振動值，無論是垂直、橫向均不大于0.025mm，在任何軸頸上所測得的垂直、橫

9、向雙振幅相對振動值不大于0.076mm。各轉子及軸系在通過臨界轉速時各軸承座雙振幅振動值不大于0.08mm，各軸頸雙振幅相對振動值不大于0.15mm。允許的蒸汽參數(shù)變化范圍本機組從VWO工況到最小負荷，能與鍋爐協(xié)調運行，且能滿足汽輪機啟動方式的要求。汽輪機低壓缸不噴水的最低運行負荷值為30%THA。本機組允許主蒸汽及再熱蒸汽參數(shù)在下表范圍內運行。70表中：P0額定主汽門前壓力 ， P1額定冷再熱蒸汽壓力， MPa(a) MPa(a)t額定主汽門前、再熱汽閥前溫度，主蒸汽和再熱蒸汽管道均采用雙-單-雙連接方式。機組正常運行時二根管道中的蒸汽溫度偏差不超過11時，能連續(xù)運行；在例外情況下，任意4小

10、時50%THA 40%THA8、機組的允許負荷變化率為： （1）在50%100%THA負荷范圍（2）在30%50%THA負荷范圍（3）30%THA負荷以下 （4）允許負荷階躍 9、機組運行方式：復合運行。負荷性質：主要承擔基本負荷，并具有調峰能力。 10、汽輪機壽命管理本汽輪機的設計壽命（不包括易損件）與鍋爐以及其它設備的壽命一致，設計壽命不少于30年。在保證使用壽命期內，能在額定負荷和1.05倍額定電壓下運行時，承受出線端任何形式的突然短路而不發(fā)生導致立即停機的有害變形，而且還能承受非同期誤并列的沖擊在壽命期內能承受下列工況，總的壽命消耗不超過75%，疲勞壽命消耗不超過總壽命的 7175%：

11、（1）冷態(tài)啟動（停機超過72小時，汽缸金屬溫度約低于該測點滿負荷值的40%）200次。（2）溫態(tài)啟動（停機在10至72小時之間，汽缸金屬溫度約在該測點滿負荷值的40%至80%之間）1200次。（3）熱態(tài)啟動（停機不到10小時，汽缸金屬溫度約高于該測點滿負荷值的80%）4500次。（4）極熱態(tài)啟動（機組脫扣后1小時以 1、汽機房布置汽機房分三層，其中底層標高0.00m，中間層標高6.9m和6.4m，運轉層標高 13.70m。 汽機房底層布置有凝汽器，凝汽器抽管方向朝A排柱。低背壓凝汽器靠汽機側，高背72壓凝汽器靠發(fā)電機側。凝汽器前水室側設-4.50m的坑，布置循環(huán)水進、出水管道，在汽動給水泵基礎

12、-4.20m坑內布置兩臺凝汽器之間的聯(lián)通管。膠球回收網水平布置在循環(huán)水排水管上。膠球清洗泵及裝球室布置在坑附近的零米層。發(fā)電機端靠B排柱布置兩臺立式筒形凝結水泵，為防止凝結水泵汽蝕，布置在-4.2m的坑內。開式、閉式循環(huán)冷卻水泵、閉式循環(huán)冷卻水熱交換器、發(fā)電機密封油裝置、定子冷卻水裝置、機械真空泵及400V廠用配電裝置等也布置在發(fā)電機端。汽機機頭端布置有主油箱及潤滑油冷卻器、潤滑油凈化裝置及凝結水精處理裝置。兩個背包式疏水擴容器分別布置在凝汽器外側。汽機房中間層布置有發(fā)電機封閉母線、6kV配電裝置、軸封冷卻器及軸封風機、抗燃油裝置、高壓旁路裝置、軸封系統(tǒng)閥門站、主蒸汽、再熱蒸汽等管道。7、8號

13、低壓加熱器在凝汽器喉部。除發(fā)電機出線一檔標高為6.40m，其余各處的中間層標高均為6.90m。汽機房運轉層為大平臺結構，每臺機組配置的兩臺汽動給水泵頭對頭縱向布置在靠近 B排柱側。其驅動給水泵汽輪機的油箱、冷油器臥式布置在該層的機頭處，使運行、維護檢修方便，采光通風條件好。小汽機排汽口向下，排汽至主機凝汽器。汽輪機低壓旁路裝置、發(fā)電機勵磁整流柜布置在靠A排柱側。為檢修凝結水泵和汽輪機主油箱上的主油泵及冷油器，在其上方6.9m及13.7m均設有帶活動格柵的檢修孔，同時為滿足汽機房通風要求，在汽輪機大平臺靠A排柱邊B排柱各柱間設置了大面積的格柵；在大機與小機間也有通風格柵。在910號柱之間至零米的

14、檢修起吊孔，可滿足汽輪機翻缸及大件運輸起吊要求。設備檢修均利用該層大平臺。2、除氧間布置除氧間底層布置電動給水泵組及冷油器、汽機給水泵的前置泵、除氧器再循環(huán)泵及凝結水輸送泵等，靠近B排柱側留有運行和維護通道。中間層標高為6.9m，該層布置5號和6號低壓加熱器。1、2、3號高壓加熱器布置在除氧框架13.7m層上。除氧器及水箱、閉式循環(huán)冷卻水膨脹水箱布置在26m層，露天布置。在1、2號柱之間和10、11號柱之間靠C排柱分別設有主廠房的主樓梯，可從0m通至除氧間及煤倉間的各層。3、檢修場地汽輪機運轉層采用大平臺布置，作為汽輪機、發(fā)電機，汽動給水泵及其汽輪機輔助設備的檢修場地，包括0m檢修場地每臺機組

15、檢修面積約1350m2，可滿足機組檢修的要求。電動給水泵、汽動給水泵前置泵、開閉式冷卻水泵、送風機、吸風機及一次風機等主要輔機均在其附近設有檢修場地，可滿足設備的檢修要求。 七、東汽600MW超臨界汽輪機主要數(shù)據匯總東汽600MW超臨界汽輪機主要數(shù)據匯總見表2-21。7374 7576 注：距汽輪機、主汽門、中聯(lián)門等設備外殼表面1.0m、高1.2m處的最大噪音值不大于85dB(A)。 第二節(jié) 汽缸及滑銷系統(tǒng) 東汽600MW超臨界汽輪機的汽缸采用高、中壓缸合缸的結構。因為機組進汽參數(shù)高，為減小汽缸應力，增加機組啟停及變負荷的靈活性，高中壓汽缸設計為雙層缸結構。由于低壓排汽容積流量很大，要求較大的

16、排汽面積，因此配置兩個低壓缸，且每個低壓汽缸采用了流量等分、幾何形狀相同的雙分流結構，即每個低壓汽缸有兩個排汽口。這樣，既可增大排汽面積避免采用過長的末級葉片，又可減少機組的軸向推力，縮短軸向長度。一、汽缸的結構特點 77600MW超臨界機組的高中壓缸和低壓缸由于工作條件的差異，具有不同的結構特點，現(xiàn)分別介紹如下：1、高、中壓汽缸高、中壓汽缸采用合缸結構，通流部分為反向布置，它由高、中壓外缸、高壓內缸和中壓內缸組成，形成雙層汽缸結構。高、中壓外缸和內缸缸體都是合金鋼鑄件，各沿水平中分面分為上汽缸和下汽缸，上、下汽缸之間用法蘭螺栓緊固，以便于機組的安裝及檢修。 高壓部分有1個沖動式的調節(jié)級，7個

17、沖動式高壓級，共8級；中壓部分有6個沖動式中壓級，為汽輪機的914級。高中壓汽缸通流部分的壓力級為反向布置，即高壓汽缸中的壓力級與中壓汽缸中的壓力級的蒸汽流動方向相反。由鍋爐來的新蒸汽通過主蒸汽管從下部進入布置于汽輪機兩側的兩個高壓主汽閥，由每側的各兩個調節(jié)閥流出，經過四根高壓導汽管進入高壓汽輪機（上半缸兩根、下半缸兩根）。進入高壓汽輪機的蒸汽通過調節(jié)級和高壓級后，由外缸下部兩側排出，進入再熱器。再熱后的蒸汽通過中壓缸兩側的兩個再熱主汽閥和四個中壓調節(jié)閥，由每側的兩個中壓調節(jié)閥流出，經過四根中壓導汽管由高、中壓缸中部進人中壓缸 （上半缸兩根、下半缸兩根）。進人中壓缸的蒸汽經過中壓級后，從中壓缸

18、上部排汽口排出，經中、低壓連通管，分別從1號、2號低壓缸中部進入兩個低壓缸。汽缸的結構形式和支承方式的設計充分考慮受熱狀況改變時，汽缸可以自由、對稱地收縮和膨脹，并且保持其中心線不變，把可能發(fā)生的變形降到最低限度。內缸支承在外缸水平中分面處，并由上部和下部的定位銷導向，使內缸與外缸同心，并可根據溫度的變化自由收縮和膨脹。高壓缸的四個噴嘴室由合金鋼分別鑄成，采用中心線定位，支承在內缸中。內缸在內壁設有滑鍵，決定噴嘴室的橫向位置，以保證噴嘴室中心線在內缸中的相對位置，并能沿周向收縮或膨脹。主蒸汽導汽管與噴嘴室之間通過彈性密封環(huán)滑動連接，可以補償溫度引起的膨脹差。導汽管與外缸通過杯形彈性套管連接，檢

19、修解體拆卸外缸上半或內缸下半時，應采用頂起螺釘將外缸上半及內缸下半垂直抬高，直到導汽管與噴嘴室完全脫離，然后按常規(guī)方法用吊車垂直吊起，盡量保持進汽密封環(huán)不被碰磨；當汽缸回裝時，要保證噴嘴室進汽口與導汽管的密封環(huán)同心。中壓進汽沒有噴嘴室，其導管直接插人中壓內缸的進汽部分，由密封環(huán)進行密封。高壓內缸和中壓內缸沿軸向各由兩部分組成：高壓內缸的進汽段水平法蘭在進汽管中心線所在的剖面處有貓爪，支承在外缸水平法蘭的凸臺上，上、下半缸外壁兩端縱剖面處有縱銷，使其與外缸同心；高壓內缸的中、后部，通過其外壁的凹槽嵌裝在進汽段的凸環(huán)上，確定其軸向位置，并由水平掛耳確定其水平位置，高壓各級的隔板嵌裝在其內壁；中壓內

20、缸進汽段，通過其外壁的凹槽嵌裝在外缸內壁的凸臺上，其外壁上下有縱銷定位；中壓內缸的后段，通過其外壁的凹槽嵌裝在內缸進汽段的內壁。高、中壓汽缸的上、下半缸水平法蘭用大型雙頭螺栓或定位雙頭螺栓連接。為使每個螺栓中保持準確的應力，在連接時必須對它們進行初始擰緊，獲得一定的預應力。汽缸精加工完成后，按照標準的程序并且中分面不涂密封油進行水壓試驗，保證汽缸不漏，當電78廠裝配汽輪機正式扣缸時，中分面需要涂性能較好的密封油膏。2、低壓汽缸第一章指出，高參數(shù)、大功率凝汽式汽輪機的低壓汽缸，由于蒸汽容積流量相當大，因而低壓汽缸結構尺寸大，是汽輪機中最龐大的部件。它的結構設計水平對汽輪機的經濟性及運行可靠性關系

21、頗大。因運行中汽缸 在低負荷或空載情況下（特別是在甩負荷之后），由于沒有足夠的蒸汽量將低壓汽缸 低壓外缸還包括兩端的軸承座，1號低壓缸前端的軸承座內放置它本身的支持軸承和高中壓缸后軸承。低壓隔板通過定位銷和墊片支承在隔板套或內缸內壁，并對準。內缸通過水平中心線下的貓爪支承在外缸上，用定位銷和墊片來對準，定位銷置于垂直中心線上的底部，內、外缸之間的墊片置于水平中分面和中低壓連通管接口剖面附近。 二、中、低壓連通管中、低壓連通管是把中壓汽缸的排汽送到低壓汽缸內。中、低壓連通管采用架空布置，它由中壓汽缸排汽端頂部的排汽口連接到兩個低壓上汽缸中部的進汽口，是整個汽輪發(fā)電機組的最高點。應用于600MW超

22、臨界機組上的一種中、低壓連通管如圖2-1所示。連通管是由鋼板焊成的薄壁圓管，由蝦腰管和平衡補償管兩段組成，現(xiàn)場安裝時組焊為整體。蝦腰管接中壓缸排汽口，平衡補償管中部有兩個向下的管口，接低壓缸進汽管，均采用剛性法蘭連接，具有很好的密封性和制造工藝性。為了使汽流在導管內流動時壓損最小，在連通管每個斜接的彎管中部均裝有用多個導葉組成的導流葉柵環(huán)，以減小汽流的局部阻力，使其平穩(wěn)地改變方向，順利地從中壓汽缸流向低壓汽缸。為了吸收管道產生的軸向熱膨脹，在連通管上裝有兩組壓力平衡式波紋鼓膨脹節(jié)，按 79必須吸收的熱膨脹量來確定膨脹節(jié)的波紋數(shù)量。采用連桿裝置將滑動波紋節(jié)同一個反方向的波紋節(jié)（平衡端）連接在一起

23、，以平衡壓力產生的軸向推力，由膨脹節(jié)吸收軸向位移。為了達到較高的可靠性，波紋節(jié)由600MW超臨界汽輪機中、低壓連愛管 三、大氣閥大氣閥裝于汽輪機各低壓缸兩端的汽缸蓋上，其用途是當?shù)蛪焊着牌掖髿忾y 1-承壓板；2-壓環(huán)；3-螺釘；4-螺釘； 5薄膜環(huán)；6-環(huán)形墊片；7-閥蓋7固定，見圖2-2的A-A視圖。 承壓板承受來自外部的大氣壓力，由閥蓋80當?shù)蛪焊着牌麎毫Τ^設計的最大安全值時，大氣閥的承壓板1即被推向外側，使鉛制薄膜環(huán)5在壓環(huán)外緣和閥蓋內緣之間被剪斷。鉛制薄膜環(huán)斷裂，蒸汽沿汽缸向上噴出，使低壓缸內的壓力降低。閥蓋7可防止鉛制薄膜環(huán)、承壓板和壓環(huán)飛出傷人和損壞設備。外徑處的罩板引導汽流向

24、上噴出。鉛制薄膜環(huán)5與一個自動跳閘機構相連接。當排汽壓力升高到預定值時，自動跳閘機構使汽輪機停機。鉛制薄膜環(huán)5斷裂壓力為0.0343MPa（g）。 四、低壓缸噴水系統(tǒng)低壓缸噴水系統(tǒng)向雙流低壓缸兩端排汽室噴水環(huán)的噴嘴提供凝結水，此凝結水能使離開汽輪機末級葉片的蒸汽，在進入低壓缸排汽室時降低溫度。通常，低壓缸排汽室中的蒸汽是濕蒸汽，其溫度是相應于出口壓力下的飽和溫度。然而，在小流量情況下，低壓缸末幾級長葉片做負功引起鼓風加熱，使得排汽溫度迅速升高。這種不能接受的排汽溫度，經常發(fā)生在低于10額定負荷的小流量工況下，特別是在額定轉速下的空負荷狀態(tài)時。排汽溫度的高低取決于通過葉片的蒸汽流量、凝汽器真空和

25、再熱溫度等參數(shù)。機組出現(xiàn)高的排汽溫度，必須盡量避免，以減少轉子與靜子部件之間由于熱變形或脹差而產生碰擦的可能性。這樣的碰擦在一定轉速以上會發(fā)生嚴重危害，并導致強迫或長期停機。甚至降至盤車轉速時，已經存在的熱變形和脹差所造成的摩擦，使得金屬脫落或削弱轉動部件，如鉚釘、圍帶等，最終將引起部件的損壞。在低負荷或空載情況下，如果排汽溫度超過80，則必須通過增加負荷或改善真空逐步地降低排汽缸的溫度。排汽缸排汽溫度最高不允許超過121，如果達到這一溫度，則應停機并排除故障。 五、滑銷系統(tǒng)第一章已指出，滑銷系統(tǒng)一般由立銷、縱銷、橫銷、角銷等組成?；A臺板上橫銷中心線與縱銷中心線的交點是機組的絕對死點。絕對死

26、點相對于運轉層基礎是不動的。汽輪機的絕對死點一般都設置在低壓缸，使機組向前軸承座端膨脹。這樣設置的目的是由于低壓缸和凝汽器直接連接，低壓缸又是最重的，且凝汽器也龐大笨重，它們一起移動很困難，如果強行使機組從高壓缸向低汽缸方向膨脹，若低壓缸位移較大，勢必造成巨大的連接應力。同時，很可能會因膨脹受阻而導致機組振動。為保證滑銷系統(tǒng)長期運行靈活，東汽600MW機組的滑銷系統(tǒng)采用自潤滑塊結構。東汽600MW機組采用3死點結構，高壓缸一個死個，位于2號軸承座，低壓A缸、B缸各有一個死點，分別位于各自的中心附近。高、中壓汽缸由四只“貓爪”支托，“貓爪”搭在軸承箱上，“貓爪”與軸承箱之間通過鍵（貓爪橫銷）配合

27、，“貓爪”在鍵上可以自由滑動，保持汽缸與軸承座的軸向相對位置。 81第三節(jié) 噴嘴組、隔板和隔板套 汽輪機的第一級噴嘴葉柵通常是由若干個噴嘴組成噴嘴弧段（噴嘴組）后，再固定在單獨鑄造的噴嘴室的出口圓弧形槽道中。從汽輪機的第二級開始以后的各級噴嘴葉柵則固定在隔板上，而隔板可直接固定在汽缸上，也可固定在隔板套上，但多半是固定在隔板套上，隔板套再固定在汽缸上。 一、噴嘴組現(xiàn)代大型汽輪機第一級的噴嘴葉柵分成若干個弧段，流過每個弧段的蒸汽量由各自的調節(jié)汽門進行控制。根據負荷的大小，主汽閥保持全開，開啟或關閉調節(jié)汽門來改變主蒸汽流量，改變機組的功率以適應外界負荷。600MW超臨界機組噴嘴組采用緊湊設計，各噴

28、嘴組通過電火花加工形成一個整體的蒸汽通道，分別焊接在噴嘴室上。噴嘴采用先進的子午面收縮型線汽道，以降低二次流損失。二、隔板和隔板套隔板的作用是把汽缸的轉子一、概述轉子是汽輪機轉動部分的總稱，按主軸與其他部件間組合方式，轉子可分為套裝轉子、82整鍛轉子、焊接轉子和組合轉子四大類。至于一臺機組采用何種類型轉子，要由轉子所處的溫度條件及各國的鍛冶技術來確定。東汽引進日立的600MW系列機組，其整個軸系由五根轉子聯(lián)接組成。其中汽輪機部分由高中壓轉子、A低壓轉子和B低壓轉子三根轉子組成，電機部分由發(fā)電機轉子和勵磁機轉子組成，各轉子之間由剛性聯(lián)軸器連接，每根轉子支承在各自的兩個軸承上。整個軸系轉子由推力軸

29、承軸向定位，推力軸承位于中間軸承箱600MW機組軸系簡圖汽輪機轉子材料均由合金鋼整體鍛件制成，無中心孔，符合ASTM（0.02%）標準的要求。高中壓轉子材料為CrMoV鍛鋼，脆性轉變溫度（FATT）90，為了確保汽輪機轉子安全可靠，具有良好的平衡和較高的性能，轉子鍛件鋼坯為真空澆注而成，以去除有害的氣體和氣眼，并在加工之前進行各種試驗確保鍛件滿足物理及冶金性能要求。轉子鍛件毛坯經過精心加工形成了由主軸、輪盤、軸頸和聯(lián)軸器法蘭等組成的整體轉子，經過加工形成的輪盤設有用來安裝動葉片的葉根槽。根據動葉片的載荷及工作條件，葉根槽的型式包括倒T型、菌型、縱樹型和叉型等型式。末級動葉片由于載荷大、動應力大

30、，其葉根部分采用承載能力強的叉型葉根型式。 為提高相鄰轉子之間在連接時的對中精度，軸系各轉子之間均采用止口過盈配合方式。A低壓轉子和B低壓轉子之間設有調整墊片，用以調整低壓轉子的軸向位置。B低壓轉子和發(fā)電機轉子之間設有盤車齒輪環(huán)，與機組的盤車裝置一起實現(xiàn)機組的盤車運行狀態(tài)。汽輪機每根轉子在制造廠內加工和裝配完畢后，均需進行高速動平衡試驗和超速試驗。高速動平衡試驗在額定轉速下進行，而超速試驗是在額定轉速的115%轉速下進行的。高中壓轉子和A、B低壓轉子均設置了現(xiàn)場不揭缸做動平衡的裝置，并隨機提供做動平衡用的專用工具，大大方便了在現(xiàn)場進行的轉子動平衡。 二、轉子冷卻超臨界600MW機組在中壓第一級

31、葉輪處設置了冷卻裝置。單向汽流的中壓缸要求中壓轉子在高溫、高應力下具有足夠高的蠕變強度和同軸蠕變性能，這對于避免轉子長時間運行后引起彎曲和變形是非常重要的。這種彎曲和變形會引起機組大的振動。為了滿足上述要求，日立公司除了在轉子鍛件制造中要求提高其強度等級和相關材料性能外，在結構上設置了對中壓第一級葉輪的冷卻裝置。從高壓第四級后引出一股相對低溫的蒸汽，通過節(jié)流，直接引入到中壓第一級葉輪處，對中壓第一級葉輪進行冷卻，以此來提高中壓第一級葉輪及輪緣的相對強度等級，延長轉子的使用壽命。83三、聯(lián)軸器聯(lián)軸器是轉子與轉子之間的連接部件。汽輪機各轉子之間以及汽輪機低壓轉子與發(fā)電機轉子之間均要用聯(lián)軸器把它們連

32、接起來，以傳遞做功扭矩和軸向推力。聯(lián)軸器又稱為靠背輪或對輪，分為剛性、半撓性和撓性三種。撓性聯(lián)軸器有較大的撓性，因此被連接的兩轉子之間允許存在一定的偏心，對振動的傳遞也不甚敏感。由于這種聯(lián)軸器一般是通過蛇形彈簧來連接的，結構較為復雜，所傳遞的扭矩也不能很大，大型機組上一般不采用。半撓性聯(lián)軸器是在聯(lián)軸器間裝有波形套筒，允許在被連接的兩軸之間有少許的偏心，在兩聯(lián)軸器端面不完全平行的情況下仍能順利地運轉，傳遞扭矩，同時也有一定的隔振作用，如圖2-4所示。半撓性聯(lián)軸器介于剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器兩者之間，曾得到過廣泛的應用，不過這種聯(lián)軸器工藝性較差，傳遞大扭矩時波形套筒壁較厚，撓性降低，大型機組也不采用

33、。 圖2-4 半撓性聯(lián)軸器 1、2-聯(lián)軸器；3-波形套筒；4、5-螺栓；6-齒輪東汽600MW超臨界機組各個轉子之間的連接均采用剛性聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器結構簡單，軸向尺寸短，工作可靠。因連接剛性強，除可傳遞較大扭矩外，還可傳遞軸向力和徑向力，大功率汽輪發(fā)電機組普遍采用這種聯(lián)軸器，如圖2-5所示。 圖2-5 剛性聯(lián)軸器（a）裝配式；（b）對輪與主軸成整體結構1-2-聯(lián)軸器；3-螺栓；4-盤車齒輪 四、轉子的臨界轉速由于轉子的材料不可能絕對均勻，安裝中也不可避免地要出現(xiàn)偏差，這樣轉子的回轉中心和它的質量中心之間總有一定的偏差，因此它在運轉時總有一定的振動。同時，轉子84像任何物體一樣，有它的自振頻率

34、，在汽輪機升速過程中，當轉速升到某一數(shù)值正好與轉子的某一自振頻率合拍后，便產生共振，此時汽輪發(fā)電機組的轉子將產生較強烈的振動。隨著轉速的升高而離開此轉速后，轉子的振幅隨即明顯地減小。當汽輪機的轉速繼續(xù)升高時，可能在另一較高的轉速下產生共振而轉子的振動又重新增大，待轉速進一步升高后振動又會重新降低。這種與轉子自振頻率發(fā)生共振，使轉子產生強烈振動的轉速稱為轉子的臨界轉速，并隨著轉速升高的次序，分別稱為第一階、第二階、第三階臨界轉速等。 汽輪發(fā)電機組設計的工作轉速若低于第一臨界轉速時，那么機組在啟動和運行過程中均不會出現(xiàn)臨界轉速下振幅增大的現(xiàn)象，這種轉子稱為剛性轉子。若汽輪發(fā)電機組的工作轉速高于第一

35、臨界轉速，則這種轉子稱為撓性轉子。若汽輪機在臨界轉速下長期轉動，振動可能逐漸增大，使軸承受到較大的動載荷，引起軸承的損壞。轉子的動撓度隨著向臨界轉速靠近而變得越來越大，可能因振動過大，使轉子上的軸封和葉片汽封等與靜止部分相摩擦和碰撞，使軸封及葉片汽封等發(fā)生損壞，甚至可能導致轉子彎曲、斷裂等重大事故。因此，汽輪機是不允許在臨界轉速下或者在臨界轉速附近長時間停留的。運行人員應當確知所操作機組的臨界轉速值和振動振幅值規(guī)定，在啟動升速過程中，應當嚴密監(jiān)視并迅速通過臨界轉速。本機組轉子軸頸振動規(guī)定見表2-12。 為了保證機組安全運行，工作轉速與臨界轉速應拉開一定的距離（安全范圍）。設計時可根據理論計算轉

36、子的自振頻率，從而近似確定轉子的臨界轉速，最后臨界轉速的精確值要通過試驗確定。一般來說，轉子臨界轉速的大小與轉子的直徑、重量、兩端軸承的跨距、支承的剛度等有關。轉子直徑越大，重量越輕，跨距越小，支承剛度越大，則轉子的臨界轉速值越高，反之則越低。600MW超臨界機組在工作時，汽輪機高中壓轉子、低壓轉子和發(fā)電機轉子連在一起，它們組成一個軸系。聯(lián)成軸系后，各轉子會互相影響，互相制約，軸系中各轉子的臨界轉 85速與單獨轉動時的臨界轉速不同。原來臨界轉速低的會高些，原來臨界轉速高的會低些。由于發(fā)電機轉子重量大，跨距大，直徑小，因而原臨界轉速較低，它與汽輪機轉子連成軸系后，就會使汽輪機轉子的臨界轉速變低一

37、點，而它本身的臨界轉速相應有所提高。其中第一階和第二階低頻振動最具有危險性，所以這兩階臨界轉速處應特別注意。 東汽600MW超臨界汽輪發(fā)電機組轉子臨界轉速如表2-13所示。 600MW超臨界機組轉子的第一階臨界轉速值都低于其工作轉速，故為撓性轉子。機組的臨界轉速值都避開工作轉速±15%，故而能確保機組運行安全。臨界轉速下的振動值，主要取決于轉子的動、靜不平衡程度和安裝時找中心的質量。因此，只要動、靜不平衡程度和安裝質量都符合要求，機組即使通過臨界轉速時，其振動一般也不很大。 第五節(jié) 葉片 一、葉片的結構和分類葉片按用途可分為動葉片（又稱工作葉片，簡稱葉片）和靜葉片（又稱噴嘴葉片）兩種

38、。動葉片安裝在轉子葉輪（沖動式汽輪機）或轉鼓（反動式汽輪機）上，接受噴嘴葉柵射出的高速汽流，把蒸汽的動能轉換成機械能，使轉子旋轉。靜葉片安裝在隔板或持環(huán)上。在靜葉柵中，蒸汽的壓力和溫度降低，流速增加，將熱力勢能轉換為動能。葉片是汽輪機中數(shù)量和種類最多的關鍵零件，其結構型線、工作狀態(tài)直接影響能量轉換效率，因此其加工精度要求高，它所占加工量約為整個汽輪機加工量的30，可批量生產。葉片的工作條件很復雜，除因高速旋轉和汽流作用而承受較高的靜應力和動應力外，還因其分別處在過熱蒸汽區(qū)、兩相過渡區(qū)（指從過熱蒸汽區(qū)過渡到濕蒸汽區(qū)）和濕蒸汽區(qū)段內工作而承受高溫、高壓、腐蝕和沖蝕作用，因此它的結構、材料和加工、裝

39、配質量對汽輪機的安全經濟運行有極大的影響。所以在設計、制造葉片時，要考慮到葉片既有足夠86的強度和剛度，又有良好的型線，以提高汽輪機的效率。對于在高溫區(qū)工作的葉片，應考慮材料的蠕變問題；對于在濕蒸汽區(qū)工作的葉片，應考慮材料受濕蒸汽沖蝕的問題。任何一只葉片的斷裂都有可能造成嚴重事故。實踐表明，汽輪機發(fā)生的事故以葉片部分的為最多，所以必須給予足夠的重視。葉片一般由葉根、工作部分（或稱葉身、葉型部分）、葉頂連接件（圍帶）或拉筋組成，如圖2-6所示。1、葉根部分葉片是通過葉根與葉輪或轉鼓相連接的。葉根的作用是將動葉嵌固在葉輪輪緣或轉鼓凸緣的溝槽里，在汽流的圖2-6 葉片結構 作用力和旋轉離心力的作用下

40、，使葉片不致于從溝槽里甩出來。因此要求它與葉輪輪緣或轉鼓凸緣的配合部分要有足夠的配合精度和強度，而且應力集中要小。所以，葉根與輪緣或葉根與轉鼓槽的結構是否適當，對葉片的安全運行起著重要的作用。工作葉片一般用單支承面或多支承面的葉根固定在溝槽中，隨著葉片高度和重量的增加，葉根所受的作用力增大，應當相應地增加葉片根部支承面的數(shù)目，即要采用不同型式的葉根結構?，F(xiàn)代汽輪機常用的葉根結構型式有倒T型、外包倒T型、雙倒T型、菌型、叉型、樅樹型等（如圖2-7所示），其適用范圍和裝配要求各不相同。（1）圖2-7（a）表示T型葉根，此種葉根結構簡單，加工裝配方便，工作可靠。但由于葉根承載面積小，葉輪輪緣彎曲應力

41、較大，使輪緣有張開的趨勢，故常用于受力不大的短葉片，如高壓級葉片。（2）圖2-7（b）所示為帶外包凸肩的單T型葉根，其凸肩能阻止輪緣張開，減小輪緣兩側截面上的應力。葉輪間距小的整鍛轉子常采用此種葉根。（3）圖2-7（c）為菌型葉根結構，這種葉根和輪緣的載荷分布比T型合理，因而其強度較高，但加工復雜，故不如T型葉根應用廣泛。 圖2-7 葉根結構（a）T型葉根；（b）外包凸肩T型葉根；（c）菌型葉根；（d）外包凸肩雙T型葉根；（e）叉型葉根；（f）縱樹型葉根 （4）圖2-7（d）為帶凸肩的雙T型葉根，由于增大了葉根的承力面，故可用于葉片較長，離心力加大的情況。一般高度為 87100400mm的中等

42、長度葉片采用此種型式。此種葉根的加工精度要求較高，特別是兩層承力面之間的尺寸誤差大時，受力不均，葉根強度大幅度下降。上述葉根屬周向裝配式，這類葉根的裝配輪緣槽上開有一個或兩個缺口（或稱切口），其長度比葉片節(jié)距稍大，寬度比葉根寬0.020.05mm，以便將葉片從該缺口依次裝人輪緣槽中。裝在缺口處的葉片稱作封口葉片（又稱末葉片），用兩根鉚釘將其固定在輪緣上。有些廠家再用葉根底部的矩形狀隙片或半圓形塞片固定，見圖2-8。周向裝配式的缺點是：葉片拆換必須通過缺口進行，當個別葉片損壞時，不能單獨拆換，要將一部分葉片拆下重裝，增加了拆裝工作量。（5）圖2-8（e）為叉型葉根結構，這種葉根的叉尾直接插入輪緣

43、槽扭曲葉片 圖2-8 T型葉根的封口結構級葉片廣泛采用。叉型葉根雖加工方便，便于拆換，但裝配時比較費工，且輪緣較厚，鉆變的，也稱為直葉片；變截面葉片的葉型截面面積沿葉高按一定的規(guī)律變化，各截面面積不相等；若葉片不同高度各橫截面逐漸扭轉一定角度，且各截面面積不相等，則稱為扭曲葉片，見圖2-9所示。當汽道平均直徑D和葉片汽道高度L之比較大，即葉片相對比較短，頂部和根部的汽流參數(shù)變化不大，可將葉片設計成等截面直葉片。這種葉片的設計方法簡便，加工方便，制造成本較低，對級效率的影響也不大。當葉片長到一定的程度時，即DL較小，級的平均直徑處的汽流參數(shù)與葉頂和葉根處88的汽流參數(shù)偏差較大，再采用等截面直葉片

44、損失會大大增加。為了使汽流能在通道中獲得良好的流動特性，同時又為了降低葉型截面上的離心應力，使葉片具有足夠的強度，就不得不根據葉片沿高度實際的汽流參數(shù)，把葉片工作部分的截面形狀設計成沿葉高方向變化的變截面葉片或扭曲葉片。3、葉頂部分為了使動葉片之間組成良好的通道，保證汽流沿外緣周界上的良好流動性，降低漏汽損失，提高級的效率，通常葉片的葉頂上都裝有圍帶（復環(huán)），將動葉片連成葉片組。成組葉片也提高了葉柵的剛度，降低了葉片中的彎曲應力，改善了其頻率特性；在扭曲葉片加裝圍帶后，能限制動葉片外緣部分在蒸汽作用力下發(fā)生扭轉。隨著成組方式的不同，葉頂結構也各不相同（見圖2-10）。圖2-10（a）所示為整體

45、圍帶結構型式，圍帶和葉片實為一個整體部件，葉片裝好后頂板互相靠緊即形成一圈圍帶，圍帶圖2-10 葉片圍帶結構型式 （a）整體圍帶；（b）鉚接圍帶之間可以焊接，這種結構稱為焊接圍帶；也可以不焊接。整體圍帶一般用于短葉片。將35mm厚的扁平鋼帶，用鉚接方法固定在葉片頂部，稱為鉚接圍帶見圖2-10（b）。采用鉚接圍帶結構的葉頂必須做出與圍帶上的孔相配合的凸出部分（鉚頭），以備鉚接?？紤]到有熱膨脹，各成組葉片的圍帶間，留有約1mm的膨脹間隙。4、拉筋拉筋一般是以612mm的金屬絲或金屬管穿在葉身的拉筋孔中。拉筋與葉片之間可以是焊接的（焊接拉筋），也可以是不焊接的（松拉筋）。拉筋處在汽流通道中間，將影響

46、級內汽流流動，同時，拉筋孔削弱了葉片的強度，所以在滿足振動和強度要求的情況下，有的長葉片可設計成不裝拉筋和圍帶的自由葉片。當葉片不用圍帶而用拉筋連接成組或為自由葉片時，葉頂通常削薄，以減輕葉片重量并防止運行中與汽缸相碰時損壞葉片。 二、東汽600MW超臨界機組葉片設計的特點東汽600MW超臨界汽輪機廣泛采用當代通流設計領域中最先進的全三元可控渦設計技術，高中壓靜葉型線采用高效的后加載層流葉型（SCH），動葉采用型損、攻角損失更小的高負荷葉型（HV）；低壓靜葉采用高負荷靜葉型線（CUC），低壓動葉采用成熟的40低壓積木塊。在采用以上通流核心技術的同時，對焓降、動靜葉匹配進行優(yōu)化，在高壓缸部分級采

47、用分流葉柵，葉頂采用多齒汽封，即圍帶采用階梯式的沉頭鉚釘，葉頂汽封采用兩個高齒和兩個低齒，形成迷宮效果以減小葉頂漏汽。末級長葉片采用叉形葉根，其特點是具有相當高的強度以抵抗離心力和蒸汽彎應力。叉形葉根的動葉在長葉片中具有最高的可靠性。 89低壓末級及次末級葉片具有必要的抗水蝕和疏水措施，汽輪機設有足夠的除濕用的疏水口。低壓末級片采用高頻淬火強化。第六節(jié) 軸承、軸承箱及頂軸裝置 汽輪機作為高速旋轉機械，其軸承是一個重要組成部件。為了保證汽輪機工作時轉子正常旋轉，須設置支持軸承和推力軸承。支持軸承用來承受轉子的重量、調節(jié)級部分進汽引起的不平衡蒸汽作用力和轉子不平衡質量的離心力，并確定轉子的徑向位置

48、，以保證轉子的旋轉中心和汽缸中心保持一致。推力軸承是用來承受汽輪機運行時，蒸汽作用在轉子上的軸向力和發(fā)電機傳來的軸向力，并確定轉子在汽缸中的軸向位置，以保證汽輪機的通流部分軸向動、靜間隙在允許范圍以內。所以推力軸承是轉動部分相對汽缸和軸承座的定位點，又稱為汽輪機轉子對靜子的相對死點。由于汽輪機轉子的重量和軸向推力都很大，旋轉速度又高，不論支持軸承還是推力軸承都采用以動壓液體潤滑理論為基礎的滑動軸承，借助具有一定壓力的潤滑油在軸頸與軸瓦之間所形成的油膜而建立起液體潤滑。這種軸承承載能力大，使用壽命長，制造容易，可靠性好，可滿足汽輪機安全穩(wěn)定工作的需要。一、支持軸承1、東汽600MW超臨界機組支持

49、軸承介紹東汽引進日立的600MW系列機組，其汽輪機部分的軸承共有6個，其中，用來支撐高中壓轉子的1號、2號軸承為雙可傾瓦型式軸承，用來支承A低壓轉子的3號、4號軸承以及用來支撐B低壓轉子的5號、6號軸承均為承載性較好的橢圓瓦型式軸承。上述軸承均為球面座式、自動對中、壓力油潤滑軸承，承載性較好。軸承體由鑄鋼制成，軸瓦表面澆注一層優(yōu)質錫基巴氏合金。轉子的軸向定位由推力軸承確定，本機組的推力軸承構造簡單，體積小，且具有較高的負載能力。表2-14中列出1號6號軸承的基本參數(shù)。90（1）支持軸承雙可傾瓦型式1號、2號軸承為可頃瓦軸承，可頃瓦軸承有五瓦塊和六瓦塊兩種型式：亞臨界600MW機組用五瓦塊型式，

50、超臨界600MW機組用六瓦塊型式。五瓦塊軸承有五塊鋼制可傾瓦塊，上半三塊、下半二塊；六瓦塊軸承有六塊鋼制可傾瓦塊，上半三塊、下半三塊。其軸瓦表面均有巴氏合金層。可傾瓦支承在軸承座上，在運行期間隨轉子方向自由擺動，以獲取適應每一瓦塊的最佳油楔。裝在軸瓦套上的（螺紋）掛銷用間隙配合的形式固定著可傾瓦塊，防止它們旋轉。為了達到在運行時自動找中的要求，在可傾瓦塊外徑的軸向設計成半徑較大的球面。這種設計使每個可傾瓦塊可自動找中，不論在徑向還是在軸向，都可以獲得最佳位置。 軸承套采用“蓋板式”結構，其上半的每一側有凸出的法蘭，其中分面用螺栓固定在基座上。由于軸承套部件是固定在基座上的，因此這種類型的結構允

51、許軸承蓋膨脹而與軸承套無關，這樣可防止軸承套松動，防止在松配合下工作，或防止軸承有過大的振動。為了調整軸承找中，軸瓦套裝有調整墊片。（2）支持軸承上瓦開槽橢圓型3號，4號，5號和6號軸承為橢圓型軸承，這種內孔近似的橢圓形是在加工軸承內孔時把墊片墊于軸承接合面處，先加工一個較大直徑內孔，然后抽去墊片，獲得橢圓形內孔。橢圓軸承為單側進油，上瓦開槽結構。巴氏合金結合面采用燕尾槽結構。為了便于進油和排油，在中分面處軸瓦的巴氏合金被切去一部分，這樣形成了具有圓形邊的且在軸瓦端部向內延伸的油槽。油從軸頸一側中分面處進入軸承，在對面的接合面處的油槽有一個鏜孔以限制油的流量，以便在軸承排油側建立一個微小油壓，

52、并經過這個排油孔把油引入觀察孔的腔室里，而大部分油則通過軸瓦端部排出。2、支持軸承工作原理汽輪機支持軸承軸瓦的孔徑總是設計得比軸頸的直徑稍大一些，當汽輪機轉子裝人軸瓦后，由于轉子的自重，軸頸的中心總要低于軸瓦的中心。所以，當汽輪機靜止時，軸頸直接與軸瓦內表面下部接觸，在軸瓦和軸頸兩者之間形成了一個楔形間隙。當連續(xù)向軸承供給一定壓力和溫度的潤滑油時，由于潤滑油有粘性，軸頸一旦旋轉起來，黏附在軸頸上的油層便隨著轉軸一起旋轉，并帶動各層油轉動，被帶人楔形間隙。潤滑油被帶到軸頸與軸瓦之間的楔形間隙中，從楔形間隙的寬口流向窄口，使?jié)櫥头e聚在狹小的間隙中而產生較高的油壓。隨著轉速的升高，被帶入的油量也相

53、應的增多，油楔中的壓力不斷升高，當油壓升高到足以平衡轉子對該軸瓦的作用力時，軸頸便被油膜托起，此時軸頸和軸瓦完全由油膜隔開，從而避免了軸頸和軸瓦之間的干摩擦現(xiàn)象，并能靠潤滑油不斷的帶走液體摩擦中所產生的熱量，使軸承能安全穩(wěn)定地工作。在油膜壓力升高的同時，軸頸中心沿旋轉方向移動，在不同的轉速下，軸頸中心的平91衡位置不同，轉速達3000rrain后，穩(wěn)定在一個確定的位置。其工作原理圖見下圖2-11。 圖2-11 支持軸承工作原理（a）軸心運動軌跡及油楔中的壓力分布（周向）；（b）油楔中的壓力分布（軸向）；（c）、（d）不同轉速下軸頸與軸瓦相對位置l一軸承的長度；d-軸頸的直徑轉子軸頸在軸瓦中穩(wěn)定

54、運行時，轉子中心在平衡位置O1處（如圖2-12所示），軸頸只繞點Ol旋轉，此時，油膜的支持力p0與軸頸的載荷mg相平衡如（a）圖所示。但是，當油膜壓力的合力大于軸頸的載荷時，軸頸被油膜作用力推動向上浮起，其中心可能超過軸承的水平中分面，使軸頸中心產生局期性的弓形渦動，稱為軸承失穩(wěn)。轉子受到某種外界力的干擾，例如周圍的振動源、進油粘度或油壓突然波動等，使軸頸偏離平衡位置，其中心¢，此時，油膜的支持力p0與軸頸載荷p0。不在一條線上，而是偏轉了一定由Ol轉移至O1的角度，這樣轉子將在它們兩者的合力作用下，繞軸瓦油膜自激震蕩圖（a）平衡狀態(tài)；（b）受擾狀態(tài)；（c）受擾狀態(tài)的作用力渦動時，軸

55、頸中心的渦動角速度接近或等于轉子繞自身中心旋轉的角速度的一半，因此又稱此渦動為半速渦動。當轉子的工作轉速接近或等于轉子的某一階臨界轉速的兩倍時，92油膜渦動頻率與該自振頻率合拍，渦動被共振放大，振幅增大，轉軸產生劇烈跳動，這種現(xiàn)象被稱為油膜振蕩。由此可見，軸承失穩(wěn)是產生油膜振蕩的前提條件，而渦動頻率與轉子自振頻率合拍是誘發(fā)油膜振蕩的主要因素。只有這兩個條件同時存在時，軸承油膜振蕩才能形成。因此只有當轉子的工作轉速高于轉子的臨界轉速的兩倍時，在升速過程中才有可能發(fā)生油膜振蕩。 一般大容量機組發(fā)電機轉子的臨界轉速較低，其額定轉速往往大于一階臨界轉速的兩倍以上，因此油膜振蕩只可能發(fā)生在機組發(fā)電機的軸

56、承。軸承油膜振蕩引起的轉子振動有以下三個特點：（1）軸承發(fā)生油膜振蕩前，轉子振動中含有頻率約等于轉速一半的諧波，在發(fā)生油膜振蕩后，其主振頻率等于轉子的一階自振頻率，而與轉速無關。（2）振動具有突發(fā)性，當轉子轉速接近其臨界轉速的兩倍時，突然出現(xiàn)強烈共振。（3）一旦出現(xiàn)油膜振蕩，在較寬的轉速范圍內，振幅維持不變，即油膜振蕩不消失，在一定的范圍內提高或降低轉速，振幅不降低，只有轉速下降較多時，振幅才突然降至正常值，這是與不平衡離心力引起的共振明顯不同之點。防止和消除油膜振蕩的發(fā)生，主要從改變油膜壓力入手，防止軸承失穩(wěn)。其具體方法包括：改進轉子的設計，盡量提高轉子的一階臨界轉速；改進軸承的型式；改變軸瓦和軸頸配合的徑向間隙、比壓（軸承載荷軸承長度×軸頸直徑）、長徑比（軸承長度軸承內徑）和潤滑油粘度等，使失穩(wěn)轉速盡量提高。目前，防止油膜振蕩的最佳途徑是采用多油楔可傾瓦軸承和橢圓軸承。運行中出現(xiàn)某種意外原因，造成潤滑油量不足或中斷，將會出