汽輪機(jī)設(shè)備構(gòu)造原理知識全套

汽輪機(jī)設(shè)備構(gòu)造原理知識全套1、汽輪機(jī)本體汽輪機(jī)包括汽輪機(jī)本體，調(diào)節(jié)、保安系統(tǒng)及輔助設(shè)備三大部分。蒸汽輪機(jī)本體包括：(1)靜體（固定部位）——汽缸、噴嘴、隔板、汽封等。(2)轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)動部分）——軸、葉輪、葉片等。(3)軸承（支承部分）——徑向和止推。2、汽缸(1)汽缸的組成：汽缸是汽輪機(jī)的外殼，汽輪機(jī)本體的主要零部件幾乎包含在汽缸內(nèi)。汽缸內(nèi)部裝有噴嘴室、噴嘴、隔板、隔板套和汽封等零部件。汽缸外部裝有調(diào)節(jié)汽閥及進(jìn)汽、排汽和回?zé)岢槠艿赖取?2)汽缸作用：汽缸是汽輪機(jī)的外殼。其作用是將汽輪機(jī)的通流部分與大氣隔開，形成封閉的汽室，保證蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)完成其能量轉(zhuǎn)換過程。3、汽缸內(nèi)部構(gòu)件(1)噴嘴、隔板噴嘴和隔板的作用和特點(diǎn)：噴嘴是組成汽輪機(jī)的主要部件之一。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(jìn)入動葉柵，推動葉輪旋轉(zhuǎn)做功。隔板由外緣，噴嘴和板體三部分組成，為便于安裝，隔板一般都做成對分的，上半隔板裝在汽缸上蓋內(nèi)，下半隔板裝在下汽缸內(nèi)。第一級噴嘴直接安裝在汽缸高壓端專門的噴嘴室上。第二級及以后各級噴嘴安裝在各級隔板上，隔板用來安裝噴嘴，并將各級葉輪分隔開。沖動式汽輪機(jī)每一級由一個隔板和一個葉輪組成。沖動式汽輪機(jī)的隔板可分為焊接隔板和鑄造隔板。反動式汽輪機(jī)不采用隔板式結(jié)構(gòu)，各級噴嘴片（也叫靜葉柵）直接安裝在汽缸上。(2)汽封1)汽輪機(jī)汽缸兩端軸孔處與轉(zhuǎn)軸間有一定間隙，這樣在工作時，汽缸內(nèi)進(jìn)汽端將發(fā)生高壓蒸汽大量外漏，進(jìn)入前軸承箱污染潤滑油。此外凝汽式汽輪機(jī)的排汽壓力在0.05公斤/厘米2（絕對）左右，即排汽端處于高真空狀態(tài)，這樣大氣中的空氣將沿邊后軸孔大量漏入排汽管和凝汽器，就會破壞汽輪機(jī)的真空。因此為了減少高壓端的向外漏汽和排汽端往里漏空氣，要求在汽缸兩端軸孔處配備氣封。2)汽封的作用汽輪機(jī)通汽部分的動靜部分之間，為了防止碰擦，必須留有一定的間隙。而間隙的存在必將導(dǎo)致漏汽，使汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)性下降。為了解決這一矛盾，在汽輪機(jī)動、靜部件的有關(guān)部位設(shè)有密封裝置，通常稱為汽封。可分為軸端汽封（又稱軸封）、隔板汽封和圍帶汽封三種。(3)轉(zhuǎn)子汽輪機(jī)中所有轉(zhuǎn)動部件的組合體稱作轉(zhuǎn)子。包括：主軸、軸封、動葉片、止推盤、危急保安器、聯(lián)軸器總承、測量盤等。轉(zhuǎn)子(4)葉片動葉片和靜葉片葉片4、軸承軸承是汽輪機(jī)一個重要的組成部分，分為徑向支撐軸承和推力軸承兩種類型，它們用來承受轉(zhuǎn)子的全部重力并且確定轉(zhuǎn)子在汽缸中的正確位置。根據(jù)軸承中所能承受的載荷方向的不同，又可分為支撐軸承（承受徑向載荷）、止推軸承（承受軸向載荷）和支撐止推軸承（同時承受徑向載荷和軸向載荷）等。在工業(yè)汽輪機(jī)上常用的徑向軸承有圓瓦軸承、橢圓瓦軸承、多油楔固定軸承和可傾瓦軸承，并且以可傾瓦軸承使用最多?？蓛A瓦軸承與上述軸承相比其優(yōu)點(diǎn)是每一塊瓦均能自由擺動，在任何情況下都能形成最佳油楔，高速穩(wěn)定性好，不易發(fā)生油膜振蕩，應(yīng)用廣泛。還有一種為彈性均衡式瓦塊的徑向推力聯(lián)合軸承，推力瓦塊擱置在彈性圈上，承載時彈性圈產(chǎn)生彈性變形，以達(dá)到各塊瓦面與推力盤平面有良好接觸的要求。這種結(jié)構(gòu)運(yùn)用于剛性轉(zhuǎn)子并且軸向載荷不太大的機(jī)組。5、聯(lián)軸器聯(lián)軸器又稱對輪或靠背輪。作用是傳遞扭矩。1)剛性聯(lián)軸器：結(jié)構(gòu)簡單，能夠承受相鄰轉(zhuǎn)子分配來的重量，，減少支撐軸承數(shù)，并縮短機(jī)組長度。缺點(diǎn)是傳遞振動和軸向位移，對找中心要求高2)半撓性聯(lián)軸器：兩半聯(lián)軸器之間加了一段波形圓筒。他在傳遞扭矩時是呈剛性的，還能傳遞一定軸向推力，部分吸收轉(zhuǎn)子之間傳遞的振動。它也允許相鄰兩軸端之間有少許的不同心度和端面瓢偏度。3)撓性聯(lián)軸器：一般有齒輪式和彈簧式兩種。這類聯(lián)軸器不傳遞軸向推力，基本不傳遞振動，對中要求低，但易磨損，需要潤滑，造價高。多用于小型汽輪機(jī)。6、自動主汽閥自動主汽閥的作用是在汽輪機(jī)保護(hù)裝置動作后，迅速切斷汽源使汽輪機(jī)停止運(yùn)行。因此它是保護(hù)裝置共有的執(zhí)行元件。自動主汽閥的結(jié)構(gòu)可分為主汽閥和操縱座兩部分，操縱座是控制自動主汽閥開啟或關(guān)閉的機(jī)構(gòu)。為了保證安全，要求自動主汽閥動作迅速，關(guān)閉嚴(yán)密，對高壓汽輪機(jī)，在正常的進(jìn)、排汽參數(shù)情況下，自動主汽閥關(guān)閉后（調(diào)節(jié)閥全開），汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)能迅速降到1000rpm以下，自汽輪機(jī)保護(hù)裝置動作至主汽閥全關(guān)的時間，通常要求不大于0.5～0.8s。7、超速保護(hù)裝置為了防止調(diào)節(jié)系統(tǒng)因故障失靈和突然甩負(fù)荷時引起超速危險，每臺汽輪機(jī)都裝有超速保護(hù)裝置，它由感應(yīng)機(jī)構(gòu)、放大機(jī)構(gòu)組成，其發(fā)訊裝置通常稱為危急遮斷器或危急保安器，一般當(dāng)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速升高到額定轉(zhuǎn)速的1.10～1.12倍時它就動作，迅速切斷汽輪機(jī)的供汽，使汽輪機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。(1)危急保安器危急保安器是超速保護(hù)裝置的轉(zhuǎn)速感應(yīng)機(jī)構(gòu)，它實(shí)際上是一個靜態(tài)不穩(wěn)定的調(diào)速器，按其結(jié)構(gòu)可分為飛錘式和飛環(huán)式兩類，但它們的工作原理完全相同。(2)危急斷路滑閥在近代汽輪機(jī)中，危急保安器動作后，飛錘飛出作為超速信號，再通過以危急斷路滑閥作為傳動放大機(jī)構(gòu)去動作主汽閥。因此危急保安器和危急斷路滑閥兩者共同組成超速保護(hù)裝置。(3)軸向位移保護(hù)在汽輪機(jī)運(yùn)行中，如果由于某種原因造成汽輪機(jī)軸向推力過大時，將導(dǎo)致推力瓦的烏金熔化，轉(zhuǎn)子就會產(chǎn)生不允許的軸向位移，致使汽輪機(jī)的動、靜部分發(fā)生摩擦，造成嚴(yán)重的設(shè)備損壞事故。因此汽輪機(jī)都裝有軸向位移測量、報警和自動保護(hù)裝置。(4)低油壓保護(hù)潤滑油壓過低將使汽輪機(jī)軸承不能維持正常工作，情況嚴(yán)重時，還會造成軸瓦損壞以及動、靜部分摩擦等惡性事故。因此潤滑系統(tǒng)中都設(shè)有低油壓保護(hù)裝置。低油壓保護(hù)裝置一般應(yīng)具有下述功能：1)潤滑油壓低于正常值時，首先發(fā)出信號，提醒運(yùn)行人員注意并及時采取措施。2)油壓繼續(xù)降低至某一數(shù)值時，自動投入輔助油泵以提高油壓。3)輔助油泵啟動后油壓若繼續(xù)下降至某一數(shù)值時，應(yīng)掉閘停機(jī)，再繼續(xù)降低至另一數(shù)值時，應(yīng)停止盤車。8、油系統(tǒng)的主要設(shè)備(1)油箱作用：儲油，分離油中空氣、水分和機(jī)械雜物。油箱分為污段和凈段，中間隔著過濾網(wǎng)?；赜凸苈凡贾迷谖鄱?，油泵的吸油口布置在凈段。為了將沉淀下來的水分和雜物排出，油箱底部一般做成斜坡形。(2)主油泵安裝位置：在汽輪機(jī)高壓轉(zhuǎn)子前端的短軸上。離心式主油泵不能自吸，在啟停階段要靠交流輔助油泵供油。如果主油泵的入口進(jìn)了空氣，會造成系統(tǒng)的工作不穩(wěn)定。主油泵的進(jìn)口必須保持一定的正壓，正常運(yùn)行時，這一正壓由注油器提供。(3)注油器注油器又稱射油器，它實(shí)質(zhì)上是一個射流泵；對于大型機(jī)組的供油系統(tǒng)，通常裝有兩個注油器，可并聯(lián)或串聯(lián)。以下是其工作原理圖，注：1——噴嘴；2——混合室；3——擴(kuò)壓管9、主要輔助設(shè)備(1)凝汽器凝汽器是熱力循環(huán)的冷源。其基本功能是接收汽輪機(jī)的排汽并將其凝結(jié)成水，使汽輪機(jī)排汽口形成最佳真空，使工質(zhì)膨脹到最低壓力，盡可能多地將蒸汽熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。凝汽器是一個工作在真空條件下的表面式熱交換器，其具體功能有：1)冷卻汽輪機(jī)的排汽，使之凝結(jié)為水，使凝汽器形成機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的真空。2)把排汽的凝結(jié)水循環(huán)使用。3)在正常運(yùn)行時，凝汽器還可以起到一級真空除氧器的作用，能夠除去凝結(jié)水中所含有的氣體，從而提高水的質(zhì)量，防止設(shè)備腐蝕。(2)抽氣器由于凝汽器或乏汽管等連接處的不嚴(yán)密，勢必有空氣從外界漏入。為了保持凝汽器中有較高的真空度，必須采用抽氣設(shè)備將漏入的空氣不斷抽走，抽氣器的作用就是將凝汽器中的空氣不斷抽出，保持凝汽器的良好真空。以下是其工作原理示意圖，注1——工作噴嘴；2——混合室；3——擴(kuò)壓管(3)低壓加熱器低壓加熱器是汽輪機(jī)回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)中處于凝結(jié)水泵至除氧器之間的加熱器。有表面式和混合式兩種。較常用的是表面式管殼式結(jié)構(gòu)，被加熱的水在管內(nèi)流動，加熱蒸汽在管外流動。其結(jié)構(gòu)簡單，部件采用普通材料。(4)高壓加熱器高壓加熱器是位于給水泵至鍋爐之間承受高的給水壓力和溫度的加熱器。高壓加熱器是熱力系統(tǒng)中的主要輔機(jī)，因其承受的壓力高，如發(fā)生泄露而不能正常運(yùn)行時，不僅影響全廠熱效率，還要降低整套機(jī)組的輸出功率。(5)除氧器除氧器作用：除去鍋爐給水中的氧氣和其他不凝結(jié)氣體，防止熱力設(shè)備腐蝕和傳熱惡化，保證熱力設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。是給水回?zé)嵯到y(tǒng)中的一個混合式加熱器，高壓加熱器的疏水、化學(xué)部水劑全廠各處水質(zhì)合格的高壓疏水、排汽等均可匯入除氧器加以利用，減少發(fā)電廠的汽水損失。10、汽輪機(jī)設(shè)備組成11、水錘在壓力管路中，由于液體流速的急劇變化，從而造成管中的液體壓力顯著、反復(fù)、迅速地變化，對管道中有一種“錘擊”的特征，這種現(xiàn)象稱為水錘（或叫水擊）。水錘有正水錘和負(fù)水錘之分，它們的危害有：正水錘時，管道中的壓力升高，可以超過管中正常壓力的幾十倍至幾百倍，以致管壁產(chǎn)生很大的應(yīng)力，而壓力的反復(fù)變化將引起管道和設(shè)備的振動，管道的應(yīng)力交變變化，將造成管道、管件和設(shè)備的損壞。負(fù)水錘時，管道中的壓力降低，出會引起管道和設(shè)備振動。應(yīng)力交遞變化，對設(shè)備有不利的影響，同時負(fù)水錘時，如壓力降得過低可能使管中產(chǎn)生不利的真空，在外界壓力的作用下，會將管道擠扁。為了防止水錘現(xiàn)象的出現(xiàn)，可采取增加閥門起閉時間，盡量縮短管道的長度，在管道上裝設(shè)安全閥門或空氣室，以限制壓力突然升高的數(shù)值或壓力降得太低的數(shù)值。12、汽輪機(jī)積鹽？帶有各種雜質(zhì)的過熱蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)后，由于做了功，壓力和溫度便有所降低，而鈉化合物和硅酸在蒸汽中的溶解度便隨著壓力的降低而減小。當(dāng)其中某種物質(zhì)的攜帶量大于它在蒸汽中的溶解度時，該物質(zhì)就會以固態(tài)排出。沉積在蒸汽的通流部分。沉積的物質(zhì)主要是鹽類，這種現(xiàn)象常稱汽輪機(jī)積鹽。13、汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本任務(wù)是：在外界負(fù)荷變化時，及時地調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的功率以滿足用戶用電量變化的需要，同時保證汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的工作轉(zhuǎn)速在正常允許范圍之內(nèi)。根據(jù)其動作過程，一般由轉(zhuǎn)速感受機(jī)構(gòu)、傳動放大機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、反饋裝置等組成。14、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性和動態(tài)特性調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作特性有兩種：即動態(tài)特性和靜