汽輪機(jī)-培訓(xùn)課件

汽輪機(jī)

12汽輪機(jī)的基本概念

汽輪機(jī)優(yōu)點(diǎn)：熱效率高，凝汽式汽輪機(jī)組的綜合熱效率達(dá)40%，供熱機(jī)組熱效率可達(dá)80％。汽輪機(jī)是連續(xù)工作的回旋機(jī)械，具有較大的功率。機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)，事故率較低，一般可保持3年左右大修，充分提高了設(shè)備利用率。正因?yàn)槠啓C(jī)有這些優(yōu)點(diǎn)，所以被廣泛用于拖動(dòng)發(fā)電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、水泵及用作船舶的動(dòng)力機(jī)械。3汽輪機(jī)的基本概念原理：蒸汽通過汽輪機(jī)靜葉柵時(shí)膨脹加速將蒸汽內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，通過動(dòng)葉柵時(shí)將蒸汽動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。汽輪機(jī)級(jí)：一列靜葉柵和其對(duì)應(yīng)的一列動(dòng)葉柵組成汽輪機(jī)級(jí)，是汽輪機(jī)最基本的工作單元。反動(dòng)度：蒸汽在動(dòng)葉流道內(nèi)膨脹程度的大小。即在動(dòng)葉流道內(nèi)的理想焓降與整個(gè)級(jí)的滯止理想焓降之比。輪周功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)蒸汽推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)所做的機(jī)械功。輪周效率：?jiǎn)挝徽羝苛鬟^某級(jí)所產(chǎn)生的輪周功與蒸汽在該級(jí)中的理想可用能量之比。4汽輪機(jī)的基本概念汽輪機(jī)的分類1、按工作原理分a、沖動(dòng)式：蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變成動(dòng)能的過程，僅在噴嘴中發(fā)生，而動(dòng)葉片只是把蒸汽的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的汽輪機(jī)，叫沖動(dòng)式汽輪機(jī)。b、反動(dòng)式：蒸汽的熱能變?yōu)閯?dòng)能的過程不僅在噴嘴中發(fā)生，而且在動(dòng)葉片中同樣發(fā)生的汽輪機(jī)，叫反動(dòng)式汽輪機(jī)2、按汽輪機(jī)所具有的級(jí)數(shù)分單級(jí)汽輪機(jī)、復(fù)速級(jí)汽輪機(jī)和多級(jí)汽輪機(jī)。3、按蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)部流動(dòng)的方向分：軸流式汽輪機(jī)、輻流式汽輪機(jī)、周流式汽輪機(jī)軸流式汽輪機(jī)：蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)流動(dòng)的方向和軸平行，現(xiàn)各電廠運(yùn)行著的汽輪機(jī)多是這種氣輪機(jī)。4、按汽缸的數(shù)目分單缸汽輪機(jī)、雙缸汽輪機(jī)、多缸汽輪機(jī)5汽輪機(jī)的基本概念5、按汽輪機(jī)的熱力特性分凝汽式汽輪機(jī)、調(diào)整抽氣式汽輪機(jī)、背壓式汽輪機(jī)、抽背式汽輪機(jī)、補(bǔ)汽式汽輪機(jī)及中間再熱式汽輪機(jī)6、按汽輪機(jī)的用途分電站汽輪機(jī)、工業(yè)汽輪機(jī)、船用汽輪機(jī)。7、按進(jìn)氣壓力分低壓氣輪機(jī)：新蒸汽壓力1.2—1.5Mpa中壓汽輪機(jī)：新蒸汽壓力2—4Mpa次高壓汽輪機(jī)：新蒸汽壓力5—6Mpa高壓汽輪機(jī)：新蒸汽壓力6—10Mpa超高壓汽輪機(jī)：新蒸汽壓力12—14Mpa亞臨界汽輪機(jī)：新蒸汽壓力16—18Mpa超臨界汽輪機(jī)：新蒸汽壓力大于22.17Mpa超超臨界汽輪機(jī)：新蒸汽壓力大于25Mpa汽輪機(jī)本體汽輪機(jī)本體由轉(zhuǎn)動(dòng)部分(轉(zhuǎn)子)和靜止部分(靜體或靜子)兩部分組成。轉(zhuǎn)動(dòng)部分：動(dòng)葉片、葉輪(反動(dòng)式汽輪機(jī)為轉(zhuǎn)鼓)、主軸和聯(lián)軸器及緊固件等旋轉(zhuǎn)部件；靜止部分包括汽缸、蒸汽室、噴管、隔板、隔板套(反動(dòng)式汽輪機(jī)為靜葉持環(huán))、汽封、軸承、軸承座、機(jī)座、滑銷系統(tǒng)以及有關(guān)緊固零件等。7汽輪機(jī)本體汽缸及熱膨脹汽缸的用途和構(gòu)造1、作用：a、將汽輪機(jī)的通流部分與大氣隔開，保證蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)完成其做工過程。b、承受汽輪機(jī)靜止部件的重量（隔板、噴嘴、汽封套等）2、構(gòu)造：中小型汽輪機(jī)采用單層缸，呈圓筒結(jié)構(gòu)，具有水平中分面，分成上、下缸，用螺栓連接。汽缸為減少優(yōu)質(zhì)材料的消耗，還將汽缸分為高、低壓缸。高壓缸內(nèi)蒸汽壓力、溫度較高，使用較好的鑄鋼，低壓缸內(nèi)的壓力、溫度相對(duì)較低，用一般鑄鋼制造；隨著機(jī)組容量的不斷增大，蒸汽壓力、溫度也要大幅度地提高，這樣就使汽缸內(nèi)外的壓力差增大了，相應(yīng)缸壁、法蘭、螺栓等部件要增厚、加粗，這樣不利于機(jī)組的變工況運(yùn)行，目前，大容量汽輪機(jī)采用雙層缸結(jié)構(gòu)，由于每層缸承受的壓力差減小，可使缸壁、法蘭的厚度大大減小，加熱或冷卻時(shí)的速度可提高一些，便于機(jī)組能快速適應(yīng)變工況運(yùn)行。200MW汽輪機(jī)高壓內(nèi)外缸9汽輪機(jī)本體汽缸受力分析1、由于汽缸內(nèi)外的壓力差，使汽缸壁上承受一定的作用力2、隔板和噴嘴加于汽缸的作用力3、汽缸及汽缸上固定部件的重量4、小型機(jī)組的主氣門、新蒸汽管道與汽缸連接，對(duì)汽缸蓋的作用力5、汽缸在運(yùn)行中存在溫度差引起的熱應(yīng)力10汽輪機(jī)本體汽缸熱應(yīng)力1、當(dāng)負(fù)荷變化，機(jī)組各級(jí)溫度、壓力都要變化，于是汽缸沿長(zhǎng)度方向產(chǎn)生溫度差，使汽缸的熱應(yīng)力增大2、由于汽缸內(nèi)外的溫度差，造成汽缸壁上的熱應(yīng)力3、由于汽機(jī)高壓端采用部分進(jìn)汽，使汽缸壁沿橫斷面方向的溫度不同，從而造成材料內(nèi)部的熱應(yīng)力4、停機(jī)后，上下汽缸存在溫差，形成汽缸沿橫斷面方向的熱應(yīng)力和熱變形5、汽機(jī)的熱應(yīng)力和熱變形，在負(fù)荷劇烈波動(dòng)時(shí)最大，也最危險(xiǎn)，如迅速停機(jī)、急速啟動(dòng)、暖機(jī)不良等11汽輪機(jī)本體1、汽缸膨脹不合理將造成問題a、汽缸熱應(yīng)力過大，引起汽缸變形和裂紋，造成汽輪機(jī)振動(dòng)加劇，汽缸漏汽，嚴(yán)重時(shí)使汽缸無法工作b、汽缸內(nèi)軸向和徑向間隙改變，有時(shí)會(huì)造成汽封和動(dòng)、靜葉碰撞的嚴(yán)重事故2、為滿足運(yùn)行要求，汽缸的熱膨脹應(yīng)滿足以下a、溫度變化，汽缸和轉(zhuǎn)子的中心必須始終保持一致，不能引起振動(dòng)和動(dòng)靜部件的摩擦b、溫度變化，不會(huì)引起汽缸、軸承座等有關(guān)部件的變形、裂紋c、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子和靜止部分的軸向間隙合乎要求，保證運(yùn)行的安全、經(jīng)濟(jì)。12汽輪機(jī)本體

滑銷系統(tǒng)保證汽缸受熱時(shí)自由膨脹又不影響機(jī)組中心線的一致，在汽缸和機(jī)座之間設(shè)置了一系列的導(dǎo)向滑鍵，這些滑鍵構(gòu)成了汽輪機(jī)的滑銷系統(tǒng)橫銷：引導(dǎo)汽缸沿橫向膨脹縱銷：引導(dǎo)汽缸沿軸向膨脹并推動(dòng)前軸承座軸向移動(dòng)，并保持軸承座與汽缸中心線一致立銷：引導(dǎo)汽缸沿垂直向膨脹，并保持汽缸和軸承中心一致懸臂橫銷（貓爪）：保證汽缸在橫向方向自由而正確的膨脹，同時(shí)隨著汽缸在軸向的膨脹和收縮推動(dòng)前軸承座前后移動(dòng)，保持轉(zhuǎn)子與汽缸的軸向相對(duì)位移角銷：代替連接前軸承箱與基礎(chǔ)臺(tái)板的螺絲，它還有和縱銷相同的作用斜銷：一種輔助滑銷，能起縱向和橫向的雙重作用死點(diǎn)：位于橫銷與縱銷中心線的交叉點(diǎn)。這個(gè)點(diǎn)在機(jī)組運(yùn)行中是始終不動(dòng)的，所以稱為死點(diǎn)。國(guó)產(chǎn)200MW汽輪機(jī)的滑銷系統(tǒng)A－橫銷A1－貓爪橫銷B－角銷C－立銷D－縱銷

S1、S2－絕對(duì)死點(diǎn)

14汽輪機(jī)本體隔板和噴嘴隔板作用：隔開相鄰的壓力級(jí)，組成若干汽室，保持各級(jí)前后的壓力差和裝設(shè)靜葉組成：隔板體、靜葉、隔板外緣和隔板軸封隔板上的靜葉可采用全周進(jìn)汽，也可采用部分進(jìn)汽方式，隔板制成上下兩部，在水平結(jié)合處連接，各裝在上下缸的凹槽內(nèi)，為保證開缸時(shí)不掉下來，在上汽缸左右水平結(jié)合面處用銷釘和埋頭螺栓緊固在汽缸上，同時(shí)還能防止工作時(shí)隔板轉(zhuǎn)動(dòng)15汽輪機(jī)本體噴嘴分為：漸縮噴嘴、漸放噴嘴作用：把蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變成動(dòng)能，使蒸汽膨脹降壓，增加流速，并按一定的方向噴射出來，進(jìn)入動(dòng)葉片做功。調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴：噴嘴通常根據(jù)調(diào)速氣門的個(gè)數(shù)成組布置，成組布置的噴嘴又叫噴嘴弧段每一調(diào)速氣門控制一組噴嘴組的進(jìn)氣量，用它來調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的進(jìn)氣量，所以又稱調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴焊接隔板1－靜葉片噴嘴2－內(nèi)圍帶3－外圍帶4－隔板外緣5－隔板體6－焊縫17汽輪機(jī)本體動(dòng)葉片作用：把蒸汽的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)機(jī)械能組成：葉片一般由葉型、葉根和葉頂三個(gè)部分組成葉型是葉片的工作部分，相鄰葉片的葉型部分之間構(gòu)成汽流通道，蒸汽流過時(shí)將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。按葉型部分橫截面的變化規(guī)律，葉片可以分為等截面直葉片、變截面直葉片、扭葉片、彎扭葉片。葉根是將葉片固定在葉輪或轉(zhuǎn)鼓上的連接部分。它應(yīng)保證在任何運(yùn)行條件下的連接牢固，同時(shí)力求制造簡(jiǎn)單、裝配方便。T形葉根：加工裝配方便，多用于中長(zhǎng)葉片。菌形葉根：強(qiáng)度高，在大型機(jī)上得到廣泛應(yīng)用。叉形葉根：加工簡(jiǎn)單，裝配方便，強(qiáng)度高，適應(yīng)性好。樅樹型葉根：葉根承載能力大，強(qiáng)度適應(yīng)性好，拆裝方便，但加工復(fù)雜，精度要求高，主要用于載荷較大的葉片。18汽輪機(jī)本體圍帶、拉筋圍帶的作用：增加葉片剛性，改變?nèi)~片的自振頻率，以避開共振，從而提高了葉片的振動(dòng)安全性；減小汽流產(chǎn)生的彎應(yīng)力；可使葉片構(gòu)成封閉通道，并可裝置圍帶汽封，減小葉片頂部的漏氣損失拉筋的作用：增加葉片的剛性，以改善其振動(dòng)特性。拉筋為6—12mm的實(shí)心或空心金屬圓桿，穿在葉型部分的拉筋孔中。拉筋與葉片間可以采用焊接結(jié)構(gòu)(焊接拉筋)，也可以采用松裝結(jié)構(gòu)(松裝拉筋或阻尼拉筋)。通常每級(jí)葉片上穿1—2圈拉筋，最多不超過3圈。但是拉筋增加了蒸汽流動(dòng)損失，同時(shí)拉筋還會(huì)削弱葉片的強(qiáng)度，因此在滿足了葉片振動(dòng)要求的情況下，應(yīng)盡量避免采用拉筋，有的長(zhǎng)葉片就設(shè)計(jì)成自由葉片。葉頂圍帶（a）鉚接圍帶

（b）（c）整體圍帶

（d）彈性拱形圍帶

（a）實(shí)心焊接拉筋

（b）實(shí)心松裝拉筋

（c）空心松裝拉筋

（d）剖分松裝拉筋

（e）Z型拉筋

21汽輪機(jī)本體汽封1、由于汽輪機(jī)大軸伸出汽缸的兩端處和軸穿隔板中心孔的地方，為避免動(dòng)靜部分碰撞，應(yīng)適當(dāng)留有間隙，但由于壓力的存在，在這些間隙必然要發(fā)生漏汽，造成損失，為減少這部分損失，所以需要設(shè)置汽封2、汽封分類軸封：轉(zhuǎn)子穿出汽缸兩端處的汽封，叫軸端汽封，簡(jiǎn)稱軸端汽封隔板汽封：隔板內(nèi)圓處的汽封通流部分汽封：動(dòng)葉片頂部和根部的汽封，叫通流部分汽封，又叫徑向汽封。22汽輪機(jī)本體3、汽封的作用高壓汽封：減少高壓缸向外漏氣，造成工質(zhì)損失，并使軸頸加熱或沖進(jìn)軸承箱破壞潤(rùn)滑油質(zhì)低壓汽封：防止空氣漏入低壓汽缸破壞真空隔板汽封：阻礙蒸汽繞過噴嘴，造成能量損失并使葉輪上的軸向推力增加通流部分汽封：阻礙蒸汽從動(dòng)葉珊兩端散逸，致使做功能力降低4、軸封的形式：薄片式、高低齒形迷路汽封23汽輪機(jī)本體5、汽封的工作原理：汽缸上的汽封片與軸上的直角凸肩以及槽間留有一定的間隙，蒸汽通過間隙時(shí)，因節(jié)流作用使壓力下降，速度增加，然后進(jìn)入下一間隙的小室與軸封片和凸肩相撞，速度降低，動(dòng)能轉(zhuǎn)變成熱能，蒸汽通過下一小室時(shí)仍重復(fù)上述過程，這樣，蒸汽壓力不斷下降，速度每次增加和減小，經(jīng)過最后一級(jí)時(shí)，壓力、速度都很低，從而使軸封漏氣量減少。24汽輪機(jī)本體6、軸封外部損傷的特征a、軸封信號(hào)管冒汽量異常增多b、軸承潤(rùn)滑油中進(jìn)水c、軸封內(nèi)部有碰撞聲，嚴(yán)重時(shí)機(jī)組震動(dòng)加大7、造成軸封損傷的原因a、轉(zhuǎn)子受熱彎曲或永久彎曲，引起軸封磨損b、汽缸變形，引起軸封磨損c、汽缸保溫不好，引起汽缸熱膨脹不均，使軸封磨碰d、汽輪機(jī)長(zhǎng)時(shí)間空轉(zhuǎn)，排氣溫度較高，又突然升高負(fù)荷，使溫度發(fā)生很大變化，造成軸封磨損e、由于積垢，使汽封環(huán)卡死失去彈性，在軸封發(fā)生碰撞時(shí)，沒有退讓余地25汽輪機(jī)本體8、防止方法a、轉(zhuǎn)子在彎曲或震動(dòng)超過允許值的情況下不準(zhǔn)運(yùn)行b、經(jīng)常檢查蒸汽品質(zhì)合格c、不允許汽輪機(jī)運(yùn)行工況發(fā)生劇烈變化d、注意汽缸的保溫完整e、不允許汽輪機(jī)在空負(fù)荷、排氣溫度過高，排氣溫度劇烈變化的情況下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行f、防止轉(zhuǎn)子發(fā)生較大的軸向位移，超過允許值時(shí)，必須迅速停機(jī)g、運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)軸封有碰磨和損傷的象征時(shí)，果斷停機(jī)26汽輪機(jī)本體

轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子是汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的總稱，它擔(dān)負(fù)著把噴嘴葉柵出來的蒸汽的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)橥苿?dòng)軸旋轉(zhuǎn)的機(jī)械功及功率傳遞的重任，是汽輪機(jī)重要的部件之一。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)可分為轉(zhuǎn)輪式和轉(zhuǎn)鼓式兩種類型。轉(zhuǎn)輪式轉(zhuǎn)子具有安裝動(dòng)葉的葉輪，一般由主軸、葉輪、動(dòng)葉片和聯(lián)軸器構(gòu)成；轉(zhuǎn)鼓式轉(zhuǎn)子則沒有葉輪，動(dòng)葉片直接安裝在轉(zhuǎn)鼓上。通常沖動(dòng)式汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子采用轉(zhuǎn)輪式轉(zhuǎn)子；反動(dòng)式汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子為避免軸向推力過大面采用轉(zhuǎn)鼓式轉(zhuǎn)子。 臨界轉(zhuǎn)速：汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子具有一個(gè)固定的自振頻率，當(dāng)這自振頻率和激振頻率相重合時(shí)，便會(huì)發(fā)生共振，此時(shí)的轉(zhuǎn)速，就是臨界轉(zhuǎn)速剛性轉(zhuǎn)子：工作轉(zhuǎn)速低于臨界轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子 撓性轉(zhuǎn)子：工作轉(zhuǎn)速高于臨界轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子

輪式轉(zhuǎn)子1．套裝轉(zhuǎn)子：制造加工方便，不需要大型機(jī)床，生產(chǎn)用期短，葉輪和大軸可同期加工，葉輪和大軸的鍛件相對(duì)尺寸較小，冶煉、鍛造、探傷容易進(jìn)行；缺點(diǎn)：葉輪因應(yīng)力、腐蝕開裂。2．整鍛轉(zhuǎn)子：葉輪和主軸為一體鍛造而成，冶煉、鍛造、探傷難度大，成品率低。轉(zhuǎn)子強(qiáng)度大、葉輪應(yīng)力、腐蝕可能性小。3．組合轉(zhuǎn)子：吸收套裝轉(zhuǎn)子和整段轉(zhuǎn)子的優(yōu)點(diǎn)。4．焊接轉(zhuǎn)子：設(shè)計(jì)靈活、結(jié)構(gòu)緊湊，可利用較小的鍛件，易于鍛造，易于保證內(nèi)在質(zhì)量；內(nèi)部可形成空腔，減輕了轉(zhuǎn)子重量，減薄了壁厚，使轉(zhuǎn)子的內(nèi)外溫差降低，減小了轉(zhuǎn)子熱應(yīng)力，也提高了臨界轉(zhuǎn)速；但焊接工藝要求高，轉(zhuǎn)子強(qiáng)度低。套裝轉(zhuǎn)子

整鍛轉(zhuǎn)子組合轉(zhuǎn)子

焊接轉(zhuǎn)子

鼓式轉(zhuǎn)子葉輪

沖動(dòng)式汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子上都有葉輪，用來裝置動(dòng)葉片并將葉片上的轉(zhuǎn)矩傳遞到主軸上。葉輪由輪緣和輪面組成，安裝式葉輪還有輪鼓。輪緣是安裝葉片的部位，其結(jié)構(gòu)取決葉根型式，輪轂是為了減小內(nèi)孔應(yīng)力的加厚部分；輪面將輪緣與輪轂連成一體。高、中壓級(jí)葉輪上通常開有5—7個(gè)平衡孔，以疏通隔板漏汽和平衡軸向推力。34汽輪機(jī)本體支撐軸承、推力軸承支撐軸承1、作用:承受轉(zhuǎn)子的全部重量及部分進(jìn)氣引起轉(zhuǎn)子振動(dòng)的附加力，并確定轉(zhuǎn)子的徑向位置，使其中心與汽缸中心保持一致；主要形式有圓筒形軸承、橢圓形支持軸承、多油楔軸承及可傾瓦軸承等。2、工作原理：靜止時(shí)，轉(zhuǎn)子在軸承的下部，當(dāng)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，軸頸與軸瓦會(huì)出現(xiàn)直接摩擦，但隨著軸頸的轉(zhuǎn)動(dòng)，潤(rùn)滑油由于粘性附著在軸的表面，被帶入軸頸與軸瓦之間的楔形間隙中，隨著轉(zhuǎn)速的不斷升高，被帶入的油量增多，并產(chǎn)生壓力，當(dāng)這個(gè)壓力超過軸頸上的載荷時(shí)，軸頸就被油膜托起而懸浮在油膜上轉(zhuǎn)動(dòng)，從而避免了金屬的直接摩擦35汽輪機(jī)本體3、軸承油膜形成的條件a、軸頸必須保持一定的線速度才能形成油膜，轉(zhuǎn)速愈高，軸頸速度越大，油膜的承載能力愈大b、潤(rùn)滑油必須有一定的粘度，粘度愈大，油膜的承載能力愈大，但粘度太大，使油分布不均，增加摩擦損失，且得不到良好的冷卻效果，油溫愈低，粘度愈大c、軸頸與軸瓦間必須形成楔形間隙才能形成油膜，但間隙過大會(huì)增加潤(rùn)滑油的消耗量，過小。又會(huì)使油量不足，不能達(dá)到冷卻目的d、軸瓦內(nèi)表面應(yīng)嚴(yán)格修研，保持光滑，不得有任何溝槽e、軸承上負(fù)荷愈高，油膜形成越困難，軸承上的負(fù)荷不能超過油膜所承受的能力，否則油膜無法建立36汽輪機(jī)本體二、推力軸承作用：承擔(dān)蒸汽作用在轉(zhuǎn)子上的軸向推力，并確定轉(zhuǎn)子的軸向位置，使轉(zhuǎn)子與靜止部分保持一定的軸向間隙，推力軸承瓦片上的鎢金厚度應(yīng)小于汽機(jī)通流部分最小動(dòng)靜間隙。推力軸承位移保護(hù)原理：汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與靜子之間的軸向間隙很小，當(dāng)轉(zhuǎn)子的軸向推力過大，致使推力軸承烏金熔化時(shí)，轉(zhuǎn)子將產(chǎn)生不允許的軸向位移，造成動(dòng)靜部分摩擦，導(dǎo)致設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞事故，因此汽輪機(jī)都裝有軸向位移保護(hù)裝置。當(dāng)軸向位移達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)；當(dāng)軸向位移達(dá)到危險(xiǎn)值時(shí)，保護(hù)跳機(jī)。當(dāng)鎢金融化時(shí)，由于鎢金厚度小于汽機(jī)通流部分最小動(dòng)靜間隙，仍能避免動(dòng)靜部件磨碰。37汽輪機(jī)本體三、主軸承、推力軸承運(yùn)行中注意1、主軸承a、潤(rùn)滑油量不足或中斷 （主油泵或供油管故障）b、油中不清潔，油中有雜質(zhì)進(jìn)入軸承破壞油膜c、軸承振動(dòng)過大引起烏金裂紋、脫落d、油中有水，使粘度下降，不能形成油膜e、冷油器工作失常f、軸承外殼熱變形過大，造成轉(zhuǎn)子軸經(jīng)與軸瓦的接觸面不均勻，軸瓦延長(zhǎng)度方向不能與軸頸全面接觸，引起烏金磨損和發(fā)熱38汽輪機(jī)本體2、推力軸承故障原因a、汽輪機(jī)發(fā)生水沖擊b、隔板軸封間隙增大，漏氣增大，使葉輪前后壓差加大c、葉片結(jié)垢，蒸汽通流面積減小，造成葉輪前后壓差增大d、蒸汽溫度急劇下降，轉(zhuǎn)子收縮快于汽缸，由于靠背輪對(duì)轉(zhuǎn)子位移有節(jié)制，故推力軸承承受的推力增加39汽輪機(jī)本體聯(lián)軸器、盤車裝置聯(lián)軸器1、作用：將汽輪機(jī)各個(gè)轉(zhuǎn)子及燃機(jī)、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子聯(lián)成一體，用以傳遞扭矩及軸向推力的重要部件2、主要有剛性、半撓性、撓性聯(lián)軸器三類。3、大型發(fā)電機(jī)組一般采用剛性聯(lián)軸器，這種聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，連接剛度大，傳遞力矩大。盤車裝置：在汽輪機(jī)啟動(dòng)或停機(jī)后，用來轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子的裝置作用：a、汽輪機(jī)啟動(dòng)沖轉(zhuǎn)前，由于蒸汽的熱流是向上的，轉(zhuǎn)子上部較下部受熱快，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生向上的彎曲變形，為保證動(dòng)靜部分無摩擦，需先用盤車帶動(dòng)低速旋轉(zhuǎn)，使轉(zhuǎn)子受熱均勻b、停機(jī)后，汽缸和轉(zhuǎn)子等有熱變冷，這必然會(huì)影響動(dòng)靜間隙，使轉(zhuǎn)子彎曲大，為保證轉(zhuǎn)子均勻冷卻及機(jī)組的啟動(dòng)，故停機(jī)后也許啟動(dòng)盤車40汽輪機(jī)本體低壓缸大氣薄膜閥作用：凝汽器的冷卻部分發(fā)生故障時(shí)，就會(huì)使排往凝結(jié)器內(nèi)的蒸汽無法凝結(jié)，聚集在容器內(nèi)，使汽輪機(jī)的排氣壓力和溫度升高，以致嚴(yán)重影響凝結(jié)器和機(jī)組的安全運(yùn)行，為防止這種現(xiàn)象，在低壓缸外缸安裝有大氣薄膜閥，當(dāng)凝結(jié)器內(nèi)壓力稍高于大氣壓時(shí)，薄膜閥薄膜破裂打開，保證設(shè)備安全。41汽輪機(jī)本體通流部分在運(yùn)行中應(yīng)注意的問題通流部分：指汽輪機(jī)內(nèi)部噴嘴、靜葉和動(dòng)葉所組成的蒸汽流通道路一、通流部分的沖蝕和腐蝕1、沖蝕：原因：蒸汽品質(zhì)不合格，蒸汽品質(zhì)合格但汽輪機(jī)長(zhǎng)期在低負(fù)荷下工作，熱焓比較集中在調(diào)節(jié)級(jí)，使這級(jí)噴嘴的射汽速度比正常運(yùn)行大，噴嘴出口受到?jīng)_蝕，且射入動(dòng)葉片的進(jìn)氣角度也要改變，使葉片受到?jīng)_蝕2、低壓段沖蝕現(xiàn)象：一般在汽輪機(jī)的低壓段比較嚴(yán)重，因?yàn)槠啓C(jī)的低壓段蒸汽緯度越來越低，在后幾級(jí)中有小水珠和較大的水滴出現(xiàn)，這些水珠、水滴被高速氣流夾帶流過噴嘴和動(dòng)葉表面，使表面受到嚴(yán)重的幢擊和沖蝕42汽輪機(jī)本體3、防止方法對(duì)高壓段：a、嚴(yán)格掌握鍋爐和機(jī)組的合理運(yùn)行方式，保證汽輪機(jī)的進(jìn)氣壓力和溫度是合格的b、合理調(diào)整機(jī)組負(fù)荷c、減少機(jī)組啟、停次數(shù)d、盡量避免在低負(fù)荷下運(yùn)行對(duì)低壓段：a、在低壓段加裝去濕裝置b、在一定的負(fù)荷下打開低壓汽缸疏水以排出疏水c、葉片使用強(qiáng)度大、質(zhì)硬和耐沖蝕的材料d、腐蝕：金屬腐蝕、電化腐蝕防止腐蝕：a、保證蒸汽品質(zhì)合格b、主氣門關(guān)閉嚴(yán)密，停機(jī)開疏水。長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)，應(yīng)通熱風(fēng)干燥c、采用抗銹蝕的材料43汽輪機(jī)本體二、通流部分結(jié)垢1、結(jié)垢的影響及危害a、由于噴嘴、葉片表面結(jié)垢而變粗糙，使氣流的摩擦損失加大，效率降低b、由于通流部分結(jié)垢，汽流通道面積減小，使機(jī)組功率降低c、隔板上的噴嘴結(jié)垢，通流面積減小，壓力差增大，增大了隔板的彎曲應(yīng)力，動(dòng)葉片上結(jié)垢，同樣會(huì)增加葉輪前后的壓差，從而使轉(zhuǎn)子上的軸向推力增加，嚴(yán)重時(shí)軸瓦烏金融化d、水垢還有腐蝕作用，使葉片強(qiáng)度降低44汽輪機(jī)本體三、通流部分的機(jī)械性損傷1、調(diào)節(jié)級(jí)的摩擦和碰撞調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴和葉片發(fā)生摩擦和碰撞時(shí)，汽缸內(nèi)部聲音及轉(zhuǎn)子軸向位移都要發(fā)生顯著變化2、壓力級(jí)的機(jī)械性損傷，分為隔板損傷、動(dòng)葉片損傷隔板損傷：主要是變形、彎曲、發(fā)生裂紋，發(fā)生這些會(huì)造成隔板軸封的損壞，隔板和葉片的磨碰，軸向推力增加以及推力軸承損壞隔板裂紋：運(yùn)行情況惡化，汽耗率加大，軸封損壞。只有在葉輪與隔板有顯著摩擦才易發(fā)現(xiàn)。45汽輪機(jī)本體3、大軸彎曲的原因a、停機(jī)后，轉(zhuǎn)子在冷卻過程中，汽缸上部較下部冷卻的慢，形成汽缸上下的溫差，轉(zhuǎn)子上部溫度高于下部溫度，使大軸向上彎曲，在一段時(shí)間內(nèi)，轉(zhuǎn)子的彎曲度達(dá)最大，超過這一段時(shí)間后，隨著溫差的減小，轉(zhuǎn)子又慢慢伸直b、啟動(dòng)時(shí)操作不合理（靜暖機(jī)），造成大軸彎曲c、暖機(jī)不充分，在轉(zhuǎn)子彎曲最大及上下缸溫差過大的時(shí)候啟動(dòng)，大軸和軸封片摩擦，造成大軸局部受熱引起軸的彎曲，由于軸的彎曲加劇了摩擦。使軸彎曲不斷加大，當(dāng)超過了材料的彈性限度時(shí)，就會(huì)造成大軸的永久性彎曲d、運(yùn)行中震動(dòng)較大，造成轉(zhuǎn)子彎曲，發(fā)生這種情況，其振動(dòng)值是隨著轉(zhuǎn)速的升高而加大的，應(yīng)停機(jī)檢修，否則會(huì)造成軸、軸封、動(dòng)葉片、葉輪、隔板的嚴(yán)重?fù)p壞e、在制造和檢修時(shí)，葉輪、軸套等部件在軸的上的裝配尺寸不合適，運(yùn)行一段時(shí)間后，因軸的應(yīng)力過大使軸彎曲46汽輪機(jī)本體 4、預(yù)防措施a、根據(jù)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，科學(xué)的制定操作規(guī)程，嚴(yán)格規(guī)定啟動(dòng)條件，操作程序，暖機(jī)升速及超越臨界轉(zhuǎn)速的時(shí)間b、嚴(yán)禁汽輪機(jī)在受到水沖擊和振動(dòng)較大的情況下繼續(xù)運(yùn)行c、檢修前后，檢查轉(zhuǎn)子的彎曲程度，嚴(yán)格按照規(guī)定裝配零件，凡加熱的地方應(yīng)設(shè)法消除應(yīng)力聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

聯(lián)合循環(huán)中使用的汽輪機(jī)，在結(jié)構(gòu)上與常規(guī)汽輪機(jī)也有一定區(qū)別。其原因有以下幾點(diǎn)：(1)汽輪機(jī)沒有回?zé)岢槠?，相反，在雙壓系統(tǒng)及三壓系統(tǒng)中，還有蒸汽從中間匯入。這樣汽輪機(jī)的排汽量與主蒸汽量相比，要多出30％左右，而不像在常規(guī)汽輪機(jī)中那樣，排汽量與主蒸汽量相比減少30％～40％。(2)聯(lián)合循環(huán)中的汽輪機(jī)一般采用滑壓運(yùn)行方式。這是因?yàn)樵诼?lián)合循環(huán)中，汽輪機(jī)的功率須跟隨著余熱鍋爐的產(chǎn)汽量和產(chǎn)汽參數(shù)的變化而變化，不參與功率調(diào)節(jié)，而滑壓運(yùn)行方式與此是最相適合的。(3)為了使聯(lián)合循環(huán)機(jī)組能快速起停，要求汽輪機(jī)汽缸和轉(zhuǎn)子加熱快，差漲小，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和間隙設(shè)置方面都要特殊考慮。聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(4)采用外部汽源供汽、漏汽漏入通流方式的汽封系統(tǒng)

由于無回?zé)嵯到y(tǒng)，汽封漏汽（包括閥桿漏汽）不能再象常規(guī)汽輪機(jī)那樣，將漏汽接入外部加熱器之中。

汽輪機(jī)汽封系統(tǒng)用的汽源普遍采用外部汽源，一般為新蒸汽，經(jīng)過汽封系統(tǒng)壓力，溫度調(diào)節(jié)后供給汽封用。（5）凝汽器重新設(shè)計(jì)

由于排汽流量比常規(guī)汽輪機(jī)的排汽量增加了約30％，同時(shí)大多數(shù)聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)為了適應(yīng)快速起停的運(yùn)行，要求凝汽器能接受汽輪機(jī)事故工況后的全部余熱鍋爐的蒸汽量，所以汽輪機(jī)的旁路多設(shè)計(jì)為100％容量，這使得凝汽器在結(jié)構(gòu)上也有增大的趨勢(shì)。聯(lián)合循環(huán)電廠的汽輪機(jī)，取消了復(fù)雜的回?zé)嵯到y(tǒng)后，整個(gè)電廠的布置變得簡(jiǎn)單，所以廠房高度，占地面積都有減小的趨勢(shì)。這和前面所提及的凝汽器體積增大的趨勢(shì)相矛盾。因此，凝汽器的布置除了向下排汽形式以外，又出現(xiàn)了軸向排汽，側(cè)向排汽等多種形式，以適應(yīng)不同的要求。48M701F聯(lián)合循環(huán)蒸汽輪機(jī)，為三壓、一次中間再熱、單軸、雙缸雙排汽、純凝式機(jī)組。該型汽輪機(jī)在設(shè)計(jì)上有如下的特點(diǎn)：（1）采用徑向汽封減小徑向動(dòng)靜間隙，加大軸向動(dòng)靜間隙，即保證了運(yùn)行時(shí)減少漏氣、提高效率，又可防止在快速啟動(dòng)時(shí)由于膨脹不同步而引起動(dòng)靜之間的碰撞和摩擦。具體做法是在隔板靜葉根部?jī)?nèi)圈處與輪緣動(dòng)葉根部外圈處增設(shè)汽封。（2）低壓缸采用雙層雙流式向下排汽結(jié)構(gòu)由于聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)的蒸汽容積流量較大，所以就要求低壓缸尺寸相應(yīng)較大，并要保證其有足夠的強(qiáng)度以及排氣通道有合理的形狀，以利用排氣余速。為了使得低壓缸巨大外殼溫度分布均勻，不產(chǎn)生翹曲變形，所以汽輪機(jī)低壓缸采用雙層缸結(jié)構(gòu)，外層缸采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)，內(nèi)缸采用鑄造結(jié)構(gòu)，這樣可以減輕低壓缸的重量，節(jié)約材料，增加剛度。同時(shí)采用雙流式結(jié)構(gòu)可以有效的平衡軸向推力。M701F聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)特點(diǎn)M701F聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)特點(diǎn)（3）高、中壓缸采用合缸方式。高溫區(qū)集中在汽缸中部，使汽缸溫度分布均勻，熱應(yīng)力降低，以及因溫差過大而造成汽缸變形的可能性減小。同時(shí)，因前后軸端汽封均處于高中壓缸排氣部位，使兩端的溫度、壓力均較低，從而減少了對(duì)軸承和端部汽封的影響，因而可以改善運(yùn)行條件。與分缸設(shè)計(jì)比較，由于減少了一個(gè)端部軸段，可以縮短主軸長(zhǎng)度，減少了軸封漏氣量,提高了機(jī)組的效率。減少了一個(gè)汽缸和一個(gè)中間軸承座，簡(jiǎn)化了機(jī)組結(jié)構(gòu)?？梢云胶獠糠州S向推力。高中壓缸采用合缸方式也有其缺點(diǎn)，它的推力軸承位于前軸承箱內(nèi)，使機(jī)組的脹差不易控制，且合缸后的汽缸形狀更復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)性也會(huì)有所降低，所以不適宜在大容量機(jī)組中采用。M701F聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)特點(diǎn)（4）汽缸的對(duì)稱性。汽缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成等強(qiáng)度變壁厚，不同壓力段壁厚不同，在關(guān)鍵部位要控制其幾何形狀，以盡量減小汽輪機(jī)快速啟停過程中的熱變形和熱應(yīng)力。（5）高窄法蘭結(jié)構(gòu)。中分面螺栓盡可能靠近轉(zhuǎn)子軸心，使法蘭和螺栓比較容易加熱和膨脹，以減少其內(nèi)外溫差造成的熱應(yīng)力。（6）全周進(jìn)汽結(jié)構(gòu)。保證進(jìn)汽部分上下溫度比較均勻，減少其熱應(yīng)力，主汽閥、調(diào)節(jié)閥、外接管道一般盡可能對(duì)稱布置。M701F聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)特點(diǎn)（7）通流部分用錐形通道。接近高溫區(qū)的轉(zhuǎn)子直徑要設(shè)計(jì)的稍小一些，這樣可以使在機(jī)組啟停時(shí)，最關(guān)鍵部位的熱應(yīng)力最小。（8）低壓補(bǔ)汽的流道和蝸殼型線設(shè)計(jì)的光滑流暢，且流速低，以減少進(jìn)汽壓損。低壓補(bǔ)汽與主氣氣流的溫度差別要小，盡可能降低補(bǔ)汽與主氣氣流的混合損失。（9）先進(jìn)高效的全三維葉型，動(dòng)葉自帶圍帶，保證子午面通道的光滑，低壓各級(jí)長(zhǎng)葉片采用彎扭聯(lián)合成型，保證較高的級(jí)效率此外，末級(jí)葉片還采取了良好的強(qiáng)化措施防止水蝕。聯(lián)合循環(huán)中汽輪機(jī)末幾級(jí)蒸汽的濕度比火電廠汽輪機(jī)末幾級(jí)蒸汽的濕度大，一般采用在濕度大的區(qū)域設(shè)置排泄孔、疏水捕捉柵等措施對(duì)蒸汽除濕，汽輪機(jī)末幾級(jí)葉片采用了增設(shè)排泄孔的方法。汽輪機(jī)本體汽輪機(jī)脹差：汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與汽缸的相對(duì)膨脹，稱為脹差，習(xí)慣上規(guī)定轉(zhuǎn)子膨脹大于汽缸膨脹時(shí)的脹差值為正脹差，汽缸膨脹大于轉(zhuǎn)子膨脹時(shí)的脹差值為負(fù)脹差。泊桑效應(yīng)：轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，受離心力的作用，轉(zhuǎn)子發(fā)生徑向和軸向變形變粗變短，這種現(xiàn)象稱為回轉(zhuǎn)效應(yīng)也叫泊桑效應(yīng)。當(dāng)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，離心力的作用減小，大軸的徑長(zhǎng)又回到原來的狀態(tài)，變細(xì)變長(zhǎng)。汽輪機(jī)設(shè)脹差保護(hù)：無論是正脹差還是負(fù)脹差，達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，汽輪機(jī)軸向動(dòng)靜部分就會(huì)相碰發(fā)生摩擦。為了避免因脹差過大引起動(dòng)靜摩擦，大機(jī)組一般都設(shè)有脹差保護(hù)，當(dāng)正脹差或負(fù)脹差達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，應(yīng)立即破壞真空緊急停機(jī)，防止汽輪機(jī)損壞。正脹差的因素1）啟動(dòng)時(shí)暖機(jī)時(shí)間太短，升速太快或升負(fù)荷太快。2）汽缸夾層、法蘭加熱裝置的加熱汽溫太低或流量較低，引起汽加熱的作用較弱。3）滑銷系統(tǒng)或軸承臺(tái)板的滑動(dòng)性能差，易卡澀。4）軸封汽溫度過高或軸封供汽量過大，引起軸頸過份伸長(zhǎng)。5）機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，進(jìn)汽壓力、溫度、流量等參數(shù)過高。6）推力軸承磨損，軸向位移增大。7）汽缸保溫層的保溫效果不佳或保溫層脫落，在嚴(yán)冬季節(jié)里，汽機(jī)房室溫太低或有穿堂冷風(fēng)。8）雙層缸的夾層中流入冷汽（或冷水）。9）脹差指示器零點(diǎn)不準(zhǔn)或觸點(diǎn)磨損，引起數(shù)字偏差。10）多轉(zhuǎn)子機(jī)組，相鄰轉(zhuǎn)子脹差變化帶來的互相影響。11）真空變化的影響。12）轉(zhuǎn)速變化的影響。13）各級(jí)抽汽量變化的影響，若一級(jí)抽汽停用，則影響高差很明顯。14）軸承油溫太高。15）機(jī)組停機(jī)惰走過程中由于“泊桑效應(yīng)”的影響。負(fù)脹差的因素1）負(fù)荷迅速下降或突然甩負(fù)荷2）主汽溫驟減或啟動(dòng)時(shí)的進(jìn)汽溫度低于金屬溫度3）水沖擊4）汽缸夾、法蘭加熱裝置加熱過度5）軸封供汽溫度太低6）軸向位移變化7）軸承油溫太低8）啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速突升，由于轉(zhuǎn)子在離心力的作用下軸向尺寸縮小，尤其低差變化明顯9）汽缸夾層中流入高溫蒸汽1水沖擊產(chǎn)生的機(jī)理水沖擊又稱水錘，是由于蒸汽或水突然產(chǎn)生的沖擊力，使承載其流動(dòng)的管道或容器發(fā)生聲響和震動(dòng)的一種現(xiàn)象。水沖擊是工質(zhì)在管道流動(dòng)不暢的情況下產(chǎn)生的。電廠中的水