汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)【知識(shí)薈萃】

1、汽輪機(jī)本體結(jié)構(gòu)特點(diǎn),目錄,A.汽輪機(jī)類型 B.汽輪機(jī)本體 C. 汽輪機(jī)葉片 D. 轉(zhuǎn)子 E. 汽缸 F. 隔板 G.汽封 H.軸承,A.汽輪機(jī)類型,汽輪機(jī)的分類 1. 按工作原理分 沖動(dòng)式汽輪機(jī)-由沖動(dòng)級(jí)組成，蒸汽主要在噴嘴中膨脹，在動(dòng)葉中只有少數(shù)膨脹?，F(xiàn)代沖動(dòng)式汽輪機(jī)各級(jí)的反動(dòng)度一般在5%30%的范圍內(nèi)。 反動(dòng)式汽輪機(jī)-由反動(dòng)級(jí)組成，蒸汽在噴嘴和動(dòng)葉中膨脹程度相同。由于反動(dòng)級(jí)不能做成部分進(jìn)汽，故調(diào)節(jié)機(jī)采用單列沖動(dòng)機(jī)或復(fù)速級(jí)。反動(dòng)式汽輪機(jī)反動(dòng)度常取0.5，以使動(dòng)葉和靜葉可取相同葉型，從而簡(jiǎn)化制造工藝。,A.汽輪機(jī)類型,汽輪機(jī)的分類 2. 按熱力特性分 凝汽式汽輪機(jī)-排汽在高度真空狀態(tài)下進(jìn)入凝汽

2、器凝結(jié)成水，有些小汽輪機(jī)沒有回?zé)嵯到y(tǒng)，成為純凝汽式汽輪機(jī)。 背壓式汽輪機(jī)-排汽直接用于供熱，沒有凝汽器。當(dāng)排汽作為其他中低壓汽輪機(jī)的工作蒸汽時(shí)，稱為前制式汽輪機(jī)。 調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)-從汽輪機(jī)某級(jí)后抽出一定壓力的部分蒸汽對(duì)外供熱，其余排汽仍進(jìn)入凝汽器。由于熱用戶對(duì)供熱壓力有一定的要求，需要對(duì)抽汽壓力進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，故稱為調(diào)節(jié)抽汽。根據(jù)用戶需要，有一次調(diào)節(jié)抽汽和兩次調(diào)節(jié)抽汽。,A.汽輪機(jī)類型,汽輪機(jī)的分類 2. 按熱力特性分 抽汽背壓式汽輪機(jī)-具有調(diào)節(jié)抽汽的背壓式汽輪機(jī)。 中間再熱式汽輪機(jī)-進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽膨脹到某一壓力后，被全被抽出送往鍋爐的再熱器進(jìn)性再熱，再返回汽輪機(jī)繼續(xù)膨脹做功。 混壓式汽輪機(jī)

3、-利用其他來源的蒸汽引入汽輪機(jī)相應(yīng)的中間級(jí)，與原來的蒸汽一起工作同常用于工業(yè)生產(chǎn)的流程中，作為蒸汽熱能的綜合利用。,A.汽輪機(jī)類型,汽輪機(jī)的分類 3. 按汽流方向分 軸流式汽輪機(jī)-組成汽輪機(jī)的各級(jí)葉柵沿軸向依次排列，汽流方向的總趨勢(shì)是軸向的，絕大多數(shù)汽輪機(jī)都是軸流式汽輪機(jī)。 輻流式汽輪機(jī)-組成汽輪機(jī)的各級(jí)葉柵沿半徑方向依次排列，汽流方向的總趨勢(shì)是沿半徑方向。,A.汽輪機(jī)類型,汽輪機(jī)的分類 4. 按用途分 電站汽輪機(jī)-用于拖動(dòng)發(fā)電機(jī)，汽輪發(fā)電機(jī)組需按供電頻率定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，故也稱為定轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)，主要采用凝汽式汽輪機(jī)。也采用同時(shí)供熱的供電的汽輪機(jī)，通常稱為熱電汽輪機(jī)或供熱式汽輪機(jī)。 工業(yè)汽輪機(jī)-用于拖

4、動(dòng)風(fēng)機(jī)，水泵等轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械，其運(yùn)行速度經(jīng)常是變化的，也稱為變轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)。 凝汽式供暖汽輪機(jī)-在中低壓缸連通管上加裝蝶閥來調(diào)節(jié)供暖抽汽量，抽汽壓力不像調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)那樣維持規(guī)定的數(shù)值，而是隨流量大小基本上按直線規(guī)律變化。,A.汽輪機(jī)類型,汽輪機(jī)的分類 5. 按進(jìn)汽參數(shù)分 低壓汽輪機(jī) 新蒸汽壓力小于1.5MPa 中壓汽輪機(jī) 新蒸汽壓力為2.0-4.0MPa 高壓汽輪機(jī) 新蒸汽壓力為6.0-10.0MPa 超高壓汽輪機(jī) 新蒸汽壓力為12.0-14.0MP 亞臨界汽輪機(jī) 新蒸汽壓力為16.0-18.0MPa 超臨界汽輪機(jī) 新蒸汽壓力大于22.2MPa,A.汽輪機(jī)類型,汽輪機(jī)的類型代號(hào) N: 凝汽式 C:

5、 一次調(diào)節(jié)抽汽式 CC: 兩次調(diào)節(jié)抽汽式 B: 背壓式 CB: 抽汽背壓式 H: 船用 Y: 移動(dòng)式 k: 空冷式,A.汽輪機(jī)類型,汽輪機(jī)的型號(hào),X X,X X,X,變型設(shè)計(jì)次序,蒸汽參數(shù),額定功率(MW),汽輪機(jī)類型,A.汽輪機(jī)類型,汽輪機(jī)的型號(hào),N3-2.35 凝汽式、額定功率3MW、初壓2.35 MPa C12-4.9/0.98 額定功率12MW、初壓4.9 MPa、抽汽 壓力0.98 MPa CC12-3.43/0.98/0.49額定功率12MW 、初壓3.43 MPa 、整抽汽壓力0.98 MPa、 二級(jí)抽汽壓力0.49 MPa B3-3.43/0.49 背壓式額定功率3MW 、初壓

6、3.43MPa 、 背壓4.9 MPa CB12-4.9/1.18/0.17 抽背式 額定功率12MW、初壓 4.9 MPa、抽汽壓力1.18 MPa、 背壓0.17 MPa,A.汽輪機(jī)類型,技術(shù)流派 歐洲以反動(dòng)式汽輪機(jī)為主流（如SIEMENS），美、日以沖動(dòng)式汽輪機(jī)為主流(如GE、三菱重工），美國(guó)西屋公司采用反動(dòng)式汽輪機(jī)。,A.汽輪機(jī)類型,技術(shù)流派 1. 結(jié)構(gòu)比較 沖動(dòng)式汽輪機(jī)的動(dòng)葉片出、入口側(cè)比較薄，中間比較厚，從入口到出口，流道截面積基本不變；反動(dòng)式汽輪機(jī)葉片入口側(cè)比較厚，出口側(cè)比較薄，流道從入口到出口橫截面積逐漸縮小后再逐漸擴(kuò)大。 沖動(dòng)式級(jí)，動(dòng)葉前后壓差小，可以做成葉輪式，這樣，轉(zhuǎn)子直

7、徑可以做小，使隔板漏汽量減少，隔板漏汽少導(dǎo)致的效率提高完全可以彌補(bǔ)葉輪面磨擦的負(fù)面影響。少量的漏汽通過平衡孔流入下一級(jí)，不影響動(dòng)葉中的流動(dòng)。沖動(dòng)式在保證最佳速比的情況小，每級(jí)可以吸收較大的焓降，使級(jí)數(shù)減少，機(jī)身較短，降低成本，減少汽機(jī)房尺寸，降低土建成本。但主軸加工量的增加又使制造成本有一定的增加。,A.汽輪機(jī)類型,技術(shù)流派 2. 制造加工成本比較 反動(dòng)式汽輪機(jī)級(jí)數(shù)大大多于沖動(dòng)式汽輪機(jī)，一般說來反動(dòng)式汽輪機(jī)的級(jí)數(shù)約為沖動(dòng)式汽輪機(jī)23倍，故加工成本來說，相同參數(shù)的汽輪機(jī)，反動(dòng)式加工成本稍高于沖動(dòng)式汽輪機(jī)；,A.汽輪機(jī)類型,技術(shù)流派 3. 效率比較 （1）高溫高壓，高轉(zhuǎn)速的背壓機(jī)組比較：反動(dòng)式汽輪

8、機(jī)效率較高； （2）中溫中壓、低溫低壓低速（冷凝、背壓）汽輪機(jī)組比較，沖動(dòng)式汽輪機(jī)效率高； （3）反動(dòng)式汽輪機(jī)末級(jí)余速損失較大，故冷凝機(jī)組的排汽壓力設(shè)計(jì)偏高；沖動(dòng)式汽輪機(jī)排汽壓力設(shè)計(jì)可以偏低，增加了一定的效率。故在冷凝機(jī)組的比較上，要根據(jù)實(shí)際機(jī)型情況來決定。,A.汽輪機(jī)類型,工業(yè)汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 國(guó)內(nèi)以杭汽集團(tuán)為龍頭，杭汽股份以反動(dòng)式為主，中能公司做沖動(dòng)式汽輪機(jī)。 杭汽股份反動(dòng)式汽輪機(jī)均采用單列沖動(dòng)式調(diào)節(jié)級(jí)，而中能公司根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)的不同，在低參數(shù)時(shí)（如1.0MPa,280）也采用單列沖動(dòng)式調(diào)節(jié)級(jí)，但在中溫中壓（如3.43MPa，435）或者高溫高壓（8.83MPa，535）時(shí)，采用雙列復(fù)速級(jí)，

9、這樣使機(jī)組在保證效率的前提下，能減少壓力級(jí)數(shù)，提高轉(zhuǎn)子剛性，使臨界轉(zhuǎn)速能避開運(yùn)行轉(zhuǎn)速。,B.汽輪機(jī)本體,汽輪機(jī)本體是汽輪機(jī)設(shè)備的主要組成部分，它由轉(zhuǎn)子和靜子組成。 轉(zhuǎn)子包括動(dòng)葉、葉輪、主軸、聯(lián)軸節(jié)及緊固件等旋轉(zhuǎn)部件。 靜子包括汽缸、蒸汽室、噴嘴室、隔板、隔板套、汽封、軸承、軸承座、軸承座座架、底盤、滑銷系統(tǒng)及有關(guān)緊固零件等。,C.汽輪機(jī)葉片,葉片的分類 動(dòng)葉片（又稱工作葉片，簡(jiǎn)稱葉片） 靜葉片（又稱噴嘴葉片） 動(dòng)葉片安裝在轉(zhuǎn)子葉輪（沖動(dòng)式汽輪機(jī)）或轉(zhuǎn)鼓（反動(dòng)式汽輪機(jī)）上，接受噴嘴葉柵射出的高速汽流，把蒸汽的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。,C.汽輪機(jī)葉片,葉片的結(jié)構(gòu) 由葉根、工作部分（或稱葉身、

10、葉型部分）、連接件（圍帶或拉金）組成。,C.汽輪機(jī)葉片,葉片結(jié)構(gòu) 1.葉根 緊固動(dòng)葉，使其在經(jīng)受汽流的推力和旋轉(zhuǎn)離心力作用下，不致于從輪緣溝槽里拔出來。 常用的結(jié)構(gòu)型式有： T型、叉型和樅樹型等 。,C.汽輪機(jī)葉片,葉 根 結(jié) 構(gòu) （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）樅樹型葉根,C.汽輪機(jī)葉片,1）T型葉根 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便、工作可靠為短葉片普遍采用。它的缺點(diǎn)是葉片的離心力對(duì)輪緣兩側(cè)截面產(chǎn)生彎矩，使輪緣有張開的趨勢(shì)。故將葉根和輪緣上做成凸肩形。,C.汽輪機(jī)葉片,2）菌型葉根 葉根和輪緣的載荷分配比T型葉根合理，因而強(qiáng)度較高

11、，但因加工復(fù)雜，其應(yīng)用不如T型葉根廣泛。,C.汽輪機(jī)葉片,T型和菌型葉根屬于周向裝配式葉根。這類葉根的輪緣槽上開有一個(gè)或兩個(gè)缺口，葉片就從這些缺口一片片依次裝入輪緣槽中。最后裝在缺口處的葉片叫做封口葉片，研配裝入后用兩個(gè)鉚釘固定在輪緣上。 周向裝配式葉根的缺點(diǎn)是當(dāng)個(gè)別葉片損壞時(shí)，不能單獨(dú)拆換，而必須將部分或全部葉片拆下重裝。,C.汽輪機(jī)葉片,3）叉型葉根 葉根的叉尾直接插入輪緣槽內(nèi)，并用兩排鉚釘固定叉尾數(shù)可根據(jù)葉片離心力大小選擇。叉型葉根強(qiáng)度高、適應(yīng)性好，被大功率汽輪機(jī)末幾級(jí)廣泛采用。叉型葉根加工方便，便于拆換，但裝配時(shí)比較費(fèi)工，且輪緣較厚，鉆鉚釘孔不便，所以整鍛轉(zhuǎn)子和焊接轉(zhuǎn)子不宜采用。,C.

12、汽輪機(jī)葉片,4）樅樹型葉根 葉根沿軸向直接裝入輪緣相應(yīng)的樅樹槽中。這種葉根承載能力強(qiáng)葉根齒數(shù)可根據(jù)離心力大小決定，同時(shí)拆裝容易，故被大功率的調(diào)節(jié)級(jí)和末幾級(jí)采用。但由于其加工面多，精度要求高，所以受到限制。,C.汽輪機(jī)葉片,葉片結(jié)構(gòu) 2.葉型 葉型部分是葉片的基本部分，它構(gòu)成汽流通道。,C.汽輪機(jī)葉片,（a）等截面直葉片 （b）變截面扭曲葉片 1葉頂； 2葉型； 3葉根,C.汽輪機(jī)葉片,葉片結(jié)構(gòu) 3.連接件,用圍帶、拉金連在一起的數(shù)個(gè)葉片,用圍帶、拉金將全部葉片連結(jié)在一起,不用圍帶、拉金連結(jié)的葉片,成組葉片（葉片組）,整圈連接葉片,單個(gè)葉片(自由葉片),C.汽輪機(jī)葉片,圍帶或拉金的作用,可增加葉

13、片剛性, 降低葉片蒸汽力引起的彎應(yīng)力, 調(diào)整葉片頻率 。,圍帶還構(gòu)成封 閉的汽流通道, 防止蒸汽 從葉頂逸出 。,有的圍帶還做出 徑向汽封和軸向汽封， 以減少級(jí)間漏汽,C.汽輪機(jī)葉片,C.汽輪機(jī)葉片,拉金一般是以612mm的金屬絲或金屬管，穿在葉身的拉金孔中。拉金與葉片之間可以是焊接的（焊接拉金），也可以是不焊接的（松拉金）。在一級(jí)葉片中，一般有12圈拉金，最多不超過3圈拉金。 拉金處在汽流通道中間，將影響級(jí)內(nèi)汽流流動(dòng)，同時(shí)，拉金孔削弱了葉片的強(qiáng)度，所以在滿足振動(dòng)和強(qiáng)度要求的情況下，有的長(zhǎng)葉片可設(shè)計(jì)成自由葉片。,C.汽輪機(jī)葉片,實(shí)心焊接拉金,實(shí)心松裝拉金,空心松裝拉金,剖分松裝拉金,Z裝拉金,

14、C.汽輪機(jī)葉片,C.汽輪機(jī)葉片,C.汽輪機(jī)葉片,C.汽輪機(jī)葉片,葉片受力,拉應(yīng)力：葉型部分的離心拉應(yīng)力、圍帶和拉金離心力 彎應(yīng)力：汽流作用力、離心力產(chǎn)生的彎應(yīng)力、圍帶和拉金對(duì)葉片產(chǎn)生彎應(yīng)力,C.汽輪機(jī)葉片,葉片汽蝕 1. 部位 在濕蒸汽區(qū)域內(nèi)工作的級(jí)沖蝕現(xiàn)象最為嚴(yán)重，一般發(fā)生在動(dòng)葉片進(jìn)汽側(cè)葉片頂部。,C.汽輪機(jī)葉片,葉片汽蝕 2. 原因 在汽輪機(jī)的末幾級(jí)中，蒸汽速度逐漸增大，水分在隔板靜葉出汽邊處形成水滴，水滴運(yùn)動(dòng)速度低于蒸汽速度，因此，進(jìn)入動(dòng)葉片時(shí)發(fā)生與動(dòng)葉背弧面侵蝕。葉片越長(zhǎng)，葉頂圓周速度越大，水滴撞擊動(dòng)葉背弧面的速度也越高。由于離心力作用，水滴向葉頂集中，故葉頂背弧面水蝕嚴(yán)重。,C.汽輪

15、機(jī)葉片,葉片汽蝕 3. 措施 在水蝕嚴(yán)重的部位（葉片進(jìn)口邊背面上部）常采用抗水蝕能力的措施，具體做法有：鍍硬鉻、堆焊硬質(zhì)合金層、焊硬質(zhì)合金覆面或表面強(qiáng)化處理、熱處理等。其硬化層長(zhǎng)度最好不超過150mm。,C.汽輪機(jī)葉片,葉片振動(dòng) 葉片是一個(gè)彈性體，當(dāng)突受外力作用后，葉片將產(chǎn)生自由振動(dòng)，其頻率稱為葉片的自振頻率（或稱固有頻率）。葉片的自振頻率取決于葉片的尺寸、材料及葉片固定方式等因素。當(dāng)葉片受到周期性的外力（激振力）作用時(shí)就會(huì)發(fā)生強(qiáng)迫振動(dòng)。若葉片的自振頻率等于或倍于激振力的頻率，葉片就會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)象，使葉片的振幅增大，甚至造成葉片損壞。,C.汽輪機(jī)葉片,葉片振動(dòng) 1. 原因 在汽輪機(jī)工作中，沿圓

16、周方向汽流的不均勻?qū)?duì)葉片產(chǎn)生激振力，引起葉片振動(dòng)。激振力按其頻率分為： 低頻激振力-第一類激振力 高頻激振力-第二類激振力,低頻激振力對(duì)長(zhǎng)葉片的影響較大，因?yàn)槿~片較長(zhǎng)時(shí)，其自振頻率較低，在低頻激振力的作用下容易引起共振。,C.汽輪機(jī)葉片,葉片振動(dòng) 1. 原因 1）低頻激振力-第一類激振力 采用部分進(jìn)汽時(shí)，葉片經(jīng)過不進(jìn)汽的弧段時(shí)，沒有蒸汽作用，引起一次擾動(dòng)而產(chǎn)生激振力。 上、下隔板結(jié)合處的靜葉由于結(jié)合不良引起汽流變化，產(chǎn)生激振力。 個(gè)別噴嘴或?qū)~由于制造或裝配工藝誤差，引起汽流不均勻，產(chǎn)生激振力。 級(jí)后局部汽流參數(shù)變化（節(jié)距不均勻、級(jí)后有抽汽口或排汽口有筋條存在等），產(chǎn)生激振力。,C.汽輪機(jī)葉

17、片,葉片振動(dòng) 1. 原因 2）高頻激振力-第二類激振力 由于噴嘴出口邊緣有一定厚度，使葉片每經(jīng)過一個(gè)噴嘴時(shí)，所受的蒸汽作用力就要突然變化一次，因而產(chǎn)生一次激振力，由于噴嘴的數(shù)量較多，故激振力的頻率較高稱為高頻激振力。高頻激振力對(duì)短葉片的影響較大，因短葉片的自振頻率較高，在高頻激振力的作用下容易引起共振。,C.汽輪機(jī)葉片,葉片振動(dòng) 2. 葉片調(diào)頻方法 1）改善葉根的研合質(zhì)量或捻鉚葉根，增加葉片安裝緊力以提高剛性； 2）改善圍帶或拉金的連接質(zhì)量； 3）改變?nèi)~片組的葉片數(shù)； 4）加裝拉金； 5）在葉片頂部鉆減荷孔。,D.轉(zhuǎn)子,作用 將蒸汽的熱能和動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)的機(jī)械能并傳遞給發(fā)電機(jī)。,D.轉(zhuǎn)子,組成

18、 轉(zhuǎn)子是由主軸、葉輪、動(dòng)葉柵、聯(lián)軸器等組成。,D.轉(zhuǎn)子,分類,（1）按制造工藝的不同：分為套裝轉(zhuǎn)子、整鍛轉(zhuǎn)子、組合轉(zhuǎn)子。一般來說，中溫中壓進(jìn)汽參數(shù)的發(fā)電汽輪機(jī)，基本上采用套裝轉(zhuǎn)子。高速工業(yè)驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)采用整鍛轉(zhuǎn)子。高參數(shù)進(jìn)汽參數(shù)的發(fā)電汽輪機(jī)采用組合轉(zhuǎn)子，即前半部分采用整鍛轉(zhuǎn)子，后半部分采用套裝轉(zhuǎn)子。 （2）按臨界轉(zhuǎn)速是否在運(yùn)行轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，分為剛性轉(zhuǎn)子和柔性轉(zhuǎn)子。在啟動(dòng)過程中，剛性轉(zhuǎn)子啟動(dòng)就很方便，不存在跨臨界區(qū)域，而柔性轉(zhuǎn)子因需要快速的跨臨界，故要求用戶在實(shí)際啟動(dòng)過程中，要充分暖機(jī)，為快速跨臨界作好準(zhǔn)備。 （3）按形狀來分：轉(zhuǎn)輪型轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)鼓型轉(zhuǎn)子。,D.轉(zhuǎn)子,套裝轉(zhuǎn)子的葉輪、軸封套、聯(lián)軸節(jié)等部件

19、是分別加工后套在階梯形主軸上的。各部件與主軸之間采用過盈配合，以防止葉輪等因離心力及溫差作用引起松動(dòng)，并用鍵傳遞力矩,D.轉(zhuǎn)子,整鍛轉(zhuǎn)子的葉輪、軸封套和聯(lián)軸節(jié)等部件與主軸是由一整鍛件車削而成，無熱套部件，這解決了高溫下葉輪與主軸連接可能松動(dòng)的問題。整鍛轉(zhuǎn)子的中心通常打有100mm的中心孔，其目的主要是便于檢查鍛件質(zhì)量，同時(shí)也可以將鍛件中心材質(zhì)差的部分去掉，防止缺陷擴(kuò)展，以保證轉(zhuǎn)子強(qiáng)度。,D.轉(zhuǎn)子,焊接轉(zhuǎn)子采用分段鍛造，焊接組合，它主要由若干個(gè)葉輪與端軸拼合焊接而成。,D.轉(zhuǎn)子,組合轉(zhuǎn)子高溫段采用整鍛結(jié)構(gòu)，而在中、低溫段采用套裝結(jié)構(gòu)，形成組合轉(zhuǎn)子，以減小鍛件尺寸 。,D.轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)輪型轉(zhuǎn)子葉片裝在

20、葉輪上，葉輪緊固在軸上，蒸汽對(duì)葉片的作用力靠葉輪傳給軸，轉(zhuǎn)子級(jí)數(shù)較少，每一級(jí)中蒸汽的熱焓降較大，一般應(yīng)用在沖動(dòng)式汽輪機(jī)上。 轉(zhuǎn)鼓型轉(zhuǎn)子的葉片直接裝在轉(zhuǎn)鼓上，蒸汽對(duì)葉片的作用力靠轉(zhuǎn)鼓傳給軸，這種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，彎曲度小，適用于級(jí)數(shù)多，每級(jí)熱焓降不大和要求強(qiáng)度較大的反動(dòng)式汽輪機(jī)上。,D.轉(zhuǎn)子,鼓式轉(zhuǎn)子,D.轉(zhuǎn)子,D.轉(zhuǎn)子,D.轉(zhuǎn)子,D.轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子是汽輪機(jī)的最重要的部套，其工作條件比較復(fù)雜。在設(shè)計(jì)中，重點(diǎn)需要關(guān)注的是臨界轉(zhuǎn)速和強(qiáng)度。這兩方面在實(shí)際運(yùn)行過程中主要體現(xiàn)在升速時(shí)跨臨界和超速時(shí)跳閘停機(jī)兩方面的保護(hù)。這兩方面，臨界轉(zhuǎn)速確定了汽輪機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性，強(qiáng)度方面確定了汽輪機(jī)運(yùn)行的安全性。任何一方面出現(xiàn)問題

21、均是沒法補(bǔ)救的，故我們?cè)谠O(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)關(guān)注這兩方面的問題，在實(shí)際使用中也需對(duì)這兩方面重點(diǎn)關(guān)注，尤其是試車階段，必須明確確定該機(jī)組的臨界轉(zhuǎn)速和跳閘轉(zhuǎn)速，以免因這方面的疏忽造成重大事故。,D.轉(zhuǎn)子,葉輪 1.作用 安裝動(dòng)葉片并將動(dòng)葉片上的轉(zhuǎn)矩傳遞給主軸。 2.結(jié)構(gòu) 輪緣：開有安裝葉片的葉根槽； 輪面：將輪緣和輪轂或主軸連成一體，開有平衡孔； 輪轂：減小葉輪內(nèi)孔應(yīng)力的加厚部分；,D.轉(zhuǎn)子,葉輪 3.分類 按葉輪斷面的型線分類 1）等厚度葉輪：加工方便，軸向尺寸小，但強(qiáng)度低，通常用于葉輪直徑較小的高壓部分； 2）錐形葉輪：加工方便，強(qiáng)度高； 3）等強(qiáng)度葉輪：無中心孔，強(qiáng)度最高，但加工要求高，多用于輪盤

22、式焊接轉(zhuǎn)子。,D.轉(zhuǎn)子,D.轉(zhuǎn)子,聯(lián)軸器 1. 作用 連接汽輪機(jī)的各轉(zhuǎn)子及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，并傳遞轉(zhuǎn)子上的扭矩。,D.轉(zhuǎn)子,聯(lián)軸器 2. 類型 1） 剛性聯(lián)軸器 優(yōu)點(diǎn)：剛性高，傳遞扭矩大；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸??；減少了軸承個(gè)數(shù)，縮短了機(jī)組長(zhǎng)度，廣泛應(yīng)用于大功率汽輪機(jī)。 缺點(diǎn)：傳遞振動(dòng)和軸向位移，對(duì)轉(zhuǎn)子找中心要求高。,D.轉(zhuǎn)子,D.轉(zhuǎn)子,D.轉(zhuǎn)子,聯(lián)軸器 2. 類型 2）半撓性聯(lián)軸器 特點(diǎn)：有一定的彈性，可吸收部分振動(dòng)，允許兩轉(zhuǎn)子的中心有少許偏差。用來連接汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子。,D.轉(zhuǎn)子,D.轉(zhuǎn)子,聯(lián)軸器 2. 類型 3）撓性聯(lián)軸器 特點(diǎn)：撓性聯(lián)軸器有較強(qiáng)的撓性，它允許兩轉(zhuǎn)子有相對(duì)的軸向位移和較大的偏心，

23、對(duì)振動(dòng)的傳遞也不敏感，但傳遞功率小，并且結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，需要有專門的潤(rùn)滑裝置，因此一般只有在中小機(jī)組上采用，或用在小汽機(jī)與給水泵的連接上。,D.轉(zhuǎn)子,D.轉(zhuǎn)子,D.轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子主軸彎曲 原因： 汽輪機(jī)停機(jī)后沒有及時(shí)投入盤車； 汽輪機(jī)啟動(dòng)時(shí)操作不合理；（如：軸封供汽時(shí)間過長(zhǎng)、暖機(jī)時(shí)間不夠充分） 由于運(yùn)行時(shí)振動(dòng)較大，造成轉(zhuǎn)子彎曲； 在安裝或檢修時(shí)，葉輪、軸套等套裝件在軸上裝配尺寸不對(duì)，緊力不合適，運(yùn)行一段時(shí)間后，因軸內(nèi)應(yīng)力過大而彎曲變形。,D.轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子斷裂 原因： 1）損壞機(jī)理主要是低周疲勞和高溫蠕變損傷。 2）運(yùn)行問題，主要是超速和發(fā)生油膜振蕩。 3）材料和加工問題，主要是存在殘余應(yīng)力、白點(diǎn)、偏析

24、、夾雜物、氣孔等，材質(zhì)不均勻性和脆性，加工和裝配質(zhì)量差。,E.汽缸,作用 除了安裝靜子外，最重要的一個(gè)作用是將蒸汽和大氣隔開，形成能力轉(zhuǎn)換的環(huán)境。,E.汽缸,分類,汽缸根據(jù)所處位置不同可以分為高壓缸、中壓缸、低壓缸。 根據(jù)工藝不同，可以分為鑄造缸和焊接缸。一般來說，發(fā)電機(jī)組因設(shè)計(jì)參數(shù)比較固定，本體修改比較少，為了縮短加工周期和降低加工成本，一般采用鑄造缸。而驅(qū)動(dòng)機(jī)組因變化比較多，排缸一般設(shè)計(jì)成焊接排缸。 還有一種就是因排汽壓力比較高，為防止前后缸接缸處漏氣，做成整體缸。,E.汽缸,結(jié)構(gòu),汽缸上布置有進(jìn)汽口、配汽機(jī)構(gòu)、噴嘴箱、排汽口、疏水口、抽汽口、軸承箱、檢查口、機(jī)腳、加強(qiáng)筋等，內(nèi)部安裝著隔板

25、和隔板套、汽封等部件。 要求：有足夠的強(qiáng)度和剛度、通流部分有較好的流動(dòng)性能、各部分受熱時(shí)能自由膨脹且中心不變、形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱，還應(yīng)盡量減小熱應(yīng)力。,E.汽缸,結(jié)構(gòu) 水平對(duì)分的上半缸和下半缸，通過法蘭螺栓連接。 沿軸向分為高、中、低壓段，各段之間用法蘭螺栓連接。,E.汽缸,結(jié)構(gòu),1-蒸汽室；2-導(dǎo)汽管；3-上汽缸；4-排汽管口；5-法蘭；6-下汽缸；7-抽汽管口,E.汽缸,結(jié)構(gòu) 1. 高、中壓缸 工作特點(diǎn)： 缸體承受蒸汽的高溫、高壓作用，熱應(yīng)力和熱變形較 大，通常采用雙層結(jié)構(gòu)。 優(yōu)點(diǎn)： 每層汽缸承受的壓差和溫差減少，汽缸壁和法蘭的厚 度減薄，從而減小了啟、停及工況變化時(shí)的熱應(yīng)力， 加快了啟、停速度

26、，有利于改善機(jī)組變工況運(yùn)行的適 應(yīng)性。,E.汽缸,E.汽缸,結(jié)構(gòu) 2. 低壓缸 工作特點(diǎn)：保證足夠的剛度和良好的流動(dòng)特性，盡量 減小排汽損失。 采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)，并用加強(qiáng)筋加固； 排汽室采用徑向擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)，以充分利用排汽余速動(dòng) 能； 低壓缸進(jìn)、出汽溫差大，為使外殼溫度分布均勻，可 以采用雙層甚至三層結(jié)構(gòu)。,E.汽缸,國(guó)產(chǎn)300MW雙層結(jié)構(gòu)低壓缸 1內(nèi)缸；2外缸；3排汽室；4擴(kuò)壓器；5汽輪機(jī)后軸承；6隔板套；7擴(kuò)壓管斜前壁；8進(jìn)汽口；9低壓轉(zhuǎn)子,E.汽缸,噴水減溫裝置 在汽輪機(jī)啟動(dòng)、空負(fù)荷及低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，蒸汽流量很小，不足以帶走因鼓風(fēng)摩擦產(chǎn)生的熱量，使排汽溫度升高，排汽缸溫度升高，引起汽缸的熱變形

27、，使汽輪機(jī)動(dòng)、靜部分中心不一致，造成機(jī)組振動(dòng)或發(fā)生事故。因此，有的汽輪機(jī)在排汽缸上裝設(shè)了噴水減溫裝置，以防止排汽缸溫度過高。,E.汽缸,結(jié)構(gòu) 3.進(jìn)汽部分 高壓缸的前端，即從調(diào)節(jié)閥到調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴這段區(qū)域，是汽輪機(jī)的進(jìn)汽部分，它包括蒸汽室和噴嘴室，是汽輪機(jī)中承受壓力和溫度最高的部分。,E.汽缸,噴嘴箱的構(gòu)造,E.汽缸,結(jié)構(gòu) 4.汽缸法蘭、螺栓加熱裝置作用：減小汽缸、法蘭及連接螺栓間的溫差，縮短啟、停時(shí)間。,E.汽缸,1、2-蒸汽連接口；3-平面槽； （a）高壓外缸法蘭；（b）、（c）法蘭螺栓加熱流程 汽輪機(jī)法蘭螺栓加熱裝置示意圖,E.汽缸,支承,E.汽缸,支承 1. 下貓爪支承,（a）非中分面支承

28、；（b）中分面支承 1貓爪；2橫銷；3軸承座；4汽缸中分面,E.汽缸,支承 1. 下貓爪支承,E.汽缸,支承 2. 上貓爪支承,1上缸貓爪；2下缸貓爪；3安裝墊鐵；4工作墊鐵；5水冷墊鐵；6定位銷；7定位銷；8緊固螺栓；9壓塊,E.汽缸,支承 3. 內(nèi)缸支承,中分面支承,非中分面支承,E.汽缸,支承 4. 臺(tái)板支承,E.汽缸,支承 5. 與軸承座一體 中小型汽輪機(jī)的高壓缸，多采用垂直的半圓法蘭與前軸承座連成一體。在法蘭面上，采用一只立銷和兩只橫銷定位，使其在汽缸受熱面變形后，仍能和軸承座之間保持準(zhǔn)確的中心位置。而低壓缸的低壓側(cè)和汽輪機(jī)的中軸承箱鑄成一體，低壓后部由左右兩個(gè)支承腳支在低壓缸的座架

29、上。,E.汽缸,E.汽缸,E.汽缸,滑銷系統(tǒng) 1. 作用 （1）保持汽缸和轉(zhuǎn)子中心一致，避免因熱脹導(dǎo)致中心變化，引起機(jī)組振動(dòng)或動(dòng)靜相擦； （2）保證汽缸能自由膨脹，以免發(fā)生過大應(yīng)力引起變形； （3）使轉(zhuǎn)子和靜子部分軸向和徑向間隙符合要求.,E.汽缸,滑銷系統(tǒng) 2. 分類,立銷 用于引導(dǎo)汽缸垂直方向位移,縱銷 用于引導(dǎo)汽缸、軸承箱水平軸向位移,橫銷 用于引導(dǎo)汽缸、軸承箱水平橫向位移,貓爪橫銷 保持汽缸與軸承箱之間的軸向位置不 變，同時(shí)引導(dǎo)汽缸水平橫向膨脹。,角銷 用于限制軸承箱與臺(tái)板脫離,E.汽缸,滑銷系統(tǒng),E.汽缸,滑銷系統(tǒng),E.汽缸,滑銷系統(tǒng),E.汽缸,E.汽缸,F. 隔板,作用 隔板用以固

30、定汽輪機(jī)各級(jí)的靜葉片和阻止級(jí)間漏汽，并將汽輪機(jī)通流部分分隔成若干個(gè)級(jí)。它可以直接安裝在汽缸內(nèi)壁的隔板槽中，也可以借助隔板套安裝在汽缸上。隔板通常做成水平對(duì)分形式，其內(nèi)圓孔處開有隔板汽封的安裝槽。,為了適應(yīng)結(jié)構(gòu)上的需要，沖動(dòng)式汽輪機(jī)在汽缸上裝有支承隔板的隔板套，而反動(dòng)式汽輪機(jī)在汽缸上裝的是支承靜葉環(huán)的靜葉持環(huán)。,F. 隔板,分類,F. 隔板,分類,（a）普通焊接隔板；（b）帶加強(qiáng)筋的焊接隔板 1隔板外環(huán)；2外圍帶；3靜葉片；4內(nèi)圍帶； 5隔板體；6徑向汽封；7汽封槽；8加強(qiáng)筋,F. 隔板,分類,F. 隔板,分類,鑄造隔板 1外緣；2靜葉片；3隔板體,F. 隔板,隔板套,將相鄰幾級(jí)隔板裝在一個(gè)隔板

31、套中，然后將隔板套裝在汽缸上，上下隔板套之間采用螺栓連接，隔板套在汽缸內(nèi)的支承和定位采用懸掛銷和鍵的結(jié)構(gòu)。隔板套通過其下半部分兩側(cè)的懸掛銷支承在下汽缸上，隔板套的上、下中心位置通過改變墊片的厚度來實(shí)現(xiàn)，其左右中心位置靠隔板套底部的平鍵或定位銷來定位。為保證隔板套的熱膨脹，它與汽缸凹槽之間一般留有mm的間隙，隔板在隔板套或汽缸內(nèi)的支承和定位也是采用懸掛銷和鍵支承定位結(jié)構(gòu)。,F. 隔板,隔板套,1上隔板套；2下隔板套；3連接螺栓；4上汽缸；5下汽缸； 6懸掛銷；7墊片；8平鍵；9定位銷；10頂開螺釘,F. 隔板,隔板套,F. 隔板,靜葉環(huán)和靜葉持環(huán),反動(dòng)式汽輪機(jī)沒有葉輪和隔板，動(dòng)葉片直接嵌裝在轉(zhuǎn)子

32、的外緣上，靜葉環(huán)裝在汽缸內(nèi)壁或靜葉持環(huán)上。,G. 汽封,類型,G. 汽封,類型,G. 汽封,類型,G. 汽封,作用 1）軸端汽封 高壓端的作用是減少蒸汽向外漏汽；低壓端汽封的作用是防止空氣漏入排汽缸破壞真空（冷凝機(jī)組）或者是防止蒸汽向外漏氣（背壓機(jī)組）。,G. 汽封,作用 2）隔板汽封 減少級(jí)間漏氣，維持隔板前后的壓力差。,G. 汽封,作用 3）通流部分汽封 減少葉片上部和下部漏氣。,G. 汽封,結(jié)構(gòu),梳齒形汽封 （a）高低齒 （b）平齒 （c）斜平齒,G. 汽封,結(jié)構(gòu),梳齒形汽封 （a）高低齒梳齒形汽封；（b）平齒梳齒形汽封 1-汽封環(huán)；2-汽封體；3-彈簧片；4-汽封套,G. 汽封,結(jié)構(gòu),（a）前軸封 （b）后軸封 （c）隔板汽封,G. 汽封,結(jié)構(gòu),J型密封,G. 汽封,結(jié)構(gòu),蜂窩形密封,G. 汽封,結(jié)構(gòu)