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1 汽轮机培训教材 主讲人 陆校帅 2 目录 3 汽轮机的基本概念 汽轮机作为一种原动机 它是从1890年瑞典工程师拉法尔制造出第一台功率仅为5马力的汽轮机起 至今已有100多年的历史 我国的第一台汽轮机是1949年在上海汽轮机制造 容量为6000千瓦 于1956年在淮南发电厂投产 4 汽轮机的基本概念 汽轮机铸造业之所以能够迅速发展是因为 它的热效率高 凝汽式汽轮机组的综合热效率达40 供热机组热效率可达80 汽轮机是连续工作的回旋机械 它可已具有较大的功率 机组运行平稳 事故率较低 一般可保持3年左右大修 充分提高了设备利用率 正因为汽轮机有这些优点 所以被广泛用于拖动发电机 鼓风机 水泵及用作船舶的动力机械 5 第一章基础知识 一 名称及符号1 温度 物体表面的冷热程度2 压力 物体单位面积上所承受的垂直作用力3 绝对压力 容器内气体的真实压力 用P绝表示4 表压力 用压力表计测得的压力 用P表表示5 真空值 用真空表测得的数值 用H表示P绝 P表 B大气压P绝 B H6 比容 单位质量工质所占有的体积 符号 V单位 立方米每公斤 6 第一章基础知识 7 密度 单位容积内工质的质量 符号 单位 公斤每立方米8 能 含有动能 物体由于运动而具有的能量位能 势能 物体由于一定温度所具有的能热能 物体内部分子由于热运动而具有的能量内能 指储存与物体内部的能量 分 内动能 内位能9 功 凡力施加与物体 并使该物体沿作用力的方向产生位移 对物体做了功 单位时间内所做的功 叫功率 10 节流 介质在管道内流动 由于通流截面积突然缩小 使介质压力降低 这种现象叫节流11 汽耗率 汽机产生单位功所消耗的蒸汽量12 热耗率 汽机产生单位功所消耗的热量 7 第二章汽轮机本体 第一节汽轮机的基本概念及分类汽轮机是利用蒸汽热能来做功的旋转式原动机1 工作原理 蒸汽进入汽轮机喷嘴膨胀降压增加流速按一定的方向喷射出来 将蒸汽的热能转变成动能 进入叶片推动叶轮旋转 蒸汽的动能转变成转子的旋转机械能 并拖动风机或发电机旋转 2 特点 功率大 转速高 效率高 运行平稳 使用寿命长 8 第二章汽轮机本体第一节汽轮机的基本概念及分类 一 汽轮机的分类1 按工作原理分a 冲动式 蒸汽的热能转变成动能的过程 仅在喷嘴中发生 而工作叶片只是把蒸汽的动能转变成机械能的汽轮机 叫冲动式汽轮机 b 反动式 蒸汽的热能变为动能的过程不仅在喷嘴中发生 而且在叶片中同样发生的汽轮机 叫反动式汽轮机2 按汽轮机所具有的级数分单级汽轮机 复速级汽轮机和多级汽轮机 所谓汽轮机的级 是由一段喷嘴与其后边的一级动叶片组成 用来完成蒸汽转变成机械功全过程的基本单元 单级汽轮机用来拖动油泵或给水泵复速级汽轮机即双列汽轮机随着汽轮机越来越趋向高温 高压 大功率 单机汽轮机等已不能满足工业的需求 所以多级汽轮机就应运而生 下边所讲的汽轮机都是多级汽轮机 9 第二章汽轮机本体第一节汽轮机的基本概念及分类 3 按蒸汽在汽轮机内部流动的方向分 轴流式汽轮机 辐流式汽轮机 周流式汽轮机轴流式汽轮机 蒸汽在汽轮机内流动的方向和轴平行 现各电厂运行着的汽轮机多是这种气轮机 4 按汽缸的数目分单缸汽轮机 双缸汽轮机 多缸汽轮机5 按汽轮机的热力特性分凝汽式汽轮机 调整抽气式汽轮机 背压式汽轮机 抽背式汽轮机 补汽式汽轮机及中间再热式汽轮机 10 第二章汽轮机本体第一节汽轮机的基本概念及分类 6 按汽轮机的用途分电站汽轮机 用来发电或热电联产的汽轮机工业汽轮机 用来带动水泵 油泵 鼓风机等的汽轮机船用汽轮机 作为船舶的动力装置 用以推动螺旋桨7 按进气压力分低压气轮机 新蒸汽压力1 2 1 5Mpa中压汽轮机 新蒸汽压力2 4Mpa次高压汽轮机 新蒸汽压力5 6Mpa高压汽轮机 新蒸汽压力6 10Mpa超高压汽轮机 新蒸汽压力12 14Mpa亚临界汽轮机 新蒸汽压力16 18Mpa超亚临界汽轮机 新蒸汽压力大于22 17Mpa 11 第二章汽轮机本体第二节汽轮机的基础 一 海岛式 双层布置 整块式 单层布置 1 机组基础不良会造成a 汽轮机 减速器 风机转子之间的中心偏差 使机组振动加大b 汽缸偏斜度的改变 使汽缸与轴承 汽缸内部与转子的相对位置变化 引起轴承的磨损和汽缸内部动静部分的磨损及碰撞c 机组安装后扬度 杨度 机组安装时预先考虑的高 低压端水平应有的差别 改变 使推力轴承上承受的负荷过大二 机组运行时应注意a 高温部分的管道 阀门汽缸等必须保温完好 不允许蒸汽和疏水直接喷射到基础上 防止高温影响混凝土的强度或造成基础的高压端的不平衡下沉b 轴承 油管路各处有漏油应立即消除 防止混凝土疏松裂开c 不允许在振动较大的情况下长期运行d 冬季尽量保持车间内各处温度一致 防止基础局部受热 造成冷热不均损坏基础 12 第二章汽轮机本体 第三节汽缸及热膨胀汽缸的用途和构造1 作用 a 将汽轮机的通流部分与大气隔开 保证蒸汽在汽轮机内完成其做工过程 b 承受汽轮机目些静止部件的重量 隔板 喷嘴 汽封套等 2 构造 中小型汽轮机采用单层缸 呈圆筒结构 具有水平中分面 分成上 下缸 用螺栓连接 汽缸为减少优质材料的消耗 还将汽缸分为高 低压缸 高压缸内蒸汽压力 温度较高 使用较好的铸钢 低压缸内的压力 温度相对较低 用一般铸钢制造 高低压缸之间用螺丝连接并加以密封焊 汽缸水平面的严密性要求严格 结合面处用0 05mm的塞尺不能塞入 上汽缸的高压端设有进气室 下缸设有抽气口 疏水口 上下缸均车有放置隔板用的隔板槽 汽缸两端中心孔处车有放置汽封套的凹槽 13 第二章汽轮机本体 二 汽缸受力分析1 由于汽缸内外的压力差 是汽缸壁上承受一定的作用力2 隔板和喷嘴加于汽缸的力3 汽缸及汽缸上固定部件的重量4 轴承座与汽缸铸为一体或轴承座与螺栓连接下汽缸的机组 转子的重量和转子转动是得不平衡力5 小型机组的主气门 新蒸汽管道与汽缸连接 对汽缸盖的作用力6 汽缸在运行中存在温度差引起的热应力 14 第二章汽轮机本体 三 汽缸所承受的热应力1 当负荷变化 机组各级温度 压力都要变化 于是汽缸沿长度方向产生温度差 使汽缸材料的热应力增大2 由于汽缸内外的温度差 造成汽缸壁上的热应力3 由于汽机高压端采用部分进气 使汽缸壁沿横断面方向的温度不同 从而造成材料内部的热应力4 启动 停机 上下汽缸存在温差 形成汽缸沿横断面方向的热应力和热变形5 汽机的热应力和热变形 在负荷剧烈波动时最大 也最危险 如迅速停机 急速启动 暖机不良等 15 第二章汽轮机本体 四 汽缸的热膨胀及滑销系统1 汽缸膨胀不合理的进行 造成问题a 汽缸热应力过大 引起汽缸变形和裂纹 造成汽轮机振动加剧 汽缸漏气 严重时使汽缸无法工作b 汽缸内轴向和径向间隙改变 有时会造成汽封和动 静叶碰撞的严重事故2 为满足运行要求 汽缸的热膨胀应满足以下a 温度变化 汽缸和转子的中心必须始终保持一致 不能引起振动和动静部件的摩擦b 温度变化 不会引起汽缸 轴承座等有关部件的变形 裂纹c 汽轮机转子和静止部分的轴向间隙合乎要求 保证运行的安全 经济 16 第二章汽轮机本体 为满足以上要求 所以设置了滑销系统横销 引导汽缸沿横向膨胀纵销 引导汽缸沿轴向膨胀并推动前轴承座轴向移动 并保持轴承座与汽缸中心线一致立销 引导汽缸沿垂直向膨胀 并保持汽缸和轴承中心一致悬臂横销 猫爪 保证汽缸在横向方向自由而正确的膨胀 同时随着汽缸在轴向的膨胀和收缩推动前轴承座前后移动 保持转子与汽缸的轴向相对位移角销 代替连接前轴承箱与基础台版的螺丝 它还有和纵销相同的作用斜销 一种辅助滑销 能起纵向和横向的双重作用死点 位于横销与纵销中心线的交叉点 这个点在机组运行中是始终不动的 所以称为死点 17 第二章汽轮机本体 五 怎样在运行中发现汽缸变形1 汽缸变形 可能造成汽缸水平或垂直接合面不严密而漏气 多发生在高 低压端轴封附近 有时因蒸汽漏入轴承而破坏润滑2 低压缸变形严重 空气会漏入凝结器破坏真空3 汽缸变形严重时 会造成轴封的磨损和气缸内动 静部分的碰撞 并是震动加大六 造成汽缸变形的原因1 运行中 汽缸温度长时间超过材料允许的温度2 汽缸隔板与汽缸壁间隙过小 使隔板膨胀时抵住汽缸壁3 汽缸外部的保温不好或部分脱落 造成汽缸各部温度偏差过大4 滑销系统卡涩 不能保证机组正常膨胀 18 第二章汽轮机本体 七 怎样发现汽缸裂纹汽缸出现裂纹时 首先是汽缸保温材料局部潮湿 渗水 然后是逐渐漏气 低压缸裂纹会漏入空气 破坏真空八 汽缸裂纹的原因1 汽缸材料质量不好2 机组运行方式不合理 如暖及不良开机 负荷剧烈波动 汽机长受水击 排气温度过高 汽缸突然遇冷3 汽轮机长时间剧烈震动4 转动部件损伤后 强力冲击汽缸 19 第二章汽轮机本体 九 运行中怎样预防汽缸裂纹和变形1 根据汽缸材料和特点 科学的制定其工作最高点 运行中严格注意 不允许长时间超过此温度2 尽量防止汽轮机运行方式剧烈变化3 定期监视汽缸各处的热膨胀值4 保持滑销的清洁5 监视汽缸接合面有无漏气 渗水现象6 保持汽缸保温的完好7 注意机组各处的振动和异音 发现异常及时分析处理 20 第二章汽轮机本体 第四节喷嘴和隔板喷嘴分为 减缩喷嘴 渐放喷嘴作用 把蒸汽的热能转变成动能 也说是说使蒸汽膨胀降压 增加流速 按一定的方向喷射出来 进入动叶片做功 调节级喷嘴 喷嘴通常根据调速气门的个数成组布置 这成组布置的喷嘴又叫喷嘴弧段每一调速气门控制一组喷嘴组的进气量 用它来调节汽轮机的进气量 所以又称调节级喷嘴 21 第二章汽轮机本体 二 隔板作用 隔开相邻的压力级 组成若干汽室 保持各级前后的压力差和装设静叶组成 隔板体 静叶 隔板外缘和隔板轴封隔板上的静叶可采用全周进气 也可采用部分进气方式 隔板制成上下两部 在水平结合处连接 各装在上下缸的凹槽内 为保证开大缸时不掉下来 在上汽缸左右水平结合面处用销钉和埋头螺栓紧固在汽缸上 同时还能防止工作时隔板转动 22 第二章汽轮机本体 三 为什么小型机组喷嘴多采用部分进气因高压蒸汽的比容小 在满足汽轮机所需蒸汽量的情况下 需要的蒸汽通流面积较小 故在保证喷嘴和叶片一定高度的情况下 减少喷嘴的数目和弧段四 隔板的受力1 隔板前后有压力差 产生的有隔板中心向四周的弯曲力 这个力很大 如 外径1000mm 中心孔内径250mm的隔板 当压力差等于0 1Mpa 隔板的受力是75t2 隔板上的静叶喷射蒸汽的反作用力 这个作用力与汽轮机的转向相反 23 第二章汽轮机本体 第五节动叶片1 作用 把蒸汽的动能转变成旋转机械能组成 叶根 工作部份 叶顶2 拉筋 围带作用 改变叶片的刚度 改善叶片的震动性能 避开危险的共振3 高压段采用部分进气 a 当叶片转到有喷嘴的地方才能工作 在没有喷嘴的地方 叶片间仅有少量滞流的蒸汽 这样有喷嘴中的蒸汽 首先要将滞留在叶片中的蒸汽排除后 才能进入动叶片做工 因此消耗部分工作蒸汽的动能 即为 斥汽损失另外 在喷嘴附近还要发生抽吸作用 也要消耗工作蒸汽的动能 b 当动叶转至无喷嘴的地方 动叶片也要出现鼓风现象 造成轮轴上的机械功消耗这种损失叫鼓风损失 进气度越小时 鼓风损失越大 24 第二章汽轮机本体 4 为减少鼓风损失 在部分进气级上没有喷嘴的地方设置护罩5 导向叶片 热焓降很小 主要改变汽流的方向 装在导叶的固定环上6 扭曲叶片 多用在末几级 能较好的保证进气动力特性 减少叶片根部所承受的离心力 提高叶片的强度 7 影响动叶片工作的因素a 叶表面光洁度 动叶片截面形状 蒸汽流过动叶片时 要与动叶片表面发生摩擦 同时蒸汽在叶片中改变方向时 汽流内部各质点间流速必然有差别 造成各质点间的摩擦 这是动叶片的蒸汽磨擦损失 25 第二章汽轮机本体 b 叶片出口边缘的厚度 蒸汽进入叶片时不可避免的与叶片边缘发生碰撞 损失部分动能 蒸汽离开叶片时 因出口厚度形成低速涡流区 使蒸汽流动混乱 导致动能损失在叶片机械强度允许的情况下 把叶片的进出口制成锋利的形状为了让蒸汽由静叶出后尽可能的全部进入动叶片工作 一般动叶片比静叶高2 6mm 8 动叶片在工作时受到的力a 由于叶片本身和拉筋 围带旋转式所产生的离心力 b 汽流通过动叶片时 动叶片作用的汽流力以及起动 停机过程中 叶片上各部分温差引起的热应力 26 第二章汽轮机本体 第六节通流部分在运行中应注意的问题通流部分 指汽轮机内部喷嘴 静叶和动叶所组成的蒸汽流通道路一 通流部分的冲蚀和腐蚀1 冲蚀 原因 蒸汽品质不合格蒸汽品质合格但汽轮机长期在低负荷下工作 热焓比较集中在调节级 使这级喷嘴的射汽速度比正常运行大 喷嘴出口受到冲蚀 且射入动叶片的进气角度也要改变 使叶片受到冲蚀2 冲蚀现象 一般在汽轮机的低压段比较严重 因为汽轮机的低压段蒸汽纬度越来越低 在后几级中有小水珠和较大的水滴出现 这些水珠 水滴被高速气流夹带流过喷嘴和动叶表面 使表面受到严重的幢击和冲蚀 27 第二章汽轮机本体 3 防止方法对高压段 a 严格掌握锅炉和机组的合理运行方式 保证汽轮机的进气压力和温度是合格的b 合理调整机组负荷c 减少机组启 停次数d 尽量避免在低负荷下运行对低压段 a 在低压段加装去湿装置b 合理的规定 在一定的负荷下打开低压汽缸疏水以排出疏水c 叶片使用强度大 质硬和耐冲蚀的材料d 腐蚀 金属腐蚀 电化腐蚀防止腐蚀 a 保证蒸汽品质合格b 主气门关闭严密 停机开疏水 长时间停机 应通热风干燥c 采用抗锈蚀的材料 28 第二章汽轮机本体 二 通流部分结垢1 结垢的影响及危害a 由于喷嘴 叶片表面结垢而变粗糙 使气流的摩擦损失加大 效率降低b 由于通流部分结垢 汽流通道面积减小 使机组功率降低c 隔板上的喷嘴结垢 通流面积减小 压力差增大 增大了隔板的弯曲应力 动叶片上结垢 同样会增加叶轮前后的压差 从而使转子上的轴向推力增加 严重时轴瓦乌金融化d 水垢还有腐蚀作用 使叶片强度降低 29 第二章汽轮机本体 三 通流部分的机械性损伤1 调节级的摩擦和碰撞调节级喷嘴和叶片发生摩擦和碰撞时 汽缸内部声音及转子轴向位移都要发生显著变化2 压力级的机械性损伤 分为隔板损伤 动叶片损伤隔板损伤 主要是变形 弯曲 发生裂纹 发生这些会造成隔板轴封的损坏 隔板和叶片的磨碰 轴向推力增加以及推力轴承损坏隔板裂纹 运行情况恶化 汽耗率加大 轴封损坏 只有在叶轮与隔板有显著摩擦才易发现 30 第二章汽轮机本体 第七节汽封1 为什么要设置汽封由于汽轮机大轴伸出汽缸的两端处和轴穿隔板中心孔的地方 为避免动静部分碰撞 应适当留有间隙 但由于压力的存在 在这些间隙必然要发生漏气 造成损失 为减少这部分损失 所以需要设置汽封2 汽封分类轴封 转子穿出汽缸两端处的汽封 叫轴端汽封 简称轴端汽封隔板汽封 隔板内圆处的汽封通流部分汽封 动叶片顶部和根部的汽封 叫通流部分汽封 又叫径向汽封 31 第二章汽轮机本体 3 汽封的作用高压汽封 减少高压缸向外漏气 造成工质损失 并使轴颈加热或冲进轴承箱破坏润滑油质低压汽封 防止空气漏入低压汽缸破坏真空隔板汽封 阻碍蒸汽绕过喷嘴 造成能量损失并使叶轮上的轴向推力增加通流部分汽封 阻碍蒸汽从动叶珊两端散逸 致使做功能力降低4 轴封的形式 薄片式 高低齿形迷路汽封 32 第二章汽轮机本体 5 迷路汽封的工作原理 汽缸上的汽封片与轴上的直角凸肩以及槽间留有一定的间隙 蒸汽通过次间隙时 因节流作用使压力下降 速度增加 然后进入下一间隙的小室与轴封片和凸肩相撞 速度降低 动能转变成热能 蒸汽通过下一小室时仍重复上述过程 这样 蒸汽压力不断下降 速度每次增加和减小 经过最后一级时 压力 速度都很低 从而使轴封漏气量减少 6 轴封外部损伤的特征a 轴封信号管冒汽量异常增多b 轴承润滑油中进水c 轴封内部有碰撞声 严重时机组震动加大 33 第二章汽轮机本体 7 造成轴封损伤的原因a 转子受热弯曲或永久弯曲 引起轴封磨损b 汽缸变形 引起轴封莫一侧磨损c 汽缸保温不好 引起汽缸热膨胀不均 是轴封磨碰d 汽轮机长时间空转 排气温度较高 又突然升高负荷 使温度发生很大变化 造成轴封磨损e 由于积垢 使汽封环卡死失去弹性 在轴封发生碰撞时 没有退让余地f 由于不遵守运行规程而引起的转子和汽缸的不均匀热膨胀 34 第二章汽轮机本体 8 防止方法a 转子在弯曲或震动超过允许值的情况下不准运行b 经常检查蒸汽品质合格c 不允许汽轮机运行工况发生剧烈变化d 注意汽缸的保温完整e 不允许汽轮机在空负荷 排气温度过高 排气温度剧烈变化的情况下长时间运行f 防止转子发生较大的轴向位移 超过允许值时 必须迅速停机g 运行中发现轴封有碰磨和损伤的象征时 因果断停机 35 第二章汽轮机本体 第八节转子1 转子 所有转动部分的组合体作用 承受蒸汽对所有工作叶片的回旋力 带动主油泵和风机 发电机 旋转分类 刚性转子 工作转速低于临界转速的转子挠性转子 工作转速高于临界转速的转子2 临界转速 汽轮机转子具有一个固定的自振频率 当这自振频率和激振频率相重合时 便会发生共振 此时的转速 就是临界转速 36 第二章汽轮机本体 3 大轴弯曲的原因a 停机后 转子在冷却过程中 汽缸上部教下部冷却的慢 形成汽缸上下的温差 转子上部温度高于下部温度 使大轴向上弯曲 在一段时间内 转子的弯曲度达最大 超过这一段时间后 随着温差的减小 转子又慢慢伸直b 启动时操作不合理 静暖机 造成大轴弯曲c 暖机不充分 在转子弯曲最大及上下缸温差过大的时候启动 大周和轴封片摩擦 造成大轴局部受热引起轴的弯曲 由于轴的弯曲加剧了摩擦 使轴弯曲不断加大 当朝过了材料的弹性限度时 就会造成大轴的永久性弯曲d运行中震动较大 造沉转子弯曲 发生这种情况 其振动值是随着转速的升高而加大的 应停机检修 否则会造成轴 轴封 动叶片 叶轮 隔板的严重损坏e在制造和检修时 叶轮 轴套等部件在轴的上的装配尺寸不合适 运行一段时间后 因轴的应力过大使轴弯曲 37 第二章汽轮机本体 4 预防措施a 根据转子的结构特点 科学的制定操作规程 严格规定启动条件 操作程序 暖机升速及超越临界转速的时间b 严禁汽轮机在受到水冲击和震动较大的情况下继续运行c 检修前后 检查转子的弯曲程度 严格按照规定装配零件 凡加热的地方应设法消除应力 38 第二章汽轮机本体 第九节主轴承 推力轴承主轴承1 作用 承受转子的全部重量及部分进气引起转子振动的附加力 并确定转子的径向位置 使其中心与汽缸中心保持一致2 工作原理 静止时 转子在轴承的下部 当开始转动 轴颈与轴瓦会出现直接摩擦 但随着轴颈的转动 润滑油由于粘性附着在轴的表面 被带入轴颈与轴瓦之间的楔形间隙中 随着转速的不断升高 被带入的油量增多 并产生压力 当这个压力超过轴颈上的载荷时 轴颈就被油膜托起而悬浮在油膜上转动 从而避免了金属的直接摩擦 39 第二章汽轮机本体 3 轴承油膜形成的条件a 轴颈必须保持一定的线速度才能形成油膜 转速愈高 轴颈速度越大 油膜的承载能力愈大b 润滑油必须有一定的粘度 粘度愈大 油膜的承载能力愈大 但粘度太大 使油分布不均 增加摩擦损失 且得不到良好的冷却效果 油温愈低 粘度愈大c 轴颈与轴瓦间必须形成楔形间隙才能形成油膜 但间隙过大会增加润滑油的消耗量 过小 又会使油量不足 不能达到冷却目的d 轴瓦内表面应严格修研 保持光滑 不得有任何沟槽e 轴承上负荷愈高 油膜形成越困难 轴承上的负荷不能超过油膜所承受的能力 否则油膜无法建立 40 第二章汽轮机本体 4 润滑油在下轴瓦水平接合面处进入 随着轴的转动进入楔形间隙形成油膜 然后由轴瓦两端流出 为了使有分布合理和足够的油量冷却轴颈 在上瓦上设有一定轴向长度的油槽 并在结合面处向两端扩展出去 为防止油顺轴甩出轴承 在轴瓦两端装有油档 41 第二章汽轮机本体 二 推力轴承作用 承担蒸汽作用在转子上的轴向推力 并确定转子的轴向位置 使转子与静止部分保持一定的轴向间隙润滑原理 转子静止时 推力瓦块的工作面是与转子上的推力盘相平衡的 这时 平行中的油层不能承受推力 当转子转动 将附着在推力盘上的油带入推力盘与推力瓦之间 增加了油层的受压能力 转子产生轴向推力后 间隙中的油受到挤压并传给推力瓦块 由于推力瓦块的支点不在中心 在油的作用下瓦发生倾斜 形成了楔形间隙 这样 当推力盘随着转子转动 油被不断的带入这一间隙中 就形成了具有一定抗压能力的楔形油膜 以此平衡汽轮机的轴向推力 避免了推力盘与推力瓦的直接摩擦 42 第二章汽轮机本体 三 主轴承 推力轴承运行中注意1 主轴承a 润滑油量不足或中断 主油泵或供油管故障 b 油中不清洁 油中有杂质进入轴承破坏油膜c 轴承振动过大引起乌金裂纹 脱落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 轴承外壳热变形过大 造成转子轴经与轴瓦的接触面不均匀 轴瓦延长度方向不能与轴颈全面接触 引起乌金磨损和发热 43 第二章汽轮机本体 2 推力轴承故障原因a 汽轮机发生水冲击b 隔板轴封间隙增大 漏气增大 使叶轮前后压差加大c 叶片结构 蒸汽通流面积减小 造成叶轮前后压差增大d 蒸汽温度急剧下降 转子收缩快于汽缸 由于靠背轮对转子位移有节制 故推力轴承承受的推力增加 44 第二章汽轮机本体 第十节 联轴器 盘车装置联轴器1 作用 连接汽轮机与风机 发电机 通过它把汽轮机转子的转矩传递给风机2 分为 刚性联轴器 汽轮机与风机之间具有硬性连接 不允许有相对位移挠性联轴器 允许汽轮机侧联轴器与风机侧联轴器有少许的位移盘车装置 在汽轮机启动或停机后 用来转动转子的装置作用 a 汽轮机启动冲转前 由于蒸汽的热流是向上的 转子上部较下部受热快 使转子产生向上的弯曲变形 为保证动静部分无摩擦 需先用盘车带动低速旋转 使转子受热均匀b 停机后 汽缸和转子等有热变冷 这必然会影响动静间隙 使转子弯曲大 为保证转子均匀冷却及机组的启动 故停机后也许启动盘车 45 第二章汽轮机本体 第十一节汽轮机的附属设备一 凝汽设备作用 a 建立并维持汽轮机排气口的高度真空 提高循环热效率 b 回收排气产生的凝结水 c 并有一级除氧作用组成 凝结器 用循环水冷却汽机排气 形成真空的设备凝结水泵 排出蒸汽凝结水的设备循环水泵 供给冷却水的设备主抽气器 抽出凝结器内不凝结气体 维持容器内的高度真空辅助抽气器 启动前将凝结器内抽为真空循环水的冷却设备 凉水塔 喷水池及管道 46 第二章汽轮机本体 二 凝结器1 工作原理 循环水由进水管进入水室 在水式内分别流入各铜管内 循环水通过管壁吸收排气的热量 使蒸汽凝结 被排气加热的循环水有出口排出去凉水塔冷却再循环使用 排汽由低压汽缸排入凝结器内蒸汽空间 通过铜管外壁放热 凝结成水聚集到下部的热水井内 由凝结水泵排向除氧器 2 分类 单一制 中间无垂直隔板对分制 中间有垂直隔板 相当于两个凝结器连在一起 优点 铜管脏污时不必停机 只是当减少机组负荷 就能停止凝结器的一般进行清洗工作单道制 循环水在铜管内一次流出双道制 循环水在铜管内经过一次往返后排出 47 第二章汽轮机本体 3 影响表面式凝结器工作的因素a 冷却倍率 冷却一千克蒸汽凝结成水时 需要的循环水量 一般50 100 b 端差 排气温度与循环水出口温度之差 一般3 10 取5 c 循环水进口温度 d 真空系统的严密性 48 第二章汽轮机本体 三 抽气器工作原理 工作蒸汽进入喷嘴膨胀降压 流速增加喷射出来 在喷嘴出口处形成高度负压 将凝结器内的不凝结气体吸入抽气器 在第一级扩散管中混合降低流速 升高压力 然后进入冷却器内凝结 不凝结的气体再被二级吸入 同样经过二级扩压管降速升压进入冷却器内凝结成水 由于第二级扩压管内的气体压力升高到稍高于大气压力 由排气管排出 冷却器内的凝结水由疏水管道排往凝结器 49 第二章汽轮机本体 四 启动抽气器作用 1 在机组启动前为凝结器迅速建立真空 以缩短启动时间2 事故情况下 真空下降过低 可临时投入启动抽气器维持运行 为消除故障争取时间特点 结构简单 启动快 耗气量大 形成真空低 而且排大气运行损失了工作蒸汽的热量 浪费了工质五 主抽气器在运行中的注意事项操作顺序 先开水门通入水后 再开蒸汽门 最后开启空气门目的 防止冷却水管过度受热的情况下通入冷却水时骤冷 而损坏胀口 造成泄漏 后开空气门是为了防止抽气器工作前空气漏入真空系统破坏真空 50 第二章汽轮机本体 六 影响射汽抽气器正常工作的因素1 喷嘴堵塞2 冷却器损坏或冷却水管泄露 使冷却器内满水 影响蒸汽凝结3 冷却水量不足4 汽压调整不当5 喷嘴或扩压管长时间吹损6 汽机真空严密性差 漏气量过大超过抽气器负载能力7 冷却器交换面脏污疏水U形管漏气或堵塞喷嘴位置调整不当 51 第二章汽轮机本体 七 自动排气门作用 凝汽设备的木一部分发生故障 就会使排往凝结器内的蒸汽无法凝结 聚集在容器内 使汽轮机的排气压力和温度升高 以致严重影响凝结器和机组的安全运行 为防止这种现象 装有安全阀 当凝结期内压力稍高于大气压是 排气门自动打开 保证设备安全 52 第三章汽轮机设备检修 第一节汽机检修工作的规定1 汽轮机设备检修时发电厂的重要工作之一 有车间负责 车间应在总工程师或生产厂长的领导下 接受生技科或设备科的领导 具体安排实施检修计划的完成 各级领导都应深入现场 调查研究 协调配合 保证质量 进度 及时解决问题 在保证汽轮机检修质量的前提下 努力做到 a 质量好 经过检修的主 辅机设备 都能安全 满发 稳发 经济运行 延长检修间隔 减少非计划停机次数和设备临修次数 b 功效高 检修工期短 耗用工时少 c 用料省 器材消耗少 修旧利废好d 安全好 不发生人身 设备事故 特别是不发生重大事故 53 第二章汽轮机本体 2 计划检修的分类 间隔和停用次数 a 汽轮机设备的检修分计划大修 计划小修及临时检修 b 汽轮机设备的检修间隔 应根据汽机设备的技术状况 部件磨损 劣化 老化等规律 参照运行 维修等条件确定 参照部颁SD253 88规定 大修间隔2 3年 小修间隔4 8个月 但是 启停频繁和参加调峰的机组 或累计运行超过15万小时的汽轮机组 其大修间隔可低于上述规定 c 新投产或迁装的机组 第一次大修应在正式投入运行一年左右 d 临时检修 是计划外的停机 有两种情况 一是设备故障 强迫停运 一是在运行中发现缺陷 必须及时处理 应先汇报 即安排临时检修 以避免设备的严重损坏 54 第二章汽轮机本体 3 检修停用时间汽轮机设备检修停用日数应在确保质量的前提下 根据设备容量的大小 检修的人员 技术力量 设备状况和检修工期合理的安排一般 3000 6000凝汽式机组大修在15 20天 小修5 6天 12000 25000凝汽式机组大修在18 23天 小修7天为了集中精力搞好汽轮机设备的大修 缩短停机时间 在保证全厂出力和安全经济运行的条件下 一些辅助设备的检修可以与主要设备的检修时间错开 有备用设备的 可以不在主设备大修期间检修不论主辅设备都应贯彻 到期必修 和 修必修好 的原则 不可任意延长检修间隔 55 第二章汽轮机本体 4 汽轮机设备的大修分标准项目和特殊项目两类标准项目 a进行全面的检查 清扫 测量和修理 b消除设备和系统的缺陷 c进行定期的试验和鉴定 跟换需要定期更换的零部件 特殊项目 指标准检修项目以外的工作 通常是技术复杂 工作量大 工期长 耗用器材多 费用高以及系统和设备结构有重大改变的项目 汽轮机大修项目 56 第二章汽轮机本体 汽轮机大修项目一 气缸标准项目1 检查汽缸及喷嘴有无裂纹 冲刷 损伤及接合面漏气痕迹等缺陷 必要时处理 清扫检查汽缸螺栓 疏水孔 压力表孔及温度计套管等2 清扫检查隔板套 隔板 静叶片有无裂纹 冲刷 损伤 变形等缺陷 必要时处理 3 检查滑销4 修补汽缸保温层 57 第二章汽轮机本体 5 测量上下汽缸接合面间隙及纵横向水平6 测量隔板套及隔板的洼窝中心7 测量隔板弯曲8 检查汽室连接螺栓 必要时更换9 更换两个以上的高压缸螺栓 58 第二章汽轮机本体 特殊项目1 检查台板松动和二次灌浆2 解体下汽缸及吊前轴承座 检查滑销系统或调整汽缸水平3 检查汽缸外壁裂纹或焊补汽缸裂纹4 更换喷嘴 隔板5 修刮汽缸接合面6 更换汽缸大部分保温层7 机组全面喷漆 59 第二章汽轮机本体 二 汽封标准项目1 清扫 检查高低压轴封 隔板汽封 阻汽片 测量间隙 必要是对汽封梳齿汽封块 弹簧等进行修理 调整及少量更换2 汽封间隙大量调整特殊项目1 更换汽封一般在20 以上2 更换轴封 外壳 60 第二章汽轮机本体 三 转子标准项目1 检查轴主 叶轮 平衡盘 轴封套 推力盘 对轮的磨损 松动及裂纹等情况 测量通流部分间隙 轴颈杨度及找正转子的对轮中心 进行叶片 叶根 叶轮键 槽等处的检查探伤2 清扫检查叶片 拉筋 围带 铆钉 硬质合金片等有无结垢 腐蚀 松动 断裂 脱焊及损伤等缺陷 必要时处理3 检查轴颈椭圆度及转子弯曲 测量叶轮 对轮 推力盘的瓢偏度 61 第二章汽轮机本体 特殊项目1 直轴2 叶片调频 重装或更换叶片及取叶片样品绘图3 拆装或更换对轮 平衡盘 更换推力盘 轴封套 对轮及对轮绞空 修刮平面4 修理研磨推力盘及轴颈 62 第二章汽轮机本体 四 轴承标准项目1 检查主轴承 推力轴承及油档有无磨损 乌金脱胎 裂纹缺陷 以及轴承球面 垫铁的接触情况 测量轴承 油档的间隙 紧力 必要时进行修刮 调整或焊补2 清扫轴承箱3 更换数量较多的油档片4 大量修刮轴瓦球面及垫铁的接触面特殊项目1 修刮轴承座及台板或进行灌浆加固基础2 更换主轴承 推力轴承或重浇乌金 63 第二章汽轮机本体 五 盘车装置检查测量齿轮 蜗母轮 轴承等部件的磨损情况 必要时修理 64 第二章汽轮机本体 六 调速系统标准项目1 清洗检查调整系统的所有部件 调速器 脉冲油泵 调压器 蜗母轮组 减速齿轮组 错油门 调速汽门 自动主气门 危机保安器等保护装置及实验装置 的磨损情况 并测量间隙和尺寸 必要时修理或更换2 调速系统简易特性及调整工作3 调速系统全面性的特性试验及调试工作4 对调速器 危机保安器的弹簧做特性试验5 更换调速器 减速齿轮等轴承特殊项目1 换减速齿轮及蜗母轮2 更换配汽装置的凸轮 齿条等部件 65 第二章汽轮机本体 七 油系统标准项目1 清扫检查主油泵 辅助电动油泵 注油器 压力调节器 溢油阀 冷油器 油箱 油滤网 测量有关部件的间隙尺寸