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文档简介

一、概述(一)汽轮机的特点、作用和要求:1、汽轮机是以水蒸汽为工质,将热能转变为机械能的非燃高速旋转式原动机,它具有单机功率大,效率高运转平稳,单机功率制造成本低和使用寿命长等优点。2、汽轮机设备是发电厂的三大主要设备之一,汽轮机设备及系统包括汽轮机本体调节保安系统,辅机设备及热力系统等。1)本体1、转动部分 2、静止部分。2)调节保安油系统:调节汽阀、主汽阀、主油泵、安全保护装置。3)辅机设备主要:凝汽器、抽汽器(或水环真空泵)高低压加热器、除氧器、给水泵、凝结水泵、循环水泵。4)热力系统:主蒸汽系统 再热蒸汽系统 凝汽系统 给水回热系统 给水除氧系统等。(二)200MW汽轮机的整体概述:我厂为200MW机为哈尔滨汽轮机厂生产的N210(额定功率)-130(额定压力13MPA)/535、535-1型汽轮机,该机为一次中间再热单轴、三缸、两排汽冲动凝汽式汽轮机。该汽轮机共有三个汽缸,高压缸、中压缸和低压缸,高压缸为双层缸结构,高压缸由一个双侧调节级和11个压力级组成,中压缸有10个压力级;低压缸共有52个压力级,全机共有32级。机组共有8段回热抽汽高低缸有二段抽汽,第一段在压力级第9级后抽出送至#3低压加热器,第二段抽汽为高压缸的排汽,此排汽绝大部分引到锅炉再热器去,只有一小部分抽汽到#2高压加热器。中压缸共有4段,分别从15级后(3抽)抽出至蒸冷器、18级后(四抽)抽出至除氧器、20级后(五抽)抽出至#4低压加热器、22级后(六抽)抽出,第22级后蒸汽为中压缸排汽,它分成了两路,大部分通过连通管到低压缸,其余送至#3低压加热器。低压缸有二段抽汽在第23/28级后为7段回热抽汽送至#2低压加热器,在第25/30级后为第8段抽汽,低缸排汽经过导流板径向流向江流到凝汽器。其余送至#1低压加热器。二:汽轮机本体(一)叶片:1叶片的结构及分类(1)叶片按用途可分为:动力片和静叶片两种动叶片是安装在转子叶轮或轮鼓上,旋转用。静叶片是安装在隔板或汽缸上。(2)叶片一般由叶根、工作部分(叶身、叶型部分)叶顶连接件(围带或拉金)组成。 叶根:叶片通过叶根安装在叶轮或转鼓上,叶根的作用是坚固叶片,使其在经受汽流的推力和旋转离心力作用下,不致于从轮缘沟槽里甩出来,常用的有T型,叉型和松树型等。叶型部分是叶片的基本部分,它构成汽流通道叶型部分的横截面形状称为叶型。其固线称为型线。在湿蒸汽区工作的为了提高抵抗水滴浸蚀的能力,其上部进汽的背面通常经过强化处理,如堆焊硬质合金或电火花强化处理。对于较长动叶片,为了改善气动动特性,试小离心力,通常采用变截面叶片,通常又称为扭曲叶片。(3)叶顶连接件(围带拉金)汽轮机同一级中,用围带、拉金连在一起的数个叶片称为组叶片。(多数为5个叶片一组)采用围带或拉金可增加叶片刚性,降低叶片蒸汽力引起的弯应力,调整叶片频率,围带还构成封闭的汽流通道,防止蒸汽从叶片顶逸出,有的围带还做出经向汽封和轴向汽封经降低级部漏汽,因此,目前成组叶片用得最多。(二)转子:汽轮机转动部分的总称转子,可分为套装转子,整锻转子,焊接转子和组合转子四大类。1、套装转子:套装转子的叶轮、轴封套,联轴器等部件是分别加工后热套在主轴上,各部件与主轴之间采用过盈配合,以防止叶轮等因离心力及温差作用引起枕部,并用键传递力矩。我厂的高压为整锻,中压、后套装、低压套装。2、整套转子:其叶轮、轴封套和联轴节等部件是由一整锻件车削而成,无热套部件,其解决了高温下叶轮与主轴连接可能枕部分问题,因此常用做大型汽轮机高中压转子。3、焊接转子:我国123MW300MW机低压转子采用。4、组合转子:转子各段所处工作条件不同,可在高温锻采用整锻结构,而在中低压滑锻采用套装结构,形成组合转子,以减少锻件尺寸。(三)联轴器:又称靠背轮或对轮,是连接多缸汽轮机转子或汽轮机转子发电机转子的重要部件,借以传递扭矩,使发电机转子克服电磁反边矩作高速旋转,将机械能转变为电能。1、联轴器一般可分为刚性、半挠性、挠性三类。若两半联轴器直接刚性相连,则称为刚性联轴器,若中间通过波形筒等来龙去脉 联接,可称为半挠性联轴器。若通过啮合件(如齿轮)或蛇形等串联接称为挠性联轴器。2、联轴器工作时,汽轮机转子的扭矩主要依靠螺栓承受剪力来传递,而对轮而可能摩擦力来传递部分扭矩,因此各连接螺栓受力均匀,螺栓与螺孔之间也应精密配合,为减少转子施转时的鼓风损失,联轴器装有挡气板。两个对轮之间的精确对中和正确将配都很重要,转子在轴承中就往前,需用平板检查对轮端面,端面必须平滑,不得有毛刺,凸起,碰伤等缺陷,如发现有摩擦或毛刺,就应该将它们仔细刮掉,对轮端面为瓢偏度不应超过0.02转子找正后,两对轮端面的张口值不应超过0.02-0.03圆周偏差不应超过0. 04。三、汽缸与滑销系统(一)汽缸:汽轮机外壳其作用是将汽轮机的通流部分与大气隔开,以形成蒸汽热能转换为械能的封闭汽室,汽缸内装有喷嘴室、喷嘴、隔板套汽封等部件,汽缸一般沿水平中分面分为上下两个半缸,两者通过水平法兰用螺栓装配紧固,另外为了合理利用材料以及使用加工运输方便,汽缸也常以垂直结合面分为两或三段,各段通过法兰螺栓连接坚固。1、高压缸采用双层缸结构,其优点是把原单层缸承受巨大蒸汽压力分排给内外两缸减少每层缸的压差与温差,缸壁和法兰可以相应减薄,有利于缩短启动时间和提高负荷为适应性,内缸主要承受高温及部分蒸汽压力作用,且其尺寸小、用高贵重耐热金金属材料减少,而外缸有蒸汽内部冷却,可用较便宜的合金钢。同时,外缸的内外压差比单层汽缸时降了许多,因此减少了漏汽的可能,汽缸结合面的严密性能够得到保障。(二)汽缸的支承、膨胀和滑销系统:1、汽缸的支承要平衡,固其自重而产生的挠度应与轴子的挠度近似相等,同时要保证汽缸受热后能自由膨胀,而其动静部分对中不变成了变动很少。汽缸的支承室包括外缸在轴承座和基础台板上的支撑稳住,由缸在外缸中的支持室以及滑销系统的布置等。1)猫爪支承分为上猫爪和下猫支承两种方式。2)台板支承,低压缸。2、滑销系统:汽轮机在启停机运行时,汽缸的温度变化较大,将沿长宽高几个方向膨胀式收缩为保证汽缸定向自由膨胀,并能保持汽缸与转子中心一致避免因膨胀不均匀造成了不应有的应力及伴同而生的振动,必须设置一套滑销系统,通常由横销纵销立销猫爪横销角销等组成。在黑板上画图横销的作用是保证汽缸在横向的正确膨胀和限制汽缸沿纵向的移动,以确定低压缸的轴向位置,保证汽缸在运行中受热膨胀时中心位置不会发生变化,纵销是保证汽缸在纵向中心线与横销中心线的交形成,整个汽缸的膨胀死点,在汽缸膨胀时,该点终点保持不动,汽缸只能以此为中心向前、左、右方向膨胀。在前轴承座和中箱下没有纵销,该销位于前轴承座及其台板间的轴向心线上,允许前中心轴承座轴向自由膨胀,但限制其横向移动,因此整个机组以死点为中心,通过高中压缸带动前轴承座向前膨胀,前轴承座为轴向位移,就表示了高中低缸向前膨胀值之和。称为绝对膨胀值。3、转子对汽缸的相对膨胀:当汽轮机启停以及负荷变化时,汽缸和转子都会产生膨胀或冷却收缩,由于转子的受热表面积比汽缸大,且转子的质量比相对应的汽缸小,蒸汽对转子表面的放热系数较大,因此在相同条件下,转子的温度变化比汽缸快,使转子汽缸之间存在膨胀差,而这差值是指转子相对于汽缸而言的,故称为相对膨胀差,简称胀差.在机组启动加热时,转子的膨胀大于汽缸产生胀差,而冷却时产生负胀差.本机推力轴承在中轴承箱内,推力轴承方位量就是转子相对于汽缸膨胀的死点,因此,在机组在加热过程中,转子向两个方向膨胀.四、隔板、隔板套、静叶隔板用以固定汽轮机各级静叶片和阻止级间漏汽,并将汽轮机通流部分分成若干个级。通常有焊接隔板和铸造隔板两大类。隔板套如图所示:五、汽封与汽封系统:汽轮机运转时,转子高速旋转动静部分要留有适当的间隙,不发生碰磨,然而间隙导致漏汽降低机组效率影响机组安全运行,为减少蒸汽泄漏和防止空气漏入,安装汽封分为通流部分汽封、隔板汽封、轴端汽封、梳齿迷宫等。1)通流部分汽封:又称叶顶式叶根汽封。2)隔板汽封:3)轴端汽封:高压轴封用来防止蒸汽漏出汽缸,低压轴封用来防止空气漏入汽缸。4)轴封系统:回收利用漏汽减少损失。六、轴承:汽轮机采用的轴承有径向轴承和推力轴承两种,径向轴承用来承担转子重量和旋转的不平衡力,并确定转子的径向位置,以保证转子旋转中心与汽缸中心一致,从而保证转子与汽缸汽封隔板等静止部分为径向间隙正确。推力轴承承受蒸汽作用在转子上的轴向推力,并确定转子的轴向位置,以保证通流部分间隙的正确,所以推力轴承被看破成转子的定位点或死点。1、轴承工作原理:连续供电形成油膜,减少摩擦阻力,带走热量。2、径向轴承:结构:圆筒、椭圆、多油楔、可倾瓦等。3、推力轴承:瓦块。七:盘车装置:1、启停机:启机前盘车转子,使转子受热均匀,顺利启动。检查汽轮机是否具备运行条件,如为静摩擦,轴弯曲等。2、停机后:防止大轴弯曲均匀冷却。八:本体疏水系统:汽轮机在启停、变负荷工况下运行时,蒸汽与汽轮机本体和蒸汽管道接触时受热或称被冷却凝结成水,不及时排出,可能会发生水冲击,轻者使管道振动重者产生裂纹,更为严重的是一是汽轮机进水将会使动叶片受到水的冲击而损伤,甚至断裂,大轴弯曲为有效防止汽轮机进水事故和管道中积水而引起水冲击,必须及时把汽缸和蒸汽管道中的积水我们称疏水排出,以确保机组安全运行,同时还可回收洁净的凝结水,为此,设有本体疏水维有高中压汽门内外缸抽汽逆止门前后,轴封供汽母管门杆漏汽以及法兰螺栓加热装置等,根据各疏水点压力不同,按压力等级分别疏到各疏水联箱,通过疏扩排入凝汽器。九、汽轮机辅助系统及设备:辅助系统有:凝结水系统、给水系统、循环水系统、主再热蒸汽系统、回热抽汽系统、汽轮机轴封系统、凝汽器真空系统、辅助蒸汽系统、润滑油及顶轴油系统、发电氢、油水系统、工业水系统、旁路系统。(一)凝结水系统:包括凝汽器、凝结水泵以及加热器等主要设备,主要任务是:凝汽轮机排汽凝结成水,通过低加进行回装送至除氧器。1、凝汽器:任务有两个:一个是在汽轮机排汽口建立并维持一定的真空,以增加汽轮机蒸汽可用焓降提高热效率,二是将汽轮机排汽凝结成水送回锅炉重复使用。2、凝汽器胶球清洗装置:长期运行的凝汽器,其管内壁会结垢,影响换热效果,降低经济性,加装自动胶球清洗装置。3、凝结水泵:在高度真空条件下,将凝汽器热井中的凝结水抽出,输送接管子凝汽压力的饱和温度水进入除氧器。4、轴封加热器及风机:轴封加热器用凝结水来冷却由各段轴封和高中压调节阀主汽门阀杆漏出的汽气混合物,使混合物中的蒸汽凝结成水,回收工质,又使热量传给主凝结水,提高了经济性,同时将混合物的温度降低到轴封风机长期运行所允许的温度。(二)给水系统:包括除氧器、给水泵以及高压加热器等设备。1、除氧器:它的功能主要是:除去凝结水中的氧和二氧化碳等非冷凝汽体,其次是将凝结水加热除氧器运行压力下的饱和温度。加热汽源一般是抽汽,余汽疏水等。2、高加:三台高加对应三级抽汽。(三)循环水系统:循环水泵、旋转滤网。(四)主再热蒸汽系统:1、主蒸汽系统:包括锅炉过热器出口到汽轮机主汽阀蒸汽管道。 2、再热蒸汽系统:就是将做过部分功的蒸汽由高压排汽引出到锅炉再热器,把温度开高后送回汽轮机后面的级中继续做功,其目的是为了降低最终的排汽湿度,防止低压末级叶片汽蚀,提高热经济性。(五)回热抽汽系统:是指将汽轮机和中作过功的蒸汽的汽轮机某些中间级抽出来,在给水加热器中加热给水,与之相应的抽汽系统称为回热抽汽系统。(六)凝汽器真空系统:由凝汽器、凝结水泵和射水泵组成,其作用是维持汽轮机在一定背压下运行,同时把排汽凝结成水送回锅炉参加热力循环。(七)润滑油及顶轴油系统:冷油器、排烟风机、顶轴油泵等。

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