汽轮机的基本工作原理PPT课件

1、2.1 汽轮机概述汽轮机定义及特点1、汽轮机 汽轮机是一种以蒸汽为工质，并将蒸汽的热能转换为机械功的旋转机械。 英文：Turbine，译名透平 叶轮机械（广义范畴）第1页/共91页2.1 汽轮机概述汽轮机定义及特点2、汽轮机的特点（1）单机功率大：300MW600MW900MW（2）效率高：汽轮机内效率：90% 电厂效率：40%（3）运转平稳： 机组振动30年（5）整个循环中燃用劣质、廉价燃料： 如劣质煤等（6）使用范围专业而广泛火电厂核电厂直接驱动第2页/共91页2.1 汽轮机概述汽轮机定义及特点3、汽轮机的发展趋势（1）增加单机功率：300、600、1000、1300MW （2）提高蒸汽参

2、数亚临界：16.7MPa，538超临界：24.2MPa，566超超临界：28.2MPa，600 （3）提高效率 （4）降低金属消耗量和成本（5）提高机组运行水平，增强机组的负荷适应性 （6）采用联合循环（燃气蒸汽联合循环）提高效率： 57%60%清洁燃烧技术（减少污染：除尘、脱硫、脱硝、重金属等） 第3页/共91页2.1 汽轮机概述汽轮机定义及特点4、汽轮机生产厂家（1）国内（单位：MW） 上海汽轮机厂 125、300、600、1000 哈尔滨汽轮机厂 200、300、600、1000 东方汽轮机厂 200、300、600、1000 北京重型电机厂 100、200、350、600 青岛汽轮机厂

3、 中小型汽轮机 南京汽轮发电机厂 中小型汽轮机、燃气轮机 杭州汽轮机厂 工业汽轮机（2）国外 美国：GE、WH 德国：KWU（SIEMENS） 瑞士：BBC、ABB 法国：ALSTHOM 日本：MHI、TOS、HIT 英国：GEC 俄罗斯：列宁格勒金属工厂、哈尔科夫汽轮机厂 意大利：第4页/共91页2.1 汽轮机概述汽轮机定义及特点5、汽轮机的分类及型号（1）分类 工作原理冲动式反动式热力过程凝汽式：N背压式：B抽汽式：C工质参数（系列化）中压高压超高压亚临界超临界其他方法： 轴系单轴双轴 汽缸布置单缸多缸 汽流总体流向轴流式辐流式（2）型号N30016.7/538/538N60016.7/5

4、38/538N60024.2/566/566N100028.2/600/600第5页/共91页2.2 汽轮机的基本做功原理级的基本结构和工作原理1、级（1）定义： 级是由喷嘴叶栅（或静叶栅）和它相配合的动叶栅所组成； 汽轮机作功的基本单元。 蒸汽热能 喷嘴（静叶栅） 蒸汽动能 动叶栅 机械能 应用 单个级单级汽轮机 多个级串联多级汽轮机第6页/共91页2.2 汽轮机的基本做功原理级的基本结构和工作原理（2）级的基本做功原理冲动作用原理 蒸汽仅把从喷嘴中获得的动能转变为机械功，不涉及蒸汽在动叶通道中的膨胀。反动作用原理 汽流在动叶通道中继续膨胀加速，则在汽流离开动叶时，施加给动叶一个与汽流运动方

5、向相反的作用力，即反动力（又称反击力）。 第7页/共91页2.2 汽轮机的基本做功原理级的基本结构和工作原理（3）级的反动度 反动度是衡量级中冲动作用、反动作用相对大小的参数。 （焓降）反动度 蒸汽在动叶通道内膨胀时的理想焓降和整个级的滞止理想焓降的比值 数值范围 正常状况00.5 非正常状况0（负值）0.5bnbtbmhhhhh第8页/共91页2.2 汽轮机的基本做功原理级的基本结构和工作原理（4）级的基本分类及特点 冲动级 反动度小：00 .20 做功能力：相对较强 效率：相对较低 结构特点隔板叶轮 构成的汽轮机冲动式汽轮机级数相对较少轴系相对短而粗 构成汽轮机的两类基本流派，各有特点，各

6、有应用 反动级 0.5 相对较弱 相对较高静叶栅动叶栅反动式汽轮机级数相对较多轴系细长 目前发展的趋势在于两者的相互各取所长，最佳的反动度大约在0.4左右。第9页/共91页2.2 汽轮机的基本做功原理级的基本结构和工作原理2、蒸汽在级中的能源转换（1）蒸汽在喷嘴中的流动（2）汽轮机中喷嘴的结构形式及流动特点（3）蒸汽在动叶通道中的流动：级的速度三角形（4）叶栅的几何结构尺寸及最佳参数（5）级做功过程中的各种损失及危害漏汽损失、湿汽损失、（9项）（6）级的能量转化效果理想焓降 有效焓降级内功率 （1030MW）级的相对内效率 （8590）%（7）长叶片级的工作特点第10页/共91页2.2 汽轮机

7、的基本做功原理级的基本结构和工作原理 例如：级的湿汽损失1产生原因： 蒸汽进入湿蒸汽区域工作 部分蒸汽凝结成水，使作功蒸汽流量减少； 蒸汽携带水滴流动耗功（蒸汽动能减少）； 水滴反向撞击动叶片（作负功，水蚀：绘图说明其产生、危害部位等） 蒸汽来不及凝结而未放出汽化潜热，从而造成过冷损失2、湿汽损失的计算 3、湿汽损失的危害 水蚀及防护第11页/共91页2.2 汽轮机的基本做功原理级的基本结构和工作原理 例如：级的能量转化效果（1）理想焓降 有效焓降（2）级内功率（3）级的相对内效率22101cxeflbncxeflbntihhhhhhhhhEhhhhhhhhhhhiihGP0Ehii第12页/

8、共91页2.2 汽轮机的基本做功原理多级汽轮机1、多级汽轮机的结构类型和特点（1）按工作压力高低顺序排列的若干级组成。 （2）基本类型冲动式汽轮机反动式汽轮机（3）汽轮机中对级的特指调节级：采用喷嘴调节时，汽轮机的第一级；压力级：除调节级外的所有其他级。（4）按实际蒸汽流动时的依次通流位置第一级：通常指调节级；中间级次末级末级：对于凝汽式汽轮机，其排汽直接进入凝汽器。第13页/共91页2.2 汽轮机的基本做功原理多级汽轮机多级冲动式汽轮机第14页/共91页2.2 汽轮机的基本做功原理多级汽轮机多级反动式汽轮机第15页/共91页2.2 汽轮机的基本做功原理多级汽轮机2、多级汽轮机的工作特点级 汽

9、轮机（基本做功单元） （完整的机械）（1）基本特点大功率：百万千瓦级高效率：内效率可以达到90%以上（2）构成一个完整的整体考虑新的特点重热现象、余速利用整机的其他损失轴封漏汽损失、机械损失、蒸汽流动阻力损失（进汽、排汽）完整的系统进汽机构、汽缸转子的支承、排汽通道、抽汽管道第16页/共91页2.2 汽轮机的基本做功原理汽轮机的变工况1、汽轮机变工况的基本理论（1）喷嘴的变工况（2）级的变工况（3）级组的变工况（4）汽轮机的变工况2、汽轮机变工况的主要问题（1）汽轮机进汽的调节（2）变工况下汽轮机内部各级的工作状况变化（3）汽轮机轴向推力的变化（4）变工况下汽轮机内效率的变化第17页/共91页

10、2.2 汽轮机的基本做功原理汽轮机的变工况3、变工况简要分析示例（1）汽轮机超负荷运行汽轮机末级大量过载；长期运行下，可能导致汽轮机末级损坏；例如：某厂汽轮机末级叶片断裂，甩入凝汽器。（2）汽轮机甩负荷带厂用电或零负荷空转汽轮机内部温度将发生强烈变化局部强烈冷却局部强烈受热造成严重的热应力，损伤机组的使用寿命例如：某厂汽轮机调节级、转子产生严重裂纹第18页/共91页2.3 汽轮机的零件结构与强度振动概述基本结构1、汽轮机动叶片 叶顶（及附带结构） 围带 整体围带 铆接围带 拉金 整圈松装拉金 部分焊接拉金 叶身（叶片型线部分） 完成做功的场所 依据做功原理 冲动式叶型 反动式叶型 叶根（叶片固

11、结于叶轮） 各种类型的叶根结构第19页/共91页2.3 汽轮机的零件结构与强度振动概述基本结构围带第20页/共91页2.3 汽轮机的零件结构与强度振动概述基本结构各种类型的叶根第21页/共91页2.3 汽轮机的零件结构与强度振动概述基本结构例如：某末级叶片851、905、1000、1016（1）叶顶结构 拉金 汽封（2）叶身 扭叶片 防水蚀结构 表面焊硬质合金 其他表面处理（3）叶根 四叉叉型叶根 五叉叶根槽 销第22页/共91页2.3 汽轮机的零件结构与强度振动概述基本结构2、叶轮结构 叶轮通常用于冲动式汽轮机 叶轮的外轮缘 加工对应于各类叶根的叶根槽 周向安装 轴向安装 叶轮的内缘 套装叶

12、轮 红套工艺 拉杆叶轮 拉杆结构 整体叶轮 在转子上直接加工出叶轮第23页/共91页2.3 汽轮机的零件结构与强度振动概述基本结构3、转子结构 汇聚各级功率，向外传递扭矩，是汽轮机所有转动部件的组合体 转子的类型 套装转子 叶轮单独加工、红套 转轴 焊接转子 轮盘单独加工、焊接 整锻转子 有中心孔 无中心孔 组合转子 拉杆转子第24页/共91页2.3 汽轮机的零件结构与强度振动概述基本结构整锻转子、焊接转子第25页/共91页2.3 汽轮机的零件结构与强度振动概述基本结构4、隔板、静叶栅（1）隔板构造 外圈 用隔板套将隔板组合成一个相对组合体 将隔板安装于汽缸内 喷嘴（喷嘴的型线部分） 完成蒸汽

13、加速的场所 内圈 安装隔板汽封结构（2）上下中分 上隔板 下隔板（3）制造工艺 铸造 焊接第26页/共91页2.3 汽轮机的零件结构与强度振动概述基本结构焊接隔板第27页/共91页2.3 汽轮机的零件结构与强度振动概述基本结构5、汽缸（1）进汽部分（2）汽缸缸体 中分结构 上半缸 下半缸 中分面法兰 多层缸结构 内缸 外缸（3）排汽结构（4）抽汽结构第28页/共91页2.3 汽轮机的零件结构与强度振动概述强度与振动1、汽轮机强度与振动的主要问题（1）热应力温差的存在 金属材料热胀冷缩 金属材料内部的热膨胀不均匀，或零件受外部约束 被约束的材料处于压应力、施加约束的材料处于拉应力状态 热应力（2

14、）热变形：热胀冷缩的宏观表现。弹性变形塑性变形（不可恢复）：汽缸变形、转子热扰曲等（3）热膨胀：滑销系统胀差（4）热疲劳汽轮机启动、停机或负荷的变化 热应力变化 热应力循环 热疲劳（低周疲劳，引起较大的机组寿命损耗）第29页/共91页2.3 汽轮机的零件结构与强度振动概述基本结构（5）高温蠕变 当材料温度大于一定值后，即使受力后应力远小于常温下弹性变形极限，仍会产生塑性变形的现象 蠕变 其结果可导致：叶片的变形伸长，汽缸连接螺栓的应力松弛紧力下降引起中分面漏汽等。 高温蠕变曲线 蠕变开始阶段 均匀蠕变阶段 蠕变断裂阶段第30页/共91页2.3 汽轮机的零件结构与强度振动概述强度与振动（6）静强

15、度分析（受力不随时间而变化）最危险的工况：最大受力状态最危险的截面最危险的点（7）动强度分析（受力随时间而变化，最简单的就是周期性变化的力）交变力 交变应力 疲劳（高周疲劳） 材料力学、断裂力学中关于裂纹的扩展等但对动应力的计算目前尚存在较大的困难，如激振力的大小、振动与共振等。（8）刚度如低压缸因刚度不足而变形、轴承座刚度不足引发的振动等。第31页/共91页2.3 汽轮机的零件结构与强度振动概述强度与振动（9）振动振动现象 静止部件 在交变力作用下也可表现出一定的振动 运动部件 旋转部件：动叶片、叶轮、转子等分析方法： 部件固有频率 激振力频率 共振第32页/共91页2.3 汽轮机的零件结构

16、与强度振动概述强度与振动2、汽轮机叶片强度与振动（1）主要受力离心力：叶片本身质量及附件汽流作用力 稳定部分 交变部分温度变化（2）产生的应力离心拉应力弯应力 离心弯应力（离心偏心拉伸）可以忽略 汽流弯应力（重要性）扭转应力热应力（温度）第33页/共91页2.3 汽轮机的零件结构与强度振动概述强度与振动（3）叶片的振动叶片所受的汽流激振力分析 高频激振力 低频激振力叶片固有振动分析 振型分析 频率分析（4）叶片强度与振动的校核静强度振动 调频叶片、不调频叶片 频率分散度 频率避开率 安全倍率第34页/共91页2.4 汽轮机的调节、监测、保护概述汽轮机调节1、汽轮机调节系统的基本构成与原理（1）

17、调节系统的基本功能 自动调整机组功率与外界负荷相适应，保持供电品质 核心参数：汽轮发电机组的转速 转速控制 负荷控制（2）机械液压式调节系统的基本构成 转速感受机构 传动放大机构 配汽机构 控制对象：汽轮发电机组 反馈 同步器第35页/共91页2.4 汽轮机的调节、监测、保护概述汽轮机调节第36页/共91页2.4 汽轮机的调节、监测、保护概述汽轮机调节第37页/共91页2.4 汽轮机的调节、监测、保护概述汽轮机调节2、汽轮机调节系统的静态特性（1）调节系统静态特性曲线 表示机组的功率与转速之间的一一对应关系 转速变动率 一次调频（2）调节系统迟缓现象 迟缓率（3）同步器 二次调频%1000nn

18、%1000minmaxnnn第38页/共91页2.4 汽轮机的调节、监测、保护概述汽轮机调节第39页/共91页2.4 汽轮机的调节、监测、保护概述汽轮机调节第40页/共91页2.4 汽轮机的调节、监测、保护概述汽轮机调节第41页/共91页2.4 汽轮机的调节、监测、保护概述汽轮机调节第42页/共91页2.4 汽轮机的调节、监测、保护概述汽轮机调节第43页/共91页2.4 汽轮机的调节、监测、保护概述汽轮机调节3、汽轮机调节系统的动态特性（1）调节系统的稳定型（2）系统动作的过渡过程（3）主要控制对象： 汽轮发电机组的转速（4）主要影响因素 转子飞升时间常数 中间容积时间常数 油动机时间常数 转

19、速不等率 迟缓率第44页/共91页2.4 汽轮机的调节、监测、保护概述汽轮机调节第45页/共91页2.4 汽轮机的调节、监测、保护概述汽轮机调节第46页/共91页2.4 汽轮机的调节、监测、保护概述汽轮机调节第47页/共91页2.4 汽轮机的调节、监测、保护概述汽轮机调节第48页/共91页2.4 汽轮机的调节、监测、保护概述汽轮机数字电液调节控制系统第49页/共91页2.4 汽轮机的调节、监测、保护概述汽轮机的油系统1、汽轮机润滑油系统（1）润滑油系统的功用 向供油对象提供合格用油（2）供油对象 各轴承提供合格的润滑油 调节系统保护系统提供液压油（就型号机组） 氢冷发电机组密封油源 其他润滑副

20、（3）系统构成第50页/共91页2.4 汽轮机的调节、监测、保护概述汽轮机的油系统第51页/共91页2.4 汽轮机的调节、监测、保护概述汽轮机的油系统2、汽轮机液压油系统（1）抗燃油系统的功用 向供油对象提供合格用油（2）供油对象 汽轮机调节系统（液压油） 汽轮机保护系统（安全油）（3）特点 抗燃 高油压（4）系统构成第52页/共91页2.4 汽轮机的调节、监测、保护概述汽轮机的油系统第53页/共91页2.4 汽轮机的调节、监测、保护概述汽轮机的油系统第54页/共91页2.4 汽轮机的调节、监测、保护概述汽轮机保护汽轮机调节保护系统功能对比 调节系统的主要任务 及时调整汽轮机内功率，满足外界负

21、荷的需要； 控制机组转速在额定范围之内。 调节系统主要执行机构调节汽阀(Control Valve) 通过调节系统中的转速感受元件、传动放大机构、配汽机构、同步器等各部套的协调动作，操作调节汽阀，执行机组的启动并网、带负荷运行、正常停机等日常运行工作任务。 保护系统的主要任务 监视主要运行参数，提供保护措施，确保机组安全运行，防止设备损坏事故的发生 。 保护系统主要执行机构主蒸汽阀(Stop Valve) 监视汽轮机运行的各个参数，如转速、轴向位移、热应力、振动和真空度等，当这些参数超过一定安全等级范围时，系统发出指令，保护装置动作，防止发生事故，确保机组安全。第55页/共91页汽轮机保护系统

22、的主要安全等级汽轮机保护含义很广，大致可分为三个级别：1)防护在保障汽轮机安全的前提下科学运行，防止威胁机组安全的异常情况发生，防重于治。2)救护当威胁汽轮机运行安全的异常情况已发生但不严重时，积极采取救治措施，避免情况恶化。例如电超速保护装置，在任何情况下，只要转速达到103n0（超速量不大）时，电超速保护装置就会动作，暂时关闭调节汽阀，使进汽量减小，避免汽轮机进一步超速。3)危急遮断当异常情况发展到严重威胁汽轮机运行安全的危急程度时迅速关闭汽轮机所有主汽阀和调节汽阀，遮断汽轮机的进汽通道，实现紧急停机。例如机械超速保护装，当转子超速到110 n0以上时，相应的超速遮断装置将会动作，迅速关闭

23、汽阀，切断汽轮机进汽源，最终使汽轮机停转。第56页/共91页汽轮机保护系统的基本工作原理汽轮机保护系统密切监视各种运行参数，在参数达到各级设定值，可分别采取三种措施：1)越值安全报警当所监视的参数达到预先设定的报警整定值时，系统会发出光电声像等报警信号，提醒运行人员注意，并采取相应措施；2)机组减负荷运行当所监视的参数继续恶化，达到设定的更高级别时，就可能存在危及机组安全的隐患，此时在不妨碍安全的前提下，机组可继续减负荷运行，同时必须采取措施，消除可能存在的隐患。3)危急遮断当所监视的任何参数达到设定的最高界限值时，系统发出停机指令，执行机构动作，泄去汽轮机调节、保护系统中的安全油压，关闭汽轮

24、机的所有主汽阀和调节汽阀，遮断汽轮机的进汽通道，实现紧急停机。第57页/共91页汽轮机保护系统的主要组成汽轮机的遮断系统1)手动遮断机构实现就地打闸停机功能2)机械超速危急遮断系统安装与汽轮机转子端部的危急遮断器，在转子超速到110 n0以上时迅速动作，触动危急遮断油门，泄去安全油，关闭所有汽阀，使汽轮机停转。3)电气危急遮断控制系统各类监视参数，经测量转换为标准电气信号，输入电气危急遮断控制系统，系统根据预先设定的各级值作出相应的动作指令。汽轮机的超速保护控制系统（电超速保护）第58页/共91页汽轮机遮断系统的基本工作原理 安全油（保安油压）： 直接或间接控制汽轮机的主汽阀、调节汽阀开启或关

25、闭的压力油。 对于中小型机组，安全油直接采用主油路中经节流后具备一定压力透平油 对于大型机组，设置独立的抗燃油（EH油）系统。 遮断系统的基本工作原理 “油压跌落汽阀关闭”第59页/共91页汽轮机危急遮断保护系统工作原理图 当遮断系统中有手动遮断、机械超速危急遮断、电气危急遮断的任何一个遮断请求发生时，通过系统的中间控制逻辑机构，最终使汽轮机的高压缸、中压缸的主汽阀关闭，同时使高压缸、中压缸的调节汽阀以及各抽汽逆止门迅速关闭，迫使汽轮机紧急停机； 由于电超速保护系统的作用，只要转速达到103n0，电超速保护装置就会动作，暂时关闭高压缸、中压缸的调节汽阀以及各抽汽逆止门迅速关闭，使进汽量减小，避

26、免汽轮机进一步超速。第60页/共91页保护系统的执行元件自动主汽门 自动主汽门 主汽门 关闭严密，当自动主汽门关闭后，机组转速能迅速降到规定值以下。 操纵座（自动关闭器） 安全油压建立后，自动主汽门开启才具备条件，安全油压消失，自动主大门关闭。当汽轮机保护系统中任一遮断装置动作均可泄去安全油，关闭自动主汽门 动作迅速，具有较小的油动机 时间常数，防止机组转速超调。第61页/共91页高压自动主汽阀和调节汽阀第62页/共91页高压自动主汽阀的剖面示意图第63页/共91页高压主汽阀中的预启阀第64页/共91页蒸汽通过预启阀第65页/共91页关闭状态的中压主汽阀第66页/共91页开启状态的中压主汽阀第

27、67页/共91页汽轮机前轴承箱 汽轮机的前轴承箱 其内部安装了汽轮机调节保护系统的大量关键部套 转速感受机构 机械超速保护装置 危急遮断油门 手动遮断装置 主油泵 测速齿轮第68页/共91页手动遮断装置 工作原理： 当拍击手动遮断装置的前部按扭，可使 手动遮断油门脱扣动作，泄去安全油，关闭主汽门，实现机组停机。 用途： 事故停机事故状态下，可就地处理停机 计划停机在正常运行时，完成各项停机准备后，可直接打闸停机第69页/共91页手动遮断装置的整体结构第70页/共91页手动遮断装置的脱扣机构第71页/共91页危急保安器 危急保安器的工作原理 危急保安器的结构 飞锤与汽轮机转轴垂直，且飞锤的重心与

28、旋转中心存在偏心距r0。 危急保安器的受力分析 离心力 弹簧约束力 弹簧力仅与其压缩量成正比；而离心力不仅与偏心距成正比，而且与转速的平方成正比。 静力学特性图20602nrrmFcrzKFe0第72页/共91页飞锤式危急保安器 危急保安器的动作过程 在汽轮机转速较低时，离心力小于弹簧力，飞锤被弹簧力压在如图所示的位置不动。 出击转速，飞锤的离心力大于弹簧的约束力，飞锤便向外飞出迅猛出击，打击危急遮断油门上的挂钩，使危急遮断油门脱扣，危急遮断油门动作，泄去安全油，关闭主汽门，紧急停机。 复位转速：主汽门关闭，汽轮机转速开始下降达到复位转速，飞锤回复到原来位置第73页/共91页飞环式危急保安器

29、危急保安器的调整 调整螺帽以改变弹簧的预紧力，从而改变出击转速。 危急保安器的实验 超速遮断实验 为保证危急保安器的动作可靠，确保机组安全，一般在机组大修后第一次启动时进行超速遮断试验，连续进行两次。 充油实验 为防止卡涩，并检查危急保安器是否灵活、准确，可进行充油试验，一套出系试验时，另一套在系起保护作用。第74页/共91页安装于转轴上的飞锤式危急保安器第75页/共91页危急遮断油门 危急遮断油门的结构 正常运行时 活塞被顶在如图所示的下限位置，安全油的油室D与回油的通路被活塞2切断，此时可保持正常的安全油压。 当危急保安器动作时 拉钩被飞出的飞锤或飞环撞脱，活塞2在弹簧力的作用下顶至上限，

30、于是D室与口油相通，安全油压消失，主汽门关闭，机组紧急停机。 复位 如欲将危急遮断油门复位，只要在A室通入复位油，把活塞2压下。此时，拉钩靠扭弹簧的扭力而转动，将活塞重新顶到下面，复位后便可将复位油切除。第76页/共91页危急遮断油门示例第77页/共91页机械超速遮断系统的工作原理第78页/共91页隔膜阀 隔膜阀结构示意图 隔膜阀的功能 隔膜间实现了两种不同工作介质（汽轮机油与抗燃油）的隔离。 隔膜阀的动作 汽轮机在正常运行时危急事故油压作用在隔膜1上部，克服隔膜下部弹簧力的作用，将阀芯紧压在阀座上，切断了危急遮断油路的泄放通道。当危急事故油路中的机械超速遮断装置或手动危急遮断装置动作后，危急

31、事故油压快速下跌，在弹簧力的作用下，隔膜1带动阀芯迅速向上移动，从而打开了危急速断油路的泄放通道，导致危急遮断油压快速下跌第79页/共91页隔膜阀示例第80页/共91页电气危急遮断控制系统的保护项目1.轴向位移和胀差保护2.润滑油低油压和回油高油温保护3.凝汽器低真空保护4.安全防火保护5.主蒸汽低汽压保护6.低EH油压保护7.机组振动保护8.热应力保护9.第81页/共91页液压式轴向位移保护 轴向位移保护的作用 防止转子发生轴向窜动，导致动静间隙消失而发生摩擦，引起极为严重的事故。当汽轮机主轴的轴向位移达到危险值时发出信号，并使汽轮机紧急停机。 轴向位移保护的类型 液压轴向位移保护装置 轴向

32、位移测量阀是利用随动滑阀原理来跟踪主轴位移的，随动滑阀活塞的位移量等于主轴被测端面的位移量。第82页/共91页电磁式轴向位移保护 电磁式轴向位移保护装置 主轴凸肩处于铁芯中间位置时，两个线圈所感应的电势大小相等，方向相反，A、B端的电势差为零。 一旦主轴产生位移，凸肩两侧间隙就出现差值，间隙小的一侧，由于磁通增大，所以线圈中产生的感应电势也增大，而另一侧电圈中感应电势相应减小。于是A、B端就有了电势，此电势经放大后，送入指示仪表和电磁遮断控制电路。 当轴向位移超出允许范围时，电磁遮断装置动作，紧急停机。第83页/共91页润滑油低油压保护 低油压保护装置示意图当油压降低时，三个微型开关整定的油压

33、值不同，分别发出对应的信号1) 当润滑油压低至005MPa时，启动交流润滑油泵，并发出“润滑油压低至005MPa”的信号；2) 当润滑油压低至004MPa时，发出“润滑油压低至004MPa”的信号。与此同时，一方面启动直流润滑油泵，另一方面接通磁力遮断装置电路，紧急停机。3) 当润滑油压低至003MPa时，发出“润滑油压低至003MPa”的信号，同时停止盘车电动机，只能手动盘车。第84页/共91页凝汽器低真空保护 凝汽器低真空保护的功用 机组真空过低，主要是由循环水系统或抽气系统发生故障引起的。当真空过低时，引起排汽温度升高，会使低压缸变形，机组振动过大，严重时也会酿成事故 凝汽器低真空保护的

34、方法 电气遮断保护，类似于润滑油低油压保护的 继电器型式 水银触点式（如图） 机械保护第85页/共91页凝汽器低真空保护 机械保护，在排汽缸处装置排大气阀 正常运行式，铅质薄膜环在承压板的支托下，承受来自外部的大气压力，保证高度气密； 当汽轮机排汽压力超过设计的最大安全值时，引起铅质薄膜环断裂，汽流自汽缸向上排出； 薄膜环的承压要求，一般在排汽压力达到34.4748.28kPa时即行破裂。第86页/共91页安全防火保护 在发生火灾被迫停机时，安全油失压，高压防火断油门动作，断路油门活塞在压力油作用下向下移动，切断去油动机的压力油。 控制油动机排油的低压放油门，一旦安全油失压，活塞平衡破坏，活塞在弹簧力作用下向下移动，切断油动机排油回主油泵的通路，使排油通往油箱。这样就防止了火灾事故的扩大。第87页/共91页电气危急遮断控制系统其它保护项目1.机组振动保护当汽轮机振动超过安全范围时，使汽轮机停止运转。2.热应力保护当汽轮机转子或汽缸的热应力超过安全范围时，限制汽轮机功率或转速的变化速度。3.主蒸汽低汽压保护当主蒸汽压力低于某一限制时，开始减少汽轮机