汽轮机本体的安装及设计

汽轮机本体的安装及设计绪论汽轮机在国民经济中的地位汽轮机又名“蒸汽透平”,以水蒸气为工质，将热能转变为机械能的高速旋转式原动机。广泛应用于火电厂和核电站中驱动发电机来生产电能。此外，汽轮机的排气或中间抽气可满足生产和生活上供热的需要。汽轮机的发展概述

公元一世纪时，亚历山大的希罗记述了利用蒸汽反作用力而旋转的汽转球，又称为风神轮，这是最早的反动式汽轮机的雏形；

1629年意大利的布兰卡提出由一股蒸汽冲击叶片而旋转的转轮。

19世纪末，瑞典拉瓦尔和英国帕森斯分别创制了实用的汽轮机。拉瓦尔于1882年制成了第一台5马力(3.67千瓦)的单级冲动式汽轮机，并解决了有关的喷嘴设计和强度设计问题。单级冲动式汽轮机功率很小，现在已很少采用。

20世纪初，法国拉托和瑞士佐莱分别制造了多级冲动式汽轮机。

50年代，随着战后经济发展，电力需求突飞猛进，单机功率又开始不断大。

60年代制成了1000兆瓦汽轮机；

70年代，制成了1300兆瓦汽轮机。现在许多国家常用的单机功率为300～600兆瓦。

汽轮机的分类汽轮机按热力过程可分为：

⑴凝汽式汽轮机（代号为N）。

⑵一次调整抽汽式汽轮机（代号为C）。

⑶二次调整抽汽式汽轮机（代号为C、C）。

⑷背压式汽轮机（代号为B）。

按工作原理可分为：

⑴冲动式汽轮机。

⑵反动式汽轮机。

⑶冲动反动联合式汽轮机。

按新蒸汽压力可分为：

⑴低压汽轮机新汽压力为1.18～1.47MPa。

⑵中压汽轮机新汽压力为1.96～3.92MPa。

⑶高压汽轮机新汽压力为5.88～9.81MPa。

⑷超高压汽轮机新汽压力为11.77～13.75MPa。

⑸亚临界压力汽轮机新汽压力为15.69～17.65MPa。

⑹超临界压力汽轮机新汽压力为22.16MPa。

按蒸汽流动方向可分为：

⑴轴流式汽轮机。

⑵辐流式汽轮机。

具体解释冲动式汽轮机？

冲动式汽轮机指蒸汽主要在喷嘴中进行膨胀，在动叶片中蒸汽不再膨胀或膨胀很少，而主要是改变流动方向。现代冲动式汽轮机各级均具有一定的反动度，即蒸汽在动叶片中也发生很小一部分膨胀，从而使汽流得到一定的加速作用，但仍算作冲动式汽轮机。

反动式汽轮机？

反动式汽轮机是指蒸汽在喷嘴和动叶中的膨胀程度基本相同。此时动叶片不仅受到由于汽流冲击而引起的作用力，而且受到因蒸汽在叶片中膨胀加速而引起的反作用力。由于动叶片进出口蒸汽存在较大压差，所以与冲动式汽轮机相比，反动式汽轮机轴向推力较大。因此一般都装平衡盘以平衡轴向推力。

凝汽式汽轮机？

凝汽式汽轮机是指进入汽轮机的蒸汽在做功后全部排入凝汽器，凝结成水全部返回锅炉。进入汽轮机的蒸汽，对于一般中压机组来说，每1kg蒸汽含热量约3223kJ，这些热量中只有837kJ左右是做了功的，凝结水中约有126kJ热量，约2240kJ热量是被冷却排汽的冷却水带走了，这是一个很大的损失。对于高压汽轮机，由于进汽含热量大些（约3433kJ左右），可用的热量相对来说要大些，但损失仍很大。为了减少这些损失，采用带回热设备的凝汽式汽轮机，就是把进入汽轮机做过一部分功的蒸汽抽出来，在回热加热器内加热锅炉的给水，使给水温度提高，节约燃料，提高经济性。

具体解释调整抽汽式汽轮机

从汽轮机某一级中经调压器控制抽出大量已经做了部分功的一定压力范围的蒸汽，供给其它工厂及热用户使用，机组仍设有凝汽器，这种型式的机组称为调整抽汽式汽轮机。它一方面能使蒸汽中的含热量得到充分利用，同时因设有凝汽器，当用户用汽量减少时，仍能根据低压缸的容量保证汽轮机带一定电负荷。

中间再热式汽轮机

中间再热式汽轮机就是蒸汽在汽轮机内做了一部分功后，从中间引出，通过锅炉的再热器提高温度（一般升高到机组额定温度），然后再回到汽轮机继续做功，最后排入凝汽器的汽轮机。

汽轮机的型号

汽轮机型号表示汽轮机基本特性，我国目前采用汉语拼音和数字来表示汽轮机型号，

其型号由三段组成：×××-×××／×××／×××-×（第一段)(第二段)(第三段）

第一段表示型式及额定功率（MW），

第二段表示蒸汽参数，

第三段表示设计变型序号。

例N100-90／535型表示凝汽式100MW汽轮机，新汽压力为8.82MPa，新汽温度为535℃。

汽轮机的工作原理1冲动作用原理当一运动物体碰到另外一个运动速度比其低的物体时，就会受到阻碍而改变其速度，同时给阻碍它的物体一个作用力，这个作用力被称为冲动力。冲动力的大小取决于运动物体的质量以及速度的变化。质量越大，冲动力越大；速度变化越大，冲动力也越大。受到冲动力作用的物体改变了速度，该物体就做了机械功。

汽轮机的工作原理2反动作用原理

有牛顿第二定律可知，一个物体对另外一个物体施加一作用力时，这个物体上必然要受到与其作用力大小相等、方向相反的反作用力。在该力作用下，另外一个物体产生运动或加速。这个反作用力称为反动力。利用反动力做功的原理，称为反动作用原理。在反动式汽轮机中，蒸汽不仅仅在喷嘴中产生膨胀，压力降低，速度增加，高速气流对叶片产生一个冲动力，而且蒸汽流经叶片时也产生膨胀，使蒸汽在叶片中加速流出，对叶片还产生一个反作用力，即反动力，推动叶片旋转做功。这就是反动式汽轮机的反动作用原理。

汽缸前轴承箱的安装1汽缸检查汽缸检查

（1）汽缸是承压部件，除对其进行一般清扫外，还应当用砂轮将汽缸内表面打磨干净，以便对汽缸进行全面检查。（2）用肉眼或放大镜在外观进行观察，检查汽缸上有无裂纹或砂眼。（3）位于汽缸下部的各个法兰与管口，应在下缸翻转前进行检查和检修。

汽缸前轴承箱的安装2.汽缸组合汽缸组合汽缸一般是分段制造，法兰连接.组合工作要求保证汽缸各接合面的严密性和汽缸洼窝相对位置的正确性。汽缸组合通常有回筒形和水平组合两种方式。圆筒形组合是先将汽缸分段各自组成为一整圆体，再进行垂直面的连接。这种组合方式可以增加部件的刚性，能保证汽缸外形和部件相关位里的正确性。同时由于垂直接合面是整国，连接螺栓可以均匀对称紧固，对保证垂直接合面的严密性有重要作用.台板就位台板是支持汽轮机或轴承座的基础底板，并通过地脚螺栓牢固地与基础连成一体，台板不但支承汽轮机全部重量，运行时还承受汽缸膨胀所引起的推力和汽轮机。汽缸前轴承箱的安装3.滑销系统的检查与调整

一台完整的汽轮机滑销系统,一般由横销\立销\纵销组成,当然也包括起支撑和导向的猫爪.一般来说,只要机组在生产制造和安装过程中没有太大的缺陷,滑销系统很少会发生卡涩的情况,如果开机过程中出现较大的振动以及汽缸膨胀和胀差出现异常,我们可以在排除掉其他各种因素之后再怀疑滑销系统是否出现卡涩或者故障,然后根据判断进行由重点怀疑部位到次要怀疑部位的检查,可抽出滑销(如果抽不出可采用汽缸局部均匀加热的方法),用较细颗粒的砂纸对销子及销孔进行研磨,最后涂抹一层黑铅粉后打入滑销(研磨的时候注意控制力度,以用紫铜棒轻力敲打销子进孔为准.对于猫爪,主要的措施就是调整间隙

.汽缸前轴承箱的安装4.台板的负荷分配

1.用测力计对汽缸进行负荷分配。

测力计首先进行效验。测力计测得负荷值应满足设计要求，一般在汽缸中心线两侧対称位置的负荷差应不大于两侧平均负荷的5%。

2.在采用猫爪垂弧法进行汽缸分配时应以合空缸的形式进行，一般左右偏差值不大于0、10mm。

3.对于没有后台板而只用前猫爪和两侧台板支撑的汽缸其负荷分配一般可根据汽缸水平及猫爪垂弧调整，多缸机组的低压缸可按汽缸水平调整负荷分配。

4.采用猫爪台差法进行负荷分配时，前后猫爪应该分别进行，半实缸和全实缸各做一次。调整好后以全实缸所测数值为主。并应刻出位置印记

汽缸前轴承箱的安装5.轴承座汽缸台板的组合汽缸组合汽缸一般是分段制造，法兰连接.组合工作要求保证汽缸各接合面的严密性和汽缸洼窝相对位置的正确性。汽缸组合通常有回筒形和水平组合两种方式。圆筒形组合是先将汽缸分段各自组成为一整圆体，再进行垂直面的连接。这种组合方式可以增加部件的刚性，能保证汽缸外形和部件相关位里的正确性。同时由于垂直接合面是整国，连接螺栓可以均匀对称紧固，对保证垂直接合面的严密性有重要作用.台板就位台板是支持汽轮机或轴承座的基础底板，并通过地脚螺栓牢固地与基础连成一体，台板不但支承汽轮机全部重量，运行时还承受汽缸膨胀所引起的推力和汽轮机。(a)下缸就位;(b)分段组合成圆筒形;(c)二段汽缸组合运行时蒸汽对汽缸所施加的反作用力，为保证机组运行时台板支承平稳，不致产生脱空或倾翘现象，台板在就位前要按接近安装状态位置对台板与轴承座底面(或滑块面)进行涂色检查，以接触点均匀分布为合格。台板就位可以依次单独就位，也可以与轴承座、汽缸组合在一起就位。利用调整台板下的垫铁、混凝土垫块或螺栓千斤顶对台板找正、找平，以达到标高、扬度符合要求，并且轴承座与台板承力面间、汽缸与台板承力面间没有间隙，纵、横销间隙正确，使汽轮机热膨胀不受阻碍。通常台板就位是汽轮机安装开始的标志。有的机组是无台板结构，即轴承座或汽缸直接搁在带有自位调节的球面支持上.这种机组安装时对支持面与基础间的浇灌要求十分严格。浇灌时要求基础干燥，表面层平整、不得有油或油漆、支持面的标高准确。浇灌材料用树脂砂浆.汽缸找正汽缸找正的目的是使汽缸和轴承座的纵向中心线处在同一个垂直平面，并使各中心线在垂直平面中形成一条连续轴线。汽缸找正都依前后轴承座为找正基准件，轴承座油挡洼窝中心为找正基准点。

轴承的安装1.主轴承的安装要形成良好的油膜，在安装时必需使轴颈和轴瓦光洁，并有符合规定的油隙、接触宽度及装配紧力。否则会使油膜破坏，致使轴承发热，轴颈振动，甚至轴与轴承间咬死.大型汽轮机的最大轴承直径已经超过500mm，其轴颈的圆周速度已超过50~60m/s，相应地轴承内油膜的流动也已从层流转向紊流，对高速轻载的转子容易引起油膜振落，故在安装时要特别注意轴承的负荷分配。为使轴承负载合理，有些机组采用装有荷重计的起吊工具，将轴颈吊起，抽出轴瓦，恢复轴颈原有扬度，进行轴承荷载核对。安装时还需注意轴承紧力，避免由于紧力过大造成轴承自位不灵而变更转子临界转速。

轴承的安装2.推力轴承的安装

定义：推力轴承中可在固定支承体上自由灵活摆动，与镜板构成动压油膜润滑、承载，由摩擦面层和瓦坯体构成的扇形部件。推力瓦，也称为推力轴承，是用来平衡转子的轴向推力。确立转子膨胀的死点，从而保证动静件之间的轴向间隙在设计范围内。汽轮机推力瓦的作用就是为了确定转子在汽缸的轴向位置。在正常运行的情况下，汽轮机的推力瓦中，工作瓦块受力，保证汽轮机的转子不至于向发电机侧位移。但减负荷，尤其是甩负荷的情况下，由于惯性等原因，造成汽轮机有向机头侧发生位移的趋势。这时候，受力的是推力瓦中的非工作瓦块，从而保证汽轮机的转子在汽缸中轴向的相对位置不发生改变。汽轮机推力瓦分正向推力瓦和反向推力瓦。

汽轮机转子的安装计算转子的测量对转子中心的测量，有两种方法分别是：（1）使用塞尺测量；（2）使用千分尺的测量。方法：（1）一个测量圆周值的千分尺和两个测量端面值的千分表使用两个专用卡子固定在一侧对轮上，千分表测量法分别与另一侧对轮圆周及端面接触并垂直。千分表必须装设牢固，并且测量端值得两个千分表尽量在同一直线上并且距离中心相等的对称位置上。（3）以卡子处为起点，把对轮分成八等分。（4）转子每转90°读一次表值，测完四次后，应回到原始位置。（5）记录并整理结果。汽轮机转子的安装计算转子找中心使汽轮发电机组各转子的中心线连接成一条连续光滑的曲线，使连接转子的联轴器中心线成为一根连续的轴。转动时对轴承不致于周期性交变作用力，避免发生振动。其次，使汽轮机静止部件与转动部件运行时基本保持同心。其中心偏差值不超过规定数值，以保证转动部件与静止部件径向不发生磨擦。找中心的内容找中心内容包括汽缸、轴承座洼窝，发电机静子找中心；轴封套、隔板及隔板套找中心；汽轮机发电机组找中心。汽轮机转子的安装计算转子找中心找中心的方法对轮中心的测量，有两种方法分别是：（1）使用塞尺测量；（2）使用千分尺的测量。方法：（1）一个测量圆周值的千分尺和两个测量端面值的千分表使用两个专用卡子固定在一侧对轮上，千分表测量法分别与另一侧对轮圆周及端面接触并垂直。千分表必须装设牢固，并且测量端值得两个千分表尽量在同一直线上并且距离中心相等的对称位置上。（2）以卡子处为起点，把对轮分成八等分。（3）转子每转90°读一次表值，测完四次后，应回到原始位置。（4）记录并整理结果。汽轮机转子的安装计算转子扬度的计算转子扬度测量，一般在修前、修后以及对轮螺栓连接前后各测量一次。扬度测量时应检查轴颈上是否有毛刺，轴颈和水平仪是否有垃圾，每次测量时，应在同一位置，测量时将水平仪放在转子轴颈的中央，并在转子中心线上左右微动，待水平仪水泡稳定后读数，然后将水平仪转1800角，再读数，取两次读数的平均值即为转子的扬度。将测得的扬度与制造厂要求和安装记录或前次检修记录进行比较，掌握轴系的扬度变化趋势，每次检修前后应基本一致。

隔板与汽封的设计1.隔板找中心的方法与计算找正的方法常用拉钢丝法或激光找正法。拉钢丝法是在汽缸前后轴承座油挡洼窝圃心上架上一校正钢丝(直径。.smm)，以此钢丝逐段校正汽缸各洼窝的偏差位t.为了提高测量精度，在测量时可配用声(光)信号的导电装t帮助测量.激光找正是把激光发射器放置在一端的轴承洼窝中心，接收靶放在另一端，调整激光束的位置符合中心线，即作为基准光轴，然后把接收靶逐次放在当中的各被检查的洼窝中心，按照接收靶指示的偏差值进行调整，中国制造的高精度激光准直仪的激光束的方向漂移，在4om处，每小时小于0.1mm。此外要进行汽缸水平调整。隔板与汽封的设计2.隔板的检查及调整

此外要进行汽缸水平调整。汽缸横向水平偏差过大，运行时汽缸在横向分力的作用下，会产生位移使汽缸中心发生变化。汽缸负荷分配多支承面的汽缸在找正、找平后，并不能表明汽缸各支承面受力均衡。为防止由于个别支承面不受力或少受力而产生运行时汽缸不稳定现象，在安装时还需用猫爪垂弧法或测力计对汽缸支承面的负荷重新分配。猫爪垂弧法是轮流抽去左、右猫爪的垫片，测量猫爪自然下垂的值，两边垂弧值的差值，即是两边负荷分配的比值，用改变猫爪垫片厚度来求得猫爪支承面的负荷合理，它适用于二支承的静定结构汽缸;测力计是一类似弹簧秤的测荷工具，将它装在汽缸各支承面的设定位里上，按设计要求调整测力计，测力计上的千分表指示数值即为支承点实际受力情况。

通流部分的计算1.级的热力计算汽轮机的轮周效率是衡量汽轮机级的工作经济性的一个重要指标，用它来说明蒸汽在汽轮机级内所具有的理想能量转变级的轮周功的分额。对于多级汽轮机的某些级而言，本级的余速动能可能部分或全部被下一级利用。

写成能量平衡的形式：则为

ημ=1-ξn-ξb–ξc2(1-μ1)式中：ξn、ξb、ξc2分别为该级喷咀损失系数，动叶损失系数，余速损失系数。μ1为余速利用系数。调节系统安装要求4.调速系统特殊曲线

调节系统的任务就是改变汽轮机的蒸汽转矩。实际采用的方法就是通过喷嘴调节、节流调节或滑压运行等手段来改变进汽量或蒸汽的焓降而实现的。但是，不论采用何种方式来改变蒸汽转矩，最终都需要调节系统的执行机构(油动机)来控制调节汽阀。

当外界负荷变动使汽轮机转速也相应变动时，例如负荷减少，则转速上升△n，离心式调速器飞锤的离心力也相应增加，克服弹簧的约束力，使滑环产生一个向上的位移△X，再经过杠杆的传递带动错油门上移△S，这时从主泵来的压力油就进入油动机活塞的上部，而活塞下腔的油则排向回油管道，活塞在其上下油压差的作用下向下移动，从而关小了调节汽阀，使汽轮机的蒸汽功率减少而与外界负荷相平衡。与此同时，由于杠杆的反馈作用，将错油门下移△S，使错油门回到套筒的中间位置。这样，当油动机活塞上下的窗口均被错油门的凸肩所封住时，油动机活塞和调节阀就停留在一个新的稳定位置上，整个机组就在一个比原来高出△n的新转速下稳定运行。这就是常用的机械液压转速调节的基本原理。

现将组成调节系统的各部件以方框形式顺序排列，再按各部件的输入量和输出量的关系，用直线联接并以箭头表示方向，这种方框图是分析自动调节过程时经常采用的。因为它可以清晰地表明系统中各元件的功能和信号传递情况，并以数字形式将各部件的特性表达出来，进行分析研究，所以是很有用的方法。油系统安装1.油系统设备、管道表面及周围环境清理干净，无易燃物，工作区域周围无明火作业，拉好警戒线。备好消防器、砂箱等消防用具。

2.各油泵进出口压力表及油箱液位计等重要表计安装结束。

3.排油系统连接完毕，阀门操作灵活并严加保护措施，事故油池清理干净。

4.向油箱注油滤油机连接完毕，滤纸准备充分。油系统安装技术措施：

1.在各轴承进油管加装100目临时滤网，冲洗过程中要及时清理、更换。

2.拆去推力轴承的推力瓦块及各支承轴承的上轴承进行冲洗。

3.冲洗路线及步骤如下：①．润滑油泵――轴承进油母管――轴承进油和回油母管――