汽轮机结构及调速系统讲义.ppt
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1、汽輪機結構及調速系統培訓講義汽輪機結構及調速系統培訓講義一、一、汽輪機的基本工作原理汽輪機的基本工作原理汽輪機的基本工作原理汽輪機的基本工作原理二、二、二、二、汽輪機的靜止部套簡介汽輪機的靜止部套簡介汽輪機的靜止部套簡介汽輪機的靜止部套簡介三、三、三、三、汽輪機的轉動部件簡介汽輪機的轉動部件簡介汽輪機的轉動部件簡介汽輪機的轉動部件簡介四、四、四、四、盤車機構及主汽(補汽)聯合閥組盤車機構及主汽(補汽)聯合閥組盤車機構及主汽(補汽)聯合閥組盤車機構及主汽(補汽)聯合閥組 五、五、五、五、汽機本體測點及本體疏水汽機本體測點及本體疏水汽機本體測點及本體疏水汽機本體測點及本體疏水六、汽機六、汽機六、汽
2、機六、汽機TSITSITSITSI測點佈置測點佈置測點佈置測點佈置七、汽機調速系統介紹七、汽機調速系統介紹七、汽機調速系統介紹七、汽機調速系統介紹多級汽輪機斷面示意圖一、汽輪機的基本工作原理一、汽輪機的基本工作原理一、汽輪機的基本工作原理一、汽輪機的基本工作原理1 1 1 1、衝動原理、衝動原理、衝動原理、衝動原理純沖動級:只在噴嘴葉柵中膨脹(效率低,做純沖動級:只在噴嘴葉柵中膨脹(效率低,做純沖動級:只在噴嘴葉柵中膨脹(效率低,做純沖動級:只在噴嘴葉柵中膨脹(效率低,做功能力較大)功能力較大)功能力較大)功能力較大)帶反動度衝動級:蒸汽膨脹大部分在噴嘴中進帶反動度衝動級:蒸汽膨脹大部分在噴嘴
3、中進帶反動度衝動級:蒸汽膨脹大部分在噴嘴中進帶反動度衝動級:蒸汽膨脹大部分在噴嘴中進行,只有一小部分在動葉柵中繼續膨脹(大部行,只有一小部分在動葉柵中繼續膨脹(大部行,只有一小部分在動葉柵中繼續膨脹(大部行,只有一小部分在動葉柵中繼續膨脹(大部分機組採用),如國產分機組採用),如國產分機組採用),如國產分機組採用),如國產100100100100、125125125125、200MW200MW200MW200MW機組。機組。機組。機組。衝動式汽輪機軸向推力有衝動式汽輪機軸向推力有衝動式汽輪機軸向推力有衝動式汽輪機軸向推力有40-80t40-80t40-80t40-80t。2 2 2 2、反動原
4、理、反動原理、反動原理、反動原理反動級:反動度為反動級:反動度為反動級:反動度為反動級:反動度為0.50.50.50.5的級;蒸汽在反動級中的級;蒸汽在反動級中的級;蒸汽在反動級中的級;蒸汽在反動級中的膨脹一半在噴嘴中進行,一半在動葉中進行的膨脹一半在噴嘴中進行,一半在動葉中進行的膨脹一半在噴嘴中進行,一半在動葉中進行的膨脹一半在噴嘴中進行,一半在動葉中進行(效率高,做功能力較小),如國產(效率高,做功能力較小),如國產(效率高,做功能力較小),如國產(效率高,做功能力較小),如國產300MW300MW300MW300MW機機機機組。反動式汽輪機軸向推力有組。反動式汽輪機軸向推力有組。反動式汽
5、輪機軸向推力有組。反動式汽輪機軸向推力有100-200t100-200t100-200t100-200t。二、汽輪機的靜止部套二、汽輪機的靜止部套 1 1、汽缸、汽缸 2 2、噴嘴、隔板和隔板套、噴嘴、隔板和隔板套 3 3、前後軸承座、前後軸承座 4 4、滑銷系統、滑銷系統 5 5、支持軸承與推力軸承、支持軸承與推力軸承 6 6、汽封、汽封 7 7、進汽機構、排汽機構、進汽機構、排汽機構汽缸整個汽缸由汽缸前部(前汽缸)、汽缸中部(中汽缸)和排整個汽缸由汽缸前部(前汽缸)、汽缸中部(中汽缸)和排汽缸(後汽缸)三段組成,前汽缸、中汽缸、後汽缸分別由汽缸(後汽缸)三段組成,前汽缸、中汽缸、後汽缸分別
6、由合金鑄鋼、碳素鑄鋼、碳素鑄鋼與鑄鋼件製成,汽缸分上下合金鑄鋼、碳素鑄鋼、碳素鑄鋼與鑄鋼件製成,汽缸分上下兩半,三者之間均採用中分面和螺栓聯接;兩半,三者之間均採用中分面和螺栓聯接;前汽缸採用雙層缸結構,分為高壓內缸和高壓外缸;前汽缸採用雙層缸結構,分為高壓內缸和高壓外缸;高壓內缸整體鑄有高壓蒸汽室,為全周進汽,在下半有兩個高壓內缸整體鑄有高壓蒸汽室,為全周進汽,在下半有兩個進汽口;進汽口;前汽缸前部的下部有兩個進汽口與主蒸汽管道焊接聯接高壓前汽缸前部的下部有兩個進汽口與主蒸汽管道焊接聯接高壓調節汽閥;調節汽閥;前汽缸的下部第十一級後由一個前汽缸的下部第十一級後由一個DN350DN350的補汽
7、管與補汽閥組的補汽管與補汽閥組連接;連接;汽缸下部第十六級後為抽汽口;汽缸下部第十六級後為抽汽口;後汽缸採用焊接結構,後軸承座與後缸為一體;後汽缸採用焊接結構,後軸承座與後缸為一體;雙壓凝汽式汽輪機外觀圖雙壓凝汽式汽輪機外觀圖雙壓凝汽式汽輪機外觀圖雙壓凝汽式汽輪機外觀圖前軸承箱前軸承箱高高壓壓主主蒸蒸汽汽口口低低壓壓補補汽汽口口低低加加抽抽汽汽口口大氣薄膜大氣薄膜(排汽缸安全閥)(排汽缸安全閥)排汽缸排汽缸汽缸前、中部汽缸前、中部汽機平衡管汽機平衡管汽輪機剖面圖汽輪機剖面圖汽輪機剖面圖汽輪機剖面圖汽缸縱剖圖1-1-進汽連接管;進汽連接管;2-2-小管;小管;3-3-螺栓圈;螺栓圈;4-4-汽封
8、環;汽封環;5-5-高壓內缸;高壓內缸;6-6-隔板套;隔板套;7-7-隔板槽;隔板槽;8-8-高壓外缸;高壓外缸;9-9-縱銷;縱銷;10-10-立銷;立銷;11-11-調調節級噴嘴組節級噴嘴組噴嘴、隔板及隔板套 節流配汽:低負荷時節流損失大效率低,變工況時高壓部分溫度變化小熱應節流配汽:低負荷時節流損失大效率低,變工況時高壓部分溫度變化小熱應節流配汽:低負荷時節流損失大效率低,變工況時高壓部分溫度變化小熱應節流配汽:低負荷時節流損失大效率低,變工況時高壓部分溫度變化小熱應力小。力小。力小。力小。汽輪機設計為汽輪機設計為汽輪機設計為汽輪機設計為18181818級隔板,全部為焊接隔板;級隔板,
9、全部為焊接隔板;級隔板,全部為焊接隔板;級隔板,全部為焊接隔板;高壓內缸內裝有第一至第六級隔板,其中第一級隔板採用螺栓固定於高壓蒸高壓內缸內裝有第一至第六級隔板,其中第一級隔板採用螺栓固定於高壓蒸高壓內缸內裝有第一至第六級隔板,其中第一級隔板採用螺栓固定於高壓蒸高壓內缸內裝有第一至第六級隔板,其中第一級隔板採用螺栓固定於高壓蒸汽室後;汽室後;汽室後;汽室後;在前汽缸和中汽缸內部裝有三級隔板套。在前汽缸和中汽缸內部裝有三級隔板套。在前汽缸和中汽缸內部裝有三級隔板套。在前汽缸和中汽缸內部裝有三級隔板套。1 1 1 1隔板套內裝有第七至第十一級隔隔板套內裝有第七至第十一級隔隔板套內裝有第七至第十一級
10、隔隔板套內裝有第七至第十一級隔板,板,板,板,2 2 2 2隔板套內裝有第十二至第十四級隔板,隔板套內裝有第十二至第十四級隔板,隔板套內裝有第十二至第十四級隔板,隔板套內裝有第十二至第十四級隔板,3 3 3 3隔板套內裝有第十五、第隔板套內裝有第十五、第隔板套內裝有第十五、第隔板套內裝有第十五、第十六級隔板,第十七和第十八級隔板直接裝在中汽缸上;十六級隔板,第十七和第十八級隔板直接裝在中汽缸上;十六級隔板,第十七和第十八級隔板直接裝在中汽缸上;十六級隔板,第十七和第十八級隔板直接裝在中汽缸上;汽機全部噴嘴(靜葉片)採用全四維(多了一個時間維)氣動設計。高壓第汽機全部噴嘴(靜葉片)採用全四維(多
11、了一個時間維)氣動設計。高壓第汽機全部噴嘴(靜葉片)採用全四維(多了一個時間維)氣動設計。高壓第汽機全部噴嘴(靜葉片)採用全四維(多了一個時間維)氣動設計。高壓第一至第六級隔板採用分流靜葉柵(一至第六級隔板採用分流靜葉柵(一至第六級隔板採用分流靜葉柵(一至第六級隔板採用分流靜葉柵(50505050年代前年代前年代前年代前100MW100MW100MW100MW以下的中小衝動式汽輪機採以下的中小衝動式汽輪機採以下的中小衝動式汽輪機採以下的中小衝動式汽輪機採用寬厚靜葉柵,用寬厚靜葉柵,用寬厚靜葉柵,用寬厚靜葉柵,50505050年代後期開始逐漸使用帶加強筋的窄葉片,年代後期開始逐漸使用帶加強筋的窄
12、葉片,年代後期開始逐漸使用帶加強筋的窄葉片,年代後期開始逐漸使用帶加強筋的窄葉片,80808080年代開始使年代開始使年代開始使年代開始使用多分流靜葉柵,降低了型損、端損、二次流損失),全部靜葉採用後載入用多分流靜葉柵,降低了型損、端損、二次流損失),全部靜葉採用後載入用多分流靜葉柵,降低了型損、端損、二次流損失),全部靜葉採用後載入用多分流靜葉柵,降低了型損、端損、二次流損失),全部靜葉採用後載入魚頭葉型(葉柵通道前後壓差較小,削弱通道的二次流強度,使葉柵損失大魚頭葉型(葉柵通道前後壓差較小,削弱通道的二次流強度,使葉柵損失大魚頭葉型(葉柵通道前後壓差較小,削弱通道的二次流強度,使葉柵損失大
13、魚頭葉型(葉柵通道前後壓差較小,削弱通道的二次流強度,使葉柵損失大大降低。後載入靜葉柵不僅效率高,而且葉型剛度大,其攻角適應範圍廣,大降低。後載入靜葉柵不僅效率高,而且葉型剛度大,其攻角適應範圍廣,大降低。後載入靜葉柵不僅效率高,而且葉型剛度大,其攻角適應範圍廣,大降低。後載入靜葉柵不僅效率高,而且葉型剛度大,其攻角適應範圍廣,可以在設計時增加動、靜葉片軸向間隙,使機組的快速啟停與調峰得到了保可以在設計時增加動、靜葉片軸向間隙,使機組的快速啟停與調峰得到了保可以在設計時增加動、靜葉片軸向間隙,使機組的快速啟停與調峰得到了保可以在設計時增加動、靜葉片軸向間隙,使機組的快速啟停與調峰得到了保證證證
14、證 )。第七至第十八級採用斜通道設計。第)。第七至第十八級採用斜通道設計。第)。第七至第十八級採用斜通道設計。第)。第七至第十八級採用斜通道設計。第1 1 1 1到到到到12121212級靜葉採用高效等截面葉級靜葉採用高效等截面葉級靜葉採用高效等截面葉級靜葉採用高效等截面葉片,第片,第片,第片,第13131313到到到到18181818級採用彎扭葉片(利用徑向平衡法確定級間氣流平衡條件,使級採用彎扭葉片(利用徑向平衡法確定級間氣流平衡條件,使級採用彎扭葉片(利用徑向平衡法確定級間氣流平衡條件,使級採用彎扭葉片(利用徑向平衡法確定級間氣流平衡條件,使其不產生徑向運動而設計出彎扭葉片);其不產生徑
15、向運動而設計出彎扭葉片);其不產生徑向運動而設計出彎扭葉片);其不產生徑向運動而設計出彎扭葉片);汽封軸封、隔板汽封、葉頂汽封、葉根汽封軸封、隔板汽封、葉頂汽封、葉根汽封前汽缸前部裝有高壓前汽封,在排汽缸與後軸承座窪窩處裝前汽缸前部裝有高壓前汽封,在排汽缸與後軸承座窪窩處裝有後汽封;軸封有高低齒曲徑和平齒光軸兩類,該機組採用有後汽封;軸封有高低齒曲徑和平齒光軸兩類,該機組採用前一種。前一種。隔板在靜葉根部設有徑向汽封,其中第隔板在靜葉根部設有徑向汽封,其中第2 2到到1414級隔板以及前級隔板以及前軸封裝有布萊登汽封,第軸封裝有布萊登汽封,第1 1到到1414級動葉頂部裝有葉頂汽封。級動葉頂部
16、裝有葉頂汽封。汽封的作用汽封的作用 前汽封:保證高壓蒸汽不向外洩漏,防止前軸承箱油中帶水前汽封:保證高壓蒸汽不向外洩漏,防止前軸承箱油中帶水後汽封:防止空氣漏入汽機,影響真空後汽封:防止空氣漏入汽機,影響真空 徑向汽封:減小汽機漏氣損失,加大軸向通流間隙徑向汽封:減小汽機漏氣損失,加大軸向通流間隙布萊登汽封(可調汽封)布萊登汽封(可調汽封)通流部分汽封示意圖布萊登汽封(可調汽封)前後軸承座前軸承座座落在前座架上,用鋼板焊接而成;前軸承座前軸承座座落在前座架上,用鋼板焊接而成;前軸承座內裝有推力支持聯合軸承、主油泵、危急遮斷油門、危內裝有推力支持聯合軸承、主油泵、危急遮斷油門、危急遮斷油門重定裝
17、置及其它一些調節保安部套、測量元急遮斷油門重定裝置及其它一些調節保安部套、測量元件等;件等;前軸承座為落地結構,支撐在軸承座台板上;前軸承座為落地結構,支撐在軸承座台板上;後軸承座為不落地結構,直接焊在排汽缸上;內設有後軸承座為不落地結構,直接焊在排汽缸上;內設有 2 2徑向軸承、大軸盤車齒輪及脹差測量元件徑向軸承、大軸盤車齒輪及脹差測量元件 滑銷系統機組設有前座架和後座架,所有座架均借助地腳螺栓及二次機組設有前座架和後座架,所有座架均借助地腳螺栓及二次灌漿固定於汽輪機的基礎上。灌漿固定於汽輪機的基礎上。前軸承座座落在前座架上,前軸承座與前座架之間沿中心軸前軸承座座落在前座架上,前軸承座與前座
18、架之間沿中心軸線佈置,有縱向鍵、前軸承座可在其座架上沿軸線前後移動;線佈置,有縱向鍵、前軸承座可在其座架上沿軸線前後移動;前軸承座與前汽缸之間有定中心梁(推拉機構),具有確定前軸承座與前汽缸之間有定中心梁(推拉機構),具有確定汽缸中心,引導汽缸垂直方向膨脹,以及傳遞汽缸因熱膨脹汽缸中心,引導汽缸垂直方向膨脹,以及傳遞汽缸因熱膨脹而對前軸承的推(拉)力的作用。而對前軸承的推(拉)力的作用。前汽缸在下半前端有兩貓爪支承在前軸承座上,汽缸前貓爪前汽缸在下半前端有兩貓爪支承在前軸承座上,汽缸前貓爪採用下貓爪中分面支承方式,消除了機組運行中汽缸中心抬採用下貓爪中分面支承方式,消除了機組運行中汽缸中心抬高
19、問題;高問題;排汽缸兩側支承在排汽缸座架上,其外測處有水準橫鍵連接,排汽缸兩側支承在排汽缸座架上,其外測處有水準橫鍵連接,在排汽缸的後軸承座下部裝有後汽缸導板。在排汽缸的後軸承座下部裝有後汽缸導板。汽缸的膨脹死點(汽機的絕對死點):排汽缸外測水準橫鍵汽缸的膨脹死點(汽機的絕對死點):排汽缸外測水準橫鍵與汽機中心線的交點;與汽機中心線的交點;汽缸以死點為中心向前軸承座方向膨脹;此外,排汽缸本身汽缸以死點為中心向前軸承座方向膨脹;此外,排汽缸本身存在以死點為中心向前後左右方向的微量膨脹;存在以死點為中心向前後左右方向的微量膨脹;轉子的膨脹死點(汽機的相對死點):轉子推力盤受推力軸轉子的膨脹死點(汽
20、機的相對死點):轉子推力盤受推力軸承前後限位,以推力軸承為參照基準,轉子只能向後軸承座承前後限位,以推力軸承為參照基準,轉子只能向後軸承座方向膨脹;方向膨脹;注意:由於轉子座落在各軸承上,且受推力軸承限位,在汽注意:由於轉子座落在各軸承上,且受推力軸承限位,在汽缸向前膨脹時,推力軸承與汽缸一起向前膨脹,轉子同樣也缸向前膨脹時,推力軸承與汽缸一起向前膨脹,轉子同樣也向前膨脹,但轉子向前膨脹的同時,還存在著向後的膨脹量;向前膨脹,但轉子向前膨脹的同時,還存在著向後的膨脹量;在排汽缸的後軸承座內聯軸器處是轉子與汽缸之間相對膨脹在排汽缸的後軸承座內聯軸器處是轉子與汽缸之間相對膨脹最大的地方,因此裝有相
21、對膨脹指示器最大的地方,因此裝有相對膨脹指示器高壓內缸通過汽機中分面處的安裝搭子、前端的上下立鍵、高壓內缸通過汽機中分面處的安裝搭子、前端的上下立鍵、中部的圓周槽、後端的上下軸向鍵安裝於前汽缸內,這使得中部的圓周槽、後端的上下軸向鍵安裝於前汽缸內,這使得高壓內缸能隨汽缸整體向前膨脹或向後收縮;高壓內缸能隨汽缸整體向前膨脹或向後收縮;滑銷系統圖內缸在外缸上的中分面支承1.1.內下缸內下缸 2.2.內缸連接螺栓內缸連接螺栓3.3.內上缸內上缸 4.4.外下缸外下缸 5.5.外缸連接螺栓外缸連接螺栓6.6.外上缸外上缸 7.7.軸承座軸承座 8.8.支承墊片支承墊片支承軸承及推力軸承軸承分為徑內支持
22、軸承和推力軸承兩種類型,它們用來承受轉子軸承分為徑內支持軸承和推力軸承兩種類型,它們用來承受轉子的全部重量並且確定轉子在汽缸中的正確位置。的全部重量並且確定轉子在汽缸中的正確位置。徑向支持軸承用來承擱轉子的重量和旋轉的不平衡力,以保持轉徑向支持軸承用來承擱轉子的重量和旋轉的不平衡力,以保持轉子旋轉中心與汽缸中心一致,從而保證轉子與汽缸、汽封、廂板子旋轉中心與汽缸中心一致,從而保證轉子與汽缸、汽封、廂板等靜止部分的徑向間隙正確。等靜止部分的徑向間隙正確。推力軸承承受蒸汽作用在轉子上的軸向推力,並確定轉子的軸向推力軸承承受蒸汽作用在轉子上的軸向推力,並確定轉子的軸向位置,以保證通流部分動靜間正確的
23、軸向間隙。所以推力軸承被位置,以保證通流部分動靜間正確的軸向間隙。所以推力軸承被看成轉子的定位點,或稱汽輪機轉子對靜子的相對死點。看成轉子的定位點,或稱汽輪機轉子對靜子的相對死點。該汽機轉子為二支點支承,分別為該汽機轉子為二支點支承,分別為1 1推力支持聯合軸承和推力支持聯合軸承和2 2支支持軸承,持軸承,1 1軸承為三層帶瓦襯橢圓軸承,軸承為三層帶瓦襯橢圓軸承,2 2軸承為二層帶瓦襯軸承為二層帶瓦襯橢圓軸承;橢圓軸承;推力軸承採用金斯伯雷式推力軸承,在推力盤前後兩側裝有推力推力軸承採用金斯伯雷式推力軸承,在推力盤前後兩側裝有推力瓦塊,各有十塊佈置在整個圓周上,推力軸承是自位式的,能自瓦塊,各
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- 汽轮机 结构 调速 系统 讲义
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