汽轮机高压缸、中压缸、低压缸及发电机机务部分安装专题报告.docx

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1、汽轮机高压缸、中压缸、低压缸及发电机机务局部安装专题报告一、 设备根本状况：一主汽轮机型式、参数主要技术数据： 型号：型式：制造厂： 转速：旋转方向：额定铭牌出力TRL：最大连续出力(TMCR)： VWO工况：主汽压力： 主蒸汽温度：再热蒸汽压力： 调整方式：电液把握系统型式：最大允许频率变化范围：编号：汽机01TC4F42Tandam-compound four-flow 42亚临界、单轴、冲动、一次中间再热、凝汽式、双背压、四缸四排汽日本东芝公司3000r/min从汽机车头向发电机方向看逆时针600MW643.6MW665.4MW16.66Mpa538538喷嘴调整高压电液把握抗燃油48.

2、550.5Hz高压缸：单列调整级+7 个压力级级数：中压缸：72压力级低压缸：64压力级回热抽汽级数：汽机末级叶片高度： 凝汽器压力：盘车装置：八级四台低加、一台除氧器、三台高加42英寸1066.8 mm4.9/3.82Kpa可摇摆轴承架低速电动盘车，转速： 4.4r/min，五级减速，总减速比：224二汽轮机本体局部简介1、汽缸1、2 机组汽轮机分别配有高、中压缸和低压缸A、B，高中压缸分缸布置，共有4 个汽缸，4 个排汽口至凝汽器。4 个汽缸均承受双层缸、水平中分面构造。设置双层缸构造的目的在于：削减汽缸壁厚，以降低汽缸壁的热应力，使之有利于缩短机组的启动时间和提高汽轮机对负荷的适应性。汽

3、轮机构造具体参见东芝公司汽缸组装图(1KS 000 646)。高压缸为单流式，中压缸均为分流式， 即从汽缸中间进汽，向两侧排汽，这种布置方式的目的在于平衡轴向推力。高、中压缸材质为Cr Mo-V 铸钢件，局部为锻钢件，低压缸A、B 都为碳钢焊接件。主蒸汽分 4 路进入高压缸，2 路从高压缸上部进入，另外 2 路从高压缸下部进入。主蒸汽从喷嘴室均匀进入汽缸，使缸内温度分布更均匀，以有利于削减热应力，削减汽缸变形。高、中压和低压缸的内缸的下缸均通过其外缘的四个搭子座落在相应的外下缸上，搭子下面设有调整垫片，用于调整内外缸的同心度。另外，内缸与外缸之间还设有纵向定位键和纵向导向键， 纵向定位键作为内

4、缸的纵向相对膨胀死点，纵向导向键帮助内缸在纵向正确膨胀。高中压缸的外缸分别由前轴承座、中轴承座和3 轴承座支承。高中压外缸均承受上猫爪支承形式，上猫爪与轴承座之间还设有横向滑键，帮助汽缸在轴承座上横向自由膨胀。其构造具体参见 东芝公司猫爪滑销组装图(2KS 110 025)。下猫爪的底部凸肩镶嵌在轴承座的凹槽内、凸肩纵向两侧配有推力键，保证高、中压缸连同前中轴承座一起沿纵向自由膨胀，保证汽轮机中心线与转子中心 线全都，同时亦为该汽缸横向膨胀起导向作用。另外，下猫爪还用于汽缸安装或解体时临时支撑外 下缸，外缸下部装设的油压千斤顶供拆卸工作垫片和安装垫片时使用。高、中压缸均承受通孔螺栓连接方式，无

5、法兰和螺栓加热装置。低压缸 A、B 为落地式构造，即直接座落在低压缸四周的根底台板上。每个低压缸都安装了一对横销与一对纵销位于低压缸 2 个轴承座中心线上，横销中心线与纵销中心线的交点形成低压缸确实定死点，并以此为基点，低压缸可以在纵向和横向定向自由膨胀。低压缸上局部还设有防爆门和人孔门。高中压缸承受凹凸齿形式的迷宫式轴封，而低压缸承受斜平齿形式的轴封。2、喷嘴本机组正常运行承受喷嘴调整配汽方式，高压缸进汽由 4 个主蒸汽高压调整汽门把握，调门与4 根上下垂直布置的进汽管相连，进汽管直接插入高压缸内缸的喷嘴室，在喷嘴室进口处承受密封环密封。喷嘴室为水平中分面构造，下喷嘴室镶嵌在高压下内缸中，通

6、过 4 个搭子及喷嘴室外缘的凹槽与内缸上的凸缘固定在内缸中，上喷嘴室依靠螺栓与下喷嘴室连接，在上喷嘴室的顶部和下喷 嘴室的底局部别设有导向键。因此，喷嘴室能在内缸中自由膨胀，但不会对内缸膨胀造成影响。高 压喷嘴由 4 个喷嘴组组成，沿圆周方向整圈布置，焊接在喷嘴室中。这种组合装配喷嘴室优点：喷嘴室与高压缸由于工作温度、压力的不同，可以分别选用不同优质耐热合金钢，简化汽缸的几何外形，有利于降低启动和运行时的热应力，提高了机组适应负荷变化的力气。3、连通管中压排汽缸至低压缸连通管水平管段间有2 个膨胀节水平管道上共有 5 个膨胀节，可以吸取中压缸与低压缸 A、B 之间的膨胀差。连通管与低压内缸进汽

7、口直接用螺栓连接，低压内、外缸进汽口用波浪管密封连接。它的作用：1、防止外面空气进入内外缸之间的夹层，夹层与低压缸排汽口相通。2、吸取低压内外缸进汽口处的膨胀差。参见图2-1 连通管构造图。图 21 连通管构造图4、隔板隔板用以固定汽轮机各级的喷嘴，并将汽轮机通流局局部割成假设干各级。该汽轮机共有四十五道隔板，全部为焊接隔板。其中高压缸7 道隔板，中压缸14 道隔板，低压缸 24 道隔板。高中压隔板由隔板外环、内外围带、喷嘴和隔板体组成，喷嘴组由很多单个喷嘴焊接加工而成，成形的喷嘴组嵌装在具有叶型孔槽的内外围带上，并焊成环形叶栅，然后再将它与隔板 外环、隔板体焊成整体。在隔板外环上，还带有凹凸

8、齿式径向汽封，作为转子动叶围带顶部的径向 汽封，隔板的根部设有汽封槽，槽内装有凹凸齿径向汽封，用作转子各级之间的径向汽封。低压缸 隔板仅由隔板外环、喷嘴和隔板体组成，无内外围带，即喷嘴直接与隔板外环和隔板体焊成一体， 隔板外环上带有动叶径向汽封，构造与高中压缸的径向汽封形式不同，它承受凹凸齿、直齿和阶梯 齿三种形式其中第 16 级为凹凸齿形式，第 17、18 级为阶梯齿形式，第 19、20、21 级为直齿形式，隔板的根部也设有汽封槽，与高中压隔板根部汽封形式不同，它承受直齿形式。全部隔板均为上下两半、中分面构造，分为上隔板和下隔板，下隔板依靠左右两个支承梁用螺栓固定在汽缸下缸的隔板槽内，下隔板

9、底部有一中心销导向，保证隔板与转子中心全都。上隔板用螺栓与下隔板固定，隔板与隔板槽之间有足够间隙，保证隔板向四周自由膨胀。在低压缸A、B 末级隔板外环上设有去湿槽，以收集蒸汽中水滴，削减对动叶的水蚀。5、汽封汽轮机运转时，动静局部之间留有适当的间隙，才能保证动静局部不发生摩擦。在汽轮机动静 局部之间设置了汽封和轴封装置，它的作用就是保证动静局部有适当的间隙，同时又能防止蒸汽从 动静局部之间泄漏，或者空气从轴端漏入汽缸真空局部。汽封按其安装位置不同，可分为围带汽封、隔板汽封和轴端汽封三局部。围带汽封主要包括动叶围带汽封的径向、轴向汽封。为防止蒸汽在叶片顶端间隙中的泄漏，在叶片围带处安置了径向的围

10、带汽封，与隔板外环上的径向汽封一起，形成动叶的径向汽封。高中压缸的围带径向汽封为凹凸齿形式，而低压缸围带的径向汽封为凹凸齿、阶梯齿和直齿三种形式。同时，在叶片进汽侧的顶部及根部安置了轴向汽封。隔板汽封设置在隔板体内圆的汽封槽内。它的作用是：1、削减汽流沿隔板内孔与主轴之间的间 隙泄漏，提高汽轮机效率；2、防止由于漏汽使叶轮前后的压差增大导致转子上的轴向推力增加，造成推力轴承的载荷加大。高中压隔板汽封承受凹凸齿形式。其中：高压缸第 2 级隔板设置 2 圈汽封，汽封径向间隙： 0.64mm；第 38 级隔板各设置有 1 圈汽封，汽封径向间隙：0.54mm；但中压缸第 9 级左旋隔板未设置隔板汽封，

11、第 9 级右旋隔板设置 1 圈直齿汽封，汽封径向间隙：2.0mm；中压缸第 1015 级左、右旋隔板为凹凸齿形式汽封，每级各设置1 圈汽封，汽封径向间隙：0.54mm。低压缸的隔板汽封则为直齿形式。其中：第 16 级左、右旋隔板未设置隔板汽封，第 1721 级左、右旋每级隔板各设置1 圈直齿汽封，1719 汽封径向间隙：1.2mm，2021 级隔板汽封径向间隙：1.6mm。高、中、低压缸的轴封均为整体车制、迷宫式轴封，所不同的是：高中压缸轴封承受凹凸齿形式，高中压转子上车有城墙式轴封槽，这种构造轴封在转子与汽缸处于任何相对膨胀位置时，动静局部之间仍保证有较小的间隙，它的轴封效果不受汽缸转子间差

12、胀的影响。低压缸轴封则为斜齿形式，它所对应的转轴为光轴，很适合于相对差胀较大的低压缸轴封。高压缸前进汽侧、后轴封排汽侧各设置三个轴封体，其中最外侧轴封体用螺栓幅向固定在汽缸上，有2 圈汽封，第2、3 轴封体依靠左右两个支承梁用螺栓固定在下汽缸的轴封槽内，下轴封体底部有一中心销导向，保证轴封体与转子中心全都。上轴封体用螺栓与下轴封体固定，第2 轴封体设置有 3 圈汽封，第3 轴封体设置有 4 圈汽封。其后轴封排汽侧编号分别为：11、12；13、14；15依据从外向内编号；前轴封进汽侧编号分别为：21、22、23、24；25、26、27；28、29依据从内向外编号。各轴封径向间隙：0.64mm。中

13、压缸后轴封左、右旋各设置 2 个轴封体，其中最外侧轴封体用螺栓幅向固定在汽缸上，有 1圈汽封，内侧轴封体依靠左右两个支承梁用螺栓固定在汽缸下缸的轴封槽内，设置有4 圈汽封。其左旋编号分别为：31；32、33、34；依据从外向内编号。右旋编号分别为：41、42、43、44；45；依据从内向外编号。各轴封径向间隙：0.64mm。低压缸后轴封左、右旋各设置 1 个轴封体，轴封体用螺栓幅向固定在汽缸上，每一轴封体有 4 圈汽封。其左旋编号分别为：51、52、53、54；依据从外向内编号。右旋编号分别为：61、62、63、64依据从内向外编号。各轴封径向间隙：0.64mm。6、转子该汽轮机配有高压转子、

14、中压转子和二根低压转子，这四根转子均为整锻式。即其叶轮、联轴器法兰、推力盘与主轴为同一锻件加工而成。转子均无中心孔，各转子之间全都承受刚性联轴器连 接，低压转子B与发电机转子联轴之间嵌装有盘车齿轮，汽轮机转子的叶轮处开有平衡孔，籍以削减转子的轴向推力。汽机的每根转子分别有二个支承轴承支承，转子的推力盘设在中压转子的前端，即位于中轴承箱内。高中压转子承受 Cr-Mo-V 合金钢锻件，具有良好的耐热高强度性能，低压转子为 Ni-Cr-Mo-V合金钢锻件，具有良好的低温抗脆性能。其中：高压转子重量约：12.4T，中压转子重量约：23.3T，低压转子(A)重量约：67.2T，低压转子B重量约：68.5

15、T。轴系临界转速：名称第一临界转速其次临界转速轴系临界转速一阶高压转子233056102490中压转子202348502220低压转子A171047601440低压转子B171047801470发电机转子940244510007、叶片本汽轮机共有动叶片 46 级。高压局部8 级，其中第1 级为单列调整级。中压局部有 14 级72，低压局部有 24 级64。8、轴承与轴承座本汽轮机共有 8 个支持轴承和 1 个推力轴承。1 轴承、2 和3 轴承，4 轴承分别位于前轴承座、中轴承座和3 轴承座内，它们分别支承高压转子和中压转子。5、6 和7、8 轴承分别位于低压缸A 和低压缸B 两端的轴承内，各自

16、支承低压A、B 的转子。9、10 轴承在发电机端盖内， 支承发电机转子。推力轴承位于中轴承座内，与中压缸转子前部的推力盘相匹配，担当汽轮机轴向推力。前轴承座、中轴承座和3 轴承座单独安装在汽轮机根底上，高中压缸依靠各自的猫爪支撑在轴承座上。前轴承座、中轴承座和3 轴承座底部中心线上设有纵销，3 轴承座下还设有一对横销，而低压缸的 4 个轴承座与低压缸焊成一体，轴承座连同低压缸坐落在汽机根底台板上，各轴承座底部中心线上设有纵销，纵销的作用是保证它们在纵向定向自由膨胀。汽轮机的14 轴承为双向可顷式自位轴承，如图 2-2 所示。它承受水平上、下中分面构造， 其间用螺栓和定位销连接，上、下半轴承体内

17、各装有 3 块浇有巴氏合金的可顷瓦块，这些瓦块可沿径向和轴向作略微摇摆，以便在任何工况下都能保证轴承的正确对中，该轴承具有很高的稳定性和抗振性。双向可顷式自位轴承每个瓦块两侧端面开有凹槽，由轴承体内侧的凸肩嵌入其内，瓦块的背弧上有止动销定位，以防止瓦块转动。可顷瓦块与转子轴径之间的间隙为轴承名义直径的0.2，在上半轴承的 3 个瓦块背弧上设有调整块，需要时可加减垫片，籍以少量削减该间隙值，假设运行后，该间隙超过0.2的轴承名义直径，则应更换这些可顷式瓦块。轴承下部瓦块上装设有热电偶，用于测量瓦块的巴氏合金温度。下轴承体靠近水平中分面处两侧装有销子，以防止轴承体转动。图 2-2 可倾瓦构造汽轮机

18、58 轴承为椭圆轴承，如图 2-3 所示。该椭圆轴承的垂直/水平方向的直径分别为轴承名义直径的 1.0013/1.0026 倍。椭圆轴承系上、下两半水平中分面构造。它主要由瓦枕与瓦块组成，上、下两半之间均用螺栓连接， 瓦块与瓦枕之间为球面结合，确保椭圆轴承的自位力气。瓦块外表浇有巴氏合金，下瓦块上还设有测量瓦块巴氏合金温度的热电偶，运行后，假设轴承的垂直 方向直径到达名义直径D 的 1.0025 倍时，应更换该轴承。椭圆轴承适宜于安装在汽轮机转子重量和轴径尺寸较大的机组上，它缩小了轴承顶部间隙，加大了侧面间隙，它的顶部直径取为轴承名义直径 D 的 0.0013 倍，而侧面每侧间隙为轴承名义直径

19、D 的 0.0026 倍，这种椭圆轴承又很高的承载力气和稳定性，但椭圆轴承加工较为简洁，同时由于顶部间隙小，对油中杂质更为敏感。左右 483.86+ 0.05/o上下 483.23+ 0.050.315o左右 509.32+ 0.05/o上下 508.66+ 0.050.33o左右 509.32+ 0.05/o上下 508.66+ 0.050.33o左右 534.79+ 0.05/o上下 534.09+ 0.050.34o轴承编号位置型式名义直径名义宽度轴瓦尺寸转子中心下移量1前轴承座D.T.P254.0177.8 254.33+ 0.05o0.1652中轴承座D.T.P330.2177.8

20、330.63+ 0.05o0.2153中轴承座D.T.P330.2228.6 330.63+ 0.05o0.2154#3 轴承座D.T.P431.8228.6 432.45+ 0.05o0.215图 2-3 椭圆瓦构造汽轮机支承轴承的型式及主要技术数据:5#4 轴承座EL482.6381.06#5 轴承座EL508.0381.07#6 轴承座EL508.0381.08#7 轴承座EL533.4381.0注：D.T.P(Double Tilting Pad Type)：双向可倾式自位轴承EL(Elliptical Type):椭圆轴承推力轴承：推力轴承为金斯布里型kingsbary，如图24 所

21、示，由上下两半组成，系水平中分面构造，上下两半间亦有螺栓连接，推力轴承的工作面和非工作面各设有8 个推力瓦块，即上下半各为 4 个瓦块，瓦块外表为巴氏合金。在工作面和非工作面上半的二个瓦块上装有测量巴氏合金温度的热电偶。图 24 推力瓦布置构造图推力轴承与转子推力盘的轴向总间隙为：0.460.51mm，推力盘直径 616mm，宽度为 100mm。该金斯布里型推力轴承的独特之处在于其瓦块的支承方式，如图25 所示。推力瓦块由上下二层支承块支承，上下支承块之间相互搭接，上支承块顶部与瓦块背部的凸肩相接触，并支承该瓦块，使瓦块为可顷式，保证各瓦块间的均匀受力。下支承块则坐落在定位环内，定位环背部还设

22、有调整垫片，用 此来调整推力轴承瓦块与转子推力盘之间的间隙值。推力轴承上下瓦枕的水平结合面处设有一个止动 销，以防止机组运行时瓦枕的转动。推力轴承两侧及推力盘中心处分别装有挡油环。图 25 推力瓦支承构造图轴承座：汽轮机共有 7 个轴承座。其中前轴承座内装有1 轴承、主油泵、危急遮断器和测速装置等部件， 中轴承座内包含有2、3 轴承、推力轴承及磨损检测装置和高中压转子联轴器，3 轴承座内装有 4 轴承、中压转子和低压转子A 联轴器，58 轴承分别在47 轴承座中，低压A 和低压B 转子联轴器安装在6 轴承座中，低压B 转子与发电机转子联轴器位于7 轴承座中。9、盘车装置主汽轮机配有一套可摇摆轴

23、承架的低速电动盘车装置。盘车转速为4.4r/min，暂参考北仑参数，位于汽轮机的低压缸 B 与发电机之间，转子的盘车齿轮嵌在低压转子B 与发电机转子联轴器之间，其间承受止口和螺栓连接方式，电机转速为980 r/min，盘车装置共设五级减速，总减速比为224 倍。电动盘车装置和作用：在停机之后或启动之前，由于汽缸内上、下之间存在温差，上缸比下缸温度 高，转子因此会产生热弯曲，其弯曲程度随停机时间的增长而加大，在转子弯曲还处于较大时，不允许 启动汽轮机，因此，为了使汽轮机在停机后能随时启动，就必需使用盘车装置。汽轮机在启动冲转前就要投入盘车装置。它以确定的转速转动转子以到达均衡温度的目的，防止转子

24、发生热挠曲。另外，汽轮 机在启动冲转前，宜应用盘车装置带动转子转动，以检查和确保汽轮机动、静部件之间有无摩擦，保证 机组正常启停，同时亦削减了汽机的冲转力矩，起到保护动叶作用。2211232盘车装置构造参见图 2-6。盘车装置工作时，盘车马达14 通过齿轮箱内 4 个齿轮，即经过 1、2 齿轮和 3、4 齿轮二级减速，再由 5、6 斜齿轮和 7、8 齿轮减速后，传递到关心齿轮 9，再通过中间齿轮10 和摇摆齿轮 11 传递到盘车齿轮，即完成最终一级减速，最终带动发电机转子旋转。齿轮9、10 和 11 安装在摇摆壳内。齿轮 10 只能受电机驱动绕中间轴O 转动，而摇摆壳不管齿轮是否转动，均能绕中

25、间轴 O 转动。齿轮 11 既能绕中心轴O 转动，又能在外力作用下随摇摆壳绕中心轴O 摇摆，故称齿轮 11 为摇摆齿轮。齿轮 9 通过O 轴与齿轮 8 相连，齿轮 8 和齿轮 9 即可绕其自身中心轴O 转动，又能随摇摆壳绕中心O 摇摆，故齿轮8、9 又称关心摇摆齿轮。盘车装置之投入或退出，均可自动实现，当自动不好或失灵时，可通过人工操作啮合手柄实现盘车啮合。221盘车装置投入工作工程如下：通过人工操作啮合手柄或由气缸带动啮合，通过杠杆推动摇摆壳绕 O 朝逆时针方向摇摆 18 度，使摇摆齿轮与转子的盘车齿轮啮合，由于摇摆壳连同4 个齿轮的重心位于中间轴O 的右侧靠近O 侧，因此这个位置摇摆壳刚好

26、处于不平衡状态，但在盘车装置摇摆齿轮带动转子转动的反作用力下使摇摆架上的销柱停留顶杆椭圆孔的右上位置并保持。2盘车装置的自动退出：当转子转速大于盘车转速后，盘车装置便可自动退出工作。在转子冲转升速 时，盘车齿轮的转速突然上升，而摇摆齿轮11 因受电机驱动，转速维持不变，这样由盘车齿轮产生的反力矩将摇摆齿轮甩出，此时汽缸在失气自由状态，于是摇摆壳在重力作用下，围绕中心轴O 顺时针摇摆 18 度，并使摇摆壳的销柱停留在顶杆椭圆孔的左下方，盘车装置就此自动脱开，摇摆壳处于平衡状态。但是，当机组处于盘车状态时，假设停运盘车装置，则转子的盘车齿轮与摇摆齿轮在啮合状态下停顿转动，由于二者啮合力的作用，摇摆

27、齿轮不会离开其啮合位置。盘车装置有以下功能：手动启动：人工操作啮合手柄啮合，或当啮合条件满足机组转速为0 且高压调门全关时，在就地把握盘或CRT 上按“ENAGR”按钮，使气缸动作，盘车啮合，然后在就地或集控室 CRT 上按“ENAGR” 按钮，盘车马达启动。自动启动：假设就地开关在“AUTO”位置，就地选择开关在“LOCAL”位置，当机组停机时，惰走到零转速且高压调门全关时，盘车马达自启动，0.5 秒后再停，9.5 秒后发出盘车啮合指令，气缸动作盘车齿轮啮合，20 秒后再次启动盘车马达，盘车就此开头正常工作。盘车齿轮啮合15 秒后，啮合信号消逝，气缸失气。当主汽轮机轴承油压小于 110kpa、啮合脱开或电气故障时，盘车马达自停。三发电机机务局部简介：图 26 盘车构造图发电机机务局部主要包括机侧和励侧轴瓦、密封瓦及氢气、油、冷却水系统安装。