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1、汽轮机静止部分,一、汽缸,汽缸即汽轮机的外壳，它的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机械能的封闭汽室。,汽缸内装有：喷嘴室、喷嘴、隔板、隔板套、汽封等部件。汽缸外连接有进汽、排汽、回热抽汽等管道以及支承座架等。,汽 缸,为了便于制造、安装和检修，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。,为了合理利用材料以及使加工、运输方便，汽缸通常以垂直结合面分为两或三段，各段通过焊接或法兰螺栓连接紧固。,汽 缸,大功率机组一般设置法兰及螺栓加热装置,由于法兰比汽缸壁厚，螺栓与法兰又是局部接触，因此在启动时汽缸壁温度又比螺栓温度高，三者之间将存在一定的温差，
2、造成膨胀不一致，在这些部件中产生热应力，严重时将会引起塑性变形或拉断螺栓以及造成水平结合面翘起和汽缸裂纹等现象。为了减少汽缸、法兰和螺栓之间的温差，缩短启动时间，所以大功率机组汽轮机广泛采用了法兰和螺栓加热装置。,汽 缸,P174Lb4F3005,由于缸体的受力情况非常复杂，故导致其形状复杂，为了满足各种要求，汽轮机根据参数的不同分为高压缸、中压缸和低压缸。按每个汽缸的内部层次分为单层缸、双层缸和三层缸。,一般大机组高压缸为双层缸，低压缸为三层缸。,汽 缸,采用双层缸的优点,使高压缸缸壁、法兰相应减薄，节省了贵重金属材料。双层缸内通入夹层蒸汽，缩短了启动时间。采用了双层缸使机组在启停时，热应力
3、都相对减小。,汽 缸,高、中压缸的布置,高、中压合缸布置,再热器,HP,IP,汽 缸,合缸布置的优点,高、中压进汽部分都集中在汽缸的中部，即高温区在中间。且一般都采用双层缸，使汽缸温度分布均匀，热应力降低，汽缸变形的可能性减小。,合缸布置时，前后轴封均处于高、中压缸排汽部位，故其所承受压力、温度都较低，可使汽封漏汽量减少，而轴承的工作温度也得以降低，改善它的工作条件。,汽 缸,采用反向布置的通流部分和平衡活塞可使高、中压转子的轴向推力得到平衡。因此推力轴承的负荷减小，结构尺寸减小，有利于前轴承箱的布置。,采用高、中压合缸可以减少12个轴承，缩短了高、中压转子的长度，制造成本和维修工作量降低。,
4、汽 缸,高、中压合缸布置的缺点：,高、中压合缸布置时推力轴承常位于前轴承箱中，使机组的胀差不易控制；合缸后的汽缸形状复杂，转子和汽缸的几何尺寸相对单缸而言较大，管道布置困难。,汽 缸,汽轮机运行时汽缸承受的主要负荷,高压缸承受的蒸汽压力和低压缸因处于不同的真空状态下工作而承受的大气压力；汽缸、转子、隔板及隔板套等部件质量引起的静载荷；由于转子振动引起的交变动载荷；蒸汽流动产生的轴向推力和反推力；汽缸、法兰、螺栓等部件因温差而引起的热应力；主蒸汽管道、抽汽管道对汽缸产生的作用力。,P177Lb3F5017,汽轮机的配汽方式,汽轮机是同过调节进汽量来改变功率的，而调节进汽量的机构称配汽机构。,汽轮
5、机的配汽方式有：节流配汽 喷嘴配汽,汽 缸,汽轮机的节流配汽,进入汽轮机的的所有蒸汽都经过1个或几个同时启闭的调节汽阀后，再流向所有的第一级喷嘴，所以第一级为全周进汽，可使进汽部分的温度均匀，没有调节级，进汽量的改变依靠调节汽阀节流。此种调节方式存在节流损失，但各级温度随负荷变化的幅度大体相同，而且温度变化较小，减小了热应力及热变形。提高了机组运行的可靠性及对负荷变化的适应能力。,汽 缸,汽轮机的喷嘴配汽,汽轮机的第一级喷嘴不是整圈布置，而是分成几个独立的组，一个调节汽阀控制一个喷嘴组，喷嘴组有36个。喷嘴调节的汽轮机，在运行中，主汽阀全开，根据负荷的变化，各调节汽阀依次开启或关闭改变第一级（
6、调节级）的通流面积，以控制汽轮机的进汽量。此配汽方式，节流损失较小，但调节汽室及各高压级在变工况下的热应力变化较大。,汽 缸,汽轮机的进汽部分,高压缸前部分从调节汽阀到调节级喷嘴这段区域称为汽轮机的进汽部分，包括调节汽阀的汽室和喷嘴室，是汽缸中承受压力和温度最高的部分。,P88Lb5C1024,中压进汽部分为中压主汽阀和中压调节汽阀,它们可以联合起来称之为中压联合汽门。再热蒸汽从中压联合汽门出来，然后通过两根挠性导汽管导入中压缸第一级。两个联合汽阀分别对称安装在中压汽缸两侧运转平台上，每个再热联合汽阀与汽缸隔开，它通过挠性导汽管与中压下汽缸上的两根进汽管相连。,汽 缸,大功率凝汽式汽轮机的低压
7、缸，由于排汽压力低、排汽体积流量大，因而其体积大，排汽口数目多，是汽轮机最庞大的部件。机组在启动和低负荷时，流过低压缸的流量很小，不足以带走因鼓风摩擦所产生的热量，因此引起排汽温度升高，排汽缸的温度也升高。排汽缸的温度过高会引起汽缸热变形，使低压转子的中心线改变，造成机组振动。同时还可能使凝汽器铜管泄露。为了防止排汽温度过高，机组在低压缸内装有喷水减温装置。,汽 缸,二、滑 销 系 统,汽轮机在启停时汽缸的温度变化较大，将沿长、宽、高几个方向膨胀或收缩。为了保证汽缸定向自由膨胀，并能保证汽缸与转子中心一致，必须设置一套系统滑销系统。,P88Lb5C1023,滑销系统的作用,保证汽缸和转子的中心
8、一致，避免因机体膨胀造成中心变化，引起机组振动或动静之间摩擦；,保证汽缸能自由膨胀，以免发生过大应力引起变形。,使转子和静子轴向与径向间隙符合要求。,滑销系统,根据滑销的构造、安装位置和不同的作用，滑销可分为：,横销：其作用是允许汽缸在横向能自由膨胀。,纵销：其作用是允许汽缸沿纵向中心线能自由 膨胀，限制汽缸纵向中心线的横向移动。所有的纵销均在汽轮机的纵向中心线上。,死点：纵销中心线与横销中心线的交点。,汽缸膨胀时这点始终保持不动。,滑销系统,立销：其作用是保证汽缸在垂直方向能自由膨胀，并与纵销共同保持机组的纵向中心不变。所 有的立销均在机组的纵向中心线上。,猫爪横销：其作用是保证汽缸能横向膨
9、胀，同时随 着汽缸在轴向的膨胀和收缩，推动轴承座向 前或向后移动，以保证转子与汽缸的轴向相 对位置。,滑销系统,猫爪横销和立销共同保持汽缸的中心与轴承座的中心一致。,由于汽缸内外、隔板前后以及带反动度的动叶两侧存在压差，而相应各处动静部分之间又必须保持一定间隙以使它们不致相碰，因此必须设置汽封装置。,三、汽 封,汽封的作用,减少动静部分之间的间隙，减少漏汽，提高机组的效率；汽封的材料为软金属材料，可以避免设备的磨损，以保护设备；防止空气漏入汽缸，保持足够的真空度。,P89Lb5C2035,轴封：转子穿出汽缸两端处的汽封叫轴端 汽封，简称轴封。,高压轴封用来防止高压蒸汽漏出汽缸，造成工质损失，恶
10、化运行环境，并使轴颈加热或冲进轴承使润滑油质恶化；低压轴封则用来防止空气漏进汽缸，破坏凝汽器的正常工作。,汽 封,隔板内圆处的汽封叫隔板汽封，用来阻碍蒸汽绕过喷嘴而造成能量损失并使叶轮上的轴向推力增大。动叶栅顶部和根部处的汽封叫通流部分汽封，用来阻碍蒸汽从动叶栅两端散逸致使做功能力下降。,常用的汽封为曲径式汽封,汽 封,四、轴 承,汽轮机采用的轴承有径向支持轴承和轴向推力轴承两种。,径向支持轴承：是支承转子的重量及由于转子质量不平衡引起的离心力，并确定转子的径向位置，使其中心与汽缸中心保持一致。,轴向推力轴承：是承担蒸汽作用在转子上的轴向推力，并确定转子的轴向位置，使转子与静止部分保持一定的轴
11、向间隙。,轴承的工作原理,由于汽轮机的轴承是在高转速、大载荷的条件下工作，因此要求轴承工作必须安全可靠，摩擦力小，为了满足这个要求，汽轮机采用滑动轴承。,（一）径向支持轴承油膜的形成,为了满足油膜形成的条件，须使轴瓦的内孔直径略大于轴径的直径。当轴静止时，在转子自身重量的作用下，轴颈位于轴瓦内孔的下部，形成上部大、下部小的楔形间隙。,支持轴承的型式,按轴承支承方式分为：固定式轴承 自位式轴承,按轴瓦形状不同分为：圆筒形轴承 椭圆形轴承 多油楔轴承 可倾瓦轴承,P88Lb5C1028,（二）、推力轴承,汽轮机转子在运行时，要产生很大的轴向推力，尽管对大功率机组采用了汽缸对置排列及其它平衡轴向推力
12、的措施，但剩余的轴向推力仍然是很大的。特别是在发生事故（水冲击、甩负荷）时，还可能产生更大的瞬时轴向推力。故汽轮机都装有轴向推力轴承。,汽轮机上广泛采用密切尔式推力轴承,（三）、推力轴承油膜的形成,推力盘,瓦块,进油,排油,进油,排油,圆筒轴瓦的特点,圆筒轴瓦为单油楔轴瓦，顶部间隙等于两侧间隙之和，结构简单，易于检修，油量消耗少，摩擦耗功少，适用重载低速转动条件，在高速轻载条件下，油膜刚性差，容易引起振动。,P110Je5C2129,防止和消除油膜振荡的方法,增大比压；减小轴颈与轴瓦之间的接触度；降低润滑油的黏度；在下瓦适当位置上开泄油槽，降低油楔压力；调整轴承间隙，对于圆筒瓦及椭圆瓦，一般减少轴瓦顶部间隙，增大上瓦的乌金宽度，可以增加油膜阻尼；消除转子不平衡。,P95Lb4C3065,轴承油膜自激振荡,旋转的轴颈在滑动轴承中，带动油高速流动，在一定的条件下，高速油流反过来激励轴颈，产生一种强烈的自激振荡现象，这种现象称油膜振荡。而只有在转速高于第一临界转速的两倍时，才有可能发生油膜振荡。油膜振荡的振幅很大，会使轴承油膜破裂、轴颈与轴瓦碰撞以至损坏轴承。,引起轴承振动轴瓦方面的原因,轴瓦垫铁接触不良，轴瓦紧力不够；轴瓦乌金脱胎，乌金面油间隙不正常；油膜振荡。,P94Lb4c2057,衷心感谢各位学员,再 见,
