1、别别 志志l汽轮机是一种将蒸汽热能转化为机汽轮机是一种将蒸汽热能转化为机械能的回转式原动机。械能的回转式原动机。l 汽轮机是将蒸汽的能量转换为机械功的旋转式动力机械，是蒸汽动力装置的主要设备之一。汽轮机是一种透平机械，又称蒸汽透平。l 透平turbine 将流体介质中蕴有的能量转换成机械功的机器，又称涡轮、涡轮机。透平是英文turbine的音译，原意为旋转物体。透平最主要的部件是旋转元件（转子或称叶轮），被安装在透平轴上，具有沿圆周均匀排列的叶片。流体所具有的能量在流动中经过喷管时转换成动能，流过转子时流体冲击叶片，推动转子转动，从而驱动透平轴旋转。透平轴直接或经传动机构带动其他机械，输出机械
2、功。l20世纪初，汽轮机就已成为主要的火力发电设备，并作为船舶动力装置的主机，代替了部分蒸汽机。此后汽轮机的发展主要结合锅炉的改进，增加功率、提高热效率、降低材料消耗和造价。第二次世界大战后，为提高热效率，大型电站汽轮机一度趋向于采用超临界蒸汽参数，蒸汽压力达3035兆帕，温度达593650，但因需要昂贵的奥氏体不锈钢制造锅炉。 后来选用的蒸汽参数有所下降。l汽轮机的出现推动了电力工业的发展，到20世纪初，电站汽轮机单机功率已达10兆瓦。随着电力应用的日益广泛，美国纽约等大城市的电站尖峰负荷在20年代已接近1000兆瓦，如果单机功率只有10兆瓦，则需要装机近百台，因此20年代时单机功率就已增大
3、到60兆瓦，30年代初又出现了165兆瓦和208兆瓦的汽轮机。 此后的经济衰退和第二次世界大战期间爆发，使汽轮机单机功率的增大处于停顿状态。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增大，陆续出现了325600兆瓦的大型汽轮机；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300600兆瓦。l美国美国 通用电气公司、西屋电气公司通用电气公司、西屋电气公司l日本日本 日立制作所、东芝电器会社、三日立制作所、东芝电器会社、三 菱重工株式会社菱重工株式会社l瑞士瑞士 BBC公司公司 l中国中国 哈尔滨汽轮机厂、上海汽轮机厂、哈
4、尔滨汽轮机厂、上海汽轮机厂、东方汽轮机厂、北京重型电机厂、青岛东方汽轮机厂、北京重型电机厂、青岛汽轮厂、武汉汽轮发电机厂、杭州汽轮汽轮厂、武汉汽轮发电机厂、杭州汽轮机厂、南京汽轮发电机厂机厂、南京汽轮发电机厂4、汽轮机生产厂家（1）国内（单位：MW）l上海汽轮机厂 l哈尔滨汽轮机厂 125、300、600、1000 200、300、600、1000l东方汽轮机厂 200、300、600、1000l北京重型电机厂 100、200、350、600l青岛汽轮机厂 中小型汽轮机l南京汽轮发电机厂 中小型汽轮机、燃气轮机l杭州汽轮机厂 工业汽轮机（2）国外l美国：GE、WHl德国：KWU（SIEMENS
5、）l瑞士：BBC、ABBl法国：ALSTHOMl日本：MHI、TOS、HITl英国：GECl俄罗斯：列宁格勒金属工厂、哈尔科夫汽轮机厂l意大利：l NK（HG）25/29/25 l N进汽参数标记（进汽参数标记（N-外缸受常压、外缸受常压、H-外缸受外缸受高压）高压）l K排汽段标记排汽段标记(K-凝汽式汽轮机、凝汽式汽轮机、G-背压式汽背压式汽轮机轮机)l 25-外缸标识尺寸外缸标识尺寸(外缸轮室内半径外缸轮室内半径)l 29-转子标识尺寸转子标识尺寸(指末级转子根径指末级转子根径)l 25-延长段标记，延长段标记，25代表延长段为代表延长段为25cml1.1汽轮机的种类很多，目前石油化工在
6、用汽轮机的种类很多，目前石油化工在用的汽轮机，通常按其排气方式分类：的汽轮机，通常按其排气方式分类：1.1.1凝汽式汽轮机凝汽式汽轮机 汽轮机的排汽进汽轮机的排汽进入凝汽器，蒸汽在低入凝汽器，蒸汽在低于大气压情况下凝结。于大气压情况下凝结。凝结水被引回作锅炉凝结水被引回作锅炉给水的一部分，排汽给水的一部分，排汽凝结放出热量不再利凝结放出热量不再利用。用。 l 凝汽式汽轮机结构图l1排汽缸； 2上汽缸； 3调节阀； 4调速机构； 5前轴承座； 6危急保安器；7推力轴承； 8前轴承； 9高压端汽封； 10转子； 11下汽缸；12后轴承座；13联轴器； 14后轴承； 15油封； 16低压端汽封； 1
7、7喷嘴；1825隔板；26分流隔板； 27动叶片； 28隔板汽封； 29叶轮； 30挠性板 凝汽器是热力循环的冷源。其基本功能是接收汽轮机的排汽并将其凝结成水，使凝汽器是热力循环的冷源。其基本功能是接收汽轮机的排汽并将其凝结成水，使汽轮机排汽口形成最佳真空，使工质膨胀到最低压力，尽可能多地将蒸汽热能转换为汽轮机排汽口形成最佳真空，使工质膨胀到最低压力，尽可能多地将蒸汽热能转换为机械能。凝汽器是一个工作在真空条件下的表面式热交换器，其具体功能有：机械能。凝汽器是一个工作在真空条件下的表面式热交换器，其具体功能有：1 1）冷却汽轮机的排汽，使之凝结为水，使凝汽器形成机组安全、经济运行的真空。）冷却
8、汽轮机的排汽，使之凝结为水，使凝汽器形成机组安全、经济运行的真空。2 2）把排汽的凝结水循环使用。）把排汽的凝结水循环使用。3 3）在正常运行时，凝汽器还可以起到一级真空除氧器的作用，能够除去凝结水中所）在正常运行时，凝汽器还可以起到一级真空除氧器的作用，能够除去凝结水中所含有的气体，从而提高水的质量，防止设备腐蚀。含有的气体，从而提高水的质量，防止设备腐蚀。l凝汽系统包括：凝汽系统包括： 凝汽器凝汽器 抽空器抽空器 凝结水泵凝结水泵 疏水联箱疏水联箱l凝汽器凝汽器 l 凝汽器在汽轮机装置中执行冷源的任务，系凝汽器在汽轮机装置中执行冷源的任务，系将凝汽式汽轮机的排汽凝结成水并带走蒸汽凝将凝汽式
9、汽轮机的排汽凝结成水并带走蒸汽凝结时放出的热量，建立和维持汽轮机排汽口形结时放出的热量，建立和维持汽轮机排汽口形成真空使进入汽轮机的蒸汽膨胀到尽可能低的成真空使进入汽轮机的蒸汽膨胀到尽可能低的有利压力，增加蒸汽的可用焓降；且将凝结水有利压力，增加蒸汽的可用焓降；且将凝结水重新送往锅炉，作为锅炉的给水，重新送往锅炉，作为锅炉的给水， 循环使用，循环使用， 从而提高整个装置的热经济性。从而提高整个装置的热经济性。 l抽气器抽气器l 抽气器的任务是将通抽气器的任务是将通过处于负压的汽轮机凝过处于负压的汽轮机凝汽器及管道的不严密处汽器及管道的不严密处漏入凝汽器汽侧空间的漏入凝汽器汽侧空间的空气不断地抽
10、出，以保空气不断地抽出，以保持凝汽器的真空和良好持凝汽器的真空和良好的传热。的传热。 由于凝汽器或乏汽管等连接处的不严密，势必有由于凝汽器或乏汽管等连接处的不严密，势必有空气从外界漏入。为了保持凝汽器中有较高的真空度，空气从外界漏入。为了保持凝汽器中有较高的真空度，必须采用抽气设备将漏入的空气不断抽走，抽气器的必须采用抽气设备将漏入的空气不断抽走，抽气器的作用就是将凝汽器中的空气不断抽出，保持凝汽器的作用就是将凝汽器中的空气不断抽出，保持凝汽器的良好真空。良好真空。l投用步骤：投用步骤： l (1) 供冷却水；供冷却水；l (2) 起动凝结水泵；起动凝结水泵；l (3) 起动抽气设备；起动抽气
11、设备；l (4) 向汽封送密封蒸汽。向汽封送密封蒸汽。 引起真空下降的原因：引起真空下降的原因：l冷却水中断冷却水中断 l冷却水量不足冷却水量不足 l凝汽器满水凝汽器满水l凝汽器冷却面积垢凝汽器冷却面积垢 l真空系统漏气量增多真空系统漏气量增多l抽气器工作不正常抽气器工作不正常 汽轮机的排汽压力常高于大气压，排汽进入汽轮机的排汽压力常高于大气压，排汽进入蒸汽管网。蒸汽管网。 这种汽轮机中，当蒸汽经过若干个级的膨胀这种汽轮机中，当蒸汽经过若干个级的膨胀作功后，在汽缸上开有一个或多个抽汽口，将部作功后，在汽缸上开有一个或多个抽汽口，将部分蒸汽抽出随即进入热管网，供热用户使用。未分蒸汽抽出随即进入热
12、管网，供热用户使用。未抽出的蒸汽在汽轮机中继续膨胀作功。抽出的蒸汽在汽轮机中继续膨胀作功。 l抽汽式汽轮机，当蒸汽经过若干个级的膨胀做功后，将部分蒸汽从汽缸上开的一个或多个抽汽口抽出，随即进入热管网，供热用户使用。未抽出的蒸汽继续在汽轮机中膨胀做功。l1.2.1 冲动式汽轮机冲动式汽轮机 l冲动式汽轮机 ：l 由冲动级组成，其基本工作原理为：在冲动式汽轮机中，蒸汽主要在喷嘴中膨胀，压力降低，速度增加，在流经动叶片时压力和速度保持不变，只是改变了汽流方向，因此，对动叶片产生了一个冲动力，叶轮在这个冲动力的作用下旋转做功。l反动式汽轮机 由反动级组成，其基本工作原理为：在反动式汽轮机中，蒸汽不仅在
13、喷嘴中膨胀加速，而且在流经动叶片通道时继续膨胀加速。因此，汽轮机动叶片不仅受到喷嘴出口高速汽流的冲动力作用，而且还受到蒸汽离开动叶片时的反作用力作用，叶轮在蒸汽的冲动力和反动力的联合作用下旋转做功。l混合式汽轮机 ：l 由冲动级和反动级共同组成，一般情况下，汽轮机的前几级为冲动级，后几级为反动级。近代常用的汽轮机，实际上用的大部分都是带反动度的冲动式汽轮机，动叶片中也有汽流膨胀，但比在喷嘴中膨胀的程度小些。l反动度是指蒸汽在汽轮机动叶片中膨胀的程度，反动度常用来表示。l纯冲动级的=0，意思是指蒸汽只在喷嘴中膨胀。反动级的=0.5，意思是指蒸汽的膨胀有一半在喷嘴中进行。带反动度的冲动级00.5。
14、带有不大反动度的冲动级使用最为广泛，它可以提高冲动式汽轮机的效率。l按汽轮机的结构形式可分为单级汽轮机和多级汽轮机两种。l（1）单级汽轮机 通流部分只有一级叶轮，通常为背压式汽轮机。多用于驱动泵、风机等小型设备。l（2）多级汽轮机 通流部分有两级以上的叶轮。可为凝汽式、背压式、抽汽凝汽式、多压式汽轮机等。多用于驱动离心压缩机、发电机等大型设备。l汽轮机是一种利用蒸汽带动的原动机。利汽轮机是一种利用蒸汽带动的原动机。利用蒸汽的膨胀，使其一部分热能转变为具用蒸汽的膨胀，使其一部分热能转变为具有高速的气流，推动叶轮旋转而转变为动有高速的气流，推动叶轮旋转而转变为动能。通过喷嘴以后，能。通过喷嘴以后，
15、 蒸汽焓降很大，此热蒸汽焓降很大，此热 量转变为流出后蒸汽量转变为流出后蒸汽 的动能的动能。 汽轮机的叶轮由轮缘部分、轮毂部分和轮体部分组成。汽轮机的叶轮由轮缘部分、轮毂部分和轮体部分组成。 轮缘部分：是安装叶片的部分，具有与叶根相配合的轮缘部分：是安装叶片的部分，具有与叶根相配合的形状，大多数轮缘具有比轮体大的截面。形状，大多数轮缘具有比轮体大的截面。 轮毂部分：将叶轮套在主轴上的配合部分。只有套装轮毂部分：将叶轮套在主轴上的配合部分。只有套装转子才有。转子才有。 轮体部分：轮缘与轮毂的连接部分，其断面根据不同轮体部分：轮缘与轮毂的连接部分，其断面根据不同的受力情况而确定。轮体断面型线主要有
16、：等厚度叶轮、的受力情况而确定。轮体断面型线主要有：等厚度叶轮、锥形叶轮、双曲线叶轮及等强度叶轮。锥形叶轮、双曲线叶轮及等强度叶轮。 汽轮机动叶片又称动叶栅，它一般由叶汽轮机动叶片又称动叶栅，它一般由叶型、叶根和叶顶三部分组成型、叶根和叶顶三部分组成。动叶片是汽轮。动叶片是汽轮机最重要的零件之一，其形状对汽轮机的效机最重要的零件之一，其形状对汽轮机的效率有直接的影响。调节级动叶片由于要承受率有直接的影响。调节级动叶片由于要承受很高的离心力，所以，通常把动叶片加工成很高的离心力，所以，通常把动叶片加工成有跨状叶根和整体铣成的围带的结构。有跨状叶根和整体铣成的围带的结构。 汽轮机高压部分动叶片的顶
17、部通常装有围带，汽轮机高压部分动叶片的顶部通常装有围带，围带的作用主要是增加叶片的刚性、减少蒸围带的作用主要是增加叶片的刚性、减少蒸汽从叶顶处损失、改变叶片的自振频率从而汽从叶顶处损失、改变叶片的自振频率从而避开共振避开共振。 凝汽式汽轮机低压部分的动叶片通常采凝汽式汽轮机低压部分的动叶片通常采用自由状态的扭曲和变截面的叶片。用自由状态的扭曲和变截面的叶片。 一般情况下，汽轮机转子的轴向推力一般情况下，汽轮机转子的轴向推力主要来源于蒸汽作用于动叶片上的轴向分主要来源于蒸汽作用于动叶片上的轴向分力、动叶片和叶轮的前后压差、轴变径产力、动叶片和叶轮的前后压差、轴变径产生的压差等。生的压差等。1作用
18、于动叶片上的轴向分力作用于动叶片上的轴向分力汽轮机转子工作时，蒸汽作用在动叶片上的力除沿圆周汽轮机转子工作时，蒸汽作用在动叶片上的力除沿圆周方向的力外，还有一个沿轴向的分力，这使转子产生一方向的力外，还有一个沿轴向的分力，这使转子产生一定的轴向力。现代应用的汽轮机大都带有一定的反动度，定的轴向力。现代应用的汽轮机大都带有一定的反动度，动叶片前后存在一定的压差，该压差也会使动叶片产生动叶片前后存在一定的压差，该压差也会使动叶片产生轴向力。轴向力。2作用在叶轮上的轴向力作用在叶轮上的轴向力在冲动式汽轮机在冲动式汽轮机(带有一定反动度带有一定反动度)中，叶轮前后存在一中，叶轮前后存在一定的压差，由于
19、叶轮面积较大。所以，它产生一定的轴定的压差，由于叶轮面积较大。所以，它产生一定的轴向推力。向推力。3由于轴变径产生的轴向力由于轴变径产生的轴向力由于汽轮机主轴变径形成的阶梯形、锥面、凸肩等也存由于汽轮机主轴变径形成的阶梯形、锥面、凸肩等也存在一定的压差。所以，也会使转子产生轴向推力。在一定的压差。所以，也会使转子产生轴向推力。l汽轮机正常工作时，转子上受到很大的汽轮机正常工作时，转子上受到很大的轴向推力，其中的大部分由平衡装置平轴向推力，其中的大部分由平衡装置平衡掉，小部分由止推轴承承受。在汽轮衡掉，小部分由止推轴承承受。在汽轮机中，平衡轴向力的常用方法有平衡活机中，平衡轴向力的常用方法有平衡
20、活塞、开平衡孔、采用相反流动的布置方塞、开平衡孔、采用相反流动的布置方法等。法等。1平衡活塞平衡活塞 在大型反动式多级汽轮机中，通常在转子前端设有平衡活塞。靠在大型反动式多级汽轮机中，通常在转子前端设有平衡活塞。靠汽缸侧为高压蒸汽，另一侧为低压蒸汽。这样，在平衡活塞上就汽缸侧为高压蒸汽，另一侧为低压蒸汽。这样，在平衡活塞上就产生了一个与转子轴向力方向相反的轴向推力，以抵消转子大部产生了一个与转子轴向力方向相反的轴向推力，以抵消转子大部分的轴向力。分的轴向力。2开平衡孔开平衡孔 在冲动式汽轮机中，通常在叶轮上开几个孔，这样叶轮两侧的蒸在冲动式汽轮机中，通常在叶轮上开几个孔，这样叶轮两侧的蒸汽可相
21、互流动，使轮盘两侧的蒸汽压力差减少，从而减少轮盘的汽可相互流动，使轮盘两侧的蒸汽压力差减少，从而减少轮盘的轴向推力。平衡孔一般为奇数，通常开轴向推力。平衡孔一般为奇数，通常开5个或个或7个（也有开偶数个（也有开偶数的），这样可避免在同一径向截面上开设两个平衡孔，从而使叶的），这样可避免在同一径向截面上开设两个平衡孔，从而使叶轮截面强度不过分削弱。轮截面强度不过分削弱。3用相反流动的布置方法用相反流动的布置方法 把蒸汽在汽轮机内的流动方向布置成相反的，使产生的轴向推力把蒸汽在汽轮机内的流动方向布置成相反的，使产生的轴向推力方向相反，相互抵消达到平衡轴向力的目的。也可以让蒸汽在高方向相反，相互抵消
22、达到平衡轴向力的目的。也可以让蒸汽在高压缸和低压缸中的流动方向相反，使轴向力自动平衡。压缸和低压缸中的流动方向相反，使轴向力自动平衡。 汽轮机的级是汽轮机作功的最基本的单汽轮机的级是汽轮机作功的最基本的单元，在级中蒸汽的热能转换为转子旋转的动元，在级中蒸汽的热能转换为转子旋转的动能。它由喷嘴和叶片组成能。它由喷嘴和叶片组成。 具有一定压力、温度的蒸汽通过汽轮机的级时，首先在静具有一定压力、温度的蒸汽通过汽轮机的级时，首先在静叶栅通道中得到膨胀加速，将蒸汽的热能转化为高速汽流的动叶栅通道中得到膨胀加速，将蒸汽的热能转化为高速汽流的动能，然后进入动叶通道，在其中改变方向或者既改变方向同时能，然后进
23、入动叶通道，在其中改变方向或者既改变方向同时又膨胀加速，推动叶轮旋转，将高速汽流的动能转变为旋转机又膨胀加速，推动叶轮旋转，将高速汽流的动能转变为旋转机械能。械能。当汽流通过动叶通道时，由于受到动叶通道形状的限当汽流通过动叶通道时，由于受到动叶通道形状的限制而弯曲被迫改变方向，因而产生离心力，离心力作用于叶片制而弯曲被迫改变方向，因而产生离心力，离心力作用于叶片上，被称为上，被称为冲动力冲动力。这时蒸汽在汽轮机的级所作的机械功等于。这时蒸汽在汽轮机的级所作的机械功等于蒸汽微团流进、流出动叶通道时其动能的变化量。而这种级称蒸汽微团流进、流出动叶通道时其动能的变化量。而这种级称为冲动级。为冲动级。
24、：当汽流通过动叶通道时，一方面要改变方向，同时当汽流通过动叶通道时，一方面要改变方向，同时还要膨胀加速，前者会对叶片产生一个冲动力，后者会对叶还要膨胀加速，前者会对叶片产生一个冲动力，后者会对叶片产生一个反作用力，即片产生一个反作用力，即反动力反动力。蒸汽通过这种级，两种力。蒸汽通过这种级，两种力同时作功。通常称这种级为反动级。同时作功。通常称这种级为反动级。l 冲 动 级 有 三 种 不 同 的 形 式 ： ： 通常把反动度等于零的级称为纯冲动级。对于纯冲动级来说， = 、 = 0 、 = ，蒸汽流出动叶的速度C ,具有一定的动能 C未被利用而损失，称这种损失为余速损失，用 表示。 为了提高
25、级的效率，通常，冲动级也带有一定的反动度（ = 0.05 0.20 ) ，这种级称为带反动度的冲动级，它具有作功能力大、效率高的特点。 1p2pbh*nh*th2ch 由一组静叶栅和安装在同一叶轮上的两列动叶栅及一组介于第一、二列动叶栅之间、固定在汽缸上的导向叶栅所组成的级，称为复速级。第一列动叶栅通道流出汽流，其流速还相当大，为了利用这一部分动能，在第一列动叶栅之后装上一列导向叶栅以改变汽流的方向，使之顺利进入第二列动叶栅通道继续作功。复速级也采用一定的反动度。复速级具有作功能力大的特点。 通常把反动度 = 0.5的级称为反动级。对于反动级来说，蒸汽在静叶和动叶通道的膨胀程度相同，即是 ，
26、。反动级是在冲动力和反动力同时作用下作功。反动级的效率比冲动级高，但作功能力小。 *21*tnbhhh21pp 3.1 汽耗量汽耗量 汽轮机每小时消耗的蒸汽量叫汽耗量，汽轮机每小时消耗的蒸汽量叫汽耗量，也就是流过汽轮机的蒸汽流量，它是表明也就是流过汽轮机的蒸汽流量，它是表明汽轮机经济性的一个指标。汽轮机经济性的一个指标。 驱动发电机的汽轮机组，每发出驱动发电机的汽轮机组，每发出1度度电（电（1kWh）所需要的蒸汽量叫汽耗率）所需要的蒸汽量叫汽耗率（d），这是常用的重要经济指标，也叫），这是常用的重要经济指标，也叫“汽耗汽耗”。 汽轮机发电机组，每生产汽轮机发电机组，每生产1度电度电（1kWh）
27、所需要的热量叫热耗率（）所需要的热量叫热耗率（q），），它是汽轮机另一经济指标。它是汽轮机另一经济指标。l转动部分l静止部分l调速部分作用：作用：在工业汽轮机上常用的径向轴承有圆瓦轴承、椭圆瓦轴承、在工业汽轮机上常用的径向轴承有圆瓦轴承、椭圆瓦轴承、多油楔固定轴承和可倾瓦轴承，并且以可倾瓦轴承使用最多。可倾多油楔固定轴承和可倾瓦轴承，并且以可倾瓦轴承使用最多。可倾瓦轴承与上述轴承相比其优点是每一块瓦均能自由摆动，在任何情瓦轴承与上述轴承相比其优点是每一块瓦均能自由摆动，在任何情况下都能形成最佳油楔，高速稳定性好，不易发生油膜振荡，应用况下都能形成最佳油楔，高速稳定性好，不易发生油膜振荡，应用广
28、泛。广泛。 积木块系列工业汽轮机属于冲动级与反动级积木块系列工业汽轮机属于冲动级与反动级相结合的汽轮机，因而轴向推力较大，所以采用相结合的汽轮机，因而轴向推力较大，所以采用了平衡活塞来平衡大部分轴向推力。其余少量的了平衡活塞来平衡大部分轴向推力。其余少量的力由推力轴承承担，并传递给轴承座。力由推力轴承承担，并传递给轴承座。 米楔尔止推轴承止推块同基环直接接触，米楔尔止推轴承止推块同基环直接接触，是单层的；金斯伯雷止推轴承是止推块下还有是单层的；金斯伯雷止推轴承是止推块下还有上、下水准块，然后才是基环，是三层结构。上、下水准块，然后才是基环，是三层结构。l1、水冲击、水冲击l2、叶片积盐垢、叶片
29、积盐垢l3、隔板汽封间隙太大，或隔板接合面间、隔板汽封间隙太大，或隔板接合面间隙太大隙太大l4、油不清洁、油质劣化或夹杂污物，或、油不清洁、油质劣化或夹杂污物，或油中带水油中带水l5、缺油、缺油l6、推力瓦浇注、安装质量差、推力瓦浇注、安装质量差l7、推力盘不平正光滑，或推力盘紧力不、推力盘不平正光滑，或推力盘紧力不够，转时松弛够，转时松弛l8、推力盘紧力过大、推力盘紧力过大l9、轴承进油发生故障、轴承进油发生故障l10、机组膨胀不均匀、机组膨胀不均匀l11、特殊原因使得瞬时推力增大、特殊原因使得瞬时推力增大1汽缸；2上汽缸前猫爪；3前座架；4汽缸调整组件；5前轴承座；6轴承座调整组件；7拉杆
30、；8螺栓 拉杆的一端固定在上汽缸，另一端固定在前轴承座上，当汽缸膨胀或收缩时，拉杆推着前轴承座一起移动，使汽轮机动静部分的轴向间隙保持不变。 作用：后支座是支承汽缸和转子，并用作用：后支座是支承汽缸和转子，并用于这些部件相互位置的调整。于这些部件相互位置的调整。1排缸；2后轴承座；3排缸立销组件；4调整组件；5汽缸立销；6定位销；7基础底板；8排缸猫爪凝汽式与背压式汽轮机后机座有较大的区别，背压式汽轮机的后机凝汽式与背压式汽轮机后机座有较大的区别，背压式汽轮机的后机座没有排缸。凝汽式汽轮机后机座的结构如图所示，其通常由排缸、座没有排缸。凝汽式汽轮机后机座的结构如图所示，其通常由排缸、后轴承座、
31、汽缸立销组件等组成。后机座固定在汽轮机的基础底板后轴承座、汽缸立销组件等组成。后机座固定在汽轮机的基础底板上，用于支承汽缸和转子，使它们在各个方向保持正确位置并构成上，用于支承汽缸和转子，使它们在各个方向保持正确位置并构成汽轮机热膨胀的基准点（即死点）。汽轮机热膨胀的基准点（即死点）。 1排缸；2后轴承座；3排缸立销组件；4调整组件；5汽缸立销；6定位销；7基础底板；8排缸猫爪 约约180地盘动转子。地盘动转子。l在汽轮机冲转前和停机后使转子转动，以避免转子受热和冷却不均而产生热弯曲。l启动前盘动转子，可以检查动静部件间是否有摩擦、润滑油系统工作是否正常及主轴弯曲是否过大等。用来检查汽轮机是否
32、具备正常启动条件。 另外对较大机组，为使液压盘车装置不另外对较大机组，为使液压盘车装置不必设计得很大，常配置手动盘车装置作为辅必设计得很大，常配置手动盘车装置作为辅助设施用。助设施用。l借拉杆的摇动可以上下移动，拉杆下端通过一销借拉杆的摇动可以上下移动，拉杆下端通过一销轴与框架相连，拉杆上下移动带动框架，框架下轴与框架相连，拉杆上下移动带动框架，框架下端销轴拨动红套在转子上的棘轮，使转子盘动。端销轴拨动红套在转子上的棘轮，使转子盘动。l汽缸是汽轮机的外壳。汽轮机本体的主汽缸是汽轮机的外壳。汽轮机本体的主要零部件几乎都包含在汽缸内。它把通要零部件几乎都包含在汽缸内。它把通流部分与大气隔开，形成密
33、闭的汽室，流部分与大气隔开，形成密闭的汽室，保证蒸汽在汽轮机内完成能量转换过程。保证蒸汽在汽轮机内完成能量转换过程。汽缸内部装有喷嘴室、喷嘴、隔板、隔汽缸内部装有喷嘴室、喷嘴、隔板、隔板套和汽封等部件，并对它们进行支承；板套和汽封等部件，并对它们进行支承；汽缸外部装有调节汽阀、进、排汽管和汽缸外部装有调节汽阀、进、排汽管和抽汽管等。抽汽管等。l1）因为汽缸的内外有压力差，汽缸受到沿轴向）因为汽缸的内外有压力差，汽缸受到沿轴向逐渐减小的周向应力。在前区段缸内的压力高于逐渐减小的周向应力。在前区段缸内的压力高于大气压，缸壁便受着由内向外压差。然而凝汽式大气压，缸壁便受着由内向外压差。然而凝汽式汽轮
34、机的后区段受到由外向内的近于大气压的压汽轮机的后区段受到由外向内的近于大气压的压强。作用在汽缸壁各部分的力方向不同，大小也强。作用在汽缸壁各部分的力方向不同，大小也不同。因为蒸汽在缸内逐级膨胀，压强逐级降低，不同。因为蒸汽在缸内逐级膨胀，压强逐级降低，同时压强随工况的不同而变化着，尤其是在起动，同时压强随工况的不同而变化着，尤其是在起动，停机时候变化更剧烈。停机时候变化更剧烈。l2）喷咀和导叶持环加给汽缸的力：当蒸汽流过）喷咀和导叶持环加给汽缸的力：当蒸汽流过喷咀组和导叶持环上的导向叶片时，产生的反作喷咀组和导叶持环上的导向叶片时，产生的反作用力使汽缸受到一个与转动方向相反的力矩。此用力使汽缸
35、受到一个与转动方向相反的力矩。此力矩也随工况的变化不同而变化着。力矩也随工况的变化不同而变化着。l3）由蒸汽压力所产生汽缸的轴向拉应力。）由蒸汽压力所产生汽缸的轴向拉应力。l4）承受汽缸本身以及固定在汽缸上的另部）承受汽缸本身以及固定在汽缸上的另部件的重力。件的重力。l5）在大多数汽轮机的结构中，后轴承是支）在大多数汽轮机的结构中，后轴承是支持在排汽缸上的，因此汽缸还要承受转子持在排汽缸上的，因此汽缸还要承受转子的部分重量及由后轴承传来的振动。的部分重量及由后轴承传来的振动。l6）小型工业汽轮机的速关阀及蒸汽管道与）小型工业汽轮机的速关阀及蒸汽管道与汽缸直接连接，因此汽缸受到速关阀及蒸汽缸直接
36、连接，因此汽缸受到速关阀及蒸汽管道的牵制，特别是启动，停机时产生汽管道的牵制，特别是启动，停机时产生很大应力。很大应力。 7）在运行时，汽缸除了受到上述各种力的作用外，）在运行时，汽缸除了受到上述各种力的作用外，还有因温差而引起的热应力：还有因温差而引起的热应力：lA、由汽缸内外的温度差产生的热应力。、由汽缸内外的温度差产生的热应力。lB、由于汽缸高压段采用部分进汽，使汽缸横断面上、由于汽缸高压段采用部分进汽，使汽缸横断面上、下半出现温度差，汽缸周向产生了热应力。下半出现温度差，汽缸周向产生了热应力。lC、在汽轮机工况变化时，各级的温度，压力都在变化，、在汽轮机工况变化时，各级的温度，压力都在
37、变化，也引起汽缸沿轴向上温度差，产生了轴向热应力。也引起汽缸沿轴向上温度差，产生了轴向热应力。lD、起动、停机时，因为热蒸汽重度小，向上温度较高、起动、停机时，因为热蒸汽重度小，向上温度较高的蒸汽移动致使上汽缸比下汽缸温升速度快，而散热速的蒸汽移动致使上汽缸比下汽缸温升速度快，而散热速度慢，形成上下汽缸温差，造成了汽缸横断面上、下半度慢，形成上下汽缸温差，造成了汽缸横断面上、下半的热应力和热变形。特别是工作在湿蒸汽段的汽缸，其的热应力和热变形。特别是工作在湿蒸汽段的汽缸，其凝结水滴沉积在下半汽缸吸收大量的热造成上半，下半凝结水滴沉积在下半汽缸吸收大量的热造成上半，下半很大温差。另外在暖机不够充
38、分时，急速起动或紧急停很大温差。另外在暖机不够充分时，急速起动或紧急停机等情况下，汽缸的热应力及热变形也会很大。所以，机等情况下，汽缸的热应力及热变形也会很大。所以，在运行中应当充分暖机，及时疏水，加强盘车等，严格在运行中应当充分暖机，及时疏水，加强盘车等，严格规程是完全必要的。规程是完全必要的。 为了保证汽轮机汽缸在运行中的安全，使用为了保证汽轮机汽缸在运行中的安全，使用方便以及节约金属材料等，一般对汽缸的结构有方便以及节约金属材料等，一般对汽缸的结构有如下要求：如下要求：l1）应有足够的强度，刚度和良好的气动特性、）应有足够的强度，刚度和良好的气动特性、气密性和尽可能均匀的变形，汽缸外形、
39、结构力气密性和尽可能均匀的变形，汽缸外形、结构力求简单，对称，直径变化，缸壁厚变化，及其它求简单，对称，直径变化，缸壁厚变化，及其它尺寸应缓缓过渡，以避免尖角，锐边引起的应力尺寸应缓缓过渡，以避免尖角，锐边引起的应力集中。集中。l2）为了避免产生过大的热应力，除汽缸形状力）为了避免产生过大的热应力，除汽缸形状力求对称、壁厚均匀以外，还要保证汽缸能自由地求对称、壁厚均匀以外，还要保证汽缸能自由地热膨胀，有完全可靠的定位以及滑销系统来保证热膨胀，有完全可靠的定位以及滑销系统来保证转子与汽缸的同轴度，和最小的膨胀差。转子与汽缸的同轴度，和最小的膨胀差。l3）为合理使用金属材料，汽缸通过前区段，中）为
40、合理使用金属材料，汽缸通过前区段，中间段、后区段垂直中分面拼接。一般后区段可用间段、后区段垂直中分面拼接。一般后区段可用较便宜的铸铁件。较便宜的铸铁件。l4）力求加工制造，安装、检修及运输方便，也）力求加工制造，安装、检修及运输方便，也采用垂直中分面。为方便于装配和拆卸汽轮机，采用垂直中分面。为方便于装配和拆卸汽轮机，多数汽缸都做成水平剖分式，但要尽量避现平壁。多数汽缸都做成水平剖分式，但要尽量避现平壁。l5）在下汽缸最低处开有疏水孔，以便排除凝结）在下汽缸最低处开有疏水孔，以便排除凝结水。水。 由于工业汽轮机的用户要求各异，所由于工业汽轮机的用户要求各异，所以汽缸的结构几乎各不相同：以汽缸的
41、结构几乎各不相同：l1）整体型汽缸：）整体型汽缸：l2）钟罩型汽缸：）钟罩型汽缸：l3）双喇叭型汽缸：）双喇叭型汽缸：l汽轮机通汽部分的动、汽轮机通汽部分的动、静部分之间，为了防止静部分之间，为了防止碰擦，必须留有一定的碰擦，必须留有一定的间隙。而间隙的存在必间隙。而间隙的存在必将导致漏汽，使汽轮机将导致漏汽，使汽轮机的经济性下降。为了解的经济性下降。为了解决这一矛盾，在汽轮机决这一矛盾，在汽轮机动、静部件的有关部位动、静部件的有关部位设有密封装置，通常称设有密封装置，通常称为汽封。为汽封。l汽封装置有曲径式、碳精式和水封式三种。汽封装置有曲径式、碳精式和水封式三种。目前汽轮机所采用的一般都是
42、曲径式汽封，目前汽轮机所采用的一般都是曲径式汽封，又称迷宫式汽封。较广泛采用的是梳齿形又称迷宫式汽封。较广泛采用的是梳齿形曲径汽封。曲径汽封。l汽轮机高压端的轴封可以减少汽缸内的高压蒸汽轮机高压端的轴封可以减少汽缸内的高压蒸汽外漏，但总是会有少量蒸汽外漏，不仅造成汽外漏，但总是会有少量蒸汽外漏，不仅造成能量损失，而且也影响安全。凝汽式汽轮机低能量损失，而且也影响安全。凝汽式汽轮机低压端轴封的作用是阻止外界空气漏人汽缸，从压端轴封的作用是阻止外界空气漏人汽缸，从而破坏凝汽器的真空，使汽轮机的排汽压力提而破坏凝汽器的真空，使汽轮机的排汽压力提高，降低机组的经济性高，降低机组的经济性。为了回收高压端
43、漏出。为了回收高压端漏出的蒸汽和阻止外界空气由低压端漏人，汽轮机的蒸汽和阻止外界空气由低压端漏人，汽轮机均设置有汽封系统。均设置有汽封系统。l（1）前后汽封：按其安装位置分有前汽封，后）前后汽封：按其安装位置分有前汽封，后汽封。按用途分有内汽封、外汽封、负压汽封汽封。按用途分有内汽封、外汽封、负压汽封 汽封环上嵌有汽封齿，它与轴上的轴封齿汽封环上嵌有汽封齿，它与轴上的轴封齿（或曲径）一起组成互不接触的汽封结构，在转（或曲径）一起组成互不接触的汽封结构，在转动的轴与外缸间起密封作用。依次排列的汽封齿动的轴与外缸间起密封作用。依次排列的汽封齿构成迷宫式汽封，其密封原理是通过压力能转换构成迷宫式汽封
44、，其密封原理是通过压力能转换成流动速度，继而把动能以涡流而耗散，但是在成流动速度，继而把动能以涡流而耗散，但是在互不接触的汽封齿间隙中小量漏泄仍是不可避免互不接触的汽封齿间隙中小量漏泄仍是不可避免的。的。l在正压段汽封环中，绝大部分漏汽从其中间在正压段汽封环中，绝大部分漏汽从其中间区域被抽出，只有少量的蒸汽通过汽封环从区域被抽出，只有少量的蒸汽通过汽封环从汽封冒汽管排向大气。汽封冒汽管排向大气。在装汽封冒汽管的位置处，转子上车有一薄在装汽封冒汽管的位置处，转子上车有一薄薄的园盘，在旋转时由于离心作用，它会把薄的园盘，在旋转时由于离心作用，它会把汽封环末端的空气及泄漏的蒸汽甩向汽封冒汽封环末端的
45、空气及泄漏的蒸汽甩向汽封冒汽管，从而可防止汽封内漏出的汽，冲进对汽管，从而可防止汽封内漏出的汽，冲进对面的轴承座中去，污染润滑油。面的轴承座中去，污染润滑油。l负压汽封环的作用在于阻止空气进入汽负压汽封环的作用在于阻止空气进入汽缸，在其抽吸蒸汽口处须输入一股比大缸，在其抽吸蒸汽口处须输入一股比大气压稍高的蒸汽流，这股密封蒸汽可分气压稍高的蒸汽流，这股密封蒸汽可分为两部分，一部分流入汽缸，另一部分为两部分，一部分流入汽缸，另一部分通过汽封管逸入大气中，从而阻止空气通过汽封管逸入大气中，从而阻止空气进入排汽缸。进入排汽缸。排水：在汽封体的最低处开有一孔，从排水：在汽封体的最低处开有一孔，从而有效地
46、排除汽封体中的积水。而有效地排除汽封体中的积水。l用于抽汽汽轮机中的两个膨胀段之间用于抽汽汽轮机中的两个膨胀段之间的密封，该汽封前后的压差，将平衡的密封，该汽封前后的压差，将平衡蒸汽力在叶片通道上所产生的轴向推蒸汽力在叶片通道上所产生的轴向推力，因此汽封齿的中径根据这一推力力，因此汽封齿的中径根据这一推力大小来确定。大小来确定。1进汽；2蒸汽室上半；3角形环装配孔；4喷嘴组；5定位槽；6中分面螺栓孔；7蒸汽室下半； 8平衡活塞汽封； 9定位销； 蒸汽室前端外圆上的定位槽（5）与汽缸凸环相配合，既用于蒸汽室轴向定位又是蒸汽室轴向热膨胀的基准（即死点）。 蒸汽室内的汽封分为两部分，一是在蒸汽室上半
47、后端内圆上嵌装的汽封片，其作用是减少调节级漏汽损失；二是蒸汽室前端内圆上的汽封片，它与转子平衡活塞构成平衡活塞汽封。 蒸汽室通过其两侧法兰支撑在下汽缸，蒸汽室上下蒸汽室通过其两侧法兰支撑在下汽缸，蒸汽室上下中心可通过配作垫板的厚度来调整，垫板用螺钉固定在中心可通过配作垫板的厚度来调整，垫板用螺钉固定在下半汽室法兰支承面上。蒸汽室连同垫板一起可在径向下半汽室法兰支承面上。蒸汽室连同垫板一起可在径向方向水平滑移，径向方向的中心可以通过调节安装在蒸方向水平滑移，径向方向的中心可以通过调节安装在蒸汽室下部的偏心导柱来调整。汽室下部的偏心导柱来调整。l（1）喷咀室（蒸汽室）的作用：）喷咀室（蒸汽室）的作
48、用：喷咀室包括喷咀组以及与汽轮机转子平衡活塞相喷咀室包括喷咀组以及与汽轮机转子平衡活塞相对应的汽封环。蒸汽通过外缸阀门进入喷咀室，对应的汽封环。蒸汽通过外缸阀门进入喷咀室，通过能活动的角形密封环用来隔绝汽流直接进入通过能活动的角形密封环用来隔绝汽流直接进入汽缸内部。汽缸内部。汽封体包括镶入的汽封片，组成迷宫式汽封，喷汽封体包括镶入的汽封片，组成迷宫式汽封，喷咀室固定在外缸内的相应支承面上，通过汽封体咀室固定在外缸内的相应支承面上，通过汽封体上凹槽与喷咀室内的槽道相配，使喷咀室既能轴上凹槽与喷咀室内的槽道相配，使喷咀室既能轴向又能径向地保持其必需位置。向又能径向地保持其必需位置。l喷嘴是组成汽轮
49、机的主要部件之一。它的作用是喷嘴是组成汽轮机的主要部件之一。它的作用是把蒸汽的热能转变为高速汽流的动能，使高速汽把蒸汽的热能转变为高速汽流的动能，使高速汽流以一定的方向从喷嘴喷出，进入动叶栅，推动流以一定的方向从喷嘴喷出，进入动叶栅，推动叶轮旋转作功。叶轮旋转作功。l调节级喷咀，是直接安装在高压缸喷咀室上，调调节级喷咀，是直接安装在高压缸喷咀室上，调节级的喷咀根据需要分成几个弧段，每一个喷咀节级的喷咀根据需要分成几个弧段，每一个喷咀弧段由一个调节汽阀控制。弧段由一个调节汽阀控制。把单独铣制的喷咀块，依次地镶入喷咀室的槽道把单独铣制的喷咀块，依次地镶入喷咀室的槽道里，形成为整个喷咀弧，在喷咀弧上
50、用隔块与把里，形成为整个喷咀弧，在喷咀弧上用隔块与把喷咀弧分成几个弧段，各弧段之间因有隔块而互喷咀弧分成几个弧段，各弧段之间因有隔块而互不相通，最后把首块、末块与喷咀室焊牢。不相通，最后把首块、末块与喷咀室焊牢。l转子是用来安装叶片和其他元件，并作转子是用来安装叶片和其他元件，并作高速旋转，传递力矩，向外输出机械功高速旋转，传递力矩，向外输出机械功以驱动各种机械的部件。以驱动各种机械的部件。l整锻式转子的优点：轮鼓、受力优于套装轮整锻式转子的优点：轮鼓、受力优于套装轮盘。在运行中无轮盘与轴间松脱的问题，强盘。在运行中无轮盘与轴间松脱的问题，强度好，结构紧凑，省去了轮盘套装的工艺过度好，结构紧凑
