1、第1节 汽轮机概述一、汽轮机基本概念一、汽轮机基本概念汽轮机是能将蒸汽热能转化为机械功的回转式机械，来自锅炉的蒸汽进入汽轮机后，依次经过一系列环形配置的喷嘴和动叶，将蒸汽的热能转化为汽轮机转子旋转的机械能。级：一列喷嘴和其后的一列动叶组成的级。单级汽轮机：只有一个级组成的汽轮机多级汽轮机：由多个级组成的汽轮机冲动式汽轮机：蒸汽在喷嘴中膨胀，动叶中做功的 汽轮机。反动式汽轮机：蒸汽在喷嘴和动叶中各膨胀50%汽轮机。二、汽轮机的结构汽轮机主要是由汽缸、转子、轴承、密封装置、联轴器、调节机构、控制机构、润滑系统等组成，对凝汽式汽轮机还有凝气器等附属设备。1.汽缸汽缸汽缸是汽轮机的外壳，其作用是将汽轮
2、机的通流部分与大气隔开，形成封闭的汽室，保证蒸汽在汽轮机内部完成能量的转换过程，汽缸内安装着喷嘴室、隔板、隔板套等零部件；汽缸外连接着进汽、排汽、抽汽等管道。1.汽缸汽缸汽缸的高、中压段一般采用合金钢或碳钢铸造结构，低压段可根据容量和结构要求，采用铸造结构或由简单铸件、型钢及钢板焊接的焊接结构。汽缸有单层缸和双层缸两种形式。单层缸多用于中低参数的汽轮机。双层缸适用于参数相对较高的汽轮机。高压内缸由水平中分面分开，形成上、下缸，内缸支承在外缸的水平中分面上。高压外缸由前后共四个猫爪支撑在轴承箱上。猫爪由下缸一起铸出，位于下缸的上部，这样使支承点保持在水平中心线上。外缸两端猫爪1.汽缸汽缸中压缸由
3、中压内缸和中压外缸组成。中压内缸在水平中分面上分开，形成上下汽缸，内缸支承在外缸的水平中分面上，采用在外缸上加工出来的一外凸台和在内缸上的一个环形槽相互配合，保持内缸在轴向的位置。中压外缸由水平中分面分开，形成上下汽缸。中压外缸也以前后两对猫爪分别支撑在轴承箱上。低压缸的上半和下半均在垂直方向被分为三个部分，但在安装时，上缸垂直结合面已用螺栓连成一体，因此汽缸上半可作为一个零件起吊。低压外缸由裙式台板支承，此台板与汽缸下半制成一体，并沿汽缸下半向两端延伸。低压内缸支承在外缸上。每块裙式台板分别安装在被灌浆固定在基础上的基础台板上。低压缸的位置由裙式台板和基础台板之间的滑销固定。2、转子、转子转
4、子是汽轮机的核心部件。汽轮机转子由轴及装配在轴上的叶轮等零件组成，工作时做旋转运动。转子在装配上所有的叶片后，进行全速转动试验和精确动平衡。（1）套装转子）套装转子叶轮、轴封套、联轴节等部件都是分别加工后，热套在阶梯型主轴上的。各部件与主轴之间采用过盈配合，以防止叶轮等因离心力及温差作用引起松动，并用键传递力矩。中低压汽轮机的转子和高压汽轮机的低压转子常采用套装结构。套装转子在高温下，叶轮与主轴易发生松动。所以不宜作为高温汽轮机的高压转子。1-油封环 2-油封套 3-轴 4-动叶槽 5-叶轮 6-平衡槽（2）整锻转子）整锻转子叶轮、轴封套、联轴节等部件与主轴是由一整锻件削而成，无热套部分，这解
5、决了高温下叶轮与轴连接容易松动的问题。这种转子常用于大型汽轮机的高、中压转子。结构紧凑，对启动和变工况适应性强，宜于高温下运行，转子刚性好，但是锻件大，加工工艺要求高，加工周期长，大锻件质量难以保证。（3）组合转子）组合转子由整锻结构套装结构组合而成，兼有两种转子的优点。3.联轴器（1）凸缘联轴器结构简单，尺寸小；工作不需要润滑，没有噪声；但是传递振动和轴向位移，对中性要求高。（2）弹性膜片联轴器膜片联轴器靠膜片的弹性变形来补偿所联两轴的相对位移，不用润滑，结构较紧凑，强度高，使用寿命长，无旋转间隙，适用于高温、高速、有腐蚀介质工况环境的轴系传动，广泛用于各种机械装置的轴系传动，如水泵（尤其是
6、大功率、化工泵）、风机、压缩机、液压机械、石油机械、印刷机械、纺织机械、化工机械、矿山机械，经动平衡后应用于高速传动轴系已比较普遍。与齿式联轴器相比，没有相对滑动，不需要润滑、密封，无噪声，基本不用维修，制造较方便，可部分代替齿式联轴器。膜片联轴器在国际上工业发达国家应用已很普遍,在实际应 用中一般采用接中间轴型，以提高两轴线偏移补偿性能。（3）挠性联轴器齿式联轴器是由齿数相同的内齿圈和带外齿的凸缘半联轴器等零件组成。外齿分为直齿和鼓形齿两种齿形，鼓形齿将外齿制成球面，球面中心在齿轮轴线上，齿侧间隙较一般齿轮大，鼓形齿联轴器可允许较大的角位移（相对于直齿联轴器），可改善齿的接触条件，提高传递转
7、矩的能力，延长使用寿命。4.隔板隔板用于将汽缸分成若干个汽室，固定静叶片。4.隔板-吊装 4.隔板-与汽封5.叶片汽轮机叶片有静叶片和动叶片。静叶片安装在隔板上，动叶片安装在转子叶轮或转鼓上，接受喷嘴叶栅射出的高速气流，把蒸汽的动能转换成机械能，使转子旋转。叶片一般由叶型、叶根和叶顶三个部分组成。5.叶片叶片-检查检查5.叶片叶片-类型类型叶型是叶片的工作部分，相邻叶片的叶型部分之间构成汽流通道，蒸汽流过时将动能转换成机械能。按叶型部分横截面的变化规律，叶片可以分为等截面直叶片、变截面直叶片、扭叶片、弯扭叶片。等截面直叶片：断面型线和面积沿叶高是相同的，加工方便，制造成本较低，有利于在部分级实
8、现叶型通用等优点。但是气动性能差，主要用于短叶片。弯扭叶片：截面型心的连线连续发生扭转，具有良好的拨动特性及强度，但制造工艺复杂，主要用于长叶片。5.叶片叶片-类型与加工类型与加工拉筋：拉筋的作用是增加叶片的刚性，以改善其振动特性。但是拉筋增加了蒸汽流动损失，同时拉筋还会削弱叶片的强度，因此在满足了叶片振动要求的情况下，应尽量避免采用拉筋，有的长叶片就设计成自由叶片。5.叶片叶片-根本、顶部结构与固定根本、顶部结构与固定 汽轮机的短叶片和中长叶片通常在叶顶用围带连在一起，构成叶片组。长叶片在叶身中部用拉筋连接成组。围带的作用：增加叶片刚性，改变叶片的自振频率，以避开共振，从而提高了叶片的振动安
9、全性；减小汽流产生的弯应力；可使叶片构成封闭通道，并可装置围带汽封，减小叶片顶部的漏气损失。5-叶片叶片-汽轮机汽轮机T型类叶根动叶型类叶根动叶T形叶根：加工装配方便，多用于中长叶片5.叶片-汽轮机动叶片安装 6.轴承轴承轴承是汽轮机一个重要的组成部分，分为径向支持轴承和推力轴承两种类型，它们用来承受转子的全部重力并且确定转子在汽缸中的正确位置。三、汽轮机工作原理与设备组成汽轮机工作原理与设备组成 1.汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械能的机械，蒸汽在喷嘴中发生膨胀，压力降低，速度增加，热能转变为动能，高速汽流流经动叶片3时，由于汽流方向改变，产生了对叶片的冲动力，推动叶轮2旋转做功，将蒸汽的动能
10、变成轴旋转的机械能。1-轴；2-叶轮；3-动叶片；4-喷嘴 三、汽轮机工作原理与设备组成汽轮机工作原理与设备组成2.汽轮机设备组成 1-主汽阀 2-调节阀 3-汽轮机 4-凝汽器 5-抽汽器6-循环水泵 7-凝结水泵 8-低压加热器 9-除氧器 10-除水泵 11-高压加热器三、汽轮机工作原理与设备组成汽轮机工作原理与设备组成为了调节汽轮机的功率和转速，每台汽轮机有一套由调节装置组成的调节系统。为保证汽轮机安全运行，配有一套自动保护装置，以便在异常情况下发出警报，在危急情况下自动关闭主汽阀，使之停运。油系统调节系统和保护装置常用压力油来传递信号和操纵有关部件。汽轮机的各个轴承也需要油润滑和冷却，因而每台汽轮机都配有一套润滑油系统。
