1、12 汽轮机简介 汽轮机作为一种原动机，它是从1890年瑞典工程师拉法尔制造出第一台功率仅为5马力的汽轮机起，至今已有100多年的历史，我国的第一台汽轮机是1949年在上海汽轮机制造，容量为6000千瓦，于1956年在淮南发电厂投产。汽轮机是火力发电站的主要设备之一，传统上汽轮机部套和系统分为主机、调节、和辅机三大类：主机：包括汽缸、转子、隔板、叶轮等部套调节：包括轴承座、轴承、调节器、进汽阀等部套以及调节油系统和润滑油系统等辅机：包括凝汽器、高低压加热器、抽汽器等部套及回热系统、轴封系统、给水系统和抽真空系统等3 汽轮机简介 汽轮机铸造业之所以能够迅速发展是因为：它的热效率高，凝汽式汽轮机组
2、的综合热效率达40%，供热机组热效率可达80。汽轮机是连续工作的回旋机械，它可已具有较大的功率。机组运行平稳，事故率较低，一般可保持3年左右大修，充分提高了设备利用率。正因为汽轮机有这些优点，所以被广泛用于拖动发电机、鼓风机、水泵及用作船舶的动力机械。4目录 第一章第一章 电厂基础知识电厂基础知识 第二章第二章 汽轮机的原理与分类汽轮机的原理与分类第三章第三章 汽轮机本体汽轮机本体第四章第四章 汽轮机调节保安系统汽轮机调节保安系统5第一章 电厂基础知识 第一节：火力发电厂简介火力发电厂概述 火力发电厂是利用化学燃料燃烧释放的热能发电的动力设施，包括燃料燃烧释热和热能电能转换以及电能输出的所有设
3、备、装置、仪表器件，以及为此目的设置在特定场所的建筑物、构筑物和所有有关生产和生活的附属设施。主要有蒸汽动力发电厂、燃气轮机发电厂、内燃机发电厂几种类型。1875年法国巴黎北火车站建成世界上第一座发电厂，为附近照明供电。1879年美国旧金山实验电厂是世界最早出售电力的电厂。我国在1882年英国商人开办的上海电光公司所属乍浦路电灯厂开始发电。6第一章 电厂基础知识 第一节：火力发电厂简介7第一章 电厂基础知识 第一节：火力发电厂简介火力发电厂的汽水系统由锅炉、汽轮机、凝汽器和给水泵等组成，它包括汽水循环、化学水处理和冷却水系统。汽水系统流程如图：8第一章 电厂基础知识 第一节：火力发电厂简介火力
4、发电厂燃烧系统由锅炉的输煤部分、燃烧部分和除灰部分组成。锅炉的燃烧系统如图：9电气系统：发电厂发出的电，除电厂消耗外，一般均经变压器升高电压后通过高压配电装置和输电线路向外送出。电厂厂用电由厂用变压器降低电压后通过厂用配电装置和电缆供厂内各种辅机设备和照明用电。电气系统如图：第一章 电厂基础知识 第一节：火力发电厂简介10一、热力学参数1、温度：物体表面的冷热程度2、压力:物体单位面积上所承受的垂直作用力3、绝对压力：容器内气体的真实压力。用P绝表示4、表压力：用压力表计测得的压力。用P表表示5、真空值：用真空表测得的数值。用H表示P绝P表+B大气压P绝=BH6、比容：单位质量工质所占有的体积
5、。符号：V 单位：立方米每公斤7、密度：单位容积内工质的质量。符号：单位：公斤每立方米8、能：含有动能;物体由于运动而具有的能量 位能（势能）：物体由于一定温度所具有的能 热能：物体内部分子由于热运动而具有的能量 内能：指储存与物体内部的能量。分：内动能，内位能第一章 电厂基础知识 第二节：电厂热力学基础知识119、功：凡力施加与物体，并使该物体沿作用力的方向产生位移，对物体做了功，单位时间内所做的功，叫功率。10、工质：实现热能向机械能转化的媒介物质就叫工质。11、热源和冷源：高温热源工质从中吸取热能的物体 低温热源接受工质排出热能的物体12、热量：热量是热力系通过边界与外界交换的一种能量，
6、是热力系和外界之间仅仅由于温度不同而传递的能量。13、热力循环：热力系统经过一系列变化回到初态，这一系列变化过程称为热力循环热力系统经过一系列变化回到初态，这一系列变化过程称为热力循环。14、定容过程：工质在状态变化过程中，其比容始终维持不变的热力过程称为定容过程。15、定压过程：工质在状态变化过程中，其压力始终维持不变的热力过程称为定压过程。（锅炉定压吸热；凝结器定压放热）第一章 电厂基础知识 第二节：电厂热力学基础知识16、定温过程：工质在状态变化过程中，其温度始终维持不变的热力过程称为定温过程。（饱和水吸热至饱和蒸汽）17、绝热过程：工质在状态变化过程中，其与外界在任一瞬间均无热量交换的
7、热力过程称为绝热过程。（给水泵绝热升压；汽轮机绝热降压）18、饱和水:当水的温度是在其对应压力下的饱和温度。18、饱和蒸汽：饱和水受热后产生的蒸汽。19、过热蒸汽：饱和蒸汽在压力不变的状态下，当其温度超过该压力下的饱和温度时，这种蒸汽称过热蒸汽，超过的温度叫过热度。20、朗肯循环：进入锅炉的给水定压吸热变成干饱和蒸汽，然后经过热器变成过热蒸汽，然后在汽轮机中绝热膨胀做功，排汽进入凝汽器定压放热，凝结成水，然后经给水泵绝热压缩再进入锅炉，往复形成循环，称朗肯循环。21、汽蚀现象：由于叶轮入口处压力低于工作水的饱和压力，引起一部分液体蒸发，汽泡进入压力较高的区域时，受压突然破裂，于是四周的液体就向
8、此处补充，造成水压冲击，可使附近金属表面逐步脱落，这种现象称为汽蚀现象。12第一章 电厂基础知识 第二节：电厂热力学基础知识1、回热循环：所谓给水加热就是利用从汽轮机某中间级后抽出部分蒸汽来加热给水，具有给水回热的循环叫做“回热循环”。2、中间再热循环：中间再热循环就是把汽轮机高压缸内做了功的蒸汽引到锅炉的中间再热器重新加热，使蒸汽的温度又得到提高，然后再引到汽轮机中压缸内继续做功，最后的乏汽排入凝汽器。这种热循环称中间再热循环。3、转子临界转速：当汽轮发电机达到某一转速时，机组发生剧烈振动，当转速离开这一转速值时振动迅速减弱以致恢复正常，这一使汽轮机组产生剧烈振动的转速，称为汽轮发电机转子的
9、临界转速。4、汽机冲转：利用主蒸汽将汽轮机转子从静止提到规定转速的过程。5、升速率：汽机冲转时设定的每分钟的转速。6、全速：汽轮机冲转后达到的额定转速。7、一次调频：一次调频是调速系统感受电网周波的变化，根据自身的静态特性，改变机组负荷，一次调频不能维持电网周波不变，只能缓和电网周波变化的程度。13第一章 电厂基础知识 第三节：汽轮机一些基本专业术语8、凝汽器端差：排汽温度与循环水排水温度之差。9、过冷度：凝结水温度比排汽温度低的数值就叫凝结水过冷度、10、故障、汽轮发电机组的正常运行方式遭到各种破坏的情况的统称。11、事故：凡正常运行的工况遭到破坏，被迫降低设备出力的，减少或停止对外供电，或
10、造成了设备损坏、人身伤亡时，统称为事故。12、滑参数停机：汽轮机停机时，在调速汽门全开的情况下，汽轮机负荷随着锅炉蒸汽参数的降低而下降，汽轮机金属温度也相应下降，直到负荷下降到零解列，这种停机方式叫滑参数停机。13、转子惰走时间：发电机解列后，从汽轮机主汽门、调门关闭时起，到转子完全静止这段时间叫转子惰走时间。14、差胀：汽轮机汽缸与转子之间的膨胀之差。15、猫拱背：通常汽轮机上汽缸温度高于下汽缸、上汽缸变形大于下汽缸，引起汽缸向上拱起，发生翘曲变形，俗称猫拱背。16、监视段压力：各抽汽段(除最末一、二级外)和调节级室的压力统称为监视段压力、14第一章 电厂基础知识 第三节：汽轮机一些基本专业
11、术语17、表面式加热器：冷热两种流体被壁面分开，在换热过程中，两种流体互不接触，热量由热流体通过壁面传递给冷流体。这种加热器，叫表面式加热器。18、混合式加热器：混合式加热器内的热量交换是依靠热流体和冷流体直接接触和互相混合来实现的，在热量传递的同时，伴随着质量的混合，这种加热器叫混合加热器。19、汽耗率：汽轮发电机组每生产1KWH的电所需要的蒸汽量。单位：kg/kwh20、热耗率：汽轮发电机组每生产1KWH的电所需要的热量。单位：kj/kwh21、主蒸汽：从锅炉过热器出来，汽轮机主汽阀前的蒸汽。22、再热蒸汽：从汽轮机高压缸做过功后又经过锅炉再热器加热出来，汽轮机中压汽阀前的蒸汽。23、抽汽
12、：从汽轮机某级抽出的蒸汽。24、汽轮机的级：由一列把蒸汽的热能转换成机械能的基本单元由一列动叶栅和静叶栅组成。15第一章 电厂基础知识 第三节：汽轮机一些基本专业术语25、暖机：送入一部分蒸汽让汽轮机在一定转速或一定负荷下维持一段时间运行，使汽轮机各部件均匀加热的过程。26、空负荷运行：汽轮机无输出功率（未并网），保持额定转速运行的状态。27、节流调节：所有调节汽阀同步动作，以改变汽轮机进汽量的调节方式。28、喷嘴调节：几个调节汽阀依次启闭，以改变汽轮机进汽量的调节方式。29、定压运行：汽轮机运行时，主蒸汽压力保持不变，用改变调节汽阀开度的方式来调整负荷。30、滑压运行：汽轮机运行时，各调节汽
13、阀保持在全开位置，用改变主蒸汽压力来调整负荷。31、危急遮断器动作转速：转速飞升达至危险程度时超速装置动作的转速。32、调频运行：通过调节系统来增减汽轮机的负荷，以控制电力系统频率在允许范围内变化的运行方式33、调相运行：用于改善电网中功率因数的汽轮发电机组带无功运行。16第一章 电厂基础知识 第三节：汽轮机一些基本专业术语17 汽轮机：是一种以蒸汽作为工质，并将蒸汽的热能转换为机械功的旋转式原动力机。1、工作原理：蒸汽进入汽轮机喷嘴膨胀降压增加流速按一定的方向喷射出来（将蒸汽的热能转变成动能），进入叶片推动叶轮旋转（蒸汽的动能转变成转子的旋转机械能）并拖动风机或发电机旋转。2、特点：功率大、
14、转速高、效率高、运行平稳、使用寿命长第二章 汽轮机的原理与分类 第一节：汽轮机工作原理 冲动式汽轮机工作原理图1-轴；2-叶轮；3-动叶片；4-喷嘴18第二章 汽轮机的原理与分类 第二节：汽轮机的分类 1、按工作原理分：a、冲动式：蒸汽的热能转变成动能的过程，仅在喷嘴中发生，而工作叶片只是把蒸汽的动能转变成机械能的汽轮机，叫冲动式汽轮机。b、反动式：蒸汽的热能变为动能的过程不仅在喷嘴中发生，而且在叶片中同样发生的汽轮机，叫反动式汽轮机 2、按汽轮机所具有的级数分单级汽轮机、复速级汽轮机和多级汽轮机。所谓汽轮机的级：是由一段喷嘴与其后边的一级动叶片组成，用来完成蒸汽转变成机械功全过程的基本单元。
15、单级汽轮机用来拖动油泵或给水泵 复速级汽轮机即双列汽轮机 随着汽轮机越来越趋向高温、高压、大功率，单机汽轮机等已不能满足工业的需求，所以多级汽轮机就应运而生，下边所讲的汽轮机都是多级汽轮机。193、按蒸汽在汽轮机内部流动的方向分：轴流式汽轮机、辐流式汽轮机、周流式汽轮机轴流式汽轮机：蒸汽在汽轮机内流动的方向和轴平行，现各电厂运行着的汽轮机多是这种气轮机。4、按汽缸的数目分单缸汽轮机、双缸汽轮机、多缸汽轮机5、按汽轮机的热力特性分凝汽式汽轮机、调整抽气式汽轮机、背压式汽轮机、抽背式汽轮机、补汽式汽轮机及中间再热式汽轮机第二章 汽轮机的原理与分类 第二节：汽轮机的分类206、按汽轮机的用途分 电站
16、汽轮机：用来发电或热电联产的汽轮机 工业汽轮机：用来带动水泵、油泵、鼓风机等的汽轮机 船用汽轮机：作为船舶的动力装置，用以推动螺旋桨7、按进气压力分 低压气轮机：新蒸汽压力 1.21.5Mpa 中压汽轮机：新蒸汽压力 24Mpa 次高压汽轮机：新蒸汽压力 56Mpa 高压汽轮机：新蒸汽压力 610Mpa 超高压汽轮机：新蒸汽压力 1214Mpa 亚临界汽轮机：新蒸汽压力 1618Mpa 超亚临界汽轮机：新蒸汽压力 大于22.17Mpa第二章 汽轮机原理与分类 第二节：汽轮机的分类21第二章 汽轮机原理与分类 第三节：国产汽轮机的型号 -汽轮机型式汽轮机型式功率（功率（MW）蒸汽参数蒸汽参数变型
17、设计序数变型设计序数N12513.24/535/535 (塔电）塔电）N20012.75/535/535N30016.7/538/538 N60016.7/538/538N60024.2/566/566CC123.43/0.98/0.118 B258.82/0.98 CB258.82/1.47/0.49型式代号型式代号凝汽式N N背压式B B一次调节抽汽式C C二次调节抽汽式CCCC抽汽背压式CBCB核电汽轮机 HN HN22一、海岛式（双层布置）、整块式（单层布置）1、机组基础不良会造成a、汽轮机、减速器、风机转子之间的中心偏差，使机组振动加大b、汽缸偏斜度的改变，使汽缸与轴承，汽缸内部与转
18、子的相对位置变化，引起轴承的磨损和汽缸内部动静部分的磨损及碰撞c、机组安装后扬度（杨度：机组安装时预先考虑的高、低压端水平应有的差别）改变，使推力轴承上承受的负荷过大二、机组运行时应注意a、高温部分的管道、阀门汽缸等必须保温完好，不允许蒸汽和疏水直接喷射到基础上，防止高温影响混凝土的强度或造成基础的高压端的不平衡下沉b、轴承、油管路各处有漏油应立即消除，防止混凝土疏松裂开c、不允许在振动较大的情况下长期运行d、冬季尽量保持车间内各处温度一致，防止基础局部受热，造成冷热不均损坏基础第三章 汽轮机本体 第一节：汽轮机的基础23一、汽缸的用途和构造1、作用：a、将汽轮机的通流部分与大气隔开，保证蒸汽
19、在汽轮机内完成其做工过程。b、承受汽轮机静止部件的重量（隔板、喷嘴、汽封套等）2、构造：中小型汽轮机采用单层缸，呈圆筒结构，具有水平中分面，分成上、下缸，用螺栓连接：汽缸为减少优质材料的消耗，还将汽缸分为高、低压缸。高压缸内蒸汽压力、温度较高，使用较好的铸钢，低压缸内的压力、温度相对较低，用一般铸钢制造，高低压缸之间用螺丝连接并加以密封焊。汽缸水平面的严密性要求严格，结合面处用0.05mm的塞尺不能塞入。上汽缸的高压端设有进气室，下缸设有抽气口、疏水口，上下缸均车有放置隔板用的隔板槽，汽缸两端中心孔处车有放置汽封套的凹槽。第三章 汽轮机本体 第二节：汽缸及热膨胀24第三章 汽轮机本体 第三节：
20、汽缸及热膨胀25二、汽缸受力分析1、由于汽缸内外的压力差，是汽缸壁上承受一定的作用力2、隔板和喷嘴加于汽缸的力3、汽缸及汽缸上固定部件的重量4、轴承座与汽缸铸为一体或轴承座与螺栓连接下汽缸的机组，转子的重量和转子转动是得不平衡力5、小型机组的主气门、新蒸汽管道与汽缸连接，对汽缸盖的作用力6、汽缸在运行中存在温度差引起的热应力第三章 汽轮机本体 第四节：汽缸及热膨胀26三、汽缸所承受的热应力1、当负荷变化，机组各级温度、压力都要变化，于是汽缸沿长度方向产生温度差，使汽缸材料的热应力增大2、由于汽缸内外的温度差，造成汽缸壁上的热应力3、由于汽机高压端采用部分进气，使汽缸壁沿横断面方向的温度不同，从
21、而造成材料内部的热应力4、启动、停机，上下汽缸存在温差，形成汽缸沿横断面方向的热应力和热变形5、汽机的热应力和热变形，在负荷剧烈波动时最大，也最危险，如迅速停机、急速启动、暖机不良等第三章 汽轮机本体 第四节：汽缸及热膨胀27四、汽缸的热膨胀及滑销系统1、汽缸膨胀不合理a、汽缸热应力过大，引起汽缸变形和裂纹，造成汽轮机振动加剧，汽缸漏气，严重时使汽缸无法工作b、汽缸内轴向和径向间隙改变，有时会造成汽封和动、静叶碰撞的严重事故2、为满足运行要求，汽缸的热膨胀应满足以下a、温度变化，汽缸和转子的中心必须始终保持一致，不能引起振动和动静部件的摩擦b、温度变化，不会引起汽缸、轴承座等有关部件的变形、裂
22、纹c、汽轮机转子和静止部分的轴向间隙合乎要求，保证运行的安全、经济。第三章 汽轮机本体 第四节：汽缸及热膨胀283、为满足以上要求，所以设置了滑销系统横销：引导汽缸沿横向膨胀纵销：引导汽缸沿轴向膨胀并推动前轴承座轴向移动，并保持轴承座与汽缸中心线一致立销：引导汽缸沿垂直向膨胀，并保持汽缸和轴承中心一致悬臂横销（猫爪）：保证汽缸在横向方向自由而正确的膨胀，同时随着汽缸在轴向的膨胀和收缩推动前轴承座前后移动，保持转子与汽缸的轴向相对位移角销：代替连接前轴承箱与基础台版的螺丝，它还有和纵销相同的作用斜销：一种辅助滑销，能起纵向和横向的双重作用死点：位于横销与纵销中心线的交叉点。这个点在机组运行中是始
23、终不动的，所以称为死点。第三章 汽轮机本体 第四节：汽缸及热膨胀29五、汽缸变形的危害1、汽缸变形，可能造成汽缸水平或垂直接合面不严密而漏气，多发生在高、低压端轴封附近，有时因蒸汽漏入轴承而破坏润滑2、低压缸变形严重，空气会漏入凝结器破坏真空3、汽缸变形严重时，会造成轴封的磨损和气缸内动、静部分的碰撞，并是震动加大六、造成汽缸变形的原因1、运行中，汽缸温度长时间超过材料允许的温度2、汽缸隔板与汽缸壁间隙过小，使隔板膨胀时抵住汽缸壁3、汽缸外部的保温不好或部分脱落，造成汽缸各部温度偏差过大4、滑销系统卡涩，不能保证机组正常膨胀第三章 汽轮机本体 第四节：汽缸及热膨胀30七、怎样发现汽缸裂纹汽缸出
24、现裂纹时，首先是汽缸保温材料局部潮湿、渗水，然后是逐渐漏气，低压缸裂纹会漏入空气，破坏真空八、汽缸裂纹的原因1、汽缸材料质量不好2、机组运行方式不合理，如暖及不良开机，负荷剧烈波动，汽机长受水击、排气温度过高、汽缸突然遇冷3、汽轮机长时间剧烈震动4、转动部件损伤后，强力冲击汽缸第三章 汽轮机本体 第四节：汽缸及热膨胀31九、运行中怎样预防汽缸裂纹和变形1、根据汽缸材料和特点，科学的制定其工作最高点，运行中严格注意，不允许长时间超过此温度2、尽量防止汽轮机运行方式剧烈变化3、定期监视汽缸各处的热膨胀值4、保持滑销的清洁5、监视汽缸接合面有无漏气、渗水现象6、保持汽缸保温的完好7、注意机组各处的振
25、动和异音，发现异常及时分析处理第三章 汽轮机本体 第四节：汽缸及热膨胀32一、喷嘴：分为渐缩喷嘴、渐放喷嘴作用：把蒸汽的热能转变成动能，也说是说使蒸汽膨胀降压，增加流速，按一定的方向喷射出来，进入动叶片做功。调节级喷嘴：喷嘴通常根据调速气门的个数成组布置，这成组布置的喷嘴又叫喷嘴弧段每一调速气门控制一组喷嘴组的进气量，用它来调节汽轮机的进气量，所以又称调节级喷嘴第三章 汽轮机本体 第五节：喷嘴和隔板33二、隔板 作用：隔开相邻的压力级，组成若干汽室，保持各级前后的压力差和装设静叶 组成：隔板体、静叶、隔板外缘和隔板轴封 隔板上的静叶可采用全周进气，也可采用部分进气方式，隔板制成上下两部，在水平
26、结合处连接，各装在上下缸的凹槽内，为保证开大缸时不掉下来，在上汽缸左右水平结合面处用销钉和埋头螺栓紧固在汽缸上，同时还能防止工作时隔板转动第三章 汽轮机本体 第五节：喷嘴和隔板34三、为什么小型机组喷嘴多采用部分进气 因高压蒸汽的比容小，在满足汽轮机所需蒸汽量的情况下，需要的蒸汽通流面积较小，故在保证喷嘴和叶片一定高度的情况下，减少喷嘴的数目和弧段四、隔板的受力1、隔板前后有压力差，产生的有隔板中心向四周的弯曲力，这个力很大，如：外径1000mm、中心孔内径250mm的隔板，当压力差等于0.1Mpa，隔板的受力是75t2、隔板上的静叶喷射蒸汽的反作用力，这个作用力与汽轮机的转向相反第三章 汽轮
27、机本体 第五节：喷嘴和隔板351、作用：把蒸汽的动能转变成旋转机械能组成：叶根、工作部份、叶顶2、拉筋、围带作用：改变叶片的刚度，改善叶片的震动性能，避开危险的共振第三章 汽轮机本体 第六节：动叶片363、高压段采用部分进气：a、当叶片转到有喷嘴的地方才能工作，在没有喷嘴的地方，叶片间仅有少量滞流的蒸汽，这样有喷嘴中的蒸汽，首先要将滞留在叶片中的蒸汽排除后，才能进入动叶片做工，因此消耗部分工作蒸汽的动能，即为，斥汽损失另外，在喷嘴附近还要发生抽吸作用，也要消耗工作蒸汽的动能，b、当动叶转至无喷嘴的地方，动叶片也要出现鼓风现象，造成轮轴上的机械功消耗这种损失叫鼓风损失，进气度越小时，鼓风损失越大
28、4、为减少鼓风损失，在部分进气级上没有喷嘴的地方设置护罩5、导向叶片：热焓降很小，主要改变汽流的方向。装在导叶的固定环上6、扭曲叶片：多用在末几级，能较好的保证进气动力特性，减少叶片根部所承受的离心力，提高叶片的强度。第三章 汽轮机本体 第六节：动叶片377、影响动叶片工作的因素a、叶表面光洁度、动叶片截面形状：蒸汽流过动叶片时，要与动叶片表面发生摩擦，同时蒸汽在叶片中改变方向时，汽流内部各质点间流速必然有差别，造成各质点间的摩擦，这是动叶片的蒸汽磨擦损失b、叶片出口边缘的厚度：蒸汽进入叶片时不可避免的与叶片边缘发生碰撞，损失部分动能，蒸汽离开叶片时，因出口厚度形成低速涡流区，使蒸汽流动混乱，
29、导致动能损失在叶片机械强度允许的情况下，把叶片的进出口制成锋利的形状为了让蒸汽由静叶出后尽可能的全部进入动叶片工作，一般动叶片比静叶高26mm.8、动叶片在工作时受到的力a、由于叶片本身和拉筋、围带旋转式所产生的离心力。b、汽流通过动叶片时，动叶片作用的汽流力以及起动、停机过程中，叶片上各部分温差引起的热应力。第三章 汽轮机本体 第六节：动叶片38通流部分：指汽轮机内部喷嘴、静叶和动叶所组成的蒸汽流通道路一、通流部分的冲蚀和腐蚀1、冲蚀：原因：蒸汽品质不合格蒸汽品质合格但汽轮机长期在低负荷下工作，热焓比较集中在调节级，使这级喷嘴的射汽速度比正常运行大，喷嘴出口受到冲蚀，且射入动叶片的进气角度也
30、要改变，使叶片受到冲蚀2、冲蚀现象：一般在汽轮机的低压段比较严重，因为汽轮机的低压段蒸汽纬度越来越低，在后几级中有小水珠和较大的水滴出现，这些水珠、水滴被高速气流夹带流过喷嘴和动叶表面，使表面受到严重的幢击和冲蚀第三章 汽轮机本体 第七节：汽轮机通流部分393、防止方法对高压段：a、严格掌握锅炉和机组的合理运行方式，保证汽轮机的进气压力和温度是合格的b、合理调整机组负荷c、减少机组启、停次数d、尽量避免在低负荷下运行对低压段：a、在低压段加装去湿装置b、合理的规定，在一定的负荷下打开低压汽缸疏水以排出疏水c、叶片使用强度大、质硬和耐冲蚀的材料d、腐蚀：金属腐蚀、电化腐蚀 防止腐蚀：a、保证蒸汽
31、品质合格b、主气门关闭严密，停机开疏水。长时间停机，应通热风干燥c、采用抗锈蚀的材料第三章 汽轮机本体 第七节：汽轮机通流部分40二、通流部分结垢1、结垢的影响及危害a、由于喷嘴、叶片表面结垢而变粗糙，使气流的摩擦损失加大，效率降低b、由于通流部分结垢，汽流通道面积减小，使机组功率降低c、隔板上的喷嘴结垢，通流面积减小，压力差增大，增大了隔板的弯曲应力，动叶片上结垢，同样会增加叶轮前后的压差，从而使转子上的轴向推力增加，严重时轴瓦乌金融化d、水垢还有腐蚀作用，使叶片强度降低第三章 汽轮机本体 第七节：汽轮机通流部分41三、通流部分的机械性损伤1、调节级的摩擦和碰撞 调节级喷嘴和叶片发生摩擦和碰
32、撞时，汽缸内部声音及转子轴向位移都要发生显著变化2、压力级的机械性损伤，分为隔板损伤、动叶片损伤 隔板损伤：主要是变形、弯曲、发生裂纹，发生这些会造成隔板轴封的损坏，隔板和叶片的磨碰，轴向推力增加以及推力轴承损坏 隔板裂纹：运行情况恶化，汽耗率加大，轴封损坏。只有在叶轮与隔板有显著摩擦才易发现。第三章 汽轮机本体 第七节：汽轮机通流部分421、为什么要设置汽封 由于汽轮机大轴伸出汽缸的两端处和轴穿隔板中心孔的地方，为避免动静部分碰撞，应适当留有间隙，但由于压力的存在，在这些间隙必然要发生漏气，造成损失，为减少这部分损失，所以需要设置汽封2、汽封分类轴封：转子穿出汽缸两端处的汽封，叫轴端汽封，简
33、称轴封。轴封系统：由前、后轴封及与之相联的管道及附属设备所组成。隔板汽封：隔板内圆处的汽封通流部分汽封：动叶片顶部和根部的汽封，叫通流部分汽封，又叫径向汽封。第三章 汽轮机本体 第八节：汽封433、汽封的作用 高压汽封：减少高压缸向外漏气，造成工质损失，并使轴颈加热或冲进轴承箱破坏润滑油质低压汽封：防止空气漏入低压汽缸破坏真空隔板汽封：阻碍蒸汽绕过喷嘴，造成能量损失并使叶轮上的轴向推力增加 通流部分汽封：阻碍蒸汽从动叶珊两端散逸，致使做功能力降低4、轴封的形式：薄片式、高低齿形迷路汽封第三章 汽轮机本体 第八节：汽封445、迷宫汽封的工作原理：汽缸上的汽封片与轴上的直角凸肩以及槽间留有一定的间
34、隙，蒸汽通过次间隙时，因节流作用使压力下降，速度增加，然后进入下一间隙的小室与轴封片和凸肩相撞，速度降低，动能转变成热能，蒸汽通过下一小室时仍重复上述过程，这样，蒸汽压力不断下降，速度每次增加和减小，经过最后一级时，压力、速度都很低，从而使轴封漏气量减少。第三章 汽轮机本体 第八节：汽封（a）平齿迷宫式汽封（b）分级迷宫式汽封（c）双分级迷宫式汽封456、轴封外部损伤的特征a、轴封信号管冒汽量异常增多b、轴承润滑油中进水c、轴封内部有碰撞声，严重时机组震动加大7、造成轴封损伤的原因a、转子受热弯曲或永久弯曲，引起轴封磨损b、汽缸变形，引起轴封莫一侧磨损c、汽缸保温不好，引起汽缸热膨胀不均，是轴
35、封磨碰d、汽轮机长时间空转，排气温度较高，又突然升高负荷，使温度发生很大变化，造成轴封磨损e、由于积垢，使汽封环卡死失去弹性，在轴封发生碰撞时，没有退让余地f、由于不遵守运行规程而引起的转子和汽缸的不均匀热膨胀第三章 汽轮机本体 第八节：汽封468、防止方法a、转子在弯曲或震动超过允许值的情况下不准运行b、经常检查蒸汽品质合格c、不允许汽轮机运行工况发生剧烈变化d、注意汽缸的保温完整e、不允许汽轮机在空负荷、排气温度过高，排气温度剧烈变化的情况下长时间运行f、防止转子发生较大的轴向位移，超过允许值时，必须迅速停机g、运行中发现轴封有碰磨和损伤的象征时，因果断停机第三章 汽轮机本体 第八节：汽封
36、471、转子：所有转动部分的组合体 作用：承受蒸汽对所有工作叶片的回旋力，带动主油泵和发电机旋转 分类：刚性转子：工作转速低于临界转速的转子 挠性转子：工作转速高于临界转速的转子2、临界转速：汽轮机转子具有一个固定的自振频率，当这自振频率和激振频率相重合时，便会发生共振，此时的转速，就是临界转速（通俗的说就是轴承振动最大时的转速）3、大轴弯曲的原因a、停机后，转子在冷却过程中，汽缸上部教下部冷却的慢，形成汽缸上下的温差，转子上部温度高于下部温度，使大轴向上弯曲，在一段时间内，转子的弯曲度达最大，超过这一段时间后，随着温差的减小，转子又慢慢伸直第三章 汽轮机本体 第九节：转子48b、启动时操作不
37、合理（静暖机），造成大轴弯曲c、暖机不充分，在转子弯曲最大及上下缸温差过大的时候启动，大周和轴封片摩擦，造成大轴局部受热引起轴的弯曲，由于轴的弯曲加剧了摩擦。使轴弯曲不断加大，当朝过了材料的弹性限度时，就会造成大轴的永久性弯曲D、运行中震动较大，造沉转子弯曲，发生这种情况，其振动值是随着转速的升高而增大的，应停机检修，否则会造成轴、轴封、动叶片、叶轮、隔板的严重损坏e在制造和检修时，叶轮、轴套等部件在轴的上的装配尺寸不合适，运行一段时间后，因轴的应力过大使轴弯曲4、预防措施a、根据转子的结构特点，科学的制定操作规程，严格规定启动条件，操作程序，暖机升速及超越临界转速的时间b、严禁汽轮机在受到水
38、冲击和震动较大的情况下继续运行c、检修前后，检查转子的弯曲程度，严格按照规定装配零件，凡加热的地方应设法消除应力第三章 汽轮机本体 第九节：转子49一、主轴承1、作用:承受转子的全部重量及部分进气引起转子振动的附加力，并确定转子的径向位置，使其中心与汽缸中心保持一致2、工作原理：静止时，转子在轴承的下部，当开始转动，轴颈与轴瓦会出现直接摩擦，但随着轴颈的转动，润滑油由于粘性附着在轴的表面，被带入轴颈与轴瓦之间的楔形间隙中，随着转速的不断升高，被带入的油量增多，并产生压力，当这个压力超过轴颈上的载荷时，轴颈就被油膜托起而悬浮在油膜上转动，从而避免了金属的直接摩擦3、轴承油膜形成的条件a、轴颈必须
39、保持一定的线速度才能形成油膜，转速愈高，轴颈速度越大，油膜的承载能力愈大第三章 汽轮机本体 第十节：主轴承、推力轴承50b、润滑油必须有一定的粘度，粘度愈大，油膜的承载能力愈大，但粘度太大，使油分布不均，增加摩擦损失，且得不到良好的冷却效果，油温愈低，粘度愈大c、轴颈与轴瓦间必须形成楔形间隙才能形成油膜，但间隙过大会增加润滑油的消耗量，过小。又会使油量不足，不能达到冷却目的d、轴瓦内表面应严格修研，保持光滑，不得有任何沟槽e、轴承上负荷愈高，油膜形成越困难，轴承上的负荷不能超过油膜所承受的能力，否则油膜无法建立4、润滑油在下轴瓦水平接合面处进入，随着轴的转动进入楔形间隙形成油膜，然后由轴瓦两端
40、流出，为了使有分布合理和足够的油量冷却轴颈，在上瓦上设有一定轴向长度的油槽，并在结合面处向两端扩展出去，为防止油顺轴甩出轴承，在轴瓦两端装有油档。第三章 汽轮机本体 第十节：主轴承、推力轴承51二、推力轴承作用：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向间隙润滑原理：转子静止时，推力瓦块的工作面是与转子上的推力盘相平衡的，这时，平行中的油层不能承受推力，当转子转动，将附着在推力盘上的油带入推力盘与推力瓦之间，增加了油层的受压能力，转子产生轴向推力后，间隙中的油受到挤压并传给推力瓦块，由于推力瓦块的支点不在中心，在油的作用下瓦发生倾斜，形成了楔形间隙，这
41、样，当推力盘随着转子转动，油被不断的带入这一间隙中，就形成了具有一定抗压能力的楔形油膜，以此平衡汽轮机的轴向推力，避免了推力盘与推力瓦的直接摩擦第三章 汽轮机本体 第十节：主轴承、推力轴承52三、主轴承、推力轴承运行中注意1、主轴承a、润滑油量不足或中断（主油泵或供油管故障）b、油中不清洁，油中有杂质进入轴承破坏油膜c、轴承振动过大引起乌金裂纹、脱落d、油中有水，使粘度下降，不能形成油膜e、冷油器工作失常f、轴承外壳热变形过大，造成转子轴经与轴瓦的接触面不均匀，轴瓦延长度方向不能与轴颈全面接触，引起乌金磨损和发热第三章 汽轮机本体 第十节：主轴承、推力轴承532、推力轴承故障原因a、汽轮机发生
42、水冲击b、隔板轴封间隙增大，漏气增大，使叶轮前后压差加大c、叶片结构，蒸汽通流面积减小，造成叶轮前后压差增大d、蒸汽温度急剧下降，转子收缩快于汽缸，由于靠背轮对转子位移有节制，故推力轴承承受的推力增加第三章 汽轮机本体 第十节：主轴承、推力轴承54联轴器1、作用：连接汽轮机与风机（发电机），通过它把汽轮机转子的转矩传递给风机2、分为：刚性联轴器：汽轮机与风机之间具有硬性连接，不允许有相对位移挠性联轴器：允许汽轮机侧联轴器与风机侧联轴器有少许的位移盘车装置：在汽轮机启动或停机后，用来转动转子的装置 作用：a、汽轮机启动冲转前，由于蒸汽的热流是向上的，转子上部较下部受热快，使转子产生向上的弯曲变形
43、，为保证动静部分无摩擦，需先用盘车带动低速旋转，使转子受热均匀b、停机后，汽缸和转子等有热变冷，这必然会影响动静间隙，使转子弯曲大，为保证转子均匀冷却及机组的启动，故停机后也许启动盘车第三章 汽轮机本体 第十节：联轴器、盘车装置第四章 汽轮机调节保安系统 介绍 第一节：调节系统简述一、汽轮机调节系统的任务1供应用户足够的电力，及时调节汽轮机的功率以满足外界的需要。2 使汽轮机的转速始终保持在额定范围内，从而把发电频率维持在额定值左右。二、汽轮机调节系统的组成汽轮机调速系统由四部分组成，即转速感受机构、传动放大机构、配汽机构和反馈机构。转速感受机构是将转子转速信号转变为一次控制信号。传动放大机构
44、是对一次控制信号作功率放大，并按调节目的做控制运算，产生油动机控制信号。配汽机构是将油动机的行程转变为各调节汽门的开度。通过配汽机构的非线性传递特性，汽轮机的进汽量与油动机进行程间矫正到近线性关系。调速系统的任务是保持电网频率稳定性。第四章 汽轮机调节保安系统 第一节：调节系统简述三、汽轮机调速系统的发展：1、最早:机械式 液压调节系统，其中液压调节系统有典型的上汽旋转阻尼、哈汽的高速离心弹性调速器以及东汽的径向钻孔泵调节系统。2、60年代初:电液调节系统3、60年代中:模拟电液系统 4、80年代及以后:数字电液系统随着技术的日益发展，DEH调节系统将成为普遍使用的汽机调节系统。一、速度变动率
45、 汽轮机空负荷时所对应的最大转速Nmax与额定负荷对应的最小转速nmin之差，与额定转速n0的比值，称为调节系统的速度变动率或速度不等率。通常取3%6%。1、速度变动率是衡量调节系统品质的一个重要指标，它反应了汽轮机由于负荷变化所引起转速变化的大小：速度变动率越大，反映在静态特性上越陡；反之静态特性曲线越平。2、汽轮机调节系统速度变动率太大，会造成动态飞升转速过高。3、并列运行机组当外界负荷变化时，速度变动率越大、机组的额定功率越小，分配给该机组地变化负荷量就越小；反之则越大。因此带基本负荷的机组其速度变动率应选大一些，使电网频率变化时负荷变化较小，即减少参加一次调频作用。而带尖峰负荷的调频机
46、组，速度变动率应选小一些。第四章 汽轮机调节保安系统 第二节：速度变动率和迟缓率二、迟缓率 同一负荷下，可能的最大转速变动n与额定转速之比。1、迟缓率对汽轮机的正常运行是十分不利的，因为它延长了汽轮机从负荷发生变化到调节阀开始动作的时间，造成汽轮机不能及时适应外界负荷的变化。2、如果迟缓率过大，在汽轮机突然甩负荷后，将使转速上升过高以致引起超速保护装置动作；对孤立运行的机组，将产生较大的负荷摆动，对并列运行机组，将会产生较大的负荷漂移。3、机组孤立运行时，造成机组转速摆动。由此可见迟缓率是反映调节系统品质的又一重要指标。第四章 汽轮机调节保安系统 第二节：速度变动率和迟缓率一、保安系统简介 为
47、了防止汽轮机在运行中因部分设备工作失常可能导致汽轮机发生重大损坏事故，汽轮机组设有严密的保护措施。由于机组超速的危害最大，因此，除了超速采用多重保护外，其余重要参数的严重超标，都通过危急遮断系统实现紧急停机。1、一般机组保安系统设置了三套遮断装置。（1）、运行人员手动紧急遮断的危急遮断手柄。（2）、机械超速遮断的危急遮断器（飞锤式）。（3）、电子超速保护装置（设置在ETS中）即ETS系统 由危急遮断系统（ETS）控制的四只遮断电磁阀，它接受汽机重要监视参数的遮断信号，四只遮断电磁阀只要一接到遮断信号，就立即动作泄去系统中的安全油和控制油，从而关闭主汽门和再热主汽门以及关闭高、中压调节汽阀，使机
48、组紧急停机。2、另外，为防止机组超速，还设有OPC保护。当机组超速103%n。或机组30%额定负荷以上甩负荷发生时，OPC电磁阀动作，立即关闭所有调门、抽汽逆止门、高排逆止门。第四章 汽轮机调节保安系统 第三节：保安系统二、系统功能 1、机械超速保护 当转速达到110111%n。时，危急保安器应动作，泄去低压安全油，高压安全油隔膜阀动作，打开EH供油系统泄油口，使EH系统的抗燃油压降低，迫使主汽阀、调节汽阀关闭，机组紧急停机。2、手动遮断保护 如果机组发生其他故障，运行人员认为确须停机，或正常情况下需停机时可就地用手打装在前轴承座端面的危急遮断手柄或在集控室手动遮断按钮，泄除高、低压安全油，使
49、机组停机。3、喷油试验功能 为了对危急遮断器在不超速的状态下进行试验，采取对危急遮断器飞锤下部槽道注油建立额外油压的方法，推动飞锤出击，直至撞击碰钩，模拟超速试验，以检查危急遮断器是否无卡涩、良好备用。4、汽机复置功能 通过手拉装在前轴承座端面的复置手柄或在集控室手动复置按钮，使遥控复置电磁阀动作，都能使危急遮断油门复置。同时，在集控室按下手动复置按钮，电磁阀带电励磁、关闭。第四章 汽轮机调节保安系统 介绍 第三节：保安系统5、危急遮断控制（ETS）该保护是在ETS系统接受汽机重要监视参数的遮断信号后，通过AST电磁阀动作泄去系统中的安全油，从而关闭主汽门和再热主汽门以及关闭高、中压调节汽阀，
50、使机组紧急停机。6、超速试验功能 在DEH控制下进行OPC超速保护试验（103%）、ETS超速保护试验（110%），机械超速保护试验，并记录最高转速。三、危急遮断系统（ETS）简介 为保证汽轮机组的安全运行，除了控制监测系统以外，还有一套紧急跳闸系统，通称危急遮断定系统（简称ETS）。ETS的作用就是对汽轮发电机组在危急情况下进行保护，在汽轮机运行过程中，一旦发生工作失常而可能导致汽轮机发生重大事故损坏设备时，ETS将能及时迅速动作，使汽轮机紧急停机，以避免事故的扩大，保护汽轮机的安全。第四章 汽轮机调节保安系统 介绍 第三节：保安系统ETS系统主要设备包括：装有遮断电磁阀的危急遮断控制块、装
