135MW汽机培训-汽轮机

1、135MW火电机组全能值班员培训汽机教程 汽轮机本体汽轮机本体 汽轮机本体（steam turbine proper）是完成蒸 汽热能转换为机械能的汽轮机组的基本部分，即汽轮机本 身。它与回热加热系统、调节保安系统、油系统、凝汽系 统以及其他辅助设备共同组成汽轮机组。汽轮机本体由固 定部分（静子）和转动部分（转子）组成。固定部分包括 汽缸、隔板、喷嘴、汽封、紧固件和轴承等。转动部分包 括主轴、叶轮或轮鼓、叶片和联轴器等。固定部分的喷嘴、 隔板与转动部分的叶轮、叶片组成蒸汽热能转换为机械能 的通流部分。 135MW火电机组全能值班员培训汽机教程 图为多级冲动式汽轮机。蒸汽进 入汽缸后，在第一级喷

2、嘴中膨胀，压 力下降，流速增加，然后进入动叶栅 作功（冲动）,作功后汽流速度下降， 从第一级流出的蒸汽，再依次进入其 后的两级并重复上述作功过程，最后 从排汽管中排出。 由于流经各级后的蒸汽压力逐渐 降低，比容和体积流量逐渐增大，因 而汽轮机流道面积需要逐渐增加，所 以喷嘴和动叶的高度以及级的直径都 逐渐增大。 135MW火电机组全能值班员培训汽机教程 级：一列喷嘴叶栅和其后相邻的一列动叶栅构成的基本作功单元。从能量观点上看， 它是将工质(蒸汽)的能量转变为汽轮机机械能的一个能量转换过程。工质的热能在喷嘴 栅中(也可以有部分在动叶栅中)首先转变为工质的动能，然后在动叶栅中再使这部分动 能转变为

3、机械能。工质的热能之所以能转变为汽轮机的机械能，是由工质在汽轮机喷嘴 栅和动叶栅中的热力过程所形成， 根据蒸汽在汽轮机内能量转换的特点，可将汽轮机 的级分为纯冲动机、反动级、带反动度的冲动级和复速级。 纯冲动级：嘴叶栅中进行膨胀，而在动叶栅中蒸汽不膨胀的级称为纯冲动级。 带反动度的冲动级：蒸汽的膨胀大部分在喷嘴叶栅中进行，只有一小部分在 动叶栅中进行的级称为冲动级。 汽轮机的调节方式：有喷嘴调节、节流调节、滑压调节和复合调节。 （1）、喷嘴调节在调节过程中，随着各调节阀的逐个依次开启。（2）、节流调节同时 改变几个调节阀的开度。（3）、滑压调节，滑压运行在部分负荷下节流损失最小。 （4）、复合

4、调节方式是定压运行和滑压运行的组合。 135MW火电机组全能值班员培训汽机教程 多级汽轮机的损失：分为内部损失和外部损失，外部损失包括机 械损失、轴端漏汽损失对汽轮机的作功过程没影响。内部损失对蒸汽的 状态产生影响，包括所有的级内损失、进汽机构节流损失和排汽管的压 力损失。 多级汽轮机的轴向推力等于各级轴向推力之和，有动叶栅上的轴 向推力、叶轮面上的轴向推力、汽封凸肩上的轴向推力组成。常采取开 平衡孔、采用平衡活塞、汽缸对置等措施来平衡大部分轴向推力，其余 的由推力轴承来承担。 热耗量Q0：在单位时间（每小时）内消耗的热量称为热耗量。 汽耗率d0：机组单位发电量（KW。h）所消耗的蒸汽量（kg

5、）。 热耗率：是单位发电量所消耗的热量，可以反映不同容量、不同参数 机组的热经济性。 135MW火电机组全能值班员培训汽机教程 调节系统的静态特性: 稳定工况时，机组功率与转速的对应关系称为调节系统 的静态特性。 调节系统的动态品质：（1）、调节系统的动态稳定性；（2）动态超调量； （3）过渡时间； 迟缓率：是在外负荷变化、机组输出功率未变的时间内，转速的最大变化量与额定 转速的比值。 速度变动率汽轮机空负荷时所对应的最大转速nmax与额定负荷时所对应的最 小转速nmin之差，与额定转速n0的比，称为调节系统的速度变动率。 动态稳定性：是指机组受到扰动时，能由一个稳定工况过渡到新的稳定工 况，

6、扰动的动态响应曲线是收敛的。 135MW火电机组全能值班员培训汽机教程 N125（135）/535/535型汽轮机为超高压、中间再热、双缸、双排汽、单轴、冲动式凝汽机 组。 按热力过程特性分类 凝汽式汽轮机（还有背压式汽轮机、 调节抽汽式汽轮机） 进入汽轮机的蒸汽，除很少一部分泄漏外，全部排入凝汽器，这种汽轮机称为纯凝汽式 汽轮机。在现代汽轮机中，多数采用回热循环。此时，进入汽轮机的蒸汽，除大部分排入凝 汽器外，尚有少部分蒸汽从汽轮机中分批抽出，用来回热加热锅炉给水。这种汽轮机称为有 回热抽汽的凝汽式汽轮机，简称凝汽式汽轮机。 中间再热式汽轮机 新蒸汽经汽轮机前几级作功后，全部引至加热装置再次

7、加热到某一温度，然后再回到汽 轮机继续作功。这种汽轮机称为中间再热式汽轮机。 按工作原理分类 冲动式汽轮机（还有混合式汽轮机、反动式汽轮机） 由按冲动原理工作的级组合而成的汽轮机称为冲动式汽轮机。 按新蒸汽压力分 超高压汽轮机 （低压汽轮机、高压汽轮机、亚临界汽轮机、超临界汽轮机） 新蒸汽压力为12.6 MPa 15.1MPa； 135MW火电机组全能值班员培训汽机教程 汽缸是汽轮机最重要的部件之一，也是汽轮机中重量大、形状和受力复杂的部件，是汽 轮机的外壳，用于将高压蒸汽通流部分与大气隔开，并在其内部支承固定喷嘴组、隔板 套、隔板、汽封等静止部件，以保证蒸汽有可能完成其能量转换过程。汽缸外部

8、还连接 有进汽、排汽、回热抽汽疏水等管道。由于喷嘴两侧压差大，为了减少漏汽，除调节级 的喷嘴叶栅组成喷嘴弧段，固定在喷嘴室的槽道中外，从第二级开始的喷嘴固定在隔板 上。 135MW机组汽缸特点（图集第1页图2-1，图2-3，图2-4 ，图2-5 ）： 高中压缸为双层汽缸合并一只外缸，其内缸通流部分反向布置，主蒸汽、再热蒸汽的进 汽部分集中在高中压缸中部，高压缸内有1个调节级和8个压力级，其中第16压力级在 高压内缸，第78压力级采用一级隔板套支撑在外缸上，中压缸共10级压力级，其中第 16压力级在中压内缸，第710压力级采用二级隔板套，支撑在外缸上。 低压缸为双排汽、径向扩压式、内缸为通流部分

9、，外缸为排汽部分。轴承座与缸体分开 。进汽采用波纹管与中压缸排汽相连，低压外缸内装有喷水降温装置。 低压缸顶部装有两只安全膜板，当汽侧压力大于大气压时鼓破。 1.动、静叶片（图集第1页图2-1）是汽轮机中实现能量转换的重要部件。静叶也叫喷嘴 ，是将热能转换为动能部件，动叶可看作是旋转的喷嘴，是将动能转换为机械能的部件 。叶片中保证流道形状的部分称为叶型。 135MW火电机组全能值班员培训汽机教程 隔板、隔板套（图集第2页图2-28，图集第1页图2-1）隔板是固定喷嘴叶片，将汽缸空间分成 若干个蒸汽参数不同的腔室，完成热力过程的部件。隔板由隔板体、喷嘴、隔板外缘组成。 大中型机组采用回热抽汽后，

10、为了简化汽缸结构，缩短轴向长度，在相当于内缸的部分采 用隔板套结构，一个隔板套嵌装几个隔板，支撑在外缸上。隔板套级数通常由抽汽口的位 置决定。高压缸第78压力级采用一级隔板套支撑在外缸上，前面形成一级抽汽抽汽口， 中压缸第710压力级采用二级隔板套，第7级前形成三级抽汽抽汽口，第9级形成四级抽汽 抽汽口。 汽封（图集第1页图2-59）汽轮机动静部分由于高速旋转必须保持一定间隙，而间隙两侧的压 差将导致漏汽，既影响效率又不利安全，因此在汽缸两端、隔板内缘、动叶顶部等设置汽 封。汽轮机中常用曲径汽封，135MW机组汽封有迷宫式汽封、高低齿汽封，由汽封齿和汽封 环组成。汽封齿和汽封环和转动部件之间构

11、成很小的径向间隙，形成环状节流圈，以减少 漏汽。又分为围带汽封、叶根汽封、隔板汽封。 围带（图集第2页图2-28 ）为了减少动叶栅顶部漏汽减少蒸汽作用力产生的弯曲应力，以及调 整动叶的自振频率，在动叶顶部设置围带； 拉金为了减少蒸汽作用力产生的弯曲应力，以及调整动叶的自振频率，在叶片中间设置 拉金。 135MW火电机组全能值班员培训汽机教程 转子（图集第2页图2-16）是汽轮机转动部分的总称，是汽轮机最重要的部件之一，将蒸 汽的动能转变为机械能，拖动发电机旋转，对外输出电功率。转子结构分为轮盘式和 轮鼓式两种。冲动式汽轮机采用轮盘式具有叶轮，按加工方式分为整段转子、套装转 子、焊接转子。整段盘

12、式转子除叶片外有一个锻件加工而成。具有结构紧凑，装配零 件少，不存在松动刚性较好。 135MW机组转子特点： a.高中压转子为盘式整锻转子，高压部分由1个单列调节级和8个压力级组成，中压部 分由10个压力级组成。 b.低压转子为盘式整锻转子，#1、3、5机由25（#2、4、6机由26）个双流扭曲压力 级组成。 联轴器（图集第2页图2-22，图2-23）是转子与转子间的联接部件，汽轮机各转子之间以及 汽轮机低压转子与发电机转子之间均用联轴器联接，以传递扭矩与轴向推力，联轴器 又称靠背轮，对轮或联轴节，可分为刚性、半挠性、挠性三种。 135MW机组汽轮机轴为三点支托，高中压转子与低压转子用刚性联轴

13、器联接，低压转子 与发电机转子用半挠性联轴器联接。 135MW火电机组全能值班员培训汽机教程 螺栓为便于制造、装卸，汽轮机汽缸、隔板、隔板套均沿水平中分面分为上、下两部 分，而高参数汽轮机又承受很高的压力，必须采用尺寸很大的螺栓进行连接。 法兰汽缸壁向外延伸便于安装螺栓的水平壁面部分称为法兰。 猫爪（图集第2页图2-38，图2-39）在高中压缸两端水平法兰向轴承座伸出的搭爪称为猫爪； 汽缸猫爪支承有上缸猫爪支承和下缸猫爪支承两种。因支承面与与汽缸中心始终在同一 水平面上，猫爪受热不会影响汽缸中心线，较好地保持汽缸与转子中心线一致。上缸猫 爪支承结构复杂安装检修麻烦，现大多采用将下缸猫爪位置提高

14、，使支承面与与汽缸平 面处于同一平面，以保持汽缸与转子中心线一致的下缸猫爪支承。 滑销转汽轮机在启停和工况变化时温度变化很大，将产生膨胀和收缩为保证汽缸向一 定方向胀缩，保持汽缸中心线与转子一致，设置了滑销系统，有横销、纵销、立销、角 销组成。横销引导汽缸沿横向移动，并在轴向起定位作用。纵销引导轴承座和汽缸沿轴 向移动，并限制轴向中心线横向移动。横销与纵销的中心线的交点为膨胀的固定点称为 死点。立销引导汽缸沿垂直方向膨胀，并与纵销共同保持机组轴向中心不变。角销也称 压板销防止轴承座与基础台板脱离。 135MW火电机组全能值班员培训汽机教程 轴承箱汽轮机有三个轴承箱，从汽轮机向发电机方向，最前端

15、为前 轴承箱，高中压汽缸与低压汽缸之间为中轴承箱，低压缸与发电机之 间为后轴承箱。轴承箱体以汽缸的水平中心线水平分为下箱体和上箱 盖两部分，用螺栓连接。各轴承箱坐落在基础台板上顺利滑动，滑动 面间装有沿汽轮机中轴线方向的导箱纵小各轴承箱的下箱体设有法兰。 前轴承箱内装有主油泵、#1轴承、测速探头、低压油保安部套、 差胀、大轴弯曲、轴承温度、回油温度测量元件。 中轴承箱内装有#2轴承、推力轴承、刚性联轴器、轴向位移测量 元件、轴振测量元件、轴承温度、回油温度测量元件。 后轴承箱内装有#3、#4轴承、半挠性联轴器、盘车大齿轮、轴承 温度、回油温度测量元件。 135MW火电机组全能值班员培训汽机教程

16、 轴承有支持轴承（图集第2页图2-70） 、推力轴承（图集第3页图2-77）两种。 v支持轴承用来承担转子重量及转子不平衡质量产生的离心力，并确定转子径向位置， 保证转子中心与汽缸中心一致，以保持转子与静止部分间正确的径向间隙； v推力轴承承受转子轴向推力，并确定轴向位置，以保持转子与静止部分间正确的轴向 间隙。 v液体摩擦原理：当连续向轴承供给一定压力和黏度的润滑后，转子旋转，将润滑油从 起形间隙的宽口带向窄口，由于间隙进油量大于出油量，润滑油便积聚在狭窄的间隙产 生油压，当间隙中的油压超过轴颈的载荷时，就把轴抬起来，形成油膜建立了液体摩擦。 稳定油膜必须具备以下条件：接触面形成其形间隙，接

17、触面有相对运动；接触面充满适 合黏度的润滑油。 135MW机组汽轮发电机共有七个椭圆形径向支持轴承，#1#5轴承内带有高压油顶轴装置， 一个密切尔推力轴承设在第二道轴承座内，在额定工况下，承受汽轮机向发电机方向的 轴向力。 盘车装置（图集第4页图2-24）汽轮机冲转和停机后，为了保证转子均匀受热和冷却，以 防热弯曲变形，通常用盘车装置带动转子以一定的速度转动，有高速盘车和低速盘车两 种。 135MW机组为带螺旋轴的高速盘车。 135MW火电机组全能值班员培训汽机教程 进汽部分高中压汽缸从调节阀到第一级喷嘴叶栅的这段区域叫进汽部分，由进 汽管路和配汽机构组成。 高压缸进汽由两只高压主汽门及四只高

18、压调门控制，每只主汽门与两只调门构成一 体，主汽门带有预启阀；面向车头方向左边布置一、四号高压调门，一号靠远侧， 四号靠近侧，一号调门汽进入高压缸右下方，四号调门汽进入高压缸右上方；右边 布置二、三号调门，二号靠远侧，三号靠近侧，二号调门汽进入高压缸左上方，三 号调门汽进入高压缸左下方。 中压缸进汽由二只联合汽门操纵，每只联合汽门包括一只中压主汽门和一只调门， 主汽门为单座，并有预启阀，调门为平衡式；联合汽门与汽缸通过二组三通和四根 导汽管相连接。正常运行时中压调门全开；机组额定参数运行，当负荷小于30%额定 负荷时，中压调门即开始调节动作，关小阀门开度，多余的流量从旁路经一、二级 减温、减压装置排入凝汽器，以达到锅炉稳定运行的目的，且使高压缸排汽压力保 持0.756MPa。 中低压缸通过连通管连接，保证在最小压损之下将中压排汽送入低压缸，带有膨胀 节补偿元件。 内外缸间通过进汽短管连接（导汽管），既保证有良好的汽密性，又能自由膨胀。 135MW火电机组全能值班员培训汽机教程 125MW汽轮机结构汽轮机结构 135MW火电机组全能值班员培训汽机教程 汽轮机结构汽轮机结构 135MW火电机组全能值班员培训汽机教程 135MW火电机组全能值班员培训汽机教程 135MW火电机组全能值班员培训汽