汽轮机(机泵维修钳工)

1、第11章 汽轮机汽轮机具有效率高、功率大、寿命长、运转安全可靠、转速容易控制、无易燃易爆、能较好地利用工厂余热等优点，广泛应用于发电、石油、化工等行业。它的主要缺点是：装置庞大、复杂，不适宜移动等。在石油化工企业中，汽轮机通常用于驱动离心式压缩机、泵、风机，以及自备电站用于驱动发电机，以达到热电联供的目的等。通过选用不同型号的汽轮机，可抽出不同压力等级的蒸汽满足不同化工工艺生产的需要，实现工厂热能的综合利用，提高工厂的经济效益。因此，石化企业中应用的汽轮机具有数量多、品种杂、用途广、参数高、容量大、转速高、单系列运行、自控联锁程度高等特点。111 汽轮机的工作原理及基本组成 1111 汽轮机的

2、工作原理 汽轮机是利用水蒸气的热能来作功的旋转式热能动力机械。汽轮机工作时，先将水蒸气的热能转变为水蒸气的动能，然后把水蒸气的动能转变为转轴的机械能。汽轮机的这种能量转变是通过冲动作用原理和反动作用原理这两种方式来实现的。1112 汽轮机组的基本组成汽轮机组通常由汽轮机本体、监控系统、供油系统、冷凝系统和盘车系统等组成。(1)汽轮机本体主要由静止和转动两部分组成，其中静止部分包括汽缸、隔板(或持环)、静叶片、轴承座、机座、速关阀(又称事故截止阀、自动主汽门等)、调节阀等。转动部分主要是指转子部分，包括主轴、叶轮、转鼓、动叶片、危急保安器等。(2)监控系统主要有速关组件、调速器、抽汽温度和压力保

3、护装置、超速保护装置、轴承温度和振动保护装置、转子轴位移和叶片保护装置等。(3)供油系统主要有主油泵、辅助油泵、事故润滑油泵、油箱、油箱加热器、油冷器、油过滤器、蓄能器或高位油槽、抽油烟系统等。(4)冷凝系统主要有抽气器、冷凝器、冷凝水泵、循环水泵、真空泵等。(5)盘车系统主要有电动或液压自动盘车装置、盘车油泵、顶轴油泵、手动盘车装置等。112汽轮机的分类汽轮机种类多，品种杂，其分类方法多种多样，一般情况下可按工作原理、结构形式、热力特性、新汽压力、汽流方向和用途等进行分类。1121 按工作原理来分类按汽轮机的工作原理可分为冲动式汽轮机、反动式汽轮机和混合式汽轮机三种。(1)冲动式汽轮机 由冲

4、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作功。 (2)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作功。(3)混合式汽轮机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

5、，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。 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。 纯冲动级的0，意思是指蒸汽只在喷嘴中膨胀。反动级的05，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0p05。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。1122按结构形式分类 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。 (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。 (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

6、等。多用于驱动离心压缩机、发电机等大型设备。 1123按热力特性分类 按热力特性汽轮机可分为凝汽式、背压式、调节抽汽式、中间再热式、抽汽背压式五种。 (1)凝汽式汽轮机 凝汽式汽轮机结构如图11l所示，凝汽式汽轮机的排汽进入凝汽器，排汽在低于大气压情况下凝结成水。凝结水被引回作锅炉给水的一部分，排汽凝结放出热量不再利用。图11l 凝汽式汽轮机结构图1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；17喷嘴；1825隔板；26分流隔板；27动叶片；28隔板汽

7、封；29叶轮；30挠性板(2)背压式汽轮机 背压式汽轮机结构如图112所示，这种汽轮机的排汽压力高于大气压，排汽进入蒸汽管网，供热用户使用。图112背压式汽轮机结构图1调节阀；2油动机；3外汽缸；4隔饭；5喷嘴；6喷嘴室和内汽缸；7前轴承箱；8止推轴承；9前轴承；10前挠性支座；11前油封；12高压汽封；13内缸汽封；14隔板汽封；15油封；16后轴承；17后油封；18低压油封；19第二级叶轮；20第一列叶轮；21排汽缸(3)调节抽汽式汽轮机 调节抽汽式汽轮机结构如图113所示，这种汽轮机中，当蒸汽经过若干个级的膨胀作功后，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

8、用。未抽出的蒸汽继续在汽轮机中膨胀作功。图113 调节抽汽式汽轮机结构图 (4)中间再热式汽轮机 进入这种汽轮机的蒸汽膨胀到某一压力后，被全部抽出送往锅炉的再热器，加热后重新返回汽轮机作功。 (5)抽汽背压式汽轮机 这是一种具有调节抽汽的背压式汽轮机。 1124 汽轮机的其他分类方法 1按新汽压力分类 按进入汽轮机新汽压力的高低可把汽轮机分为低压汽轮机、中压汽轮机、高压汽轮机、超高压汽轮机、亚临界汽轮机、超临界汽轮机六种。2按汽流方向分类按蒸汽在汽轮机内流动的方向可把汽轮机分为轴流式汽轮机、辐流式汽轮机和周流式汽轮机三种。113汽轮机的技术参数工业汽轮机涉及的参数范同非常广泛，基本参数包括水蒸

9、气参数、汽轮机的转速和功率等。1131 水蒸气参数蒸汽参数与整个汽轮机动力装置的经济性、安全可靠性、制造成本、运行费用、产品系列化以及用汽工艺流程和用汽参数等因素有关。因此，蒸汽参数应按汽轮机、锅炉、凝汽设备、给水泵、回热系统、工艺流程和用汽系统等因素综合考虑，进行全面综合的技术经济分析后确定。蒸汽参数一般用压力、温度、比容、内能、焓、熵等物理量来描述。1132汽轮机的功率驱动用汽轮机的功率，一般按被驱动机械的耗功加上适当的储备而定。发电用机组则根据系统供给的汽量，求得能发出的功率，然后再按发电机系列，选配合适的发电机。汽轮机的功率有理想功率、内功率、轴功率、额定功率和设计功率。(1)理想功率

10、是指在不计任何损失的情况下，蒸汽在汽轮机中作等熵膨胀时，单位时间内所作的功。(2)内功率汽轮机通流部分所发出功率称为内功率，也就是从汽轮机理想功率中去除所有内部能量损失所消耗的功率。(3)轴功率从内功率中扣除外部能量损失所消耗的功率称为轴功率。它表示汽轮机轴端输出功率，又称为有效功率。(4)额定功率和设计功率额定功率是指汽轮机可以连续运转的最大功率，也就是铭牌功率。设计功率是汽轮机热力设汁和通流部分设计的依据，在此功率下保证汽轮机运行时的最高效率。1133 汽轮机的转速工业汽轮机的转速一般按被驱动机械的需要而定。汽轮机的转速通常比较高，用户可根据自己生产的实际需要，力求减小汽轮机的体积和重量，

11、提高效率，同时根据蒸汽参数、功率和强度等条件，选择最佳转速。当汽轮机的最佳转速与被驱动机械的转速无法协凋时，可增设变速器，以满足输出的需要。汽轮机的转速通常分为额定转速、临界转速、跳闸转速等。1134 汽轮机的主要运行经济指标汽轮机运行经济指标主要用汽耗量、汽耗率、热耗率来表示：(1)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。(2)汽耗率 驱动发电机的汽轮机组每发出 1kwh电所需要的蒸汽量叫汽耗率。(3)热耗率汽轮机发电机组每生产1kwh电所需要的热量叫热耗率。114汽轮机的结构特点汽轮机本体主要由静止部分和转动部分组成，其中静止部分包括汽缸、轴承座、机座、滑销系

12、统、速关阀、调常阀等。转动部分主要是指转子部分，包括主轴、叶轮、转鼓、动叶片、危急保安器等。1141 汽轮机汽缸的结构特点汽缸是汽轮机通流部分的包容体，它用来支撑汽轮机的隔板、静叶持环、调节阀等部件。汽缸的另一个作用是把通流部分与大气隔开，形成密闭的汽室，保证蒸汽在汽轮机内完成能量转换过程。为方便检修，汽轮机的汽缸通常是水平剖分式的，由上汽缸和下汽缸两部分组成，水平中分面法兰用螺栓连接。汽缸体一般通过本身的猫爪(或搭脚)支撑在机座上，有上支撑和下支撑两种方式。在中低压汽轮机中，一般采用单层结构汽缸。高压汽轮机的汽缸通常采用双层结构，分为外缸和内缸两部分。(1)汽轮机的外缸外缸通常由前缸和后缸(

13、排缸)两部分组成，前缸和后缸沿水平面剖分为上、下两半，垂直、水平中分面法兰均用螺栓连接。抽汽凝汽式汽轮机外缸结构如图114所示。图114 抽汽凝汽式汽轮机汽缸结构图1调节阀阀杆装配孔；2内缸支承凸台；3排缸；4后汽封装配凸环； 5后轴承座安装面；6立销销槽；7后猫爪；8中分面螺栓孔； 9内缸装配凸环；10前猫爪；11前汽封装配凸环；12进汽室； 13调节阀阀座装配孔；14速关阀阀壳；15后轴承座导向键(2)汽轮机的内缸汽轮机内缸用来支撑静叶片、汽封等部件，它通常也是沿水平剖分的，上、下半之间用螺栓连接且有锥销定位。汽轮机内缸结构如图115(a)所示。图115 汽轮机内缸结构图1内缸；2喷嘴；3

14、剖分面；4螺栓孔；5支撑凸台；6偏心柱；7外缸凹槽；8压板；9螺钉；10垫板内缸用下半法兰支撑凸耳支撑在外缸下半的凸台上，通过改变前后支撑面垫板的厚度可调整内缸上下中心，垫板与外缸下半支承面之间可相对滑移。在支撑面的上侧也装有压板，用于调整内缸下半法兰支撑凸耳与外缸上半的法兰平面之间的间隙，这样既能防止内缸翘起，又不会约束内缸的热膨胀，其结构如图115(b)所示。内缸下半底部加工有偏心导柱，它与装在外缸下半的轴向弧形槽相配，用于调整内缸的横向中心。汽缸所用材料主要由蒸汽的温度决定，为了便于制造和合理使用材料，减少优质材料的消耗，常常把汽缸分为高压汽缸、中压汽缸和低汽压缸。高压汽缸由于其中蒸汽的

15、压力、温 度较高，一般用合金钢或铸钢制造，而中、低压汽缸多用优质铸铁或普通铸铁制造。1142 汽轮机隔板的结构特点汽轮机的隔板一般由上、下两半组成，上半隔板通过上汽缸两边的锁垫安装在上汽缸的隔板槽中，锁垫也起防止隔板转动的作用。下半隔板通常用下汽缸两侧的凸台支撑，便于调整隔板的中心。在上、下两半隔板的结合面处，配有密封键，在装配时起定位和密封的作用。按隔板的制造方法不同，隔板可分为铸造式隔板和焊接式隔板两种。(1)铸造式隔板 铸造式隔板的结构如图116所示，先用钢板把喷嘴制作好后放入砂型中铸造而成的，它具有制造简单、成本低等优点。但是这种隔板的强度较低，喷嘴形状易出现尺寸上的偏差。通常用于汽轮

16、机的低压部分。图116铸造式隔板(2)焊接式隔板焊接式隔板的结构如图117所示，把铣制好的喷嘴片先焊接在内、外环上，然后与隔板本体、轮缘找平后焊接在一起。因此，焊接式隔板能得到形状精确和表面光洁的汽流通道，蒸汽流动的能量损失较小。图117焊接式隔板1喷嘴片；2内环；3外环：4隔板轮缘；5隔板体；6焊缝1143汽轮机喷嘴的作用汽轮机的喷嘴又叫静叶片，它的作用是把蒸汽的热能转变为高速汽流的动能，使高速汽流以一定的方向从喷嘴喷出，进入动叶片，推动叶轮旋转作功。汽轮机第一级喷嘴一般直接安装存汽缸高压端专门的喷嘴室上，分成不同数目的弧段。第一级以后的喷嘴通常安装在隔板上。反动式汽轮机不采用隔板式结构，各

17、级静叶片直接安装在汽缸上。第一级喷嘴的各喷嘴弧段直接受各调节汽阀的控制，用它来调节汽轮机的进汽量，以适应机组负荷的需要，所以，第一级喷嘴又叫调节级喷嘴。1144汽轮机转子的结构特点汽轮机的转子是汽轮机所有转动部件的组合体。它由主轴、叶轮或转鼓、动叶片、止推盘、危急保安器等组成。按转子的结构形式可分为转轮式转子和转鼓式转子两种。按转子的制造工艺可分为整锻式转子、套装式转子、焊接式转子和组合式转子等四种。冲动式汽轮机常采用转轮式转子，反动式汽轮机则多用转鼓式转子。(1)转鼓式转子 其中间部位较粗，外形像鼓状。转鼓外缘加工有周向沟槽，转子各级动叶片直接安装在周向沟槽中。这种转子通常应用在动叶片前后有

18、一定压差的反动式汽轮机上。其优点是结构简单，弯曲刚性大。但由于这种转子产生的轴向推力较大，所以，鼓式转一般都带有平衡活塞，用于平衡轴向力。转鼓式转子的结构如图118所示。图118转鼓式转子1危急保安器；2轴位移凸肩；3推力盘；4前轴承轴预；5前汽封；6平衡活塞汽封；7调节级；8转鼓级；9中间汽封；10低压级；11后汽封；12后轴承轴颈；13盘车棘轮；14油涡轮动轮；15联轴器轴段；16平衡环；17主平衡面；18前辅助平衡面(2)整锻式转子 转子的各级叶轮与主轴一起锻出，它具有强度高、叶轮受力情况好、不会出现叶片脱落和松动的优点，同时转子结构紧凑、装配简单，没有叶轮的套装过程。不足之处是转子直径

19、不宜过大。整锻式转子如图119所示。(3)套装式转子 采用叶轮和主轴分别加工，然后采用过盈配合的方式把叶轮热装在轴上。这种转子的优点是加工方便，便于合理使用材料，主轴及叶轮的质量容易得到保证。其缺点是不宜在高温和温度变化大的条件下工作，否则会出现叶轮松动的现象。汽轮机套装式转子如图1110所示。图119 整锻式转子图1110套装式转子 (4)焊接式转子 由几个强度很高的实心轮盘和两个轴端在外缘部分焊接而成。其优点是强度高、刚性好、重量轻、结构紧凑，应用较广泛。但是要求转子材料有较好的焊接性能，并且焊接技术要求很高。汽轮机焊接式转子的结构如图1111所示。图1111焊接式转子(5)组合式转子 组

20、合式转子由整锻和套装两部分组成，兼有整锻式转子和套装式转子的优点，多用在高参数、中等功率的汽轮机上。在组合式转子中，高压部分通常是整锻式，而低压部分通常是套装式。组合式转子结构如图1112所示。图1112 组合式转子1145 汽轮机动叶片的结构特点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。动叶片是汽轮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，如图1113(a)所示。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，减少蒸汽从叶顶处损失，改变叶片的自振

21、频率从而避开共振，其结构如图1113(b)、(c)所示。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，其结构如图1113(d)所示。汽轮机叶片的工作条件恶劣，事故率较高，因此，要求叶片具有良好的流动特性、足够的强度、合理的结构和良好的工艺性能。 (a) (b) (c) (d)图1113动叶片结构图(a)调节级有2只和3只跨脚的动叶片(b)带有反T形叶根和整体围带的动叶片(c)高压部分典型的动叶片(d)低压部分典型的动叶片汽轮机的叶片按其工作原理可分为冲动式和反动式两大类。按制造工艺可分为铣制、轧制、模锻、精密铸造及电化学加工等类型；按叶片的截面形状可分为等截面和变截面叶片。

22、常见的叶根有反T形叶根、菌形叶根、叉形叶根和枞树形叶根等四种。1146汽轮机转子轴向力产生的原因及平衡方法11461 轴向力产生的原因一般情况下，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力、动叶片和叶轮的前后压差、轴变径产生的压差等。1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，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。2作用在叶轮上的轴向力在冲动式汽轮机(带有一定反动度)中，叶轮前后存在一定的压差，由于叶轮面积较大，所以产生一定的轴向推力

23、。3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、凸肩等也存在一定的压差，所以也会使转子产生轴向推力。11462轴向力的平衡方法汽轮机正常工作时，转子上受到很大的轴向推力，其巾的大部分由平衡装置平衡掉，小部分由止推轴承承受。在汽轮机中，平衡轴向力的常用方法有设平衡活塞、开平衡孔、采用相反流动的布置方法等。1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，以抵消转子大部分的轴向力。2开平衡孔在冲动式汽轮机中，通常在叶轮上开几个孔，这样叶轮两侧的蒸汽可相互流动，使轮盘两侧

24、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5个或7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，从而使叶轮截面强度不过分削弱。3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。也可以让蒸汽在高压缸和低压缸中的流动方向相反，使轴向力自动平衡。1147汽轮机汽封系统的结构特点为了防止汽轮机动、静部分发生碰磨和减少蒸汽泄漏，提高汽轮机的经济性能，在汽轮机的轴端、级间、段间、围带及平衡活塞等处设有汽封。汽轮机的汽封按结构可分为迷宫式、碳精式和水封式三种；按用途可分为轴端汽封、隔板汽封和围带汽封三

25、种。汽轮机的轴端汽封通常采用迷宫密封和碳精密封两种。迷宫密封有梳齿形、齿片形和伞柄形三种。梳齿形迷宫密封分为高低齿形和平齿形两种。平齿形梳齿密封的结构简单，安装检修方便，但其密封效果不及高低齿形密封好。汽轮机高压端通常用高低齿迷宫密封，低压段则用平齿迷宫密封。汽封片通常采用强度较高的不锈钢制作，在防止蒸汽泄漏的同时平衡掉一部分轴向力。汽轮机典型的轴端汽封结构如图1114所示。图1114 汽轮机典型的轴端汽封示意图1密封套；2方嵌条；3汽封片；4漏汽出口；5信号管；6盘；7汽轮机转子：D汽缸；L大气汽轮机汽缸的高、低压端虽然都装有汽封，但仍然不能避免高压端蒸汽通过汽封的间隙外漏，以及外界空气从低

26、压端汽封的间隙漏入汽轮机内。为了回收汽轮机高压端的汽封漏汽和阻止外界空气由低压端漏入汽缸，汽轮机均设置有汽封系统如图1115所示，以提高汽轮机的经济性能。凝汽式汽轮机低压端汽封必须引用压力稍高于大气压力的蒸汽来密封，防止空气漏入，使汽轮机排汽压力提高，降低机组的经济性。在汽轮机正常运行时，通常把高压端汽封的漏汽用管线引到低压端，作为低压端汽封汽用。在汽轮机启动和停机过程中，由于高压端轴封没有蒸汽，则应引用经减温减压的新蒸汽同时送入高、低压端汽封中去。汽封最后的漏汽通过各自的信号管排到大气中或通过管线引到冷凝器中进行冷凝。所以，在汽轮机运行的过程中，可以通过观察信号管的漏汽量情况来监视轴封的好坏

27、。图1115汽轮机汽封系统图1信号管；2新蒸汽入口；3信呼管；4压力控制器；5压缩空气；6汽封供汽；7振动膜控制阀；8冷凝器；9应急旁路1148汽轮机蒸汽室的结构汽轮机蒸汽室有整体式和沿水平剖分式两种结构。沿水平剖分的蒸汽室结构如图1116所示，汽室上、下两半用螺栓连接，结合面上配有轴向定位销。按汽轮机运行要求和特性不同，汽室上半开有4只或5只角形环装配孔，与相应的调节阀配合使用。图1116 蒸汽室的结构图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

28、热膨胀的基准(即死点)。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，垫饭用螺钉固定在下半汽空法兰支承面上。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凋节安装在蒸汽室下部的偏心导柱来调整。蒸汽室内的汽封分为两部分，一是在蒸汽室上半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。1149汽轮机的角形密封环在大型汽轮机中，通常在外缸与内缸、喷嘴室。蒸汽室之问均用角形密封环来连接，角形密封环的结构如图1117所示，从调节阀流出的蒸汽经角形环进入相应的喷嘴组汽室。角形环与螺纹衬套之间

29、在高度方向上有一定的间隙，使得角形环可在平面方向上移动，这样在扣上汽缸盖时角形环能自动对中。机组运行时，角形环不仅对不同压力腔的蒸汽起到密封作用，而且允许被连接件之间能自由膨胀。 (a)角形密封结构一 (b)角形密封结构二1外缸；2销；3调节阀阀座； 1调节阀阀座；2外缸；3角形环；4螺母；5角形环；6螺纹衬套； 4内缸；5螺纹衬套；6销7内缸；8销图1117汽轮机角形环密封结构图当采用如图1117(a)所示的结构形式时，阀座与外缸的阀座孔是间隙配合，阀座由螺母拉紧并用销定位，销的端部点焊固定。角形环和螺纹衬套装在内缸(蒸汽室或喷嘴室)上，螺纹套用销防松，销的端部点焊固定。当采用如图1117(

30、b)所示的结构形式时，阀座与外缸的阀座孔是过盈配合。11410汽轮机的机座汽轮机机座用于支承汽轮机的汽缸和转子并由滑销系统保证汽缸和转子的止确位置通常分为前机座和后机座两部分。(1)前机座前机座结构如图1118所示，主要由前座架、前轴承座、拉杆组件、汽缸热膨胀指示器以及连接件等组成。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。(2)后机座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1119所示，其通常由排缸、后轴承座、汽缸立销组件等组成。后机座固定在汽轮机

31、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汽轮机热膨胀的基准点(即死点)。 图1118 汽轮机前机座结构示意图 图1119凝汽式汽轮机后机座结构图1汽缸；2上二汽缸前猫爪；3前座架； l排缸；2后轴承座；3排缸立销组件； 4一汽缸调整组件；5一前轴承座； 4调整组件：5汽缸立销；6定位销；6轴承座调整组件；7拉杆；8螺栓 7基础底板；8一排缸猫爪115汽轮机的调速系统1151汽轮机调速系统的组成汽轮机调速系统的作用是维持汽轮机的设定转速。汽轮机调速系统通常由感应机构、传动放大机构、反馈机构和执行机构四部分组成。按调速系统动作时所需能量的供应来源可分为直接调节和间接调节

32、两大类。调速系统的工作过程是：感应机构感受速度变化，并将这种变化转换成便于传递的信号，经传动放大机构进行比例放大和功率放大后传递给执行机构，进而改变进汽量，控制汽轮机转速的变化。(1)感应机构 由调速器和信号转换机构组成。在间接调节系统中，调速器感受速度变化，信号转换机构对调速器输出的信号进行第一次放大，生成二次油压。(2)传动放大机构主要由错油门、油动机、杠杆等组成，它的作用是把二次油压变化的信号转化、放大后传到调节阀，改变调节阀的开度，调节汽轮机的转速。(3)反馈机构通常由反馈斜铁、反馈杠杆、肘形杆和调整螺钉等组成。反馈机构的作用是使某一调节元件输出的调节信号返回其输入端，削弱或抵消原输入

33、信号，以便能够适时结束调节过程，使机组达到新的稳定工况。(4)执行机构由调节阀及其传动装置组成，由它来最终完成改变汽轮机进汽量、控制机组转速的任务。1152汽轮机液压传动放大机构的特点在汽轮机液压放大机构中，为提高错油门滑阀工作灵敏度，确保其不产生卡涩现象，通常把滑阀设计成可以旋转的，把它叫做旋转滑阀。旋转式滑阀除了具有工作灵敏，不产生卡涩的特点外，还可以产生微小的振动，使滑阀经常处于轴向运动状态，提高了滑阀的灵敏度。同时错油门微小的振动使油动机和调节阀阀杆产生微小的上下脉动，可防止油动机活塞和调节阀阀杆出现卡涩现象。滑阀的旋转速度和振动幅度的大小可以通过其调节螺钉进行调整。1153汽轮机调速

34、器的分类按调速器的结构特点可分为机械离心式调速器和液压离心式调速器两大类。按工作原理可分为机械式、液压式和电子式三大类。常用的液压式调速器有离心信号油泵式和旋转阻尼式两种。在我国石化企业中广泛应用的美同WOODWARD(伍德瓦特)公司生产的PGPL、TG10、UG8、PSD型调速器都是一种机械离心式调速器，它采用液压传动。电子调速器是通过电液转换器(又称压力发生器)将转速变化的电气信号转换成液压信号，然后利用液压放大和执行元件完成对汽轮机转速调节的任务。1154汽轮机的主要配汽方式汽轮机的配汽方式主要有节流调节法和断流调停法两种。节流调节也称质量调节，就是指进入汽轮机的全部蒸汽都经过一个或几个

35、同时启、闭的调节阀，然后流向第一级所有喷嘴的配汽方式。节流调节方式的汽轮机具有结构简单，制造成本低，在负荷变化时级前温度变化小，对负荷变化的适应性较好等优点。由于节流调节存在节流损失，使汽轮机相对内效率降低，汽轮机的负荷越低，节流损失就越大。所以，节流调节的汽轮机存在机组低负荷运行时经济性较差的缺点。断流调节也称喷嘴调节，就是指进入汽轮机的新蒸汽首先通过速关阀，然后经几个依次启、闭的调节汽阀通向汽轮机的第一级喷嘴。每一个调节汽阀分别控制相应的一组喷嘴。断流调节没有节流损失。因此，在部分负荷时，断流调节汽轮机比节流调节汽轮机的经济性高。断流调节汽轮机的缺点是：结构复杂、工况变动适应性差。116汽

36、轮机的安装蒸汽轮机安装工作内容通常包括：机座、轴承座和汽缸的安装；汽缸的找平与找正；转子、隔板和汽封的安装；调速、保安和油系统的安装、试验和调整等。1161汽轮机机座、轴承座和汽缸的安装 机座、轴承座和汽缸是汽轮机本体主要的支承部件，必须保证它们之间的连接刚度，否则将会造成汽轮机运行时出现异常振动的现象，严重时可能造成设备事故。所以，汽轮机安装时，基础验收与机座的安装工作必须引起足够的重视，严格按规范的程序进行。 11611 基础验收和机座的安装 1基础验收 按照汽轮机厂家提供的技术数据对汽轮机基础的尺寸和地脚螺栓预留孔的尺寸进行认真的核对，并确保基础有足够的养生时间。放置机座垫板前，彻底去除

37、基础表面松散的粉粒和水泥浆刷面，确保灌浆表面无灰尘、油迹等。2机座的安装汽轮机的机座有整体式机座和分散式机座两种，它们的安装程序基本相同。安装机座前，先按技术要求放置预埋垫板，尽可能使每块挚板的高度和水平相同，检查机座垫板是否符合技术要求，并彻底清除与混凝土接触面的油污、铁锈等，将机座垫板放置在预埋的垫板上，调整好机座垫板的水平和标高。彻底去除机座底面的油污和黄油，然后将机座安放在垫板上。检查机座的标高及水平度，按要求分别调整轴承座和汽缸机座的高度和水平。多数机座垫板带有调整螺栓，用它可以调整机座的水平和标高。调整好机座的水平和标高后按要求加工永久垫铁，把永久垫铁按要求放置在基础的预留孔两侧

38、每组垫铁不应多于三块，不允许使用斜垫铁。确认机座无需调整后，把垫铁焊在一起，把紧地脚螺栓。11612轴承座与下汽缸的安装 1机座、轴承座和下汽缸接触面的检查 为使机组受热膨胀时轴承座和下汽缸能按照滑销系统的要求进行自由滑动，无论是整体式机座还是分散式机座，在组装前都要对机座滑动面进行严格的检查。 通常可先用小平板检查机座上的滑动面、轴承座和下汽缸底面，必要时进行刮研。然后以轴承座或下汽缸底面为基准，把机座与它相对应的轴承座或下汽缸对应在一起进行研磨检查。对于滑动面的接触要求是：接触面积不少于总面积的75，接触点分布均匀，而且每2525nm2的面积上接触点不少于35点。用005mm的塞尺检查滑动

39、接触面四周，塞尺均不得塞入。 2汽轮机滑销系统的检查和装配 (1)滑销的作用 汽轮机在开车、停车和改变负荷的过程中，汽缸温度会发生较大的变化，汽缸的胀缩也会随着发生变化，有的汽轮机汽缸热膨胀伸长量达8mm。若汽缸与转子胀缩的方向不相同，汽轮机动静部分就会发生碰磨甚至把转子卡死，造成严重的设备事故。所以，汽轮机必须有一保持不变的“死点”。在平面上，通常以凝汽器的中心为汽轮机的死点，汽缸以此为中心向各个方向自由膨胀。汽轮机滑销系统的作用是使汽轮机工作时确保汽缸与转子中心始终保持一致，动静部分之间的间隙保持在许可范同内。 多数汽轮机都有汽缸膨胀量的指示器，用于随时监视汽缸膨胀的情况。冷态下，指针应该

40、指在标尺的零刻度线上。(2)汽轮机滑销系统的组成 滑销系统(又称滑键系统)通常由横销、纵销、立销、猫爪横销等组成。汽轮机横销的作用是引导汽缸横向自由膨胀。纵销的作用是确保汽缸和轴承座沿着转子的中心线方向自由膨胀。立销的作用是保证汽缸在垂直方向上自由膨胀，并与纵销一起保持机组的纵向中心不变。有的汽轮机高压缸猫爪下也装有横销，它在保证汽轮机汽缸能横向膨胀的同时随着汽缸轴向的胀缩，推动轴承座向前或向后移动。横销和纵销中心的交叉点为汽轮机的“死点”。滑销系统及死点如图1120所示，机组受热膨胀时，以该点为中心向前后、左右膨胀。图1120汽轮机滑销系统及死点示意图1横销；2纵销；3立销；4猫爪横销 (3

41、)滑销的检查 在汽轮机轴承座和下汽缸就位前，必须按规定对汽轮机的滑销系统做认真细致的检查，确保滑销在槽内滑动灵活而且无卡涩现象。如果滑销的间隙过小或出现卡涩现象，应该用刮刀刮削或平面磨床加工使其间隙达到要求值。滑销的配合间隙过大时，可采用补焊后机加工或重新配制新销的方法处理。补焊后的滑销强度不能低于原有金属强度。新销的材料应该与原销的材料相同。 (4)滑销系统装配的技术要求 安装前对滑销及滑销槽进行仔细检查，将毛刺、铁锈及其他杂质彻底清理干净，使它表面光滑并涂上黑铅粉或厂家推荐的润滑剂。在装汽轮机猫爪销时，要求滑销两侧面平行，各平面接触均匀，接触面积不少于75。汽轮机同一滑销及滑销槽各测量点的

42、数值应相同，其误差值不得超过003mm。滑销与轴承箱销槽、机座销槽之间的接触面积应该在80以上，各配合面粗糙度应不大于Ra16。汽轮机纵销和横销与机座销槽配合的过盈量为0002 mm。检查连接螺栓确认其完好无损，无毛刺等，组装前应涂防咬合剂。必须做好滑销的防尘密封措施，防止灰尘或其他硬物进入滑销槽内对滑销造成破坏。 检查汽轮机立销与机座及汽缸之间的配合情况，其配合间隙应符合以下要求：汽缸与机座之间的距离大于汽缸的膨胀量；汽缸端滑销槽与滑销之间的间隙为004008mm；滑销与机座滑销槽之间的过盈量为0002mm。否则要按要求进行调整。滑销系统具体的技术要求如表111l所示。 表11l汽轮机滑销系

43、统的简图和技术要求表 mm名称简图技术要求纵销、横销b1b20.010.08过盈量c=00.02 a12立销键的温度低于槽时b1b20.040.08键的温度高于槽时b1b20.0120.16a大于膨胀量且不小于3.0b3b40.040.08a1a2大于膨胀量且小于3.0过盈量c00.02角销a0.040.08b大于1.0圆销销与孔的配合为H7h6，表面粗糙度为孔Ra3.2，销Ra1.6孔中心线应和接合面重合，误差在全长上不大于孔径的110猫爪横销b1b20.040.08过盈量c00.02销两侧面平行，A、B、C、D平面接触均匀，接触面积不少于75。a0.120.16连接螺栓后汽缸a0.100.

44、20前轴承箱a0.040.08b大于汽缸膨胀量t3机座、轴承座和下汽缸的组装将各滑动面彻底清理干净后，按要求在滑动面上涂上一层磷状黑铅粉或厂家推荐的润滑剂。将轴承座和下汽缸吊装在其机座上。为防止汽轮机的各滑销出现倾斜，保证轴承座和汽缸在运行中能自由膨胀，在吊装时应该把所有滑销都向一侧靠紧。在吊装汽缸时，必须保证汽缸水平垂直放下。所以，吊装过程中应该把水平仪放在汽缸水平法兰上，随时监视汽缸的水平情况，出现倾斜时要及时调整。汽缸就位后必须检查汽缸与机座之间的距离是否大于汽缸的膨胀量，汽缸的膨胀量通常由厂家提供，在随机资料中可以查到。同时检查各滑动面的连接螺栓与螺栓孔之间的间隙是否大于机组膨胀时的位

45、移量。4轴承座及汽缸的找正和找水平轴承座及汽缸就位后必须进行找正和找水平。汽缸找正的目的是为了使汽轮机本体的中心与基础纵、横向中心线基本一致。汽轮机中心与基础中心线横向允许偏差l3mm，排缸出口与凝汽器进口同心度允许偏差051mm。轴承座找水平的方法是用水平仪测量轴承座的纵向及横向水平，然后通过调整机座垫板的调整螺栓进行调整，在标高符合要求的条件下使水平度达到002mmm。下汽缸找水平和调整的方法与轴承座找水平方法基本相同。下汽缸横向水平的允许偏差不得超过002mmm；纵向水平应根据制造厂家设计的转子扬度来调整，并相应地调整各轴封洼窝中心的高度。找平、找中心是相互关联的，因此在找平、找中心、找

46、标高时要全面考虑，相互兼顾。上支撑汽缸的调整结构如图1121所示。图1121上支撑汽缸的调整结构示意图5机座、轴承座和汽缸调整结束后的检查(1)前缸两只猫爪要均匀承载，后缸猫爪或排缸支撑猫爪在整个面积上和基础底板接触均匀，一般不得存在超过003mm的间隙，若不满足要求，可通过调整与排汽缸猫爪相连基础板上的调整螺栓予以消除。若间隙过大，要重新加工垫片进行调整。(2)把剩下的调整螺栓一直旋到顶住底板为止，但要注意，不得改变机组的标高及水平。机组重量应该均匀分配在所有的调整螺栓上。(3)上紧各地脚螺栓后复查汽缸和轴承座的水平度和标高，如超出要求，需要重新调整，直至符合技术要求为止。1162汽轮机轴承

47、的安装与检修 汽轮机轴承的安装与检修请参见第7章“7911滑动轴承”部分。 1163汽轮机转子的安装 汽轮机转子的安装包括：转子的吊装、测量和各部间隙的调整等内容。 1转子的吊装 在吊装转子前应该仔细做好以下几项工作： (1)吊转子前，必须认真检查吊具是否安全可靠，特别是吊车的制动装置要灵敏可靠。确认所用的吊具必须有足够的强度。 (2)确认汽缸、各汽封槽没遗留有任何异物；各汽孔、水孔内没有异物堵塞。 (3)轴承的下瓦要用不起毛的棉布擦干净，并浇上干净的透平油。 (4)转子各部分必须仔细清洗干净，不得附有任何异物； (5)检查转子各部是否有毛刺、麻点、碰伤、划伤等缺陷，特别是轴承部位的轴颈和止推

48、盘，其粗糙度、跳动度必须符合技术要求。做好以上各项检查后，按图1122所示，用专用吊具将转子从支架上吊起后，把水平仪放在轴承部位的轴颈处，调整好转子的水平，由专人指挥，缓慢平稳地把转子吊进汽缸内。在转子吊装的过程中，必须保持转子水平。防止转子部件与汽缸、轴承箱内各部件发生碰撞、摩擦和卡涩等。图1122汽轮机转子吊装示意图2汽轮机转子的测量 汽轮机转子的测量内容包括：转子径向跳动、轴向偏摆、轴颈扬度、轴颈圆度、圆柱度及各动、静部分间隙的测量。(1)转子径向跳动的测量通常用百分表进行检测，把表座固定在汽缸中分面上，将百分表的跳杆垂直指向被测部位，把轴沿圆周方向分成若干等分，每转动转子一等分记录一次

49、百分表读数，便可计算出转子各部的跳动值。跳动值不得超出厂家提供的设计标准值范围。(2)转子轴向偏摆的测量转子轴向偏摆又称转子的轴向跳动、转子瓢偏度，是指在给定直径的圆周上，被测端面各点与垂直于轴线的平面间最大与最小距离之差。汽轮机转子需要测轴向偏摆的部位有：止推盘的工作面和非工作面、叶轮进出汽的边缘、联轴节的侧面等。轴向偏摆测量方法有单表法或双表法两种。单表法测量操作简单，但若转子有轴向移动时，数据不真实。双表法可消除轴向移动对测量值的影响，但读数和计算比较复杂。双表法测量方法如图1123所示。图1123 转子轴向偏摆的测量示意图 (3)轴颈扬度的测量转子的轴颈扬度是指转子轴线在空间的倾斜程度

50、。轴颈扬度测量的部位通常选择在前、后轴承所处的轴颈位置。轴颈扬度通常用全（合）像水平仪来测量，测量时，在同一位置水平仪掉转180测量两次，两数代数和的一半就是该处轴颈扬度。 (4)转子动、静叶片间间隙的测量及调整测量汽轮机转子动静叶片间的间隙时，必须先把转子推向汽缸的低压端，使止推盘紧贴在止推轴承的主瓦上，盘动转子，用塞尺分别测出各个位置的轴向和径向间隙。若动、静叶片间隙过小，在汽轮机启动时动、静部分可能会发生碰磨，损坏汽轮机。间隙过大时，会降低汽轮机的效率，所有测量值必须在厂家原设计值范同内，否则必须进行调整。轴向间隙调整方法如下：若间隙值向同一方向同时偏大或偏小，则应该向相反的方向调整整个

51、转子在汽缸内的位置。此时，可通过调整止推轴承主、副瓦瓦背的调整垫片厚度来达到目的。但要注意，这种方法会改变危急遮断器脱扣栓和转子上轴位移凸台间的轴向间隙。若止推轴承座是通过导轨安装在前轴承箱内，并用两根拉杆与汽缸连接的，也可以通过调整拉杆的长度来调整转子在汽缸里的位置。如果只是某一段的轴向间隙不合适，则只需对该段隔板的轴向位置进行调整。径向间隙调整方法如下：若径向间隙偏差是由于汽缸与机座中心偏差造成的，则可以通过调整机座立销组件来调整，机座立销调整机构如图1124所示。如果只是某一段的径向间隙不合适，则只需对该段的偏心柱或调整螺钉进行调整。图1124机座立销调整机构1止动块；2压盖；3螺栓；4

52、螺纹座；5球面垫圈；6钢丝；7挡圈 (5)转子找中心 理想状况下，汽轮机转子的中心与汽缸的中心应该相一致，若它们的中心偏差过大，会使汽轮机动、静部分发生摩擦，引起机组异常振动 所以，安装时必须对汽轮机转子进行找中心，使转子中心与汽封洼窝的中心基本一致。 汽轮机转子找中心是以汽缸前后汽封洼窝的中心为基准。把百分表固定在转子轴上，表的跳杆垂直指向汽封洼窝，盘动转子，测出转子中心偏离汽封洼窝的中心的数值。转子中心水平方向的偏差大时可以通过移动前后轴承座的方法进行调整，垂直方向的偏差则通过调整轴承座的垫片或机座的标高进行调整。1164汽轮机隔板的安装与检查 1隔板的安装 汽轮机隔板的安装主要是使汽轮机

53、所有隔板的中心与转子的中心相一致，防止隔板汽封与转子之间发生摩擦。隔板安装时应注意如下事项： (1)安装隔板前必须对隔板本体、喷嘴、汽缸槽道进行检查，看有无裂纹、变形、松动、砂眼等缺陷。安装隔板的槽道必须用压缩空气吹扫干净，并检查汽缸内所有的汽孔和水孔是否有异物堵塞。 (2)吊装隔板时，要使用吊装隔板的专用工具，而且操作要平稳缓慢，防止吊装过程中出现卡涩现象。出现卡涩现象时，必须用铜锤或铅锤轻轻敲打隔板，使其活动后再继续降落。 (3)所有轮缘与汽缸槽道接触处都必须涂上干铅粉或抗啮合剂，防止锈蚀。 2隔板间隙的检查 隔板在汽缸内必须有一定的径向和轴向间隙，使隔板受热膨胀时不至于卡死在槽道内。隔板

54、的间隙可用塞尺或压铅法进行测量。一般情况下隔板的轴向间隙在005020mm之间。有导向销隔板和无导向销隔板的径向间隙差别较大，有导向销隔板的径向间隙通常为12mm之间，无导向销隔板的径向间隙通常在015030mm之间。3隔板找中心 隔板找中心的目的是使隔板汽封洼窝或静叶持环的中心与汽轮机转子的中心相一致。安装时它们中心的偏差要控制在设计时许可偏差范围内。隔板中心的测量方法通常有压铅法、假轴法、激光对中法和拉钢丝法等。 (1)压铅法测量隔板的中心用压铅测量隔板中心的方法如图1125所示先将所有隔板的汽封拆下，然后在各汽封洼窝处放置适当直径的铅条，把转子吊入汽缸就位。隔板中分面两侧的间隙A和C可用

55、内径千分表或塞尺测量出来，下部间隙由铅条被压偏后的厚度量出。若汽缸垂直方向的弧度较大，又没有准确的修正参考值时，必须把上汽缸扣上，把紧大盖螺栓才能消除汽缸垂或方向弧度的影响，使测量的数值更接近汽轮机T作状态。压铅法测量隔板的中心虽然接近实际，但是工作量大。(2)假轴法测量隔板的中心 用假轴测量汽轮机隔板中心的方法如图1126所示。以汽轮机主轴的长度为假轴的长度，按转子轴承部位轴颈的尺寸和精度用无缝厚壁钢管加工一根假轴，并测出假轴的挠度。制作两套支撑假轴用的下部带有两个可调支点的可调式假轴承，也可把假轴直接放在汽轮机的轴承上进行测量。图1125压铅法测量隔板的中心1转子；2内径千分表；3隔板；4铅条图1126 假轴法测量隔扳的中心实物