汽轮机本体结构介绍

1、汽轮机本体结构介绍第一部分 常规汽轮机本体结构介绍一 汽轮机主要构成汽轮机本体，汽轮机辅机系统，汽轮机调节控制系统。1 汽轮机本体主要由转子、静子、轴承及轴承箱、盘车装置四大部分构成。1.1 转子:汽轮机通流中的转动部分,是汽轮机作功的关键部件,由主轴,叶轮,叶片,联轴器等主要零部件组成。1.2 静子: 汽轮机通流中的静止部分及汽轮机的外壳部分,由汽缸、隔板及隔板套、进汽部分、排汽部分、端汽封等主要零部件组成。1.3 轴承及轴承箱：支持轴承用来承受转子的重量并保持转子的径向位置，推力轴承用来固定转子的轴向位置，轴承箱用来安装轴承和轴承座。1.4 盘车装置：在进汽冲转前及停汽停机后使汽轮机继续保

2、持低速旋转的装置，由电动机、减速器、离合器、操纵机构构成。2 汽轮机辅机系统主要由油系统、汽封系统、疏水系统、凝汽系统、抽气系统组成。2.1 油系统：主要用于向汽轮机各轴承和盘车装置提供润滑油，向转子联轴器提供冷却油，向调节保安部套提供压力油和安全油，向发电机密封系统提供密封油，向主轴顶轴装置提供顶轴油；主要由润滑油系统，顶轴油系统，油处理系统组成。2.2 汽封系统：防止高中压缸内蒸汽向外泄漏进入汽机房和窜入轴承箱，防止空气漏入低压缸内影响机组真空度，回收高压及中压主汽阀及调节阀的阀杆漏汽；一般由汽源、调节阀站及其控制装置、减温装置、抽气装置、安全阀组成。2.3疏水系统：确保在机组启动、停机、

3、升负荷、降负荷运行，蒸汽参数大幅度波动或在异常情况下将汽轮机本体及其本体阀门以及与汽缸连接的各管道内的凝结水排泄出去，从而防止汽轮机进水造成汽缸变形、转子弯曲、动静碰磨，甚至引起叶片断裂。典型的疏水系统由疏水分管、母管、自动疏水阀、疏水孔板、疏水扩容器、排汽管以及各种消能装置和挡水板组成。2.4凝汽系统：保证汽轮机排汽在凝汽器中不断凝结，并使凝汽器达到所要求的真空值；是凝结水和补给水去除氧器之前的先期除氧设备；接受机组启停和正常运行中的疏水；接受机组启停和甩负荷过程中的旁路排汽。2.5抽气系统：在汽轮机启动时建立真空以及在运行中抽除从真空系统不严密处漏入的空气和未领结蒸汽。3 汽轮机调节控制系

4、统主要由汽轮机调节系统、保护系统、安全监视装置。3.1调节系统TCS：按照一定的方式，通过控制调节汽阀开度的方法来控制机组的转速及负荷，以满足汽轮发电机组在各种不同工况下可靠运行的要求。由敏感元件、放大部件和执行机构三大部分组成。3.2保安系统TPS：通过测量、判断、中间转换放大和执行机构对汽轮发电机组进行开环控制，确保机组安全。当出现危及机组安全运行的状况时，如转速飞升、润滑油压过低、凝汽器真空过低等，保安系统能够迅速遮断机组进汽，从而保护机组主要设备的安全。3.3安全监视装置TSI：连续监测汽轮机运行时轴系的各种重要参数，如转速、偏心、轴振、盖振、轴位移、胀差、热膨胀等，保证机组安全、经济

5、、可靠地运行。二 汽轮机本体结构介绍介绍的主要内容：1转子；2 叶片；3 汽缸；4 隔板和隔板套；5汽封和轴封系统；6 本体阀门和管；7 轴系及支撑系统；8 基础及滑销系统；9 盘车装置。介绍的主要机型：300 MW系列和135MW系列。我厂设计制造的常规汽轮机主要类型有：135MW系列，200 MW系列，300 MW系列，600 MW系列，1000 MW系列。其中300 MW系列机组是我厂自行研制的亚临界机组，将作为汽轮机本体结构介绍的主要机型；而135MW系列机组是我厂在改造上汽125MW机组的基础研发出来的超高压机组，与M701F联合循环中的汽轮机最接近，将作为联合循环汽轮机介绍时的比较

6、机型。1 汽轮机转子 1.1作用：固定动叶和传递扭矩。蒸汽在汽轮机动叶中实现能量转化，推动转子旋转，并带动发电机转子旋转，从而产生出电力。1.2工作条件：高温、高压和高转速，承受巨大的离心力和热应力。1.3设计要求：由于转子的工作条件十分恶劣，因此转子的设计和制造要求非常严格：在工作温度下具有足够的强度和刚度；能承受发电机出线端短路时所产生的最大扭矩瞬时作用于转子上；能在低于110额定转速下的任何转速下运行；并能承受120额定转速瞬时超速条件下产生的应力。1.4组成：由主轴，叶轮，动叶片，联轴器组成。主轴：最终由它输出机械能；叶轮：采用过盈配合套装在主轴上，也可以在整锻轴上直接加工出来。每一通

7、流级都有相应的一个叶轮；叶片：是汽轮机作功的唯一零件；联轴器：将汽轮机各转子联接起来。1.5结构形式：整锻、套装、焊接整锻：避免与主轴在高温下松动，结构紧凑，刚性好，启动适应性好；但是制造成本高，锻造及加工要求高，生产及采购周期长。主要适用于大型机组。我厂目前常规汽轮机组高中压和低压转子均采用整锻转子。套装：可以分散加工，工艺简单，制造周期短，锻件质量易保证，出现材质问题和加工错误时不会影响整个转子；但是轮孔应力大，刚性差，启动适应性差，高温时主轴和叶轮配合面易松动。主要用于工作温度在400以下的中小机组，如我厂的50MW、35MW机组采用整锻套装组合转子。焊接：常用在低压转子和压气机转子上，

8、国内采用较少。对材料的焊接性和工艺性要求较高，焊接工艺复杂，制造周期长。但是由于受到整锻转子采购周期太长的制约，现在包括我厂再内的一些大厂已经开始研究焊接转子。1.6叶轮：一般由轮缘、轮毂和轮面三部分组成。轮缘：叶片联结的部分，形状和尺寸取决于叶根的形状；轮面：等截面和锥形两种。1.7联轴器：通常有三种型式，刚性，半挠性，挠性。刚性：广泛用于大型机组中，如我厂300MW和600MW机组；半挠性：在特殊情况下使用，如背压较高的情况下，为了防止背压偏高引起低压部分标高变化影响高中压部分轴系标高。如我厂135MW机组；挠性：只在特殊用途的汽轮机和其它特殊设备中使用，如我厂主油泵和主轴间联轴器。1.8

9、临界转速及振动：临界转速：汽轮机启动升速过程中，在某个特定转速下，转子的振动幅值会急剧加大，这个特定的转速就是临界转速。主要取决于转子本身结构、材料和支撑刚度。对于多转子组成的轴系，单个转子的临界转速组成轴系的临界转速。由于连接为轴系后，刚度有所变化，所以轴系的临界转速与单个转子的临界转速有所差异。在初次试运时，应确定实际的临界转速，以此作为机组的临界转速。振动：转子的质量中心和几何中心之间总存在一定的偏差，这个差距称为偏心距，由此偏心距引起的离心力和转速平方成正比，它导致转子在原有静挠度的基础上产生新的附加弯曲，即产生动挠度。转子转动时，不平衡力引起的动挠度，必然会使转子和轴承作周期性变化的

10、振动。、引起机组振动的原因很复杂，可能是转子不平衡造成，也可能是油膜振荡、轴承工作不良、支撑部分连接动刚度不足、中心不正、滑销系统卡涩、动静部件碰磨大轴弯曲等因数造成。要消除振动，首先要保证转子的不平衡量在要求的范围内。1.9动平衡：由于转子的不平衡量产生的激振力是引发转子振动的激振力，所以在制造厂必须对转子进行动平衡。我厂大型机组出厂前首先作450转/分低速动平衡，然后作3000转/分高速动平衡。1.10 常见故障和对策：常见故障：大轴弯曲、轮缘裂纹、推力盘和联轴器等部件瓢偏或同心度不合格、动平衡质量不良。大轴弯曲事故的防止：弯曲分为热弹性弯曲和永久弯曲。热弹性弯曲是由于转子内部温度不均匀造

11、成，可通过长时间盘车恢复到正常状态。永久弯曲是由于转子局部过热引起了金属的屈服，长时间盘车消除不了这钟弯曲，必须通过直轴。引起永久弯曲最常见的原因是动静部件间局部碰磨和汽水系统泄露导致汽缸进水。1.11 135MW机组高中压转子和低压转子：高中压转子采用整锻结构，材料30Cr1Mo1V，转子总长5940（不含主油泵轴及危急遮断器），总重量14.9t（包括叶片）。高压部分包括调节级在内共9级叶轮，高压各级为等厚截面叶轮，倒型叶根槽。中压各级也为等厚截面叶轮，17级为倒型叶根槽，第810级为双倒T型叶根槽。高压29级叶轮在700节圆上均设有7个50平衡孔，中压110级叶轮在800节圆上均设有7个5

12、0的平衡孔，以减少叶轮两侧压力引起的转子轴向推力。叶轮间的隔板汽封和轴端汽封，都采用尖齿式结构。转子两端和转子中间段（即高压第9级、中压第10级和调节级叶轮处）外侧端面上有装平衡块的燕尾槽，供做动平衡用。转子前轴颈为300，主油泵轴通过联接螺栓装在轴颈端面上，在主油泵轴的前端装有危急遮断器，联接形式见图3-3-1。转子后端轴颈为400，推力盘厚度50mm，与低压转子用刚性联轴器联接。联轴器用16个特制螺栓与低压转子连接，螺栓的装配和预紧力（伸长量）要求见转子总图的有关规定。高压第9级和中压第10级叶轮处有平衡螺塞孔，供电厂不开缸作轴系动平衡用。正常运行时，高压和中压进汽部分是工作温度最高的区域

13、，当启动升速率或负荷变动率较大时，蒸汽温度变化较快，将导致转子热应力过大，损耗转子使用寿命。因此启动升速和变负荷时，要按照启动运行说明书所推荐的升速率和变负荷率进行操作。尤其要注意热态启动时主蒸汽和再热蒸汽的温度要与调节级叶轮和中压进汽部分的温度相匹配，以免汽缸转子温度骤变。具体要求见启动运行说明书。转子材料的脆性转变温度为121，因此，冷态启动时要充分暖机，在升速到额定转速之前，转子中心部位必须加热到121以上。低压转子采用整锻转子，材料为30Cr2Ni4MoV，总长度4820mm，总重量(包括叶片重量)24t。低压正反向共12级叶轮，13级为双倒T型叶根，4、5级为菌型叶根。末级为五叉型叶

14、根。转子后轴颈为400，与高中压转子采用刚性联轴器联接，三支点支撑。与发电机转子采用半挠性联轴器联接。联轴器上各均布有16个特制螺栓分别与高中压转子和发电机转子联接，螺栓的安装及预紧力（伸长值）要求见低压转子总图中的有关规定。13级叶轮中部均设有均布的7个50的平衡孔，正反向末级叶轮外侧和正反向第1级叶轮之间均有平衡槽，供制造厂动平衡时用。正反向末级叶轮外侧有平衡螺塞孔，供电厂不开缸作轴系动平衡用。2 叶片2.1 作用和工作条件：动叶片是汽轮机关键部件之一，是汽轮机中将动能转化为机械能的唯一零件。工作时承受冲击力、反击力、离心应力和高速旋转汽流产生的动应力、过热蒸汽强烈的磨蚀、湿蒸汽冲蚀、受到

15、各种激振力作用而导致震动。2.2 设计要求：必须设计为能量转换高效率；必须确保在超速试验，48.5-51.0赫兹工作条件及其它负荷下叶片不会由于振动而受到损坏；末级叶片必须进行防水蚀保护；叶片在7倍转速下不会产生共振。2.3 结构：一般可分为叶顶，工作部分，叶根三部分。工作部分的横截面形状称为叶型，其周线称为型线。叶型：汽流在叶片中的损失与叶片型线设计有很大关系。我国早期采用原苏联引进的叶型，近期应用国内开发的红旗和日立叶型，同时我厂开发出了性能较好的三维弯曲叶型。根据叶型高度方向截面形状,可将叶片分为等截面、变截面、弯扭叶片。叶顶：固定围带用。有凸铆钉头、沉头铆钉、自带冠结构、自由叶片。叶根

16、：根据叶片长短即离心力的大小来选择叶根的结构形式，有T型叶根、双T型叶根、菌型叶根、叉型叶根，纵树型叶根。2.4 叶片振动和调频：叶片振动是叶片损坏的主要原因，而叶片事故占汽轮机事故的2540。当有周期性的外部激振力作用于叶片时，就会发生强迫振动。当周期性激振力等于叶片固有频率时，或者后者为前者倍数时，就会发生共振。共振是叶片损坏的主要原因。为了保证叶片安全，就必须使叶片固有频率避开激振力频率。共振倍率K=f/n，共振倍率越小，作用力越大，则叶片中振动应力越大。当倍率6时，叶片不需要调频；当倍率6时，如果叶片不能避开规定的共振安全率范围(K=2，3，4，5，6时,安全避开率分别为15，8，6，

17、5，4)；，就必须对叶片调频以改变叶片的固有频率。2.5 135MW机组动叶片：动叶片设计中采用了一系列新技术和新的设计思想，使气动、振动和强度方面的水平有较大的提高。动叶片全部采用围带汽封，其中调节级采用沉头铆接围带，高压第29级、中压第15级采用自带冠+阻尼片联接结构，中压610级、低压15级采用自带冠圆销阻尼，低压末级660叶片采用减振性能良好的拱型围带加穿一道整圈松拉筋结构型式被证明是一只安全、可靠、高效的末级动叶片。中、低压动叶围带为斜围带，构成光滑子午面流道。由于高、中、低压动叶采用自带冠后，叶顶汽封齿可采用多齿汽封，大大减少了漏汽量。 调节级采用高效平衡动叶叶型，高压29级、中压

18、110级采用平衡扭曲动叶叶型，低压15级采用高效扭曲动叶叶型，低压末级660动叶采用高效的851叶型作为母型，应用三元流动设计方法和可控涡流型优化等先进设计技术设计的安全可靠的末级叶片。 为防止水蚀，低压末级动叶片顶部采用等离子淬火技术，增加叶片抗水蚀能力。3 汽缸3.1 作用和工作条件：汽缸是汽轮机的主要静子部件，它把通流部分和大气隔离开，使得蒸汽热能转化为机械能的过程得以实现。为此汽缸要承受众多的负荷： 承受其它静子部件的静负荷和转动部件运转时的交变动负荷； 承受蒸汽高速流动时产生的轴向力和反作用力；机组热胀冷缩时由于克服摩擦阻力而产生的巨大作用力；承受由于温差或结构原因产生的热应力；承受

19、外部管道对其的作用力。3.2 汽缸的一般构成：汽缸体、法兰、螺栓、滑销系统及加热装置构成。3.3 高中压合缸和高中压分缸：合缸的优缺点：可以平衡轴向推力，降低轴承工作温度，结构紧凑，机组总长度缩短；但是尺寸较大，会受到铸造能力和加工设备限制，相对膨胀复杂，同时给转子临界转速设计带来一定困难。3.4 双层缸结构和夹层加热：3.5 高压内外缸结构:高中压外缸内装有高压内缸、喷嘴室、隔板套、隔板、汽封等高中压部分静子部件，与转子一起构成了汽轮机的高中压通流部分。外缸材料为高温性能较好的ZG15Cr2Mo1铸件。外缸重量33t(不包括螺栓等附件)，允许工作温度不大于566。外缸由下缸中分面伸出的前后左

20、右4个元宝形猫爪搭在前轴承箱和中低压轴承箱的水平中分面上，称为下猫爪中分面支承结构，这种结构有下列优点：a) 动静间隙不受静子温度变化的影响；b) 汽缸中分面联接螺栓受力状态和汽缸密封性好。高压内缸装有喷嘴组、高压27级隔板，1#隔板套内缸材料为ZG15Cr2Mo1，允许工作温度不大于566。内缸由其下半中分面前后两端左右侧共4个猫爪搭在外缸下半近中分面处相应的凸台上,配准下面的垫片,可调整内缸中心高度,配准上面的垫片,在猫爪与外缸上半之间留下热膨胀间隙。在内缸前后两端的顶部和底部各装 有1个纵向键 ,使汽缸在温度变化时,内外缸中心保持一致。3.6 汽缸拉回装置:3.7 低压汽缸结构:由于进汽

21、参数低,容积流量大,于是低压缸容积都很大,大多采用焊接结构。而且大多数低压轴承箱都设计在低压外缸上，所以低压缸的刚性和变形是设计时首先要考虑的问题。3.8 汽缸常见缺陷:法兰结合面漏汽、汽缸变形、汽缸裂纹。法兰结合面漏汽：汽缸变形产生张口，中分面密封涂料质量不佳，螺栓紧力不够，基础下沉；汽缸变形：形状复杂，截面厚薄不均，内外壁温差、上下半温差、局部区域温差过大、热应力过大；汽缸裂纹：除本身材质缺陷外，热应力是产生裂纹的主要原因。4 隔板和隔板套4.1作用和工作条件：喷嘴组和隔板是完成蒸汽热能向动能转换的部套，具有工作温度高，前后压差大，与转子间隙小的特点。4.2设计要求：在设计时应充分考虑结构

22、强度、温度效应、工作条件以及良好的工艺性，使其具有良好的安全可靠性。4.3隔板结构：焊接隔板和铸铁隔板两种，铸铁隔板主要用于250以下范围。焊接隔板主要由隔板外环、径向汽封体、内外围带、导叶片和板体组成。4.4喷嘴组：喷嘴组分为4组，分别装于4个独立的喷嘴室，喷嘴组两端用密封键密封，其中一端用定位销固定在喷嘴组上，另一端可以自由膨胀。在喷嘴组各弧段间留有膨胀间隙。4.5 135MW机组隔板：本机高压部分共9级，第27级隔板装在高压内缸里，第89级隔板装在1隔板套内，中压部分共10级，中压第13级隔板装在2隔板套内，第46级隔板装在3隔板套内，第7、8级隔板装在4隔板套内，第9、10级隔板装在5

23、隔板套内。高、中、低压隔板都采用焊接结构。高压隔板全部采用厚围带焊接方式，中压110级隔板采用自带冠导叶焊接方式。高压29级采用分流叶栅，中压各级采用弯曲导叶。低压部分正反向共12副隔板。第14级采用自带冠静叶焊接结构，末级、次末级采用直焊式结构。第14级为弯曲叶片，第5、6级为弯扭叶片。静叶出汽边修薄到0.38mm。径向汽封片材料为铁素体镶片式汽封，隔板汽封、端部汽封采用尖齿铜汽封，汽封圈背部装有圆柱螺旋弹簧。 所有低压隔板板体材料为ZG230-450，导叶材料1Cr13。4.6 隔板支撑方式：悬挂销结构4.7 隔板套： 通常根据回热抽汽点的位置来设置隔板套，可以简化汽缸的设计和加工。5本体

24、阀门和管道高压主汽阀，高压调节阀，中压联合汽阀，高排与抽汽逆止阀。5.1高压主汽阀：是主蒸汽进入汽轮机的总阀门，是保证汽轮机启停和运行的关键部件，通常是一个两位阀，其主要功能是在危急情况下能够迅速关闭。5.2 高压调节阀：用来调节汽轮机的进汽量，以控制汽轮机的转速和功率，也可以用来调整并列运行机组的负荷分配。5.3中压联合汽阀：对于中间再热机组，再热蒸汽进入中压缸前，应经过再热主汽阀和调节阀，起到控制和保护作用。再热调节阀一般只在30负荷范围内进行调节，大于30负荷调节阀全开。再热主汽阀和调节阀通常合并在一个阀壳里，共用一个阀壳和阀座，称为“中联门”。5.4阀门设计要求：P108动作灵活，不产

25、生卡涉，阀杆泄露小，密封性好；关闭时间要小：中小机组小于0.5S，大机小于0.2S；气动性能良好，阀门压力损失小：高压主汽调节阀34，中压主汽调节阀1.52.5；高温高压下工作，要具有高的工作可靠性和较高的疲劳寿命；布置合理，维修方便；加工工艺性好；操纵机构和油动机应隔热防火。5.5阀门常见故障：P114阀座上抬和下沉，阀杆断裂，阀杆卡涉，阀门泄露，压损大，关闭速度不够快等。5.6本体管道：仅限于从主汽阀到调节阀及调节阀到汽缸这一段。设计要求：维持最小的压力损失，应力在可以接受的范围内，对设备的推力和力矩在可接受的范围内。设计时考虑：通流面积，材料，壁厚，挠性。管系在工作时由于热膨胀受到约束，

26、产生很大的热应力，同时对连接部套产生推力和力矩。推力和力矩过大，将把汽缸抬起或移位，从而改变了已经调整好的通流间隙。6轴系和支承系统6.1 轴系 轴系由汽轮机高中压转子、低压转子、发电机转子以及与此相联接的主油泵、励磁机等组成。机组运行时，转子在轴承、轴承箱、基架和基础所组成的支承系统上旋转，轴系工作的稳定性和可靠性不仅取决于轴系各转子和轴承设计、制造的固有特性，而且还受安装质量、基础特性、运行条件、负荷变化等一系列因素的影响。转子两端支承在轴承上，在重力作用下中部自然向下弯曲，形成一定挠度。轴系安装时，使联轴器中心对齐，端面平行，整个轴系形成一条圆滑过渡的曲线，以免联轴器和轴颈产生额外的挠曲

27、变形，在运行中引起交变应力和振动。本机组安装时低压后轴承标高及扬度均为零，高中压转子前端和发电机转子后端向上翘起，各轴颈的标高和转角以及联轴器张口等还要考虑冷热态的差别和凝汽器与低压外缸连接方式的影响。6.2 轴承的型式与结构本机组共5个支持轴承，其中汽轮机3个，发电机2个，为了轴系定位和承受转子轴向力，还有1个独立结构的推力轴承，位于高中压转子后端。 为尽量减小高中压转子两端轴承的跨距，本机组的推力轴承采用了独立结构，带有球面轴瓦套，并依靠球面的自位能力保证推力瓦块载荷均匀。工作推力瓦和定位推力瓦各11 块。分别位于转子推力盘的前后两侧，承受轴向推力，成为轴系的相对死点。 机组正常运行时，轴

28、向推力向后，额定工况时为45.8 kN，最大工况时达79.4 kN，由位于转子推力盘后端（电机侧）的工作推力瓦承受。特殊情况下可能出现瞬时反推力，由位于转子推力盘前端（机头侧）的定位推力瓦承受。 本机组的1#4#支持轴承均为带球面轴瓦套的椭圆轴承。6.3 轴承箱和基架本机组1#轴承和主油泵以及液压调节保安部套装在前轴承箱内，2#轴承和推力轴承装在中轴承箱内，3#和4#轴承装在后轴承箱内。后轴承箱内容纳联轴器和转子齿环，箱盖上安装盘车装置。后轴承箱内还装有低电间联轴器罩壳及其喷油冷却装置，将低电间联轴器和转子齿环罩起来，外部喷油冷却，可以有效地防止齿环鼓风发热引起轴承箱温度升高。所有的轴承箱均采

29、用铸焊结构。前箱滑块采用自润滑滑块以减小滑动时的磨擦力。前轴承箱座落在前轴承箱基架上，中轴承箱座落在中轴承箱基架上，后轴承箱座落在后轴承箱基架上，低压缸四周的台板支承在10个基架上。所有基架均为铸铁结构。基架由垫铁和地脚螺栓支承和固定在基础上，调好位置和高度后待二次灌浆时固定。基架承担着整个机组的重量，其支承刚性对轴系振动影响很大，一旦形成安装缺陷难于补救，因此要求安装时务必保证质量。7盘车装置盘车装置是带动机组轴系缓慢转动的机械装置，作用如下：1 机组冲转前盘车，使转子连续转动，避免因阀门漏汽和汽封送汽等因素造成的温差使转子弯曲。同时检查转子是否已出现弯曲和动静部分是否有磨擦现象。2 机组的

30、停机后盘车，使转子连续转动，避免因汽缸自然冷却造成的上下缸温差使转子弯曲。3 机组必须在盘车状态下才能冲转，否则转子在静止状态下因静磨擦力太大而无法启动或在静止状态下被冲转将导致轴承损伤。4 较长时间的连续盘车，可以消除转子因机组长期停运和存放或其它原因引起的非永久性弯曲。5 可以驱动转子作现场简易加工。本机组的盘车装置安装在汽轮机和发电机间的后轴承箱盖上，盘车转速4.5r/min，驱动电机功率22kW。采用传统的蜗轮蜗杆减速机构和摆动齿轮离合机构，具有电液操纵系统，可以远距离操作，也可以就地操作。可连续盘车，也可间歇盘车。在汽轮机停机过程中的盘车，可以选用自动方式，也可以选用手动方式。当汽轮

31、机转子冲转超过盘车转速时，在超越离合器的作用下，盘车装置自动脱离啮合状态，摆动齿轮回到甩开位置并自锁。由于采用先投入再启动盘车电机的启动方式，投入时冲击较小。另外，该盘车装置驱动力裕量较大，可以满足各种情况下的要求。盘车装置的结构见图3-12-1和图3-12-2。技术参数和使用要求见盘车装置使用说明书。机组启、停盘车时应注意下列事项：a) 投入盘车前应先投入顶轴油泵，以减小静磨擦力，利于启动，保护轴承。b) 停机后应立即投入盘车，连续盘车到高压内缸下半调节级处内壁金属温度降低到200时，可改用间歇盘车，降到150时才能停止盘车。c) 停机时，必须等转子转速降到零后，才能投入盘车，否则会损坏盘车

32、装置和转子齿环。第二部分 联合循环汽轮机本体结构介绍一 联合循环汽轮机系统本体结构 联合循环具有效率高(单独GT为32，再热汽轮机36，联合循环48)，比投资费用低，运行和管理费用低，运行可用率高(烧煤的蒸汽轮机8085，燃气联合循环8590)。1 系统结构图T0-A4345,本机组为双缸双排汽冷凝式型式，高中压部分采用合缸结构。因进汽参数较高，为减小汽缸应力，增加机组启停及变负荷的灵活性，高压部分设计为双层缸。低压缸为对称分流式，也采用双层缸结构。为简化汽缸结构和减小热应力，高压和中压阀门与汽缸之间都是通过管道联接,低压阀门通过连通管进入低压缸。高压阀和中压阀置于高中压缸两侧。联合循环机组总

33、长49.2m，汽轮机总长15.3m，外形图见T1-A3940, T1-A3941。高压通流部分设计为反向流动，高压和中压进汽口都布置在高中压缸中部，是整个机组工作温度最高的部位。来自余热锅炉过热器的新蒸汽通过主蒸汽管进入高压主汽调节阀，再经1根高压主汽管和装在高中压外缸中部的1个高压进汽管从下方向进入高压内缸中的蒸汽室，然后进入高压通流部分。蒸汽经8个压力级作功后，由高中压缸前端下部的1个高压排汽口排出，经1根冷段再热汽管去锅炉再热器。高排蒸汽与中压蒸汽混合后进入锅炉过热器形成再热蒸汽，通过1根热段再热汽管进入中压主汽调节阀，再经1根中压主汽管从高中压外缸中部下方向进入中压通流部分。中压部分共

34、有8个压力级。中压排汽口进入连通管通向低压缸。低压部分为对称分流双层缸结构。低压主蒸汽与中压排汽混合后经连通管由低压缸中部进入通流部分，分别向前后两个方向流动，经2×7个压力级作功后向下排入凝汽器。2 主蒸汽系统图S1-628163 系统特性A .机组型号：TC2F-30inch；(TC-Tandem Cylinder表示机组布置形式为多个汽缸串连成单轴)B 机组型式：高压中间再热，单轴，双缸双排汽凝汽式汽轮机；C 功率129,400KW，转速3000rpm，旋向为逆时针方向；D 通流级数：HP8+IP8+LP2×7（我厂D135D机组为HP9(1+8)+IP10+LP2&

35、#215;6）E 末级叶片长度：30inch即762 mm (D135D机组为660mm)末级动叶片环形排汽面积2×5.3 (D135D机组为2×4.14)4 系统主要结构特点A 无调节级，无抽汽回热系统。(D135D 机组：2高加+1除氧+4低加)(根据通流面积或部分进汽度是否可变可分为调节级与压力级。调节级的静叶分成几组，中间用隔块隔开，一组静叶与一个调节阀相通，随着调节阀先后依次开启时，静叶相应地由少到多地投入，从而使通流面积发生改变。调节级可以看成是调节阀的延伸。)B 蒸汽循环系统为三压有再热系统。C 蒸汽进汽流量逐渐加大，凝汽器排汽流量大D 高中压转子和低压转子均

36、采用无中心孔转子。(T0-B7928,T0-B5545)； E 高中压外缸采用非中分面下猫爪支撑(T1-C7829)；高中压隔板为冲动式静叶围带式隔板且上下半不把合。中分面支撑：可以很好地保证热膨胀时转子与汽缸中心一致，但是汽缸加工和铸造相当困难；非中分面支撑：汽缸加工和铸造相对简单，但热膨胀时转子与汽缸中心不一致，故进行通流设计时应考虑。F 低压外缸采用非落地式轴承和钢台板结构(T2-F5666)；低压14级隔板为反动式静叶围带式隔板，57为特殊静叶直焊式隔板。G 高中压采用可倾瓦轴承，低压采用椭圆瓦轴承，推力轴承置于2，3轴承之间。5 系统通流特点A 主要通流参数进汽参数：538/276,

37、500kg/h; 535/398,900kg/h)566/306,700kg/h;535)248.7/49,600kg/h;排汽参数：398/264,996kg/h;292；LP排汽参数7.20Kpa.a/排汽相对湿度7.9/367,800kg/h;(排汽温度39.9)（D135D机组排汽压力5.4Kpa.a）B 流道形状：高中压和低压均设计为叶片根径和叶片中径逐渐增加的锥筒型。C 通流间隙：轴向间隙：设计为A值(该级隔板与动叶间隙)高压大(13mm)中压小(7mm), C值(该级隔板与前级动叶间隙)高压小(5mm)中压大(20mm)；低压F值(该级隔板与前级动叶间隙)电机侧大(45mm)燃机

38、侧小(7mm)，B值(该级隔板与动叶间隙)电机侧小(7mm)燃机侧大(45mm)。径向间隙：设计为高中压下侧约大(1.061.31 mm)，左右次之(1.001.25 mm)，上侧约小(0.941.19 mm)；低压设计为上侧大(1.551.8 mm)，左右次之(1.301.55 mm)，下侧小(1.051.3 mm)。D 热耗低：联合循环6355KJ/KW.h,即1518 Kcal/KW.h(D135D为8198KJ/KW.h,即1958.1 Kcal/KW.h；D600B为1850 Kcal/KW.h)二 联合循环中使用的蒸汽轮机1 系统设计要求 A 一般不抽汽去加热给水，于是排向凝汽器的

39、流量比常规汽轮机多。常规汽轮机排汽流量只有主蒸汽流量的30左右，联合循环中排汽流量比主蒸汽流量大30左右。于是要求精心设计低压缸和凝汽器，增大通流能力和换热面积。为了充分利用排气余热，应尽可能降低HRSG的排气温度，目前排气最低温度只有8090，与凝结水温度相差无几，故不需要设置蒸汽加热器。B 蒸汽轮机必须适应快速启动的要求，特别是单轴机组。C 运行方式上一般不采用压力恒定不变的调节方式，而改用滑压运行的调节方式。 滑压运行可使汽轮机多发出一些附加功率。压力较低时，HRSG可以多产生一些主蒸汽。 部分负荷时，能够使汽轮机的排气温度基本保持不变，使蒸汽的湿度不至于过大。部分负荷时，随着燃机初温的

40、下降，HRSG中产生的主蒸汽温度有较大幅度降低。不需要装调节级，有利于提高透平的级效率。2 结构设计要求结构设计应满足高效，快速启动，蒸汽体积流量大，滑压运行几方面特点要求。A 高效：合理选择蒸汽循环系统(单压无再热，双压无再热，双压有再热，三压无再热，三压有再热),合理选择HRSG(是否补燃，循环方式，设计参数)，合理选择蒸汽参数。蒸汽循环系统方案对于联合循环效率，结构低复杂程度，投资成本都有明显影响。单压系统，排汽温度160200；三压系统，排汽温度110120。如果燃料中硫含量极低，则可以进一步降低到8090。研究表明：当由单压无再热系统改为三压有再热系统时，热效率可增大3个百分点，功率

41、可增大6个百分点；当由单压无再热系统改为双压无再热系统时，热效率可增大1.7个百分点；当由双压无再热系统改为三压无再热系统时，热效率只能增大0.6个百分点；当由无再热改为有再热系统时，热效率只能增大0.60.7个百分点。在联合循环中主蒸汽压力一般不是很高，这是由于选择主蒸汽压力时需要考虑以下四方面的影响：对联合循环性能的影响；对蒸汽透平效率的影响；对蒸汽透平作功量的影响；对蒸汽排汽湿度的影响。 研究表明：随着主蒸汽压力的提高，可以提高循环效率；但是，当压力到8.4Mpa后，效率增加逐渐平缓；当压力到10.4Mpa后，效率会下降。随着主蒸汽压力的提高，一方面蒸汽的焓降会增大；另一方面，蒸汽的泄漏

42、损失和湿度都会增加，从而导致循环效率下降。研究还表明：随着主蒸汽压力的降低，蒸汽透平的作功功率会增大，排汽湿度也会减小。故主蒸汽压力控制在10.4Mpa以下是合适的。B 快速启停：尽可能加强汽缸的对称性；设法加大动静部件间隙；各级均采用全周进汽；高中压汽缸采用双壳体结构；GE公司建议通流部分用锥形通道；西门子公司建议采用无中心孔整锻转子。C蒸汽体积流量大：由于没有抽汽，反而要在低压部位注入大量二次蒸汽，而常规机组有八级抽汽。三 汽轮机本体结构介绍1 高中压转子(T0-B7928,T0-B5532)结构高中压转子采用整锻结构，材料为30Cr1Mo1V(10325AB),重量为19.8吨，长度为8

43、480毫米，轴承间距为5200毫米，最大直径1430毫米。高压部分共8级叶轮，高压各级为等厚截面叶轮，倒型叶根槽。中压共8级叶轮，第1级为变截面叶轮，其余各级为等厚截面叶轮，纵树型叶根槽。叶轮间的隔板汽封和轴端汽封，都采用尖齿式结构。转子两端和转子中间段（即高压第8级、中压第8级和进汽中心叶轮处）外侧端面上有装平衡螺塞的平衡螺孔，供电厂不开缸作轴系动平衡用。厂内动平衡用去重法。转子前轴颈为430，转子后端轴颈为430，与燃机转子和低压转子用刚性联轴器联接，联轴器用16个特制螺栓连接，螺栓的装配和预紧力（伸长量）要求联轴器有关规定。正常运行时，高压和中压进汽部分是工作温度最高的区域，当启动升速率

44、或负荷变动率较大时，蒸汽温度变化较快，将导致转子热应力过大，损耗转子使用寿命。因此启动升速和变负荷时，要按照启动运行说明书所推荐的升速率和变负荷率进行操作。尤其要注意热态启动时主蒸汽和再热蒸汽的温度要与高压进汽和中压进汽部分的温度相匹配，以免汽缸转子温度骤变。具体要求见启动运行说明书。转子材料的脆性转变温度为121，因此，冷态启动时要充分暖机，在升速到额定转速之前，转子中心部位必须加热到121以上。1.1 转子的主要设计要求由于转子的工作条件十分恶劣，因此转子的设计和制造要求非常严格。技术协议中三菱要求转子采用整锻无中心孔(整锻转子可以防止高温时叶轮和主轴之间松动，且结构紧凑，刚性好，启动适应

45、性好；无中心孔转子可减小中心位置的最大应力)；能承受发电机出线端短路时所产生的最大扭矩瞬时作用于转子上；能在低于110额定转速下的任何转速下运行；并能承受120额定转速瞬时超速条件下产生的应力。1.2 转子的临界转速 转子的临界转速应避开94115额定转速范围(汽轮机启动时在转速由盘车转速提升到工作转速的过程中，在某个特定的转速下，转子的振动幅值会急剧加大，这个特定的转速就是该转子的临界转速。根据振动型式不同，临界转速可分为一阶，二阶等。对于由多转子连接而成的汽轮机，则由各转子的临界转速组成轴系的临界转速。)，机组的转子临界转速如下：序号12345678转速750105016501850210

46、0250035503900阶次GEN一阶GT一阶HIP一阶LP一阶GEN二阶GT二阶HIP二阶LP二阶1.3 转子跳动检查为检查转子各外圆面是否在同一中心线上以及转子重要端面是否垂直于转子中心线，也为转子动平衡打下良好的基础，转子加工完毕后必须检查跳动。一般是在总装时轴承安装好后调入转子，浇上干净的透平油，盘动转子测量。1.4 转子平衡(引起机组振动的原因很复杂，如转子不平衡，轴承工作不良，支承部分联接刚度不足，滑销系统卡涩热胀不畅，动静部分碰摩造成大轴弯曲等)由于转子的不平衡量产生的激振力是引发转子振动的激振力，要消除振动，首先必需保证转子的不平衡量在要求的范围内。转子在加工过程中要进行很好

47、的静平衡，装上叶片后要进行低速动平衡(450转/分钟)和高速动平衡(3000转/分钟)。2.3 高压内缸结构及装配(T2-C5325,T2-C0004)高压内缸装有高压18级隔板，内缸材料为ZG15Cr2Mo1，允许工作温度不大于566。结构非常紧凑；支撑结构为悬挂销；定位采用径向销结构。内缸轴向定位死点位于高压进汽口之前，内缸此处有一定位环，其外缘与外缸上相应位置的凸缘配合，确定内外缸轴向位置，构成内缸相对于外缸的轴向膨胀死点。内缸外壁高压第4级处设置有隔热环将内外缸夹层空间分成2个区域，如此可以降低内缸内外壁温差，提高外缸温度。内缸通过左右悬挂销搭在外缸上，配准悬挂销下面垫片可以调整内缸中

48、心高度，上面垫片的配准是为了配准内外缸的热膨胀间隙。内、外缸之间靠径向销保持内外缸中心一致和内外缸间的自由膨胀。2.4 高中压外缸结构及装配(T1-C7817,T1-C7808C7812,T2-C5332,T1-C7829,T1-C7821,T1-C7822)高中压外缸内装有高压内缸、隔板套、隔板、汽封等高中压部分静子部件，与转子一起构成了汽轮机的高中压通流部分。外缸材料为高温性能较好的ZG15Cr2Mo1铸件。外缸重量40t(不包括螺栓等附件)，允许工作温度不大于566。1个高压进汽口从外缸中部进入高压内缸。外缸高压部分有安装固定高压内缸的凸台和凸缘，前端下部有1个高压排汽口。外缸中部下方有

49、1个中压进汽口，中压部分有安装1#、2#、3#隔板套的凸缘。下。高中压外缸结构见图T1-C7817。安装时螺栓需要热紧，要求必须使用汽轮机螺栓电加热器，不允许用氧乙炔火焰加热。螺栓伸长满足设计要求，即可保证螺栓预紧力的要求。热紧数值、热紧顺序及注意事项见螺栓热紧说明书外缸由下缸中分面伸出的前后左右4个猫爪搭在前轴承箱和中低压轴承箱的水平中分面下方，称为下猫爪非中分面支承结构。 高中压缸与前轴承箱之间的推拉靠汽缸下半前猫爪与轴承座间的推拉梁来传递。 高中压外缸中部下有1只高压进汽管 ，通过弹性法兰固定在外缸上。高压进汽管内套管通过活塞环与内缸相连接，可以降低内套管内外温差，减小对弹性法兰的热辐射

50、。 非中分面下猫爪支承T1-C7829 推拉梁T2-C5332，T2-C5323 中压进汽遮热罩T1-C7821 高压进汽管装配T1-C78223 高中压隔板结构及装配要领(T0-B7900,T2-B1425)本机高压部分共8级，中压部分共8级，中压第13级隔板装在1隔板套内，第45级隔板装在2隔板套内，第68级隔板装在3隔板套内。高、中隔板都采用焊接结构。高中压采用自带冠导叶焊接方式。高中压动叶采用自带冠结构，叶冠顶部设置了径向汽封。隔板汽封、径向汽封采用铁素体汽封，硬度低，即使与转子碰磨也不会淬硬，而伤及转子。3.1 隔板结构特点(T0-B7900)静叶片为自带冠结构；上下半不把和；定位销

51、装在内缸上(T3-B0296)；进汽边堆焊凸台来控制轴向间隙；下半有疏水孔；径向汽封片采用锁圈固定且齿尖不对称，加工困难，但装配和拆卸方便(31-37142,31-01867)。3.2 悬挂销装配T2-B14254 高中压隔板套装配(T0-B7934, T0-B7935，T0-B7936)用隔板套代替中压内缸，可以大大节约制造成本，也可以分段选择材料。4.1 1隔板套4.2 2隔板套4.3 3隔板套5 高中压汽封体结构及装配要领(T0-B7937/38 ,T0-W3479/80)轴封可以减少可能通过汽轮机转子和静止部件之间的间隙而进入的蒸汽或空气。所有轴封都是金属迷宫型、弹簧分段式汽封圈。汽封

52、圈为高低齿或平齿，小间隙配合凸台直接在汽轮机转子上加工而成。这一连串的高低齿结构形成的小间隙，使泄露的蒸汽流量达到最小。两段汽封之间的腔室里有泄漏的空气及泄漏的蒸汽。若是因为某些变工况条件造成转子变形，分段弹簧式汽封所具有的“退让”功能可以降低汽封齿和转子摩擦时产生的热量对转子的损坏。5.1 1汽封体5.2 2汽封体5.3 高中压端汽封体6高中压模块整体发运介绍6.1 发运工具8E-0091,8E-0091A,8E-0091B,D100B-692000A6.2 发运安装8E-0091拆下高中压端汽封体上半和工具轴承，装上汽封圈和高中压端汽封体上半，安装3，4轴承，用转子定位工具进行转子复位。1

53、 低压转子(T0-B5545,T0-B5551)1.1 低压转子(T0-B5551)结构低压转子采用整锻转子，材料为30Cr2Ni4MoV，总长度6840mm，总重量(包括叶片重量)41.9t。低压正反向共14级叶轮，17级为纵树叶根。转子后轴颈为454，转子前轴颈为430，与高中压转子和电机转子采用刚性联轴器联接。联轴器上各均布有16个特制螺栓分别与高中压转子和发电机转子联接，螺栓的安装及预紧力（伸长值）要求见低压转子总图中的有关规定。正反向末级叶轮外侧和正反向第1级叶轮之间均有平衡槽，供制造厂动平衡时用。正反向末级叶轮外侧有平衡螺塞孔，供电厂不开缸作轴系动平衡用。2 低压缸隔板及汽封装配(

54、T0-B5546)低压部分正反向共14副隔板。第14级采用自带冠静叶焊接结构，57级采用直焊式结构。汽封片材料为铁素体汽封。3 低压汽缸结构及装配要领3.1 低压缸(T1-4F240，T1-4F322)由于进汽温度较高，低压缸采用焊接双层缸结构，轴承座为落地式结构。低压缸结构见T2-F5666。内缸通过其下半水平中分面法兰支撑在外缸上，内缸的支撑面上支持整个内缸和所有隔板的重量。水平法兰中部及内缸下半底部对应进汽中心处有定位键，作为内外缸的轴向相对死点，使内缸轴向定位而允许横向自由膨胀。内缸下半两端底部有纵向键，沿纵向中心线轴向设置，使内缸相对外缸横向定位而允许轴向自由膨胀。低压外缸采用焊接结构，内缸上半重18.25t，内缸下半重17.2t，外缸上半均10.28t，外缸下半燃机侧23.36t，外缸下半电机侧24.77t。低压外缸沿轴向分为两段，用垂直法兰螺栓联接，现场组装后再密封焊接。低压外缸上半顶部进汽部位有膨胀