汽轮机转子（课堂PPT）

1、1汽轮机汽轮机安装预安装预备技师备技师专用专用2第二单元课题三第二单元课题三汽轮机转子汽轮机转子34一、概述一、概述v类型类型：转子按主轴与其它部分之间的组合方：转子按主轴与其它部分之间的组合方式，分为套装、整锻、焊接、组合等四大类。式，分为套装、整锻、焊接、组合等四大类。v300MW转子转子：高中压转子长期在高温下运行，：高中压转子长期在高温下运行，采用强度大的无中心孔整锻转子，材料为采用强度大的无中心孔整锻转子，材料为30Cr1Mo1V;而低压转子工作在蒸汽的低压而低压转子工作在蒸汽的低压区，其蒸汽容积流量大，低压转子直径大，区，其蒸汽容积流量大，低压转子直径大，末叶片较长，套装转子已不能

2、适应其强度要末叶片较长，套装转子已不能适应其强度要求，故也采用无中心孔整锻转子求，故也采用无中心孔整锻转子,材料为材料为30Cr2Ni4Mo1V 。51、套装转子、套装转子轴轴轴套轴套叶轮叶轮联轴节联轴节键键6套装转子套装转子（1）加工方法：主轴等上述部件单）加工方法：主轴等上述部件单独铸造，然后用热套工艺加工。独铸造，然后用热套工艺加工。（2）特点：轮孔处应力较大，转子）特点：轮孔处应力较大，转子刚性差，高温下套装处易松动。刚性差，高温下套装处易松动。（3）应用：中、小型汽轮机的低压）应用：中、小型汽轮机的低压部分，适合温度部分，适合温度400以下、低应力以下、低应力环境下工作。环境下工作。

3、7v请看录像请看录像200MW汽轮机转子汽轮机转子89102、整锻转子、整锻转子v（1）加工方法：主轴和叶轮应用）加工方法：主轴和叶轮应用整体毛坯加工而成。整体毛坯加工而成。（2）特点：结构紧凑，转子强度）特点：结构紧凑，转子强度大、刚性好，适合高温、高应力大、刚性好，适合高温、高应力环境下工作。环境下工作。（3）应用：中小型汽轮机的高压）应用：中小型汽轮机的高压转子、大型汽轮机的任何转子。转子、大型汽轮机的任何转子。11 转转子子毛毛坯坯12 转转子子毛毛坯坯13v车车床床加加工工1415冲动式整锻高压转子冲动式整锻高压转子16冲动式整锻高压转子冲动式整锻高压转子17反动式高中压整锻转子反动

4、式高中压整锻转子18国产引进型国产引进型300MW汽轮机反动式整汽轮机反动式整锻低压转子锻低压转子两列冲两列冲动级动级193、冲动式组合转子、冲动式组合转子20冲动式高中压组合转子冲动式高中压组合转子21组合转子组合转子v（1）加工方法：高压部分整锻，）加工方法：高压部分整锻，中、低压部分套装。中、低压部分套装。（2）特点：兼顾二者特点。）特点：兼顾二者特点。（3）典型应用：）典型应用：200MW汽轮机汽轮机的中压转子。的中压转子。224、焊接转子、焊接转子v（1）加工方法：若干实心轮盘、端）加工方法：若干实心轮盘、端轴单独铸造，然后焊接加工。轴单独铸造，然后焊接加工。（2）特点：要求材料可焊

5、接性好，）特点：要求材料可焊接性好，加工工艺复杂、要求高。加工工艺复杂、要求高。（3）应用：早期上海国产少数）应用：早期上海国产少数125MW、300MW汽轮机的低压转汽轮机的低压转子。子。23冲动式焊接低压转子冲动式焊接低压转子 24二、引进型二、引进型300MW汽轮机高中压转子汽轮机高中压转子 高、中压转子是一根合金钢锻件加工高、中压转子是一根合金钢锻件加工而成，无中心孔，材料为而成，无中心孔，材料为30Cr1Mo1V，在调阀端有一短轴用螺栓与之连接。在调阀端有一短轴用螺栓与之连接。短轴上依次有危急遮断器、主油泵叶短轴上依次有危急遮断器、主油泵叶轮、测速齿轮、推力盘。轮、测速齿轮、推力盘。

6、25 高、中压转子上依次有高、中压转子上依次有 #1#1轴承轴颈、高压缸前汽封、轴承轴颈、高压缸前汽封、 高压排汽侧平衡活塞、高压排汽侧平衡活塞、 高压通流部分反动式压力级动叶片、高压通流部分反动式压力级动叶片、 调节级叶片、高压进汽侧平衡活塞、调节级叶片、高压进汽侧平衡活塞、 中压平衡活塞、中压平衡活塞、 中压通流部分反动式压力级动叶片、中压通流部分反动式压力级动叶片、 高中压缸后汽封、高中压缸后汽封、#2#2轴承轴颈、联轴器。轴承轴颈、联轴器。1、高、中压转子的结构、高、中压转子的结构26高压排汽侧平衡活塞高压十二个反动式动叶片调节级叶片高压进汽侧平衡活塞中压平衡活塞中压级#1轴承轴颈 #

7、2轴承轴颈 27高压排汽侧平衡活塞高中压缸前汽封#1轴承轴颈 高压十二个反动式动叶片加平衡螺塞的工艺孔 调节级叶轮平衡孔调节级叶片高压进汽侧平衡活塞中压平衡活塞28中压级中压级高压级高压级调节级调节级中压平中压平衡活塞衡活塞高中压缸高中压缸后汽封后汽封中压排中压排汽口汽口高压排高压排汽口汽口29危急遮断器主油泵叶轮测速齿轮推力盘2、调阀（前）端短轴上的设备、调阀（前）端短轴上的设备30调节级叶片调节级叶片中压级中压级动叶片动叶片高压级动叶片高压级动叶片高压排汽侧平衡活塞中压平衡中压平衡活塞活塞高中压缸前汽封高中压缸前汽封联轴器联轴器#2轴承轴颈 #1轴承轴颈 反动式反动式600MW汽轮机转子汽

8、轮机转子31危急遮危急遮断器断器主油泵主油泵测速测速齿轮齿轮600MW汽轮机调阀（前）端短轴汽轮机调阀（前）端短轴32 3、 转子的通流部分布置特点：转子的通流部分布置特点： （1 1） 高压调节级与高压压力级反向布置，而高压压力高压调节级与高压压力级反向布置，而高压压力级与中压压力级也是反向布置。级与中压压力级也是反向布置。高压单列调节级布置在高压单列调节级布置在转子中部，蒸汽在调节级做功后转转子中部，蒸汽在调节级做功后转180180度依次通过高压侧度依次通过高压侧十二个压力级做功。中压通流部分亦是由转子中间进汽，十二个压力级做功。中压通流部分亦是由转子中间进汽，流向发电机端九个压力级。流向

9、发电机端九个压力级。 （2 2）因高、中压压力级均采用反动式动叶片，为避免轴因高、中压压力级均采用反动式动叶片，为避免轴向推力过大，向推力过大，故采用鼓式转子，即各压力级均无叶轮，故采用鼓式转子，即各压力级均无叶轮，动叶直接安装在转子上开出的叶片槽中。动叶直接安装在转子上开出的叶片槽中。 （3 3）由于高、中压压力级均为反动式，故转子上的轴向）由于高、中压压力级均为反动式，故转子上的轴向推力较大，为平衡高、中压转子的轴向推力，除了在通推力较大，为平衡高、中压转子的轴向推力，除了在通流部分布置上采用高、中压反向布置，调节级叶轮上开流部分布置上采用高、中压反向布置，调节级叶轮上开有斜孔外，转子上还

10、设有三个平衡活塞。有斜孔外，转子上还设有三个平衡活塞。 33高压排汽口之后的汽流流向哪里？高压排汽口之后的汽流流向哪里？v其中，在高压排汽口之后（顺汽流方向）布置有高其中，在高压排汽口之后（顺汽流方向）布置有高排平衡活塞。高压排汽中一小部分蒸汽流经高排平排平衡活塞。高压排汽中一小部分蒸汽流经高排平衡活塞后，然后经四根高中压缸平衡管（上、下缸衡活塞后，然后经四根高中压缸平衡管（上、下缸各两根）被引入中压缸排汽口，与中压缸排汽汇合各两根）被引入中压缸排汽口，与中压缸排汽汇合后到低压缸做功。后到低压缸做功。v由于高排平衡活塞前承受的是高排蒸汽压力，而活由于高排平衡活塞前承受的是高排蒸汽压力，而活塞后

11、承受的是与中排压力相当的汽压（稍高于中排塞后承受的是与中排压力相当的汽压（稍高于中排压力，因平衡管有流动阻力及节流孔板），因此，压力，因平衡管有流动阻力及节流孔板），因此，高中压平衡管内的蒸汽流向是由高排缸流向中排缸高中压平衡管内的蒸汽流向是由高排缸流向中排缸的。的。34上缸上缸两根两根高中高中压缸压缸平衡平衡管管v高压排汽口（高压排汽口（高压排汽平衡活塞）高压排汽平衡活塞）之后的汽流流动之后的汽流流动35高中压缸通流部分高中压缸通流部分高高压压级级高压排汽高压排汽平衡活塞平衡活塞高压平衡活塞高压平衡活塞调节级调节级中压中压进汽进汽中压级中压级高压高压排汽排汽高压进汽高压进汽中压中压平衡平衡活

12、塞活塞36复习复习v国产引进型国产引进型300MW300MW反动式汽轮的轴向推反动式汽轮的轴向推力远大于同容量的冲动式汽轮机组，因力远大于同容量的冲动式汽轮机组，因此，该型机组采用了哪些平衡措施？此，该型机组采用了哪些平衡措施？v1. 1. 高中压部分高压压力级与中压压力级反向流动高中压部分高压压力级与中压压力级反向流动布置布置; ;v2 2、高压部分调节级与高压压力级反向流动布置，、高压部分调节级与高压压力级反向流动布置，叶轮上开有斜孔（平衡孔）；叶轮上开有斜孔（平衡孔）；v3.3.低压缸采用反向流动布置低压缸采用反向流动布置; ;v4.4.高中压转子上设置多道平衡活塞。高中压转子上设置多道

13、平衡活塞。37 4、平衡活塞平衡活塞 平衡活塞就是将轴封套直径加大，在转子上形成平衡活塞就是将轴封套直径加大，在转子上形成带齿形轴封的较大凸肩，蒸汽由凸肩齿形间隙的带齿形轴封的较大凸肩，蒸汽由凸肩齿形间隙的一端流向另一端时，因节流而产生压降，由于凸一端流向另一端时，因节流而产生压降，由于凸肩两侧所承受的压力不同，于是产生与转子通流肩两侧所承受的压力不同，于是产生与转子通流部分固有推力相反的轴向附加力并与之平衡。部分固有推力相反的轴向附加力并与之平衡。 高压进汽区域内转子上加工有高、中压平衡活塞，高压进汽区域内转子上加工有高、中压平衡活塞，高压通流部分的轴向推力由这两级平衡活塞加以高压通流部分的

14、轴向推力由这两级平衡活塞加以平衡，再加上高压排汽平衡活塞（低压平衡活塞）平衡，再加上高压排汽平衡活塞（低压平衡活塞）的作用，轴向推力最后只剩下一个较小的正向推的作用，轴向推力最后只剩下一个较小的正向推力指向发电机端，保证额定负荷下转子不漂移，力指向发电机端，保证额定负荷下转子不漂移，运行稳定。运行稳定。 38中压平中压平衡活塞衡活塞高压进汽侧高压进汽侧平衡活塞平衡活塞高压排汽侧高压排汽侧平衡活塞平衡活塞调节级叶片调节级叶片39转子轴向受力分析转子轴向受力分析平衡中压缸轴向推力平衡中压缸轴向推力平衡高压轴向推力平衡高压轴向推力40上海上海300MW汽轮机轴向推力的变化汽轮机轴向推力的变化正常工况

15、正常工况高中压调门高中压调门全开全开净推力净推力允许的轴向允许的轴向推力轴承负推力轴承负荷荷方向方向100%进汽进汽37601N1.035MPa朝向发电机朝向发电机端端50%进汽进汽12519N1.035MPa朝向调端朝向调端33%进汽进汽3699N1.035MPa朝向发电机朝向发电机端端41 转子上设有三个动平衡加重面，分转子上设有三个动平衡加重面，分别在高压排汽侧平衡活塞调阀端面，别在高压排汽侧平衡活塞调阀端面，中压排汽端面及中压平衡活塞高压中压排汽端面及中压平衡活塞高压端面，设有工艺孔，供现场不揭缸端面，设有工艺孔，供现场不揭缸加装平衡螺塞。加装平衡螺塞。42三、低压转子三、低压转子 低

16、压转子由于直径大，所受离低压转子由于直径大，所受离心力剧增，故采用合金钢整锻无中心力剧增，故采用合金钢整锻无中心孔转子，材料为心孔转子，材料为30Cr2Ni4MoV 。转子以进汽中心线为准，两侧对称转子以进汽中心线为准，两侧对称布置各七级。由于转子采用对分式，布置各七级。由于转子采用对分式，其轴向推力基本上自相平衡，而无其轴向推力基本上自相平衡，而无需采用其他措施。需采用其他措施。 发电机转子和低发电机转子和低压转子之间装有盘车大齿轮。压转子之间装有盘车大齿轮。43中间进汽，两中间进汽，两侧对称分流。侧对称分流。4445四、转子的支承和轴系的连接方式四、转子的支承和轴系的连接方式v1、轴系：汽

17、轮发电机组的每一根转子依靠联、轴系：汽轮发电机组的每一根转子依靠联轴器连接起来，而每一根转子两端都有轴承轴器连接起来，而每一根转子两端都有轴承支撑，这样就构成了一个多支点的转子系统，支撑，这样就构成了一个多支点的转子系统，称为轴系。称为轴系。462 2、转子的静止挠曲变形、转子的静止挠曲变形v转子是具有较大质量的弹性体，放置在两端转子是具有较大质量的弹性体，放置在两端径向支承轴承上的转子，在重力作用下，使径向支承轴承上的转子，在重力作用下，使得每根转子中间将产生向下的挠曲变形，而得每根转子中间将产生向下的挠曲变形，而轴颈由于轴承的支撑向上扬起。轴颈由于轴承的支撑向上扬起。v如图所示。在汽轮机安

18、如图所示。在汽轮机安装和检修技术中，往往把装和检修技术中，往往把轴颈扬起的程度称为扬度。轴颈扬起的程度称为扬度。473、转子的静止挠曲变形的危害转子的静止挠曲变形的危害v即使支承点处的位于同一水平线上，由于静即使支承点处的位于同一水平线上，由于静止挠曲变形也会使联轴器端面不与水平线垂止挠曲变形也会使联轴器端面不与水平线垂直，在转子用刚性联轴器连接时，靠背轮结直，在转子用刚性联轴器连接时，靠背轮结合面处有很大的张口，若强迫地用连接螺栓合面处有很大的张口，若强迫地用连接螺栓将转子连在一起，必将在转子上产生附加连将转子连在一起，必将在转子上产生附加连接约束力，并且靠背轮螺栓的紧力极不均匀，接约束力，

19、并且靠背轮螺栓的紧力极不均匀，这些都是引起机组振动、甚至酿成恶性事故这些都是引起机组振动、甚至酿成恶性事故的隐患。的隐患。48靠背轮结合面处有很大的张口靠背轮结合面处有很大的张口493、安装和检修要求、安装和检修要求v在汽轮发电机组的各转子连成轴系时，应力图避在汽轮发电机组的各转子连成轴系时，应力图避免产生附加约束力。要求在静止状态下，各转子免产生附加约束力。要求在静止状态下，各转子的轴线应连成一条平滑的曲线。这样，各转子支的轴线应连成一条平滑的曲线。这样，各转子支承点的轴心不应在同一水平线上，应根据各转子承点的轴心不应在同一水平线上，应根据各转子的静态挠度或靠背轮端面转角的大小，确定相邻的静

20、态挠度或靠背轮端面转角的大小，确定相邻支承点在垂直方向上的相对位置，这就是轴系中支承点在垂直方向上的相对位置，这就是轴系中各轴承设定不同标高值的原因。各轴承设定不同标高值的原因。 504、汽轮机找中心、汽轮机找中心v汽轮机找中心的关键在于转子找中心，汽轮机找中心的关键在于转子找中心，而转子找中心是采用按联轴器找中心的而转子找中心是采用按联轴器找中心的方法进行的，方法进行的，通过调整支撑转子的轴承通过调整支撑转子的轴承座的垫片使得各转子的中心线能够相互座的垫片使得各转子的中心线能够相互连接为一根连续的曲线，保证联轴器的连接为一根连续的曲线，保证联轴器的两外圆同心，两端面平行两外圆同心，两端面平行。51轴系挠度曲线如图轴系挠度曲线如图52300MW汽轮机找中心要求汽轮机找中心要求53五、转子的临界转速五、转子的临界转速v1、定义：在汽轮发电机组启动或停机过程中，当、定义：在汽轮发电机组启动或停机过程中，当转速达到某一数值时，机组出现剧烈振动，而越过转速达到某一数值时，机组出现剧烈振动，而越过这一转速后，振动