2汽轮机转动部分

1、东北电网公司大连培训中心东北电网公司大连培训中心一、汽轮机的叶片v （一）、（一）、 东北电网公司大连培训中心。P87Lb5C1020 东北电网公司大连培训中心（二）、（二）、 P87Lb5C1021东北电网公司大连培训中心T型叶根型叶根这种叶根结构简单、加工方便、工这种叶根结构简单、加工方便、工作可靠为短叶片普遍采用。它的缺作可靠为短叶片普遍采用。它的缺点是叶片的离心力对轮缘两侧截面点是叶片的离心力对轮缘两侧截面产生弯矩，使轮缘有张开的趋势。产生弯矩，使轮缘有张开的趋势。故将叶根和轮缘上做成凸肩形。故将叶根和轮缘上做成凸肩形。菌型叶根菌型叶根这种叶根和轮缘的载荷分配比这种叶根和轮缘的载荷分配

2、比T型型叶根合理，因而强度较高，但因叶根合理，因而强度较高，但因加工复杂，其应用不如加工复杂，其应用不如T型叶根广型叶根广泛。泛。东北电网公司大连培训中心 以上两种叶根属于周向装配式叶根。以上两种叶根属于周向装配式叶根。这类叶根的轮缘槽上开有一个或两个缺这类叶根的轮缘槽上开有一个或两个缺口，叶片就从这些缺口一片片依次装入口，叶片就从这些缺口一片片依次装入轮缘槽中。最后装在缺口处的叶片叫做轮缘槽中。最后装在缺口处的叶片叫做封口叶片，研配装入后用两个铆钉固定封口叶片，研配装入后用两个铆钉固定在轮缘上。在轮缘上。 周向装配式叶根的缺点是当个别叶周向装配式叶根的缺点是当个别叶片损坏时，不能单独拆换，而

3、必须将部片损坏时，不能单独拆换，而必须将部分或全部叶片拆下重装。分或全部叶片拆下重装。东北电网公司大连培训中心叉型叶根叉型叶根 这种叶根的叉尾直接插入轮缘这种叶根的叉尾直接插入轮缘槽内，并用两排铆钉固定叉尾数可槽内，并用两排铆钉固定叉尾数可根据叶片离心力大小选择。叉型叶根据叶片离心力大小选择。叉型叶根强度高、适应性好，被大功率汽根强度高、适应性好，被大功率汽轮机末几级广泛采用。叉型叶根加轮机末几级广泛采用。叉型叶根加工方便，便于拆换，但装配时比较工方便，便于拆换，但装配时比较费工，且轮缘较厚，钻铆钉孔不便，费工，且轮缘较厚，钻铆钉孔不便，所以整锻转子和焊接转子不宜采用。所以整锻转子和焊接转子不

4、宜采用。东北电网公司大连培训中心枞树型叶根枞树型叶根 这种叶根沿轴向直接装入轮缘相应的这种叶根沿轴向直接装入轮缘相应的枞树槽中。这种叶根承载能力强叶根齿数枞树槽中。这种叶根承载能力强叶根齿数可根据离心力大小决定，同时拆装容易，可根据离心力大小决定，同时拆装容易，故被大功率的调节级和末几级采用。但由故被大功率的调节级和末几级采用。但由于其加工面多，精度要求高，所以受到限于其加工面多，精度要求高，所以受到限制。制。东北电网公司大连培训中心（三）、叶顶（三）、叶顶 汽轮机同一级中汽轮机同一级中,用尾带、拉金用尾带、拉金连在一起的数个叶片称之为连在一起的数个叶片称之为成组叶成组叶片片（叶片组）；用尾带

5、、拉金将全（叶片组）；用尾带、拉金将全部叶片连接在一起的称之为部叶片连接在一起的称之为整圈连整圈连接叶片接叶片；不用尾带、拉金连接的叶；不用尾带、拉金连接的叶片称片称单个叶片单个叶片或或自由叶片自由叶片。东北电网公司大连培训中心尾带、拉金的作用尾带、拉金的作用 东北电网公司大连培训中心 尾带根据固定方式不同分为尾带根据固定方式不同分为焊接尾带焊接尾带铆接尾带铆接尾带东北电网公司大连培训中心东北电网公司大连培训中心 当设计为自由叶片时，要将叶顶削当设计为自由叶片时，要将叶顶削薄，以减轻叶片重量，并防止运行中与薄，以减轻叶片重量，并防止运行中与汽缸相碰时损坏叶片。一般长叶片设计汽缸相碰时损坏叶片。

6、一般长叶片设计为自由叶片。为自由叶片。P88Lb5C1027东北电网公司大连培训中心 东北电网公司大连培训中心P177Lb3F4015东北电网公司大连培训中心东北电网公司大连培训中心叶叶 片片 振振 动动 叶片是一个弹性体，当突受外力作用后，叶叶片是一个弹性体，当突受外力作用后，叶片将产生自由振动，其频率称为叶片的自振频率片将产生自由振动，其频率称为叶片的自振频率（或称固有频率）。叶片的自振频率取决于叶片（或称固有频率）。叶片的自振频率取决于叶片的尺寸、材料及叶片固定方式等因素。当叶片受的尺寸、材料及叶片固定方式等因素。当叶片受到周期性的外力（激振力）作用时就会发生强迫到周期性的外力（激振力）

7、作用时就会发生强迫振动。若叶片的自振频率等于或倍于激振力的频振动。若叶片的自振频率等于或倍于激振力的频率，叶片就会发生共振现象，使叶片的振幅增大，率，叶片就会发生共振现象，使叶片的振幅增大，甚至造成叶片损坏。甚至造成叶片损坏。东北电网公司大连培训中心引起叶片振动的原因引起叶片振动的原因在汽轮机工作中，沿圆周方向汽流的不在汽轮机工作中，沿圆周方向汽流的不均匀将对叶片产生激振力，引起叶片振均匀将对叶片产生激振力，引起叶片振动。激振力按其频率分为：动。激振力按其频率分为：低频激振力低频激振力-第一类激振力第一类激振力高频激振力高频激振力-第二类激振力第二类激振力东北电网公司大连培训中心低频激振力低频

8、激振力-第一类激振力第一类激振力低频激振力是由于在轮周上有若干处汽流不均低频激振力是由于在轮周上有若干处汽流不均匀（大小或方向），叶片每经过此处受到一次匀（大小或方向），叶片每经过此处受到一次扰动而产生的。原因如下：扰动而产生的。原因如下：采用喷嘴配汽方式时，第一级喷嘴沿圆周布置采用喷嘴配汽方式时，第一级喷嘴沿圆周布置成若干个弧段，当叶片经过相邻喷嘴弧段的间成若干个弧段，当叶片经过相邻喷嘴弧段的间隔时，没有蒸汽作用，引起一次扰动而产生激隔时，没有蒸汽作用，引起一次扰动而产生激振力。振力。东北电网公司大连培训中心采用部分进汽时，叶片经过不进汽的弧段时，采用部分进汽时，叶片经过不进汽的弧段时，没有

9、蒸汽作用，引起一次扰动而产生激振力。没有蒸汽作用，引起一次扰动而产生激振力。上、下隔板结合处的静叶由于结合不良引起汽上、下隔板结合处的静叶由于结合不良引起汽流变化，产生激振力。流变化，产生激振力。个别喷嘴或导叶由于制造或装配工艺误差，个别喷嘴或导叶由于制造或装配工艺误差，引起汽流不均匀，产生激振力。引起汽流不均匀，产生激振力。级后局部汽流参数变化（节距不均匀、级后级后局部汽流参数变化（节距不均匀、级后有抽汽口或排汽口有筋条存在等），产生激有抽汽口或排汽口有筋条存在等），产生激振力。振力。东北电网公司大连培训中心 低频激振力对长叶片的低频激振力对长叶片的影响较大，因为叶片较长时，影响较大，因为叶

10、片较长时，其自振频率较低，在低频激振其自振频率较低，在低频激振力的作用下容易引起共振。力的作用下容易引起共振。!东北电网公司大连培训中心常见叶片调频方法P99Lb3C4082东北电网公司大连培训中心高频激振力高频激振力-第二类激振力第二类激振力 由于喷嘴出口边缘有一定厚度，由于喷嘴出口边缘有一定厚度，使叶片每经过一个喷嘴时，所受的蒸使叶片每经过一个喷嘴时，所受的蒸汽作用力就要突然变化一次，因而产汽作用力就要突然变化一次，因而产生一次激振力，由于喷嘴的数量较多，生一次激振力，由于喷嘴的数量较多，故激振力的频率较高称为高频激振力。故激振力的频率较高称为高频激振力。高频激振力对短叶片的影响较大，因高

11、频激振力对短叶片的影响较大，因短叶片的自振频率较高，在高频激振短叶片的自振频率较高，在高频激振力的作用下容易引起共振。力的作用下容易引起共振。东北电网公司大连培训中心P96Lb4C3067东北电网公司大连培训中心二、汽轮机的转子二、汽轮机的转子 转子处在高温工质中，并以高速旋转，转子处在高温工质中，并以高速旋转，因此它承受着巨大的热应力和拉引力以及一些因此它承受着巨大的热应力和拉引力以及一些力矩。转子是由主轴、叶轮、动叶栅、连轴器力矩。转子是由主轴、叶轮、动叶栅、连轴器等组成。转子是将蒸汽的热能和动能转变为旋等组成。转子是将蒸汽的热能和动能转变为旋转的机械能并传递给发电机。转的机械能并传递给发

12、电机。东北电网公司大连培训中心转子的结构转子的结构汽轮机转子可分为：汽轮机转子可分为：轮式转子、鼓式转子轮式转子、鼓式转子轮式转子：装有安装动叶轮的叶轮，多用轮式转子：装有安装动叶轮的叶轮，多用 于冲动式汽轮机。于冲动式汽轮机。鼓式转子：没有叶轮，动叶片直接装在轮鼓式转子：没有叶轮，动叶片直接装在轮 鼓上，多用于反动式汽轮机。鼓上，多用于反动式汽轮机。转子转子东北电网公司大连培训中心 轮式转子又分为：轮式转子又分为： 套装转子套装转子 整锻转子整锻转子 组合转子组合转子 焊接转子焊接转子东北电网公司大连培训中心 叶轮与主轴分别制造，然后热套在轴叶轮与主轴分别制造，然后热套在轴上。这种转子加工方

13、便、材料利用合理，叶上。这种转子加工方便、材料利用合理，叶轮和主轴的锻件质量容易保证，但是它不宜轮和主轴的锻件质量容易保证，但是它不宜在高温条件下工作，快速启动适应性差。因在高温条件下工作，快速启动适应性差。因为材料的高温蠕变和过大的温差会使叶轮与为材料的高温蠕变和过大的温差会使叶轮与主轴间的过盈配合消失，发生松动。因此它主轴间的过盈配合消失，发生松动。因此它使用于中低压汽轮机或高压汽轮机的低压段。使用于中低压汽轮机或高压汽轮机的低压段。套装转子套装转子东北电网公司大连培训中心整整 锻锻 转转 子子 整锻转子由整体锻件加工而成。它整锻转子由整体锻件加工而成。它的叶轮、联轴器、推力盘与主轴为一整

14、的叶轮、联轴器、推力盘与主轴为一整体，因而不会出现叶轮等零件高温下可体，因而不会出现叶轮等零件高温下可能松动的现象。此外，它的结构紧凑，能松动的现象。此外，它的结构紧凑，强度和刚度都比同一外形尺寸的套装转强度和刚度都比同一外形尺寸的套装转子高。但是，整锻转子的生产需要大型子高。但是，整锻转子的生产需要大型锻压设备，而且加工要求很高，贵重材锻压设备，而且加工要求很高，贵重材料消耗量很大。使用于高温区工作的转料消耗量很大。使用于高温区工作的转子。子。东北电网公司大连培训中心 整锻转子的中心通常打整锻转子的中心通常打有有100mm的中心孔，其目的主的中心孔，其目的主要是便于检查锻件质量，同时也要是便

15、于检查锻件质量，同时也可以将锻件中心材质差的部分去可以将锻件中心材质差的部分去掉，防止缺陷扩展，以保证转子掉，防止缺陷扩展，以保证转子强度强度。注 意东北电网公司大连培训中心组组 合合 转转 子子 组合转子它的高压部分为组合转子它的高压部分为整锻式，中压部分为套装式。整锻式，中压部分为套装式。这种转子兼有上述两种转子的这种转子兼有上述两种转子的优点，广泛用于高参数、大容优点，广泛用于高参数、大容量的机组中压转子上。量的机组中压转子上。东北电网公司大连培训中心 焊焊 接接 转转 子子 焊接转子由若干个实心轮焊接转子由若干个实心轮盘和两个端轴拼焊而成。这种转盘和两个端轴拼焊而成。这种转子的优点是强

16、度高、相对重量轻、子的优点是强度高、相对重量轻、结构紧凑、刚度大，而且能适应结构紧凑、刚度大，而且能适应低压部分需要大直径的要求，因低压部分需要大直径的要求，因而常用作大型汽轮机的低压转子。而常用作大型汽轮机的低压转子。东北电网公司大连培训中心转子的临界转速转子的临界转速转子的临界转速：在汽轮发电机组的启动：在汽轮发电机组的启动或停机过程中，当转速达到某一数值时机或停机过程中，当转速达到某一数值时机组出现剧烈振动，而越过这一转速后，振组出现剧烈振动，而越过这一转速后，振动又减少到正常值，这个使机组产生剧烈动又减少到正常值，这个使机组产生剧烈振动的转速称为转子的临界转速。振动的转速称为转子的临界

17、转速。P93Lb4C1054东北电网公司大连培训中心 机组的工作转速可以高于或低于临机组的工作转速可以高于或低于临界转速，工作转速高于临界转速的转子界转速，工作转速高于临界转速的转子称为称为挠性转子挠性转子；工作转速低于临界转速；工作转速低于临界转速的转子称为的转子称为刚性转子刚性转子。为了保证转子的。为了保证转子的工作安全，要求工作转速必须高于或低工作安全，要求工作转速必须高于或低于临界转速于临界转速2535%以上。对挠性转子，以上。对挠性转子，在运行操作时，应迅速通过临界转速，在运行操作时，应迅速通过临界转速，否则将造成转子的损坏。否则将造成转子的损坏。东北电网公司大连培训中心P175Lb

18、3F3009东北电网公司大连培训中心转子在运行中应注意的问题转子在运行中应注意的问题 汽轮机转子在制造前后都是经过极汽轮机转子在制造前后都是经过极为严格检验的，所以大轴由于制造原因为严格检验的，所以大轴由于制造原因产生的变形、裂纹是很少见的。但是，产生的变形、裂纹是很少见的。但是，转子因运行操作不当，发生事故的可能转子因运行操作不当，发生事故的可能性却是常见的。运行中转子发生的主要性却是常见的。运行中转子发生的主要事故是大轴弯曲。事故是大轴弯曲。!东北电网公司大连培训中心 大轴弯曲的原因大轴弯曲的原因汽轮机停机后没有及时投入盘车；汽轮机停机后没有及时投入盘车；汽轮机启动时操作不合理；（如：轴封

19、供汽轮机启动时操作不合理；（如：轴封供汽时间过长、暖机时间不够充分）汽时间过长、暖机时间不够充分）由于运行时振动较大，造成转子弯曲；由于运行时振动较大，造成转子弯曲；在安装或检修时，叶轮、轴套等套装件在在安装或检修时，叶轮、轴套等套装件在轴上装配尺寸不对，紧力不合适，运行一轴上装配尺寸不对，紧力不合适，运行一段时间后，因轴内应力过大而弯曲变形。段时间后，因轴内应力过大而弯曲变形。东北电网公司大连培训中心P175Lb3F3010东北电网公司大连培训中心三、盘三、盘 车车 装装 置置盘车装置：在汽轮机启动冲转前和停机后，盘车装置：在汽轮机启动冲转前和停机后， 使转子以一定的转速连续地转使转子以一定

20、的转速连续地转 动，以保证转子均匀受热和冷动，以保证转子均匀受热和冷 却的装置称为盘车装置。却的装置称为盘车装置。东北电网公司大连培训中心盘车装置的作用防止转子受热不均匀产生热弯曲防止转子受热不均匀产生热弯曲而影响再次启动或损坏设备；而影响再次启动或损坏设备；可以用来检查汽轮机是否具备运可以用来检查汽轮机是否具备运行条件。行条件。东北电网公司大连培训中心对盘车装置的要求对盘车装置的要求： 盘车装置既能盘动转子，又盘车装置既能盘动转子，又能在汽轮机转子转速高于盘车转能在汽轮机转子转速高于盘车转速时自动脱开，并使盘车装置停速时自动脱开，并使盘车装置停止转动。止转动。东北电网公司大连培训中心汽轮机的

21、盘车装置分为汽轮机的盘车装置分为：低速盘车（低速盘车（35转转/分）分） 高速盘车（高速盘车（4070转转/分）分）东北电网公司大连培训中心东北电网公司大连培训中心四、联四、联 轴轴 器器 联轴器又叫做靠背轮，用来连接汽联轴器又叫做靠背轮，用来连接汽轮机的各个转子以及发电机转子，并将轮机的各个转子以及发电机转子，并将汽轮机的扭矩传给发电机。汽轮机的扭矩传给发电机。联轴器一般有三种形式：刚性联轴器联轴器一般有三种形式：刚性联轴器 半挠性联轴器半挠性联轴器 挠性联轴器挠性联轴器东北电网公司大连培训中心装配式刚性联轴器装配式刚性联轴器：联轴器（又称对轮）：联轴器（又称对轮）用热套加双键分别装在相对的

22、轴端上，对用热套加双键分别装在相对的轴端上，对准中心后再一起铰孔，并用配合螺栓紧固，准中心后再一起铰孔，并用配合螺栓紧固，以保证两个转子同心，螺栓、螺孔分别打以保证两个转子同心，螺栓、螺孔分别打有相应编号，不能互换。有相应编号，不能互换。整锻式刚性联轴器整锻式刚性联轴器：它的联轴器与主轴：它的联轴器与主轴成一整体。这种联轴器的强度和刚度均成一整体。这种联轴器的强度和刚度均较装配式高，也无松动危险。较装配式高，也无松动危险。东北电网公司大连培训中心刚性联轴器的优缺点刚性联轴器的优缺点 刚性联轴器结构简单、尺寸小；工作时刚性联轴器结构简单、尺寸小；工作时不需要润滑，无噪音；用在多缸汽轮机上还不需要润滑，无噪音；用在多缸汽轮机上还可以节省主轴承以缩短机组长度。多用于高可以节省主轴承以缩短机组长度。多用于高压转子与中压转子、中压转子与低压转子之压转子与中压转子、中压转子与低压转子之间的连接。间的连接。 刚性联轴器的缺点是传递振动和轴向位刚性联轴器的缺点是传递振动和轴向位移，找中心要求高，制造和安装少许有偏差移，找中心要求高，制造和安装少许有偏差都可能引起机组较大的振动。都可能引起机组较大的振动。东北电网公司大连培训中心 半挠性联轴器，联轴器半挠性联轴器，联轴器1与主轴锻成一体，与主轴锻成一体，对轮对轮2则用热套加双键套