通用转动机械培训

1、通用转动机械培训水泵、风机、汽轮机组介绍张云飞 转动机械包含种类很多，但是我们公司使用最多的是水泵、风机，汽轮机则起着非常比较重要的作用。由于在设计理念上，以上三类设备都有相同之处，故本文主要以水泵的介绍为主，其他两类设备仅做简单介绍。水泵的功能水泵的功能 泵是将机械能转换为输送液体能的机器，具体功能有： 1提升作用：提高液体势能（静压能）和动能（流速）。 2抽吸作用：可将低液位贮槽或水池的液体吸入泵中。水泵的类型水泵的类型 泵的类型很多，品种繁杂，一般按工作原理和我们实际使用可分为两种类型： 1. 叶片式泵(*) （1）离心泵(*) （2）轴流泵和混流泵 2容积式泵 （1）往复泵 （2）螺杆

2、泵 （3）齿轮泵 （4）计量泵在实际使用中我们是一离心泵为主，所以对容积式泵只做简单结构介绍。 离心泵的主要部件离心泵的主要部件 离心泵最主要的部件为叶轮、泵壳与泵轴密封装置，下面分别简述其结构和作用。 1 叶轮叶轮叶轮的作用是将原动机的机械能传给液体，使液体的静压能和动能均有所提高。按吸液方式的不同，叶轮还有单吸和双吸两种。单吸式叶轮的结构简单，如图2.23（a）所示，液体只能从叶轮一侧被吸入。双吸式叶轮如图2.23（b）所示，液体可同时从叶轮两侧吸入。显然，双吸式叶轮具有较大的吸液能力，而且基本上可以消除轴向推力。 2 泵壳泵壳离心泵的泵壳又称蜗壳，因壳内有一截面逐渐扩大的蜗牛壳形通道，如

3、图2.24的1所示。3 轴封装置轴封装置泵轴与泵壳之间的密封称为轴封。轴封的作用是防止高压液体从泵壳内沿轴的四周而漏出，或者从外界空气以相反方向漏入泵壳内。常用的轴封有填料填料密封密封和机械密封机械密封两种（还有一些采用动力密封动力密封）。 离心泵的性能曲线离心泵的性能曲线常用曲线为流量-扬程、流量-功率、流量-效率曲线（见表2.3-1） 离心泵的汽蚀现象和汽蚀余量离心泵的汽蚀现象和汽蚀余量离心泵运转时，液体在泵内压强随着从泵吸入口向叶轮入口而下降，叶片入口附近的压强为最低，此后，由于叶轮对液体作功，压强很快又上升。当叶片入口附近的最低压强等于或小于输送温度下液体的饱和蒸气压时，液体就在该处发

4、生汽化并产生气泡，随同液体从低压区流向高压区，气泡在高压的作用下，迅速凝结或破裂，瞬间内周围的液体即以极高的速度冲向原气泡所占据的空间，在冲击点处形成高达几万kPa的压强，冲击频率可高达每秒几万次之多。这种现象称为汽蚀现象汽蚀现象。为了避免这种现象，我们在设计系统时给泵的入口以输送温度下液体的饱和蒸气压增加一定余量的方法来避免,我们称为汽蚀余量汽蚀余量(NPSH),有时也称为净正吸入压头. NPSHr、NPSHa、NPSHc。 A r c避免方法避免方法：提高吸入口压力、采取诱导轮 离心泵的轴向力平衡问题离心泵的轴向力平衡问题产生轴向推力的原因产生轴向推力的原因 两侧高低压压差产生轴向推力平衡

5、方法：平衡方法：叶轮开平衡孔采用双向吸入采用平衡鼓（盘） 诱导轮、导叶的作用诱导轮、导叶的作用诱导轮诱导轮主要是为了提高泵的抗汽蚀能力。导叶导叶是减少流体能量损失、提高泵效率的一种措施。引用部分水泵做简单结构介绍(如RPE001PO、RCV001PO、CRF001PO、SEC001PO、SRI001PO) 容积式泵容积式泵容积式泵主要是通过泵腔体内容积的变化将工作介质传输出去。 （1）往复泵和计量泵 （3）螺杆泵和齿轮泵 容积式泵又称为正位移泵。液体在泵内不能倒流，只要活塞在单位时间内以一定往复次数运动或转子以一定转速旋转，就排出一定体积流量的液体。若把泵的出口堵死而继续运转，泵内压强便会急剧

6、升高，造成泵体、管路和电机的损坏 。风机风机是我国对气体压缩和气体输送机械的习惯性简称，通常所说的风机包括通风机、鼓风机、压缩机和罗瓷鼓风机。但不包括活塞压缩机等容积式鼓风机和压缩机。根据出风口的全压的不同，风机分为三大类，即通风机、鼓风机和空压机。核电站用的最多的是通风机，它为核电站各厂房、各不同工作区域的通风、空调系统提供空气输送动力。 通风机的工作原理和离心水泵工作原理相同，也是依靠叶轮的旋转运动，使气体获得能量，从而提高了压强和速度，达到输送气体的目的。所以不做详细介绍。风机的喘振 汽轮机 能量转换：热能动能机械能 单轴、四缸六排汽、单流程、对称分流布置主要参数额定功率：643.2MP

7、a最大保证功率：689.1MPa主汽阀前压力：6.41MPa主汽阀前温度：279.9 主汽阀前蒸汽干度：99.5%再热阀前温度：265.2 再热阀前压力：1.008MPa主蒸汽流量：3862t/h最大保证工况背压：5.39KPa额定背压：11.8KPa冷却水温度：18最大保证工况给水温度：230.5 配汽方式：节流调节总级数：2*7*4=56级转子临界转速：高压：2270 低压：17001800结构组成 静子： 高压缸：双层缸结构，合金钢铸件。外缸为猫爪支撑，内缸通过挂耳座与外缸连接。 低压缸：双层缸结构，碳钢焊接件。顶部装有大气阀，用于低压外缸的超压保护。爆破膜为0.8mm厚铅板，爆破压力0

8、.0350.048MPa。 隔板套：支撑隔板，与内缸一起构成承压空间。采用挂耳型式座与缸体，留有膨胀间隙。 隔板：级间导流 进汽导流环：进口导流结构组成 转子： 大轴：铬钼钢整体锻件，中间部位设有平衡孔。 联轴器：止口限位刚性联轴器。 轮毂：承载动叶，设有平衡孔，可进行不开缸配重。 动叶片：将蒸汽热能和动能转化为机械能的核心部件。采用枞树形叶根。除低压末三级外均有围带，没有拉筋。低压末三级为自由叶片，钎焊防水蚀司太立合金。末级叶片长度为980mm。末三级为弯扭叶片，其余均为直叶片。结构组成 轴承： 支撑轴承：共8个，均为自调性能良好的四瓦块可倾瓦轴承。对于高压缸两端轴承，由于受热辐射较强，投运

9、后会产生热膨胀，故要求装配时保证一定的紧力，避免运行过程中瓦振过大。 推力轴承：位于2#与3#瓦之间，承受运行过程中的剩余轴向力以及启停机过程中的转子膨胀，从而成为机组运行的相对死点。结构组成 汽封装置： 轴端汽封：采用梳齿型密封。轴封供汽正常时由VVP供给，启停机过程由SVA供给。高压缸轴端5道汽封，前4道面对高压侧开有汽槽，强化密封。轴封内部分高、低压两腔室。高压溢流至凝汽器，低压抽气至汽封冷却器。 叶顶汽封：除低压末三级外均采用梳齿型密封。提高效率，防止窜流，预留膨胀间隙。由于低压缸末三级叶片径向间隙较大，采用蜂窝汽封。 隔板汽封：采用梳齿型密封。结构组成 盘车装置： 电动盘车：启机冲转

10、之前，需投盘车至少4小时进行暖机，以防热应力不均造成大轴弯曲。盘车时需启动顶轴油和润滑油。盘车为涡轮蜗杆式，通过一系列齿轮组合传动，将盘车电机转速980rpm降至大轴转速3rpm。盘车装置可自动投入和脱开。 手动盘车：在进行转子同心度测量和找转子零位时，要求转子旋转角度可控，受惯性影响，点动盘车往往不能满足要求，造成测量偏差较大，并给检修带来不便，故设置手动盘车装置。结构组成 滑销系统：汽机运行过程中的热膨胀是允许的，但必须加以控制和导向。通过滑销系统的作用，整个机组静止部件以绝对死点2#低压缸中心点为中心向四周膨胀、平移。转子以推力轴承为中心向两端膨胀。转子膨胀速度大于静子膨胀，故需在转子上

11、设置差胀监控装置。 横销：为汽缸横向膨胀导向，限制轴向移动。 纵销：为汽缸轴向膨胀导向，限制横向移动。 定中心梁：保持各缸之间距离不变。 内外缸对中装置：为内缸相对外缸均匀膨胀导向。蒸汽流程由核岛蒸汽发生器产生的蒸汽，经主蒸汽系统首先进入高压汽室，两个联合高压汽室对称地布置在高压缸两侧，每个汽室装有一个主汽门和两个调节汽门，调节阀按照来自汽轮机调节系统（GRF）的信号由动力活塞/弹簧装置驱动，以调节进入高压缸的蒸汽量。从高压汽室出来的蒸汽通过四根导汽管进入高压缸。在高压缸内蒸汽膨胀，其部分热能转变为机械能。在膨胀过程中，一部分抽汽到5号、6号、7号高压加热器加热给水。高压缸的排汽，大部分通过四

12、根冷段再热管道排往位于低压缸两侧的两台汽水分离再热器，在那里进行汽水分离，并由抽汽和新蒸汽对其进行过热。经过汽水分离和再热的蒸汽，通过六根热段再热管道送入低压缸。低压进汽管道上靠近汽水分离器和低压缸侧分别装有蝶形再热主汽阀和再热截止阀，再热主汽阀和再热截止阀均为两位阀，即只有全开或全关状态，按照来自汽轮机调节系统（GRF）的信号由动力活塞/弹簧装置驱动，即当汽轮机超速跳闸机构动作或汽轮机停机、甩负荷后，阀门快速关闭，防止汽轮机超速。在低压缸内膨胀做功的蒸汽，一部分蒸汽在汽缸适当的级中抽出来被送往1号、2号、3号、4号低压加热器加热凝结水，一部分送往除氧器ADG,大部分蒸汽经整个低压缸膨胀做功后，由低压缸排汽口进入凝汽器，在那里凝结成水。 汽机热力循环系统 VVP GCT GPV GSS CEX ABP ADG APA AHP ARE SG相关辅助系统 CET：汽轮机轴封系统 工作原理是通过抽气等方式建立比大气压低的区域达到汽封。相关辅助系统 GGR：润滑、盘车、顶轴 润滑：降低大轴旋转阻力、带走摩擦热、提供密封油。 盘车：启停机过程中自动投入，消除转子热应力。 顶轴：启机冲转600rpm以下使用，600rpm时自动脱