汽机本体结构及专业基础知识
处的液体压力低于与其温度相对应的饱合压力,这时就会 出现汽化现象,有气泡逸出。在液体的高压区域,气泡周 围压力大于汽化压力,气泡被压破而凝结,如在金属表面
附近,则液体质点就连续打击金属表面,使金属表面变成
蜂窝状或海绵状。另外,空气中的氧气又借助凝汽放热而 对金属表面产生化学腐蚀作用.这种现象就是汽蚀。 泵发生汽蚀的现象是产生噪音,泵的流量、扬程、和效率 明显下降,电流表指针摆动。
当动叶片为反动式时,蒸汽在动叶中发生膨胀产生的反动力 亦使动叶片做功,动叶带动汽轮机转子,按一定的速度均匀 转动。这就是汽轮机最基本的工作原理。从能量转换的角度 讲,蒸汽的热能在喷嘴内转换为汽流动能,动叶片又将动能
转换为机械能,反动式叶片,蒸汽在动叶膨胀部分,直接由
热能转换成机械能。 汽轮机的转子与发电机转子是用联轴器连接起来的,汽 轮机转子以一定速度转动时,发电机转子也跟着转动,由于 电磁感应的作用,发电机静子线圈中产生电流,通过变电配
以及紧固件等旋转部件。蒸汽作用在叶片上的力矩,通过 叶轮、主轴和联轴器传递给发电机。汽轮机的转动部分统
称为转子,它是汽轮机的重要部件之一,起着工质能量转 换及扭矩传递的作用,它汇集了各级动叶栅上得到的机械
能并传给发电机。
转子的工作条件相当复杂,它处在高温工质中,以高在其上 的轴向推力以及由于温度分布不均匀引起的热应力,还要 承受巨大的扭转力矩和轴系振动所产生的动应力。
不是很大时,可把高压、中压通流部分配置在一个共同的
汽缸内,采用此种布置的优点是: 1)高温区集中在汽缸中部,两端温度压力较低,从而减
少了对轴承和端部汽封的影响; 2)与分缸设计相比,可缩短主轴长度,减少轴封漏气; 3)可部分平衡轴向推力。
2.4.5 采用单独阀体结构 把蒸汽室和调节阀从高压缸的缸体上分离出去布置在汽轮 机两侧,使汽缸具有良好的对称性,温度分布均匀,减少热 应力和热变形。
3.7 速度变动率
汽轮机由满负荷到空负荷时转速的变化量与额定转速比,
称为汽轮机的速度变动率。合格的速度变动率可以保证汽
机在甩负荷后超速维持在安全转速内(转速在超速保护内 )。 3.8 迟缓率 指调速系统中由于各部件的磨擦、卡涩、不灵活以及连杆 、绞链等结合处的间隙、错油门的重叠度等因素造成的动 作迟缓程度。表示为在同一负荷点时,负荷在下降时的转
3.5 热耗率及其计算 汽轮发电机组每发1千瓦小时的电能,所需要的热量叫热耗率. 用字母 q 表示。 计算公式 :q = d ( io --- t )
式中:q 为 热耗率(千焦/千瓦· 时);d 为汽耗率(千克/千
瓦· 时);io为蒸汽初焓(千焦/千克); t为 给水焓(千焦/千克). 3.6 泵的汽蚀 水泵的入口处是液体压力最低的地方,因此有可能出现入口 力大于汽化压力,气泡
结构:轴承座底部和台板开矩形纵向槽,中间装入长条形 销(键)。 作用:限制轴承座横向运动,确保轴承座在汽缸膨胀推动 下严格地沿纵向移动。
2)横销
汽缸支撑横销:猫爪横销或(低压缸与基座)。
位置:轴承座上端面、汽缸两端。
结构:轴承座上端面开矩形横向槽,汽缸两端,支撑处加 工成横向长条形或开槽,配销。
作用:引导汽缸横向膨胀,限制汽缸、轴承座之间的纵向相 对运动确保膨胀中不发生纵向偏斜。
速与负荷上升时的转速差值与额定转速的比值百分数。
3.9 仪表的一次门 热工测量仪表与设备测点连接时,从设备测点引出管上接出
的第一道隔离阀门称为仪表一次门。规程规定,仪表一次门
归运行人员操作。 3.10 反动式汽轮机 指蒸汽不仅在喷嘴中,而且在动叶片中也进行膨胀的汽轮机 3.11 冲动式汽轮机 指蒸汽仅在喷嘴中进行膨胀的汽轮机,在冲动式汽轮机的动 叶片中,蒸汽并不膨胀作功,而只是改变流动方向。
当地大气压力的数值再化为百分数。
用公式表示:
3.3 液体的汽化潜热 在定压下把1千克的饱和水加热成1千克干饱和蒸汽 所需要的热量,叫做该液体的汽化潜热。 3.4 汽耗率及其计算公式 汽轮发电机组每发出1千瓦小时的电能所消耗的蒸汽 量称为汽耗率.用字母 d 表示。 计算公式 :d = D/Nf 式中:d 为汽耗率(千克/千瓦· 时);D 为汽轮机每 小时的汽耗量(千克/时);Nf 为发电量(千瓦) .
2.7.2 胀差的危害:动、静部分轴向间隙减小。 2.7.3 胀差的计算: △l相对=△l转子-△l汽缸 2.7.4 胀差的特征:推力盘处为0,离推力盘越远,胀差越大。 2.7.5 汽轮机结构设计:离推力盘越远,隔板、轮盘轴向间 隙越大。
2.7.6 转子轴向热膨胀的相对死点:推力瓦
2.7.7 胀差的测量:各缸轴承处,测量转子和轴承(汽缸)
P表 = P绝-B
或 P绝 = P表 + B
式中:P表为工质的表压力(g);P绝为工质的绝对压力(a);
B为-当时当地的大气压力(近似等于1工程大气压)。
3.2 真空与真空度:
当密闭容器中的压力低于大气压力时,称低于大气压力的部
分为真空。 所谓经济真空是提高真空使汽轮发电机增加的负荷与循环水 泵多消耗的电功率之差为最大时的真空。如真空再继续提高, 由于汽轮机末级喷嘴的膨胀能力已达极限,汽轮机的功率不 再增加,此时真空称为极限真空。 用百分数表示的真空,叫真空度。即:用测得的真空数值除以
3.12 轴向位移 汽机转子在轴向的位移。具体表示为汽机转子相对于膨胀死
点(推力轴承)向汽机尾端膨胀的数值。轴向位移测量位置
位于前轴承箱内。 轴向位移保护装置作用:当轴向位移达到一定数值时,发出 报警信号;当轴向位移达到危险值时,保护装置动作,切断 进汽,停机。 由于汽轮机转子与静子之间的轴向间隙很小,当转子的轴向 推力过大,致使推力轴承钨金熔化时,转子将产生不允许的
2.12.1 盘车装置的作用
在汽轮机启动冲转前或停机后,让转子以一定的转速连续
转动,以保证转子均匀受热或冷却,从而避免转子产生热弯 曲;启动前盘动转子,可以检查动静部件间是否有摩擦、润 滑油系统工作是否正常及主轴弯曲是否过大等,用来检查汽 轮机是否具备正常启动条件。
2.12.2 特点
操作简便,投入平稳,对高压油顶起要求低。功耗低,
漏汽现象,为了回收和利用漏汽的热量,减少工质损失和 热量损失,汽轮机装有由轴封和有关管道、阀门及附属设 备组成的轴封系统。其作用为冷态启动时,先用辅助蒸汽 向轴封供汽,以防空气漏入缸中;正常运行时,主要汽源
为高中压缸的高压轴封进行自密封。
2.11 汽轮机的转动部分
转动部分包括: 动叶栅、叶轮(或转鼓)、主轴和联轴器
备有电液操作系统,可以实现电动盘车。
2.13 联轴器
3 汽轮机专业基础知识
3.1 表压力与绝对压力 用压力表测量压力所得的数值,是高于大气压力的数值,即 表压力。它指的是在大气压力的基础上测得的压力值。 将大气压力计算在内的数值才是压力的真正数值,工程上称 这个压力为绝对压力。 表压力和绝对压力的关系如下:
大中型汽轮机一般采用上猫爪支撑方式,上猫爪支撑 方式亦称中分面支撑方式。主要优点是由于以上猫爪为承
力面,其承力面与汽缸中分面在同一水平面上,受热膨胀
后,汽缸中心仍与转子中心保持一致,避免动静部分发生 摩擦。 2.6滑销系统和汽轮机的热膨胀 2.6.1滑销系统的基本结构 1) 纵销 位置: 轴承座底部和台板之间。
3)承受安装在内部各零件的重量,管道的安装拉力,
运行时汽缸内外的压差,汽缸内外温度变化产生的热应
力以及连接管道热状态改变时对汽缸的作用力; 4)端部装有汽封,形成严密的汽室,防止高压侧蒸汽 外漏以及低压部分空气漏入; 5)汽缸上加工有抽汽口,与回热抽汽管道加热系统一 起完成回热循环,加热给水,提高循环热效率。
平行。
5) 斜销
位置:低压缸撑脚和基座之间。
结构:撑脚和基座开槽,配销。 作用: 引导低压缸横向、纵向膨胀的叠加。
2.6.2 滑销系统的作用
1)转子和汽缸(轴承座和台板)同心的保证。
2)汽缸均匀、对称膨胀。横向中分面上各点膨胀运动中仍
然保持为中分面。 2.7 胀差 2.7.1 胀差的定义:启动、停机过程中因为转子、汽缸的质 面比和加热条件不同导致的轴向热膨胀的差值。
2.4 汽轮机本体的基本特点
2.4.1 采用多汽缸结构,级数和转子的长度增加使转子刚性 降低,将转子分成若干段,采用多汽缸结构。 2.4.2 采用多排汽口,提高汽轮机单机功率的途径。 2.4.3 采用双轴系结构,为解决大功率汽轮机排汽口增多使
转子过长的困难,可以设计成双轴系结构。
2.4.4 高中压缸采用分流合缸方式,当一次再热机组的功率
轴向位移,造成动静部分摩擦,导致设备严重损坏事故,因
此汽轮机都装有轴向位移保护装置。 轴向位移增大的主要原因有:汽温汽压下降,逐流部分过负 荷或某几段回热抽汽停小;凝结器真空降低过多;隔板轴封 间隙因磨损使漏汽增大;蒸汽品质不良,造成通流部分结垢
;发生水冲击事故时。
3.13 抽汽逆止门作用
切断抽汽,防止管道中的汽、液体倒流造成水冲击损坏汽轮
电设备向用户供电。
2 汽轮机本体结构
2.1 通流部分:汽轮机本体中作功汽流的通道称为汽轮机的 通流部分,包括主汽门、调节汽门、导管、进汽室、各级喷
嘴和动叶及汽轮机的进汽管。
2.2 汽轮机本体包括静止和转动两大部分。 2.2.1 静止部分: 汽缸、喷嘴、隔板、汽封、轴承和滑销系 统等。 2.2.2 转动部分: 主轴、叶轮和叶片等组成的转子。 2.3 通流部分总体布置 2.3.1 缸的数目:单缸、多缸 2.3.2 排汽口的数目:单排汽口、多排汽口 2.3.3 轴的数目:单轴、双轴 2.3.4 汽轮机的发展历程:单级、多级、多缸、双轴 多级:为满足功率、压差增大的要求。 多缸:为满足功率、流量增大的要求。 双轴:为满足功率、流量增大,排汽口增多的要求。
轴承座底部横销
位置:轴承座底部和台板之间。
结构:轴承座底部和台板开矩形横向槽,中间装入长条形销。