汽轮机转子及构成

合集下载

汽轮机转子部分

汽轮机转子部分



刚性转子:一阶临界转速高于工作转速的转子。 启机中不发生共振。 临界转速高于工作转速20%~25%
挠性转子:一阶临界转速低于工作转速的转子。 启机中发生共振。 临界转速与工作转速错开30%~40%


盘车装置

1.定义:在汽轮机不进汽时,驱动转子以一定速 度旋转的设备 2.作用: (1)起动前盘动转子,直轴,油循环 (2)送轴封前盘动转子,防止主轴热弯曲 (3)冲转前检查动静是否摩擦,检查润滑系统是 否工作正常 (4)停机后盘动转子,直到汽缸温度到150℃以 下,防止主轴热弯曲。

转子的临界转速—汽轮机发生共振时的转速



汽轮机转子临界转速影响因素: 刚度↑, 自振频率 ↑ 质量↑ ,自振频率↓ 跨度↑ ,自振频率↓ 工作温度↑,自振频率↓ 轴承支承刚度↓,自振频率↓ 轴系的临界转速比单跨转子相应阶次的高
汽轮机转子质量大,跨度大,临界转速一般都低 于3000rpm

3.自由叶片 一般自由叶片和仅用拉金成组的叶片都将顶部削薄,可 起到汽封齿的作用,同时一旦动静部分在该部位发生摩擦, 可减轻事故程度,保护了汽轮机 。
铆接围带
铆接围带
整体围带
弹性拱形围带

二、叶片的强度 (一)叶片的受力分析 叶片受到的作用力主要有两种: ①叶片本身和与其相连的围带、拉金所产 生的离心力; ②汽流的作用力。

汽轮机转子[指南]

汽轮机转子[指南]

转子

一、转子的作用和型式

汽轮机中所有转动部件的组合体叫做转子。

转子的作用是把蒸汽的动能转变为汽轮机轴的回转机械能。

汽轮机转子可分为两种基本型式,即转轮型转子和转鼓型转子。

转轮型转子的叶片装在叶轮上,叶轮紧固在轴上,蒸汽对叶片的作用靠叶轮传给轴。这种转子的级数较少,每一级中蒸汽的热焓降较大,一般应用在冲动式汽轮机上。

转鼓型转子的叶片直接装在圆锥形的转鼓上,蒸汽对叶片的作用力靠转鼓传给轴。这种转子结构简单,弯曲度小,适用于级数多、每级热焓降不大于和要求积垢强度较大的反动式汽轮机上。这种转子,由于轴向推力较大,所以都有平衡活塞用来平衡轴向推力。

二、转子临界转速的基本概念

叶轮在工作时,所受的力很大而且也较复杂。这些力有:蒸汽作用在叶片上使之转动的转动力矩;叶轮前后的蒸汽压力差造成的轴向推力;转动各部件如叶片、包箍及叶轮本身在转动时的离心力;叶轮转动时也要产生振动,所以叶轮上还受着振动力,由于这些力的作用结果,使叶轮上产生径向与切向应力,其中切向应力都较径向压力为大。

3.叶轮在轴上的套装:

叶轮在轴上的套装方法很多,国产小型汽轮机的叶轮普遍采用热套法装在轴上。热套法就是把叶轮的中心孔的内径制成稍小于轴的外径,在套装前先把叶轮用火焰均匀加热或油中加热到一定温度后,在热状态下套装在轴上,待叶轮与轴达到同一温度后,产生足够的紧力,使其牢固的套装在一起。一般叶轮套装在紧力(轴的半径较叶轮轴孔半径所大的数值与轴半径的比值)为1/1000~1.3/1000。

为了防止在运行中出现叶轮与轴套装的紧力减小时,轴与叶轮之间产生相对滑动,在轴和叶轮的套装外,装有一对键,一般汽轮机的轴封套、推力盘等也都用热套法装在轴上。

汽轮机转子检修工艺及要求

汽轮机转子检修工艺及要求

汽轮机转子检修工艺及要求

1.1 转子结构概述

1.1.1

汽轮机转动部分总称为转子,它由主轴、叶轮、叶片、联轴器及其他一些部件组成、它把经过喷咀的蒸汽所产生的动能转变为汽轮机轴的机械能,从而带动发电机。

按主轴与其他部件的组合方式,转子可分为套装转子、整锻转子、焊接转子和组合转子大四类。我们公司1#、2#机组均采用铬钼钒珠光体钢整体锻造合套装叶轮组合式转子(结构如图所示),包括高压单列调节级、中压单列调节级在内的第1到15级采用整锻结构,第16级到20级叶轮为套装结构,叶轮端面开径向键,内控没有键槽,从而大大提高了安全性。为了提高效率末三级采用了扭叶片,采用组合转子的目的是为了减小锻件尺寸。组合转子的结构如图所示:高温、高压部分的叶轮和转子一体整锻而成,中低压、中低温部分的叶轮及后轴封套用热套的方式套装在轴上。

组合转子结构图在转子的前轴封段及各级间的汽封处,均车有汽封城墙方齿,轴封套及隔板上的汽封高低齿组成迷宫式轴封。后轴封采用斜齿型。 1~18级叶片所采用的叶根为“T”形带小脚叶根,均用填隙条胀紧。2~17级叶型为等截面,18~20级动叶片为变截面。第19、20

级采用叉形叶根。第20级叶片进汽边表面火焰淬火,以防冲刷或锈蚀。

汽轮机和发电机之间采取刚性联轴器连接。刚性联轴器按制造方法可分为整锻和套装两种,本机属套装类刚性联轴器。这种联轴路结构简单、制造方便,强度高,不仅能传递扭矩,而且能传递轴向推力,但这种联轴器也有缺点,如对两轴得同心度要求严格,并且一个转子的振动能通过联轴器传到另一个转子上,这对查明转子的振动原因增加了困难。联轴器中心要求参照厂家汽轮机安装说明。本机的轴上还套装有盘车齿轮。转子盘车装置装于后轴承盖上,由电动机驱动,通过蜗轮杆副及齿轮减速达到盘车所需要的速度。当转子的转速高于盘车速度时,盘车装置能自动退出工作位置。在无电源的情况下,在盘车电动机的后轴伸装有手轮,可进行手动盘车。

汽轮机转子分类及应用

汽轮机转子分类及应用

汽轮机转子分类及应用

汽轮机是利用燃烧动力产生的高温高压气体的能量驱动转子旋转,从而提供动力的机械。汽轮机广泛应用于发电站、核电站、舰船和石油化工等领域。根据转子结构和工作方式的不同,汽轮机可以分为以下几类:冲气轮机、透平轮机、混流轮机和闭合式轮机。

冲气轮机是最早发展起来的一种涡轮机。其转子叶片形状主要是直线形,气体冲击转子叶片后产生动能。冲气轮机广泛应用于超高速离心式压缩机、气涡轮泵和气动力驱动系统等领域。由于其结构简单、制造成本低、重量轻等特点,适用于需要进行极高转速工作的场合。

透平轮机是最常见的一种汽轮机。它的转子叶片是成流线型的,气体通过叶片时会均匀地分布在叶片上并产生向轴向的连续动力。透平轮机按照流态分为动力透平和压缩透平。

动力透平主要用于发电站和各种动力设备中。主要有两种类型:蒸汽透平和燃气透平。蒸汽透平通过蒸汽压力来产生动力,在水电站、火力发电厂和核电站等电站中应用广泛。而燃气透平则通过燃烧燃气产生动力,具有启动速度快、启动成本低、运行灵活等优点,已成为航空发动机的首选。

压缩透平主要用于压缩气体。例如,石油化工厂中的气体压缩装置和气体输送管道中的增压泵站等。压缩透平机利用回收的剩余动能将气体带入下一个压缩阶段,

从而提高压缩效率,减少能量损失。

混流轮机是介于冲气轮机和透平轮机之间的一种涡轮机,其转子叶片的形状是由直线和曲线组成。混流轮机主要用于船舶的推进、水电站的水轮机和压缩机等。由于其具有高效、流量大、噪声低等优点,目前在大型船舶和水电站等场合得到广泛应用。

闭合式轮机是一种相对较新的涡轮机形式。其转子叶片设计为闭合式的环形,气体从中心排气。闭合式轮机主要应用于石油工业中的涡轮压缩机和膨胀机等。闭合式轮机由于具有高效、流量大、噪声低等优点,因此在石油炼油厂和天然气压缩站等场合得到广泛应用。

汽轮机转子检修工艺规程

汽轮机转子检修工艺规程

汽轮机转子检修工艺规程

第一节概述

一、作用

汽轮机转子把蒸汽经过喷嘴产生的动能转变为汽轮机的回转机械能,带动发电机高速运转。汽轮机转子由轴、叶轮、动叶栅和联轴节构成。为此,对汽轮机的加工和组装的精度要求特别高,不能稍有差错,对于高温高压大容量汽轮机更为重要,否则将会发生重大事故。

汽轮机转子共2根:即高中压转子和低压转子。转子超速试验为120%额定转速,延续时间≤2min,不造成任何永久变形和损伤(制造厂)。

运行时允许在110%额定转速下空负荷运行,部件不超应力。轴系能承受出线端母线突然三相短路并切除或单相短路非同期合闸所产生的扭矩。

高压转子有一个单列调节级(纯冲动级)和12个反动式压力级,中压转子有11个反动式压力级;低压转子有2×6个反动式压力级,共36级。

随着炼钢、锻造、热处理及探伤技术水平的提高,无中心孔的整锻转子被大型汽轮机转子广泛应用。日本东芝和法国G/A公司600MW机组的转子均采用无中心孔的整锻转子,美国西屋公司也改变观点积极采用无中心孔转子结构。

CN300-16.7/537/537型汽轮机组高中压转子和低压转子均采用无中心孔转子结构。无中心孔转子具有的优点有:①工作应力低;②安全性能好;③有利于使用更长的叶片;④可以延长机组的使用寿命;⑤有利于改善机组的启动性能,缩短启动时间;⑥造价便宜。

二、高中压转子

高中压转子在运行中不仅承受着高温高压的作用,同时还承受着巨大的离心力、交变的弯应力等,还要传递扭矩,应具有很高的强度和均匀的质量,所以在制造上结构型式很多,但大都采用整锻转子结构。因为这种转子强度高,刚性大,而且叶轮和轴是一个整体,解决了高温下叶轮和轴可能松动的问题,便于快速启动。相反对于套装式转子,在快速启动时,叶轮上的紧圈因质量小、受热快,膨胀速度比主轴大,造成紧口松动是难免的,使叶轮产生振动,所以该机组采用的是整锻转子,如图5-1所示。

汽轮机结构

汽轮机结构

汽轮机结构

结构部件

由转动部分和静止部分两个方面组成。转子包括主轴、叶轮、动叶片和联轴器等。静子包括进汽部分、汽缸、隔板和静叶栅、汽封及轴承等。

汽缸

汽缸是汽轮机的外壳,其作用是将汽轮机的通流部分与大气隔开,形成封闭的汽室,保证蒸汽在汽轮机内部完成能量的转换过程,汽缸内安装着喷嘴室、隔板、隔板套等零部件;汽缸外连接着进汽、排汽、抽汽等管道。

汽缸的高、中压段一般采用合金钢或碳钢铸造结构,低压段可根据容量和结构要求,采用铸造结构或由简单铸件、型钢及钢板焊接的焊接结构。

高压缸有单层缸和双层缸两种形式。单层缸多用于中低参数的汽轮机。双层缸适用于参数相对较高的汽轮机。分为高压内缸和高压外缸。高压内缸由水平中分面分开,形成上、下缸,内缸支承在外缸的水平中分面上。高压外缸由前后共四个猫爪支撑在前轴承箱上。猫爪由下缸一起铸出,位于下缸的上部,这样使支承点保持在水平中心线上。

中压缸由中压内缸和中压外缸组成。中压内缸在水平中分面上分开,形成上下汽缸,内缸支承在外缸的水平中分面上,采用在外缸上加工出来的一外凸台和在内缸上的一个环形槽相互配合,保持内缸在轴向的位置。中压外缸由水平中分面分开,形成上下汽缸。中压外缸也以前后两对猫爪分别支撑在中轴承箱和1号低压缸的前轴承箱上。

低压缸为反向分流式,每个低压缸一个外缸和两个内缸组成,全部由板件焊接而成。汽缸的上半和下半均在垂直方向被分为三个部分,但在安装时,上缸垂直结

合面已用螺栓连成一体,因此汽缸上半可作为一个零件起吊。低压外缸由裙式台板支承,此台板与汽缸下半制成一体,并沿汽缸下半向两端延伸。低压内缸支承在外缸上。每块裙式台板分别安装在被灌浆固定在基础上的基础台板上。低压缸的位置由裙式台板和基础台板之间的滑销固定。

电厂汽轮机原理-第六章、转动部分

电厂汽轮机原理-第六章、转动部分

汽轮机转子
转子的结构
汽轮机转子可分为:轮式转子、鼓式转子
轮式转子:装有安装动叶轮的叶轮,多用
转子
于冲动式汽轮机。 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。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
汽轮机转子
轮式转子又分为:
套装转子 整锻转子 组合转子
焊接转子
汽轮机转子
整锻转子
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 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, 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 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 子。
汽轮机叶轮
叶轮由三部分组成。 轮缘部分:是安装叶片的部分,具有与叶根相配合的 形状,大多数轮缘具有比轮体大的截面。 轮毂部分:将叶轮套在主轴上的配合部分,其结构取 决于叶轮在主轴上的装配方式,只有套装转子才有。 轮体部分:轮缘与轮毂的连接部分,其断面根据不同 的受力情况而确定。轮体断面型线主要有:等厚度叶 轮、锥形叶轮、双曲线叶轮及等强度叶轮。
具有螺旋轴的电动盘 车
具有链轮——涡轮蜗 杆的盘车装置
盘车装置
盘车装置的作用
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;
可以用来检查汽轮机是否具备运 行条件。

汽轮机转子

汽轮机转子

一、转子的结构
汽轮机转子可分为:轮式转子(有叶轮)和鼓 式转子(没有叶轮)。 冲动式汽轮机用轮式转子,反动式汽轮机用鼓 式转子。 轮式转子又有整锻转子、套装转子、组合转子 和焊接转子四种类型。 1.整锻转子 轴、叶轮、联轴器等零部件都由整体锻件加工 成一个整体。 有些整锻转子在中心钻一直径100mm的孔,目 的是检查锻件质量。
(二)联轴器
作用:连接汽轮机的各转子及发电机转子, 并传递转子的扭矩。 类型:刚性、半挠性、挠性(已极少采用)。 刚性连轴器的对中要求很高,一般用来连接 汽轮机各转子。 半挠性联轴器广泛用来连接汽轮机和发电机 转子。
刚性联轴器:
半挠性联轴器
靠背轮对中
三、转子的临界转速
概念:使机组发生强烈振动时的转速。 转子在临界转速下的强烈振动可看作共振, 振动原因是转子的质量偏心。 汽轮机转子的临界转速由生产厂家提供具体 数值。在启动时应迅速通过临界转速区。 根据临界转速的不同,可将转子分为: 刚性转子:一阶临界转速>正常工作转速 挠性转子:一阶临界转速<正常工作转速 为了减小转子的振动,转子在出厂前或检修 时都要进行动平衡试验。
二、转子上的主要零部件
(一)叶轮 1.叶轮的结构 作用:安装动叶片并将动叶片上的转矩传递给 主轴。 整锻式;轮面、轮缘 套装式:轮面、轮缘、轮毂 按轮面的型线,可分为:等厚度、等强度、锥 形、双曲线形。 2.叶轮的振动:叶轮及其上面的动叶片振动。 主要是轴向振动。在振动时,某直径处基本不 振,此直径称为节径。节径两侧振动方向相反。

汽轮机转子叶片及联轴器介绍

汽轮机转子叶片及联轴器介绍

汽轮机转子、叶片及联轴器介绍

1、转子和叶片概述

汽轮机是高速旋转的机械,转子在高温高压的环境下工作,转子的任何缺陷都会影响机组的安全经济运行。转子除了在动叶通道完成能量转换、主轴传递扭矩外,还要承受很大的离心力、各部件的温差引起的热应力,以及由于振动产生的动应力,因此,转子必须用性能优良、高强度、高韧性的金属制造。为了提高通流部分的能量转换效率,转子、静子部件间保持较小的间隙,要求转子部件加工精密,调整、安装精细准确。本汽轮机在制造过程中,转子各项跳动指标均能控制在0.03mm以内,转子动叶片装配采用先进的计算机电子力矩秤进行叶片重力矩的测量和分配,成品转子进行高速和超速动平衡,确保轮系的不平衡量小于0.006mm。

动叶片是汽轮机中最重要的零件之一,主要表现在:1、它作为蒸汽热能转

换为机械能的主要作功部件,其结构型线、工作状态将直接对能量转换效率产生影响;2、数量最多,加工工作量相当大;3、它是汽轮机中承受应力最高的零件,又必须在相当恶劣的工作条件下工作,事故率很高。因此,叶片的结构、性能不仅涉及到设计制造,而且和汽轮机的经济性及运转的安全可靠性关系密切。

图2-7 动叶片在汽轮机的位置及结构示意图

汽轮机的动叶片一般有三部分组成:一是通过横销紧固在转子的叶根,二是将蒸汽动能转化成机械能的叶高部分,三是引导蒸汽流动、并在叶轮外径设置的护罩,即围带部分。图2-7为动叶片在汽轮机的安装位置以及动叶片的结构示意图。

汽轮机叶片由于运行条件和作用不同,分为不同的类型。叶片按其截面是否沿叶高变化,可将叶片分为等截面叶片、变截面叶片和扭曲叶片。一般情况下,高中压转子的的叶片采用等截面叶片,而低压转子后几级毫无例外的采用变截面扭曲叶片

汽轮机的基本结构

汽轮机的基本结构

汽轮机的基本结构

1. 引言

汽轮机是一种常见的热能转换设备,广泛应用于发电厂、船舶、石化、制冷等领域。它通过燃烧燃料产生高温高压蒸汽,然后将蒸汽的热能转化为机械能,驱动轴承旋转,从而实现能源的转换和利用。本文将介绍汽轮机的基本结构,包括主要组成部分和工作原理。

2. 汽轮机的主要组成部分

汽轮机的主要组成部分包括燃烧室、汽轮机转子、汽轮机定子、汽轮机减速器和辅助设备。

2.1 燃烧室

燃烧室是汽轮机内部进行燃烧的空间,其主要功能是将燃料和空气混合并点燃,产生高温高压的燃烧产物。燃烧室通常由燃烧室壳体、燃烧器和燃烧室衬里等组成。

2.2 汽轮机转子

汽轮机转子是汽轮机的核心部件,承载着转动能量的传递。它由多个叶片组成,叶片通常采用高温合金材料制成,以承受高温高压蒸汽的冲击和离心力的作用。汽轮机转子一般分为高压转子、中压转子和低压转子,它们按照蒸汽的压力级别进行排列。

2.3 汽轮机定子

汽轮机定子是与转子相对固定的部件,起到引导蒸汽流动的作用。它由固定叶片和定子壳体组成,定子壳体通常由铸铁或钢制成。汽轮机定子的叶片角度和形状是根据流体动力学原理设计的,以确保蒸汽在定子中流动时能够转换热能为机械能。

2.4 汽轮机减速器

汽轮机减速器用于将高速旋转的汽轮机转子的转速降低,以适应发电机等负载设备的要求。它通常由齿轮传动系统组成,通过齿轮的啮合和传动,将高速转动的轴承驱动转速降低到合适的范围。

2.5 辅助设备

汽轮机的辅助设备包括进汽系统、排汽系统、冷却系统、润滑系统等。进汽系统负责将蒸汽送入汽轮机中,排汽系统则将排出的低温低压蒸汽排出。冷却系统用于冷却汽轮机的转子和定子,以防止过热。润滑系统则负责给汽轮机的滑动部件提供润滑油,以减少摩擦和磨损。

汽轮机结构:第二节转子

汽轮机结构:第二节转子

等厚度叶 轮
锥形叶 等强度叶 轮 轮
二、联轴器


联轴器又称为靠背轮。 作用:连接汽轮机的各转子及发电机转 子,并传递转子上的扭矩。 分类:刚性联轴器、半挠性联轴器、挠 性联轴器。
1、刚性联轴器

(a)装配式;(b)整体式 1、2-联轴器;3-螺栓;4-盘车齿轮
特点:

结构简单、连接刚性强,轴向尺寸短、 工作可靠,不需要润滑、没有噪音,可 以承受很大的扭矩,而且可以传递振动 和轴向力。
2、半挠性联轴器 特点:有一定的弹性,可吸收部分振动, 允许两转子的中心有少许偏差。用来连 接汽轮机转子与发电机转子。
三、转子的临界转速

1、汽轮机启动、停机时的现象:在
汽轮发电机组启动和停机过程中,当转速升高 到某一数值时,机组发生强烈振动,而越过这 一转速后,振动便迅速减弱;当转速下降到这 一转速时,转子又会发生强烈振动,再继续降 低转速,振动又迅速减弱。
汽轮机轴系找中(邹县)
5、转子临界转速的校核



刚性转子:工作转速低于转子第一阶临界转 速的转子。 挠性转子:工作转速高于转子第一阶临界转 速的转子。 为保证机组安全运行,汽轮机的工作转速应 当避开邻近的临界转速,并有一定的裕度 (见教材)。
复习思考题:




1、了解转子的作用与组成,熟悉转子的 分类,掌握轮式转子的类型。 2、熟悉国产引进型300MW汽轮机转子 的冷却。 3、什么是转子的临界转速、刚性转子、 扰性转子?影响转子临界转速的因素有 哪些? 4、联轴器有哪些类型?

汽轮机转子及构成

汽轮机转子及构成

汽轮机转子及构成

1转子定义

汽轮机所有转动部件的组合体称为转子(图13)。它主要包括:主轴、叶轮(转鼓)、叶片、联轴器等部件。

图13 转子

转子的作用:汇集各级动叶栅所得到的机械能,并传给发电机。

转子受力分析:传递扭矩、离心力引起的应力、温度不均匀引起的热应力、轴系振动所产生的振动应力。

汽轮机转子在高温蒸汽中高速旋转,不仅要承受汽流的作用力和由叶片、叶轮本身离心力所引起的应力,而且还承受着由温度差所引起的热应力。

此外,当转子不平衡质量过大时,将引起汽轮机的振动,转子要承受轴系振动所产生的振动应力。因此,转子的工作状况对汽轮机的安全、经济运行有着很大的影响。

2转子的分类

根据汽轮机的分类,转子分为两种:轮式转子、鼓式转子。前者用于冲动式汽轮机,后者用于反动式汽轮机,鼓式转子上的动叶直接安装在转鼓上。

按临界转速是否在运行转速范围内,分为刚性转子和柔性转子。在启动过程中,刚性转子启动就很方便,不存在跨临界区域,而柔性转子因需要快速的跨临界,故要求用户在实际启动过程中,要充分暖机,为快速跨临界作好准备。

1、轮式转子

轮式转子根据转子结构和制造工艺的不同,可分为:套装转子、整段转子、焊接转子以及组合转子。

1-油封环2-轴封套3-轴4-动叶栅5-叶轮6-平衡槽

图14 套装转子示意图

(1)套装转子

套装转子的叶轮、轴封套、联轴器等部件和主轴是分别制造的,然后将它们热套在主轴上,各部件与主轴之间采用过盈配合,并用键传递力矩。主轴加工成阶梯形,中间直径大。

适用性:只适用于中、低参数的汽轮机和高参数汽轮机的中、低压部分,其工作温度一般在400℃以下。不宜用于高温高压汽轮机的高、中压转子。

汽轮机的工作原理和结构-附图

汽轮机的工作原理和结构-附图

汽轮机工作原理和结构

一、汽轮机工作原理

汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械能的蜗轮式机械。在汽轮机中,蒸汽在喷嘴中发生膨胀,压力降低,速度增加,热能转变为动能.如图1所示。高速汽流流经动叶片3时,由于汽流方向改变,产生了对叶片的冲动力,推动叶轮2旋转做功,将蒸汽的动能变成轴旋转的机械能。

图1 冲动式汽轮机工作原理图

1—轴;2—叶轮;3—动叶片;4-喷嘴

二、汽轮机结构

汽轮机主要由转动部分(转子)和固定部分(静体或静子)组成。转动部分包括叶栅、叶轮或转子、主轴和联轴器及紧固件等旋转部件。固定部件包括气缸、蒸汽室、喷嘴室、隔板、隔板套(或静叶持环)、汽封、轴承、轴承座、机座、滑销系统以及有关紧固零件等。

套装转子的结构如图2所示。套装转子的叶轮、轴封套、联轴器等部件和主轴是分别制造的,然后将它们热套(过盈配合)在主轴上,并用键传递力矩。

图2 套装转子结构

1-油封环2-油封套3-轴4-动叶槽5—叶轮6-平衡槽

汽轮机主要用途是在热力发电厂中做带动发电机的原动机。为了保证汽轮机正常工作,需配置必要的附属设备,如管道、阀门、凝汽器等,汽轮机及其附属设备的组合称为汽轮机设备.图3为汽轮机设备组成图。来自蒸汽发生器的高温高压蒸汽经主汽阀、调节阀进入汽轮机。由于汽轮机排汽口的压力大大低于进汽压力,蒸汽在这个压差作用下向排汽口流动,其压力和温度逐渐降低,部分热能转换为汽轮机转子旋转的机械能。做完功的蒸汽称为乏汽,从排汽口排入凝汽器,在较低的温度下凝结成水,此凝结水由凝结水泵抽出送经蒸汽发生器构成封闭的热力循环.为了吸收乏汽在凝汽器放出的凝结热,并保护较低的凝结温度,必须用循环水泵不断地向凝汽器供应冷却水。由于汽轮机的尾部和凝汽器不能绝对密封,其内部压力又低于外界大气压,因而会有空气漏入,最终进入凝汽器的壳侧.

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

汽轮机转子及构成

1转子定义

汽轮机所有转动部件的组合体称为转子(图13)。它主要包括:主轴、叶轮(转鼓)、叶片、联轴器等部件。

图13 转子

转子的作用:汇集各级动叶栅所得到的机械能,并传给发电机。

转子受力分析:传递扭矩、离心力引起的应力、温度不均匀引起的热应力、轴系振动所产生的振动应力。

汽轮机转子在高温蒸汽中高速旋转,不仅要承受汽流的作用力和由叶片、叶轮本身离心力所引起的应力,而且还承受着由温度差所引起的热应力。

此外,当转子不平衡质量过大时,将引起汽轮机的振动,转子要承受轴系振动所产生的振动应力。因此,转子的工作状况对汽轮机的安全、经济运行有着很大的影响。

2转子的分类

根据汽轮机的分类,转子分为两种:轮式转子、鼓式转子。前者用于冲动式汽轮机,后者用于反动式汽轮机,鼓式转子上的动叶直接安装在转鼓上。

按临界转速是否在运行转速围,分为刚性转子和柔性转子。在启动过程中,刚性转子启动就很方便,不存在跨临界区域,而柔性转子因需要快速的跨临界,故要求用户在实际启动过程中,要充分暖机,为快速跨临界作好准备。

1、轮式转子

轮式转子根据转子结构和制造工艺的不同,可分为:套装转子、整段转子、焊接转子以及组合转子。

1-油封环2-轴封套3-轴4-动叶栅5-叶轮6-平衡槽

图14 套装转子示意图

(1)套装转子

套装转子的叶轮、轴封套、联轴器等部件和主轴是分别制造的,然后将它们热套在主轴上,各部件与主轴之间采用过盈配合,并用键传递力矩。主轴加工成阶梯形,中间直径大。

适用性:只适用于中、低参数的汽轮机和高参数汽轮机的中、低压部分,其工作温度一般在400℃以下。不宜用于高温高压汽轮机的高、中压转子。

①优点:加工方便,材料利用合理,质量容易得到保证。

②缺点:轮孔处应力较大,转子刚性差,高温下套装处易松动。

(2)整锻转子

叶轮和主轴及其他主要零部件由整体毛坯加工制成,没有热套部件。主轴的中心通常钻有中心孔,其作用是:

①去掉锻件中残留的杂质及疏松部分;

②用来检查锻件的质量;

③减轻转子的重量。

其缺陷在于:

①使转子工作应力增大,制造成本增加;

②运行中易出现中心孔进油、进水、腐蚀,引起转子不明的振动;

③检修、动平衡复杂。

随着锻造、热处理及探伤技术水平的提高,无中心孔的转子结构应运而生。

①优点:不会出现零件松动问题,结构紧凑,强度、刚度高,适合高温、高应力环境下工作;

②缺点:贵重材料消耗大,对加工工艺要求高。

适用性:中小型汽轮机的高压转子、大型汽轮机的任何转子(高参数或超高参数机组的高压转子)。

图15 整锻转子毛坯

(3)焊接转子

若干实心轮盘、端轴单独铸造,然后焊接加工。焊接转子的主要优点是:不存在松动问题;采用实心的轮盘,强度高,不需要叶轮轮壳,结构紧凑;轮盘和转子可以单独制造,材料利用合理,加工方便且易于保证质量;焊成整体后转子刚性较大等。但是焊接转子要求材料的可焊性好,焊接工艺及检验技术要求高且比较复杂,这一切在一定程度下妨碍了焊接转子的应用。

图16 整锻转子示意图

1-叶轮2-焊缝3-动叶栅4-平衡槽5-联轴器的连接轮

图17 焊接转子示意图

(4)组合转子

根据各段的工作条件不同,在同一转子上,高压部分采用整锻结构,中、低压部分采用套装结构,从而兼得整锻转子和套装转子的优点。

适用性:广泛用于高参数、中等功率的汽轮机上。

图18 组合转子示意图

2、鼓式转子

反动式汽轮机采用,无叶轮,动叶片直接装在转鼓的凸环上(反动式汽轮机级数较多,动叶栅的反动度大,采用转鼓式转子可缩短轴向长度,避免轴向推力过大)

图19鼓式整锻转子

附表不同转子结构的比较

转子材料选择要素:转子工作温度、结构特点、应力状态、工作条件以及材料使用的经济性;叶轮、转子的材料应具有足够的机械强度和韧性,性能稳定,金项组织均匀、无损探伤合格、热处理和冷热工艺性良好。高温下工作的部件,不仅要考虑工作温度下的屈服极限,还要考虑工作温度下的持久强度和蠕变强度。

对于套装转子,叶轮的材料通常采用34CrMo1A和35CrMoV,载荷较大的低压叶轮可用34CrNi3Mo;套装转子的主轴,根据工作温度和应力状态分别选用45或34CrMo1A。

对于整锻转子,可根据工作温度分档选取,工作温度低于480℃,可选用34CrMo1A,工作温度低于540℃时,可选用34Cr2MoV或30Cr1Mo1V;低压整锻转子工作温度较低,要求材料在常温下有较高的机械强度和低的脆性转变温度,

常采用30Cr2Ni4MoV 。工作温度达到600℃时,可选用X12CrMoWVNbN10-1-1

对于焊接转子,材料要有良好的焊接性能,可选用25Cr2NiMoV 。

3动叶片

在汽轮机工作过程中随汽轮机转子一起转动的叶片称工作叶片,动叶片安装在转子叶轮(冲动式汽轮机)或转鼓(反动式汽轮机)上,接受喷管叶栅射出的高速汽流,把蒸汽的动能转换成机械能,带动转子旋转。

动叶由叶型、叶根、叶顶三部分组成。 1、叶型

(1)按照蒸汽经过叶片时的膨胀程度来分为冲动式叶片和反动式叶片; (2)按照截面积变化来分为等截面叶片和变截面叶片。等截面叶片的截面积沿叶高是不变的,变截面叶片的截面积沿叶高按照一定的规律减小,即叶片绕各截面形心连续发生扭转,通常又称为扭曲叶片。

叶身是动叶片的主要部分,它构成汽流通道。它的横截面形状称作叶型,叶型的周线称为型线。

图20 动叶片的组成

叶根

叶型

叶顶

相关文档
最新文档