汽轮机发展历史

汽轮机发展历史一、国际上汽轮机发展状况1、1883年瑞典工程师拉瓦尔设计制造出了第一台单级冲动式汽轮机，随后在1884年英国工程师帕森斯设计制造了第一台单级反动式汽轮机，虽然当时的汽轮机和我们现在的汽轮机相比结构非常简单，但是从此推动了汽轮机在世界范围内的应用，被广泛应用在电站、航海和大型工业中。

2、在60年代，世界工业发达的国家生产的汽轮机已经达到500—600MW等级水平。

1972年瑞士BBC公司制造的1300MW双轴全速汽轮机在美国投入运行，设计参数达到24Mpa，蒸汽温度538°C，3600rpm；1974年西德KWU公司制造的1300MW单轴半速（1500 rpm）饱和蒸汽参数汽轮机投入运行，；1982年世界上最大的1200MW单轴全速汽轮机在前苏联投入运行，压力24 Mpa，蒸汽温度540°C。

3、目前世界各国都在研究大容量、高参数汽轮机的研究和开发，如俄罗斯正在研究2000MW汽轮机。

主要是大容量汽轮机有如下特点：1）降低单位功率投资成本。

如800MW机组比500MW汽轮机的千瓦造价低17%；1200MW机组比800MW机组的千瓦造价低15%—20%。

2）提高运行经济性。

如法国的600MW机组比国产的125MW机组的热耗率低276kj/kW.h，每年可节约燃煤4万吨。

3）加快电网建设速度，满足经济发展需要。

4）提高电网的调峰能力。

4、汽轮机按照工作原理分为冲动式汽轮机和反动式汽轮机。

汽轮机是一种以蒸汽为动力，并将蒸气的热能转化为机械功的旋转机械，是现代火力发电厂中应用最广泛的原动机。

汽轮机具有单机功率大、效率高、寿命长等优点。

——冲动式汽轮机蒸汽主要在静叶中膨胀，在动叶中只有少量的膨胀。

——反动式汽轮机蒸汽在静叶和动叶中膨胀，而且膨胀程度相同。

由于反动级不能作成部分进汽，因此第一级调节级通常采用单列冲动级或双列速度级。

如我国引进美国西屋（WH）技术生产的300MW、600MW机组。

目前世界上生产冲动式汽轮机的企业有：美国通用公司（GE）、英国通用公司（GEC）、日本的东芝（TOSHIBA）和日立、俄罗斯的列宁格勒金属工厂等。

制造反动式汽轮机的有美国西屋公司（WH）、日本三菱、英国帕森斯公司、法国电器机械公司（CMR）等，德国（SIEMENS）。

冲动式汽轮机为隔板型，如国产的300MW高中压合缸汽轮机；反动式汽轮机为转鼓型（或筒型），如上海汽轮机厂引进的300MW、600MW汽轮机。

5、汽轮机按照蒸汽参数（压力和温度）分为：——低压汽轮机：主蒸汽压力小于1.47Mpa；——中压汽轮机：主蒸汽压力在1.96—3.92Mpa；——高压汽轮机：主蒸汽压力在5.88—9.8Mpa；——超高压汽轮机：主蒸汽压力在11.77—13.93Mpa；——亚临界压力汽轮机：主蒸汽压力在15.69—17.65Mpa；——超临界压力汽轮机：主蒸汽压力大于22.15Mpa；——超超临界压力汽轮机：主蒸汽压力大于32Mpa；6、由于冶金技术的不断发展，使得汽轮机结构也有了很大改进。

目前的大机组普遍采用了高中压合缸的双层结构，高中压转子采用一根转子结构，高、中、低压转子全部采用整锻结构，轴承较多地采用了可倾瓦结构。

目前各国都在进行大容量、高参数机组的开发和设计，如俄罗斯正在开发的2000MW汽轮机。

日本正在开发一种新的合金材料，将使高中、低压转子一体化成为可能。

二、我国汽轮机发展状况1、我国汽轮机发展起步比较晚。

1955年上海汽轮机厂制造出第一台6MW汽轮机。

1964年哈尔滨汽轮机厂第一台100MW机组在高井电厂投入运行；1972年第一台200MW汽轮机在朝阳电厂投入运行；1974年第一台300MW机组在望亭电厂投入运行。

70年代进口了10台200—320MW机组，分别安装在了陡河、元宝山、大港、清河电厂。

70年代末国产机组占到总容量70%。

2、1987年采用引进技术生产的300MW机组在石横电厂投入运行；1989年采用引进技术生产的600MW机组在平圩电厂投入运行；2000年从俄罗斯引进两台超临界800MW机组在绥中电厂投入运行。

3、上海汽轮机厂是中国第一家汽轮机厂，在1995年开始与美国西屋电气公司合作成立了现在的STC，1999 年德国西门子公司收购了西屋电气公司发电部，STC 相应股份转移给西门子。

哈尔滨汽轮机厂1956年建厂，先后设计制造了我国第一台25MW、50MW、100MW和200MW汽轮机，80年代从美国西屋公司引进了300MW和600MW亚临界汽轮机的全套设计和制造技术，于1986年制造成功了我国第一台600MW汽轮机，目前自主研制的三缸超临界600MW汽轮机已经投入生产。

东方汽轮机厂1965年开始兴建，1971年制造出第一台汽轮机，目前的主力机型为600MW汽轮机。

北京北重汽轮电机有限责任公司做为后起之秀，以300MW机组为主导产品，它是由始建于1958年的北京重型电机厂通过资产转型在2000年10月份成立的又一大动力厂，目前2台600MW汽轮机也已经在今年投入生产。

4、目前中国四大动力厂以300MW和600MW机组为主导产品。

汽轮机检修第一部分汽轮机检修准备1、机组检修等级划分按照检修规模和停用时间将机组检修划分为：1.1 A级检修对汽轮发电机组进行全面的解体检查和修理，属于机组性能恢复性检修。

1.2 B级检修针对机组存在的问题，对某些设备有针对性地进行解体检查和修理，属于部分设备性能恢复性检修。

经过评估，可以有针对性地实施部分A级检修项目或定期滚动检修项目。

1.3 C级检修根据设备的磨损、老化规律，有重点地对机组进行检查、评估、修理和清扫，属于消缺性检修。

根据设备状况可以实施部分A级检修项目或定期滚动检修项目。

1.4 D级检修在机组运行状况良好的情况下，根据季节特点对主要附属系统和设备进行的消缺。

可以安排部分C级检修项目。

发电厂设备检修从计划检修、预防性定期检修、优化检修、状态检修四个阶段，但是由于汽轮机作为高温高压高转速的主机，目前比较多的电厂还沿用了预防性的定期检修模式。

2、机组检修周期2.1 新投产的机组在制造厂没有明确的规定情况下，一般在投产后一年左右，根据运行情况安排一次A/B级检修。

2.2 其它运行机组参照下表执行西门子公司制造的350MW机组，高中压合缸结构的汽轮机在蒸汽品质保证的前提下检修间隔为12年，最新设计的产品为24年，是目前世界上检修间隔最长的机组，该汽轮机为两轴三支点结构，转子和汽缸同向膨胀（以#1轴承箱的推力支持联合轴承3、汽轮机资料和信息收集该阶段主要是为检修项目的确定和检修技术准备工作收集资料和提供依据。

3.1 图纸收集整理收集整理汽轮机的如下图纸：⏹汽轮机安装和检修技术说明书；⏹汽轮机结构说明书；⏹汽轮机总结结构图；⏹汽轮机轴瓦图；⏹汽轮机转子图；⏹汽轮机通流图；⏹汽轮机滑销系统图；⏹汽轮机对轮连接图。

3.2 汽轮机安装和历次检修技术文件⏹安装技术文件，包括安装技术记录、缺陷处理单、制造厂建议书、相关的变更文件等。

技术记录卡包括的主要内容有：❶解体阶段的检修记录：轴瓦间隙记录、轴承紧力（间隙）记录、油档间隙记录、对轮同心度记录、对轮晃度记录、对轮和推力盘瓢偏记录、汽缸与转子径向和轴向相对位置记录、汽缸负荷分配记录、汽缸支撑转换记录、推力间隙记录、推缸记录、转子弯曲度记录、转子轴径扬度记录、通流记录。

❷检修阶段的检修记录：滑销间隙记录、汽缸轴承座水平记录、隔板（汽封）支撑和定位键间隙记录、汽缸支撑和定位键间隙记录、汽缸合缸记录、隔板变形记录、汽封块膨胀间隙记录、发现的缺陷及处理记录、主要部件调整记录、通流间隙记录、轴承检修记录、主要部件更换记录。

❸回装阶段的检修记录：螺栓紧固记录、转子轴向定位记录、轴串记录、推力间隙记录、汽缸管道内部检查记录、汽缸与转子定位记录、汽缸和隔板支撑垫片记录、汽缸与转子定位尺寸记录、汽缸负荷分配记录、汽缸支撑转换记录、防提升装置间隙记录、转子中心调整记录、对轮同心度记录、对轮连接记录、轴瓦间隙记录、油档间隙记录、轴承紧力（间隙）记录、轴系扬度记录、桥规记录、汽缸扣盖签证、轴承箱扣盖前检查记录。

技术记录卡应根据现场检修各阶段的数据测量情况印制足够份数，并发到项目负责人，并向其交代记录卡的使用注意事项，如汽流方向、测量位置、测量工具、需要记录的内容包括测量状态、测量数值、测量工具编号、测量人、测量时间等。

如轴瓦间隙记录至少应分为解体阶段和回装阶段，至少要交给项目负责人两份。

4、工器具准备工器具准备是主机检修准备中的一项主要内容，汽轮机检修的专用工具比较多，需要的高技术工具和精密测量工具也比较多，因此把工器具准备做为一项主要内容单列。

汽轮机检修工器具包括以下几方面：——随机专用工具；——通用性专用工具；——测量工具；——起重工具；——电动工具；——手动工具；——运输工具。

此外还要联系有相应加工能力的机加工车间，准备好检修过程中一些部件的加工机械，如螺栓加工、调整垫板磨削、汽轮机的主要工具包括：——吊装工具：临时吊车、吊汽缸专用工具、吊轴承座专用工具、吊隔板（套—）专用工具、吊轴承座专用工具、转子抬轴专用工具、吊转子专用工具、吊轴承专用工具、吊导汽管专用工具、汽缸导杆、转子限位导柱、千斤顶。

——螺栓拆装工具：螺栓长度测量专用工具、电动液压力矩扳手、手动力矩扳手、力矩放大器、专用扳手、法兰螺栓加热装置和加热棒、液压拉伸器、绞刀。

——加工工具：角相、电磨、无齿锯、手枪钻、磁力钻、电动磨孔机、汽封块加工机床。

——测量工具：电子楔形塞尺、内外径千分尺、研磨平板、合像水平仪、铅丝厚度测量工具、百分表、内径百分表、量块、刀口尺、测力计、激光准值仪、天平、桥规、测量环、深度尺（包括专用）。

——其它：汽缸顶丝、轴承箱顶丝、汽缸（隔板套）支撑转换顶丝或转换垫块、假瓦。

第二部分检修工艺一、解体阶段本部分主要结合检修解体过程对汽轮机的结构形式、检修工艺等进行讲解。

1、解体阶段检修工序——在检修前应充分了解该汽轮机拆除保温的要求条件，主要是高压缸进汽室金属温度的要求。

——由于汽轮机结构和材质不同，对汽缸温度的要求也不尽相同，一般在150℃～１２０℃之间停盘车，温度在120℃～100℃之间可以拆除汽缸和导汽管保温，金属温度在80℃以下可以拆除导汽管和汽缸螺栓。

但也有高于此温度要求的，如日本三菱350MW机组要求调速级温度小于180℃即可进行拆除保温工作；上汽600MW汽轮机要求调节级金属温度降到160即可进行拆除保温工作；德国ABB200MW汽轮机要求调节级金属温度降到150℃（或汽缸表面温度降到100℃）时可以进行保温拆除工作。

——在汽缸温度较高时拆除保温和导汽管道，会造成汽缸变形、汽缸裂纹、通流和汽缸定位键槽卡涩、转子弯曲、导汽管螺栓咬扣等事故。