汽轮机工作原理与运行维护-王浩

辽宁汽轮动力有限公司
Liaoning Steam Turbine Power Co., Ltd
• 三.转子
汽轮机的转动部分总称为转子，它由主轴、叶片和其它部件组成。高速旋转 的转子承受很大的离心力和汽流的产生的弯矩和扭矩，对于末级叶片有时能产生 数十吨甚至上百吨的离心力。转子的工作条件对转子部件的设计、制造、运行都 提出了很高的要求，以保证它长期安全地运行。
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传统的J型汽封
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1.加载弹簧 2.径向定位
汽轮机本体包括：缸体、 隔板、转子、轴承、汽封、 轴承箱、滑销装置、主汽阀、 调节阀、盘车装置等。
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汽轮机的工作过程 水在锅炉中定压吸热，汽化成饱和蒸汽；饱和 蒸汽在蒸汽过热器中定压吸热成过热蒸汽。高 温高压蒸汽在汽轮机中绝热做功，从汽轮机中 排出的乏汽在冷凝器内等压冷凝，向冷却水放 热。冷凝水在给水泵内绝热压缩，压力升高后 的水再次进入锅炉完成循环。
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四 汽封
为使汽轮机运行效率高，应尽可能减小从缸体内向外泄漏的蒸汽量，对于凝 汽式汽轮机排汽测压力低于大汽压,汽封阻止空气向缸体内渗漏的作用,防止破坏凝 集器的真空系统,在靠近两侧油封的汽封采用结构简单迷宫型密封，叫轴端密封。 在转子穿过缸体内腔部分,也使用迷宫型密封，叫级间汽封。
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汽轮机工作原理与运行维 护
主讲：王浩 2020年5月21日
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公司介绍
辽宁汽轮动力有限公司是沈阳鼓风机集团控股子公司，公司注册资本一亿元人民币, 总部设在沈鼓集团。
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• 主轴转子还有一个非常重要的特点——振动。
• 在这里我们引入一个临界转速的概念，汽轮机在起动升速过程中，当转速达到某一 转速时，汽轮机会出现剧烈振动，而过了这个转速振动又恢复了正常，这个转速就 是这个转子的临界转速。
• 临界转速：汽轮机转子具有一个固定的自振频率，当这自振频率和激振频率相重合 时，便会发生共振，此时的转速，就是临界转速，临界转速不只一个，有一阶临界 转速、二阶临界转速… …，另外还有轴系的临界转速。而影响临界转速的因素很 多，如转子重量、轴承跨距、轴径、支承刚度、轴承特性都会对转子的临界转速产 生很大的影响。
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轴 系 监 测 系 统 图
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蒸 汽 冷 凝 系 统 流 程 图
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典型汽轮机故障分析
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01 章 节
Part
主流汽轮机结构特点
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汽轮机与辅机结构
汽轮机是将蒸 汽的热能转换成机械能旋转 式动力机械。它可分为汽轮 机本体和汽轮机调节系统、 保护系统及油系统、蒸汽系 统。
02 章 节
Part
汽轮机部件功能及设计原
理
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部件分类
1.静止部件： 主要部件有 汽缸、隔板、 喷嘴、汽封、 轴承和滑销 等；
2.转动部件： 主要部件有 转子（主轴、 叶轮）、动 叶片、联轴 器等；
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公司以汽轮机研发为核心、生产制造工业驱动汽轮机为主体、同时承担国内外透平 机械的成套及检修、备件测绘。
2020-5-20
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核心能力（汽轮机）
性能数据:
形式 功率 转速 进汽压力 进汽温度 排汽 抽汽
抽凝式汽轮机
汽封装置
主汽阀 缸体
调节阀
抽汽调节阀
转子
前轴承箱
前轴承组件
滑销装置
隔板
盘车装置 后轴承组件 后轴承箱
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核心能力（服务）
汽轮机开车指导 汽轮机故障诊断 汽轮机测绘与检修 汽轮机扩容 汽轮机效率优化
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01
目录 02 03
CONTENTS 04
主流汽轮机结构特点
汽轮机部件功能及设计原 理 汽轮机的运行维护
: 多级 ：达到 75 MW ：达到 15000 rpm ：达到 133 bar ：达到 540 °C ：凝汽或背压
：是
设计和生产符合 API 612 and NEMA SM 23
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装配型静叶型式
焊接型静叶型式
焊接型静叶持环
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三.动叶片
1、作用：把蒸汽的动能转变成旋转机械能
2、组成：叶根、工作部份、叶顶
3、拉筋、围带 作用：改变叶片的刚度，改善叶片的振动性能，避开危险的共振 4、高压段采
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运行中怎样预防汽缸裂纹和变形 1、根据汽缸材料和特点，控制操作温度。 2、尽量防止汽轮机运行方式剧烈变化 3、定期监视汽缸各处的热膨胀值 4、保持滑销的清洁、通畅。 5、监视汽缸接合面有无漏气、渗水现象 6、保持汽缸保温的完好 7、注意机组各处的振动和异音，发现异常及时分析处理
朗肯循环
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汽轮机的工作原理
将蒸汽的动能（热能）转变成旋转机械能。 也说是说使蒸汽膨胀降压，增加流速，按一定的方向喷射出来，进入动叶片做功。
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气 路 系 统 流 程 图
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润 滑 油 系 统 流 程 图
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调 速 油 系 统 流 程 图
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一.汽缸 1、作用：
a、将汽轮机的通流部分与大气隔开，保证蒸汽在汽轮机内完成其做功过程。 b、承受汽轮机一些静止部件的重量（隔板、喷嘴、转子、主汽阀、调节阀、汽
封套等）
2、汽缸膨胀不合理的进行，造成问题 a、汽缸热应力过大，引起汽缸变形和裂纹，造成汽轮机振动加剧，汽缸漏气，严 重时使汽缸无法工作 b、汽缸内轴向和径向间隙改变，有时会造成汽封和动、静叶擦碰或碰撞的严重事 故
汽轮机的分类
热力过程
汽轮机
工作原理 汽流方向
背压式汽轮机 抽汽背压式汽轮机
凝汽式汽轮机 抽汽凝汽式汽轮机 补汽凝汽式汽轮机
冲动式汽轮机 反动式汽轮机 轴流式汽轮机 径流式汽轮机
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背压式汽轮机
调节阀 缸体
汽封装置
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二.喷嘴与隔板 喷嘴（静叶）与内、外环是构成隔板的主要零件， 作用：把蒸汽的热能转变成动能，也说是说使蒸汽膨胀降压，增加流速，按一 定的方向喷射出来，进入动叶片做功。 内、外环是用来固定喷嘴，并形成汽轮机各级之间的分隔间壁。在考虑到安装 拆卸方便，隔板做成水平剖分式的上下两半。为了使其具有良好的经济性和可 靠性，隔板应满足以下要求： 1 要有足够的强度和刚度 2 良好的密封性 3 与转子同心 4 隔板上的喷嘴应具有良好的气动性能，足够的表面光洁度和准 确的出汽方向。 5 在保证必要的安全性与经济性的同时，尽可能使结构简单、工 艺简单。
转子 前轴承箱 前轴承组件 滑销装置
隔板
主汽阀
盘车装置 后轴承箱
后轴承组件
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全凝式汽轮机
调节阀
隔板
主汽阀
汽封装置 前轴承箱 前轴承组件
滑销装置 缸体
盘车装置
后轴承箱 转子
后轴承组件
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用部分进气：
a、当叶片转到有喷嘴的地方才能工作，在没有喷嘴的地方，叶片间仅有少量滞流的蒸汽，这样有喷嘴 中的蒸汽，首先要将滞留在叶片中的蒸汽排除后，才能进入动叶片做工，因此消耗部分工作蒸汽的 动能，即为，斥汽损失。另外，在喷嘴附近还要发生抽吸作用，也要消耗工作蒸汽的动能，
b、当动叶转至无喷嘴的地方，动叶片也要出现鼓风现象，造成轮轴上的机械功消耗这种损失叫鼓风损 失，进气度越小时，鼓风损失越大
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怎样在运行中发现汽缸变形 1、汽缸变形，可能造成汽缸水平或垂直接合面不严密而漏气，多发生在高、低压端
轴封附近，有时因蒸汽漏入轴承而破坏润滑 2、低压缸变形严重，空气会漏入凝结器破坏真空 3、汽缸变形严重时，会造成轴封的磨损和气缸内动、静部分的碰撞，并是振动加大 造成汽缸变形的原因 1、运行中，汽缸温度长时间超过材料允许的温度 2、汽缸隔板与汽缸壁间隙过小，使隔板膨胀时抵住汽缸壁 3、汽缸外部的保温不好或部分脱落，造成汽缸各部温度偏差过大 4、滑销系统卡涩，不能保证机组正常膨胀
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• 隔板结构类型 隔板结构主要有两种类型：1）装配型；2）焊接型
图a
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• 这两种隔板型式目前在我们工厂都存在，各有优缺点。装配式隔板在目前条件下生 产效率比较高，缺点是隔板刚度差，同样刚度隔板较厚，金属耗量大，气密性较差。 而焊接隔板相对生产效率较低，这主要是由于加静叶持环即内外围带时耗时较长所 致。
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叶根型式
T型叶根
纵树型叶根
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叶顶型式
调速级
其它高压级
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