工业汽轮机机组结构介绍

工业汽轮机组系统与结构介绍杭州汽轮机股份有限公司二00三年工业汽轮机组系统与结构介绍一、汽轮机组系统组成说明：汽轮机组主要由蒸汽疏水系统、润滑油系统、调节系统组成；主要设备有汽轮机、齿轮减速箱（直联除外）、压缩机、油站、凝汽器、射汽抽气器（或射水抽气器）等。

1.1蒸汽疏水系统：由锅炉（或装置产汽）来的蒸汽经过汽轮机主汽门，由调节汽阀控制流量进入汽轮机通流部分膨胀做功(产生的机械能经齿轮减速箱[直联除外]和联轴器传递给压缩机做功），做功后排出的蒸汽经凝汽器凝结成水，由凝结水泵加压，经低压加热器和除氧器引至锅炉给水泵打回锅炉（或回相应的装置），蒸汽完成一次循环。

由冷却塔（或湖、河、海）经循环水泵来的冷却水进入凝汽器与排汽完成热交换，带走热量，射汽抽气器抽出排汽中的非凝气体维持凝汽器的真空。

1.2润滑油系统：由油站的主油泵从油箱中抽吸透平油并加压，一部分经滤油器引入调节系统；一部分经冷油器冷却，再经减压后由滤油器进行过滤，然后送至汽轮机、压缩机、齿轮减速箱等各轴承，完成润滑和冷却功能的润滑油经回油管返回油箱，完成一次循环。

油站主、辅油泵互为备用。

事故状态下由直流电机驱动的事故油泵，或者高位油箱提供润滑油以维持机组惰走。

起动前或停机后由电动、液压冲击或手动盘车装置进行机组盘车。

1.3调节系统：机组一般采用电液调节，因此需压力油维持系统运行。

由主油泵（辅助油泵）提供的压力油经危急保安装置、电磁阀和起动装置实现主汽门的打开、快速关闭，并为电液转换器和错油门提供动力油源，根据调速器给出的信号对进汽流量进行控制。

在超速、轴位移过大及其他非正常情况下的停机和正常停机都是通过危急保安装置和电磁阀由压力油的变化来实现的。

此外，压力油通过一个三通阀可在运行状态下对主汽门进行卡涩检查。

电子调节器通过接收转速信号及其他信号，对机组设定参数进行比较，经程序处理后输出调整信号给调节汽阀，改变汽轮机的进汽量达到新的工况要求。

二、汽轮机组设备结构说明：2.1 汽轮机2.1.1一般说明汽轮机形式为纯凝汽式。

汽轮机为轴流式、单缸结构，通过联轴器与压缩机直联（或通过齿轮减速箱与压缩机联接）。

蒸汽通过主汽门进入整铸在前缸上部的进汽室，经汽缸顶部的调节汽阀和喷嘴组进入汽轮机，四只调节汽阀及一只旁路过负荷阀由一套液压执行机构控制。

主汽门阀体与汽缸为整体结构，以提高热效率，降低热应力。

蒸汽在汽轮机内为轴向流动，高压膨胀部分分为两段。

第一段为一级冲动式的调节级，第二段则为随后的多列反动式转鼓级。

蒸汽经过调节级、转鼓级，最后通过装有扭叶片的低压段排入凝汽器。

抽汽机组的蒸汽经过高压段作功后的一部分蒸汽通过可调抽汽口被抽出，以供流程使用，余下的蒸汽则进入下一段反动式转鼓级继续作功，最后通过装有扭叶片的低压段排入凝汽器。

2.1.2 汽轮机汽缸汽缸由前汽缸（高压缸）和排汽缸（低压缸）组成，分别是整体铸造，前汽缸为铸钢件，后汽缸为铸铁件。

前汽缸和后汽缸均为水平剖分，前后汽缸为径向法兰面连接。

前汽缸上半通过猫爪支承在前座架上，上下两半汽缸用中分面螺栓连接。

排汽缸通过自带猫爪直接支承在基础（或底盘）上，并通过后部的立键和猫爪上的导向销组成死点。

主汽门壳体及进汽室与上半缸整铸在一起。

所有抽汽口和疏水口均开在下半缸。

汽轮机为向上进汽，向下抽汽和排汽（进汽、抽汽、排汽法兰面向下）。

（也可设计成向下进汽、向上排汽结构）汽缸内部装有蒸汽室、导叶持环及汽封体。

2.1.3 蒸汽室蒸汽室装有喷嘴组和处于平衡活塞处的汽封，蒸汽通过前汽缸上的调节汽阀进入喷嘴组。

能活动的角形环有效地封住蒸汽流不漏入汽缸。

蒸汽室前部内圆上装有汽封，嵌有汽封片的迷宫式汽封能避免动静体的机械碰擦。

蒸汽室的轴向定位是由其外圆上的凹槽和汽缸上的凸环相配来完成的。

在底部，汽缸与蒸汽室之间装有偏心导柱，以调整汽缸与蒸汽室之间的横向对中。

同时在蒸汽室中分面法兰下半的支承面上设有调整元件，作蒸汽室和汽缸的垂直中心调整用。

喷嘴组焊在蒸汽室上部。

下部有一个为调节级而设的鼓风防护罩。

偏心导柱和调整元件均位于蒸汽室的对称面上，以保证由于热膨胀而引起的自由滑动。

蒸汽室为轴向剖分，材料为铸钢件。

2.1.4 导叶持环导叶持环用于支承汽轮机叶片组的导叶片（静叶片）。

使用导叶持环除了加工上的优点之外，还可不用拆除下半汽缸及其管道即可更换损坏的导叶片。

图导叶持环1. 导叶片2. 中分面螺栓3. 定位凹槽4. 搭子导叶持环为轴向剖分，通过法兰及中分面螺栓组合在一起。

导叶持环体上车有凹槽，用来与汽缸上的托环相配合，以此作轴向定位。

通过汽缸底部的偏心导柱对导叶持环作横向对中，位于中分面两侧支承面上的调整元件作垂直中心调整用。

偏心导柱和调整元件均位于导叶持环的对称面上，以保证由于热膨胀而引起的自由滑动。

高压导叶持环材料为铸钢件，低压导叶持环材料为铸铁件。

2.1.5 转子汽轮机转子为整锻结构，无叶轮，所有叶片均直接安装于转子上。

汽轮机转子由合金钢锭锻制而成。

转子上加工有环状凸肩与凹槽依次排列的梳齿状汽封结构，由于汽封片伸入梳状齿中，其结构将使泄漏蒸汽发生旋转，这样可防止大量蒸汽从汽缸内腔漏出或漏至级后，影响效率和出力。

转子的中部是通流部分，排列有调节级叶片，转鼓级叶片和低压扭叶片。

图推力平衡示意图转子前部有平衡活塞及汽封，用以平衡反动式叶片组的轴向推力。

汽封段，与前汽封体配合阻止蒸汽外泄。

轴承段，有支撑轴承轴颈和推力轴承推力盘。

前部开有一危急遮断器孔，它是为安装危急遮断器而加工的，一旦转子转速过高，危急遮断器内的飞锤就从轴颈表面击出而起到保护作用。

同样，当运行中转子出现不许可的轴向位移时，二个轴位移凸肩中的一个便会与危急遮断装置上的爪相撞击，从而切断蒸汽的供应使机组停运。

转子后部除汽封和支撑轴颈外，还设有盘车用棘轮。

2.1.6 叶片蒸汽的热能在叶片内转换成机械能，因此叶片对于汽轮机的效率和运行的安全起决定作用。

叶型的选择、强度的保证、加工的精确及表面质量对叶片来说是极为重要的，另外还须避开共振。

由于是部分进汽，调节级采用冲动式叶片，中间转鼓级为反动式直叶片，排汽段为扭曲叶片。

图动叶图导叶组图带倒T形和叉形叶根的低压级叶片反动式直叶片其叶根、汽道、围带三者由整块材料铣制而成，装入转子的叶根槽中。

自带围带的叶片不需调频，因为它们的围带部分紧密相连，会产生强大的阻尼，使振幅不会达到危险的程度。

转鼓级动叶片为倒T形叶根。

低压级扭曲叶片，由于叶型解面积小，叶片顶部节距大，不能采用铣制围带，而是用钢或钛制的松装拉金来阻尼振幅。

调节级和末级叶片采用叉形叶根。

导叶由型材拉制成形，再经过加工而成，围带是铆上去的，它把若干只导叶连成一组，构成导叶组。

叶根为钩形。

所有叶片均采用不锈钢材料。

叶顶的径向汽封： 50%反动度的汽轮机级，在导叶和动叶上都有压力降。

这种压差在动静叶的径向间隙中产生流动，从而造成漏汽损失。

为减少这种损失，在叶片的径向间隙处装上汽封。

对等截面的导叶和动叶片，在围带上车出高低部分，它们和汽封片一起组成有效的迷宫式汽封。

自带围带的单只动叶片，一只接一只地紧密组装成一卷，其顶部就形成了整卷围带，它和嵌在导叶持环上的汽封片相配。

导叶的围带是铆上去的，它和嵌在转子上的汽封片相配。

汽封片由不锈钢制成，它具有足够的强度，以承受较大的压差。

此外汽封动静体之间发生碰擦产生的热量将传给导叶持环或转子，但由于汽封片很薄，易磨掉，从而不会使导叶持环或转子发生热变形。

汽封片是容易拆换的，在碰擦损坏后须恢复规定的间隙时，可在定期检修中拆换新汽封片。

2.1.7 汽封转子和汽缸之间需要密封的地方装有汽封。

汽封体固定在汽缸上，允许热胀。

除了凝汽式汽轮机的后汽封之外，其余的汽封漏汽在汽封体中部被抽出，引到压力较低处，这样可减少外漏到大气中的蒸汽量。

凝汽式汽轮机在起动时，为了保持必要的真空，需要向汽封送入新蒸汽。

1. 汽缸2. 汽封片3.方嵌条4. 汽封上半5. 内六角螺钉6. 定位销7. 汽封下半8. 制动螺钉图内汽封汽封体的内圆上嵌有汽封片，它与嵌在转子上的汽封片或车出来的梳形齿组成了汽封，在转子和汽缸之间起着相互不接触的密封作用。

依次排列的汽封片构成了迷宫式汽封。

汽封体为轴向剖分，依靠紧固措施，两半之间不会错开或转动。

不锈钢材料的汽封片和方形钢丝两者一起被专用工具嵌入汽封槽中。

前汽封为正压汽封，绝大部分漏汽从其中间部位抽出，只有少量的蒸汽通过出汽端的冒汽管排到大气中或引至汽封加热器。

转子上有一薄的圆片，由于离心作用，把汽封外端的空气吸向冒汽管，同时也把漏出的蒸汽吸向冒汽管，从而防止蒸汽流到附近的轴承中去。

后汽封为负压汽封，其作用是阻止空气进入汽缸。

在汽封中部开有接口，从这里通入比大气压稍高的密封蒸汽，它进入汽封后分成反向的两股，一股流入汽缸，另一股通过冒汽管排入大气或引至汽封加热器，从而阻止了空气进入汽缸，防止破坏真空。

在汽封洼窝的最低处开有疏水孔，用以排除凝结水。

2.1.8 前支座前支座系统包括前座架、前轴承座、汽缸猫爪等。

其作用是支承汽缸和转子，并用于这些部件的相互对中。

汽轮机在各个方向的正确位置，由这些部件上的滑销系统来保证。

前座架通过地脚螺栓被牢固地固定在机组的基础上。

前座架上装有特殊的调整元件，汽缸的猫爪就搁在上面。

由于装有球面垫圈，当汽缸受热膨胀时将允许猫爪在调整元件上滑动。

猫爪上面的碟形弹簧将防止猫爪向上抬起。

当包住碟形弹簧的球面垫圈不能自由活动的话，就意味着猫爪已经抬起，调整元件中的螺纹套筒又可以用来调整汽缸的高度。

装在汽缸下部的导向块与前座架上的导向键相配，从而保证了汽缸横向的正确位置。

前轴承座也是通过调整元件搁在前座架上，用调整汽缸的相同方法来调整它的高度。

前轴承座下半和汽缸下半用两根水平拉紧螺杆相连，当汽缸热膨胀时推着前轴承座一同向前移动。

前轴承座具有轴向中分面，其内放有推力轴承和支撑转子的径向轴承。

在轴承座内转子通向汽缸一侧的部位装有油封环，以挡住飞溅的油滴。

1.轴承座2.隔热板3.上半油封卷4.油封齿5.转子6.下半油封卷7.泄油孔8.径向轴承9.挡油盘图油封环2.1.9 后支座后支座系统包括底板、后轴承座、排汽缸猫爪等，其作用是支承汽缸和转子，并用于这些部件的相互对中，还组成了整个汽轮机热膨胀的基准点——死点。

后支座象前支座一样，通过地脚螺栓把两块底板和基础牢固地连接起来。

排汽缸猫爪搁在底板上，两者用螺钉连接，猫爪上的螺孔留有间隙，允许排汽缸受热时向猫爪两侧胀开。

每块底板和猫爪的接触面上都有一个圆柱销，左右两只圆柱销中心线和转子轴线垂直相交，这一点就是汽轮机的死点，汽缸受热时只允许它从这一点向前膨胀。

汽缸高低方向热胀是靠排汽缸上的导向键和装在基础上的立键来保证中心。

后轴承座安装在排汽缸上，通过调整元件确定位置，最后用螺栓压紧。