660MW超临界空冷汽轮机及运行

汽缸
汽缸的作用是将汽轮机的通流部分与大气隔开，将蒸 汽包容在汽缸中膨胀做功，完成其能量转换过程。
汽缸内部装有喷嘴室、喷嘴、隔板套、隔板和汽封等部 件。分成高压缸、中压缸和低压缸。
一般汽缸都是上下缸结构，中间通过法兰螺栓连接 但大机组、尤其是超临界机组高压缸为了减小热应力，采用 了一些其它方式。 西门子公司： 外缸为圆筒形结构；内缸有中分面，用螺栓固 定；内缸受外缸约束、定位。 石洞口二电厂（ABB）、元宝山电厂等 内缸无法兰螺栓，而采用7只钢套环将上下缸热套紧箍成一圆 筒，仅在进汽部分加四只螺栓来加强密封。 同时外缸可采用较薄的法兰和细螺栓，减小对汽机启停的限 制。
大轴按工作转速与临界转速关系分： 刚性轴；挠性轴(nao) 刚性轴：工作转速恒低于一阶临界转速 挠性轴：工作转速高于一阶临界转速
高中压合缸三缸四排汽空冷机型
660MW超临界空冷机组转子及叶片结构特点：
汽轮机转子采用整锻转子，整锻转子无中心孔。 汽轮机设计允许不揭缸进行转子动平衡。 叶片的设计是精确的、成熟的，能在允许的周波变化范围内安全运行。 对汽轮机防止固体颗粒侵蚀（SPE）所采用的措施：采用了调节级喷嘴渗
二、高中压分流合缸
优点：
1. 高温区集中在汽缸中部，夜间停机或周末停 机温度衰减慢，启动热应力小，适合两班制 运行；
2. 两端的温度、压力均较低，从而减少了对轴 承和端部汽封的影响，改善了运行条件；
3. 减少了轴承数，可缩短主轴长度。
缺点：
高中压转子合一而变长、变粗，ncr1降低、 汽封漏汽量增大，热耗增大
660MW超临界空冷汽轮机及运行
程伟良教授 2013-03-16
汽轮机本体
汽轮机本体包括： 1. 静止部分 汽缸、喷嘴室、隔板、隔板套、静叶栅、汽封、轴承、轴承座、 滑销系统等 2. 转子部分 主轴、叶轮（或转鼓）、动叶栅、联轴器等
叶片与叶轮
叶轮是一种圆盘型零件，一般有轮缘、轮体（轮面）和 轮壳组成 。叶片是汽轮机中数量最大和种类最多的零件， 根据转动与否，可分为动叶和静叶两种。一列喷嘴叶栅
叶根的种类：倒T型、菌型、叉型、枞树型 较短的直叶片较多地采用倒T型叶根； 变截面叶片较多地采用叉型叶根 汽轮机的末级叶片经常采用枞树型叶根。 叉型、枞树型叶根具有较高的强度。
动叶轮
围带 拉筋
叶片
枞树型 叶根
叶型
冲动式：效率低、做功能力强； 反动式：效率高、做功能力弱。
转子按加工工艺分： 整锻转子；套装转子；焊接转子 整锻转子一般用于高、中压缸 套装转子；焊接转子一般用于低压转子
大型汽轮机汽缸结构
一、采用双层缸结构
双层缸的优缺点: 缸壁内外表面之间的温度差较小。 气缸壁和法兰厚度较薄。 贵重金属材料消耗少。 结构复杂，零件增多。 内缸承受蒸汽的温差小、压差大，而外缸承受的温差大、压
差小。因此内缸壁中温度梯度不大，引起的热应力较小；外 缸承受大温差，但由于缸壁承压小，在工况变化过程中，能 承受较大的热应力。 将一定压力的蒸汽引入夹层，使蒸汽的总压差、温差分别由 内、外壁承担。减小单层汽缸壁厚、法兰厚度，减小热应力
硼涂层的方法。 进行末级叶片的优化选型，并进行末级叶片的动静频试验。 低压末级及次末级叶片具有必要的抗应力腐蚀及抗水蚀措施，汽轮机设有
足够的除湿用的疏水口。末几级叶片抗水蚀具体措施如下： ① 叶片设计动应力小。 ② 次末级叶片采用喷丸强化，末级叶片焊整块型线状司太立合金片。 ③ 严格控制叶片制造过程，特别是热处理规范，严格检验机械性能、化学成
排汽缸的下部还设有喷水减温，防止排汽缸超温。
因为在启动过程中，尤其在达到额定转数空负荷运行 时，可能会出现没有足够的蒸汽流量带走低压缸摩擦 鼓风损失，使低压缸超温的情况，但这种情况的运行 时间要限制。
低压缸体积大，轴向温差大。采用三层缸，即一个 外缸和两个内缸，有利于：
•将通流部分设在内缸，使体积较小的内缸承受温度 变化，而外缸及庞大的排汽缸均处于较低温度状态， 减小热变形；
三、低压缸采用多层缸
低压缸的刚度是低压缸最为重要的特性，它包括 静刚度、动刚度和汽缸的热变形等。静刚度是指扣与 不扣上盖的情况下载荷与汽缸变形的关系，冷态下抽 真空与变形的关系。动态刚度是指抗振强度。热变形 是指后汽缸排汽温度变化对汽缸及轴承座负荷分配的 影响。
每个排汽缸上方装有4个薄膜型安全阀，当排汽 压力高于0.137MPa时，安全阀动作排大气，防止由 于冷却水中断等事故引起的排汽温度升高。
（静叶栅）与一列配套的动叶栅构成汽轮机的一级。
动静叶栅的实际配合
叶片分为等截面叶片、扭叶片 喷嘴（静叶）：将蒸汽热能转化为动能； 动叶：将蒸汽动能转化为机械功。 围带：高压可减小漏汽，中、低压可调频（自带围带） 拉金：增加刚度，调频
（围带和拉金的主要功能：减小叶片的弯应力和改善叶 片的振动特性。）
•#2内缸两端布置有排汽导流环，与外缸的锥形端壁 结合，形成排汽扩压通道，充分利用末级叶片排汽 速度，提高汽轮机效率；
•喷水装置固定与排汽导流环出口的外缘上，当转速 达到600rpm时，自动投入喷水，直到机组带上15% 负荷；
•低压缸末级处于湿蒸汽区，在末级叶片顶部装有蜂 窝式汽封，用于减小漏汽并排除末级动叶甩出之水 分。
份、硬度等，并对不同炉批号的成品叶片进行破坏性检查。 ④ 对叶片进行磁粉检查，如有应力集中，进行除应力处理。 汽机高压缸和中压缸第一级叶片的设计考虑固体颗粒侵蚀的影响。具体措
施为： ① 高、中压阀门设有临时性和永久性蒸汽滤网，最初运行6个月使用临时性滤
网过滤杂质。 ② 启动前旁路升温升压，可将管道颗粒带走。 ③ 采用渗氮处理，强化叶片表面。 低压缸末级叶片为661mm末级wenku.baidu.com片，采用大刚度，小动应力，加强型的自
带围带加凸台拉筋整圈连接型式。
660MW超临界空冷机组各转子临界转速
轴段
一阶临界转速（设计值）二阶临界转速（设计值）
轴系
轴段
轴系
轴段
高中压转 1645 子
低压转子A 1637
1620 1610
4438 3618
4369 3550
低压转子B 1658
1600
3864
3544
发电机转 733 子
2449