汽轮机概述

汽轮机概述

第一章汽轮机概述

电能是应用最广泛的能量，也是高品质的能量，电能在工业、农业、交通、国际等国民经济部门以及社会生活的各方面日益显示出不可缺少的重要地位。国家的电气化程度已成为国民经济经济现代化的重要标志，世界经济发展史证明，只有电力工业和发展才能促使国民经济的迅速发展。

热力发电厂作为我国主力发电力，是利用煤、石油、天然气或其它燃料生产电能的工厂。现代热力发电厂中拖动发电机的原动机主要是汽轮机。汽机是一种外燃回转式机械，与内燃机等相比较，具有可利用多种燃料，运转平稳、单机功率大、单机功率大、效率高、使用寿命长等一系列的优点。汽轮机作为热力发电厂的三大主机（锅炉、汽轮机和发电机）之一，汽轮机的连续安全经济运行即决定了热力发电厂自身的经济效益，也影响着国民经济各部门的发展。

汽轮机是将蒸汽的热能转换为机械能，藉以拖动工作机（发电机等）旋转的原动机。为保证汽轮机连续有效地进行能量转换，需配置若干辅助设备，汽轮机及其辅助设备由管道、阀门连成的整体系统称为汽轮机组。

第一节汽轮机的分类及型号

1、汽轮机的类型很多，可按不同的方法分类。

按工作原理分，有冲动式和反动式；按级数分，有单级和多级；按热力过程分，有凝汽式、背压式、抽汽式、中间再热式；按工质参数分，有低压、中压、高压、亚临界及超临界；按主要结构分，有单缸式、多缸式、轴流式、幅流式等；按用途分，有发电用、船用、工业用。

2、我国生产的汽轮机所采用的系列标准及型号已经统一，汽轮机产品型号的表示方法是：

Δ×××××

变形设计参数

MW）

汽轮机型式（代号）

3、我厂汽轮机型号为NZK300-16.7/537/537

NZK－凝汽式直接空冷，300－机组额定功率300MW，16.7－主汽压力

16.7MPa，537－主汽温度537℃,537－再热汽温537℃。

第二节近代汽轮机组一般包括以下设备系统

1、汽轮机本体，包括配汽机构、转子、汽缸、轴承座等。

2、调节保安油系统，包括调速器、调速转动执行机构，危急遮断装置、油箱、主油泵等。

3、给水回热加热系统，包括高压加热器、除氧器、低压加热器和给水泵等。

4、凝汽系统包括凝汽器、凝结水泵、真空泵、循环水泵及冷却系统等。

第三节汽轮机设计概述

1、我厂机组是根据中国机械对外经济技术合作总公司（CMIC），中国电工设备总公司（CNEEC）和美国西屋电气公司于1980年9月9日在北京签署的《大型汽轮机发电机组制造技术转让合同》引进技术制造的，在考核机组的基础上对通流部分作了第二次优化设计的新型机组。本机组是一台亚临界、一次中间再热、单轴、双缸双排汽、直接空冷凝汽式汽轮机。采用积木块式的设计并能与600MW机组通用组合。保留了原西屋公司湿冷机组的技术特点：通流结构介于反动式与冲动式透平之间，级数少，效率高；整锻转子高压通流反向布置，中压通流正向布置，低压通流为对称布置，轴向推力自平衡；采用多层缸结构，通流部分轴向间隙大，径向间隙小，具有较好的热负荷适应性；采用数字式电液调节（DEH）系统，自动化程度高。采用全三维设计手段，进行了全面优化设计。全部动叶自带围带成圈联接；高压缸压力级叶片为倒T型叶根，中、低压采用“P”型叶根。根据直接空冷机组运行条件开发了新型低压缸模块。

2、适用范围

本机组适用于中型电网承担基本负荷，更适用于大型电网中的调峰负荷及基本负荷。本机组寿命在30年以上，该机型能运用在缺水地区，能适应直接空冷系统运行条件。

3、汽轮机设备规范

铭牌出力：300MW

汽轮机型式：亚临界、中间再热、双缸双排汽、单轴、直接空冷冷凝式汽轮机型号: NZK300-16.7/537/537

汽轮机制造厂:哈尔滨汽轮机厂有限责任公司

额定功率MW 300

最大计算功率MW 333

工作转速r/min 3000

旋转方向（从汽轮机向发电机看）顺时针

调节控制系统型式 DEH

最大允许系统周波摆动HZ 48.5～51.5

空负荷时额定转速波动r/min ±1

噪音水平dB（A）＜90

各轴承处最大垂直振动(双振幅)mm ＜0.025

通流级数 34

高压部分级数 I+12

中压部分级数 9

低压部分级数 2×6

末级动叶片长度 mm 620

盘车转速 r/min 3.6

汽轮机总长 mm（包括罩壳）～17869

汽轮机最大宽度 mm（包括罩壳） 10745

汽轮机本体重量 t ～600

汽轮机中心距运行层标高 mm 1067

负荷性质带基本负荷并具有调峰能力

机组运行方式变压运行或定压运

冷却方式单元制空气直接冷却机力通风补给水率为

3%

4、热力系统配置

一次中间再热与三级高压加热器（内置蒸汽冷却器），一级除氧器和三级低压加热器组成回热系统，各级加热器疏水逐级自流。机组采用3台容量各为最大给水量50%的电动给水泵。汽轮机第四级抽汽用于加热除氧器，同时还具有供不小于20t/h厂用汽的能力。汽轮机五级抽汽除供回热抽汽外同时还具有供

25t/h厂用汽的能力。

本机组通流部分由高、中、低压三部分组成，高压汽缸内有一个部分进汽调节的冲动级和十二个反动式压力级，中压缸内有9个反动式压力级，低压部分为二分流式，每一分流由六个反动式压力级组成，全机共34级。如附图1-1所示，采用世界领先的全三级气动设计体系，设计高、中、低压通流部分。通流结构介于反动式和冲动式之间，末级叶片的长度为620mm，采用大刚度，小动应力，加强型的自带围带整圈连接型式。

高中压外缸是合金钢铸件，以水平中分面分为上、下两半。两只分开的内缸，其材料及分缸形式与外缸相同。内缸由外缸水平中分面支承，内缸同时起到压力容器的作用，使得外缸只需要较薄的壁和较小尺寸的水平法兰，这样使机组在作调峰运行时所产生的热应力可以大大降低，内缸顶部与底部用定位销导向，以保持汽轮机轴线的正确位置，同时允许其随温度变化自由地膨胀与收缩。

低压缸由一只外缸，两层内缸组成，共提供了三层缸，在进汽口和排汽装置之间的温度由三层壁来分配，轴承箱采用落地式结构，中低压联通管与低压外缸，内缸间系弹性连接，以降低热应力。

高中压转子采用整台段结构，在转子中间部分加工出两级平衡活塞，其运行中的平衡推力与作用在叶片上的轴向推力部分抵消，其余推力由设在#1轴承箱处的推力轴承承担。

较低温度的蒸汽用来冷却主蒸汽进口和再热蒸汽进口处的转子和叶根，以适应转子运行寿命。

低压转子由整锻合金钢加工而成。

高中压转子、低压转子、发电机转子分别用刚性联轴节连接成汽轮发电机轴系。

本机组有两个主汽门—调节阀组合部套，每一组件有一个主汽门和三个调节汽阀，主汽门的一端由“A”型挠性柜架和横向拉杆托架组合件支承，另一端也有一个挠性件支承，两个支承件均由螺栓和定位销固定在台板上，台板再固定在汽轮机基础上。

主汽门靠液压开启，弹簧关闭。主汽阀内有预启阀，在锅炉全压力下约通