大型汽輪機設備及系統(tǒng)第1頁/共369頁2高、中、低壓轉子結構；末級動葉長度；軸承結構，盤車裝置，軸系連接方式；機組膨脹性能。（2）機組的布置方式：對安裝、運行、檢修都有影響。如主、調(diào)門布置位置。（3）機組的控制方式：包括主機和系統(tǒng)的控制：主機：采用數(shù)字電液控制系統(tǒng)（DEH）；輔機系統(tǒng)：采用分散式控制系統(tǒng)（DCS）。兩者協(xié)調(diào)，形成閉環(huán)式自動控制體系，在集控室的計算機桌面、屏幕上就可以了解各系統(tǒng)的狀況，發(fā)出指令對機組進行控制。第2頁/共369頁3（4）運行方案確定：

機組運行年限、運行方案對機組結構、材料選用是有影響的。應告知設計制造廠家。（5）給水回熱加熱系統(tǒng)的選擇：這對機組的效率影響的，抽汽級數(shù)、抽汽點的位置，抽汽量等。（6）旁路系統(tǒng)的選擇：機組啟動、運行方式對主蒸汽旁路系統(tǒng)的容量、控制方式要求不同。選擇主蒸汽旁路系統(tǒng)時，注意旁路閥的驅(qū)動方式，液力驅(qū)動閥門動作要快，電動閥門的動作要慢。（7）真空凝結水和循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的選擇：要根據(jù)地理位置和氣候條件不同來選擇真空凝結水和循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。要根據(jù)水溫、水質(zhì)、水源來選用系統(tǒng)、設備、材料。如：第3頁/共369頁4西北地區(qū)：缺水，選擇閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)；沿海地區(qū)：選用鈦管凝汽器；水溫：東北，年平均水溫可選15oC；兩廣、海南，年平均水溫可選25oC。（8）再熱系統(tǒng)選擇：對于亞臨界機組，一次再熱；對于超臨界機組，可一次再熱，也可二次再熱（二次再熱，壓力低，管道粗，流量大，管道系統(tǒng)更加復雜）。第4頁/共369頁5§1—2600MW汽輪機組主要技術參數(shù)

機組的技術參數(shù)分：經(jīng)濟技術參數(shù)和安全技術參數(shù)。一、汽輪機組經(jīng)濟技術參數(shù)蒸汽參數(shù)對機組效率的影響：這個問題在前面所講內(nèi)容中已經(jīng)闡述得很清楚：提高初參數(shù)和降低排汽參數(shù)，可以增大機組的理想焓降，則可以提高循環(huán)熱效率，即2.給水回熱加熱系統(tǒng)的作用（前述）第5頁/共369頁63.真空（凝汽）系統(tǒng)的作用組成：由抽真空系統(tǒng)、密封系統(tǒng)組成；作用：建立并且維持凝汽器的高度真空(即低背壓)，拉長機組總理想焓降的下端，最大限度地把蒸汽的熱焓變?yōu)槠啓C的動能。確保凝汽器高度真空的必要條件：排汽凝結成水；抽真空系統(tǒng)；凝汽量和循環(huán)冷卻水量（冷卻倍率不小于60）、冷卻水進口溫度；供水方式，地理位置，季節(jié)；換熱面積；傳熱端差。最有利真空和極限真空：……第6頁/共369頁74.軸封系統(tǒng)軸封系統(tǒng)的作用：在高壓端，防止蒸汽向外泄漏；在低壓（真空）端，防止空氣向汽輪機內(nèi)泄漏，維持高度真空。措施：設置端軸封。P5圖1—3第7頁/共369頁85.汽封系統(tǒng)的作用設置通流部分汽封：徑向汽封（葉頂汽封和隔板汽封）；減少葉頂漏汽、隔板間隙漏汽。軸向汽封：第8頁/共369頁96.通流部分的性能（1）汽輪機的級：作功的最小單元；（2）級的組成：靜葉柵和動葉柵；（3）蒸汽在級內(nèi)能量轉換過程：蒸汽通過靜葉通道時，膨脹加速，將熱能轉換為高速汽流的動能；蒸汽通過動葉通道時，改變方向，或者既改變方向又繼續(xù)膨脹加速，推動葉輪旋轉，將高速汽流的動能轉換為旋轉機械能。P7圖1—5第9頁/共369頁10

（4）熱力過程曲線分析（圖1-5）

……

（5）動葉進出口速度三角形（圖1-5）：……

（6）調(diào)節(jié)級（第一級）的特性

（圖1-6）：級的焓降大，作功能力大，在部分負荷下焓降更大；最佳速度比的合理選用。

（7）末級的性能：影響末級的性能的因素有：蒸汽參數(shù)：指蒸汽濕度，影響效率，沖蝕葉片。動靜葉片的結構、形線：有足夠大的通流面積，具有三元流流線；葉高有1~1.3m，保證強度。凝汽的真空度和排汽部分的形線：有良好導流結構，通暢。P8圖1—6第10頁/共369頁117.配汽機構對汽輪機效率的影響管道：為了減小管內(nèi)流動損失，應合理選用流速、管徑，盡量避免直角轉彎，內(nèi)表面光滑，保溫等。主汽閥、調(diào)節(jié)閥門：閥門要有足夠的直徑，有擴壓段；運行時，主汽閥全開；配汽閥門在主要工況（如50%、70%、85%、100%）下不發(fā)生節(jié)流；配汽閥門后面的導汽管和配汽室盡可能符合流線，避免撞擊和渦流。負荷變化對機組效率的影響（實例，北侖港電廠1、2號600MW機組）：1號機（設計值）：功率（MW）600510420300功率（%）100857050熱耗（kJ/kg))7880788779638194第11頁/共369頁12二號機（設計值）：功率（MW）600510420300功率（%）100857050熱耗（kJ/kg))7790783279118079熱耗率隨負荷的變化曲線如圖1-7。從以上表格可知：在變工況下，機組效率會降低。所以，目前，600MW機組多帶基本負荷。由其他機組帶調(diào)峰負荷。圖1-7第12頁/共369頁13二、汽輪機組的安全技術參數(shù)

汽輪機組本體的安全十分重要，下馬分別討論各部件的安全。轉子安全技術參數(shù)：轉子是重要部件，工作狀態(tài)復雜，高溫、高速，承受巨大離心應力和扭轉應力；熱應力，高溫蠕變，彎曲，振動等。（1）離心應力：圖1-8表示轉子上高應力部位；空心轉子中心部位的離心應力高于實心轉子中心部位；具有足夠抗斷裂韌性。材料的脆性轉變溫度（）。當工作溫度比脆性轉變溫度高50k時，材料抵抗脆性抗斷裂能力正常。

第13頁/共369頁14（2）扭轉應力：

扭轉應力是由于傳遞力矩而產(chǎn)生的。低壓轉子與發(fā)電機轉子連結端的軸頸處的扭轉應力最大。此處是在發(fā)電機突然短路時，產(chǎn)生最大扭轉應力。（3）熱應力：產(chǎn)生原因：主要發(fā)生在高、中壓轉子的前幾級。是由于在啟動、停機和負荷大幅度變化時，金屬材料存在較大溫差而產(chǎn)生的。低周疲勞和疲勞裂紋：……控制溫升率，暖機是控制熱應力的辦法。轉子壽命計算和壽命管理；……“機組突然甩負荷而帶廠用電”和“甩負荷后維持空轉”最危險工況……。熱應力：熱沖擊，熱變形，引起轉子彎曲。金屬材料的高溫蠕變現(xiàn)象：……第14頁/共369頁15（4）振動特性：為了分析機組振動特性，這里需要回顧幾個有關內(nèi)容：轉子臨界轉速；質(zhì)量不平衡問題；油模振蕩。這幾個問題在《汽輪機原理》中已經(jīng)討論過了。第15頁/共369頁162.葉片安全技術參數(shù)600MW機的葉片有三種：短葉片、中長葉片和長葉片。（1）短葉片：用于高溫區(qū)段（高壓缸和中壓缸之前幾級）：承受離心拉應力、蒸汽彎曲應力。調(diào)節(jié)級葉片，在低負下焓降大，（最危險工況）彎曲應力特別大；調(diào)節(jié)級葉片由于進汽不均勻，還承受著相當大的脈動力，其振動頻率要求高，要求用“非調(diào)頻葉片”。其余各級短葉片也要求用“非調(diào)頻葉片”。（2）中長葉片：用于中壓缸之后幾級和低壓缸的前1~3級：所受應力較大，最大應力在葉根處。對靜應力校核及安全系數(shù)（略）；動應力校核：動應力比靜應力危險，應嚴格控制；第16頁/共369頁17

對動應力的控制如下：調(diào)節(jié)級：2500.098MPa對于有抽汽口的壓力級：3500.098MPa普通壓力級：4500.098MPa自由葉片級：2000.098MPa成組或整圈連結圍帶級：4500.098MPa中長葉片一般用“調(diào)頻葉片”。第17頁/共369頁葉片的調(diào)頻

所謂“調(diào)頻”，就是調(diào)整葉片的頻率或者激振力的頻率，使二者的頻率數(shù)值不相等并錯開一定的安全范圍?；痣姀S現(xiàn)場調(diào)頻的常用幾種方法有：1）重新安裝葉片、改善安裝質(zhì)量；2）增加葉片與圍帶、拉金的連接牢固度，鉚打鉚釘、加焊；3）加大拉金直徑（增加了拉金對葉片的反彎矩）或改用空心拉金（減小質(zhì)量、提高頻率）。4）增加拉金數(shù)目；5）改變?nèi)~片組內(nèi)葉片數(shù)目；6）對單個自由葉片增設拉金或圍帶；7）在葉片截面中心鉆減荷孔；9）采用松拉金或波形圍帶均可以增大阻尼，降低動應力。10）變更噴嘴數(shù)、或者重新設計隔板以改變激振力的頻率。第18頁/共369頁19關于葉片振動的一些專業(yè)名詞：離心拉應力：……彎曲應力：……靜應力：……動應力：……激振力（低頻激振力，高頻激振力）：……非調(diào)頻葉片：……調(diào)頻葉片：……第19頁/共369頁203.汽缸的安全技術參數(shù)汽缸工作狀態(tài)復雜，受力復雜；（1）高、中壓缸：保證良好密封，盡可能低的熱應力和熱變形。為此，運行時，上下缸溫差應<30

C；啟動、停機時，應<100

C；連結蒸汽管道多，會對汽缸產(chǎn)生推力（拉力），造成汽缸變形、整體位移，缸體與轉子對中破壞，產(chǎn)生振動。限制蒸汽管道對汽缸的推力和力矩：F5%W

式中，F(xiàn)——蒸汽管道推力；W——汽缸重力。（2）低壓缸：應保證剛度和穩(wěn)定性。剛度：剛度不夠，可能導致高真空下缸體變形，動靜部分同心、振動。第20頁/共369頁214.本體其他安全技術參數(shù)軸系對中：600MW機組軸系由高壓轉子、中壓轉子、低壓轉子A、低壓轉子B、發(fā)電機（勵磁機）轉子組成。用剛性連軸節(jié)連結。要求對中精確。推力軸承：瓦塊厚度+間隙應小于通流部分的最小間隙。這樣，才能保證瓦塊被燒時，通流部分不致被破壞。通流部分最小間隙：應大于任何工況下轉子與汽缸之間的相對膨脹值。第21頁/共369頁225.調(diào)節(jié)、保安系統(tǒng)的主要功能調(diào)節(jié)、保安系統(tǒng)最重要的技術參數(shù)：危急遮斷器動作轉速（1.10~1.12）；主汽閥、調(diào)節(jié)閥的嚴密性；各汽門關閉時間。危急遮斷器的任務：當機組轉速超過整定值（1.10~1.12）時，迅速關閉各閥門。即轉速在3450r/m以下，其保證條件是閥門有良好的嚴密性。故在機組投運行前要作閥門嚴密性試驗，達到：主汽閥全關、調(diào)節(jié)閥全開下，汽輪機盤車速度不變；調(diào)節(jié)閥全關、主汽閥全開下，汽輪機盤車速度不變；第22頁/共369頁23

保安系統(tǒng)在下列情況下，必須完成的保護任務：（1）汽輪機振動大；（2）軸承溫度超限；（3）潤滑油及EH油壓力低；（4）汽輪機膨脹超限；（5）排汽缸溫度超限；（6）低壓缸（凝汽器）真空低；（7）主蒸汽溫度低；（8）密封蒸汽壓力低；（9）汽輪機軸向推力超限、瓦塊損壞；（10）其他保護回路中各種設定值超限。第23頁/共369頁24三、啟動、停機、變負荷特性

汽輪機體積龐大，結構復雜，主要組成部件尺寸大，熱慣性大。要特別安排汽輪機的工作參數(shù)。以冷態(tài)啟動最為重要，整個機組由常溫逐漸變?yōu)楣ぷ鳡顟B(tài)，必須注意：主、再熱蒸汽管道尺寸大、熱膨脹大，要有足夠的暖管時間，使膨脹均勻。避免引起管道振動和對汽缸產(chǎn)生不正常的推力。并及時疏水，防止水擊、產(chǎn)生振動。盤車投入后，由各汽缸的前后軸封送汽暖機，注意疏水。暖機蒸汽溫度可比金屬高150~200oC，過熱度>50oC。暖機時間不少于5h。沖轉：轉子金屬溫度>150oC。避免轉子材料脆性轉變溫度（80~120oC）。蒸汽溫度比金屬高100oC，過熱度>80oC。給汽缸夾層送汽，溫度、流量。溫態(tài)啟動、熱態(tài)啟動等，注意控制熱應力、膨脹。第24頁/共369頁25§1—3600MW汽輪機組的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢機組容量：世界上，從60年代~90年代末，單軸，1200MW（23.5MPa，540/540oC)；雙軸，1300MW（24.7MPa，538/538oC)；只是在可靠性、經(jīng)濟性、控制水平上提高。初參數(shù)：壓力：超臨界，超超臨界（23~38MPa）；溫度：538~640°C；全世界大型汽輪機制造商：見表1-2P17。P17表1-2。第25頁/共369頁26

我國大型汽輪機制造商：上海汽輪機廠：東方汽輪機廠:哈爾濱汽輪機廠：300MW，600MW機組（熱耗7829kJ/kwh）達到世界先進水平。末級葉片長達到1000、1200mm；正在設計的有800、1000MW機組。各國電站汽輪機組典型產(chǎn)品的經(jīng)濟水平（表1—3）表1—3P18第26頁/共369頁27我國安裝600MW機組的設計特點：

自上世紀80年代以來，我國開始安裝600MW火電機組，其特性見表1—4。圖1—10～13分別是反動式和沖動式、四缸四排汽、亞臨界壓力和超臨界壓力、三缸四排汽600MW汽輪機總體結構圖。其蒸汽參數(shù)多采用亞臨界壓力（16~19MPa）、溫度（530~566C）；超臨界壓力機組為（24MPa、536~566C）。熱耗：亞臨界壓力機組為：7790~8000kJ/kWh；超臨界壓力機組為：7650~7910kJ/kWh。表1—4p18~19第27頁/共369頁28末級葉片：合金鋼的有787~1027mm(3000r/m)；鈦合金鋼的有700、900、1000、1200、1300mm；我國早期安裝的600MW機有850~900mm；近期的有1000~1072mm。汽輪機總體結構：多采用四缸四排汽，也有三缸四排汽（高、中合缸）；汽缸：高、中、低壓缸采用雙層結構，高、中壓缸鑄造，低壓缸焊接。多數(shù)分上下缸結構，中分面法蘭連結；也有內(nèi)缸分面無法蘭，用鋼圈緊固。轉子：多為整鍛轉子（多數(shù)無中心孔）和焊接轉子。軸系：有2根轉子4軸承支持和3軸承支持的。軸承：可傾瓦軸承，圓筒形軸承，橢圓形軸承。盤車：多采用低速盤車。燃氣——蒸汽聯(lián)合循環(huán)的采用：……（2學時）第28頁/共369頁29第二章600MW汽輪機本體主要部件

§2—1600MW汽輪機組簡介一、哈爾濱第三熱電廠600MW汽輪機簡介（圖1—10）

該機為亞臨界壓力、一次中間再熱、單軸、反動式、四缸四排汽機組。其中，中壓缸和兩個低壓缸都是反向?qū)χ眯问?。可承擔基本負荷及調(diào)峰負荷。可用壽命30年。1.主要技術規(guī)范：

(見

p23)

其熱耗率為：7835.6(kJ/kwh）第29頁/共369頁30表2—1哈爾濱第三電廠600MW汽輪機組主要技術規(guī)范（部分）名稱

單位設計指標額定功率MW600主汽壓力MPa16.67主汽溫度C537額定流量T/h1783再熱汽壓力MPa3.205再熱汽溫度C537額定背壓kPa4.9冷卻水溫度C20給水溫度C272.6最大保證工況熱耗kJ/kWh7836.5轉速r/min3000通流級數(shù)（高中低）57=(1+10)+29+(72+72)臨界轉速（高中低低）r/min2057,1976,1702,1764末級葉高mm1000第30頁/共369頁31圖1—10p20第31頁/共369頁322.機組設計特點：（1）高、中、低通流部分用為可控渦流型，高、中壓力級全部采用扭曲靜葉片和變截面動葉片。（2）調(diào)節(jié)級采用子午面型線的彎曲靜葉片；低壓末二級采用子午面型線的彎曲靜葉片；可減小二次流損失，減小對動葉的激振力。（3）新的低壓缸模型（三元流流型）：末級葉片長1000mm，低壓缸靜葉片全部采用扭曲葉片；動葉：前4級變截面動葉片，后三級采用扭曲葉片。（4）動葉片自帶圍帶，可減少共振、減少動應力。第32頁/共369頁333.噴嘴調(diào)節(jié)：共四組噴嘴組。蒸汽流動過程：

蒸汽由兩側從運行層下部進入兩側的兩個“高壓主汽/調(diào)節(jié)聯(lián)合閥”，經(jīng)過4根導汽管進入噴嘴組。高壓有（1調(diào)節(jié)級+10級）。高壓缸排汽到再熱器，然后經(jīng)機組兩側的“中壓主汽/調(diào)節(jié)聯(lián)合閥”到反向?qū)χ玫碾p流程中壓缸（各有9反動級）；從中壓缸排出后，經(jīng)兩根導汽管分別進入反向?qū)χ玫碾p流程A、B低壓缸（有2×2×7反動級）；最后從四個排汽口排向兩個凝汽器?；責岢槠汗?段，分別于第8、11、16、20、22、24、25、26級后（圖2—1）。圖2—1p24第33頁/共369頁34第34頁/共369頁356.汽缸結構：高、中缸為雙層結構，低壓缸為三層結構。7.轉子：高、中、低均為有中心孔整鍛轉子，軸系均用剛性聯(lián)軸器聯(lián)結，聯(lián)軸器與轉子整鍛為一體。8.軸承：各轉子均由兩個軸承支持，8個支持軸承，1個推力軸承。其中，高、中轉子兩端為4個可傾瓦軸承。1號低壓轉子前端選2瓦塊可傾瓦軸承，其余3個為短圓軸承。

推力軸承位于高、中缸之間的中軸承箱內(nèi)，為自位推力軸承。9.頂軸油裝置：各軸承均設有。第35頁/共369頁3610.軸承失穩(wěn)轉速：見表2—2。

按規(guī)范要求，失穩(wěn)轉速大于125%工作轉速（3750r/min），才穩(wěn)定，從表2—2可以看出，該機組在工作轉速內(nèi)不會失穩(wěn)。軸系臨界轉速：見表2—3。按規(guī)范要求，臨界轉速應避開工作轉速15%。對于3000r/m機組，軸系臨界轉速<2550或>3450r/m，從表2—3可以看出，該機組就可以保證工作轉速下穩(wěn)定運行。自動控制系統(tǒng)：（DEH）系統(tǒng)，（TSI）本體監(jiān)視儀表和（ETS）危急自動保護系統(tǒng)。表2—2p25表2—3p25第36頁/共369頁3713.自動控制系統(tǒng)（該600MW機組）可實現(xiàn)下列控制：（1）自動判斷機組啟動條件（汽壓、汽溫、差脹、撓度、油壓、真空等），決定機組是否能啟動，自動給定升速的目標轉速；（2）計算轉子熱應力及變化趨勢，給出升速率、暖機時間、升負荷率。對轉子熱應力進行閉環(huán)控制（ATC投入時）或進行監(jiān)視（ATC退出，由司機控制啟動時）。（3）對汽輪機一些重要參數(shù)（差脹、振動、油溫、竄軸、真空等）進行監(jiān)視。當這些參數(shù)超限時，報警，對某些參數(shù)進行事故追憶打印。（4）自動控制機組同期并網(wǎng)，實現(xiàn)機組功率、頻率閉環(huán)自動控制；（5）危急自動保護裝置（ETS）對汽輪機一些重要參數(shù)進行不間斷監(jiān)視。當汽輪機某些重要參數(shù)超限時，快速關閉所有進汽閥，保證機組安全。（6）對閥門進行最佳模式管理，使機組啟動、停機或負荷變化過程中，各部件溫度場均勻，減少熱應力和熱變形。第37頁/共369頁38二、北侖港電廠2號600MW汽輪機簡介（圖1—11）

該機是Alstom公司制造的亞臨界壓力、一次中間再熱、單軸、沖動式、四缸四排汽機組。汽缸：高、中、低缸均為雙層結構；轉子：高、中、低壓轉子均為無中心孔整鍛轉子（其中，高壓轉子因有缺陷而加鏜了中心孔），各有兩個軸承支持。軸承：汽輪機的8個軸承是可傾瓦軸承，發(fā)電機的軸承為橢圓軸承，每個軸承都有頂軸油裝置。聯(lián)軸節(jié)：軸系均用剛性聯(lián)軸器聯(lián)結，聯(lián)軸器與轉子整鍛為一體。盤車裝置：高速盤車（50r/m）。配汽方式：噴嘴調(diào)節(jié)；高、中主/調(diào)閥各4個，共16個。主/調(diào)閥設計成一體，位于運行平臺上機組的兩側。圖1—11書末第38頁/共369頁39

蒸汽流動作功過程：主蒸汽經(jīng)過4個高壓主汽/調(diào)節(jié)閥，分4根導汽管進入汽輪機，經(jīng)（調(diào)節(jié)級+8個壓力級）后排出，送再熱器；再熱后經(jīng)經(jīng)過4個中壓主汽/調(diào)節(jié)閥，經(jīng)4根導汽管進入中壓缸，經(jīng)（8個壓力級）作功后到2根導汽管；排汽經(jīng)2根導汽管進入反向?qū)χ玫碾p流程低壓缸（各2×5級）A、B，最后排入低壓（A）、高壓（B）凝汽器?；責岢槠汗?段抽汽，分別于高壓缸（第7級）、高壓缸排汽（第9級）、中壓第3級、第6級、中壓排汽、低壓缸（A）/（B）的第2、3、4級后（圖2—2）。凝汽器：采用雙背壓凝汽器。第39頁/共369頁40第40頁/共369頁41表2—5北侖港發(fā)電廠600MW汽輪機組主要技術規(guī)范名稱

單位設計指標額定功率MW600主汽壓力MPa16.66主汽溫度C537額定流量T/h1747.1再熱汽壓力MPa3.656再熱汽溫度C537額定背壓kPa4.03/5.25冷卻水溫度C20給水溫度C269.1最大保證工況熱耗kJ/kWh7790轉速r/min3000通流級數(shù)(高、中、低）38=(1+8)+9+(52+52)臨界轉速（高中低低）r/min2435,2237,1776,1776末級葉高mm1072.5第41頁/共369頁42三、鄒縣電廠600MW汽輪機簡介（圖1—13）

該機是東方汽輪機廠日立合作生產(chǎn)的亞臨界壓力、一次中間再熱、單軸、沖動式、三缸四排汽機組。汽缸：高、中合缸，雙層結構，整體鑄造。2低壓缸雙流程，三層焊接。軸系：1根高、中壓轉子，2根低壓轉子，1根發(fā)電機轉子。各轉子與聯(lián)軸器整鍛一體。推力軸承：置2號軸承座內(nèi)。盤車裝置：置于低壓轉子與發(fā)電機轉子的連結處。2r/min。圖1—13書末第42頁/共369頁43蒸汽作功流動過程：主蒸汽經(jīng)過高、中壓缸下部的2個主汽閥和4個調(diào)節(jié)閥進入汽輪機高壓缸（調(diào)節(jié)級+6個壓力級）作功，排汽送再熱器再過熱；再熱汽管經(jīng)中壓主/調(diào)聯(lián)合閥進入中壓缸（5個壓力級）；排汽經(jīng)導汽管送2個雙流程低壓缸（2×7級）最后排入低壓（A）、高壓（B）凝汽器?；責岢槠汗?段抽汽，分別于高壓缸第5級、高壓缸排汽、中壓第3級、中壓排汽、低壓缸（A）/（B）的第1、3、4、5級后（圖2—3）。機組主要技術規(guī)范：見p30表2—6圖2—3p31第43頁/共369頁44圖2—3p31第44頁/共369頁45表2—6鄒縣發(fā)電廠600MW汽輪機組主要技術規(guī)范（P30）名稱

單位設計指標額定功率MW600主汽壓力MPa16.67主汽溫度C538額定流量T/h1810再熱汽壓力MPa3.61再熱汽溫度C538額定背壓kPa4.3/5.6冷卻水溫度C20給水溫度C271.5最大保證工況熱耗kJ/kWh7888轉速r/min3000通流級數(shù)(高、中、低）40=(1+6)+5+(72+72)臨界轉速（高中、低低）r/min1864,1792，1809末級葉高mm1016第45頁/共369頁46四、石洞口電廠600MW汽輪機簡介（圖1—12）

瑞士ABB公司制造，超臨界壓力、一次中間再熱、單軸、反動式、四缸四排汽機組。結構特點：通流部分：1高壓缸：調(diào)節(jié)級+21反動級；中壓缸：2×17反動級；低壓缸：2×2×5反動級，共76級。汽缸：高壓內(nèi)缸為兩半圓筒式，無法蘭，用鋼環(huán)熱緊固。內(nèi)缸上下兩半分面與外缸中分面成50角。軸系支持：汽輪發(fā)電機組每一個轉子只有一個支持軸承。汽輪機轉子：為焊接轉子。盤車：10.2r/min熱力系統(tǒng)（圖2—4）。圖2—4p33（圖1—12書末）第46頁/共369頁47圖2—4p33第47頁/共369頁48表2—7石洞口發(fā)電廠600MW汽輪機組主要技術規(guī)范（P32）名稱

單位設計指標額定功率MW600主汽壓力MPa24.2主汽溫度C538額定流量T/h1844.2再熱汽壓力MPa4.34再熱汽溫度C566額定背壓kPa4.9冷卻水溫度C20給水溫度C285.5最大保證工況熱耗kJ/kWh7647.6轉速r/min3000通流級數(shù)(高、中、低）76=(1+21)+217+(52+52)臨界轉速（高中低低）r/min2589，2188，1540，1600末級葉高mm867第48頁/共369頁49

作功過程：

主蒸汽經(jīng)過位于高壓缸兩側的2個主汽閥和個調(diào)節(jié)閥進入汽輪機高壓缸（調(diào)節(jié)級+21反動級）作功，排汽再熱;再熱汽管經(jīng)中壓主/調(diào)聯(lián)合閥進入分流中壓缸（2×17反動級）;排汽經(jīng)導汽管送2個雙流程低壓缸（2×2×5反動級）;最后排入凝汽器?；責岢槠汗?段，高壓缸2級，中壓缸3級，低壓缸3級；其中第5級抽汽還作為小汽輪機用汽?？刂葡到y(tǒng)：DEH系統(tǒng)。調(diào)速范圍:0~114%額定轉速;速度變動率:2~10%;主機調(diào)節(jié)系統(tǒng)能與順序控制系統(tǒng)相連進行汽輪機自動啟動、并網(wǎng)、帶負荷。并能根據(jù)機組運行狀態(tài)、參數(shù)及允許的壽命損耗率來確定升速率、升負荷率。第49頁/共369頁50這四種600MW汽輪機共同特點：亞臨界機組的初參數(shù)和背壓十分接近；機組自動化程度都較高；機組系統(tǒng)配置略有不同；機組熱耗差別不大[分別為7835.6、7790、7888、7647.6(kJ/kwh)]；主機本體結構差別很大。第50頁/共369頁51§2—2600MW汽輪機組的進汽部分一、進汽部分的布置方式

機組的進汽部分主要是指：進汽管道、閥門、配汽室。選擇進汽部分應注意：蒸汽管道對汽缸的推力在允許范圍內(nèi)（推力≤汽缸總重量的5%）；管道、閥門在任何工況下的熱應力和熱變形在允許范圍內(nèi)；調(diào)節(jié)閥至配汽室的容積盡可能小；（減少機組甩負荷后的轉速飛升）安裝、運行操作、檢修方便；結構緊奏、整齊、美觀。第51頁/共369頁52（一）哈爾濱第三電廠600MW汽輪機組的進汽部分主蒸汽；由兩根主蒸汽管從運行層下部進入機組兩側的兩個高壓主/調(diào)聯(lián)合閥，又經(jīng)4根導汽管進入噴嘴室。共4組噴嘴組，分部在上下兩半。高壓進汽管帶有彈性密封環(huán)（圖2—5）。這種支持能使各部件自由膨脹、收縮，對中好，應力小，熱負荷適應性好。再熱汽；送機組兩側的中壓主/調(diào)聯(lián)合閥，經(jīng)4根導汽管從中壓缸中部進入雙流程中壓缸。中壓缸排汽：中壓缸上部有兩根低壓導汽管，分別與（A）、（B）低壓缸連接。高壓主/調(diào)聯(lián)合閥（圖2—6）和中壓主/調(diào)聯(lián)合閥（圖2—7）。圖2—5p34圖2—6p34圖2—7p35第52頁/共369頁53第53頁/共369頁54第54頁/共369頁55第55頁/共369頁56（二）北侖港電廠600MW汽輪機組的進汽部分主蒸汽：通過4個高壓主/調(diào)聯(lián)合閥，分別由4根高壓導汽管從高壓缸的上、下進入反向布置高壓缸。導汽管一端與高壓調(diào)節(jié)閥出口焊接，另一端采用法蘭、螺栓與高壓缸連接。高壓導汽管采用雙層套管式結構。高壓導汽管外管法蘭與高壓缸一端采用法蘭、螺栓連接。高壓導汽管內(nèi)管插入噴嘴室的進汽短管內(nèi)。兩者之間用活塞密封。既密封，又自由膨脹（圖2—8）。再熱汽：送4個中壓主/調(diào)聯(lián)合閥，經(jīng)4根導汽管從中壓缸的上部、下部進入雙流程中壓缸。中壓缸排汽：經(jīng)后端兩排汽口，經(jīng)2根變直徑中、低壓蒸汽連同管分別進入（A）、（B）低壓缸。閥門：高、中壓主汽閥、調(diào)節(jié)閥各4個。主/調(diào)閥為聯(lián)合閥（圖2—9）。圖2—9p37圖2—8p35第56頁/共369頁57第57頁/共369頁58（三）鄒縣電廠600MW汽輪機組的進汽部分主蒸汽：從運行層下部的2個主汽閥和4個調(diào)節(jié)閥，由4根高壓導汽管從高、中壓缸的高壓部分上下各2根進入高壓缸。2個主汽閥的出口和4個調(diào)節(jié)閥的進口對焊接，4個調(diào)節(jié)閥合一個殼體（圖2—10）。4根高壓導汽管的一端與4個調(diào)節(jié)閥出口對接，另一端采用法蘭、螺栓與高壓缸上的4根進汽短管的法蘭連接。高壓缸上的4根進汽短管以其鐘形結構與高壓外缸焊接（和圖2—8相同）。高壓缸上有4組噴嘴組，上下對稱布置。再熱汽：經(jīng)位于高、中壓缸中部兩側的中壓主/調(diào)聯(lián)合閥，進入中壓缸，中壓缸排汽經(jīng)一根中、低壓導汽管依此進入雙流程（A）、（B）低壓缸。圖2—10p38第58頁/共369頁59第59頁/共369頁60二、主汽閥的結構和工作原理主汽閥的功能：當需要緊急停機時，能迅速關閉，保證機組安全。對600MW機組，要求關閉時間。工作條件：溫度高、壓力高。要求用熱強鋼，閥殼厚、均勻，良好的保溫，良好的疏水條件。在啟動、停機和負荷大幅度變化時，注意避免大的熱沖擊。以免產(chǎn)生大的熱應力、疲勞裂紋，甚至斷裂。在檢修時，應注意檢查裂紋。（一）北侖港2號600MW汽輪機高壓主汽閥結構（圖2—11）：該閥帶有預啟閥，主要結構要素：閥座與閥殼過盈配合；主汽閥、預啟閥與閥座的接觸面鑲有司太立合金，用以提高嚴密性和耐磨性；第60頁/共369頁61主汽閥閥桿與預啟閥閥芯制成一體，并通過套筒、螺母與主汽閥芯相連。閥桿上裝有4段襯套，以提高耐磨和減少漏汽。主汽閥關閉時間：1號閥：0.28s；2號閥：0.30s；3號閥：0.29s；4號閥：0.26s。圖2—11p40（二）北侖港1號600MW汽輪機高壓主汽閥結構（圖2—12）：立式結構，主要包括：閥殼、閥座、閥碟、閥桿、濾網(wǎng)等。為單座球形閥，帶預啟閥。圖2—12p41第61頁/共369頁62第62頁/共369頁63第63頁/共369頁64（三）工作原理主汽閥開啟用油動機推動，關閉靠彈簧力；機組啟動時，先開預啟閥，減少開啟的提升力；主汽閥閥碟上下均有疏水孔；主汽閥進汽短管設計有導流筋板，以減少渦流所造成的壓力損失，增強通流能力。蒸汽濾網(wǎng)為三層結構，濾網(wǎng)可截留金屬雜務、顆粒，避免造成損傷。第64頁/共369頁65（四）石洞口2廠600MW機高壓主汽閥結構（圖2—13）：該機為超臨界機組，其殼體重，密封要求嚴。該機的主汽閥設計成帶預啟閥單座閥。機組啟動時，先開預啟閥，減少開啟的提升力；主汽閥前設計有濾網(wǎng)，作用同前。圖2—13p42第65頁/共369頁66三、調(diào)節(jié)閥的結構和工作性能（圖2—15）：調(diào)節(jié)閥的功能：控制機組進汽量（功率），在并網(wǎng)前，控制機組升速；在并網(wǎng)之后，控制機組負荷。在部分負荷下有一只閥有節(jié)流作用。進汽調(diào)節(jié)方式：節(jié)流調(diào)節(jié)，噴嘴調(diào)節(jié)，組合調(diào)節(jié)。啟動時，各調(diào)節(jié)閥全開（全周進汽），使汽缸、轉子受熱均勻；正常運行時，采用噴嘴調(diào)節(jié)功率。第66頁/共369頁67圖2—14p44第67頁/共369頁68噴嘴調(diào)節(jié)方式中調(diào)節(jié)閥開啟順序：為了受熱均勻（圖2—14中之1\2\3\4）。各調(diào)節(jié)閥的配汽量：使機組在各主要工況下不產(chǎn)生大的節(jié)流、大的流量跳動。在1、2、3閥全開，負荷達80~85%，第4閥全開負荷達110%。調(diào)節(jié)閥的通流面積：使各閥汽流速度<50m/s，以減少能量損失。調(diào)節(jié)閥的的關閉時間：為了保證在意外下機組迅速又靈敏關閉調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)閥的的關閉時間應<0.2s。調(diào)節(jié)閥的結構：主要由閥殼、閥蓋、閥桿套筒、帶預啟閥的閥桿、閥疊、閥疊套筒、閥座、濾網(wǎng)可操縱桿等組成。（圖2—15）北侖港2號600MW汽輪機高壓調(diào)節(jié)閥結構圖。圖2—15p45第68頁/共369頁69

北侖港2號600MW汽輪機高壓調(diào)節(jié)閥結構（圖2—16）：

喉部通流直徑：160mm，閥桿行程：80mm。主要部件配合特性：閥座與閥殼過盈配合；閥桿與閥芯做成一體，設有預啟閥；閥芯、閥桿與套筒之間設有疊式阻汽片，可自動找中。部件配合尺寸：p45上

石洞口600MW汽輪機（超臨界）高壓調(diào)節(jié)閥結構（圖2—17）：其閥蝶結構與其主汽閥相似，帶預啟閥，有濾網(wǎng)，其防振、密封相同。其尺寸有所不同。圖2—16p46圖2—17p47第69頁/共369頁70四、再熱主汽/調(diào)節(jié)閥（中聯(lián)門）功能：采用中壓缸啟動的機組：再熱主汽/調(diào)節(jié)閥與高壓主汽/調(diào)節(jié)閥功能同；采用高壓缸啟動的機組：啟動時，再熱主汽/調(diào)節(jié)閥全開；機組運行時：負荷0~30%，再熱主汽/調(diào)節(jié)閥參與調(diào)節(jié)，其后全開；機組緊急停機時，高、中壓主汽/調(diào)節(jié)閥全關。結構、布置：再熱主汽/調(diào)節(jié)閥的殼體做成一體；布置在中壓缸之兩側。第70頁/共369頁71

北侖港1號600MW機組中聯(lián)門結構（圖2—18）

立式結構，上部為中調(diào)閥，下部為中主閥，二閥合用一個殼體和同一腔室、同一閥座，閥碟呈上下串聯(lián)布置。二閥各自具有執(zhí)行機構（油動機），（圖2—18）中，15、16為控制中調(diào)閥的彈簧和油動機；17、18控制中主閥的彈簧和油動機；都帶有預啟閥；中調(diào)閥設有蒸汽濾網(wǎng)。圖2—18p48第71頁/共369頁72

北侖港發(fā)電廠2號600MW機組中壓主/調(diào)門北侖港發(fā)電廠2號600MW機組中壓主汽門和中壓調(diào)節(jié)門結構（圖2-19、20）。都帶預啟閥。圖2—19、20p49、50第72頁/共369頁73五、導汽管和噴嘴組（圖2—21）作用：將調(diào)節(jié)閥來的蒸汽送入汽輪機內(nèi)；工作條件：溫度高、壓力高，要求密封良好，膨脹自由；避免過大的熱應力。布置：對稱布置于上下缸。導汽管和噴嘴組結構圖（圖2-21）：該圖是石洞口2廠超臨界600MW機導汽管和噴嘴組結構。該機有4根進汽短管，4個噴嘴室，軸對稱布置在汽缸上、下半。噴嘴汽道沿切線布置，可使蒸汽順利進入噴嘴組。圖2—21p51第73頁/共369頁74

石洞口2廠2號機600MW機導汽管和噴嘴組結構

石洞口2廠2號機600MW機導汽管和噴嘴組結構如圖2-8所示。4根進汽短管，4個噴嘴室，上下、左右軸對稱布置，在汽缸半。噴嘴汽道也呈上下、左右沿圓周軸對稱布置。圖2-8p35第74頁/共369頁75§2—3汽缸汽缸一般分為上下兩半，承受蒸汽壓力，要求中分面密封不漏汽，用法蘭、螺栓緊固成一筒體；中分面平直光潔，保證密封。汽缸中分面與螺栓嚴格垂直；雙層結構：對于高參數(shù)，采用雙層缸，以便減小質(zhì)量和熱應力；內(nèi)缸用貓爪支撐在外缸上。內(nèi)缸里面有隔板、隔板套、噴嘴等，有定位、導向件。汽缸熱膨脹、汽缸與轉子的相對膨脹，合理安排汽缸死點、汽缸與轉子的相對死點（推力軸承）的位置，膨脹間隙。蒸汽參數(shù)對汽缸膨脹和應力影響很大。第75頁/共369頁76汽缸疏水：汽缸不允許積水，積水會造成溫差大，引起汽缸翹曲變形，動靜摩擦；汽缸內(nèi)外夾層有加熱蒸汽通道，均勻加熱內(nèi)外缸，膨脹均勻；汽缸厚度應均勻，避免厚度發(fā)生突變，因厚度突變而引起缸度突變。避免產(chǎn)生較大的局部應力。進汽管道應對稱布置，不應集中布置，避免對汽缸產(chǎn)生變形、推力和撓曲，導致泄漏；隔板和噴嘴組：隔板和噴嘴工作時，會產(chǎn)生很大的反作用力矩，要傳遞給汽缸，應注意支持件的強度、受力；汽缸的支持、定位、導向：從非工作到工作狀態(tài)，汽缸、轉子、軸承不能受阻，設置縱銷、橫銷和立銷（滑銷系統(tǒng)）。第76頁/共369頁771.石洞口超臨界600MW（反動式）汽輪機汽缸結構：（1）高壓缸（圖2—22）：雙層、單流程結構，無隔板，反動式靜葉片直接安裝在內(nèi)缸上。有（調(diào)節(jié)級+21反動級）；抽汽口：共2段，第1、2段抽汽于第16、21級后；高壓內(nèi)缸無法蘭，采用7只鋼環(huán)將上下缸緊固。圖2—22p54第77頁/共369頁78第78頁/共369頁79（2）中壓缸（圖2—24）：雙層、雙流程結構，無隔板，反動式靜葉片直接安裝在內(nèi)缸上。有2×17個反動級；抽汽口：共3段，第3段抽汽位于機頭側第6級，第4級位于發(fā)電機側第11級后；第5段抽汽位于第17級后。中壓第一級靜葉采用輻流靜葉柵，布置于中壓缸進汽口；中壓缸進汽通道采用“雙旋渦”結構。圖2—24p56第79頁/共369頁80圖2—24p56第80頁/共369頁81（3）低壓缸（圖2—25）溫度、壓力低，容積流量大，缸體體積大，要求剛度好，故采用雙流程、雙層結構；末級動葉出口處設置噴水裝置；進汽口設計成“旋渦形”結構；抽汽：共3段，低壓缸外缸設計有“安全膜板”，超壓時，排大氣。圖2—25p57第81頁/共369頁82圖2—25p57第82頁/共369頁832、沖動式汽輪機的汽缸結構：（1）高壓缸：圖2—26為沖動式汽輪機的高壓缸結構圖。

為單流程、雙層缸、水平中分面結構；內(nèi)外缸均為上貓爪支持；上下缸均用雙頭螺栓連接；外缸法蘭面處無加熱裝置。材料機械性能（表2-12，p59）。圖2—26第83頁/共369頁84圖2—26第84頁/共369頁85（2）中壓缸：圖2—27為沖動式汽輪機的中壓缸結構圖。圖2—27第85頁/共369頁86圖2—28圖2—28為沖動式汽輪機的高、中壓缸結構圖第86頁/共369頁87§2—4隔板、靜葉和汽封一、隔板結構、功能（主要用于沖動機）（圖2—29）功能：在隔板上安裝靜葉柵，和安裝在葉輪上的動葉柵組成汽輪機的級，最小作功單元。隔板將汽缸分成若干汽室，汽室中放置葉輪。結構：主要由隔板體、隔板外環(huán)、外圍帶、靜葉柵、內(nèi)圍帶組成；分上下結構；隔板體內(nèi)圈裝有隔板汽封；保證隔板與葉輪、動葉的動靜間隙，保證相對膨脹量。反動式汽輪機的靜葉柵也有焊成隔板形式，如圖2—30。圖2—29圖2—30第87頁/共369頁88圖2—29p62圖2—30p62第88頁/共369頁89二、靜葉（噴嘴）作用：蒸汽通過靜葉通道時，得以膨脹、加速，將熱能轉變?yōu)閯幽堋Ｈ~型：有等截面直葉片，可控渦流型葉片。激振力：噴嘴個數(shù)影響動葉激振力特性和安全；短葉片級多用“非調(diào)頻葉片”。為了減小激振力，長葉片級的靜葉多用“彎曲汽道靜葉；安裝：對于沖動機，靜葉片安裝在隔板（汽缸）（圖2-29）上。對于反動機，靜葉片安裝在汽缸（靜葉環(huán)）上。圖2—29第89頁/共369頁90三、汽封作用：減少漏汽，提高效率；汽封結構：用于汽封系統(tǒng)的，多為迷宮式汽封（圖2—31）；通流部分用葉頂汽封（圖—29）和隔板汽封（圖2—32）。汽缸前、后端軸封（圖2—33）（圖2—35）軸封裝置：組成：前后端軸封由軸封套、彈簧汽封圈組成。分上下兩半，用螺栓、螺母連結成圈。作用：前端軸封：后端軸封。圖2—31p63圖2—32p64圖2—33p65第90頁/共369頁91圖2—31p63第91頁/共369頁92圖2—32p64第92頁/共369頁93高壓缸軸封圖2—33p65第93頁/共369頁94低壓缸軸封

(圖2—35p65)圖2—35p66第94頁/共369頁95§2—5轉子和動葉一、轉子結構、材料轉子結構形式：有套裝轉子、整鍛轉子、焊接轉子。沖動式汽輪機多采用輪盤式轉子，反動式汽輪機多采用轉鼓式轉子。介紹四種典型600MW汽輪機（1）沖動式四缸四排汽汽輪機組軸系（北侖發(fā)電廠1號600MW機軸系）：由1個高壓轉子、1個中壓轉子和2個低壓轉子組成。用聯(lián)軸節(jié)聯(lián)成一體。如：北侖發(fā)電廠1號600MW機軸系由1根單流程反向高壓轉子、1根雙流程中壓轉子、2根雙流程低壓轉子組成。均為整鍛轉子（即葉輪、連軸器法蘭、推力盤和主軸整鍛），都無中心孔。葉輪上開有平衡孔。第95頁/共369頁96汽輪機每根轉子由2個軸承支承。推力盤（轉子死點）設在中壓轉子前端；材料：高、中壓轉子采用CrMoV合金鋼，具有良好耐熱、高強度性能；低壓轉子采用NiCrMoV合金鋼，具有良好的低溫抗脆斷性能。轉子在精加工時，進行超聲波、磁粉探傷等檢查；動平衡試驗：在裝配前做高速動平衡試驗，可在現(xiàn)場做平衡試驗。該機各轉子連軸節(jié)法蘭上設有平衡槽；調(diào)節(jié)級、高中壓缸前后軸封外側的主軸凸肩上設有平衡質(zhì)量的螺孔；低壓轉子末級葉輪也設有平衡槽。超速試驗：在做平衡試驗后，進行超速試驗（轉速為1.20);第96頁/共369頁97

臨界轉速：（單位：r/min）表2-17P68。名稱高壓轉子中壓轉子低壓轉子A低壓轉子B一階2500236018001850第97頁/共369頁98

（2）北侖發(fā)電廠2號600MW機軸系：該機也是沖動式四缸四排汽汽輪機組軸系，軸系由1根單流程反向高壓轉子、1根單流程中壓轉子、2根雙流程低壓轉子組成。均為整鍛轉子。高壓轉子：材料：高壓轉子采用25CrMoV11合金鋼；脆性轉變溫度：38C；高壓轉子開有中心孔，去鍛造缺陷、雜質(zhì)；平衡槽：高壓轉子第1、3、9級葉輪設有平衡槽，連軸節(jié)法蘭螺孔附近設有平衡孔，用于動平衡。第98頁/共369頁99

中壓轉子中壓轉子也是整鍛轉子，無中心孔；脆性轉變溫度：10C；中壓轉子的第1、3、9級葉輪設有平衡槽，連軸節(jié)法蘭螺孔附近設有平衡孔，用于動平衡；低壓轉子：低壓轉子也是整鍛轉子，無中心孔；脆性轉變溫度：--40C；低壓轉子的第1、4、5級葉輪設有平衡槽，連軸節(jié)法蘭螺孔附近設有平衡孔，用于動平衡。第99頁/共369頁100軸承支承：北侖發(fā)電廠2號600MW汽輪機每根轉子由2個軸承支承。推力軸承：設在高、中壓轉子之間的中軸承箱處，推力盤（轉子死點）設在高壓轉子上。聯(lián)軸器：高、中、低壓轉子均為剛性連接；臨界轉速：表2-21P69。名稱高壓轉子中壓轉子低壓轉子A低壓轉子B一階2437223717761776二階>4000>4000>4000>4000第100頁/共369頁101（一）轉子結構形式

有套裝轉子、整鍛轉子、焊接轉子。沖動式汽輪機整鍛高壓轉子（圖2—36）；圖2—36p69第101頁/共369頁1022.沖動式汽輪機高、中壓轉子（圖2—37）；圖2—37P70第102頁/共369頁1033.沖動式汽輪機低壓轉子（圖2—38）；圖2—38p70第103頁/共369頁1044.轉鼓式高壓焊接轉子（圖2—39）；圖2—39p71第104頁/共369頁1055.轉鼓式中壓焊接轉子（圖2—40）；圖2—40P72第105頁/共369頁1066.轉鼓式低壓焊接轉子（圖2—41）。圖2—41p72第106頁/共369頁107二、轉子的支承和軸系連接方式（一）轉子支持方式：軸承支持：沖動式四缸四排汽汽輪機軸系（1高+1中+2低+發(fā)電機）各轉子均由2軸承支持，軸系共10個軸承。軸系連接方式：用聯(lián)軸器將各轉子聯(lián)成一軸系[如北侖電廠1號600MW機組（圖2—42）]；兩轉子之間均設有調(diào)整墊片，用來轉子的軸向位置和通流部分間隙。

圖2—42p73第107頁/共369頁1083.聯(lián)軸器結構：

圖2—43為北侖電廠2號600MW機組連軸節(jié)結構圖。轉子法蘭之間采用螺母連結。石洞口第二電廠四缸四排汽600MW機組軸系（共4個軸承）：高壓轉子有2個軸承支持，中壓轉子本身沒有軸承支持，通過前后聯(lián)軸節(jié)支持在高壓轉子和低壓轉子A上；低壓轉子B的前端有1個軸承，后端支持在發(fā)電機轉子上。共4個軸承組成“單支點支承”。各轉子之間連接采用“脹套式“聯(lián)軸器（圖2-43）。盤車裝置設在高、中轉子之間；第108頁/共369頁109圖2—43第109頁/共369頁1104.汽輪機軸系找中示意圖：在連接過程中，要滿足對中、通流部分軸向間隙、轉子揚度、各軸負荷分配等方面要求圖2—44第110頁/共369頁111三、動葉片

動葉片通道和排在前面的靜葉通道共同組成汽輪機的級。蒸汽通過動葉通道時，將熱能轉變?yōu)閯幽堋９ぷ鳝h(huán)境：高壓、高溫、受力復雜；組成部分：葉根、中間體、型線部分、圍帶（葉頂）拉金組成（圖2—45）；圖2—45p75第111頁/共369頁112葉根：T型、倒T型、外包T型、菌型、叉型、樅樹型和圓弧形樅樹型野根（圖2—46）。型線部分：等截面直葉片，變截面直葉片，扭葉片、三元流扭葉片、可控渦流型扭葉片；按工作區(qū)分：調(diào)節(jié)級動葉片，中間級動葉片，次末級和末級動葉片。圖2—46p76第112頁/共369頁1131.調(diào)節(jié)級動葉片工作環(huán)境：高壓、高溫、蒸汽密度大、速度高，對葉片的沖擊力大。最危險工況下，焓降大，受動應力、激振力大；多只葉片焊接在一起。調(diào)節(jié)級葉片的葉根要求十分強固，保證抗振性能。哈爾濱第三電廠600MW機調(diào)節(jié)級葉片，三只一組，自帶圍帶。采用三叉形葉根。北侖電廠2號600MW機組調(diào)節(jié)級葉片及高壓級葉片，均采用三叉形葉根、自帶圍帶。北侖電廠1號600MW機組和鄒縣電廠600MW機組調(diào)節(jié)級，采用寬葉型直葉片、菌形葉根、鉚接圍帶的形式。第113頁/共369頁1142.中間級動葉片高壓缸內(nèi)動葉片：其工作壓力、溫度比較高，容積流量較小，通流面積小，動葉片較短。型線：直葉片（如北侖電廠1、2號600MW機，鄒縣電廠600MW機，石洞口電廠600MW機采用）；可控渦流型葉片（哈爾濱第3電廠600MW機只高中缸內(nèi)采用）。中壓缸內(nèi)動葉片：溫度高，壓力較低，容積流量較大，動葉片較長。多采用變截面扭葉片，得到好的效率。低壓缸內(nèi)：容積流量大，采用四分流。其前幾級采用變截面扭葉片。中間級動葉片的葉根、圍帶，各生產(chǎn)廠家也不相同。第114頁/共369頁1153.次末級和末級動葉片:（圖2—48）工作環(huán)境：溫度、壓力較低，容積流量大，應有足夠大的通流面積、葉片長。上述各廠600MW機組末級動葉有濕蒸汽，要有防濕措施：鑲嵌硬質(zhì)合金，滲碳，電火花處理等。動應力大，調(diào)頻：葉根寬度大，加裝拉金、圍帶，進行調(diào)頻，減少應力。電廠平圩哈3北侖1號機北侖2號機石洞口鄒縣葉高8691000844.61072.58671016第115頁/共369頁116圖2—48p78第116頁/共369頁117§2—6軸承和軸承座一、軸承結構、功能徑向支持軸承的形式：圓軸承、三油楔軸承、橢圓軸承可傾瓦軸承。油膜潤滑與頂軸油系統(tǒng)：正常運轉時，軸承間隙形成油膜，避免軸頸與瓦塊產(chǎn)生干摩擦。當在啟動時，轉速較低，油膜不能形成，采用頂軸油系統(tǒng)，產(chǎn)生油膜，其高壓油將軸頂起來，避免軸頸與瓦塊產(chǎn)生干摩擦。到轉速上升到某一值時，頂軸油系統(tǒng)自動停運。半速渦動、油膜振蕩：當油膜壓力>軸承載荷時，軸頸被拋起來，油膜時薄時厚，即產(chǎn)生“油膜振蕩”。（前面已講）圓軸承：在下瓦有一進油口，單油楔軸承。可能發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象；三油楔軸承：形成三個油楔；橢圓軸承：下瓦有一進油口，只能形成一個油楔；可能發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象；第117頁/共369頁118可傾瓦軸承：軸瓦塊由若干可繞支點轉動軸瓦弧段組成。每一瓦塊間隙作為軸瓦的進油口，運轉時，每塊瓦形成一個油楔。軸承自動對中性能好，不會發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象；（圖2—49、50、52P80~82）。軸承的潤滑：為了保證潤滑，把熱量帶走，要求軸頸與瓦塊有一定的間隙，即有足夠的油膜厚度，軸瓦供油有足夠的壓力，才能保證供油量和油膜形成。各軸承的進油口應設置油量調(diào)整裝置，使各軸承的進油量合理分配。影響軸承工作性能的因素：軸承載荷比、間隙（油膜厚度）、軸頸線速度、油流量、油溫（正常轉速進油溫度為45C，溫升約20C）等。推力軸承：推力盤、推力瓦塊、油膜。保證軸向位置。第118頁/共369頁1191.哈爾濱第3電廠600MW機組軸承

該機有8個支持軸承和一個推力軸承。8個支持軸承根據(jù)軸系支持位置、載荷的不同，采用不同的形式的軸承。1）高、中壓轉子兩端用“4瓦塊可傾瓦軸承”（圖2-49），其穩(wěn)定性好，自動對。4瓦塊通過背面的球面銷及墊片支承在軸承套中，瓦塊可擺動；中分面上面的2塊，背面之一端裝有彈簧，壓迫瓦塊，人為建立油楔。潤滑油從4瓦快間隙進油，從軸棖兩端油封環(huán)開孔處出油。2）1號低壓轉子前（調(diào)節(jié)級側）端采用“2瓦塊可傾瓦軸承”。其上半部是整快半圓形瓦塊，下半部由2塊瓦塊組成。下瓦塊可微量擺動，具有自位性，穩(wěn)定性好。（圖2-50P81）。3）1號低壓轉子后（發(fā)電機側）端及2號低壓轉子的2個軸承，采用短圓瓦軸承。該軸承長徑比小于1，載荷比較大。（圖2-51P81）。第119頁/共369頁120圖2-49P80第120頁/共369頁121圖2-50P81第121頁/共369頁122圖2-51P81第122頁/共369頁1232.北侖發(fā)電廠2號600MW機組軸承

該機組有10個支持軸承和1個推力軸承。其中，高、中壓轉子和A、B低壓轉子各有2個軸承（3瓦塊可傾瓦軸承）；發(fā)電機轉子有2個橢圓軸承（技術參數(shù)見表2-22P82）。3瓦塊可傾瓦軸承（圖2-52P82）：由瓦座、瓦枕、瓦快（上、下、側）調(diào)整墊片、止動銷組成。其中，瓦座、瓦枕為上下結構。高壓頂軸油系統(tǒng)：在軸頸線速度很低時，高壓頂軸油系統(tǒng)投入，將轉子托起。推力軸承：由軸承體、彈性支持環(huán)、瓦塊、油封環(huán)、軸承蓋等組成（圖2-53）。工作瓦塊和非工作瓦塊各10塊。第123頁/共369頁124圖2-52P82第124頁/共369頁125圖2-53P84第125頁/共369頁1263.石洞口第2發(fā)電廠600MW汽輪機組軸承袋式軸承（圖2-54）：類似橢圓軸承，單套式結構。進油口設在水平中分面附近，油從右側順著轉子旋轉方向進入軸承；回油從兩端泄出。軸承底部設有頂軸油孔。各軸承序號見（圖2-55P85）支持推力聯(lián)合軸承（圖2-56P86），推力軸承的主要技術數(shù)據(jù)（表2-27）。圖2-55P85第126頁/共369頁127圖2-56支持推力聯(lián)合軸承

P86第127頁/共369頁128二、軸承座（箱）主要任務：是放置、固定軸承。主要組成：有軸承支座、殼體、進排油管、滑銷等。有的軸承座還要支持汽缸、放置主油泵、盤車裝置。北侖港電廠2號600MW機組有4根轉子，8個支持軸承。有7個軸承箱（前、中、3號軸承箱和4~7號軸承座。其中，前、中、3號軸承箱為落地結構，4~7號軸承座分別放置在低壓缸A、B兩端排汽擴壓管的洼窩中。汽輪機高、中壓轉子由前、中、3號軸承箱內(nèi)4個支持軸承支持；低壓轉子A、B分別由4~7號軸承座4個支持軸承支持。第128頁/共369頁129前軸承箱布置圖（圖2—57

）：有1號支持軸承、主油泵、盤車裝置、轉速測量裝置、測速發(fā)電機、轉子振動探頭等。在其外側中分面處還有高、中壓缸絕對熱膨脹指示表。圖2—57p87第129頁/共369頁130中軸承箱（圖2—58）：放有2、3號支持軸承、推力軸承、轉子軸向位移測量探、轉子振動測量探頭等部件。3號軸承箱：內(nèi)放有4號支持軸承。中壓缸探頭位于軸承箱后側。低壓缸A、B兩端的軸承座：分別放有5~8號支持軸承，在8號支持軸承處設有脹差測量探頭。圖2—58p88第130頁/共369頁131§2—7盤車裝置（圖2—59

）主要功能：在機組啟動前、停機后用以盤動軸系。啟動前，投盤車，檢查動、靜部分是否摩擦；軸系平直度合格；暖機時使轉子溫度場均勻，避免造成彎曲。停機后，汽缸內(nèi)上下存在溫差，靜止的轉子出于不均勻溫度場中，受熱不均勻而產(chǎn)生彎曲。故要投盤車，使轉子周圍溫度場均勻，直到汽缸金屬溫度降到150C為止。盤車裝置有手動和自動兩鐘方式。自動方式有電動盤車、液動盤車、氣動盤車；盤車轉速：高速盤車（50r/min）、低速盤車(2r/min)。北侖港電廠2號600MW機組盤車裝置（圖2-59P90）圖2-59P90第131頁/共369頁132布置位置：盤車裝置布置在前軸承箱內(nèi)，有電動自動驅(qū)動和手動盤車兩者。組成：渦輪、渦桿減速器和自動離合器2大部分。自動離合器包括：滑動件、棘爪、螺旋內(nèi)齒輪、外齒輪和液壓緩沖器。電動自動驅(qū)動：采用機械傳動，高速盤車50r/min；氣動自動驅(qū)動：2r/min。液夜聯(lián)軸器：電動機與盤車裝置間的液夜聯(lián)軸器：組成：由殼體、主動輪、從動輪、從動輪軸等組成（圖2-60）；液壓聯(lián)軸器分別與盤車電動機軸和中間軸相連，中間軸的另一端與盤車裝伸出軸套相連。液夜聯(lián)軸器的工質(zhì)是汽輪機油。正常時，電動盤車；電動自動驅(qū)動部分故障時，氣動盤車。第132頁/共369頁133圖2—60P91第133頁/共369頁134一、電動盤車裝置主要功能（略）二、電動盤車裝置對工作條件的要求（略）第134頁/共369頁135§2—8滑銷系統(tǒng)

功能：保證機組在啟動、運行、停機過程中，汽缸、轉子等部件能自由膨脹，汽缸內(nèi)外層也要產(chǎn)生相對膨脹。汽缸和轉子要產(chǎn)生相對膨脹。為了保證機組在啟動、運行、停機過程中，按設計要求定位、對中，保證其膨脹不受阻礙，汽輪機必需設置滑銷系統(tǒng)。不同的制造商制造的汽輪機，其結構和本體各不相同，其滑銷系統(tǒng)也各不相同。第135頁/共369頁1362.北侖港電廠600MW機組的滑銷系統(tǒng)（圖2—61）：汽缸設三個固定點（死點）：分別于低壓缸（A）、（B）排汽口和3號軸承箱底部中心線上。以此為基點，低壓缸（A）、（B）分別向機頭和發(fā)電機方向膨脹，高、中壓缸向機頭方向膨脹。膨脹滑動分析：從圖2-61可見：低壓缸B以低壓缸B出口2橫銷與軸系之交叉點為死點，向右膨脹；低壓缸A以低壓缸A出口2橫銷與軸系之交叉點為死點，向左膨脹；高、中壓缸以中壓缸出口3#軸承2橫銷與軸系之交叉點為死點，向左膨脹。2低壓內(nèi)缸都以其進口處2橫銷與軸系之交叉點為基點向兩端膨脹；轉子死點：在高壓轉子的推力盤處中軸承箱內(nèi)，以此為基點，高壓轉子向機頭方向膨脹，中、低高壓轉子向發(fā)電機方向膨脹。第136頁/共369頁137圖2—61第137頁/共369頁第三章蒸汽系統(tǒng)及設備§3—1主蒸汽、再熱蒸汽系統(tǒng)一、主蒸汽系統(tǒng)1.組成：從鍋爐過熱器出口聯(lián)箱至汽輪機主汽閥的主蒸汽管道、閥門、疏水管等設備、部件組成。2.主蒸汽管道系統(tǒng)的型式：有單母管制、切換母管制和單元制系統(tǒng)。3.特點：主蒸汽管道流量大、參數(shù)高，對管子材料要求高：系統(tǒng)簡單，工作可靠，運行靈活，便于切換，便于維修、安裝和擴建。4.單元制系統(tǒng)：系統(tǒng)簡單、管道短、管道附件少，投資省、壓力損失小、散熱少，便于集中控制。但靈活性差。圖能源p304第138頁/共369頁圖能源p304第139頁/共369頁二、再熱蒸汽系統(tǒng)組成：再熱蒸汽包括冷段和熱段。冷段是指從高壓缸排汽至再熱器進口連箱入口的管道、閥門；熱段是指從再熱器出口至中聯(lián)門前的管道、閥門。止回閥：在高壓缸排汽管道上設置有止回閥；疏水管道和疏水止回閥：在高壓缸排汽管道的最低位置設置有疏水管道和疏水止回閥；對于用中壓缸啟動的機組：高壓缸排汽止回閥另配一電動閥門（構成一小旁路），用于倒暖高壓缸。在高壓旁路管道至再熱蒸汽冷段設置小管徑(Φ50)連通管，用以對高壓排管暖管。再熱熱段也設置暖管和疏水管道。第140頁/共369頁一、北侖港2號600MW機組主蒸汽、再熱蒸汽、旁路系統(tǒng)圖3—1p102第141頁/共369頁*北侖2號機主蒸汽、再熱蒸汽的參數(shù)參數(shù)主蒸汽再熱冷段蒸汽再熱熱段蒸汽流量(kg/s)563514473.4壓力(設計/運行，MPa)19.34/18.345.0/4.35.0/4.3溫度(設計/運行，oC)546/543343/328.5546/543流速(m/s)<100<75<100壓降(Moa)<0.85冷段+再熱器+熱段