汽輪機(jī)包括汽輪機(jī)本體、調(diào)節(jié)保安裝置及輔助設(shè)備三大部分,。
一,、蒸汽輪機(jī)本體
蒸汽輪機(jī)本體包括：靜體（固定部分）--汽缸、噴嘴,、隔板,、汽封等；轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)動(dòng)部分）--軸,、葉輪,、葉片等；軸承（支承部分）--徑向軸承和止推軸承,。
1,、汽缸
汽缸本身是水平剖分為上下部分，上下缸又各分有前后缸,。前缸因溫度高用鑄鋼制造,，后缸溫度低用鑄鐵制造。
汽輪機(jī)組在起動(dòng)或停機(jī),、增減負(fù)荷時(shí),，缸體溫度均會(huì)上升或下降,，會(huì)產(chǎn)生熱脹和冷縮現(xiàn)象。由于溫差變化,，熱膨脹幅度可由幾毫米至十幾毫米,。但與汽缸連接的臺(tái)板溫度變化很小，為保證汽缸與轉(zhuǎn)子的相對(duì)位置,，在汽缸作為臺(tái)板間裝有適當(dāng)間隙的滑銷系統(tǒng),，其作用是：
a、保證汽缸和轉(zhuǎn)子的中心一致,，避免因機(jī)體膨脹造成中心變化,，引起機(jī)組振動(dòng)或動(dòng)、靜之間的摩擦,；
b,、保證汽缸能自由膨脹,，以免發(fā)生過(guò)大應(yīng)力而引起變形,；
c、使靜子和轉(zhuǎn)子軸向與徑向間隙符合要求,。
根據(jù)滑銷的構(gòu)造,，安裝位置和不同的作用，滑銷可分為：
a,、 橫銷(圖7-1)：其作用是允許汽缸在橫向能自由膨脹,，一般裝在低壓缸排氣室的橫向中心線上或排氣室的尾部，左,、右各裝一個(gè),。
圖7-1 縱橫銷
b、 縱銷(圖7-1)：其作用是允許汽缸沿縱向中心能自由膨脹,，限制汽缸縱向中心的橫向移動(dòng),。縱銷中心線與橫銷中心線的交點(diǎn)稱為“死點(diǎn)”汽缸膨脹時(shí)這點(diǎn)始終保持不動(dòng),?？v銷安裝在后軸承座、前軸承座的底部,。
c,、立銷(圖7-2)：其作用是保證汽缸在垂直方向能自由膨脹，并與縱銷共同保持機(jī)組的縱向中心不變,。立銷安裝在低壓汽缸排氣室尾部與臺(tái)板之間,、高壓汽缸的前端與前軸承座之間以及雙缸汽輪機(jī)的低壓汽缸前端和高壓汽缸端與中心軸承座之間。所有的立銷均在機(jī)組的縱向中心線上,。
圖7-2 立銷
d,、貓爪橫銷(圖7-3)：其作用是保證汽缸能橫向膨脹,，同時(shí)隨著汽缸在軸向的膨脹和收縮，推動(dòng)軸承座向前或向后移動(dòng),，以保持轉(zhuǎn)子與汽缸的軸向相對(duì)位置,。貓爪橫銷安裝在前軸承座及雙氣缸汽輪機(jī)中間軸承座的水平結(jié)合面上。貓爪橫銷和立銷共同保持汽缸的中心和軸承座的中心一致,。
圖7-3 貓爪橫銷
e,、角銷(圖7-4)：裝在前部軸承座及雙缸汽輪機(jī)中間軸承座底部的左右兩側(cè)，以代替連接軸承座與臺(tái)板的螺栓,，但允許軸承座縱向移動(dòng),。
圖5-7-5 斜銷 圖7-4 角銷
f、斜銷(圖7-5)：它是一種輔助滑銷,，起縱銷和橫銷的雙重導(dǎo)向作用,。裝在排汽室前部左右兩側(cè)撐腳與臺(tái)板之間。
前軸承箱座落在前座架上,，前座架由地腳螺栓固定在基礎(chǔ)上,，前軸承箱與前座架之間有縱向鍵導(dǎo)向允許前軸承箱沿前座架沿縱向滑動(dòng)。前汽缸靠貓爪與緊固在前軸承箱上的滑塊連接,，前汽缸與前軸承箱之間有垂直鍵定位保證兩者縱向中心一致,。后汽缸座落在后座架上，后座架由地腳螺栓固定在基礎(chǔ)上,，后汽缸導(dǎo)板保證后汽缸與縱向中心一致,。
就每臺(tái)汽輪機(jī)的滑銷系統(tǒng)而言，都有一個(gè)點(diǎn),，不管汽輪機(jī)的汽缸怎么前后左右膨脹,，這個(gè)點(diǎn)的相對(duì)位置都不變，這個(gè)點(diǎn)叫汽缸膨脹的死點(diǎn),。為保證汽缸能向前,、后、左,、右自由膨脹,，為此各滑銷與其槽的配合上，要求有一定的間隙,，并且在精密加工之后,，由鉗工精心配制，滑動(dòng)面要求光潔,，無(wú)銹斑及毛刺,，滑銷系統(tǒng)發(fā)生故障，會(huì)妨礙機(jī)組的正常膨脹,，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起機(jī)組的振動(dòng),，甚至使機(jī)組無(wú)法正常運(yùn)行,。
2、噴嘴組和隔板
在沖動(dòng)式汽輪機(jī)中,，蒸汽熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能的過(guò)程是在噴嘴中發(fā)生的,。蒸汽流過(guò)變截面的噴嘴汽道之后，體積膨脹,，壓力降低,，流速增加，然后按一定的噴射角度進(jìn)入動(dòng)葉片中做功,。
汽輪機(jī)汽缸中的隔板是由隔板外緣,、噴嘴、隔板體構(gòu)成的圓形板狀組合件,，汽缸內(nèi)的一級(jí)隔板與其后的一級(jí)葉輪組成一個(gè)壓力級(jí),。隔板分為上下兩個(gè)半圓，在中分面上有定位鍵,，以保證上下隔板組成一體,。
在汽輪機(jī)中，通常將裝在調(diào)節(jié)汽室上的噴嘴組合體簡(jiǎn)稱為噴嘴組,，它是由噴嘴組外緣,、噴嘴及噴嘴組內(nèi)緣所組成,。
汽輪機(jī)隔板按制造方法來(lái)分,，可分為鑄造隔板、焊接隔板,、組合隔板三種,。
3、汽封
汽輪機(jī)高壓端軸封稱為高壓軸封,，在單缸汽輪機(jī)中又稱為前軸封,。低壓端軸封稱為低壓軸封，在單缸汽輪機(jī)中又稱為后軸封,。裝在隔板汽封槽中的汽封稱為隔板汽封,。另外裝在隔板上與圍帶配合防止漏汽的又稱為圍帶汽封。不論是軸封還是隔板汽封,、圍帶汽封,，其構(gòu)造及外形均大同小異，阻汽原理一致,，統(tǒng)稱為汽封,。
（1） 汽封的作用
汽輪機(jī)汽缸兩端軸孔處與轉(zhuǎn)軸間有一定間隙，這樣在工作時(shí),，汽缸內(nèi)進(jìn)汽端將發(fā)生高壓蒸汽大量泄露,。再看排汽端,，一般凝汽式汽輪機(jī)的排汽壓力在0.02公斤/厘米2(絕對(duì))左右,即排汽端處于高真空狀態(tài),大氣中的空氣將沿后軸孔大量漏入排汽管和凝汽器，就會(huì)破壞汽輪機(jī)的真空,。因此,，為了減少高壓端的向外漏汽和排汽端往里漏空氣，要求在汽缸兩端軸孔處配備汽封裝置（又稱軸封）,。
（2） 汽封的結(jié)構(gòu)
目前廣泛采用的是高低齒型的梳齒結(jié)構(gòu),，如圖7-6所示
軸封片直接在軸封環(huán)上車出，或?qū)⑤S封片壓緊在軸封環(huán)的槽道里,，軸封環(huán)一般由四個(gè)或六個(gè)弧段組成,。齒尖最薄處厚度為0.1毫米。有彈簧片壓住軸封環(huán),，使其緊貼隔板或汽封體,，彈簧片的作用是箍緊軸封環(huán)，當(dāng)軸封片與主軸相碰時(shí),，可自動(dòng)退讓,，防止軸封受損。當(dāng)壓差較小時(shí),，可以不用高低齒,，而用平齒。為了減少漏汽,，要求軸封間隙盡量小,，但為了保證機(jī)組的安全運(yùn)行，要求軸封不發(fā)生碰擦現(xiàn)象,，所以軸封間隙有一定的要求,。
1-彈簧片 2-軸封套 3-軸封環(huán) 4-軸
圖7-6 高低齒型軸封
除了汽輪機(jī)兩端有軸封外，每一級(jí)隔板軸孔也需要安裝汽封片,，以減少級(jí)間漏汽 ,。隔板汽封的結(jié)構(gòu)與軸端汽封相同，只是壓差較小,，所需要汽封片數(shù)目較少而已,。此外，有的汽輪機(jī)葉片上也設(shè)有汽封裝置,。
（3） 汽封環(huán)和汽封片的材料
高溫工作區(qū)汽封環(huán)用鉻不銹鋼1Cr13,，或鉻鉬釩不銹鋼Cr11MoV，汽封片用鉻鎳鈦不銹鋼1Cr18Ni9Ti,。低溫工作區(qū)汽封環(huán)用錫青銅,，汽封片用鉛黃銅。
（4）端部軸封系統(tǒng)
為了確保汽輪機(jī)的安全工作,，合理地利用端部軸封的漏汽,，提高汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)性,。汽輪機(jī)端部軸封都有一套專門的軸封管路系統(tǒng)。
高壓端雖裝有軸封,，但仍不能避免蒸汽經(jīng)過(guò)軸封向外漏,，為了盡量減少這一損失，把高壓端軸封分成若干段,，每端之間留一定的空室,，將這些空間的漏汽合理地引至不同的地方加以利用，以提高汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)性,。小型汽輪機(jī)的高壓漏汽經(jīng)管道可引至低壓端軸封內(nèi)作為密封用汽,，其余少量漏汽再經(jīng)幾道軸封片，由信號(hào)管排至大氣,。運(yùn)行人員可通過(guò)觀察信號(hào)管的冒汽情況來(lái)判斷端部軸封工作的好壞,。
低壓端為了防止空氣經(jīng)軸封片漏入汽缸，必須引用壓力稍高于大氣壓力的蒸汽來(lái)封住軸封通道,。這部分蒸汽是由高壓端軸封引來(lái)的,，在軸封室中一部分經(jīng)部分軸封片后流如低壓汽缸中，另一部分則沿軸封間隙外流,，最后經(jīng)信號(hào)管排至大氣,。
汽輪機(jī)正常工作時(shí)，高壓端軸封漏汽除引入低壓端軸封外,，多余的部分可以經(jīng)管道引入凝汽器,。汽輪機(jī)起動(dòng)和停機(jī)時(shí)，高壓端軸封沒有蒸汽,，則應(yīng)引用經(jīng)過(guò)節(jié)流降壓的新蒸汽同時(shí)送入高,、低壓端軸封中去。
4,、轉(zhuǎn)子
汽輪機(jī)所有轉(zhuǎn)動(dòng)部件的組合體稱為轉(zhuǎn)子。它主要包括：主軸,、葉輪,、葉片等部件(圖7-7)。
汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子除了受高溫高壓蒸汽的作用外,，更主要的是由于它在高速下工作,，受離心力的作用，還必須考慮振動(dòng)的問題,。我國(guó)國(guó)產(chǎn)機(jī)組主要采用的轉(zhuǎn)子形式：（1）套裝式轉(zhuǎn)子,；（2）整鍛式轉(zhuǎn)子；（3）組合轉(zhuǎn)子,；（4）焊接式轉(zhuǎn)子,。國(guó)產(chǎn)中小型,、中等參數(shù)以下的機(jī)組的轉(zhuǎn)子都采用套裝式結(jié)構(gòu)。
套裝式葉輪在套裝前葉輪內(nèi)孔應(yīng)比軸徑小0.05～0.15%,，套裝時(shí)將葉輪內(nèi)孔周緣加熱,，直至葉輪內(nèi)孔比軸徑大0.10～0.20毫米，或控制紅套溫度250～270℃,，將葉輪紅套在軸上,，待葉輪冷卻后內(nèi)孔對(duì)軸就產(chǎn)生了很大的壓緊力，保證葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的安全可靠,。套裝式葉輪的優(yōu)點(diǎn)是加工制造方便,，但是它在高溫條件下工作時(shí)，葉輪與主軸之間容易發(fā)生松動(dòng),，所以高溫機(jī)組的轉(zhuǎn)子常用整鍛式結(jié)構(gòu),。
1、葉輪的結(jié)構(gòu)
葉輪的結(jié)構(gòu)分為三個(gè)部分：
① 輪緣部分 是安裝葉片的部分,，具有與葉根結(jié)構(gòu)相配合的形狀,。
② 輪轂部分 通過(guò)它葉輪紅套在軸上。
③ 輪體部分 是把輪緣與輪轂聯(lián)成一體的中間部分,。由于速度很高,，
④ 它的受力與變形主要取決于葉輪本身旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力，以等強(qiáng)度的型式為好,，但是制造困難,。一般常用錐形。材料低壓時(shí)用４５鋼,，中壓用35CrMoA或34CrMoA.一般輪體上還鉆有七個(gè)平衡孔,，這是為了減少葉輪前后壓差所造成的作用在轉(zhuǎn)子上的軸向推力。
2,、葉片的結(jié)構(gòu)與固定
葉片由葉根,、工作部分和頂部組成。
葉根 用來(lái)將葉片固定在葉輪上,，葉根與葉輪的連接應(yīng)牢固可靠,，而且要保證葉片在任何運(yùn)行條件下都不會(huì)松動(dòng)，同時(shí)葉根的結(jié)構(gòu)應(yīng)在滿足強(qiáng)度的條件下盡量簡(jiǎn)單,，使制造,、安裝方便，并使葉輪緣的軸向尺寸為最小,。常用的葉根有：T型,、菌型葉根、叉形葉根、樅樹型葉根,。
工作部分 蒸汽從這里通過(guò),，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功，工作部分是葉片的主要部分,。葉片的凹入部分稱為葉面,，凸出部分稱為葉背，一般汽輪機(jī)的葉片型線沿葉高是相同的,，當(dāng)葉高很長(zhǎng)時(shí),，而葉高與直徑之比大于１／１０時(shí)，則用扭曲葉片,。
葉頂 一般做成鉚釘狀,，上面有套裝圍帶，它加強(qiáng)了葉片強(qiáng)度又減少了漏汽,。圍帶有以下幾種形式：
①鉚接圍帶：圍帶由扁鋼制成,，然后用鉚接法固定在葉片的頂部。
②整體圍帶：圍帶與葉片同為一整體,，在加工葉片時(shí)一起銑出,，待葉片組裝后，再將圍帶焊在一起,。
③彈性拱型圍帶：它是將彈簧鋼片彎成拱型,，用鉚釘固定在葉片頂部，采用互圈環(huán)狀聯(lián)接,。
當(dāng)葉片很長(zhǎng)時(shí),，還裝有拉金，將葉片聯(lián)接成葉片組,，以增強(qiáng)葉片強(qiáng)度并改善葉片的振動(dòng)特性,。拉金通常做成棒狀或管狀，在一級(jí)葉片中一般有1~2圈拉金,，最多不超過(guò)3圈,，用拉金連接的方法有，分組聯(lián)接,、整圈連接及組間聯(lián)接,。
葉片的安裝有以下幾種：
① 周向埋入法：將葉片從圓周方向依次嵌裝在葉輪輪緣的相應(yīng)槽內(nèi)，最后一個(gè)葉片（末葉）封住缺口再用鉚釘鉚死,，T型葉根和菌型葉根均采用此法。
② 軸向埋入法：將葉片從軸向單個(gè)裝入葉輪輪緣的相應(yīng)槽內(nèi),。樅樹型葉根常采用此法安裝,。
③ 徑向跨裝法：將葉片的叉型葉根徑向插入葉輪輪緣的叉形槽內(nèi)，然后用鉚釘固定,。此法僅適用于叉型葉根的安裝,。
5,、軸承
目前大多數(shù)汽輪機(jī)都采用滑動(dòng)軸承。汽輪機(jī)除了有徑向軸承外,，還有止推軸承,。因?yàn)椋啓C(jī)在工作時(shí),，轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生一個(gè)由高壓端推向低壓端的軸向推力,。因此，通常在轉(zhuǎn)子前端設(shè)有推力軸承,，以承受軸向推力,，并對(duì)保持通流部分的軸向間隙起了定位作用。目前我國(guó)國(guó)產(chǎn)機(jī)組的前軸承大多數(shù)都采用徑向推力聯(lián)合軸承,。
第五節(jié) 調(diào)速控制系統(tǒng)
在煉油化工行業(yè)中,，汽輪機(jī)大多用作原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)、機(jī)泵等,，為了節(jié)約能源,，汽輪機(jī)的效率都是根據(jù)在一定轉(zhuǎn)速下進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)轉(zhuǎn)速變化很大時(shí),，會(huì)使汽輪機(jī)嚴(yán)重地偏離設(shè)計(jì)工況,，使效率降低。為此需要將汽輪機(jī)穩(wěn)定在一定轉(zhuǎn)速,，汽輪機(jī)控制調(diào)速系統(tǒng)的目的是為了滿足這個(gè)要求,。它根據(jù)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速相應(yīng)變化的關(guān)系，利用轉(zhuǎn)速變化作為訊號(hào)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié),。當(dāng)轉(zhuǎn)速有一個(gè)很小的變化時(shí),，調(diào)速系統(tǒng)能自動(dòng)地改變汽輪機(jī)的進(jìn)汽量，使汽輪機(jī)的功率和負(fù)荷相適應(yīng),，從而使轉(zhuǎn)速不發(fā)生很大的變化,。汽輪機(jī)的調(diào)速控制系統(tǒng)由起動(dòng)裝置、安全裝置,、保安裝置,、調(diào)速器、監(jiān)視裝置組成,。
一,、 起動(dòng)裝置
起動(dòng)裝置的作用是打開速關(guān)閥，起動(dòng)裝置由危急保安裝置來(lái)的壓力油,，作為起動(dòng)油進(jìn)入起動(dòng)裝置,，隨著操縱桿的移動(dòng)，滑閥也隨之移動(dòng)，依次接通起動(dòng)油壓和速關(guān)油壓,，將速關(guān)閥打開,。
二、 安全裝置--速關(guān)閥
速關(guān)閥是水平安裝在汽輪機(jī)汽缸的進(jìn)汽管路上,，由閥體,、濾網(wǎng)和油缸等部分組成（圖7-8）。速關(guān)閥是新蒸汽管網(wǎng)和汽輪機(jī)之間的主要關(guān)閉機(jī)構(gòu),，在運(yùn)行中當(dāng)出現(xiàn)事故時(shí),，它能在最短時(shí)間內(nèi)切斷進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽。
閥體部分： 圖7-8 速關(guān)閥結(jié)構(gòu)圖
新蒸汽經(jīng)過(guò)蒸汽濾網(wǎng)閥錐,，在這個(gè)閥錐中裝有一只卸荷錐,，由于它的面積相對(duì)閥錐要小得多，所以在速關(guān)閥開啟時(shí)能夠減少提升力,。在卸荷閥開啟后,，閥錐后的壓差減小，容易被開啟,。閥套中的 |
|
