汽轮机本体—隔板套汽封 ppt课件

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汽轮机培训教材ppt课件(53张)

汽轮机的基本概念
汽轮机铸造业之所以能够迅速发展是因为：它的热效率高，凝汽式汽轮机组的综合热效率达40%，
供热机组热效率可达80％。汽轮机是连续工作的回旋机械，它可已具有较大的功
率。机组运行平稳，事故率较低，一般可保持3年左右大
修，充分提高了设备利用率。正因为汽轮机有这些优点，所以被广泛用于拖动发电机、鼓风机、水泵及用作船舶的动力机械。
b、反动式：蒸汽的热能变为动能的过程不仅在喷嘴中发生，而且在叶片中同样发生的汽轮机，叫反动式汽轮机。 2、按汽轮机所具有的级数分单级汽轮机、复速级汽轮机和多级汽轮机。所谓汽轮机的级：是由一段喷嘴与其后边的一级动叶片组成，用来完成蒸汽转变成机械功全过程的基本单元。
单级汽轮机用来拖动油泵或给水泵。复速级汽轮机即双列汽轮机。随着汽轮机越来越趋向高温、高压、大功率，单机汽轮机等已不能满足工业的需求，所以多级汽轮机就应运而生，下边所讲的汽轮机都是多级汽轮机。
第一章基础知识
名称及符号 1、温度：物体表面的冷热程度。 2、压力:物体单位面积上所承受的垂直作用力。 3、绝对压力：容器内气体的真实压力。用P绝表示 4、表压力：用压力表计测得的压力。用P表表示 5、真空值：用真空表测得的数值。用H表示 P绝﹦P表+B大气压 P绝=B—H 6、比容：单位质量工质所占有的体积。符号：V 单位：立方米
a、高温部分的管道、阀门汽缸等必须保温完好，不允许蒸汽和疏水直接喷射到基础上，防止高温影响混凝土的强度或造成基础的高压端的不平衡下沉。
b、轴承、油管路各处有漏油应立即消除，防止混凝土疏松裂开。 c、不允许在振动较大的情况下长期运行。 d、冬季尽量保持车间内各处温度一致，防止基础局部受热，造成冷热不均损坏基础。
10、节流：介质在管道内流动，由于通流截面积突然缩小，使介质压力降低，这种现象叫节流。

汽轮机本体课件

TC4F-40型汽轮机组共采用9个支持轴承和1个推力轴承，其中汽轮机采用了6个支持轴承，发电机采用了2个支持轴承，碳刷采用了1个支持轴承，推理轴承位于高中压转子的调阀端。 TC4F-40型汽轮机共采用了三种轴承：可倾瓦轴承、上半圆柱体、下部可倾瓦轴承、推力轴承。可倾瓦轴承又称自动调整中心轴承。 TC4F-40型汽轮机高中压缸的前后支持轴承均采用了这种形式的轴承。 TC4F-40型汽轮机1、2号低压缸的前后支持轴承均采用了上半圆柱体、下半为可倾瓦的轴承。 TC4F-40型汽轮机采用了独立的推力轴承，而不是传统的推力-支持联合轴承。
支承与热膨胀

ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
TC4F-40型汽轮机的高中压外缸采用铬钼合金钢铸成，汽轮机高中压外缸用从汽缸上伸出的四个猫爪支承在轴承座上，低压缸由于温度低，所以直接和外缸做成一体、向周围伸出的连续撑脚（又称裙脚）支承在台板上，台板则被浇注在基础中。
滑销系统

在启动、停机及负荷发生变化时，汽轮机各零件的温度要发生变化，因此会出现膨胀或收缩。为孔使汽缸等静止部件在受热膨胀或冷却收缩过程中不改变其安装时中心位置，同时使汽缸与转子之间的相对膨胀比较合理，每台机组都必须设置一套合理的热膨胀滑销系统。 TC4F-40型汽轮机的滑销系统如图。这套系统有4只横销、4 只横向锚固板、1只轴向键及2条H形横梁等组成。4只横销分别设在 1 号和 2 号低压缸的左右两侧，其作用设引导低压缸在横向和垂直方向上的滑动，并作为低压缸轴向热膨胀的固定点。四个横向锚固板分别设在两个低压缸的前后两端，其作用设引导低压缸作轴向和垂直方向上的滑动，并作为低压缸横向热膨胀的固定点。在前轴承座与台板之间设有一只横向键，其作用是引导前轴承座作轴向的前后滑动，但限制其在横向方向上的位移。在高中压缸和1号低压缸之间及高中压缸和前轴承座之间各有一条H 形横梁，其作用是将前轴承座、高中压缸和 1 号低压缸连成整体，热膨胀时一起前后滑动并保持同一中心。

汽轮机工作原理及结构PPT课件

第5页/共39页
单级冲动式汽轮机
左图所示：蒸汽在喷嘴中发生膨胀，压力由p0降至p1，流速从c0增至c1，将蒸汽的热能转变为动能。蒸汽进入动叶栅后，改变流动方向，产生了冲动作用力使叶轮旋转作功，将蒸汽动能转变为转子的机械能。蒸汽离开动叶栅的速度降至c2。由于蒸汽在动叶栅中不膨胀，所以动叶栅前后压力相等，即p1=p2。
蒸汽热能
动能
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机械能
冲动式汽轮机工作原理
蒸汽在喷嘴中发生膨胀，压力降低，速度增加，热能转变为动能。高速汽流流经动叶片3时，由于汽流方向改变，产生了对叶片的冲动力，推动叶轮2旋转作功，将蒸汽的动能变成叶轮轴旋转的机械能。这种利用冲动力作功的原理，称为冲动作用原理。
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反动作用原理
蒸汽的热能转变为动能的过程，不仅在喷嘴中发生，而且在动叶片中也同样发生的汽轮机，叫做反动式汽轮机。
在反动式汽轮机中，蒸汽不但在喷嘴（静叶栅）中产生膨胀，压力由p0降至p1，速度由c0增至c1，高速汽流对动叶产生一个冲动力；而且在动叶栅中也膨胀，压力由p1降至p2，速度由动叶进口相对速度w1增至动叶出口相对速度w2,汽流必然对动叶产生一个由于加速而引起的反动力，使转子在蒸汽冲动力和反动力的共同作用下旋转作功。
第6页/共39页
双列汽轮机工作原理
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多级冲动式汽轮机
左图所示为一种具有三个冲动级的多级冲动式汽轮机。整个汽轮机的比焓降分别由三个冲动级加以利用。蒸汽进入汽缸后，在第一级喷嘴2中发生膨胀，压力由 p0降至p1，汽流速度由co 增至c1，然后进入第一级动叶栅3中作功,作功后流出动叶栅的汽流速度降至c2，由于蒸汽在动叶栅中不发生膨胀，动叶栅后的压力（即第一级后压力）即等于喷嘴后的压力p1，从第一级流出的蒸汽，再依次进入其后的两级并重复上述作功过程，最后从排汽管中排出。

汽轮机的工作原理培训(PPT 59页)

凯迪12MW汽轮机转子临界转速：1533.5转/分凯迪30MW汽轮机转子一阶临界转速： 2536rpm；二阶临界转速：5845rpm
2）转子临界转速的安全校核 • 汽轮机升速过程中迅速平稳地通过临界转速。 • 临界转速与正常工作转速之间错开一定范围。刚性转子——一阶临界转速高于正常工作转速
的转子。
横销：引导汽缸沿横向滑动，并在轴向起定位作用。
纵销：引导轴向滑动。纵销与横销中心线的交点为膨胀的固定点，称为“死点”。
立销：引导汽缸沿垂直方向膨胀，并与纵销共同保持机组的轴向中心不变。
角销：也称为压板，作用是防止轴承座与基础台板脱离。
三、汽封
1、作用：减小漏汽损失。根据装设部位不同，汽封可分为：
静止部分（静子）：汽缸、隔板、轴承和汽封
一、转子 1.转子的结构
2、转子的临界转速 1）定义。在汽轮发电机组启动和停机过程中，
当转速达到某些数值时，机组发生强烈振动，而越过这些转速后，振动便迅速减弱。这些机组发生强烈振动时的转速称为转子的临界转速。
转子有无穷多个临界转速，分别称为一阶、二阶、三阶、…临界转速。
润滑油； 3）两表面间要有相对运动，且运动方向
是使润滑油从楔形间隙的宽口流向窄口。
2、轴承的结构 1）支持轴承作用：承担转子的重量及转子不平衡质量
产生的离心力；确定转子的径向位置。
形式：
（1）圆筒形轴承（2）椭圆形轴承（3）三油楔轴承（4）可倾瓦轴承
2）推力轴承作用：承受转子上未平衡的轴向推力，
凯迪12MW汽轮机部分保护值： ETS超速动作：3270r/min 危急遮断器动作转速：3270—3330r/min 轴向位移停机保护值：+1.3或-0.7 mm （

电厂汽轮机课件

• 二、汽封的结构
• 现代汽轮机中通常采用曲径式汽封，其主要形式有：梳齿形、Ｊ形和枞树形。其中枞树形汽封因结构复杂，应用较少，此处不作介绍。
电厂汽轮机
第四节
喷嘴组及隔板
• 一、喷嘴组 • 大功率汽轮机常用的喷嘴组主要有两种，一种是整体铣制焊接而成，另一种是精密铸造而成。
• 二、隔板
• 隔板用来固定静叶片，并将汽缸内分隔成若干个汽室。为了安装与拆卸方便，隔板通常做成水平对分形式。隔板内圆孔处开有汽封安装槽，用来安装隔板汽封，减小隔板漏汽损失。 • （一）冲动级隔板 • 冲动式汽轮机的隔板主要由静叶片、隔板体和隔板外缘组成，主要形式有焊接式和铸造式两种。
• 四、隔板及隔板套的支承和定位
• 隔板在汽缸或隔板套中的支承及隔板套在汽缸中的支承，应保证受热时能自由膨胀及满足对中要求。因此隔板及隔板套与安装槽内应留有适当的间隙（径向间隙一般为1-2mm），并具有合理的支承定位方式。 • 隔板及隔板套的支承方式有中分面支承和非中分面支承两种。
第五节
• 一、汽封的作用
•
汽封
汽轮机工作时，转子高速旋转而静止部分不动，动、静部分之间必须留有一定的间隙，避免相互碰撞或摩擦。而间隙两侧一般都存在压差，这样就会有部分蒸汽通过间隙泄露，造成能量损失，使汽轮机效率降低。为了减小漏汽损失，在汽轮机的相应部位设置了汽封。

• 根据装设部位不同，汽封可分为轴端汽封、隔板汽封和通流部分汽封。转子穿出汽缸两端处的汽封叫轴端汽封，简称轴封。
• 1．铸造隔板
• 2．焊接隔板
• （二）反动级隔板
• 三、隔板套（静叶持环）
采用隔板套可以简化汽缸结构，减小汽轮机轴向尺寸，有利于汽缸的通用，便于抽汽口的布置，还使机组启、停及负荷变化过程中，汽缸的热膨胀较均匀，减小了热应力和热变形。但隔板套的采用会增加汽缸的径向尺寸，使水平法兰厚度增加，延长了汽轮机启动时间。

汽轮机原理(第六章)

（2）种类 ①焊接隔板将铣制或精密铸造、模压、冷拉的静叶片嵌在冲有叶型孔槽的内、外围带上，焊成环形叶栅，然后再将其焊在隔板体和隔板外缘之间，如图6－13所示。
特点：具有较高的强度和刚度，适用于高于350℃的高中压级隔板。 ②铸造隔板将已成型的喷嘴叶片在浇铸隔板体的同时放入其中，一体浇铸而成，如图6－14 所示。特点：加工制造简单，成本低，但通流部分光洁度较差，且受温度影响较大，适低于350℃ 的级中。
第三节
一、叶片的受力分析
叶片振动
（1）叶片、围带、拉金的质量产生的离心力离心力作用：产生拉应力、弯曲应力（2）高速汽流冲动叶片—汽流力（轴向、圆周方向的应力）
不随时间变化的应力—静应力（静的弯应力）
随时间而变化的应力—交变应力（振动应力）（3）启停时由于温差引起的热应力
二、引起叶片振动的激振力
五、盘车装置
1. 盘车装置的作用（1）防止转子受热不均产生热弯曲。（2）机组启动前盘动转子，可用来检查机组是否具备启动条件。
如：动静部分是否摩擦，主轴弯曲值是否正常，润滑油系统工作是否正常等。
（3）减少汽轮机启动时的冲转力矩。 2. 盘车装置的分类（1）按驱动力来源电动盘车和液动盘车。（2）按盘车转速高速盘车和低速盘车。
第二节汽轮机转动部分结构
一、转子
1. 转子的作用将蒸汽的动能转变为机械能，并传递扭矩。 2. 转子的分类（1）按有无叶轮 ①轮式转子有叶轮，用于冲动式汽轮机。 ②鼓式转子无叶轮，用于反动式汽轮机。
（2）按主轴与其他部件间的组合轴上，如图6－26所示。
（1）按汽缸进汽参数：高压缸，中压缸，低压缸。
（2）按汽缸的层数：单层缸，多层缸。 3.多层缸的作用（1）加快机组的启停和变负荷速度。（2）节约贵重金属。 4.300MW汽轮机汽缸简介（1）高压缸采用双层缸，如图 6－1,6－2，6－3所示。（2）中压缸

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1、高中压缸的静叶环和静叶持环
高中压缸静叶片由方钢加工而成，具有偏置的根部
和整体围带，各叶根和围带在沿静叶片组的外圆和
结
内圆焊接在一起，构成相似隔板形状的静叶环，有
构特点
人称为叶片隔板。这种隔板形状的静叶环，在水平中分面处对分成两半，当其上下两半部分嵌入静叶持环的直槽后，在直槽侧面的凹槽中打入一系列短的Ｌ形锁紧片，使之固定。各上半部分再用制动螺
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1—上隔板套；2—下隔板套；3—连接螺栓；4—上汽缸；5—下汽缸；6—悬挂销；7—垫片；8—平键；9—定位销；10—顶开螺钉
隔板套
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隔P板PT课套件
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隔P板PT课套件课件
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二、静叶环和静叶持环
反动式汽轮机没有叶轮和隔板，动叶片直接嵌装在转子的外缘上，静叶环装在汽缸内壁或静叶持环上。
汽封的分类根据安装部位根据定位方式根据结构形式
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习题16
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按安装部位
轴端汽封
隔板汽封
通流部分汽封
一、轴端汽封
作用
由于汽轮机主轴必须从汽缸内穿出，因此主轴与汽缸之间必须留有一定的径向间隙，且汽缸内蒸汽压力与外界大气压力不等，就必然会使汽轮机内的高压蒸汽通过间隙向外漏出，造成工质损失，恶化运行环境，并且加热轴颈或冲进轴承使润滑油质恶化；或者使外界空气漏入低压端破坏真空，从而增大抽气器的负荷，降低机组效率。
后４级的静叶环支承在另１个静叶持环中，而此静叶持环固定在中压外缸中。
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2、低压缸静叶环和静叶持环
结构特点
低压缸的静叶环，其结构形式基本上与高中压缸的静叶环相似。
低压缸是对分式布置，该缸有２个静叶持环，中压缸端的前２级静叶环支承在１个静叶持环中，而该静叶持环固定在低压１号内缸上。在发电机端的前４级静叶环支承在另１个静叶持环中，该持环也固定在低压１号内缸上。
2、铸造隔板
加工方法
铸造式隔板结构
铸造隔板是将已成型的静叶片在浇铸隔板体时同时铸入，见图。这种隔板上下两半的结合面做成倾斜形，以避免水平对开截断静叶片。
1—外缘；2—静叶片；3—隔板体
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隔板
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3、隔板套
结构特点
采用隔板套
习题15
现代高参数大功率汽轮机中往往将相邻几级隔板装在一个隔板套中，然后将隔板套装在汽缸上，上下隔板套之间采用螺栓连接，隔板套在汽缸内的支承和定位采用悬挂销和键的结构。隔板套通过其下半部分两侧的悬挂销支承在下汽缸上，隔板套的上、下中心位置通过改变垫片的厚度来实现，其左右中心位置靠隔板套底部的平键或定位销来定位。为保证隔板套的热膨胀，它与汽缸凹槽之间一般留有１～２mm的间隙，隔板在隔板套或汽缸内的支承和定位也是采用悬挂销和键支承定位结构。
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一、隔板和隔板套
隔板的作用
隔板用以固定汽轮机各级的静叶片和阻止级间漏汽，并将汽轮机通流部分分隔成若干个级。它可以直接安装在汽缸内壁的隔板槽中，也可以借助隔板套安装在汽缸上。隔板通常做成水平对分形式，其内圆孔处开有隔板汽封的安装槽。
隔板的分类
焊接隔板铸造隔板
铸钢隔板
铸铁隔板
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第五节汽轮机汽封与汽封系统
设置汽封的目的
汽轮机运转时，转子高速旋转，汽缸、隔板（或静叶环）等静体固定不动，因此转子和静体之间需留有适当的间隙，从而不相互碰磨。然而间隙的存在就要导致漏汽（漏气），这样不仅会降低机组效率，还会影响机组安全运行。为了减少蒸汽泄漏和防止空气漏入，需要有密封装置，通常称为汽封。
冲动式汽轮机的蒸汽只在喷嘴内膨胀做功，故设有隔板和隔板套，隔板装在隔板套内，隔板上装有喷嘴。
反动式汽轮机的蒸汽不仅在静叶片内膨胀做功，同时在动叶片中也膨胀做功。静叶片直接组装在汽缸上。
由于大功率汽轮机结构上的限制，因此高压缸多采用内、外缸和平衡鼓式结构。而庞大的低压缸大多是采用低压外缸、1号低压内缸、2号低压内缸和静叶环的四层结构，如日本三菱公司生产的TC2F．33．5型汽轮机就是这样的结构。
优点
便于拆装，而且可使级间距离不受或少受汽缸上抽汽口的影响，从而可以减小汽轮机的轴向尺寸，简化汽缸形状，有利于启停及负荷变化，并为汽轮机实现模块式通用设计创造了条件。
缺点隔板套的采用会增大汽缸的径向尺寸，相应的法
兰厚度也将增大，延长了汽轮机的启动时间。
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隔板套结构
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钉固定在上静叶持环中，此螺钉位于水平中分面的
左侧（当向发电机看时）。
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高压后四级
一段抽汽口高压前八级
静叶持环
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静叶环
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国产优化引进型300MW汽轮机高、中压缸静叶持环分布图
高压缸有11个反动级，其静叶环全部支承在一个静叶持环中，而静叶持环固定在高压内缸上。
中压缸前５级的静叶环支承在１个静叶持环中，而静叶持环固定在中压内缸上，
为了提高汽轮机的效率，应尽量防止或减少这种漏汽（气）现象。为此，在转子穿过汽缸两端处都装有汽封，这种汽封称轴端汽封，简称轴封。高压轴封是用来防止蒸汽漏出汽缸，而低压轴封是用来防止空气漏入汽缸。
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国产优化引进型300MW汽轮机组高、中压缸调速器端汽封
它由高压缸端部内汽封和高压缸端部外汽封组成。安装在外缸环形槽中的汽封称为
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习题14
2
1、焊接隔板
加工方法
焊接式隔板结构
将铣制或精密铸造、模压、冷拉的静叶片嵌在冲有叶型孔槽的内、外围带上，焊成环形叶栅，然后再将它焊在隔板体和隔板外缘之间，组成焊接隔板。在隔板出口与外缘联结处有两道叶顶径向汽封片，在隔板内圆孔处开有隔板汽封的安装槽。
（a）普通焊接隔板；（b）带加强筋的焊接隔板 1—隔板外环；2—外围带；3—静叶片；4—内围带； 5—隔板体P；PT6课—件径向汽封；7—汽封槽；8—加强筋 3
第四节汽轮机隔板、隔板套
和静叶环、静叶持环
为了适应结构上的需要，冲动式汽轮机在汽缸上装有支承隔板的隔板套，而反动式汽轮机在汽缸上装的是支承静叶环的静叶持环。
隔板将汽缸内的空间分成许多个小空间，每一个小空间都是一个独立的做功体，人们将每一个独立的做功体都叫做一级。根据机组蒸汽参数的不同，其隔板的结构也不尽相同。