900MW汽轮机课程设计

1、重庆大学课程设计报告 900mw汽轮机课程设计目录1 引 言- 3 -1.1汽轮机简介- 3 -1.2设计原则- 3 -2 汽轮机结构型式的选择- 3 -2.1 汽轮机参数、功率型式的确定- 3 -2.1.1 汽轮机各缸进、排气参数的确定- 3 -2.1.2 汽轮机设计功率的确定- 4 -2.1.3 汽轮机型式确定- 5 -2.2 汽轮机转速及调节方式确定- 5 -3回热系统拟定- 6 -3.1、汽轮机蒸汽流量的估算- 6 -3.2回热系统确定- 9 -4 调节级的选型及热力计算- 11 -4.1调节级选择- 11 -4.2调节级热力参数的选择- 11 -4.3 调节级形式及焓降确定- 11

2、-5 非调节级的热力设计- 14 -5.1低压缸非调节级计算- 14 -6 全机及各缸内功率、内效率计算- 16 -6.1 各缸内功率及内效率计算- 16 -6.1.1 高压缸内功率、内效率计算- 16 -6.1.2 中压缸内功率及内效率计算- 16 -6.1.3低压缸内功率、内效率计算- 17 -6.2 全机内功率及内效率- 17 -6.2.1全机内功率计算- 17 -6.2.2全机内效率的计算- 17 -6.3 效率的校核- 17 -7 汽轮机结构设计- 18 -7.1 汽轮机转子结构- 18 -7.1.1主轴- 19 -7.1.2叶轮- 20 -7.1.3动叶片- 20 -7.1.4联轴

3、器- 21 -7.2 汽缸与隔板- 21 -7.2.1 高、中缸结构- 21 -7.2.2 低压缸结构- 22 -7.2.3 隔板与隔板套- 23 -7.3 汽轮机进汽部分- 23 -7.3.1 汽轮机高压进汽部分- 23 -7.3.2高中压汽管- 25 -7.3.3 汽轮机中压进汽部分- 25 -7.3.4 汽轮机中、低压导汽管及低压进汽部分- 25 -7.4汽轮机的支撑、定位及导向- 26 -7.4.1 轴承- 26 -7.4.2 定位与导向- 27 -7.5 汽封系统- 28 -7.5.1 通流部分汽封- 29 -7.5.2 轴端汽封- 29 -7.5.3 高、中压缸轴封- 30 -7.

4、5.4 低压缸轴封- 31 -7.6盘车装置的作用- 31 -7.6.1盘车装置的作用- 31 -7.6.2盘车装置投入- 31 -7.7润滑油系统- 32 -7.8本体疏水系统- 32 -参 考 文 献- 34 -重庆大学本科学生课程设计任务书课程设计题目900mw中间再热机组汽轮机设计（19组）学院动力工程专业热能与动力工程年级2010已知参数和设计要求1.已知参数 2.设计要求（1）汽轮机经济功率：900mw （1）汽轮机为基本负荷兼调峰运行（2）汽轮机初参数：超临界 （2）汽轮机型式：反动、一次中间再热、（3）汽轮机排气压力：6kpa 凝汽式（4）汽轮机转速：3000rpm学生完成的工

5、作1 回热式系统拟定及相关参数的选择确定（含绘制原则性热力系统图）；32 调节级型式及相关参数确定；33 调节级的热力设计计算;34 各缸非调节级级数的计算确定；35 各缸各非调节级的相关参数确定及热力设计计算：1人1缸6 各缸功率及相对内效率计算；1人1缸7 全机内功率及内效率计算；38 纵剖面结构图绘制；1人1缸9 汽轮机结构设计说明；110 设计说明书编写；1参考资料 汽轮机课程设计指导书 汽轮机原理、汽轮机结构、汽轮机设计、热力发电厂 中间再热汽轮机结构图 中间再热机组原则性热力系统图 600mw机组相关资料课程设计工作计划(1).课堂讲授4学时回热系统拟定及相关参数的选择确定；调节级

6、形式及相关参数确定；调节级的热力计算；各缸非调节级级数的计算确定；各缸非调节级的热力计算；全机总功率及相对内效率的计算。(2).课堂讲授4学时汽轮机结构。完成汽轮机本体纵剖面图绘制；完成设计说明书编写。- 33 -重庆大学课程设计报告 900mw汽轮机课程设计1 引 言1.1汽轮机简介汽轮机是使用电站锅炉产生的过热蒸汽去冲动汽轮机叶片，并使之转动，从而带动汽轮机和汽轮发电机发电的一种动力机械。汽轮机的主要用途是作为发电用的原动机。在使用化石燃料的现代常规火力发电厂、核电站及地热发电站中，都采用汽轮机为动力的汽轮发电机组。汽轮机的排汽或中间抽汽可用来满足生产和生活上的供热需要。在生产过程中有余能

7、、余热的工厂企业中，还可以应用各种类不同品位的热能得以合理有效地利用。由于汽轮机能设计为变速运行，所以还可用它直接驱动各种从动机械，如泵、风机、高炉风机、压气机和船舶的螺旋桨等。因此，汽轮机在国民经济中起着极其重要的作用。火力发电厂中大容量、高参数汽轮机组不断增加，这些机组在燃用大量煤炭的同时，也耗用大量的水资源。我国是水资源匮乏的国家之一，尤其随着经济建设的发展，水资源逐渐成为影响社会可持续发展的重要因素。火电机组如采用空冷技术，其耗水量仅为湿式循环冷却系统耗水量的1/41/8，节水效果十分显著。因此,在富煤缺水地区采用空冷机组建设空冷电厂，对促进我国电力工业的合理布局及发电设备制造业的科技

8、进步具有重要意义。1.2设计原则 根据设计要求，按给定的设计条件，选取有关参数，确定汽轮机通流部分尺寸，力求获得较高的汽轮机效率。汽轮机总体设计原则为在保证适应季节气候变化，保证机组安全可靠的前提下，尽可能提高汽轮机的效率，降低能耗，提高机组经济性，即保证安全经济性。承担基本负荷兼调峰的汽轮机，其运行工况稳定，年利用率高。设计中的计算采用exel电子表格来计算，以提高计算效率、准确性。2 汽轮机结构型式的选择2.1 汽轮机参数、功率型式的确定2.1.1 汽轮机各缸进、排气参数的确定(1)进气参数900mw超临界机组的主蒸汽压力,除早期投运的机组采用30mpa左右的压力,国内外投运的机组主蒸汽压

9、力都在2425mpa之间,基于技术的成熟性考虑,本设计的900mw超临界机组主蒸汽压力定为=24.2mpa (汽机侧)。由于受到材料耐温能力的影响，目前国内900mw超临界机组主蒸汽温度的配置通常有两种型式,即538、566。在本设计中主蒸汽温度采用=538，。再热温度为tr=566。对于中间再热机组，再热温度是指蒸汽经中间再热器后汽轮机中压缸阀门前的温度。为充分利用材料潜力，一般都把再热温度取成与新汽温度相等或稍高一些。本例中取中间再热蒸汽额定温度=566。中间再热压力约是新汽压力的16%26%，本课程设计取22%。再热压力损失为再热前压力的（26）%,本设计取3。中间再热蒸汽额定压力=22

10、%=5.33mpa再热压力损失pr=3pr=0.016mpa故：再热蒸汽温度：=566 ； 再热蒸汽压力：=5.33mpa 对于低压缸，参考同类型机组，确定其进汽参数为：1.00mpa/323.7（2）汽轮机排气参数 高压缸排气的冷再热汽要流经冷再管道、再热器及热再管道，本设计再热汽从高压缸排除后到中压缸前的压力损失为0.165mpa。参考其他同类型机组超临界900mw发电汽轮机组，课可确定本设计机组相关排汽参数如下： 高压缸 排汽压力为：p=5.495mpa 排气温度为： =340中压缸 排气压力为： =1.02mpa 排气温度为：=335低压缸 排气压力为：0.006mpa 由课程设计任务

11、书规定。 排气温度为：54 2.1.2 汽轮机设计功率的确定汽轮机的额定功率也称铭牌功率，即为汽轮机的夏季工况功率。 （1）铭牌功率： ptrl=900mw （2）最大连续功率：ptmcr=1029mw （3）经济功率： ptha=900mw 由于本课程设计中的汽轮机是高参数、大容量适用于担负基本负荷的机组，故汽轮机经常在额定功率和接近额定功率下运行，因此，可选择确定汽轮机额定功率与汽轮机的经济功率相等，即：ptha=900mw。2.1.3 汽轮机型式确定有设计任务书所给条件，经讨论确定本设计的汽轮机型式为：超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、反动凝汽式汽轮机。2.2 汽轮机转速及调节方式

12、确定目前使用的机组的转速主要有1500转和3000转，本设计机组的转速取3000转。由于本设计机组为大功率、大容量机组，对于调节级的选择，由于节流方式的调节级更优，故本设计机组选择节流式，即：设计机组采用单列节流式调节级。部分进汽度参照同类机组，根据最优化算取部分进汽度e=0.95。综上所述，该汽轮机机组热力设计基本参数的选取如下所示：1.汽轮机额定功率：pe=900mw；2.汽轮机经济功率：pec=1.0pe=900mw；3.汽轮机转速：n=3000rpm；4.给水温度：tfw=276；5.新蒸汽进汽压力：p0=24.2mpa；6.新蒸汽进汽温度：t0=538；7.高压缸排汽压力: pr=5

13、. 495 mpa8.蒸汽再热温度：tr=566；9.背压：pc=6kpa；10.机械效率：m=0.995；11.发电机效率：g=0.993回热系统拟定3.1、汽轮机蒸汽流量的估算表1、汽轮机阀门及管道中节流损失与压损序号名称符号单位计算公式或依据数据1主汽门和调节阀中节流损失p0mpap0=0.04p0=0.0424.20.9682排气管中压力损失pckpapc=0.04pc=0.0460.243中间再热器及连接管道中压力损失prmpapr=0.01pr=0.015. 4950.05494中压快速截止阀和调节阀中节流损失prmpapr=0.02pr=0.025. 4950.10995中低压连

14、通管中压力损失pskpaps=0.02pc=0.0260.12汽轮机相对内效率估计为：i=91%1由主汽压力p0=24.2mpa.温度t0=538.查h-s图h0=3305kj/kg,s0=6.14kj/(kgk),得到点0;2调节级前压力p0=p0-p0=24.2-0.968=23.232mpa,h0=h0.得到点1；3由点0等熵到高压缸排气压力pr=5. 495mpa,查h-s图得h2=2913kj/kg，s0=6.14kj/(kgk)，htmac=h0-h2=3305-2913=392kj/kg,得到点2;4htmac=ihtmac=0.91392=356.7kj/kg，h2=h0-ht

15、mac =3305-356.7=2948.3 kj/kg。可确定高压缸排气点2；5p3=5.39mpa,t3=566,查h-s图h3=3585kj/kg,s3=7.12kj/(kgk),得点3；6p4=p3-pr=5.39-0.06=5.33mpa.而且h4=h3=3585kj/kg,得到点4；7由点3等熵线交排汽压力pc=0.006mpa等压线与点5，h5=2195kj/kg;8ht2mac=h3-h5=3585-2195=1390kj/kght2mac=iht2mac=0.911390=1264.9 kj/kg;则h5=h4-ht2mac=3585-1264.9=2320.1kj/kg,交

16、pc=0.006mpa，等压线与点6；9整机的理想比焓降：htmac=ht1mac+ht2mac=392+1390=1782kj/kg故：整机的有效比焓降：htmac=ht1mac+ht2mac=356.7+1264.9=1621.6kj/kg；考虑末级余速损失hc2=htmac=0.021621.6=32.432kj/kg,得到点6；10连接点4,5，中间点7处沿等压线下降7kj/kg(713)得到7点。光滑连接4,7,5三点。p0prp0p0htmachtmac225.495mpa0.0060mpahc2ht2mac55677ht2mac5.39mpapr5.33mpa341024.2mp

17、a23.232mpash图2-1 汽轮机近似热力过程曲线拟定图11汽轮机总进汽量的初步估算已知：pe=900mw，ri=0.91,g=0.99,m=0.995,d0= 3.6pemhtmacrigm(1-0.03)式中：pe 汽轮机的设计功率， kw ； htmac 通流部分的理想比焓降，kj/kg ； ri 汽轮机通流部分相对内效率的初步估算值 ；g 机组的发电机效率；m 机组的机械效率 ；d 考虑阀杆漏气和前轴封漏汽及保证在处参数下降或背压升高时仍能发出设计功率的蒸汽余量，通常取=3%左右，t/hm 考虑回热抽汽引起进汽量增大的系数，它与回热级数、给水温度、汽轮机容量及参数有关，通常取m=

18、1.081.25，取 m=1.18, d=3%do故： d0=3.69000001.18/(17820.990.9950.910.97) =2467.5t/h3.2回热系统确定1.排气参数的确定由中压缸进汽参数p=5.39mpa，蒸汽温度t=566，查h-s图得h=3585kj/kg。等熵变化到pc=0.006mpa时，hc=2195kj/kg。而除氧器中的压力p5=1.04mpa，温度t4=181。2. 回热级数的确定由除氧器温度为t4=181。轴封加热器进口水温tcf2=54高加出口温度t1=276。且已知有8级回热，得每级平均温升：t=t1-t88=276-548=27.75低加级数z1

19、=181-5430=4.23 取整z1=4，故四个低压加热器；高加级数z2=276-18130=3.17 取整z2=3，故三个高压加热器；因此，整个机组的回热系统由三高四低一除氧器组成。3回热系统热力计算结果4 调节级的选型及热力计算4.1调节级选择选择单列调节级4.2调节级热力参数的选择1、蒸汽在级内流动的基本假设： 为了讨论问题方便，简化蒸汽在各级中流动复杂性，常作以下几个假设：（1）蒸汽为理想气体；（2）蒸汽在级内流动是稳定流动；（3）蒸汽在级内的流动是一元流动；（4）蒸汽在级内的流动为绝热流动。在基本假设的基础上按修订后的经验公式进行热力计算，以确定级的相关参数。4.3 调节级形式及焓

20、降确定（1）调节级的选型调节级有单列和双列之分，这取决于经济功率下调节级理想焓降的大小。由于本设计机组属高参数、大容量类，并在是电网中承担基本负荷的汽轮机，要求有尽量好的经济性，这种汽轮机的进汽量或容积流量很大，经由前轴填充的漏汽量通常不超过总进汽量的1%，且前几个压力级的叶片容易设计成具有较大的高度，在这种情况下，采用单列调节级是合理的。国产中间再热机组的调节级均为单列，设计工况下的理想焓降也都不超过100kj/kg,虽然机组的结构有所复杂，成本有所提高，但由于经济性提高了，它的全面技术经济指标还是比较合理的。（2）调节级焓降的选择目前，国产大功率汽轮机调节级（单列）的理想热降约为：7010

21、0 kj/kg，据此，本设计中采用单列调节级，经济功率下的调节级理想焓降取为：76 kj/kg。（3)调节级平均直径拟定先取适当的速度比值，以保证调节级的效率。由于调节级都为部分进汽，所以其最佳速度比要比全周进汽的小，一般在额定工况下，单列级=0.40.45，或者更小。本设计中取小值，即：=0.4。平均直径：调节级的平均直径选取范围为：对于高压及超高压以上机组（整体转子），=9001100mm，这时因为整体转子的能段走私受到限制，目前国内一般不能大于1100mm，对于单列调节级为了使调节级的焓降较大可取直径的上限值。由于一个级的焓降、速比、平均直径三者中只有两个是独立变量，故：平均直径由公式计

22、算： 变换得： 调节级参数明细表：5 非调节级的热力设计影响汽轮机机组效率的主要因素之一是流过该级的蒸汽容积流量的大小。而按这个大小可以将其分成三个不同的级段：高压段，中压段，低压段；但是实际中，根据机组容量的大小这三个段可以同时出现，也有可能只出现其中的一部分。而且这三段的界线也不是绝对明显的。 在热力设计中，通流部分的通常采用以下三种流通部分形状，由于本设计机组是基本负荷运行的机组，要求的经济性，基于以上特点，本设计机组各缸采用（a）图所示的通流部分形状。（a) (b) (c)5.1低压缸非调节级计算1、低压缸计算结果：6 全机及各缸内功率、内效率计算6.1 各缸内功率及内效率计算 结合本

23、组其他成员对中压缸和低压缸各级的详细计算所得数据，可对本汽轮机的总功率和效率作出定量的描述，以表现出所设计机组性能的好坏。6.1.1 高压缸内功率、内效率计算（1）高压缸内功率计算高压缸的内功率（）为高压缸调节级的内功率（）与非调节级各级内功率（）之和。=286298kw（2）高压缸内效率计算高压缸内效率（）为全缸各级的内功率（）与高缸内功率（）之比乘以该级效率（）=0.8956.1.2 中压缸内功率及内效率计算（1） 中压缸内功率 中压缸内功率（）为中压缸各级内功率（）之和=290212.75kw（2）中压缸内效率=0.916.1.3低压缸内功率、内效率计算（1）低压缸内功率计算低压缸内功率

24、（）为四个缸的总功率=4*（11957.1593+12426.5513+11002.2991+11877.0908+11060.5011+8903.67093+8304.14952）=4*80781=323125.7kw （2）低压缸内效率计算 =0.9356.2 全机内功率及内效率6.2.1全机内功率计算 全机内功率（p全）为高压缸、中压缸及低压缸的内功率之和p全=+=323125.7+290212.75+286298=899636.45 kw899mw6.2.2全机内效率的计算(392+545+720)kj/kg(426+597+796)kj/kg全机内效率：= 100% = 91%6.3

25、 效率的校核通过上述计算得到的各缸的内效率与原估计值的误差不大于3%，则该设计的热力计算符合要求。在本设计中的相关效率如表6.1所示：表6.1 拟定效率与热力计算效率比较效率 高缸中缸低缸拟定值0.910.910.91热力计算值0.890.910.9350.0200.0257 汽轮机结构设计汽轮机本体主要由静子和转子两大部分组成。静子包括汽缸、隔板、静叶栅、进排汽部分、端汽封以及轴承、轴承座等。转子包括主轴、叶轮、动叶片(或直接装有动叶片的鼓形转子，整锻转子)和联轴器等。在汽轮机中，一对静叶栅和其后的动叶栅，以及有关的结构部分，组成将蒸汽热能转变成机械功的基本单元，称之为汽轮机的级。由级的多少

26、分为单级和多级汽轮机。为了保证安全和有效工作，汽轮机还配置有调节安全系统、油系统及各种辅助设备。7.1 汽轮机转子结构转子是汽轮发电机组转动部件的总称，主要有主轴、叶轮、动叶片和联轴器等部件构成。转子上的动叶栅与静叶（喷嘴）组成汽轮机的通流部分，并将蒸汽的热能转换成动能。作用是：在动叶栅上的力矩通过叶轮、主轴和联轴器，驱动发电机转子。转子除转换能量、传递力矩外，还要承受动叶栅、叶轮和主轴上各零部件质量所产生的离心力引起的机械应力，以及由该区段所处蒸汽的压应力和由温差产生的热应力等。转子的类型有以下几种，套装转子，整段转子组合转子和焊接转子。在本设计中，采用整段转子（如图7.1所示），其叶轮和主

27、轴及其它主要零件用整体毛坯加工制成。它能使叶轮和转子间不易松动，能适应高温工作和快速启动的要求。图7.1 整段转子示意图7.1.1主轴本设计中，汽轮发电机组轴系由汽轮机的一根高、中压转子（高压部分反向单流程，中压部分正向单流程）、二根双流和低压转子和一根发电机子共四根转子组成。各转子通过与转子锻成一体的刚性联轴器相连接。每根转子由两个轴承支持。这四根转子均为整锻式转子，即其叶轮，联轴器法兰、推力盘及主轴由同一锻件加工而成。没有热套部件，因而消除了叶轮等部件高温下可能松动的问题，对启动和变工况的适应性较强，适于在高温条件下运行。其强度和刚度均大于同一外形尺寸的套装转子，且结构紧凑，轴向尺寸短，机

28、械加工和装配工作量小。转子中心有贯穿转子的中心孔，减轻转子重量，没有热套部件，适于高温条件下运行，其强度和刚度均大于同一个外形尺寸的套装轴。各转子之间全部采用刚性联轴器连接：其中高、中压转子与低压a转子的联轴器之间，低压a转子与低压b转子联轴器之间设有调整垫片; 低压b转子与发电机转子联轴器之间嵌装有盘车齿轮。汽轮机转子的叶轮上轴向平衡孔，借以减小转子的轴向推力。汽轮机的每根转子由两个轴承支持。该机组的高、中压转子采有crmov合金钢锻件，具有良好的耐热高强度性能;低压转子采用nicrmov合金钢锻件，具有良好的低温抗脆断性能。该机组的各转子联轴器法兰外缘上均设有平衡槽，在调节级后及高、中压缸

29、前后轴封外侧的主轴凸户上，也都设有装有平衡质量的螺孔，低压转子末级叶轮上也设有平衡槽，在现场不开缸也可以调整平衡质量。7.1.2叶轮叶轮式一个圆盘形的零件，一般分为轮缘、轮体和轮毂三部分。在本设计中，高压级采用锥面叶轮，如图7.2所示。这种叶轮加工比较方便，轴向尺寸较小，强度较高。除调节级外，其余各级叶轮轮体上有一个平衡孔，以平衡叶轮两侧的压差，减小轴向推力：中低压各级采用也锥形叶轮，沿其半径方向的应力分布比较均匀，强度较好，允许圆周速度可达300m/s，加工比较方便。图7.2 锥面叶轮1-轮缘，2-轮体，3-轮毂，4-平衡孔，5动叶，6平衡槽，7经向键槽7.1.3动叶片动叶片是汽轮机中数量最

30、多的零件，也是最重要的零件之一。在汽轮机工作时，动叶片将蒸汽的动能转变成转子的旋转机械能。它由叶根、中间体、型线部分及围带组成，动叶片由叶根牢固地固定在叶轮上，中间体把叶根和叶片型线部分连接成一体，型线部分用于构成汽流通道，围带用来与同一级的其他动叶片相连接，以增强搞振性能，同时起着汽道径向密封和叶栅轴向密封的作用。在本设计中，调节级动叶为单个铣制，自带围带和铆钉头，安装后每四片一组，再铆接一层围带。调节级动叶为双层“t”形叶根。高压2级动叶为菌形叶根；中压前三级动叶为棕树形叶根，后三级为菌形叶根；低压前四级为菌形叶根，后两级为叉型叶根，本设计所用各种叶根如图7.3所示。除末两级外，各级动叶都

31、是铆接围带。图7.3，叶根示意图7.1.4联轴器 本机组采用的是整锻式刚性联轴器，如图示，联轴器与主轴成一整体。这种联轴器的强度和刚度高，没有松动的危险。联轴器端面间设有垫片，安装时根据具体尺寸配制，以允许转子轴向位置做少量调整。 图7.4 整锻式联轴器7.2 汽缸与隔板7.2.1 高、中缸结构高、中压缸采用合缸对置的流行布置方式，大大缩短了汽轮机的总长度,有利于机组启动过程中的顺利膨胀，减少了支持轴承个数、将分缸机组的高压前汽封与中压前汽封合为一个中间汽封,减小了轴端汽封数量，高压进汽部分集中在汽缸中部,有利汽缸及转子形成较平坦的温度梯度,减少这些部件的变形和热应力。高、中压缸均采用双层汽缸

32、,由内缸和外缸组成。内外缸均为合金钢铸造而成，由水平中分面分开，形成上、下缸，内缸在外缸的水平中分面上。高压外缸均由前后共四个猫爪支撑在前轴承箱上，猫爪由下缸一起铸出，位于下缸的上部，这样使支承点保持在水平中心线上。中压缸内缸支承在外缸的水平中分面上，采用在外缸上加工出来的一外凸台和在内缸上的一个环形槽相互配合，保持内缸的位置。中压外缸也以前后两对猫爪分别支撑在中轴承箱和1号低压缸的前轴承箱上。中压缸的导流环将进汽分开两股，分别流向中压缸的两边做功，导流环在水平中分面支撑在内缸上，其轴向是采用顶部和底部的定位销保持正确的位置。内缸材料为zg20crmo1v,外缸材料为zg15cr2mo铸件。7

33、.2.2 低压缸结构低压缸为反向分流式，平衡全机的绝大部分轴向推力。每个低压缸由一个外缸和两个内缸组成，全部由板件焊接而成。汽缸的上半和下半均在垂直方向被分为三部分，但在安装时，上缸垂直结合面己用螺栓连成一体，因此汽缸上半可作为一个零件吊起。低压外面由裙 式台板支撑，此台板与汽缸下半制成一体，并沿汽缸下半向两端延伸。低压缸支撑在外缸上。本机组由于排汽容积流量大，为减小末级排汽损失，采用了四排汽口，也就是采用了两个结构完全相同所谓反向分流式低压缸。运行中，由连接管来的蒸汽从汽缸中部进入，然后分左、右两路进入低压缸做功，从两端排汽口排出，每个低压缸的两个排汽口最后汇合成一个排汽通道，与一个凝汽器相

34、连。内缸材料为zg20crmo1v,外缸材料为zg15cr2mo铸件。材料性能如表7.1示：表7.1 zg20crmo1v、zg15cr2mo材料性能机械性能材料名称抗拉强度mpa屈服强度mpa延伸率（%）断面收缩率（%）硬度（hb）zg20crmo1v5907404001828190-230zg15cr2mo590-78044015170-2357.2.3 隔板与隔板套 隔板用于固定喷嘴叶片，将整个汽缸内部空间分隔成若干个汽室。它主要有隔板体、喷嘴叶栅和隔板外缘等部分组成，隔板沿水平方向分为上下两半块，便于安装和拆卸。隔板根据工作温度和作用在隔板两侧的蒸汽压差来决定的，可分为焊接隔板和铸造隔

35、板。高压级和部分中低压级工作温度均为350以上，为适应高温工作条件，这部分隔板都采用焊接结构，喷嘴叶栅与隔板外环和隔板体整圈焊接成形，在中分面处割开，成为上、下两半圆环，直接固定在内缸或隔板套的环形槽中。其中分面设密封键，保证上下隔板间的密封；上半隔板中分面有骑缝螺栓，防止吊装时上隔板脱落；下隔板的挂耳支撑内缸或隔板套的凸台上，其顶部和底部有纵销，使隔板与内缸或隔板套对中。隔板外环出汽侧端面为轴向定位面。高、中压各级的喷嘴叶栅全部为弯扭叶片，其中高压级和中压前几级，由于隔板前后压差较大，隔板较厚，以增加其强度和刚度、并减小喷嘴叶栅的端部损失和型线损失，采用具有加强筋的窄叶栅。低压缸进汽温度低于

36、350各级隔板，可采用铸造隔板。为了除去低压末级的水分，末级静叶的内弧面设计有“疏水槽”结构，在隔板外环设计有整圈疏水槽。7.3 汽轮机进汽部分汽轮机的进汽部分是指从进汽阀门到时汽缸内的喷嘴蒸汽室这一段，它包括调节汽阀蒸汽室、阀门、导汽管等。汽轮机高、中压汽缸的进汽部分包括两个高压自动主汽门，两个中压缸联合汽门，四个高压调节汽门和两个中压调节汽门。每个高压自动主汽门与两个高压调节汽门成为一组合体，布置在高缸两侧；每个中压自动主汽门与两个中压调节汽门成为一组合体，布置在中缸两侧。高压缸调节级为部分进汽，共有四个喷嘴组。7.3.1 汽轮机高压进汽部分 该机组高压主汽阀采用单座球形阀。其中一个主汽阀

37、的主阀碟上钻有通孔，阀杆端部从孔中穿过，预启阀置于阀杆的端部，并采用螺纹、定位销与阀杆连成一体。主阀碟下游的阀座成扩展形状，作为主阀碟下游的扩压段。高压主汽阀的阀碟上下游处均设有疏水孔，还设有阀杆漏汽孔。主汽阀进汽短管内，沿短管中心线纵向设有垂直于水平面的导流筋板。本机设有四个高压调节汽阀。四个调节汽阀合装在一个壳体中并与两个高压主汽阀焊接在一起，各调节汽阀的出口通过导管分别与高压缸的四个喷嘴蒸汽室相连接。四个高压调节汽阀都设有预启阀，用以减小提升力和启动时控制速度。高压调节门排列及开启顺序，如图7.2：gv3-1gv1-2gv4-1gv2-34321tv2tv 1 图7.5 从调速器端向发电

38、机方向看导汽管和喷嘴室是把从调节阀来的蒸汽送进汽轮机的部件。要求它们在高温条件下能够安全地承受工作压力，非汽流通道处有良好的密封性;导汽管与喷嘴室连接处能够自由地相对膨胀，喷嘴室与汽缸的配合既要良好对中，又能自由地相对膨胀。该机组的4根进汽短管及4个喷嘴室以汽缸中心为对称中心，对称地布置于高压缸的上、下半。导汽管的进汽端以焊接的结构形式与调节阀出汽口相连接，出汽端钟罩形式外层管采用法兰螺栓的结构形式与高压外缸相连接，出汽端内层管与喷嘴室则用直接插入式，并用活塞环式的密封圈予以密封。带弹性密封环的直接插入连接方式，即能达到密封目的，又能保证短管与喷嘴室的对中和自由膨胀。调节级喷嘴分为4个喷嘴组，

39、每个喷嘴室一个喷嘴组，每个喷嘴级有15个喷嘴，4个喷嘴组沿圆周方向整圈布置，焊接在喷嘴室出口侧的圆周上。导汽管的材料为10crmo910，喷嘴室的材料为zg20crmo1v。7.3.2高中压汽管 高中压外缸中部上、下、左、右共有4只高压进汽管和4只中压进汽管，分别通过弹性法兰固定在外缸上，高压进汽管内套管通过活塞环与内缸相连接，弹性法兰与内套管间有遮热筒，可以降低内套管内外温差，减小对弹性法兰的热辐射，上部进汽管有疏水管接口，这样的结构能吸收内、外缸及喷嘴室间的胀差。7.3.3 汽轮机中压进汽部分中压主汽阀与中压调节汽阀组合成一体就称为中压联合汽门。中压主汽阀属保护装置，它不参与负荷调节，其阀

40、门位置只有全开和全关两个位置。该机组中压联合汽门为立式结构，上部为中压调节汽阀，下部为中压主汽阀，两阀合用一个壳体和同一腔室、同一阀座，而且两者的碟呈上、下串联布置。中压调节汽阀的主阀芯呈钟罩形，其中央开有通孔，通孔上部即为预启阀的阀座，腔室内设有蒸汽滤网。中压主汽阀为单座球形阀，其阀芯位于调节汽阀阀芯的内部，且上下移动时不受钟罩式结构的限制，为了减小开启时的提升力，亦设有预启阀。簧关闭，4个阀上均没有预启阀。阀杆套向与阀壳的连接采用自密封结构形式。阀村套筒上开有漏汽子，主汽阀后的阀壳上还开有疏水孔。阀座材料为2g15cr2mo1,阀杆材料为1cr11mo2.7.3.4 汽轮机中、低压导汽管及

41、低压进汽部分中、低压导汽管由三段组成，用法兰螺栓连接成整体。在低压进汽支管的两侧配有波纹管伸缩节，以补偿低压缸和导汽管的膨胀差。波纹管伸缩节内设衬套保护其不受腐蚀，外部设导向连杆，增加其刚度。导汽管在2号低压缸端设置平衡鼓，以平衡导汽管承受的轴向推力。三个接口分别与中压缸排汽口、两个低压缸进汽口相接，通过法兰用螺栓紧固。低压缸由中间进汽，进汽管用螺栓固定在外层内缸的进汽口，通过弹性波纹管与外缸的孔口相连，即中低压导汽管与内缸进汽口刚性连接（温度相近），与外缸采用弹性连接，以补偿内外缸的膨胀差。7.4汽轮机的支撑、定位及导向7.4.1 轴承推力轴承为了减小轴向推力，在转子结构上采用平衡活塞，从而

42、大大减小了轴向推力，而剩余的轴向推力则由推力轴承承担。本机组推力轴承位于中轴承箱内，为单独的滑动式自位推力轴承。在推力盘两侧的支撑环内各安装八块可滑动的推力瓦块，能够使所有瓦块承载均匀。推力轴承的瓦块由上、下两层相互搭接的支承块来支承，这就使各瓦块的负荷可以自动调节分配，从而避免因个别瓦块承受的负荷过大而被烧毁的现象发生。推力瓦块和支承块与安装环组装成整体，并分为上、下两半，这就可以在不吊出转子的情况下地推力轴承进行拆卸和装入，从而方便了安装和检修。支持轴承又称径向轴承，主要形式有圆筒型轴承、椭圆形轴承、多油轴承及可倾瓦轴承等。本机汽轮发电机组轴系中除1号、2号轴承采用可倾瓦式轴承外，其余均采

43、用椭圆形轴承。机组的高、中压转子的1、2号轴承采用了双向可倾瓦轴承，这2只轴承设有6个可倾瓦块，上、下半各有3个瓦块，瓦块是也径镗到时一定公差的钢制圆环，内层浇以巴氏合金衬套后，剖为6块加工而成。每个槽 与凸肩之间有一定的间隙，因此该轴承具有良好的稳定性和抗振性。轴承体对分为上、下两半，两半之间设有定位销并用螺栓连接。在下半轴承体靠近水平中分面的左、右两侧还装有销子，以防止轴承体转动。除1、2号轴承外，其余采用椭圆形轴承，椭圆形轴承带是带调整块的球面自位式轴承，轴承体和球面瓦枕都是上、下两半水平中分面结构，两半之间均用螺栓连接。在轴承体内圆上加工有燕尾槽以便与衬套结合牢固。在上半顶部垂直中心线

44、处装有一块调整垫块，用来调整轴承盖对轴承的紧力。各轴承瓦上x、y向装有轴振测量装置，下瓦装有测温装置。图7.7 四瓦块可顷瓦轴承示意图7.4.2 定位与导向为了保证汽轮机在启动、运行和停机过程中，汽缸、转子等部件能按设计要求定位和对中，保证其膨胀（收缩）不受阻碍，汽轮机组配置了一套滑销系统。该机组的滑销系统共设有三个固定点，分别位于低压缸（a）、(b)排汽口和3号轴承箱底部的中心线上。以此为基点，低压缸（a）、(b)分别向机头和发电机方向的膨胀不受阻碍，高、中压缸向机头方向的膨胀也不受阻碍。转子的相对膨胀死点，设有高压转子的推力盘处，位于中轴承箱内，并以此为基点，高压转子向机头侧膨胀，中、低压

45、转子向发电机侧膨胀。图7.8 滑销系统示意图该机组的高、中压外缸下半底部设有轴向导向键，高、中压外缸的上猫爪通过二个半部面垫片与位于轴承箱上的滑动垫块接触，该接触面位于汽缸水平中分面处，中压外缸后部下猫爪的一个凸户嵌入3号轴承的洼内，该凸户则作为高、中压缸轴向膨胀的死点。高中下外缸下半缸底部两侧与轴承箱之间设有轴向导向键，也作为横向膨胀的基点，位于中轴承箱侧的高、中压缸下缸猫爪，在其靠中分面处分别设有凸缘，而在与其对应的中轴承箱处，则分别配有外伸形压板，该压板用螺栓与中轴承箱固定，其外伸端又被压紧在下猫爪的凸缘上。机组的高、中压缸均通过其上汽缸水平中分面的四个搭子，座落在外下缸内侧靠近中分面处

46、的四个水平台肩上，其间各自设有滑动垫片。内下缸的四个搭子，则分别镶嵌在外下缸内侧的四个键槽内，其中间进汽侧的二个搭子与键槽之间设有调整垫片，并作为内缸轴向的膨胀死点。7.5 汽封系统轮机级内，主要是在隔板和主轴的间隙处，以及动叶顶部与汽缸（或隔板套）的间隙处存在漏汽。此外，在汽轮机的高压段或高压缸的两端，在主轴穿出汽缸处，蒸汽也会向外泄露，这些都将使汽轮机的效率降低，并增大凝结水损失。在汽轮机的低压端，因为汽缸内的压力低于大气压力，在主轴穿出汽缸处，会有空气漏入汽缸，使机组真空恶化，并增大抽汽器的负荷。汽封按其安装位置的不同，可分为通流部分汽封、隔板汽封、轴端汽封。汽封的结构型式有曲径式、碳精

47、式和水封式等。现代汽轮机均采用曲径汽封，或称迷宫汽封，其结构型式有梳齿形、j形、枞树形。基于本机是带基本负荷运行的，主要考虑的经济性；本着这样的思想，在该设计中使用布莱登汽封。它的优点主要有： （1）减小了汽封环后背弧在槽道内的轴向宽度，减轻了汽封环的锈死危害； （2）汽封环进汽侧中心部分加工有进汽槽，使蒸汽直达汽封环后背弧； （3）在汽封块端部加工了弹簧孔； （4）取消了传统背撑弹簧式汽封后背弧的弹簧压片。由此可见，该汽封对于提高机组的经济效益是非常有用的。7.5.1 通流部分汽封 在汽轮机的通流部分，由于动叶顶部与汽缸壁面之间存在着间隙，动叶栅根部和隔板壁面之间也存在着间隙，而动叶两侧又具

48、有一定的压差，因此在动叶顶部和根部必然会有蒸汽的泄露，为减少蒸汽的漏汽损失，装有通流部分汽封。 通流部分汽封包括动叶围带处的径向、轴向汽封和动叶根部处的轴向汽封。为减少叶片上部和下部的漏汽，需将动静叶间轴向间隙减小，但间隙过小，不能适应较大的相对膨胀，为此冲动式汽轮机隔板因前后压差大，轴向间隙需设计小些，其围带汽封径向间隙一般设计为1.0mm左右，围带汽封和动叶根部处汽封的轴向间隙达6.0mm左右7.5.2 轴端汽封 为了提高汽轮机的效率，应尽量防止或减少漏汽现象。为此，在转子穿过汽封两端处都装有汽封，这种汽封称为轴端汽封，简称轴封。本机组轴封采用梳齿形曲径式轴封。高压轴封是用来防止蒸汽漏出汽

49、缸，而低压轴封是用来防止空气漏入汽缸。级的轴向和径向间隙如表7.2所示：表7.2级的轴向和径向间隙（mm）喷嘴高度ln50519091150150喷嘴闭式间隙112233446动叶闭式间隙22.52.52.52.5总轴向间隙566778810径向间隙z1.0轴端汽封p0.5 7.5.3 高、中压缸轴封本机高压缸轴封由轴封体、汽封环和转子上面的凸台三部分组成。后轴封有三个轴封体，最外侧的轴封体是用螺栓辐向固定在外缸的外端面上，中间的轴封体与外缸制成一体，轴封体内装有3圏汽封环。内侧的轴封体与内缸制成一体，轴封体内装有4圏汽封环。前轴封设有二个轴封体，外轴封体用螺栓辐向固定在外缸的外端面上，内轴封

50、体利用外圆上的环形凹槽跨装在外缸的凸缘上。中压缸两端的轴封对称布置，结构相同。中压缸轴封设有2个轴封体，外轴封体是用螺栓辐向固定在外缸的端面上，内轴封体嵌入外缸的轴封槽内。中压缸轴封 高低齿形式，在内轴封体上装有4圈汽封环。7.5.4 低压缸轴封低压缸两端的轴封也是对称布置，结构相同。与高、中压缸轴封不同的是低压缸轴封的汽封环为斜平齿形式，所对应的转子部位为光轴，没有凸台，适合相对胀差较大的低压缸轴封。7.6盘车装置的作用7.6.1盘车装置的作用防止启动前和停机后转子弯曲。启动前锅炉点火后，可能有蒸汽漏入汽缸，要对轴封供汽；停机后汽缸内存有余汽；转子不转动，热蒸汽在汽缸内自然对流，使上缸温度高

51、，下缸温度低，转子圆周温度会上高、下低产生弯曲。此时，用盘车装置转动转子，使转子圆周温度均匀。7.6.2盘车装置投入条件：润滑油压正常；顶轴油压正常；盘车装置完好；机组转速为零。方式：有“自动”和“手动”两种：按“盘车启动”按钮；零转速信号；可激活“自动程序”；“手动投入”则由操作员按动相应按钮投入。机组启动投盘车，可按“盘车启动”按钮，启动自动程序，当主汽阀全关，机组转速等于零，顶轴油压大于7mpa时，盘车电机启动，电磁阀通电，打开供气阀，气缸进气，推动活塞移动，使摆轮与盘车齿轮啮合，转子被盘动。限位开关断开，电磁阀失电，打开排气口，啮合气缸排气。当转子被冲动，转速大于盘车转速，啮合摆轮受大齿轮反向力的作用，自动退出，使另一限位开关断开，盘车电机断电。机组转速600rpm时，自动程序退出。将盘车装置的控制开关置于“自动”方式。在“