第八讲 汽轮机组的工作特性课件.ppt

第八讲 汽轮机组的工作特性与故障现象的分析 第一节汽轮机组的结构特性 汽轮机组是利用蒸汽热能做功的旋转式原动机。它工作时进行两个能量转换过程，即先使蒸汽通过喷嘴使流速提高(而压力降低)，将蒸汽的热能转换成蒸汽的动能；然后再将蒸汽的动能在动叶栅中转换成转子的旋转机械能。 汽轮机组与其他动力机械相比，具有单机功率大、尺寸小、重量轻和效率高等优点，并且其所用的工质成本低、无污染。所以，汽轮机组是电力工业、交通运输、国防工业上应用最广泛的原动机之一。 汽轮机是火力发电厂中的三大主机之～。为了提高火电机组运行的安全性和循环效率，为汽轮机配置了一些辅助设备和系统。本书将汽轮机与相应的辅助设备及系统统称为汽轮机组。 汽轮机组由汽轮机本体、凝汽系统、回热系统、调节保安系统几大部分组成。下面简单介绍汽轮机组的基本结构及结构特点。 一、汽轮机组的基本培构 (一)汽轮机本体 汽轮机本体是汽轮机组的主要组成部分，它由转动部分(转子)和固定部分(静子)组成。转动部分包括动叶栅、叶轮、主轴和联轴器及紧固件等旋转部件；固定部分包括汽缸、蒸汽室、喷嘴、隔板、静叶持环、汽封、轴承、轴承座、滑销系统、机座以及有关紧固零件等。 1．转子 汽轮机的转动部分总称转子，由转轴、动叶栅 和联轴器组成。汽轮机转子的结构可分为转轮式和转鼓式两种基本类型。转轮式转子具有安装叶片的叶轮，一般由主轴、叶轮、动叶片和联轴器组成；而转鼓式转子没有叶轮，动叶直接装在转鼓上。通常冲动式汽轮机的转子采用转轮式转子，反动式汽轮机为避免轴向推力过大而采用转鼓式转子。 转子工作时，高速旋转，它除了要转换能量、传递扭矩外，还要承受着叶片、叶轮、主轴本身质量离心力所引起的很大应力，以及由于温度分布不均匀引起的热应力和转子振动产生的交变应力。所以，要求转子具有很高的强度和均匀的质量，以保证其安全工作。运行中要特别监视转子的工作状况。 大型汽轮机组的转子分高压转子、中压转子和低压转子，它们用刚性联轴器连成一体。 2．静子 (1)汽缸。汽缸是汽轮机的外壳，它是汽轮机中重量大、形状复杂并且处在高温高压下工作的一个部件。汽缸内安装着喷嘴室、隔板、隔板套等零部件。汽缸外连接着进汽、排汽、抽汽等管道。在考虑汽缸结构时，除了要保证足够的强度、刚度和保证各部分受热时自由膨胀以及通流部分有较好的流动性能外，还应考虑在满足强度和刚度的要求下，尽量减薄汽缸壁和连接法兰的厚度，并力求使汽缸形状简单、对称，以减小热应力。此外，为了节省高级耐热合金钢．还应使高温高压部分限制在尽可能小的范围内。 (2)喷嘴组、静叶环和静叶持环。大功率汽轮机基本上都是采用喷嘴调节，这种调节方法具有在部分负荷下效率高的优点。 喷嘴调节法是在主汽门后用几个调节汽门分别控制相对应的几个喷嘴弧(喷嘴组)，当汽轮机负荷变化时，各调节汽门按规定的顺序依次开或关，以改变进汽量，调节汽轮机的出力。喷嘴调节的汽轮机的第一级称为调节级。调节级喷嘴叶栅通常是由若干个喷嘴组成喷嘴弧段后，再固定在单独设置的喷嘴室的圆弧形槽道中。从汽轮机的第二级开始，以后的各级喷嘴叶栅则固定在静叶环(隔板)上，而静叶环可直接固定在汽缸上，也可固定在静叶持环(隔板套)上，但多半是固定在静叶持环上，静叶持环再固定在汽缸上。 (3)汽封。在汽轮机级内，在静叶环和主轴的间隙处，以及动叶顶部与汽缸(或静叶持环)的间隙处存在漏汽。此外，在汽轮机的高压端或高中压缸的两端，在主轴穿出汽缸处，蒸汽会向外泄漏。这些漏汽都将使汽轮机的效率降低，并增大工质损失。在汽轮机低压端或低压缸的两端，因汽缸内的压力低于大气压力，在主轴穿出汽缸处。会有空气漏人汽缸，使机组真空恶化，并增大抽气器的负荷。为了减少汽轮机各动静间隙处的褥汽和防止空气从轴端漏人汽缸，保证汽轮机正常安全运行，在汽轮机的上述间隙部位都设置了汽封。汽封的结构形式多种多样，目前大型汽轮机组普遍采用迷官式汽封。 (4)轴承。轴承是汽轮机的一个重要组成部件。汽轮机的轴承有支持轴承和推力 轴承两种类型。前者用来承受转子的重量、调节级部分进汽引起的不平衡蒸汽作用力和转子不平衡质量的离心力，并确定转子的径向位置，以保证转子的旋转中心和汽缸中心保持一致；后者是用来承受汽轮机运行时蒸汽作用在转子上的 轴向推力和发电机传来的轴向力，并确定转子在汽缸中的轴向位置，以保证汽轮机的通流部分轴向动、静间隙在允许范围内。 (5)盘车装置。在汽轮机启动冲转前和停机后，使转子以一定的转速连续地转动，以保证转子均匀受热和冷却的装置称为盘车装置。 (二)凝汽系统与设备 凝汽系统由凝汽器、循环水泵、抽气器、凝结水泵和相应的管道与