MW汽轮机主要技术参数和特点.ppt
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1、第一节 阿瓦电厂汽轮机主要技术特点,一、概述 印尼阿瓦电厂两台350MW汽轮机为亚临界、一次中间再热、单轴、双缸双排汽、冷凝式汽轮机。采用先进的设计理念进行了全新设计:通流结构介于反动式与冲动式透平之间,级数少,效率高;整锻转子高压通流反向布置,中压通流正向布置,低压通流 为对称布置,轴向推力自平衡;采用多层缸结构,高中压合缸;通流部分轴向间隙大,径向间隙小,具有良好的热负荷适应性;采用数字式电液调节(DEH)系统,自动化程度高。全部动叶自带围带成圈联接;高压缸压力级叶片为倒 T 型叶根,中、低压采用P型枞树形叶根,整机在可靠性及经济性方面均有进 一步的提高。适用于中型电网承担基本电负荷,更适
2、用于大型电网中的调峰负荷及基本负荷。本机组寿命在 30 年以上,该机型适用于不同地区不同冷却水温的条件,在夏季的水温条件下照常满发350MW。本机组的年运行小时数可在 7500 小时以上。,二、汽轮机本体,汽轮机本体是完成蒸汽热能转换为机械能的汽轮机组的基本部分,即汽轮机本身。它与回热加热系统、调节保安系统、油系统、凝汽系统以及其他辅助设备共同组成汽轮机组。汽轮机本体由固定部分(静子)和转动部分(转子)组成。1、固定部分包括汽缸、隔板、喷嘴、汽封、紧固件和轴承等。2、转动部分包括主轴、叶轮或轮鼓、叶片和联轴器等。3、固定部分的喷嘴、隔板与转动部分的叶轮、叶片组成蒸汽热能转换为机械能的通流部分。
3、4、汽缸是约束高压蒸汽不得外泄的外壳。汽轮机本体还设有汽封系统。,1、汽缸,汽缸是汽轮机的外壳作用:将工作蒸汽与大气隔开。内壁:支撑喷嘴静叶片、隔板、汽封环等零部件;外部:与进汽管、抽汽管、排汽管、疏水管等相接。汽缸截面沿轴向由高压到低压随之扩大。,由于汽缸承受蒸汽的高温、高压,为了减少汽缸壁的热应力及加快启停速度,特大型汽轮机的汽缸做成分层结构,形成内缸和外缸;为了安装、检修等方便,汽缸一般从水平中分面处分开。形成上缸和下缸、上下缸之间通过法兰用螺栓连接;由于大型汽轮机的初参数高、级数多,需要按工作蒸汽压力的高低,将汽缸分成高压缸、中压缸和低压缸。,1.1高压缸,新蒸汽分两路经置于高压缸两侧
4、的一个主汽阀和二或三个调节阀后,进入高压缸调节级的四或六个喷嘴室,并从调节级开始依次流经各压力级绝热膨胀做功。高压缸均采用双层缸目的:使由一层汽缸承受的巨大压差和温差改为由两层汽缸来承受,使每层汽缸的厚度及法兰厚度大为减薄,相应连接上下缸法兰的螺栓尺寸减小。,高中压汽缸的结构形式和支撑方式在设计时给予充分考虑,当受热状况改变时,可以保持汽缸自由且对称的收缩和膨胀,并且把可能发生的变形降到最低限度。由合金钢铸造的高中压外缸通过水平中分面形成了上下两半。内缸同样为合金钢铸件并通过水平中分面形成了上下两半。内缸支撑在外缸水平中分面处,并由上部和下部的定位销导向,使汽缸保持与汽轮机轴线的正确位置,同时
5、使汽缸可根据温度的变化自由收缩和膨胀。,高压外上缸扣缸,1.2中压缸,再热蒸汽经布置于中压缸两侧的再热主汽门和再热调节汽门进入中压缸的进汽室,并逐级流向排汽口。进入中压缸的蒸汽压力虽不高,但温度却很高。为减少中压缸的热应力,仍采用双层汽缸。,1.3低压缸,低压缸全部采用对称分流结构,除了适应低压时容积流量增大的要求外,还可平衡轴向推力。中压缸的排汽经联通管进入低压缸中部,经导向板分左右两路均衡分流进入对称布置的低压缸,逐级做功后通过排汽口进入凝汽器。低压缸(尤其是排汽处)体积庞大。,虽然流入低压缸蒸汽的温度不高,但进汽、排汽间的温差大。为改善低压缸的热膨胀、低压缸仍然采用双层或三层结构,使体积
6、较小的内缸承受温度变化,而外缸及庞大的排汽缸均处于低温状态。低压缸的正常排汽温度为3435,但在启动或低负荷(小于15额定工况)时,因蒸汽流量过小,不足以将摩擦等损失变成的热量带走,致使排汽温度升高至80以上。,低压外缸全部由钢板焊接而成,为了减少温度梯度设计成双层缸。由外缸、内缸组成,减少了整个缸的绝对膨胀量。汽缸上下半各由 3 部分组成:调端排汽部分、电端排汽部分和中部。各部分之间通过垂直法兰面由螺栓作永久性连 接而成为一个整体,可以整体起吊。排汽缸内设计有良好的排汽通道,由面积足够大的排汽口与凝汽器弹性连接。为了减少流动损失,在进排汽处均设计有导流环。低压缸两端的汽缸盖上装有两个 大气阀
7、,其用途是当低压缸的内压超过其最大设计安全压力时,自动进行危急 排汽。大气阀的动作压力为 0.0340.048Mpa(表压)。,排汽温度过高的危害 造成排汽缸热膨胀较大。造成固定在排汽缸上的低压缸轴承位置抬升,使轴系中心线改变而引起机组振动,使凝汽器铜管管口因膨胀过大而损坏,造成泄漏。在排汽缸导流板上装有自动投入的喷水减温装置,以降低排汽温度。,低压缸排汽区设有喷水装置,空转和低负荷时按要求自动投入,降低低压缸温度,保护末叶片。机组转速达到 600r/min 直至带 15%负荷时及机组正常运行时出现低压缸蒸汽温度大于79时投入运行。,2、汽轮机转子和动叶片,汽轮机的转动部分总称为转子。从径向上
8、分:主轴、叶轮、叶片。从轴向上分:高压转子、中压转子和低压转子。各转子之间一般采用刚性连轴器连接,并通过轴承箱内的推力轴承轴向定位、径向轴承支撑。,某汽轮机高压转子结构图,高中压缸转子,高中压缸转子,2、转子和动叶片,临界转速:在汽轮发电机组的启动或停机过程中,当转速达到某一数值时,机组出现剧烈振动,而越过这一转速后,振动又减少到正常值。共振现象:临界转速下的转子剧烈振动现象。轻则使转子振动加剧重则产生动、静体的摩擦、碰撞事故特别是当转子动平衡没有校好时,振动将更大,可能导致主轴弯曲甚至断裂等重大事故。,汽轮机转子按其工作转速是否高于它的临界转速,又可分为 刚性转子:工作转速小于临界转速。柔性
9、转子:工作转速大于临界转速,在启动或停机时,应尽快越过其临界转速,以免引起转子的强烈振动。,动叶流道:相邻的两个动叶片构成。动叶片:叶根、叶型(或称工作部分、通流部分)、连接件(围带或拉筋)叶片通过叶根安装在叶轮轮缘上,叶型则决定动叶流道的形状。许许多多的动叶片以同样的间隔和角度安装在叶轮的轮缘上,排列成动叶栅,形成汽轮机的一级动叶流道。变截面扭曲叶片等截面直叶片,2.1高中压转子,高中压转子是高中压部分合在一起的 1 根耐热合金钢整锻结构,高压部分为鼓形结构,中压部分为半鼓形结构,总长 7002.1mm,带叶片最大外缘直径为1546mm。推力轴承位于前轴承箱处,与推力盘形成轴系的膨胀死点。高
10、压动叶片叶根为 T 形叶根,有效地防止了叶根处的漏汽,提高高压缸效率。调节级与高压叶片均反向布置,中压叶片正向布置,同时还设计有 3 个平衡鼓,机组在额定负荷运行时保持不大的正推力。,2.2低压转子,低压转子为合金钢整锻结构,转子总长为 8181.6mm,带叶片最 大外圆直径3528mm。低压转子为双分流对称结构,15 级为半鼓形结构,67 级带有较大的整锻叶轮。低压末级采用900mm叶片,强度好,跨音速性能好。低压转子与发电机转子刚性联接。,2.3动叶片,冲动式调节级动叶片叶根采用叉形叶根。汽封片与动叶围带、转子之间留有较小的间隙。在汽轮机高压转子相应级别的高压缸反动式动叶片共12 级,具有
11、相似的结构形式均为“T”型叶根。中压缸动叶片共9级,全部为扭叶片,均为机械加工而成,为自带冠叶片,采用成熟的“p”型枞树形叶根。低压缸叶片正反向各7级,全部为自带冠叶片,前几级叶根采用美国西屋公司成熟的p型枞树形叶根,后3级的结构仍为我公司的传统结构方式,已安全可靠运行多年。,叶根1,叉型与 纵树型叶根a楔形垫片 b装销子的园槽,叶根2,3、喷嘴与隔板,喷嘴:是汽轮机通流部分的重要部件。把蒸汽的热能转变成动能,使蒸汽膨胀降压,增加流速,按一定的方向喷射出来的推动动叶片而做功。通过隔板固定在汽缸上。,喷嘴图解,调节级喷嘴叶片与喷嘴叶栅 压力级喷嘴、隔板,4、汽缸的支撑及滑销系统,滑销系统:为了正
12、确引导汽缸部件的热胀冷缩,以保持动、静部件间合理的轴向间隙,保证汽缸和转子中心的一致。当由于某种原因使滑销系统卡涩时,机组的膨胀就会受到限制,当机组的膨胀受到限制时就会引起机组较大的振动,严重时以至于不能开机或者引起动静碰磨,从而造成更大的破坏。,滑销系统的作用,保证汽缸和转子的中心一致,避免因机体膨胀造成中心变化,引起机组振动或动静之间摩擦;保证汽缸能自由膨胀,以免发生过大应力引起变形。使转子和静子轴向与径向间隙符合要求。,根据滑销的构造、安装位置和不同的作用,滑销可分为:,横销:其作用是允许汽缸在横向能自由膨胀。,纵销:其作用是允许汽缸沿纵向中心线能自由 膨胀,限制汽缸纵向中心线的横向移动
13、。所有的纵销均在汽轮机的纵向中心线上。,死点:纵销中心线与横销中心线的交点。,汽缸膨胀时这点始终保持不动。,立销:其作用是保证汽缸在垂直方向能自由膨胀,并与纵销共同保持机组的纵向中心不变。所 有的立销均在机组的纵向中心线上。,猫爪横销:其作用是保证汽缸能横向膨胀,同时随着汽 缸在轴向的膨胀和收缩,推动轴承座向前或 向后移动,以保证转子与汽缸的轴向相对 位置。,猫爪横销和立销共同保持汽缸的中心与轴承座的中心一致。,5、汽封及轴封系统,漏汽损失:为了防止运行中发生碰摩,汽轮机的动、静体之间必须留有间隙。这样,部分蒸汽就会在压力差的作用下从间隙中漏过,造成损失。汽封装置:在汽轮机的各动、静间隙处设置
14、。减少漏汽损失、避免加热轴承。,叶顶汽封:装在动叶栅顶部围带处的汽封。隔板汽封:装在隔板内圆与主轴间的汽。轴端汽封:装在各转子两端与汽缸之间的汽封。低压缸排汽端轴封用于防止外界空气漏入汽轮机其他处的轴封用于防止蒸汽外漏。,5.1汽封片,隔板上汽封片与安装在隔板套上的动叶顶部汽封圈与转子之间保持合适的径向间隙起到了很好的密封效果。动叶顶部汽封是梳齿汽封,梳齿形汽封,1汽封环 2汽封体 3弹簧片 4汽封套,纵树形汽封(a)适用高压部分(b)适用低压部分,5.2高中压外汽封,为尽量减少漏汽量,高中压外汽封采用由许多汽封片组成的迷宫式汽封,漏汽从腔室“Y”,通过汽封体上半的两个接口流向汽封冷却器,冷却
15、器使腔室“Y”维持一定的真空度,从而防止漏汽通过此腔室流入汽机房。密封蒸汽通过汽封体下半的两个接口流向腔室“X”,在任何工况下,此腔室靠汽封调节器自动维持在大约 113760126500Pa的压力下。,轴端汽封“X”腔室与轴封供汽母管相连“Y”腔室与轴封抽汽母管相连,5.3低压外汽封,低压外汽封是迷宫曲径式的,它由许多汽封片组成,可使汽封漏汽减少到最低限度,汽封漏汽从腔室“Y”通过汽封体下半的接口通向汽封冷却器,冷却器维持腔室“Y”为部分真空从而防止漏汽通过腔室流向汽轮机房。密封蒸汽通过汽封体下半上的接口同到腔室“X”,在任何工况下,汽封调 节器自动维持此腔室的压力大约为 113800Pa12
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