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    汽輪機主要由哪些部分組成

    發布日期:2024-03-27
    汽輪機本體由固定部分(靜子)和轉動部分(轉子)組成。固定部分包括汽缸、隔板、噴嘴、汽封、緊固件和軸承等。轉動部分包括主軸、葉輪或輪 鼓、葉片和聯軸器等。固定部分的噴嘴、隔板與轉動部分的葉輪、葉片組成蒸汽熱能轉換為機械能的通流部分。汽缸是約束高壓蒸汽不得外泄的外殼。汽輪機本體還設有汽封系統。
    汽缸
    汽缸是汽輪機的外殼,其作用是將汽輪機的通流部分與大氣隔開,形成封閉的汽室,保證蒸汽在汽輪機內部完成能量的轉換過程,汽缸內安裝著噴嘴室、隔板、隔板套等零部件;汽缸外連接著進汽、排汽、抽汽等管道。
    汽缸的高、中壓段一般采用合金鋼或碳鋼鑄造結構,低壓段可根據容量和結構要求,采用鑄造結構或由簡單鑄件、型鋼及鋼板焊接的焊接結構。
    高壓缸有單層缸和雙層缸兩種形式。單層缸多用于中低參數的汽輪機。雙層缸適用于參數相對較高的汽輪機。分為高壓內缸和高壓外缸。高壓內缸由水平中分面分開,形成上、下缸,內缸支承在外缸的水平中分面上。高壓外缸由前后共四個貓爪支撐在前軸承箱上。貓爪由下缸一起鑄出,位于下缸的上部,這樣使支承點保持在水平中心線上。
    中壓缸由中壓內缸和中壓外缸組成。中壓內缸在水平中分面上分開,形成上下汽缸,內缸支承在外缸的水平中分面上,采用在外缸上加工出來的一外凸臺和在內缸上的一個環形槽相互配合,保持內缸在軸向的位置。中壓外缸由水平中分面分開,形成上下汽缸。中壓外缸也以前后兩對貓爪分別支撐在中軸承箱和1號低壓缸的前軸承箱上。
    低壓缸為反向分流式,每個低壓缸由一個外缸和兩個內缸組成,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為三個部分,但在安裝時,上缸垂直結合面已用螺栓連成一體,因此汽缸上半可作為一個零件起吊。低壓外缸由裙式臺板支承,此臺板與汽缸下半制成一體,并沿汽缸下半向兩端延伸。低壓內缸支承在外缸上。每塊裙式臺板分別安裝在被灌漿固定在基礎上的基礎臺板上。低壓缸的位置由裙式臺板和基礎臺板之間的滑銷固定。
    轉子
    轉子是由合金鋼鍛件整體加工出來的。在高壓轉子調速器端用剛性聯軸器與一根長軸連接,此節上軸上裝有主油泵和超速跳閘結構。
    所有轉子都被精加工,并且在裝配上所有的葉片后,進行全速轉動試驗和精確動平衡。
    套裝轉子:葉輪、軸封套、聯軸節等部件都是分別加工后,熱套在階梯型主軸上的。各部件與主軸之間采用過盈配合,以防止葉輪等因離心力及溫差作用引起松動,并用鍵傳遞力矩。中低壓汽輪機的轉子和高壓汽輪機的低壓轉子常采用套裝結構。套裝轉子在高溫下,葉輪與主軸易發生松動。所以不宜作為高溫汽輪機的高壓轉子。
    整鍛轉子:葉輪、軸封套、聯軸節等部件與主軸是由一整鍛件削而成,無熱套部分,這解決了高溫下葉輪與軸連接容易松動的問題。這種轉子常用于大型汽輪機的高、中壓轉子。結構緊湊,對啟動和變工況適應性強,宜于高溫下運行,轉子剛性好,但是鍛件大,加工工藝要求高,加工周期長,大鍛件質量難以保證。
    焊接轉子:汽輪機低壓轉子質量大,承受的離心力大,采用套裝轉子時葉輪內孔在運行時將發生較大的彈性形變,因而需要設計較大的裝配過盈量,但這會引起很大的裝配應力,若采用整鍛轉子,質量難以保證,所以采用分段鍛造、焊接組合的焊接轉子。它主要由若干個葉輪與端軸拼合焊接而成。焊接轉子質量輕,鍛件小,結構緊湊,承載能力高,與尺寸相同、有中心孔的整鍛轉子相比,焊接轉子強度高、剛性好,質量輕,但對焊接性能要求高,這種轉子的應用受焊接工藝及檢驗方法和材料種類的限制。
    組合轉子:由整鍛結構套裝結構組合而成,兼有兩種轉子的優點。
    聯軸器
    聯軸器用來連接汽輪機各個轉子以及發電機轉子,并將汽輪機的扭矩傳給發電機,F代汽輪機常用的聯軸器常用三種形式:剛性聯軸器,半撓性聯軸器和撓性聯軸器。
    剛性聯軸器:
    這種聯軸器結構簡單,尺寸;工作不需要潤滑,沒有噪聲;但是傳遞振動和軸向位移,對中性要求高。
    半撓性聯軸器
    右側聯軸器與主軸鍛成一體,而左側聯軸器用熱套加雙鍵套裝在相對的軸端上。兩對輪之間用波形半撓性套筒連接起來,并以配合兩螺栓堅固。波形套筒在扭轉方向是剛性的,在變曲方向剛是撓性的。這種聯軸器主要用于汽輪機-發電機之間,補償軸承之間抽真空、溫差、充氫引起的標高差,可減少振動的相互干擾,對中要求低,常用于中等容量機組
    撓性聯軸器
    撓性聯軸器通常有兩種形式,齒輪式和蛇形彈簧式。這種聯軸器,可以減弱或消除振動的傳遞。對中性要求不高,但是運行過程中需要潤滑,并且制作復雜,成本較高。
    靜葉片
    隔板用于固定靜葉片,并將汽缸分成若干個汽室。
    動葉片
    動葉片安裝在轉子葉輪或轉鼓上,接受噴嘴葉柵射出的高速氣流,把蒸汽的動能轉換成機械能,使轉子旋轉。
    葉片一般由葉型、葉根和葉頂三個部分組成。
    葉型是葉片的工作部分,相鄰葉片的葉型部分之間構成汽流通道,蒸汽流過時將動能轉換成機械能。按葉型部分橫截面的變化規律,葉片可以分為等截面直葉片、變截面直葉片、扭葉片、彎扭葉片。
    等截面直葉片:斷面型線和面積沿葉高是相同的,加工方便,制造成本較低,有利于在部分級實現葉型通用等優點。但是氣動性能差,主要用于短葉片。
    彎扭葉片:截面型心的連線連續發生扭轉,可很好地減小長葉片的葉型損失,具有良好的波動特性及強度,但制造工藝復雜,主要用于長葉片。
    葉根是將葉片固定在葉輪或轉鼓上的連接部分。它應保證在任何運行條件下的連接牢固,同時力求制造簡單、裝配方便。
    T形葉根:加工裝配方便,多用于中長葉片。
    菌形葉根:強度高,在大型機上得到廣泛應用。
    叉形葉根:加工簡單,裝配方便,強度高,適應性好。
    樅樹型葉根:葉根承載能力大,強度適應性好,拆裝方便,但加工復雜,精度要求高,主要用于載荷較大的葉片。
    汽輪機的短葉片和中長葉片通常在葉頂用圍帶連在一起,構成葉片組。長葉片剛在葉身中部用拉筋連接成組,或者成自由葉片。
    圍帶的作用:增加葉片剛性,改變葉片的自振頻率,以避開共振,從而提高了葉片的振動安全性;減小汽流產生的彎應力;可使葉片構成封閉通道,并可裝置圍帶汽封,減小葉片頂部的漏氣損失。
    拉筋:拉筋的作用是增加葉片的剛性,以改善其振動特性。但是拉筋增加了蒸汽流動損失,同時拉筋還會削弱葉片的強度,因此在滿足了葉片振動要求的情況下,應盡量避免采用拉筋,有的長葉片就設計成自由葉片。
    汽封
    轉子和靜體之間的間隙會導致漏汽,這不僅會降低機組效率,還會影響機組安全運行。為了防止蒸汽泄漏和空氣漏入,需要有密封裝置,通常稱為汽封。
    汽封按安裝位置的不同,分為通流部分汽封、隔板汽封、軸端汽封。
    軸承
    軸承是汽輪機一個重要的組成部分,分為徑向支撐軸承和推力軸承兩種類型,它們用來承受轉子的全部重力并且確定轉子在汽缸中的正確位置。
    1.多油楔軸承(三油楔、四油楔):輕載、耗功大,高速小機
    2.圓軸承:可承重載,瓦溫高
    3.橢圓軸承:可承重載
    4.可傾瓦軸承:2、4、5、6瓦塊軸承,穩定性好,承載范圍大,耗油量較大
    5.推力軸承:1)固定瓦塊式:承載能力小,用于小機組。2)可傾瓦塊式:①密切爾式:瓦塊背面線接觸;②金斯伯里式:瓦塊背面點接觸。
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