汽轮机运行与维护技术问答(7)

2020-02-21 15:04

挠性联轴器:优点是转子振动和热膨胀不互相传递,允许两个转子中心线稍有偏差。缺点是要多装一道推力轴承,并且一定要有润滑油,直径大,成本高,检修工艺要求高。 大机组一般高低压转子之间采用刚性联轴器,低压转子与发电机转子之间采用半挠性联轴器。

84.刚性联轴器分哪两种?

刚性联轴器又分装配式和整锻式两种型式。装配式刚性联轴器是把两半联轴器分别用热套加双键的方法,套装在各自的轴端上,然后找准中心、铰孔,最后用螺栓紧固;整锻式刚性联轴器与轴整体锻出。这种联轴器的强度和刚度都比装配式高,且没有松动现象。为使转子的轴向位置作少量调整,在两半联轴器之间装有垫片,安装时按具体尺寸配制一定厚度的垫片。 85.什么是半挠性联轴器?

半挠性联轴器的结构是在两个联轴器间用半挠性波形套筒连接,并用螺栓紧固。波形套筒在扭转方向是刚性的,在弯曲方向则是挠性的。 86.挠性联轴器的结构型式是怎样的?

挠性联轴器有齿轮式和蛇形弹簧式两种型式。齿轮式挠性联轴器多用在小型汽轮机上,它的结构是两个齿轮用热套加键的方式分别装两个轴端上,并用大螺帽紧固,防止从轴上滑脱。两个齿轮的外面有一个套筒,套筒两端的内齿分别与两个齿轮啮合,从而将两个转子连接起来。套筒的两侧安置挡环限制套筒的轴向位置,挡环用螺栓固定在套筒上。 125MW机组电动调速给水泵就是采用这种挠性联轴器。 87.汽轮机的盘车装置起什么作用?

汽轮机冲动转子前或停机后,进入或积存在汽缸内的蒸汽使上缸温度比下缸温度高,从而使转子不均匀受热或冷却,产生弯曲变形。因而在冲转前和停机后,必须使转子以一定的速度连续转动,以保证其均匀受热或冷却。换句话说,冲转前和停机后盘车可以消除转子热弯曲。同时还有减小上下汽缸的温差和减少冲转力矩的功用,还可在起动前检查汽轮机动静之间是否有摩擦及润滑系统工作是否正常。

88.盘车有哪两种方式?电动盘车装置主要有哪两种型式? 小机组采用人力手动盘车,中型和大型机组都采用电动盘车。 电动盘车装置主要有两种型式。

⑴ 具有螺旋轴的电动盘车装置(大多数国产中、小型汽轮机组及125MW、300MW机组采用)。 ⑵ 具有摆动齿轮的电动盘车装置(国产50MW、100MW、200MW机组采用)。 89.具有螺旋轴的电动盘车装置的构造和工作原理是怎样的?

螺旋轴电动盘车装置由电动机、联轴器、小齿轮、大齿轮、啮合齿轮、螺旋轴、盘车齿轮、保险销、手柄等组成。啮合齿轮内表面铣有螺旋齿与螺旋轴相啮合,啮合齿轮沿螺旋轴可以左右滑动。

当需要投入盘车时,先拔出保险销,推手柄,手盘电动机联轴器直至啮合齿轮与盘车齿轮全部啮合。当手柄被推至工作位置时,行程开关接点闭合,接通盘车电源,电动机起动至全速后,带动汽轮机转子转动进行盘车。

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当汽轮机起动冲转后,转子的转速高于盘车转速时,使啮合齿轮由原来的主动轮变为被动轮,即盘车齿轮带动啮合齿轮转动,螺旋轴的轴向作用力改变方向,啮合齿轮与螺旋轴产生相对转动,并沿螺旋轴移动退出啮合位置,手柄随之反方向转动至停用位置,断开行程开关,电动机停转,基本停止工作。若需手动停止盘车,可手揿盘车电动机停按钮,电动机停转,啮合齿轮退出,盘车停止。

90.具有摆动齿轮的盘车装置的构造和工作原理是怎样的?

具有摆动齿轮的盘车装置主要由齿轮组、摆动壳、曲柄、连杆、手轮、行程开关、弹簧等组成。齿轮组通过两次减速后带动转子转动。

盘车装置脱开时,摆动壳被杠杆系统吊起,摆动齿轮与盘车齿轮分离;行程开关断路,电动机不转,手轮上的锁紧销将手轮锁在脱开位置;连杆在压缩弹簧的作用下推紧曲柄,整个装置不能运动。

投入盘车时,拔出锁紧销,逆时针转动手轮,与手轮同轴的曲柄随之转动,克服压缩弹簧的推力,带动连杆向右下方运动;拉杆同时下降,使摆动壳和摆动轮向下摆动,当摆动轮与盘车齿轮进入啮合状态时,行程开关闭合,接通电动机电源,齿轮组即开始转动。由于转子尚处于静止状态,摆动齿轮带着摆动壳继续顺时针摆动,直到被顶杆顶住。此时摆动壳处于中间位置,摆动轮与盘车齿轮完全啮合并开始传递力矩,使转子转动起来。

盘车装置自动脱开过程如下:冲动转子以后,盘车齿轮的转速突然升高,而摆动齿轮由主动轮变为被动轮,被迅速推向右方并带着摆动壳逆时针摆动,推动拉杆上升。当拉杆上端点超过平衡位置时,连杆在压缩弹簧的推动下推着曲柄逆时针旋转,顺势将摆动壳拉起,直到手轮转过预定的角度,锁紧销自动落入锁孔将手轮锁住。此时行程开关动作,切断电动机电源,各齿轮均停止转动,盘车装置又恢复到投用前脱开状态。操作盘车停止按钮,切断电源,也可使盘车装置退出工作。 91.主轴承的作用是什么?

轴承是汽轮机的一个重要组成部件,主轴承也叫径向轴承。它的作用是承受转子的全部重量以及由于转子质量不平衡引起的离心力,确定转子在汽缸中的正确径向位置。由于每个轴承都要承受较高的载荷,而且轴颈转速很高,所以汽轮机的轴承都采用液体摩擦为理论基础的轴瓦式滑动轴承,借助于有一定压力的润滑油在轴颈与轴瓦之间形成油膜,建立液体摩擦,使汽轮机安全稳定地运行。

92.轴承的润滑油膜是怎样形成的?

轴瓦的孔径较轴颈稍大些,静止时,轴颈位于轴瓦下部直接与轴瓦内表面接触,在轴瓦与轴颈之间形成了楔形间隙。

当转子开始转动时,轴颈与轴瓦之间会出现直接摩擦。但是,随着轴颈的转动,润滑油由于粘性而附着在轴的表面上,被带入轴颈与轴瓦之间的楔形间隙中。随着转速的升高,被带入的油量增多,由于楔形间隙中油流的出口面积不断减小,所以油压不断升高,当这个压力增大到足以平衡转子对轴瓦的全部作用力时,轴颈被油膜托起,悬浮在油膜上转动,从而避免了金属直接摩擦,建立了液体摩擦。 93.汽轮机主轴承主要有哪几种结构型式?

⑴ 圆筒瓦支持轴承。⑵ 椭圆瓦支持轴承。⑶ 三油楔支持轴承。⑷ 可倾瓦支持轴承。 94.固定式圆筒形支持轴承的结构是怎样的?

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固定式圆筒形支持轴承用在容量为50~100MW的汽轮机上。轴瓦外形为圆筒形,由上下两半组成,用螺栓连接。下瓦支持在三块垫铁上,垫铁下衬有垫片,调整垫片的厚度可以改变轴瓦在轴承洼窝内的中心位置。上轴瓦顶部垫铁的垫片可以用来调整轴瓦与轴承上盖间的紧力。润滑油从轴瓦侧下方垫铁中心孔引入,经过下轴瓦体内的油路,自水平结合面的进油孔进入轴瓦。由于轴的旋转,使油先经过轴瓦顶部间隙,再经过轴颈和下瓦间的楔形间隙,然后从轴瓦两端泄出,由轴承座油室返回油箱。在轴瓦进油口处有节流孔板来调整进油量大小。轴瓦的两侧装有防止油甩出来的油挡。轴瓦水平结合面处的锁饼用来防止轴瓦转动。 轴瓦一般用优质铸铁铸造,在轴瓦内部车出燕尾槽,并浇铸锡基轴承合金(即巴氏合金),也称乌金。

95.什么是自位式轴承?

圆筒形支持轴承和椭圆形支持轴承按支持方式都可分为固定式和自位式(又称球面式)两种。 自位式与固定式不同的只是轴承体外形呈球面形状。当转子中心变化引起轴颈倾斜时,轴承可以随轴颈转动自动调位,使轴颈和轴瓦之间的间隙在整个轴瓦长度内保持不变。但是这种轴承的加工和调整较为麻烦。

96.椭圆形轴承与圆筒形轴承有什么区别?

椭圆形支持轴承的结构与圆筒形支持轴承基本相同,只是轴承侧边间隙加大了,通常侧边间隙是顶部间隙的2倍。轴瓦曲率半径增大。

使轴颈在轴瓦内的绝对偏心距增大,轴承的稳定性增加。同时轴瓦上、下部都可以形成油楔(因此又有双油楔轴承之称)。由于上油楔的油膜力向下作用,使轴承运行的稳定性好,这种轴承在大、中容量汽轮机组中得到广泛运用。 97.什么是三油楔轴承?

在大容量机组中,如国产125MW、200MW、300MW机组都采用三油楔轴承。

三油楔支持轴承的轴瓦上有三个长度不等的油楔,从理论上分析,三个油楔建立的油膜其作用力从三个方向拐向轴颈中心,可使轴颈稳定地运转。但这种轴承上、下轴瓦的结合面与水平面倾斜角为35度。给检修与安装带来不便。

从有的机组三油楔支持轴承发生油膜振荡的现象来看,这种轴承的承载能力并不很大,稳定性也并不十分理想。

98.什么是可倾瓦支持轴承?

可倾瓦支持轴承通常由3~5个或更多个能在支点上自由倾斜的弧形瓦块组成,所以又叫活支多瓦形支持轴承,也叫摆动轴瓦式轴承。由于其瓦块能随着转速、载荷及轴承温度的不同而自由摆动,在轴颈周围形成多油楔。且各个油膜压力总是指向中心,具有较高的稳定性。 另外,可倾瓦支持轴承还具有支承柔性大、吸收振动能量好、承载能力大、耗功小和适应正反方向转动等特点。但可倾瓦结构复杂、安装、检修较为困难,成本较高。 99. 几种不同型式的支持轴承各适应于哪些类型的转子?

圆筒形支持轴承主要适用于低速重载转子;三油楔支持轴承、椭圆形支持轴承分别适用较高转速的轻中和中、重载转子;可倾瓦支持轴承则适用于高转速轻载和重载转子。 100.推力轴承的作用是什么?

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推力轴承的作用是承受转子在运行中的轴向推力,确定和保持汽轮机转子和汽缸之间的轴向相互位置。

101.推力轴承有哪些种类?主要构造是怎样的?

推力轴承可以设置为单独式,也可以和支持轴承合并为一体,称为联合式(推力支持联合轴承)。按结构形状分多颚式和扇形瓦片式,现在普遍采用的为扇形瓦片式。主要构造由工作瓦片、非工作瓦片、调整垫片、安装环等组成。推力盘的两侧分别安装十至十二片工作瓦片和非工作瓦片。各瓦片都安装在安装环上,工作瓦片承受转子正向轴向推力,非工作瓦片承受转子的反向轴向推力。 102.什么叫推力间隙?

推力盘在工作瓦片和非工作瓦片之间的移动距离叫推力间隙,一般不大于0.4mm。瓦片上的乌金厚度一般为1.5mm,其值小于汽轮机通流部分动静之间的最小间隙,以保证即使在乌金熔化的事故情况下,汽轮机动静部分也不会相互摩擦。 103.汽轮机推力轴承的工作过程是怎样的?

安装在主轴上的推力盘两侧工作面和非工作面各有若干块推力瓦块,瓦块背面有一销钉孔,靠此孔将瓦块安置在安装环的销钉上,瓦块可以围绕销钉略为转动。

瓦块上的销钉孔设在偏离中心7.54mm处,因此瓦块的工作面和推力盘之间就构成了楔形间隙。当推力盘转动时油在楔形间隙中受到挤压,压力提高,因而这层油膜上具有承受转子轴向推力的能力。安装环安置在球面座上,油经过节流孔送入推力轴承进油室,分为两路经推力轴承球面座上的进油孔进入主轴周围的环形油室,并在瓦块之间径向流过。在瓦块与瓦块之间留有宽敞的空间,便于油在瓦块中循环。

推力轴承球面座上装有回油挡油环,油环围在推力盘外圆形成环形回油室。在工作面和非工作面回油挡环的顶部各设两个回油孔,而且还可以用针形阀来调节回油量。

在推力瓦块安装环与推力盘之间也装有挡油环,该挡油环包围住推力瓦块,形成推力轴承的环形进油室.

三、 汽轮机的调节与保护

1.汽轮机油系统的作用是什么?

⑴ 向机组各轴承供油,以便润滑和冷却轴承。

⑵ 供给调节系统和保护装置稳定充足的压力油,使它们正常工作。 ⑶ 供应各传动机构润滑用油。

根据汽轮机油系统的作用,一般将油系统分为润滑油系统和调节(保护)油系统两个部分。 2.为什么要将抗燃油作为汽轮发电机组油系统的介质?它有什么特点?

随着机组功率和蒸汽参数的不断提高,调节系统的调节汽门提升力越来越大,提高油动机的油压是解决调节汽门提升力增大的一个途径。但油压的提高、容易造成油的泄漏,普通汽轮机油的燃点低,容易造成火灾。抗燃油的自燃点较高,即使它落在炽热高温蒸汽管道表面也不会燃烧起来,抗燃油还具有火焰不能维持及传播的可能性。从而大大减小了火灾对电厂威胁。

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抗燃油的最大特点是它的抗燃性,但也有它的缺点,如有一定的毒性,价格昂贵,粘温特性差(即温度对粘性的影响大)。所以一般将调节系统与润滑系统分成两个独立的系统。调节系统用高压抗燃油,润滑系统用普通汽轮机油。

3.主油箱的容量是根据什么决定的?什么是汽轮机油的循环倍率?

汽轮机主油箱的贮油量决定于油系统的大小,应满足润滑及调节系统的用油量。机组越大,调节、润滑系统用油量越多。油箱的容量也越大。

汽轮机油的循环倍率等于每小时主油泵的出油量与油箱总油量之比,一般应小于12。如循环倍率过大,汽轮机油在油箱内停留时间少,空气、水分来不及分离,致使油质迅速恶化,缩短油的使用寿命。

4.汽轮机的润滑油压是根据什么来确定

汽轮机润滑油压根据转子的重量、转速、轴瓦的构造及润滑油的粘度等,在设计时计算出来,以保证轴颈与轴瓦之间能形成良好的油膜,并有足够的油量来冷却,因此汽轮机润滑油压一般取0.12~0.15MPa。

润滑油压过高可能造成油挡漏油,轴承振动。油压过低使油膜建立不良,甚至发生断油损坏轴瓦。

5.汽轮机油箱为什么要装排油烟风机?

油箱装设排油烟风机的作用是排除油箱中的气体和水蒸气。这样一方面使水蒸气不在油箱中凝结;另一方面使油箱中压力不高于大气压力,使轴承回油顺利地流入油箱。

反之,如果油箱密闭,那么大量气体和水蒸气积在油箱中产生正压,会影响轴承的回油,同时易使油箱油中积水。

排油烟风机还有排除有害气体使油质不易劣化的作用。 6.油箱底部为什么要安装放水管?

汽轮机运行中,由于轴封漏汽大、水冷发电机转子进水法兰漏水过多等原因,使汽轮机油中带水。这些带有水分的油回到油箱后,因为水的比重大,水与油分离后沉积在油箱底部。及时排除这些水可避免已经分离出来的水再与油混合使油质劣化。所以油箱底部都装有放水管。

7.汽轮机油油质劣化有什么危害?

汽轮机油质量的好坏与汽轮机能否正常运行关系密切。油质变坏使润滑油的性能和油膜力发生变化,造成各润滑部分不能很好润滑,结果使轴瓦乌金熔化损坏;还会使调节系统部件被腐蚀、生锈卡涩,导致调节系统和保护装置动作失灵的严重后果。所以必须重视对汽轮机油质量的监督。

8.什么是汽轮机油的粘度?粘度指标是多少?

粘度是判断汽轮机油稠和稀的标准。粘度大,油就稠,不容易流动;粘度小,油就稀、薄容易流动。粘度以恩氏度作为测定单位,常用的汽轮机油粘度为恩氏度2.9~4.3。粘度对于轴承润滑性能影响很大,粘度过大轴承容易发热,过小会使油膜破坏。油质恶化时,油的粘度会增大。

9.为什么汽轮机轴承盖上必须装设通气孔、通气管?

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