汽轮机讲课(4)

2019-04-09 20:00

高、中压平衡活塞汽封和端部内汽封的布置示于图15。

调阀端和电机端端部内汽封体均制成两半,在水平中分面处用双头螺栓联结。汽封体支承在外缸水平中分面处,并由底部的定位销来导向。这种布置允许汽封体随温度变化而自由膨胀或收缩,并保持相对汽轮机轴线的正确位置。

高压进汽侧、中压进汽侧以及高压排汽侧平衡活塞体均制成两半,并用与内汽封体相同的方法支承在内缸上。

平衡活塞体和内汽封两者的汽封环是相似的。汽封环制成带有“T”形根部的8个弧段,可装入平衡活塞体和内汽封体中相应的槽内。这些汽封环用止动销防止旋转,止动销在上半汽封环接近水平中分面弧段的狭槽中穿过。在拆卸时吊起上半平衡活塞体以及内汽封体时,这些销子同样可防止上半汽封环弧段脱落出来。

每个汽封环均由 4 个用螺钉固定在弧段上的带状弹簧压住。螺钉头下留有足够的间隙以允许弹簧移动。装配时冲铆每个螺钉以防松脱。

在每个汽封弧段上均开有供压槽,以使曲径汽封环依靠外侧大于内侧的蒸汽作用力而径向就位。装汽封环弧段时,应使这些槽放在汽流进入汽封环的一侧。每环各弧段在各接合面处应作好标记,以便在拆下各环后,能将这些弧段按它们原先的相应位置重新装配。

汽封片和转子上的台阶形汽封槽,形成高低交错排列的很小的运行间隙,以防止汽流直线通过汽封缝隙。 高中压、低压端部外汽封 高中压端部外汽封

图16 所示的端部汽封系由许多汽封片组成的曲径迷宫式汽封,它可减少漏汽。漏汽从“Y”腔室通过汽封壳体上半的两个接口(截面“E-E”)通至汽封冷却器。冷却器在“Y”腔室中维持低真空,以防止蒸汽通过该腔室泄漏到汽轮机机房。

密封汽通过汽封壳体下半两个接口(截面“D-D”)被送到腔室“X”。利用汽封系统阀门站可自动保持该腔室在各种运行工况下的压力均为一定值。

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汽封环(9)和(18)均为同一型式。内汽封环(9)制成8 个弧段,而外汽封环(18)则制成4 个弧段。每个环均带有T 形根,可装入汽封壳体中相应槽内。这些汽封环用止动销(8)或(19)来防止旋转。止动销装在两个上半汽封环弧段水平中分面处所铣出的槽内。每个弧段均由螺钉(11)或(16)固定的带状弹簧(10)或(17)压紧。在螺钉头下留有足够间隙,以允许弹簧移动。装配时冲铆汽封环,以锁住环上的螺钉。

各弧段每一接合面处均打有标记,以资鉴别。在汽封环拆下后重新装配时,按这些弧段原先的相应位置重新装配。

在汽封环(9)的每一弧段上均开有供压槽,以使汽封环能依靠外侧大于内侧的蒸汽作用力而径向就位。装汽封时应使这些槽如图16 中F-F 视图所示那样在汽流进入汽封环的一侧。

汽封齿和转子上的台阶形汽封槽形成很小的高低交叉排列的运行间隙,以防止汽流直线通过汽封缝隙。

在装配汽封壳体时利用 4 个键(7)来定位。这些键装在汽封体上的键槽内并用定位销固定在汽轮机汽缸上。这些键可允许汽封壳体径向膨胀,以保持汽封片和汽轮机转子的相对位置。 低压端部外汽封

由于低压缸和低压轴承座分开布置,低压端部外汽封体的一侧用法兰固定在轴承座上,另一侧通过一个波形膨胀节安装在低压外缸上。这种结构可以适应空冷机组背压变化幅度大的要求。同时汽封体与蒸汽接管也采用膨胀节连接,提高安全可靠性。

图 17 所示的端部外汽封系由许多汽封片组成的曲径迷宫式汽封,它可减少漏汽。漏汽从“Y”腔室通过汽封壳体下半的接口(截面“C-C”)被通至汽封冷却器。冷却器在“Y”腔室中维持低真空,以防止蒸汽通过此腔室泄漏到汽轮机机房。

密封汽通过汽封壳体下半一个接口被送到腔室“X”。利用汽封系统阀门站可自动保持该腔室在各种运行工况之下的压力均为一定值。

各汽封环均为同一型式。每个环均带有可装入汽封壳体内相应的槽中的 T 形根。这些汽封环用止动销来防止旋转,止动销装在两个上半汽封环弧段

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水平中分面处所铣出的槽内。每个汽封环均由用螺钉固定在弧段上的4 只带状弹簧压紧。在螺钉头下留有足够间隙,以允许弹簧移动。装配时利用冲铆来锁住固定螺钉。

在各弧段接合面处用数字编号,以资鉴别。在汽封环拆下后重新装配时,按这些弧段原先的相应位置重新装配。

在每个汽封环的各弧段上均有供压槽,以使汽封环能依靠外侧大于内侧的蒸汽作用力而径向就位。汽封环装入时这些槽应如“汽封环放大视图”中所示那样在汽流进入汽封环的一侧。外侧汽封环的弧段不需要供压槽。

汽封固定在中轴承座和后轴承座下部后,通过波形管与低压外缸相连。

前轴承座

前轴承座位于机组高压缸的前端,为一钢板焊接的长方箱形结构,内装有高压缸前轴承(1 号轴承),它支承高压转子,在转子的接长轴上装有推力轴承、主油泵及危急遮断器。前轴承座还装有转子位移、汽缸膨胀、转速、振动及偏心监视等传感器。此外,尚装有危急遮断系统的薄膜阀、控制与试验装置等。在前轴承座的两侧面还装有调节系统的许多部件,如安全综合装置、隔膜阀、空气引导阀等。通过这些部件,将危急遮断系统的信号传递至各阀门操作机构,这部分的详细说明见数字电液控制系统说明。前轴承座有内部油管路系统,向安装于前轴承座内、外的部件供油。轴承座的左侧设有回油观察腔,以监视轴承回油。前轴承座的电机端两侧有两凸台,用于支承高压缸猫爪,猫爪搁置于凸台的支承键上。每键有一螺栓,螺栓穿过猫爪孔,阻止了汽缸猫爪从凸台抬起的可能,螺栓与孔、螺母与猫爪平面间均留有足够的间隙,允许其自由热胀。此外,键上设专门油嘴和油槽,以保证猫爪的自由滑动,见图5。

高压汽缸与前轴承座之对中连接借助于定中心梁,梁刚性地传递轴向热膨胀,高压缸借助于定中心梁推动前轴承座一起沿轴向移动。前轴承座与基础台板间配有轴向键,当前轴承座沿轴向滑动时,可以保证轴向中心线不变。前轴承座底部两侧之压板,限制了轴承座的抬起,压板与轴承座间留有足 够的间隙,以保证自由滑动。此外,基础台板上装有专用油嘴和油槽,供配合面润滑用。

如图 39 为前轴承座装配图。 盘车装置

图 40、图41 所示为转子盘车装置,在汽轮机启动、停机时或停机后作转子低速盘车用,以便将由于汽轮机部件不均匀冷却所引起的转子挠曲减到

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最低限度。它的使用将随汽轮机大小、型式以及当地的运行条件而变化。通常推荐在停机期间连续使用盘车装置。如果准备作长期停机。那么盘车装置应运行足够长的时间,以防止转子在停转之前出现挠曲。如果由于各种原因在汽轮机冷却过程中盘车装置停转,则应按说明书中有关“运行”资料所指出的条件及限定时间之内尽快恢复正常运行。对每次启动来说,在汽轮机用蒸汽冲转之前,盘车装置应作短时间运行。对任何一台特定的机组来说,其最佳盘车程序仅通过实际运行经验和靠近各轴封处的精确的指示器所显示的转子挠度来确定。装在轴承座上的盘车装置马达(12)通过各大小齿轮与小齿轮(6)啮合,从而使它能以2.51r/min 的速度来转动转子。盘车装置的主要零件是马达(12),用来减速的大小齿轮传动系统以及使小齿轮(6) 与盘车大齿轮相啮合和退出所必需的连杆机构和操纵杆(14)。参阅图 42“传动齿轮轮系展开图”,马达轴带动主动链轮(30)旋转,通过“HY-VD” 链条(33)、从动链条(61)、蜗杆(57)、蜗轮(18)、蜗轮轴小齿轮(17)以及惰轮(21)来转动减速齿轮(4),减速齿轮则用键与主齿轮轴(2)相连接,主齿轮轴(2)跟减速小齿轮(6)相啮合,而减速小齿轮又与盘车大齿轮啮合。小齿轮轴和齿轮的衬套均为含聚氟乙稀的多孔性青铜,它不需要润滑。蜗杆衬套和蜗杆上的推力面用主轴承系统供压力油来润滑。蜗杆和蜗轮始终在油槽的油位下啮合。小齿轮可在齿轮轴上转动,齿轮轴装在二块杠杆板上,而杠杆板又以齿轮轴为支轴转动。这些杠杆板的内端用适当的连杆机构与操纵杆相连接。因此,将操纵杆移到“投入”(IN)位置时,小齿轮即与盘车大齿轮啮合。将杆移到“退出”(OUT)位置时,小齿轮即退出啮合。由于旋转的方向以及小齿轮相对杠杆板转动点位置的缘故,因此只要小齿轮在盘车大齿轮上施加转动力矩,其转矩总会使它保持啮合状态。两只 挡块限止了齿轮啮入的深度。当汽轮机转子的转速增加到足以驱动盘车装置时。大齿轮轮齿所施加的转矩能使盘车机构脱开。 盘车装置的操作过程如下: (1)在汽轮机停机时

将控制开关转到盘车装置自动位置,以开始自动顺序。此后,通常将控制开关停在这个位置上。在控制开关处于“自动”位置并当转子转速降到大约 600r/min 时,自动顺序电路将起作用,从而对盘车装置提供充足的润滑油。在转子停转时,“零转速指示器”中所示的压力开关将闭合,接通供气阀电源并向气动啮合缸提供压缩空气。随着啮合用压缩空气通入,气动啮合缸将使盘车装置操纵杆移动,直到小齿轮和盘车大齿轮啮合为止。到位后,相应的行程开关动作,启动盘车装置马达,转子将在盘车转速下旋转,而零转速指示器的压力开关断开而关掉啮合用压缩空气。此时,机组进入持续的盘车运行。如小齿轮与盘车大齿轮接触而无法啮合,那么它将转过一定角度而啮合。

(2)在汽轮机启动时

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随着汽轮机升速超过盘车转速时,小齿轮将自动脱开。当操纵杆移向脱开位置时,将关闭开关并提供脱开用压缩空气以保证完全脱开。当操纵杆到达完全脱开位置时,限位开关将关掉盘车装置马达和脱开用压缩空气。在速度升到大约600 r/min 之后,自动顺序将不起作用,使盘车装置停止运行,并停掉盘车装置润滑油,结束整个盘车运行。“控制电路”能在任何运行方式之中做到从“自动”到“手动”的切换。 汽轮机的支托和定位

本机组为单轴、双缸结构,一高中压缸及一双流低压缸轴向串联布置。一高中压转子,一低压转子及发电机转子刚性地连接成轴系。各转子分别支承在两径向轴承上,轴承座为落地结构,其中前轴承座装有推力轴承,作为转子部分的膨胀“死点”。在低压外缸前后两端及中、后轴承座的前后两端之中心线上分别有1 块横向定位板,引导低压外缸和轴承座作轴向膨胀而使中心保持不变;在左右两侧各有1 块轴向定位板,引导低压外缸和轴承座的横向膨胀。因此,轴向和横向定位板中心线的交点便构成了静子部分的“死点”。横向、轴向定位板均固定于基础中,在轴承座之凸耳上装有角形垫块。安装时可按实际位置进行修正,以保证有适当的膨胀间隙。图43 所示为机组的 转子部分与静子部分的热胀走向。 静子部件的支托和定位

高中压外缸是由4 只“猫爪”支托的,这4 只“猫爪”与下半汽缸一起整体铸出,位于下半水平法兰的上部,因而使支承面尽可能地靠近水平中心线。调阀端猫爪搁在前轴承座两侧的凸台上,凸台和“猫爪”之间有支承键。电机端“猫爪”以同样方法搁在中轴承座上。每个“猫爪”与轴承座之间均有双头螺栓连接,以阻止汽缸的抬起。螺栓平面与猫爪及螺栓与螺孔之间有适当的间隙,使汽缸能自由地膨胀(见图5)。在高中压外缸下半两端的中部,均有H 型定中心梁分别与前轴承座、中轴承座相连,用螺栓和定位销把两者牢牢地固定在一起。保证了前轴承座、高中压缸、中轴承座的中心不变。 低压缸由与外缸下半一体的并向外伸出的连续支脚(“裙边”)支托。支脚在台板上,台板在基础中。支脚与台板之间的位置靠4 个定位板来定位。定位板的位置如下:

两端两个轴向定位板分别位于轴向中心线上,牢牢地固定住汽缸的横向位置,但允许作轴向自由膨胀。两侧两个横向定位板,牢牢地固定住汽缸的轴向位置,但允许横向自由膨胀,见图44。因此,距离低压缸排汽中心线600mm 并朝向调阀端的一点为低压缸的“死点”。中、后轴承座也分别有四个定位板,构成各自的“死点”,汽缸和轴承可以在基础台板顶面的水平面内以死点为中心沿任何方向作自由膨胀。中、后轴承座不但装有其自身的轴承,中轴承座同时还装有高中压的#2 轴承。通过上述的汽轮机静子部件的支托和定位,保证了汽轮机静子部件在膨胀时轴向中心不变。 转子部件的支托和定位

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