汽轮机设备制造的质量控制Word文档格式.docx
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超临界
亚临界
超高压
高压
中压
低压
常用压力MPa
34.5/30
24.1
16.67
13.24
8.83
3.43
1.27
常用温度℃
649/593
565
535
435
2.2汽轮机热经济性：
汽轮机装置的热经济性用汽轮机热耗率或热效率表示。
汽轮机热耗率是每输出单位机械功所消耗的蒸汽热量，热效率是输出机械功与所耗蒸汽热量之比。
对于整个电站，还需考虑锅炉效率和厂内用电。
因此，电站热耗率比单独汽轮机的热耗率高，电站热效率比单独汽轮机的热效率低。
提高汽轮机热经济性手段如下：
1）提高蒸汽初参数，受材料性能制约；
2）降低机组排汽压力，排汽压力主要取决凝汽器的真空度，真空度又取决于冷却水的温度和抽真空的设备（通常称为真空泵），如果采用过低的排汽压力，就需要增大冷却水流量、增大凝汽器冷却水和冷却介质的换热面、降低被使用的冷却水的温度和抽真空的设备，较长的末级叶片，但同时真空太低又会导致汽轮机汽缸（低压缸）的蒸汽流速加快，使汽轮机汽缸（低压缸）差胀加剧，危及汽轮机安全运转。
3）采用再热的手段，通过再热提高整个循环的平均吸热温度，除此之外还可以降低排汽湿度，提高机组的安全性能。
4）利用回热的办法，通过回热把原来要放给冷源的热量利用起来去加热工质，以减少工质对外界排放的热量来提高效率。
2.3启动温度状态规定
冷态启动（停机超过72小时，汽缸金属温度约低于该测点满负荷值的40%）；
温态启动（停机10至72小时，汽缸金属温度低于该测点满负荷值的40%至80%）；
热态启动（停机不到10小时，汽缸金属温度低于该测点满负荷值的80%）；
极热态启动（停机后1小时以内，汽缸金属温度接近该测点满负荷值）。
2.4各种工况规定
铭牌工况（TRL）:
汽轮发电机组能在下列条件下，在保证寿命期内任何时间都能安全连续运行，发电机输出的铭牌功率（当采用静态励磁、电动主油泵时，此功率已扣除各项所消耗的功率），此工况称为铭牌工况（TRL），此工况下的进汽量称为铭牌进汽量，此为出力保证值的验收工况。
1）额定主蒸汽参数、再热蒸汽参数及所规定的汽水品质；
2）汽轮机低压缸排汽平均背压为11.8kPa（a）；
3）补给水量为3％；
4）所规定的最终给水温度；
5）全部回热系统正常运行，但不带厂用辅助蒸汽；
6）汽动或电动给水泵满足额定给水参数；
7）发电机效率98.95％，额定功率因数0.90，额定氢压。
最大连续功率（T-MCR）：
汽轮机进汽量等于铭牌工况（TRL）进汽量，汽轮机能在下列条件下安全连续运行，此工况下发电机输出的功率称为最大连续功率（T—MCR）。
1）额定主蒸汽再热蒸汽参数及所规定的汽水品质；
2）汽轮机低压缸排汽平均背压为5.88kPa（根据机组设计情况而定）；
3）补给水量为0％；
4）规定的最终给水温度；
6）汽动或电动给水泵满足规定给水参数；
阀门全开工况（VWO）：
汽轮发电机组在调节阀全开，其他条件同T-MCR工况时，汽轮机的进汽量不小于105%的铭牌工况（TRL）进汽量，此工况称为阀门全开（VWO）工况。
热耗率验收工况（THA）：
当机组功率（当采用静态励磁、电动主油泵时，此功率已扣除各项所消耗的功率）时，除进汽量以外其他条件同T-MCR工况时称为机组的热耗率验收（THA）工况，此工况为热耗率保证值的验收工况。
2.5背压
汽轮机排汽压力，指低压缸中做完功后还有一定压力和温度的蒸汽，该压力高于大气压力。
2.6额定工作转速
频率为50Hz的机组，其转速为3000r/min；
频率为60Hz的机组，其转速为3600r/min。
2.7临界转速
转动件转子在运转中都会发生振动，转子的振幅随转速的增大而增大，到某一转速时振幅达到最大值（也就是平常所说的共振），超过这一转速后振幅随转速增大逐渐减少，且稳定于某一范围内，这一转子振幅最大的转速称为转子的临界转速。
这个转速等于转子的固有频率，当转速继续增大，接近2倍固有频率时振幅又会增大，当转速等于2倍固有频率时称为二阶（级）临界转速，依次类推有三阶、四阶……转子固有频率可以通过理论计算出来或实际测量出来。
2.8刚性转子
转子的工作转速低于其一阶临界转速的称为刚性转子。
2.9挠性转子
转子的工作转速高于其一阶转速的称为挠性转子，又称柔性转子。
2.10共振
转子在旋转时，不可避免地承受着或大或小的干扰力，当干扰力对转子的作用频率与转子固有频率接近或相同时，转子就会产生强烈振动，称为共振。
2.11静平衡
用静力来解决静不平衡的方法称为静平衡。
静平衡仅解决力不平衡的问题。
静平衡主要是用于安装在转动轴上的盘状零件。
平衡后要求轮盘在水平导轨的任何位置上都能保持平衡状态（称随遇平衡）。
2.12动平衡
解决动不平衡的方法称为动平衡。
转子实际上不是一个平面盘状的零件，除了存在静不平衡，还存在着动不平衡，即力偶不平衡。
动平衡既可以解决动不平衡，又可以解决静不平衡。
一般采取加平衡块或平衡螺塞的方法来校正平衡的。
通常动平衡是在400～500转/分的动平衡机上进行，称为低速动平衡。
高速动平衡要求在接近转子的一阶临界转速和工作转速时进行动平衡，然后进行115%-120%工作转速的超速试验。
高速动平衡一般采用影响系数法和振型法等方法来校正转子的平衡，最后在一阶临界转速和工作转速时用允许的振动速度或振动幅值来衡量其动平衡的质量。
2.13热稳定性试验
又称“热跑”，是为了考核转子在工作状态下的挠度值是否达要求。
2.14脆性转变温度
温度降低时金属材料由韧性状态变化为脆性状态的温度区域，也称韧脆转变温度。
在脆性转变温度区域以上，金属材料处于韧性状态，断裂形式主要为韧性断裂；
在脆性转变温度区域以下，材料处于脆性状态，断裂形式主要为脆性断裂。
脆性转变温度越低，说明钢材的抵抗冷脆性能越高。
其脆性转变温度会随运行时间而升高。
因此，脆性转变温度以及脆性转变温度的增量已成为构件材料性能的考核指标之一，为防止构件脆断，应选择脆性转变温度低于构件下限工作温度的材料。
2.15叶片静、动频率
指叶片在静止和运行状态（受离心力影响）时的固有振动频率。
2.16分散率
叶片的频率分散程度是以同级叶片中的最大静频率值和最小静频率值之差和两者平均值之比的百分数来表示。
同级叶片的自振频率相差越大，则运行中要使各个叶片均避开共振时所需的转速范围越大。
因此，装在叶轮上的叶片的分散程度是必须加以控制，标准规定小于8%。
2.17司太立合金
一种能耐各种类型磨损和腐蚀以及高温氧化的硬质合金。
用于末级、次末级叶片边缘防冲刷。
2.18叶片边缘硬化处理
汽轮机中次末级、末级动叶片在湿蒸汽区域工作，蒸汽中的较大水滴高速冲刷动叶片的进汽边接近顶部区段。
为保证进汽边不致被冲坏，次末级，尤其是末级进汽边接近顶部区段，必须设置防冲刷的硬质合金用于末级叶片进汽边，或采取淬硬措施。
2.19汽道喉宽
叶片之间中心位置上，后只叶片出汽边缘与前只叶片背部垂直距离。
2.20滑销系统
在汽轮机启动、运行和停机时，为了保证汽轮机各个部件正确地膨胀、收缩和定位，同时保证汽缸和转子正确对中，需要设计合理的滑销系统。
机组膨胀的绝对死点在低压缸的中心，由预埋在基础中的定位键和轴向定位键限制低压缸的中心移动，形成机组绝对死点；
高中压缸由四只“猫爪”支托，“猫爪”搭在轴承箱上，“猫爪”与轴承箱之间通过键配合，“猫爪”在键上可以自由滑动；
高中压缸与轴承箱之间、低压1号与2号缸之间在水平中分面以下都用定位中心梁连接。
汽轮机膨胀时，1号低压缸中心保持不变，它的后部通过定中心粱推动2号低压缸沿机组轴向向发电机端膨胀。
1号低压缸的前部通过定位中心梁推着中轴承箱、高中压缸、前轴承箱沿机组轴向向调速器端膨胀。
轴承箱受基架上导向键的限制，可沿轴向自由滑动，但不能横向移动。
箱侧面的压板限制了轴承箱产生的任何倾斜或抬高的倾向。
2.21盘车装置
在汽轮机没有投入工作的情况下，能驱动机组的转子起来的装置称为盘车装置。
按动力来源分，有电动盘车、液动盘车、手动盘车等。
按盘车转速的不同，可分为高速（40～70r/min）和低速（3～5r/min），多数机组都采用电动低速盘车装置。
盘车装置用于汽轮机启动冲转前和停机后。
2.22巴氏合金
具有减摩特性的锡基和铅基轴承合金，又称白合金，乌金。
主要使用于大型机械主轴的轴瓦、轴承、轴衬、轴套。
2.23汽缸
汽缸是汽轮机的外壳，其作用是将汽轮机的通流部分与大气隔开，形成封闭的汽室，保证蒸汽在汽轮机内部完成能量的转换过程，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。
汽缸的高、中压段一般采用合金钢或碳钢铸造结构，低压段可根据容量和结构要求，采用铸造结构或由简单铸件、型钢及钢板焊接的焊接结构。
高压缸有单层缸和双层缸两种形式。
单层缸多用于中低参数的汽轮机。
双层缸适用于参数相对较高的汽轮机。
分为高压内缸和高压外缸。
2.24转子
转子是由合金钢锻件整体加工出来的。
在高压转子调速器端用刚性联轴器与一根长轴连接，此节上轴上装有主油泵和超速跳闸机构。
有套装转子、整锻转子、焊接转子、组合转子。
2.25联轴器
用来连接汽轮机各个转子以及发电机转子，并将汽轮机的扭矩传给发电机。
常用的联轴器常用三种形式：
刚性联轴器，半挠性联轴器和挠性联轴器。
2.26隔板
将汽缸内部沿轴向分割成若干个汽室，并用来固定各压力级的静叶片。
按结构分，有焊接隔板、铸造隔板、反动级隔板（又称静叶环）。
2.27动叶片
动叶片安装在转子叶轮或转鼓上，接受喷嘴叶栅射出的高速气流，把蒸汽的动能转换成机械能，使转子旋转。
23.28汽封
转子和静体的间的间隙会导致漏汽，这不仅会降低机组效率，还会影响机组安全运行。
为了防止蒸汽泄漏和空气漏入，需要有密封装置，通常称为汽封。
汽封按安装位置的不同，分为通流部分汽封、隔板汽封、轴端汽封。
2.29轴承
分为径向支持轴承和推力轴承两种类型，径向支持轴承用来承担转子的质量和旋转的不平衡力，确定转子的径向位置，以保证转子的中心与汽缸中心一致，从而保证转子与汽缸、汽封、隔板等静止部分正确的径向间隙。
推力轴承承担蒸汽作用在转子上的轴向推力，并确定转子的轴向位置，以保证通流部分动静间正确的轴向间隙。
按轴瓦的形成支持轴承可分为圆筒形轴承、椭圆形轴承、多油楔轴承及可倾瓦轴承等。
2.30润滑油系统
可靠地向汽轮发电机组的各轴承（包括支持轴承和推力轴承）、盘车装置、联轴器提供合格的润滑/冷却油，向发电机的氢密封油系统提供密封油，同时还向机械式超速保护装置提供试验和复位用油。
2.31DEH
数字电液调节系统（digitalelectro-hydrauliccontrolsystem）。
2.32ETS
危急遮断保护系统（emergencytripsystem）。
具体监测的参数有汽轮机超速110%（os）、EH油压低（LP）、润滑油压低（LBO）、冷凝器真空度低（LV）、推力轴承磨损（轴向位移RP）及由用户决定的遥控遮断信号（REM）。
2.33TSI
监测仪表系统（TurbineSupervisoryInstrumentSystem）。
通过对汽机转速、胀差、膨胀、偏心、轴位移、转子绝对振动等监测，让汽机安全运行，主要是针对热工来说。
2.34危急遮断器
飞锤式和飞环式，位于转子主轴端头。
3.汽轮机制造有关的国际、国家标准、行业标准
序号
标准名称
标准号
1
300MW以上汽轮机转子体锻件技术条件
JB/T7027-2002
2
300MW及以上汽轮机低压实心转子体锻件订货技术条件
B/HJ401-2006
3
300MW及以上汽轮机高中压实心转子体锻件订货技术条件
B/HJ402-2006
4
挠性转子的机械平衡
GB/T6557-1999
5
汽轮机叶片用钢
GB8732-88
6
机械振动恒态（刚性）转子平衡品质要求
GB/T9239-2006
7
汽轮机安全监视装置技术条件
GB/T13399-92
8
25MW～200MW汽轮机转子体和主轴锻件技术条件
JB/T1265-2002
9
汽轮机、汽轮发电机转子和主轴锻件超声波探伤方法
JB/T1582-96
10
汽轮机包装技术条件
JB/T2862-92
11
汽轮机防锈技术条件
JB/T2901-92
12
汽轮机油漆技术条件
JB/T2900-92
13
汽轮机清洁度
JB/T4058-99
14
承压设备无损检测
JB/T4730-2005
15
电站阀门铸钢件技术条件
JB/T5263-2005
16
汽轮机焊接工艺评定
JB/T6315-92
17
汽轮机动叶片测频方法
JB/T6320-92
18
300MW及以上汽轮机缸体铸钢件技术条件
JB/T7024-2002
19
50～200MW汽轮发电机无中心孔转子锻件技术条件
JB/T8706-98
20
300MW以上汽轮机无中心孔转子锻件技术条件
JB/T8707-98
21
汽轮机主轴和转子锻件的热稳定性试验方法
JB/T9021-1999
22
汽轮机叶片磁粉探伤方法
JB/T9628-99
23
汽轮机承压件水压试验技术条件
JB/T9629-99
24
汽轮机铸钢件磁粉、超声波探伤及质量分级方法
JB/T9630-99
25
汽轮机主汽管和再热汽管的弯管技术条件
JB/T9632-99
4.汽轮机及辅助设备质量控制点
4.1转子精加工流程及相关质量控制要点：
粗加工后的主轴锻件毛坯理化分析复检（CA、MP）精加工主轴各圆及开档尺寸轴颈磁粉探伤热稳定性试验（低压转子无此项）主轴一次跳动检查轮毂及轮槽加工主轴两端对轮孔及平衡孔加工装配动叶片装配延伸轴（低压转子无此项）围带精车动平衡及超速试验转子二次跳动检查转入总装工段清理、防腐、包装
零部件名称：
主轴
工艺过程
检验内容
检验方式
No.
名称
项目
标准及指标
性质
方法
材料试验
30Cr1Mo1V
30Cr2Ni4MoV
CA
R
报告
MP
残余应力
低于回火温度15-20去应力，但不低于620；
540℃。
不应大于本体屈服强度下限8％。
脆性转变温度
热处理
正火
回火
调质
980-1030（1次）；
835-1010（2次），后回火
940-970调质，不低于660回火；
830-860调质，不低于570回火
无损检验
磁粉探伤JB/T8468,超声波JB/T1581（至少两次，调质前后）
热稳定性试验
JB/T9021
一次跳动及尺寸
根据图纸要求对轴向和径向跳动进行测量
W
动叶片
30
热处理后硬度
磁粉探伤
着色探伤
静频率
末级、次末级动叶片动频率
司太立合金或硬化处理部位质量
6.
型线部分及叶根加工精度检查
汽轮机叶片用钢多为以下几种材质：
1Cr13、1Cr12、2Cr13、1Cr12Mo、1Cr11MoV、1Cr12W1MoV、2Cr12MoV、2Cr12Ni1Mo1W1V、2Cr12NiMo1W1V、0Cr17Ni4Cu4Nb等，材料试验相关的化学元素分析、机械性能试验及热处理等检验项目按GB/T8732-2004标准要求执行。
磁粉探伤按JB/T9628执行，探伤前叶片表面清理、磁粉探伤方法及探伤过程由制造厂内部控制，最终形成的探伤报告需提交给监造工程师进行审核。
静频率、动频率测试人员需经过培训，操作人员必须是经过审核的具备操作资格的试验人员。
静频、动频测定需满足JB/T6320中的要求，监造工程师需对其报告进行审核。
叶片硬化处理及叶片型线部分、叶跟加工精度需按图纸要求执行，监造工程师需根据图纸对制造厂提供的报告进行审核。
转子
叶片装配检查
实测
危急遮断器
性能试验
高速动平衡及超速试验
GB/T6557-2009
H
二次跳动及尺寸
外观检查
轴颈光洁度
目测
清洁度
防锈处理
包装
叶片装配检查主要分两部分：
1）装配间隙检查：
根据每级叶片装配图纸要求，对叶片装配间隙进行检查。
2）表面清洁度检查：
a.内外表面无异物、油污等,b无焊瘤、飞溅及焊接缺陷，c.无毛刺、飞边、铁削，d.无磕碰、划痕、压痕、啃刀，e.无氧化皮、铁锈、粉尘、有害斑点，f.无夹渣、缩松现象，g.表面无凹凸、沟槽，h.无明显变形，i.无气孔、裂纹。
危机遮断器性能试验：
操作试验装置控制转速在额定转速——111％额定转速范围内，危机遮断器飞环飞出，再降速使之返回，记录飞环飞出转速及返回转速。
试验进行三次，重复记录每组试验数据。
高速动平衡及超速试验方法：
1）转子找中安装在试验台上；
2）将动平衡试验室内抽真空（一般要求500r/min以上转子真空值≤20mmHg）；
3）转子升速到400（500）r后对各设备、一起进行检查，无问题后继续升速，升速率≤300r/min；
4）当转速达到800r/min后，启动振动仪，保证升速过程中振动值≤4mm/s；
5）升速至额定转速后，持续2min，记录相应的振动值；
6）继续升速至112％额定转速（根据技术协议要求，如无特殊要求按照112％进行。
）持续2min，记录振动值（超速试验振动值仅作为信息提供，不作为性能数据值）；
7）降速至额定转速，持续2min，记录振动值；
8）降速至0，放掉真空，试验结束。
（可参考GB/T6557-2009）
4.2汽缸精加工流程：
检查毛坯余量按图划出汽缸中分面线、各开档线各孔中心线精铣中分面及加工销孔探伤检查中分面、各开档及各进汽、排汽孔加工内缸、隔板套定位凸位（凹槽）加工螺纹、沉孔及刮面合缸泵水镗管口焊接进、排汽管焊接探伤检查转总装装配全实缸铰销孔外缸上半缸焊接连通管清理、防腐、发货
高中压外缸、高压内缸
无损探伤
超声波检查
热处理记录
缺陷补焊及无损探伤检查
精加工后开档及定位尺寸
水压试验
精加工后中分面无损探伤
汽轮机用铸件一般不准使用芯撑和内冷铁，如个别部位必须使用则应征得需方同意。
热处理需按订货技术协议执行，除性能热处理外，铸件在粗加工、补焊、焊接后应进行消除应力处理，除应力处理的上限温度应比性能热处理实际回火温度至少低15℃，下限温度不应低于回火温度以下55℃。
对于原材料，监造工程师根据相关标准需对其质量证明文件进行见证，一般情况300MW～600MW汽轮机汽缸铸件化学分析及机械性能可根据JB/T7024中的要求执行，
化学分析
机械性能
磁粉探伤在最终热处理后进行，磁粉探伤应根据供需双方协定，按ZBK54004执行。
超声波探伤应在初步精整或粗加工后进行，超声波探伤应根据供需双方协定，按ZBK54010执行。
补焊后采用原来规定的探伤方法进行探伤。
所有尺寸方面的检验均需满足图纸要求，并由制造厂进行记录存档。
所有探伤检测报告及尺寸记录均需提交给监造工程师进行见证。
汽缸水压试验应按供需双方协议及图纸要求进行，制造厂应提前编制水压试验规程（主要包括不同腔室泵水顺序、试验压力、升压
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