汽轮机本体讲解.docx

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汽轮机本体讲解

第二部分:

汽轮机本体部分

72.汽机本体是由哪几部分组成的?

答:

汽轮机本体由三个主要部分组成:

1）转动部分:

由主轴、叶轮、动叶栅、联轴器及其它装在轴上的零件组成;

2）固定部分:

由汽缸、喷嘴隔板、隔板套、汽封、静叶片、滑销系统、轴承和支座等组成;

3）控制部分:

由自动主汽门、调速汽门、调节装置、保护装置和油系统等组成。

73.大型汽轮机高压缸为什么采用双层缸结构?

答:

大型汽轮机高压缸采用双层缸结构的原因有两个:

1）在大型汽轮机中,由于进汽压力很高,高中压汽缸内外压力差也随之增大。

采用双层缸后,高压汽缸内外压力差就可以由内层汽缸和外层汽缸来分担,这样可使内外法兰厚度减小,有利于机组的运行。

2）外层汽缸不致和高温蒸汽接触,从而可降低热应力,这样外层汽缸可以采用较低级的钢材来做,节省优质耐热合金钢材。

74.汽轮机的轴封起什么作用?

有几种形式?

答:

汽轮机转子是转动的,汽缸是静止的,为了防止高压缸的蒸汽大量顺轴向漏出,低压缸真空部分大量空气顺轴向漏入,因此在汽缸前后两端要装置高、低压轴封。

轴封有三种形式:

即汽封、水封、和炭精轴封。

75.何谓盘车?

有什么作用?

答:

在汽轮机启动前或停机后,使转子低速转动的装置称为盘车。

盘车的作用:

1）防止汽轮机转子受热不均产生热弯曲;在启动冲动前一般要向轴封送汽,这些蒸汽进入汽缸后大部分留在汽缸上部,会造成汽缸上、下温差,停机后汽缸上部、下部之间也会存在温差,此时若转子静止不动就会产生弯曲变形,因此必须盘动转子以防止大轴弯曲。

2）启动前进行盘车以检查汽轮机是否具备运行条件;例如:

是否存在动静部分磨擦及主轴弯曲变形,是否超过规定值等。

3）冲动转子时减少惯性力;

76.汽轮机联轴器有什么作用?

有几种类型?

答:

汽轮机联轴器的作用是:

连接汽轮机的各段转子及发电机转子,传递转距。

联轴器的形式:

按其特性可分为刚性、半挠性和挠性三种。

77.汽轮机为什么会产生轴向推力?

运行是是怎样变化的?

答:

汽轮机轴向推力主要由以下几部分组成:

1）汽流作用在动叶片上的轴向分力。

2）由于汽轮机叶片带有一定的反动度,因此它的每级叶片前后都存在压差,这个压差作用在轮盘上就产生顺着汽流方向的轴向力。

3）作用在转子台阶上的轴向力。

以上几种力组成了汽轮机总的轴向推力。

轴向推力的大小与蒸汽流量的大小成正比,也就是负荷最大时轴向推力最大。

78.轴向推力过大有什么危害?

答:

轴向发生位移说明汽轮机的动静部分相对位置发生变化,如果轴向位移的数值接近或超过汽轮机动静部分的最小间隙,将会发生动静部分磨擦,使汽轮机严重损坏。

79.引起转子轴向位移增大有哪些原因?

答:

轴向位移过大主要有以下几种原因:

1）主机负荷变化过大（例如突然甩负荷或加负荷过快）。

2）汽温急剧下降或发生水冲击。

3）汽轮机过负荷运行。

4）推力轴承工作失常。

5）叶片结垢严重。

6）真空恶化、汽压下降等。

7）发电机转子轴向窜动。

80.胀差什么情况下会出现负值?

答:

一般情况下,转子的热膨胀值大于汽缸的膨胀值,但在汽轮机减负荷过快或突然甩负荷、汽轮机水冲击时转子收缩比汽缸快,胀差可能会出现负值;汽轮机热态启动时,如果蒸汽温度低于汽缸和转子温度,使转子收缩比汽缸快,也会出现负值;当低压缸排汽量不变而真空下降,排汽温度上升时,低压胀差也会出现负值。

81.什么是汽轮机临界转速?

答:

汽轮机转子的中心不可能完全和轴中心符合,因此在轴旋转时就产生离心力,而引起转子的强迫振动;又因此汽轮机转子是弹性体,具有一定的自由振动频率,当转子旋转的强迫振动频率与转子的自由振动频率相同或成整数倍时,就产生共振,这时的转速就称为汽轮机的临界转速。

82.汽轮发电机转子在临界转速下产生共振的原因是什么?

答:

在临界转速下产生共振的原因是:

由于材料内部质量不均匀,加之制造和安装的误差使转子的重心和它的旋转中心产生偏差。

即转子产生质量偏心,转子旋转时产生离心力。

这个离心力使转子作强迫振动。

在临界转速下,这个离心力的频率等于或几倍于转子的自振频率,因此发生共振。

83.什么是硬轴?

什么是软轴?

答:

汽轮机的转子临界转速在工作转速以上的称为硬轴,也称为刚性轴;转子的临界转数在工作转速以下的称为软轴。

84.什么是汽轮机的速度级?

答:

冲动式汽轮机中的第一个叶轮带有两列动叶片,该级叶轮称为速度级叶轮。

速度级一般效率不高但焓降大,它可以使整个机组的级数减少,运行稳定。

85.对自动主汽门有哪些要求?

答:

自动主汽门应动作迅速,关闭严密,从汽轮机保护装置动作到自动主汽门全关的时间应不大于0.5~0.8秒。

自动主汽门关闭后,汽轮机转速应能降低到1000r/min以下。

86.试述汽轮机喷嘴、隔板的作用?

答:

喷嘴是装设在汽轮机第一级叶片前的能量转换部件,分成若干组,每组由一个调速汽门来控制,由调速汽门来的蒸汽经过喷嘴后,将蒸汽的热能转变成动能,以一定的速度和方向,进入动叶内,故蒸汽在喷嘴中是有焓降的。

隔板是装设在冲动式汽轮机第二级后的各级导汽设备,其上安装有静叶,主要是将热能转变成动能。

工作叶片的主要作用是将动能转变为旋转的机械能。

87.简述汽轮机滑销系统的作用及种类?

答:

汽轮机组在受热膨胀时是以死点为中心向四周膨胀,滑销系统的作用就是保证机组在受热膨胀时不受阻碍,同时在产生一定膨胀的条件下保证机组的中心位置不变。

滑销系统的种类有纵销、立销、横销、斜销、角销、猫爪横销等。

纵销:

在汽轮机前台板和前轴承座之间及后台板与后轴承座间有纵销,它们布置的方向与汽轮机的纵向中心线一致。

纵销的作用是只允许汽缸沿纵向膨胀,而不允许汽缸做横向膨胀。

立销:

其作用是允许机组上下膨胀,不致产生扭转变形。

横销:

在后汽缸的两侧与后台板之间有横销。

它的作用是允许汽缸沿横向膨胀。

斜销的作用是:

保证纵向、横向的综合移动。

猫爪横销作用是:

保证汽缸在横向的定向自由膨胀,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,以保持转子与汽缸的轴向相对位置。

死点:

纵销的中心线与横销的中心线的交点为汽缸的死点。

在死点处汽缸既不能横向移动也不能纵向移动。

88.多级冲动式汽轮机的轴向推力有几种平衡方法?

答:

1）开设平衡孔以均衡叶轮前后压差。

2）采用相反的蒸汽流动布置,抵消轴向推力。

3）采用平衡活塞,即适当加大高压端前轴封第一段轴封套直径,以在其端面上产生与轴向推力相反的推力,平衡轴向推力。

89.测量汽轮机振动有几个方向?

哪个方向最大?

为什么?

答:

测量汽轮机振动方向分垂直、水平和轴向三种,一般造成汽轮机的振动原因较多,但在运行中集中反应是轴的中心不正或油质劣化使油膜不正常,促使汽轮机运行不平衡产生振动,所以绝大多数是垂直方向振动比较明显。

但在实际测量三个方向的振动时水平振动也比较大。

90.怎样维护、监视轴向位移指示器的正常运行?

答:

高压汽轮机都装有轴向位移保护装置,机组运行中轴向位移突然增大到极限数值,轴向位移保护将发生动作,关闭自动主汽门和调速汽门。

为了保证轴向位移保护装置工作的可靠性,在汽轮机启动前应对其进行试验。

在机组运行中,轴向位移保护装置应投入正常工作,决不可将保护装置任意断开。

轴向位移指示器在汽轮机启动前调整好后,运行中不应再调整和变动,以防止表计指示不准,使转子的轴向位移无法监视,甚至保护失灵。

轴向位移表指示小于推力轴承间隙时,表示转子的推力盘离开了推力瓦工作面。

轴向位移表指示为负值,说明推力轴承受反向推力,此力过大推力瓦非工作面的钨金也有可能被磨损。

91.轴向位移的零位如何确定?

答:

在冷态时,轴向位移的零点是将转子的推力盘向非工作瓦块推足时,定为零位,胀差的零位则将转子推力盘向工作面瓦块推足时定为零位。

在冷态起动前,胀差的指示只能为零或负值,轴向位移的指示只能是正值或零。

92.汽轮机振动有哪些原因?

答:

汽轮机振动原因一般有以下几种原因:

1）油温过高或过低。

2）水冲击。

3）滑销系统卡涩,机组膨胀不均。

4）叶片断裂或叶轮损伤。

5）大轴弯曲。

6）轴封损坏。

7）汽轮机某些部件松动、变形。

8）汽轮机通流部分、轴封内部发生磨擦,隔板、轴封、挡油环与轴发生磨擦。

9）汽轮发电机组中心不对称。

10）油膜不稳定。

11）轴中心不正或汽轮机不平衡。

12）检修时汽轮机、发电机及励磁机的旋转部分与固定部分之间掉入杂物。

13）联轴器螺栓松动。

14）轴承座与台板间的接触面不合要求、螺丝发生松动等。

93.汽轮机为什么要装去湿装置?

答:

凝汽式汽轮机的最末几级,工作蒸汽是湿蒸汽。

从隔板上分离出来的水滴容易在高速蒸汽带动下冲击在动叶片的入口边缘,造成水蚀。

为了防止水蚀损坏动叶片,所以在末级隔板上用开疏水孔的方法防止水蚀。

94.汽轮机喷嘴的作用是什么?

答:

汽轮机的喷嘴是汽轮机的主要部件之一。

其作用是把蒸汽的热能转变成动能,也就是使蒸汽膨胀降压,增加流速,按一定的方向喷射出来进入动叶内作功。

95.什么是转子?

其作用是什么?

答:

汽轮机中所有转动部件的组合体叫做转子。

转子的作用是承受蒸汽对所有工作叶片的回转力,并带动发电机、主油泵和调速器转动。

96.造成汽封损伤的原因是什么?

答:

造成汽封损伤有以下原因:

1）转子受热弯曲或永久性变形,引起汽封磨损。

2）汽缸变形。

汽封的某一侧磨损。

3）汽缸保温不好,汽缸热膨胀不均匀,引起汽封的碰撞磨损。

4）由于积垢,使汽封环卡死或失去弹性。

5）汽轮机长时间空转,排汽温度过高,突然又很快加负荷,温度发生很大变化,汽缸很快地被冷却,而下缸的支撑部分仍维持较高的温度,这时汽封下半部将发生碰撞磨损并引起汽轮机的振动。

97.汽轮机的主轴承有哪些类型?

在汽轮机上是否可用滚动轴承?

为什么?

答:

汽轮机的主轴承按其受力的方向分为径向轴承和推力轴承两种。

径向轴承的作用是支持汽轮机转子的重量和转子不平衡质量引起的离心力,并保持转子与汽缸同心。

推力轴承的作用是承受汽轮发电机转子的轴向推力,并确定转子在汽缸中的轴向位置。

由于汽轮机轴承的工作条件是高速转动和重负荷,并要求有极高的可靠性,而滚动轴承是不能满足这些要求的,所以滚动轴承不能用在汽轮机上。

一般火力发电厂汽轮机均使用滑动轴承。

98.推力轴承的非工作瓦块起何作用?

答:

推力轴承的非工作瓦块在正常运行中,不承受推力,所以称为非工作瓦块。

但当负荷突然减少时,有时会出现与汽流方向相反的轴向推力,这时非工作瓦块就起抵住推力盘的作用,使转子不能向前窜动。

99.推力轴承损坏的原因有哪些?

答:

1）水冲击:

蒸汽中如果带水,水的速度较蒸汽的速度慢,结果水滴撞击在叶片背部产生很大的推力,以致使推力轴瓦钨金熔化。

2）叶片积盐垢:

叶片积盐垢,使通流面积减小,通流部分各段压差升高,引起轴向推力增加,造成推力轴承损坏。

3）机组突然甩负荷,引起轴向推力增大。

4）机组膨胀受阻:

由于膨胀不均匀致使推力轴承各个瓦块上的载荷也不均匀,局部过负荷或造成轴瓦烧损事故。

5）油系统不清洁、油质劣化、油中带水或缺油等原因造成推力轴承损坏。

6）隔板汽封间隙过大,或隔板接合面间隙过大,致使漏汽严重,造成叶轮前后压差增大,使轴向推力过大,造成推力瓦损坏。

100.高压汽轮机为什么要设有法兰螺栓加热装置?

答:

高压汽轮机高压缸内的蒸汽压力、温度很高,为了保证高压缸水平法兰的有效密封必须增加法兰的刚性,因而其尺寸必须很大。

这种法兰在主机启动时加热非常缓慢,尤其当机组并入系统并带低负荷暖机时,在汽缸与法兰及法兰内外壁间由于温差大而产生很大的热应力,致使汽缸产生变形和裂纹。

因此在冷态启动时要投入汽缸法兰螺栓加热装置,目的是使汽缸螺栓受热迅速均匀,以减小热应力,缩短启动时间。

101.轴瓦在运行中起什么作用?

答:

轴瓦在运行中作用有两个:

其一是通过向轴瓦供油,带走轴瓦工作时产生的热量,以冷却轴承;其二是在轴瓦与轴颈间形成稳定的有足够承载能力的油膜,以保证液态润滑。