Z550050101汽轮机说明书.docx
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Z550050101汽轮机说明书
Z55005.01/01
N25-8.83-1型
25MW凝汽式汽轮机
产品说明书
南京汽轮电机（集团）有限责任公司
南京汽轮电机（集团）有限责任公司代号Z55005.01/01
代替
N25-8.83-1型25MW凝汽式汽轮机共24页第1页
编制许付存
校对王晓蕾
审核杨方明
会签
标准审查郝思军2011.7.13
审定
批准
标记数量页次文件代号简要说明签名
磁盘（带号）底图号旧底图号归档
目次
1汽轮机的应用范围及主要技术规范
2汽轮机结构及系统的一般说明
3汽轮机的安装
4汽轮机的运行及维护
1汽轮机的应用范围及主要技术规范
1.1汽轮机的应用范围
本汽轮机为高压、单缸、凝汽式汽轮机，与锅炉、发电机及其附属设备组成一个成套发电设备，用于热电站或炼油、化工、轻纺、造纸等行业的大中型企业中自备热电站，以提供电力和提高供热系统的经济性。
本汽轮机的设计转速为3000r/min，不能用于拖动不同转速或变转速机械。
1.2汽轮机技术规范
序号名称单位数值
1.主汽门前蒸汽压力MPa（a）8.83
最高9.32
最低8.34
2.主汽门前蒸汽温度℃535
最高540
最低525
3.正常生产电机功率MW22.62
4.正常生产进汽量t/h76
5.额定工况排汽压力kPa（a）5.04
6.冷却水温度℃20
7.锅炉给水温度（额定工况）℃33
8.汽耗（计算值）kg/kW.h3.358
9.热耗（计算值）kg/kW.h11197
10.汽耗（保证值）kg/kW.h3.459
11.热耗（保证值）kg/kW.h11532.9
12.汽轮机转向（从机头向机尾看）顺时针方向
13.汽轮机额定转速r/min3000
14.汽轮机单个转子临界转速r/min1846
15.汽轮机轴承处允许最大振动mm0.03
16.过临界转速时轴承处
允许最大振动mm0.10
17.汽轮机中心高（距运转平台）mm800
18.汽轮机本体总重t107
19.汽轮机上半总重（连同隔板上半等）t25
20.汽轮机下半总重（不连同隔板下半等）t26
21.汽轮机转子总重t16
22.汽轮机本体最大尺寸（长×宽×高）mm8190.5×4890×4314
1.3汽轮机技术规范的补充说明
1.3.1汽轮机技术规范中所列的汽耗和热耗是在新蒸汽参数为8.83MPa（a），535℃时的计算值。
允许偏差3%。
1.3.2汽轮机在最低负荷5.0MW连续运行时，必须降低进汽压力运行。
1.3.3绝对压力单位为MPa（a），表压单位MPa。
1.3.4制造标准GB/T5578-2007“固定式发电用汽轮机规范”。
1.3.4汽轮机润滑油牌号
汽轮机润滑油推荐使用GB11120-1989L-TSA汽轮机油，对本汽轮机一般使用L-TSA46汽轮机油，只有在冷却水温度经常低于15℃时，允许使用L-TSA32汽轮机油。
1.4主要辅机的技术规范
1.4.1冷凝器
型号N-2000-7分列两道制表面式
冷却水量6500m3/h
水阻90kPa
冷却面积2000m2
水室内最大允许水压0.245MPa
1.4.2冷油器
型号YL-70
冷却水量163t/h
冷却油量1200l/min
水阻12kPa
油阻70kPa
1.4.3汽封加热器
型号JQ-23-1
冷却水量50t/h
冷却水最大压力1.2MPa
加热面积23m2
1.4.4油箱
净重3351kg
油箱容积：
正常油位为12m3
最高油位为13.2m3
外形尺寸4326×1512×3005mm
2汽轮机系统及结构的一般说明
2.1热力系统
2.1.1主热力系统
从锅炉来的高温高压新蒸汽，经由新蒸汽管道和电动隔离阀至主汽门。
新蒸汽通过主汽门后，经四根导汽管流向四个调节汽阀。
蒸汽在调节阀控制下流进汽轮机内各喷嘴膨胀作功后排入冷凝器，并凝结成水。
凝结水泵后有一路凝结水可进入冷凝器上部。
在低负荷运行时，此回水可保持冷凝器内一定的水位以维持凝结水泵的正常工作。
2.1.2汽封系统
机组的汽封系统分前汽封和后汽封。
前汽封有六段汽封环组成五档汽室；后汽封有三段汽封环组成二档汽室。
其中前汽封第一档送入第9级前，第二档送入第14级前，第三档送入第18级前，第四档会同后汽封第一档接入均压箱，第五档会同后汽封第二档及主汽门、调节汽阀阀杆漏汽的第二档接入汽封加热器。
汽封加热器借助抽风机在吸入室内形成一定的真空（-4.9kPa），使此几档的汽室压力保持-2.94～-1.96kPa的真空，使空气向机内吸抽以防止蒸汽漏出机外、漏入前后轴承座使油质变坏。
此外并能合理利用汽封抽汽的余热加热补给水。
主汽门、调节汽阀之阀杆漏汽的第一档均送往除氧器。
2.1.3疏水系统
汽轮机本体及各管道的疏水分别送入疏水膨胀箱。
待压力平衡后送入冷凝器。
2.1.4局部冷却系统（本厂不供）
为减少汽缸对凸轮机构及前轴承座的热传导，以避免凸轮机构和前轴承座的温度过高，其座架的内腔室可通过冷却水。
同时为减少前汽缸猫爪对前轴承座的热传导，猫爪下的滑键以及自动关闭器也可通入冷却水。
系统示意图如下：
凸轮机构座架
猫爪下左滑键
Dg50Dg50
猫爪下右滑键
自动关闭器
凸轮机构座架及猫爪下滑键冷却系统图
2.2主要结构概述
汽轮机结构包括静止部分和转子部分。
其静止部分又包括前、中、后汽缸、隔板套、隔板、前、后轴承座、前、后轴承和前、后汽封等。
前汽缸借助前端的猫爪与前轴承座相连。
前轴承座支承在前座架上。
后汽缸则支承在左右两个后座架上。
为了确保机组在运行中的膨胀和对中，前座架上布置了轴向导向键，使机组在运行中可以自由向前膨胀和上下膨胀。
在后座架上有横向销，后汽缸尾部有轴向导板，保证了汽缸的膨胀对中。
同时横向销与汽轮机中心线的交点形成了机组的膨胀死点。
转子部分包括整锻转子和套装叶轮叶片以及联轴器。
它前后支承在前轴承和后轴承上；在汽缸中与喷嘴组及各级隔板组成了汽轮机的通流部分；借助刚性联轴器与发电机转子相连。
前端的支承点为推力轴承前轴承，在运行中形成转子的相对死点。
汽轮机端联轴器还装有盘车装置的传动齿轮，在启动前和停机后可以进行电动盘车。
2.2.1转子
本机的转子是一种柔性转子。
其高温高压部分采用叶轮与主轴整锻而成，低压部分采用了套装结构，其中还包括汽轮机端联轴器。
整锻转子主要是强度高而结构紧凑；套装叶轮主要是叶片较长、轮缘强度要求高而结构比较复杂。
2.2.2喷嘴、隔板、隔板套
喷嘴、隔板、隔板套均装在汽缸内。
它们和转子组成了汽轮机的通流部分，也是汽轮机的核心部分。
高压喷嘴组分成四段，通过T型槽道分别嵌入四只喷嘴室内。
每一段喷嘴组一端有定位销作为固定点，另一端可以自由膨胀并装有密封键。
本机的隔板高压部分采用了窄喷嘴和宽叶型汽叶组成的分流叶栅，以提高隔板的强度和确保通流部分的经济性；隔板内外环均用合金钢焊接而成。
中压部分采用了一般铣制静叶的内外围带焊接式，最后与隔板内外环焊接而成。
为了缩短轴向长度，确保机组的通流能力，并有利于启动及负荷变化，本机组采用了多级隔板套。
在隔板套中再装入隔板。
隔板与隔板套、隔板套与汽缸之间的联接均采用了悬挂销。
隔板和隔板套的底部均有固定键以保证运行中的对中性。
2.2.3汽封
机组的前后汽封和隔板汽封，均采用了梳齿式汽封结构。
在这种汽封结构中，转子上面的汽封高低槽齿与汽封环的长短齿相配，形成了迷宫式汽封。
这种结构形式其汽封环的长短齿强度较高、封汽性能良好，同时便于维护和检修，所以已普遍用于各类机组中。
2.2.4轴承
本机轴承有三只径向椭圆轴承。
推力轴承与汽轮机前轴承组成了径向推力联合轴承是三层球面结构的椭圆轴承。
它安装在前轴承座内。
后轴承及发电机前轴承为二层圆柱面结构的椭圆轴承。
推力轴承采用可倾瓦式推力瓦块，每个主推力瓦块和径向轴承的轴瓦均有测温元件。
在运行中可监视轴承合金的温度。
同时轴承的回油也布置了测温元件，以反映轴承回油温度。
2.2.5前轴承座
前轴承座为铸铁结构。
它是汽轮机头部的主要部套。
其内部除了布置推力轴承和主油泵外，调节部套和各保安部套以及控制油系统都安装在该部套上，并有各种测点，是汽轮机现场的操作台。
汽轮机前汽缸借助猫爪结构支承在前轴承座上。
为了阻断汽缸猫爪对前轴承座的热传导，避免前轴承座内各部套的温度过高，在猫爪下的滑键可通入冷却水，以达到阻断热传导的目的。
2.2.6汽缸
本机组的汽缸是由前汽缸、中汽缸和后汽缸组成的。
前缸和中缸为铸钢件，后汽缸为铸铁件。
在设计中前汽缸有良好的对称形状，避免了水平中分面法兰的过厚过宽，以尽量减少热应力和热变形引起的结合面漏汽。
前汽缸与中汽缸的连接是借助垂直法兰连接的。
为确保密封良好在法兰面上开有密封槽，电站现场灌注密封涂料（604），以加强交叉部位的汽密性。
蒸汽室、喷嘴室与前汽缸焊为一体。
四个蒸汽室分别布置在机组的前部左上下侧和右上下侧，并由四根导汽管与主汽门相连。
中汽缸为简单的分上下半的圆筒结构。
借助后部的垂直法兰与后汽缸相连。
后汽缸与后轴承座铸成一体。
用排汽接管与冷凝器相连。
左右两侧支承在后座架上。
后轴承座内布置了汽轮机后轴承及发电机前轴承。
在后轴承盖上安装了机组的盘车设备。
在后汽缸上半装有排大气装置，当背压高于大气压时能自动打开，保护后汽缸和冷凝器。
2.2.7盘车设备
盘车设备采用一级蜗轮加一级齿轮减速的机械传动式的低速盘车装置。
其盘车转速为5.84r/min。
启动时拔出插销向发电机方向搬动手柄，大小齿轮啮合后即可自动提供润滑油，这时按动启动电机的按钮机组进入盘车状态。
冲动转子后，当转子速度超过盘车速度时，盘车齿轮能自动退出，并自动切断电机的电源和装置的润滑油。
在无电源情况下，在电机的后轴承装有手轮，可进行手动盘车。
手动时手轮转动64圈汽轮机转子回转180°。
此外必须注意：
在连续盘车时必须保证润滑油的连续供给！
2.2.8主汽门
主汽门是由主汽门、自动关闭器及主汽门座架组成。
由锅炉来的蒸汽通过主蒸汽管进入主汽门汽室中的滤网、流过阀门后分四路流向调节汽阀。
主汽门为单阀座型。
为减小阀碟上的提升力，采用了带减压式预启阀的结构。
阀壳上设有阀前压力测点、阀后压力温度及阀壳壁温测点。
阀杆漏汽分别接至除氧器和汽封加热器。
自动关闭器由油动机和断流式错油门组成。
来自主油泵的安全油作用在错油门下部，当克服弹簧阻力时打开油动机进油口使安全油进入油动机活塞下部。
当油压足够时便将主汽门打开。
油动机行程通过杠杆反馈到错油门活塞，这使它可停留在任一中间位置上，因而自稳定性能较好。
自动关闭器设有活动试验滑阀。
油动机壳体下有冷却水腔室，以阻断蒸汽热量向自动关闭器传导。
2.2.9调节汽阀与凸轮配汽机构
本机组有四只调节汽阀。
均采用带减压式预启阀的单阀座，以减小提升力。
油动机通过凸轮配汽机构控制四只阀的开启顺序和升程。
凸轮配汽机构座架下部有一冷却水腔室，以阻断蒸汽热量向配汽机构传导。
3.汽轮机组的安装
3.1总述
在机组安装之前安装单位应通过对图纸、技术文件的熟悉，了解本机组的结构特点和系统性能。
机组的安装程序和步骤以及安装前的各项准备工作，可由安装单位在掌握了本机组的结构性能之后根据现场具体情况自行拟定，其原则是不使安装工作混乱。
机组的基础应符合电力设计院提出的强度和几何尺寸等方面的要求。
其他要求可根据中华人民共和国电力行业标准DL5011-92“电力建设施工及验收技术规范”（汽轮机机组篇）中的有关条款。
机组的垫铁布置可参照本机组的垫铁布置图。
其布置原则是：
负荷集中的地方；在地脚螺栓的两侧；在座架的四角处。
3.2主要安装数据
本节列出各项安装数据安装单位在安装过程中应严加控制，未列出的要求可参照DL5011-92“电力建设施工及验收技术规范”中各有关条款。
3.2.1前座架上的轴向键
a1+a2=0.04～0.08
b≥2
c1+c2=-0.02～0
3.2.2前座架压板
a=2～3
b=0.04～0.08
c=3～4
3.2.3前轴承座垂直键
a1+a2=0.04～0.08
b=3
c=3
3.2.4前汽缸猫爪
a=0.04～0.08
b=1
c=1
d=0.12～0.16
3.2.5后汽缸导板的纵向键
a1+a2=0.04～0.08
b★=0.03～0.05
c1+c2=-0.02～0
d=1～2
*该尺寸可依机组振动
情况适当调整
3.2.6后座架上螺母间隙
a=0.08～0.12
3.2.7汽缸中分面横向水平
0.20∶1000
3.2.8推力轴承前轴承与径向轴承
a=0.04～0.19
b=0.4～0.45
c=0
d=0.05～0.25
e=0.05～0.145
1号瓦n=0.35～0.42
2号瓦n=0.39～0.44
3号瓦n=0.35～0.42
j=0.5～0.6
g1+g2=0.03～0.07
f（直径上值）=-0.05～-0.02
k-转子未放入前测量：
0.03～0.05
两球面间的接触面积：
推力轴承前轴承≥70%
径向轴承≥70%
垫块与轴承座的接触面积：
推力轴承前轴承≥70%
径向轴承≥70%
轴承体中分面间隙≤0.05
3.2.9前汽封a:
a=0.03～0.15
b≥2.5
前汽封b:
a=2～2.5
b1+b2=0.03～0.05
c1+c2=-0.02～0
3.2.10隔板套底键
a1+a2=0.03～0.05
b=2～2.5
c1+c2=-0.02～0
3.2.11隔板和隔板套底键
a=2～2.5
b1+b2=0.03～0.05
3.2.12凸轮机构
a=0.02～0.06
b=0.02～0.04
b
3.2.13隔板搭子
a=0.5～1
b=0.1～0.12
c=0.5～1.5
隔板套装于汽缸
a=0～0.2
b=2～2.5
3.2.14直接用转子检查的汽封洼窝中心
│a-b│=0～0.05
c-│a-b│/2=0～0.04
3.2.15联轴器找中
│a1-a3│=0～0.04
│a2-a4│=0～0.04
│b2-b4│=0～0.02
b1-b3=0～-0.02（上开口）
3.2.16通流部分各间隙值前后汽封齿安装间隙值隔板汽封间隙值轴承座端部油封间隙值、各主要部位的端面、径向跳动值请参看纵剖面图及各部套图。
3.2.17汽轮机转子布置
a.转子水平位置之扬度
δ1=2.95°
δ2=2.89°
扬度单位：
1°=0.1:
1000
L=4876mm
b.转子安装位置之扬度
δ=δ1+δ2=5.84°
X=δ2×L=1.409mm
3.2.18前后轴承座挡油环
a=0.16～0.35
3.2.19调节汽阀操纵座连杆（热态）
上半a=0.3～0.4
下半a=0.5～0.6
上半
下半
3.3汽缸法兰螺柱、螺栓的热紧值
3.3.1为了保证汽缸水平法兰面和主汽门法兰面的密封紧力，同时延长螺柱、螺栓的使用寿命。
对M56×4以上的螺母，应采用热紧法旋紧。
热紧所产生的螺栓预紧应力，用以保证机组运行两万小时后螺栓的剩余应力仍大于所需的密封应力为准则。
紧力不足或过大都应避免。
上述螺母在热紧前应首先冷紧，其冷紧力矩一般为490N·m。
3.3.2螺栓热紧操作按下列程序进行：
a螺栓、螺母对号试拧。
螺母应能用手顺利地拧到底，然后用塞尺检查螺母底部，全圆周0.04塞尺不通过。
螺母顶部高于螺栓3mm以上。
b试拧合格的螺栓和螺母用优质石墨粉反复摩擦螺纹部分，使螺纹全部表面发出乌黑光泽，再吹去多余的石墨粉。
c将需同时加热的螺栓、螺母对号拧上并冷紧。
在螺母上划好热紧起点线，再按下表的热紧弧长数据划好热紧终点线，最后用电加热器加热拧到位。
螺栓热紧数据：
螺母规格螺母转动弧长mm
M120×4134.1
M100×4114.3
M64×4（前缸）22.3
M64×4（中缸）24
3.3.3所有用热紧法拧紧螺栓、螺母必须采用加热方法拆卸。
3.4管道推力限制
汽轮机每根管路（主汽管路、汽封管路等）的推力及力矩在前后座架上产生的支反力以及这些支反力之和不超出下述范围（不考虑排气口连接所引起的支反力）;
状
态
单位
N
PA=PB
PC=PD
PZ1
PZ2
PX2
热
态
+90000
+70000
±80000
±60000
+25000
-28000
-20000
-70000
冷
态
+35000
+25000
±80000
±60000
+70000
-90000
-35000
-20000
注：
表中冷态指停机揭缸检修机组。
PA、PB为前缸猫爪上的支反力，PC、PD为后座架上的支反力，PZ1为前缸猫爪上的水平支反力，PZ2为后座架上的水平支反力，PX2为轴向支反力。
（见图1）
主蒸汽管道保温层的单位长度重量控制在60kg/m之内。
表中支反力限制值无法保证时电力设计院在设计管道时，应对从主汽门到蒸汽室的整个管道进行重新计算并调整支吊架以保证机组的稳定。
4汽轮机的运行与维护
4.1总述
汽轮机的合理启动、运行、停机是汽轮机的可靠性、经济性及长寿命的可靠保证。
运行单位应根据具体情况制订出较为完善的现场运行规程。
本章仅列出主要的规范，在编制现场规程时可参照水电部的“汽轮机组运行规程”作为基础。
在不违背本章所列规范的条件下加以补充和完善。
4.2新蒸汽参数规范
4.2.1主汽门前蒸汽参数正常变化范围
额定规范：
压力8.83MPa（a）变化范围：
8.34～9.32MPa（a）
温度535℃变化范围：
525～540℃
4.2.2主汽门前蒸汽参数限制范围
a当主汽门前蒸汽压力为9.8MPa（a）或蒸汽温度为545℃时每次运行不超过30min全年累计不得超过20h。
b当主汽门前蒸汽压力小于8.34MPa（a）或蒸汽温度小于525℃时应按特性曲线减负荷运行。
（详见Z55003.34/02）
4.3负荷限制规范
4.3.1为了保证机组安全而经济地运行，汽轮机必须严格控制在“热力特性曲线”所规定的工况范围内运行。
4.3.2汽轮机减负荷运行。
汽轮机的进汽参数或排汽压力偏离规范值时，汽轮机的运行应按规定减负荷运行。
4.4启动与带负荷
4.4.1凡停机时间在12h以内或前汽缸调节级后上汽缸壁温度不低于300℃、下汽缸壁温度不低于250℃时汽轮机再起动则为热态启动。
其他均为冷态启动。
4.4.2启动前的准备工作：
a.对汽轮发电机组的各部分设备进行详细检查，确认安装工作已全部结束。
b.检查所有热工仪表及其附件。
仪表应校准。
c.对水系统、油系统进行检查。
d.对调节系统和保安系统进行检查。
e.检查滑销系统。
确保汽轮机本体能自由膨胀。
f.各阀门应处于正确状态。
4.4.3汽轮机启动前电动隔离门及旁路门全关，主汽门及调节汽阀全开。
汽轮机在启动和升速过程中其进汽由旁路门直接控制。
当汽轮机转速接近额定转速时调节器投入工作使调节汽阀控制了蒸汽的进汽量，这时才能进行全开电动隔离门的操作。
同时关闭旁路门。
4.4.4汽轮机冷态启动时间分配如下：
冲转后升速至400～500r/min2min
检查并维持500r/min20min
均匀升速至1320～1400r/min2min
检查并维持1400r/min30min
均匀升速至2350r/min3min
检查并维持2350r/min15min
均匀升速至2750r/min4min
缓慢升速至3000r/min16min
检查并维持3000r/min10min
合计102min
4.4.5汽轮机升速至调节系统投入工作后的有关事项详见调节系统说明书。
4.4.6并网与带负荷
a.汽轮机并入电网前的条件：
汽轮机空负荷运行20min一切正常；
各种试验全部结束；
高压缸下部温度达220℃以上。
b.并网后即带1000kW左右负荷然后缓升至2000kW时暖机，直至高压缸下部温度达290℃～300℃以上时允许以300kW/min增加负荷。
当高压缸下部达350℃以上时允许每分钟1000kW的速度升至额定值。
c.当负荷带到2000kW时进行下列工作：
关闭隔离门前的疏水；
关闭各疏水门。
d.带负荷过程中，严密监视汽轮机运行情况，各测点的参数应在正常值范围内。
如有异常，应减小负荷，待恢复正常。
稳定30min后再逐渐加负荷。
4.4.7汽轮机热态启动及时间分配
汽轮机热态启动应遵守以下各点：
a.进入汽轮机的蒸汽温度应高于汽缸壁温度50℃以上。
b.高压缸调节级上下部温差不超过45℃。
c.在冲动转子前2h转子应处于连续盘车。
d.在连续盘车情况下应先向轴封送汽然后再抽真空。
e.维持真空约-0.08MPa。
热态启动时间分配如下：
冲转后升速至500r/min2min
检查并维持500r/min5min
均匀升速至1200r/min5min
检查并维持1200r/min3min
均匀升速至2350r/min3min
检查并维持2350r/min2min
均匀升速至2750r/min4min
缓慢升速至3000r/min5min
检查并维持3000r/min5min
合计34min
4.4.8汽轮机在升速过程中应注意下列各点：
a.升速时真空应维持在-0.08MPa以上,当转速升至额定转速时真空应达到正常值。
b.启动时必须控制高温部分的过冷却和负差胀。
c.轴承进油温度不应低于30℃。
当进油温度达45℃时应投入冷油器（冷油器投入前应先放出油腔室内的空气）保持其出油温度为35～45℃。
d.升速过程中（通过临界转速时除外）机组振动不得超过0.03mm。
在冷态启动时一旦超过该数值，则应降低转速直至振动消除，并维持此转速运转30min再升速；如振动仍未消除需再次降速运转120min再升速；若振动仍未消除，则必须停机检查。
在热态启动时一旦超过此数值，则应继续升速或加负荷，并且密切关注振动的变化，若振动有继续变大的
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