13汽轮机的维修.doc

PAGE \* MERGEFORMAT 21 汽轮机的维修 第一节 汽轮机的工作原理和结构 一、汽轮机的工作原理 汽轮机是用蒸汽来作功的旋转式热能动力机械，具有效率高、功率大、转速容易控制、运转安全可靠等优点，因此被广泛地应用在发电、冶金、石油化工、交通运输、轻工业等行业。汽轮机是用蒸汽做功的一种旋转式热力原动机，它的优点是功率大、效率高、结构简单、易损件少，运行安全可靠，调速方便、振动小、噪音低。因此被广泛地应用在发电、冶金、石油化工、交通运输、轻工业等行业。 汽轮机的主要元件是由喷嘴（也称静叶）与动叶（也称叶片）两个部件组成。喷嘴固定在机壳或隔板上，动叶固定在轮盘上。 汽轮机所使用蒸气是通过加热锅炉里的水转化而成的。一般加热锅炉的燃料是煤,石油，木材,天然气或核燃料等。当锅炉中水持续加热时,会转变成蒸汽，按照体积扩大约1,600倍计算。如果将蒸汽保持在容器（锅炉）里，蒸汽压力就会升高。蒸汽可以通过持续加热产生很高的压力。当具有一定温度和压力的蒸汽通过汽轮机时，首先在喷嘴叶栅将蒸汽所具有的热能转变为动能，然后在动叶叶栅中将其动能转变为机械能，从而完成汽轮机利用蒸汽热能作功的任务。如图1 图1原理图简图 蒸汽进入汽轮机时，是由级来完成作功的，现代汽轮机级是由喷嘴叶栅和其它相配合的动叶栅所组成，它是汽轮机作功的基本单元。喷嘴固定在机壳或隔板栅上，动叶固定在转子轮盘上。只有一列喷嘴和一列动叶片组成的汽轮机叫单级汽轮机。由几个单级串联起来叫多级汽轮机。多级汽轮机是由，在同一轴上的若干汽轮机级串连组合而成，单级汽轮机则由一个汽轮机级组成。 当具有一定温度和压力的蒸汽通过汽轮机级时，首先在喷嘴叶栅将蒸汽所具有的热能转变为动能，然后在动叶叶栅中将其动能转变为机械能，从而完成汽轮机利用蒸汽热能作功的任务。 当蒸汽在叶片中压力不再降低，也就是蒸汽在叶片通道中的流速（即相对速度）不变化，只是依靠汽流对叶片的冲击力量而推动转子转动，这类汽轮机称为冲动式，也称压力级如果蒸汽在叶片中压力不再降低，也就是蒸汽在叶片通道中的流速不变化，只是依靠汽流对叶片的冲击而推动转子转动，这类汽轮机称为冲动式也称为压力级汽轮机。 当蒸汽在动叶汽道内随汽道方向改变，而改变流动方向的同时仍继续膨胀、加速，则加速的汽流流出汽道时，对动叶栅施加一个与汽流流出方向相反的反作用力，这个作用力叫做反动力。依靠反动力推动的级叫做反动级，由反动级组成的汽轮机，称为反动式汽轮机。也叫反作用式汽轮机 冲动式和反动式汽轮机见图2 图2冲动式和反动式汽轮机原理简图 但是一般情况下，蒸汽在汽道中一方面将其在静叶栅内所获得的动能转换为动叶栅上的机械能，在动叶栅上施加冲动力；另一方面，在动叶栅中继续膨胀，对动叶栅产生一个反作用力。这时动叶栅不仅受到汽轮机的冲动力这时动叶栅不仅受到蒸汽的冲动力，同时也受到汽轮机反作用力的作用同时也受到蒸汽反作用力的作用，所以它是在这两个力的合力作用下，使动叶栅旋转而产生机械做功的。因此在汽轮机某一级中，蒸汽在动叶汽道内膨胀度的大小，常用级的反动度Ω表示。 冲动级有三种不同的形式：当反动度Ω＝0时，蒸汽只在喷嘴叶栅中膨胀，在动叶栅中不膨胀而只改变其流动方向，称纯冲动级；当反动度Ω＝0.05～0.20时，为了提高汽轮机级的效率，蒸汽的膨胀大部分在喷嘴叶栅中进行，只有一小部分在动叶栅中继续膨胀，因此它具有冲动级作功大和反动级效率高的特点，称带有反动度的冲动级；当蒸汽离开第一列动叶栅的蒸汽速度很大时，为了使这部分汽流的动能不致全部损失，除喷嘴静叶栅外，在第一列动叶栅后安装固定不动的导向叶栅和第二列动叶栅，来充分利用汽流的动能，称为复速级。 反动级：当蒸汽一半在喷嘴中膨胀，另一半在动叶栅中膨胀，即反动度Ω＝0.5时，称为反动级。所以它是在冲动力和反动力的合力作用下，使叶轮作功。反动级的效率比冲动级高，但作功能力较小。 冲动级和反动级叶栅的区别见表1。 表1 冲动级和反动级叶栅的区别 冲动级 反动级 区别 动叶栅和喷嘴叶栅流道形状不同 动叶栅和喷嘴叶栅流道形状相同 动叶栅本身形状基本对称 动叶栅与喷嘴叶栅不对称 蒸汽在动叶栅中不膨胀或只少量膨胀 蒸汽在动叶栅中继续大量膨胀 主要依靠蒸汽冲击力推动动叶栅旋转 依靠蒸汽冲击力和反作用力推动动叶栅旋转 关于冲动级与反动级叶栅结构区别见图32。 图32冲动级与反动级叶栅结构比较 二、汽轮机的结构 汽轮机包括主体、调节保安系统和辅助设备三大部分。主体包括有静止部分：汽缸、喷嘴、隔板、气封等；转动部分包括：轴、叶轮、叶片等；支承部分包括：径向轴承和止推轴承。如图43所示 图 4 3 单缸冷凝汽轮机 （一）汽缸 汽缸是静止的密封容器。在汽缸内安装着转子、隔板、隔板套以及其它零部件；在汽缸外连接着进汽管、抽汽管、排汽管以及支座等。为了安装