汽轮机原理基础知识.pdf

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1、第七章蒸汽轮机基础知识第一节概述一、概述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、噪音分类名称说明按工作原理分冲动式汽轮机蒸汽主要在喷嘴叶栅内膨胀反动式汽轮机蒸汽在静叶栅与动叶栅内膨胀按所具的级数分单级汽轮机通流部分只有一个级多级汽轮机通流部分有两个以上的级按蒸汽在汽轮机内流动的方向分轴流式汽轮机蒸汽流动方向与轴平行辐流式汽轮机蒸汽流动方向与轴垂直周流式汽轮机蒸汽流动方向沿圆周流动按汽轮机热力系统特征分类凝汽式汽轮机排汽压力低于大气压力抽汽背压式汽轮机排汽压力高于大气压力，中间有抽汽背压式汽轮机排汽压力高于大气压力按

2、用途分电站汽轮机用于发电工业汽轮机用于带动泵、压缩机泵船用汽轮机作为船舶的动力装置按汽轮机进汽压力分低压汽轮机1.2 1.5 M P a中压汽轮机2 4 M P a次高压汽轮机5 6 M P a高压汽轮机6 1 2 M P a超高压汽轮机1 2-1 4 M P a按转速分低速汽轮机n 3000 转/分小、防爆等，在炼油厂还可以充分利用炼油过程的余热生产蒸汽作为机泵的动力，这样可以综合利用热能。正因为这些优点，蒸汽轮机在炼油厂得到了广泛的应用。二、汽轮机的种类蒸汽轮机的种类繁多，根据其工作原理、性能、结构特点等，可按如下几方面进行分类。第二节汽轮机的工作原理汽轮机的主要元件是由喷嘴（也称静叶）与

3、 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。蒸汽通过喷嘴时，压力下降，体积膨胀形成高速汽流，推动叶轮旋转而作功。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（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，在工业中应用广泛。如果蒸汽在叶片中继续膨胀（简称相对速度）比进口时要大，这种汽轮机的作功不仅由于蒸汽对叶片的冲击力，而且还有由于蒸汽相对速度的变化而产生的巨大的反作用力，因此这类汽轮机称为反动式汽轮机。只有一列喷嘴和一列动叶片组成的汽轮机叫单级汽轮机。由儿个单级串联起来叫多级汽轮机。由于高压蒸汽一

4、次降压后汽流速度极高，因而叶轮转速极高，将超过目前材料允许的强度。因此采用压力分级法，每次在喷嘴中压力降都不大，因而汽流速度也不高，高压蒸汽经多级叶轮后能量既充分得到利用而叶轮转速也不超过材料强度许可范围。这就是采用多级汽轮机的原因。如果由于蒸汽离开每一级口I一片的流速仍高，为了充分利用汽流的动能，可用导向 口 十片将汽流引入第二排口I片中（每一个叶轮可安装二排叶片）进一步推动转轴做功，这称为速度分级，简 称速度级（又称复速级）。速度级常用于小型汽轮机，或汽轮机的第一级。第三节蒸汽轮机本体构成汽轮机包括汽轮机本体、调节保安装置及辅助设备三大部分。2一、蒸汽轮机本体蒸汽轮机本体包括：静 体（固定

5、部分）一汽缸、喷嘴、隔板、汽封等；转 子（转动部分）一轴、叶轮、叶片等；轴 承（支承部分）一径向轴承和止推轴承。1、汽缸汽缸本身是水平剖分为上下部分，上下缸又各分有前后缸。前缸因温度高用铸钢制造，后缸温度低用铸铁制造。汽轮机组在起动或停机、增减负荷时，缸体温度均会上升或下降，会产生热胀和冷缩现象。由于温差变化，热膨胀幅度可由儿毫米至十儿毫米。但与汽缸连接的台板温度变化很小，为保证汽缸与转子的相对位置，在汽缸作为台板间装有适当间隙的滑销系统,其作用是：a、保证汽缸和转子的中心-致，避免因机体膨胀造成中心变化，引起机组振动或动、静之间的摩擦；b、保证汽缸能自由膨胀，以免发生过大应力而引起变形；c、

6、使静子和转子轴向与径向间隙符合要求。根据滑销的构造，安装位置和不同的作用，滑销可分为：a、横销（图7 T）：其作用是允许汽缸在横向能自由膨胀，一般装在低压缸排气室的横向中心线上或排气室的尾部，左、右各装一个。图7T纵横销b、纵销（图7 T）：其作用是允许汽缸沿纵向中心能自由膨胀，限制汽缸纵向中心的横向移动。纵销中心线与横销中心线的交点称为“死点”汽缸膨胀时这点始终保持不动。纵销安装在后轴承座、前轴承座的底部。3c、立销（图7-2）：其作用是保证汽缸在垂直方向能自由膨胀，并与纵销共同保持机组的纵向中心不变。立销安装在低压汽缸排气室尾部与台板之间、高压汽缸的前端与前轴承座之间以及双缸汽轮机的低压汽

7、缸前端和高压汽缸端与中心轴承座之间。所有的立销均在机组的纵向中心线上。d、猫爪横销（图7-3）：其作用是保证汽缸能横向膨胀，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。猫爪横销安装在前轴承座及双气缸汽轮机中间轴承座的水平结合面上。猫爪横销和立销共同保持汽缸的中心和轴承座的中心致。e、角销（图7-4）：装在前部轴承座及双缸汽轮机中间轴承座底部的左右两侧，以代替连接轴承座与台板的螺栓，但允许轴承座纵向图5-7-5斜销 图7-4角销f、斜销（图7-5）：它是一种辅助滑销，起纵销和横销的双重导向作用。装在排汽室前部左右两侧撑脚与台板之间。前轴承箱座落在前座

8、架上，前座架由地脚螺栓固定在基础上，前轴承箱与前座架之间有纵向键导向允许前轴承箱沿前座架沿纵向滑动。前汽缸靠猫爪与紧固在前轴承箱上的滑块连接，前汽缸与前轴承箱之间有垂直键定位保证两者纵向中心一致。后汽缸座落在后座架上，后座架由地脚螺栓固定在基础上，后汽缸导板保证后汽缸与纵向中心一 致。就每台汽轮机的滑销系统而言，都有一个点，不管汽轮机的汽缸怎么前后左右膨胀，这个点的相对位置都不变，这个点叫汽缸膨胀的死点。为保证汽缸能向前、后、左、右自由膨胀，为此各滑销与其槽的配合上，要求有一定的间隙，并且在精密加工之后，由钳工精心配制，滑动面要求光洁，无锈斑及毛刺，滑销系统发生故障，会妨碍机组的正常膨胀，严重

9、时会引起机组的振动，甚至使机组无法正常运行。2、喷嘴组和隔板在冲动式汽轮机中，蒸汽热能转变为动能的过程是在喷嘴中发生的。蒸汽流过变截面的喷嘴汽道之后，体积膨胀，压力降低，流速增加，然后按一定的喷射角度进入动叶片中做功。汽轮机汽缸中的隔板是由隔板外缘、喷嘴、隔板体构成的圆形板状组合件，汽缸内的一级隔板与其后的一级叶轮组成一个压力级。隔板分为上下两个半圆，在中分面上有定位键，以保证上下隔板组成一体。在汽轮机中，通常将装在调节汽室上的喷嘴组合体简称为喷嘴组，它是由喷嘴组外缘、喷嘴及喷嘴组内缘所组成。汽轮机隔板按制造方法来分，可分为铸造隔板、焊接隔板、组合隔板三种。3、汽封汽轮机高压端轴封称为高压轴封

10、，在单缸汽轮机中又称为前轴封。低压端轴封称为低压轴封，在单缸汽轮机中又称为后轴封。装在隔板汽封槽中的汽封称为隔板汽封。另5外装在隔板上与围带配合防止漏汽的又称为围带汽封。不论是轴封还是隔板汽封、围带汽封，其构造及外形均大同小异，阻汽原理一致，统称为汽封。（1）汽封的作用汽轮机汽缸两端轴孔处与转轴间有一定间隙，这样在工作时，汽缸内进汽端将发生高压蒸汽大量泄露。再看排汽端，一般凝汽式汽轮机的排汽压力在0.0 2公斤/厘米2（绝对）左右，即排汽端处于高真空状态,大气中的空气将沿后轴孔大量漏入排汽管和凝汽器，就会破坏汽轮机的真空。因此，为了减少高压端的向外漏汽和排汽端往里漏空气，要求在汽缸两端轴孔处配

11、备汽封装置（又称轴封）。（2）汽封的结构目前广泛采用的是高低齿型的梳齿结构，如图7-6所示轴封片直接在轴封环上车出，或将轴封片压紧在轴封环的槽道里，轴封环一般由四个或六个弧段组成。齿尖最薄处厚度为0.1毫米。有弹簧片压住轴封环，使其紧贴隔板或汽封体，弹簧片的作用是箍紧轴封环，当轴封片与主轴相碰时，可自动退让，防止轴封受损。当压差较小时，可以不用高低齿，而用平齿。为了减少漏汽，要求轴封间隙尽量小，但为了保证机组的安全运行，要求轴封不发生碰擦现象，所以轴封间隙有一定的要求。1-弹簧片 2-轴封套 3-轴封环 4-轴图7-6高低齿型轴封除了汽轮机两端有轴封外，每一级隔板轴孔也需要安装汽封片，以减少级

12、间漏汽。6隔板汽封的结构与轴端汽封相同，只是压差较小，所需要汽封片数目较少而已。此外，有的汽轮机口 I片上也设有汽封装置。(3)汽封环和汽封片的材料高温工作区汽封环用格不锈钢1 C H 3,或格铝锐不锈钢C r l l M o V,汽封片用铝银钛不锈钢l C r l 8 N i 9 T i。低温工作区汽封环用锡青铜，汽封片用铅黄铜。(4)端部轴封系统为了确保汽轮机的安全工作，合理地利用端部轴封的漏汽，提高汽轮机的经济性。汽轮机端部轴封都有一套专门的轴封管路系统。高压端虽装有轴封，但仍不能避免蒸汽经过轴封向外漏，为了尽量减少这一损失，把高压端轴封分成若干段，每端之间留一定的空室，将这些空间的漏汽

13、合理地引至不同的地方加以利用，以提高汽轮机的经济性。小型汽轮机的高压漏汽经管道可引至低压端轴封内作为密封用汽，其余少量漏汽再经儿道轴封片，由信号管排至大气。运行人员可通过观察信号管的冒汽情况来判断端部轴封工作的好坏。低压端为了防止空气经轴封片漏入汽缸，必须引用压力稍高于大气压力的蒸汽来封住轴封通道。这部分蒸汽是由高压端轴封引来的，在轴封室中一部分经部分轴封片后流如低压汽缸中，另一部分则沿轴封间隙外流，最后经信号管排至大气。汽轮机正常工作时，高压端轴封漏汽除引入低压端轴封外，多余的部分可以经管道引入凝汽器。汽轮机起动和停机时，高压端轴封没有蒸汽，则应引用经过节流降压的新蒸汽同时送入高、低压端轴封

14、中去。7114、转子汽轮机所有转动部件的组合体称为转子。它主要包括：主轴、叶轮、叶片等部件（图7-7）o汽轮机转子除了受高温高压蒸汽的作用外，更主要的是由于它在高速下工作，受离心力的作用，还必须考虑振动的问题。我国国产机组主要采用的转子形式：（1）套装式转子；（2）整锻式转子；（3）组合转子；（4）焊接式转子。国产中小型、中等参数以下的机组的转子都采用套装式结构。套装式叶轮在套装前叶轮内孔应比轴径小0.0 5-0.15%,套装时将叶轮内孔周缘加热，直至叶轮内孔比轴径大0.10 0.2 0毫米，或控制红套温度250 2 7 0 C,将叶轮红套在轴上，待叶轮冷却后内孔对轴就产生了很大的压紧力，保证

15、叶轮高速旋转时的安全可靠。套装式叶轮的优点是加工制造方便，但是它在高温条件下工作时，叶轮与主轴之间容易发生松动，所以高温机组的转子常用整锻式结构。1、叶轮的结构叶 轮1、危急遮断器孔 2、轴位移凸肩 3、推力盘 4、前径向轴承 5、前汽封6、内汽封 7、调节级 8、转鼓段 9、低压段 10、后汽封 x11、后径向轴承挡12、盘车棘轮 13、盘 车 油 轮14、联轴器挡 15、后端平衡面16、主平衡面 17、前端平衡面图7-7 汽轮机转子图的结构分为三个部分：轮 缘 部 分 是 安 装 叶 片 的 部 分，具有与叶根结构相配合的形状。轮 毂 部 分 通 过 它 叶 轮 红 套 在 轴 上。轮体部

16、分是把轮缘与轮毂联成一体的中间部分。由于速度很高，它的受力与变形主要取决于口卜轮本身旋转时产生的离心力，以等强度的型式为好，但是制造困难。一般常用锥形。材料低压时用4 5钢，中压用35 C r M o A或34 C r M o A.-一般轮体上还钻有七个平衡孔，这是为了减少叶轮前后压差所造成的作用在转子上的轴向推力。2、叶片的结构与固定口卜片由叶根、工作部分和顶部组成。叶根用来将叶片固定在叶轮上，叶根与叶轮的连接应牢固可靠，而且要保证叶片在任何运行条件下都不会松动，同时叶根的结构应在满足强度的条件下尽量简单，使制造、安装方便，并使叶轮缘的轴向尺寸为最小。常用的叶根有：T型、菌型叶根、叉形叶根、

17、极树型叶根。工作部分蒸汽从这里通过，将动能转化为机械功，工作部分是叶片的主要部分。叶片的凹入部分称为叶面，凸出部分称为叶背，一般汽轮机的叶片型线沿叶高是相同的,当口I高很长时，而口I高与直径之比大于1 /1 0时，则用扭曲叶片。口卜顶一般做成硼钉状，上面有套装围带，它加强了口十片强度又减少了漏汽。围带有以下儿种形式：斜接围带：围带由扁钢制成，然后用钾接法固定在叶片的顶部。整体围带：围带与叶片同为一整体，在加工叶片时一起铳出，待叶片组装后，再将围带焊在一起。弹性拱型围带：它是将弹簧钢片弯成拱型，用钾钉固定在叶片顶部，采用互圈环状联接。当叶片很长时，还装有拉金，将口I片联接成叶片组，以增强叶片强度

18、并改善叶片的振动特性。拉金通常做成棒状或管状，在一级叶片中一般有1 2圈拉金，最多不超过3圈，用拉金连接的方法有，分组联接、整圈连接及组间联接。叶片的安装有以下儿种：周 向 埋 入 法：将叶片从圆周方向依次嵌装在叶轮轮缘的相应槽内，最后一个叶片（末叶）封住缺口再用钏钉硼死，T型口卜根和菌型叶根均采用此法。9 轴向埋入法：将叶片从轴向单个装入叶轮轮缘的相应槽内。枫树型叶根常采用此法安装。径向跨装法：将叶片的叉型叶根径向插入叶轮轮缘的叉形槽内，然后用怫钉固定。此法仅适用于叉型叶根的安装。5、轴承目前大多数汽轮机都采用滑动轴承。汽轮机除了有径向轴承外，还有止推轴承。因为，汽轮机在工作时，转子上产生一

19、个由高压端推向低压端的轴向推力。因此，通常在转子前端设有推力轴承，以承受轴向推力，并对保持通流部分的轴向间隙起了定位作用。目前我国国产机组的前轴承大多数都采用径向推力联合轴承。第五节调速控制系统在炼油化工行业中，汽轮机大多用作原动机驱动压缩机、机泵等，为了节约能源，汽轮机的效率都是根据在一定转速下进行设计。当转速变化很大时，会使汽轮机严重地偏离设计工况，使效率降低。为此需要将汽轮机稳定在一定转速，汽轮机控制调速系统的目的是为了满足这个要求。它根据汽轮机的转矩和转速相应变化的关系，利用转速变化作为讯号来进行调节。当转速有一个很小的变化时，调速系统能自动地改变汽轮机的进汽量，使汽轮机的功率和负荷相

20、适应，从而使转速不发生很大的变化。汽轮机的调速控制系统由起动装置、安全装置、保安装置、调速器、监视装置组成。一、起动装置起动装置的作用是打开速关阀，起动装置由危急保安装置来的压力油，作为起动油进入起动装置，随着操纵杆的移动，滑阀也随之移动，依次接通起动油压和速关油压，将速关阀打开。二、安全装置一速关阀速关阀是水平安装在汽轮机汽缸的进汽管路上，由阀体、滤网和油缸等部分组成（图107-8)0速关阀是新蒸汽管网和汽轮机之间的主要关闭机构，在运行中当出现事故时，它能在最短时间内切断进入汽轮机的蒸汽。阀体部分：图7-8速关阀结构图新蒸汽经过蒸汽滤网阀锥，在这个阀锥中装有一只卸荷锥，由于它的面积相对阀锥要

21、小得多，所以在速关阀开启时能够减少提升力。在卸荷阀开启后，阀锥后的压差减小，容易被开启。阀套中的衬套有一个轴向密封面，当速关阀全开后，阀杆和衬套之间就不会有漏汽，而阀门关闭时，阀杆和衬套之间的漏汽经排凝口排出。11油缸部分：速关阀是由油压控制的，开启过程是通过启动装置来操作的，压力油经1、杠杆2、托架3、通向速关阀的油口 4、回油口 5、滑 阀6、从实验滑阀来的压力油7、活 塞8衬 套9、滑 阀 壳 体10、弹 簧11、控 制 凸 肩12、控制凸肩13、衬 套14、压力油进口 15、节 流 孔板16、活 塞17、钩图7-9危急保安装置结构图12过 外 侧 接 口 通 到 活 塞 前 面，使 活

22、 塞 克 服 弹 簧 力 并 将 其 压 向 活 塞 盘，而由启动装置的速关阀 油 通 过 内 侧 的 接 口 进 入 活 塞 盘 后 面，速 关 油 压 力 将 活 塞 盘 和 活 塞 一 起 推 到 终 点 位 置，阀 门 也 由 阀 杆 提 升 而 开 启，这 时 活 塞 前 的 空 间 和 启 动 装 置 中 的 回 油 口 相 通。如果危急保安 装 置 动 作，速 关 油 路 中 压 力 迅 速 下 降，弹 簧 力 大 于 活 塞 盘 后 油 压 力，于是活塞盘和阀杆、阀 锥 被 迅 速 推 向 关 闭 位 置，活塞盘后残留的部分速关油流入活塞和弹簧空间并经卸压 口 排 出。三、保

23、安装置1、危急保安装置 危 急 保 安 装 置 的作 用 是 当 汽 轮 机 在运 行 中 出 现 故 障 时，危 急 保 安 装 置 动 作，将 速 关 阀 的 速 关 油泄 掉，使速关阀迅速关 闭，切断汽轮机进汽。（见 图7-9）危 急 遮 断 滑 阀 及其 壳 体（9）通过托架（2）装 在 前 轴 承座 上，壳体内装有衬套（8、1 3）,滑 阀（5）可 以 在 衬 套 中 沿 水1、螺 栓 2、螺 纹 套 筒 3、导 向 片 4、导 向 环 5、飞锤6、销7、导向片 8、导 向 环 9、弹 簧 10、螺钉图 7-10危急遮断器平 方 向 滑 动。滑 阀 上 有 两 个 控 制 凸 肩（1

24、 1、1 2）,衬 套（8,1 3）与滑阀凸肩相应的端面起 对 凸 肩 的 限 位 和 油 路 的 密 封 作 用。在 危 急 保 安 装 置 未 投 入 工 作 时，弹 簧（1 0）使滑阀处 于 与 衬 套（1 3）端 面 接 触 的 位 置。滑 阀 的 另 一 端 是 活 塞（1 6）,它的端部有一扁司和钩（1 7）的 一 端 相 连 接，而 钩 的 另 一 端 插 在 汽 轮 机 转 子 的 两 个 凸 肩 之 间。在 危 急 保 安 装 置 的 滑 阀 处 于 工 作 位 置（如 图7-1 5所 示）时，压力油从接口（1 4）流 经 节 流 孔 板（1 5）形 成 速 关 油 进 入

25、危 急 保 安 装 置。由 于 活 塞（1 6）的环形面积比凸肩（1 2）的环 形 面 积 小，使 得 速 关 油 作 用 在 滑 阀 上 的 力 大 于 弹 簧 的 作 用 力。因 此，控制凸13肩（1 2）被紧密地压在衬套（8）的端面上，这样，回 油 口（4）被切断，速关油经油口流出壳体，通过启动装置进入速关阀。如果危急保安装置的油压下降，滑阀将被弹簧推向 衬 套（1 3）的端面，切断进油，同时将速关油与回油口接通，泄去速关油，使速关阀迅速关闭。危急保安装置可以通过以下途径动作：6、连接体 7、套筒 8、错油门滑阀 9、错油门 10、杠杆11、调整螺栓12、弯角杠杆图 7-1113、滚针轴

26、承油动机结构图手动：将 杠 杆（1）向下压转子轴向位移：钩被转子的凸肩抬起14危急遮断器动作上述情况均是切断压力油，同时泄掉速关油。2、危急遮断器危急遮断器的作用是当汽轮机转速超过最高连续运行转速的9 T 1%时，通过危急保安装置使汽轮机停机。危机遮断器的结构如图7-1 0所示，在汽轮机转子前轴端部分按要求加工的径向孔中，装配有两只导向环（4、8）,上面一只用螺纹套筒（2）压在转子装配孔中的接触面上；下面一只由弹簧（9）压住，两只导向环中装入被弹簧压着的飞锤，飞锤中装有销（6）,旋入螺纹套筒内的螺栓（1）使销不致落到另一侧。若汽轮机转速升高到规定的动作转速时.，飞锤和销的离心力克服弹簧力而使飞

27、锤击出打在危急保安装置的拉钩上，引起速关阀关闭，汽轮机立即停机。四、电磁阀两位三通电磁阀装在进入保安系统的压力油管路上。它可以切断进入危急保安装置的压力油，同时引起危急保安装置动作而将速关油泄掉，最终使速关油快速关闭。电磁阀可以由控制室或某一保护装置来操纵（视需要通过一定的保护装置将要求保护的物理量转换成电信号与电磁阀联锁）。五、错油门与油动机1、油动机与错油门的作用油动机通过错油门将由调速器输出的二次油压信号转换成油缸活塞的行程，并通过杠杆系统操纵调节汽阀的开度，使进入汽轮机的蒸汽流量与所要求的流量或功率相适应。错油门从二次油路中得到信号，并控制作为动力的压力油进入油缸活塞的上腔或下腔。2、

28、油动机与错油门的结构（见 图7-H、图7-1 2）15油动机主要由错油门（件 9）,连接体（件 6）,油 缸（件 4）和反馈系统组成。双作用油动机由油缸体、活 塞（件 5）,活塞杆（件 3）及密封体组成，活塞杆上装有反馈导板（件 2）及与调节汽阀杠杆相接的关节轴承（件 1）。错油门的滑阀（件 8）和套筒（件7）装在其壳体中，错油门滑阀的上端是转动盘（件 16）,转动盘与弹簧座之间装有推力球轴承（件 15）,弹 簧（件 14）的作用力取决于与调节螺栓（件 11）及杠杆（件 10）的位置。3、错油门工作原理14、反 馈 弹 簧15、推 力 轴 承16、转 动 盘17、错 油 门 滑 阀18、二次油

29、19、回油 20、回油孔 21、螺钉 22、回油孔 23、压力油24、螺钉 25、进油孔 26、螺 栓 套27、径向油孔图7-1 2错油门结构图二次油 压 的变 化 使16错油门滑阀产生上、下运动，当二次油压升高时，滑阀上移，由接口（2 3）通入的压力油进入油缸活塞上腔，而下腔与回油口相通，于是活塞向下移动，并通过调节汽阀杠杆使调节汽阀开度增大。与此同时，反馈导板，弯 曲 杠 杆（件1 2）将活塞的运动传递给杠 杆（件1 0）,杠杆便产生与滑阀反方向的运动使反馈弹簧力增加，于是错油门滑阀返回到中间位置。通过活塞杆上调节螺栓调整反馈导板的斜度，可改变二次油压与活塞杆行程之间的比例关系。图示的反馈

30、导板是直线，二次油压与活塞行程是线性关系。若反馈导板是特殊型线，则两者也可以是非线性关系。反馈系统的作用是是油动机的动作过程稳定，它通过弯曲杠杆、杠杆、活塞杆及错油门滑阀构成反馈环节。弯曲杠杆一端的滚针轴承（件1 3）顶在反馈导板上，另一端和受弹簧作用的杠杆，调节螺栓连接。在这里还要对两个问题需详细介绍，错油门滑阀的旋转与振动。压力油从接口（2 3）进入错油门，并经其壳体内的通道，由进油口（2 5）进入滑阀中心，而后从转动盘中的径向、切向孔喷出，由于压力油从转动盘的切线方向连续喷出，所以使错油门滑阀产生旋转运动，通 过 螺 钉（2 4）调节喷油量的大小，可改变滑阀的转动频率，这一频率可用专门的

31、测量仪表在螺栓套（2 6）中测出。为提高油动机动作的灵敏度。在错油门滑阀旋转的同时，又使其产生轴向振动，这是通过在滑阀下部的一只小孔（2 2）来实现的，滑阀每转动一圈该孔便与回油孔（2 0）接通一次。这时就有一部分二次油压排出，于是引起二次油压下降并导致滑阀下移，当滑阀继续旋转，小孔被封闭时，则滑阀又上移，因此随着滑阀旋转，滑阀一直重复上述动作，这时，就有微量压力油反复进入油缸活塞上腔或下腔，使活塞及调节汽阀阀杆出现微小振动，从而使油动机对调节信号的响应不会迟缓，错油门滑阀的振幅可由螺钉（2 1）来调节。六、调速器常见的调速器型式有：双脉冲式、S R I V型、W ood w a r d P

32、G-P L型、W 0 0 D W A R D 5 0 5电子调速器，我车间用的是W 0 0 D W A R D 5 0 5电子调速器，故只对该型式的调速器进行详细的介绍。1、W ood w a r d 5 0 5调速器介绍W ood w a r d 5 0 5是美国W ood w a r d公司生产的以微处理器为基础的数字式调节器。根据每一台汽轮机的特性和参数对5 0 5进行组态。5 0 5接受转速探头送来的频率信号，经内部频率/电压转换器转换后与设定值比较，17产生相应的4 2 0 m A 模拟信号，输出至电液转换器（I/H）,I/H 把模拟信号转换成相应的二次油压L 5 4.5 b a r

33、,二次油压控制错油门，进而控制调阀开度，控制蒸汽流量，调整汽机出力，使转速稳定在设定值。图 7-1 3 是驱动压缩机的汽轮机的控制回路。压缩机的入口或出口压力可转换成模拟信号4 2 0 m A 给 W 0 0 D W A R D 5 0 5,以遥控信号改变5 0 5 的设定值来控制转速。电源_ _ _ _ _ _ _ _WDDDWAR调速器保护系统-遥控信号 现场转速探头就地柜商后升降停图7-13控制总图汽机的启动、暖机，升/降速可以在5 0 5 面板上完成。安装在汽机旁的就地柜上一般设置必要的按钮，也可以完成上述功能。但 5 0 5 面板操作有优先权。利用5 05 可以进行汽机的超速试验，5

34、 05 面板上会显现报警信号。5 05 出现跳闸信号给保护系统，切断油路，关闭速关阀，可以保证汽机安全。2、W 00D W A R D 5 05 面板介绍图7-14 是 5 05 控制面板，由L E D 显示屏和3 0个按键组成。L E D 可同时显示两行，每行24 个字符，可在组态和运行时显示和监视参数。3 0个按键的功能介绍如下：向左或向右移动功能模块18在某一功能模块中向上或向下移动子模块A D J t A D J I在运行方式中增大或减少某一可调参数P R G按此键，停机时调节器由CO N T R O L L I N G P A R A M E T E R P U S H R U N

35、O R P R G M 状态转入程序状态；运行时，进入菜单。（只能监测，不能修改）R U N505 VERSION 米,米米WDnOWARD GOVERNOR C口.图7-14 5 05 控制面板按此键，调节器由CO N T R O L L I N G P A R A M E T E R P U S H R U N O R P R G M 状态转入运行状态S T O P运行方式中，按此键可使汽轮机可控停机R E S E T清除运行方式中出现的报警和停机，停机后，按此键是调节器回到CO N T R O L L I N G19P A R A M E T E R P U S H R U N O R

36、P R G MR U N O R P R G MO/N O在程序方式中，输入0 或N O；在运行方式中，执行N O1/Y E S在程序方式中，输入1或 Y E S；在运行方式中，执行Y E S2/A CT R在程序方式中，输入2；在运行方式中显示执行机构的位置3/CO N T在程序方式中，输入3；在运行方式中显示控制参数4/CA S在程序方式中，输入4；在运行方式中显示串级调节信息5/R M T在程序方式中，输入5；在运行方式中显示遥控信息6/L M T R在程序方式中，输入6；在运行方式中显示阀位控制信息7/S P D在程序方式中，输入7；在运行方式中显示转速调节信息8/A U X在程序方式

37、中，输入8；在运行方式中显示辅助调节信息9/K W在程序方式中，输入9；在运行方式中显示功率信息CL E A R退出功能模块E N T E R用于输入新数值D Y N/+-在程序方式中，输入正负号；在运行方式中，显示动态参数E X T在程序方式中，输入小数点20A L A R M (F l)当键上的指示灯量时，按此键显示报警原因O V E R S P E E D T E S T E N B L (F 2)与A D J t同时操作，允许提升转速基准超越调节器上限转速，以进行超速试验F 3可组态的功能键F 4可组态的功能键E M E R G E N CY S T O P紧急停机键3、调节系统概述该

38、调节系统用于驱动压缩机的汽轮机。它的主要功能是对汽轮机的转速/压缩机压力控制。对转速作无差调节。与D CS进行直接连接，实现中控启动和运行监控。可。#W 00D W A R D 5 05,电液转换器，转换器和停机电磁阀，是保护7和来自压缩机控制信号，转速im A给电液转换器，转换成相应 转速/功率调节。1应动作，切断速关油，关闭速1、电磁阀2、斤遵皴I，则速关阀关闭，同时3、压力油缸4、活塞5、拉杆6、导向杆7、棘轮8、销轴9植 聪、图7-17)g21图 7-15冲击式盘车装置的结构8如果汽轮机热态停机汽轮机转子不再转动，在冷却的时候，经过一定的时间间隔。会出现转子弯曲，这种弯曲在立即重新起动

39、时会产生明显的影响。由于转子偏心，通过摩擦可以引起叶片汽封或者叶片的严重损坏。此外，由于转子的不平衡就会产生过大的振动，这样可能引起轴承过早的磨损。如果在这个停车冷却阶段中，让转子连续而有节奏的转动就不会引起危及汽轮机的再运行。冲击式盘车装置在每次运动中都使汽轮机转子旋转一定的角度，以满足这个条件。C C R装置循环氢和新氢压缩机使用的就是冲击式盘车装置。冲击式盘车装置主要由电磁阀（1）,压 力 油 缸（3）和 活 塞（4）,框 架（9）所组成,连接板（2）把电磁阀和装在后轴座上的压力油缸连接在一起。在压力油缸中有活塞（4）及 活 塞 拉 杆（5）o在压力油缸上有一个导向杆（6）,它起引导活塞

40、拉杆的作用。在活塞拉杆上固定着可摆 动 的 框 架（9）o连 接 板 带 有多个油孔。压力油经过接口 P引向电磁阀的滑阀壳体。如 果 电 磁 阀 没 有激磁，则压力油要流向接口A,使活塞（4）上端的空间形成压力（见图7-1 6）o如果电磁阀被激磁，滑阀移向另一末端，关闭通图7-16原理图：电磁阀没有激磁图7-17原理图：电磁阀被激磁22向接口A的压力油通道，同时打开油路B的 通 道（见图7-1 7）。压力油流到活塞下面，活塞带动拉杆和框架一起向上压，框架中的销轴（8）作用在红套于汽轮机转子上的棘轮（7）,使汽轮机转子旋转一定的角度。若切断电磁阀，则弹簧又把滑阀压向它原先的位置上，油路B无压力，

41、压力油P向A换向，则活塞又向下滑动。在回油管T上装有带位置指示的针阀作为节流用。在装置投入时，该针阀使活塞的向上运动减慢到使框架中的销轴（8）能与棘轮很好啮合。针阀不能全关。冲击式盘车装置停止工作时，首先不让电磁阀投入运行。这可以保证活塞处于最下面的位置，而只有在等了 1 5秒钟以后才能切断压力油。只有当汽轮机转子停止转动时才可以操作冲击式盘车装置。二、油系统设备汽轮机必须设置油系统，为了简化系统结构往往与压缩机的油系统组合在起，形成整个机组的统一油系统。其作用主要是供给机组各轴承润滑油，使轴颈和轴瓦之间形成油膜，以减少摩擦损失，同时带走由摩擦产生的热量和由转子传来的热量；供给动力驱动、调节系

42、统和保安装置用油；供给油密封装置密封油以及大型机组的顶油装置用油。供油系统必须在任何情况下都能保证可靠用油，否则会引起轴瓦乌金的损坏或熔化，影响动力控制，严重时会造成设备的损坏事故。汽轮机组的油系统是由贮油箱、油泵、油冷却器、油过滤器、安全阀、止回阀、调压阀、控制阀以及高位油箱、蓄压器、油管路等组成。1、油箱油箱除具有储油任务之外，还担负着分离空气、水分和各种机械杂质及气泡的任务。回油从一侧进入油箱，吸油在另一侧，中间有垂直的隔板隔开。油箱的底部具有一定的坡度或做成圆弧形，并在最低处设有排污管、以便定期排除油箱中的水分和沉淀物。在油箱的吸油管侧装有油位计，指示油箱的油位。为了使油中机械杂质能沉

43、淀下来，油箱中的油流速度应尽量缓慢，回油管尽量布置在接近油箱的油面，以利于气泡的逸出。油箱上均装有排烟管，用来排除油箱中的空气和其他气体。容量较大的汽轮机，在油箱上还装有排烟风机，除了排出油箱中空气和其他气体外，还可使油箱保持一定的负压，以使回油畅通。负压不宜过大，以免吸入灰尘和杂质。油箱的容积越大，油箱中的油流速度越小，有利于空气、水分及杂质的分离。但油箱的容积太大，不仅给现场布置带来困难，而且还要多消耗钢材。通常用循环倍率K来表示油系统的相对情况，他表明所有油2 3量每小时通过油系统的次数，若 以Q表示系统每小时的油流量，V表示油系统的容积，则循环倍率K=Q/V,通常规定K=8 1 0,K

44、值越大，说明油每小时通过油系统的次数越多,油在油箱中分离效果差，油容易劣化。为了便于冬季开车时有利于油温的控制，有的油箱下部还设有加热装置（如蒸汽加热盘管或夹套）。2、油泵工业汽轮机油系统设有多种油泵，如主油泵、辅助油泵和事故油泵等。有的主油泵与主轴相连，有的单独设置，常用的油泵型式有齿轮泵、螺杆泵和离心泵，某些机组还采用注油器。3、油冷却器油冷却器是一种表面式热交换器，油走管外，冷却水走管内，用来降低油质的温度,使油温保持在3 5 4 0 之间。管束胀接在固定管板和活动管板上，油在管外流动，冷却水在管内流动，产生热交换，将油的热量带走。油侧压力要高于水侧压力，以保证即使管束泄露，也不会发生冷

45、却水漏入油中使油质恶化的现象。一台机组中常备有两台以上的油冷却器，即可保证冷却效果，又可轮换进行检修。4、油过滤器汽轮机油系统要求清洁度很高，一般过滤精度为2 0 4 0 1 1 m左右，因此在油泵进口处设有粗过滤网外，经过油冷却器之后，还要经过精细的过滤器，常用的过滤器为网式或纸制滤芯，一般设置两台。每台都可单独处理全部流量，一台运行，另一台备用或清洗。过滤器前后有测压仪器，当过滤器的压差上升到一定程度时会报警，说明过滤器较脏，需要清洗。5、高 位 油 箱（事故油箱）安装在机组高5 8 m处，确保机组在发生停电或停车事故时，机器每个润滑油部位具有必要的润滑油，其容量应保证供油时间不少于3分钟

46、，对转动惯量较大的机组，应适当地增大油箱的容量。6、油蓄压器在润滑油系统中设有油蓄能器用来稳定润滑油压力，在主油泵停车，备用油泵启动的瞬间，能够维持一定的润滑油压，而使机组不因正常的油泵切换而误停。油蓄压器内有蓄压器球囊，球囊内按规定压力充上氮气，用来稳定油的压力。三、抽气器24抽气器的任务是将漏入凝汽器内的空气和蒸汽中所含的不凝汽气体连续不断地抽出，保持凝汽器始终在高度真空下运行。抽气器运行状况的优劣，影响着凝汽器内真空度的大小，对机组的安全，经济运行起着重要的作用。抽气器的工作原理：图 7 T 8 为喷射式抽气器的示意图，它由喷嘴A,混 合 室 B,工 作 蒸 汽 扩 压 管 C 组成，工

47、作介 空气入口A工作喷嘴 B一混合室 C扩散管图 7 T 8 喷射式抽气器示意图质通过喷嘴A,由压力能转变为速度能，便在混合室中形成了高于凝汽器内的真空，达到把气、汽混合物从凝汽器中抽出的目的。为了把从凝汽器中抽出的气、汽混合物排入大气，在混合室之后设有扩压管C,把工质的速度能再转变为压力能，以略高于大气压力将混合物排入大气。抽气器的整个工作过程可分为三个阶段，如 图 7-1 8 所 示 的 1T断面以前为介质在喷嘴内的膨胀增速阶段；在 1-1 与 2-2 断面之间是工质与混合室内的汽、气混合物相混合阶段；在 2-2 与 4-4 断面之间是超音速流动的压缩阶段；断 面3-3为超音速流动转变为亚

48、音速流动的过渡断面；3-3 与 4-4 断面为亚音速流动的扩压段。当工质流至4-4 断面以外，其压力上升至略高于大气压力而排入大气。抽气器分射汽抽气器和射水抽气器，以过热蒸汽为工作介质的抽气器叫射汽抽气器，以水作为工作介质的抽气器称为射水式抽气器。1、启动抽气器启动抽气器的任务，是在汽轮机启动前抽出汽轮机和凝汽器内的大量空气，使凝汽器内加快建立真空的速度，缩短机组的启动时间。另外，在运行中当汽轮机真空系统严重漏汽，凝汽器内真空度下降至80KPa以下时，可临时投入启动抽气器，维持机组的运25行，待漏汽消除后再将其停止。启动抽气器的特点是抽气量大，结构简单。其缺点是建立的真空较低，工质不能回收，直

49、接排入大气，热损失大，不经济，所以，在运行中一般情况下不使用启动抽气器,只将它作为一种备用设备。启动抽气器能够达到的真空度一般只有8 0 K P a左右，只有当凝汽器内的真空低于8 0 K P a时才可投入启动抽气器。若凝汽器内真空高于启动抽气器的最高真空时，不得投入启动抽气器。启动抽气器的工作原理和构造与图7 T 8所示的喷射式抽气器基本相同。2、主抽气器主抽气器一般是由两只射汽抽气器和两个冷却器组成的，称为二级抽气器。在大机组中一般都使用三级抽气器，其工作原理与二级抽气器相同。如 图7-1 9所示，由新蒸汽管或压力适当的抽汽管，将蒸汽引至抽气器喷嘴，蒸汽进入喷嘴后开始膨胀工作蒸汽凝汽器来空

50、气1-第 I 级 抽 气 器 2一中间冷却器3第口级抽气器4一外冷却器 5一排空气口 图7-19两级抽气器简图加速而进入混合室中，在混合室中形成了高度的真空，从而把凝汽器内的气、汽混合物抽了出来，在混合室内与高速汽流掺混后进入扩压管中。气、汽混合物在扩压管中流速降低，压力逐渐升高，当压力升至凝汽器压力与大气压力中间的某一数值时，便排入第-级抽气器的冷却器中，蒸汽在冷却器中绝大部分被冷却凝结成疏水，未凝结成疏水的气、汽混合物混合物经连通管进入第二级，被第二级抽气器的扩压管压缩至比大气压力稍高的压力，再排入第二级的蒸汽冷却器，在冷却器中绝大部分蒸汽被冷却凝结成疏水，剩余的少量气、汽混合物排入大气中