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文檔簡介
1、一、引言(一)、汽輪機(jī)簡介 汽輪機(jī)是以蒸汽為的旋轉(zhuǎn)式熱能動(dòng)力機(jī)械,與其他原動(dòng)機(jī)相比,它具有單機(jī)功率大、效率、運(yùn)行平穩(wěn)和使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。汽輪機(jī)的主要用途是作為發(fā)電用的原動(dòng)機(jī)。在使用化石燃料的現(xiàn)代常規(guī)火力發(fā)電廠、核電站及地?zé)岚l(fā)電站中,都采用汽輪機(jī)為動(dòng)力的汽輪發(fā)電機(jī)組。汽輪機(jī)的排汽或中間抽汽還可用來滿足生產(chǎn)和生活上的供熱需要。在生產(chǎn)過程中有余能、余熱的工廠企業(yè)中,還可以應(yīng)用各種類不同品位的熱能得以合理有效地利用。由于汽輪機(jī)能設(shè)計(jì)為變速運(yùn)行,所以還可用它直接驅(qū)動(dòng)各種從動(dòng)機(jī)械,如泵、風(fēng)機(jī)、高爐風(fēng)機(jī)、壓氣機(jī)和船舶的螺旋槳等。因此,汽輪機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)中起著極其重要的作用。(二)、600MW汽輪機(jī)課程設(shè)計(jì)的意
2、義電力生產(chǎn)量是衡量一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。電力工業(yè)為國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域和部門提供電能,它的發(fā)展直接影響著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度,因此,必須超前發(fā)展。裝機(jī)容量從1949年占世界第25位,到如今的世界前列。電力事業(yè)發(fā)展的宏偉目標(biāo),要求汽輪機(jī)在容量和效率方面都要上一個(gè)新的臺(tái)階,在今后的一段時(shí)間內(nèi),我國火電的主力機(jī)組將是300MW600MW亞臨界機(jī)組,同時(shí)要發(fā)展超臨界機(jī)組。(三)、汽輪機(jī)課程設(shè)計(jì)要求:1)汽輪機(jī)為基本負(fù)荷兼調(diào)峰運(yùn)行2)汽輪機(jī)型式:反動(dòng)、一次中間再熱、凝汽式(四)、設(shè)計(jì)原則根據(jù)以上設(shè)計(jì)要求,按給定的設(shè)計(jì)條件,選取有關(guān)參數(shù),確定汽輪機(jī)通流部分尺寸,力求獲得較高的汽輪機(jī)效率。汽輪機(jī)總體
3、設(shè)計(jì)原則為在保證機(jī)組安全可靠的前提下,盡可能提高汽輪機(jī)的效率,降低能耗,提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性,即保證安全經(jīng)濟(jì)性。承擔(dān)基本負(fù)荷兼調(diào)峰的汽輪機(jī),其運(yùn)行工況穩(wěn)定,年利用率高。二、熱力設(shè)計(jì)(一)設(shè)計(jì)參數(shù)的確定根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)中給定的已知參數(shù),汽輪機(jī)熱力設(shè)計(jì)基本參數(shù)的選取如下:蒸汽參數(shù)汽輪機(jī)進(jìn)汽額定壓力P0 汽輪機(jī)額定溫度T0: 566汽輪機(jī)排氣壓力Pc汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速根據(jù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書,本次設(shè)計(jì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速為3000rpm。給水溫度與回?zé)峒?jí)數(shù)給水回?zé)岬慕?jīng)濟(jì)性主要取決于給水的最終溫度和回?zé)峒?jí)數(shù),給水溫度越高、回?zé)峒?jí)數(shù)越多,循環(huán)熱效率也越高。當(dāng)加熱級(jí)數(shù)一定時(shí),給水溫度有一最佳值,加熱級(jí)數(shù)越多,最佳給水溫度越高。給水溫度為
4、275左右。共8級(jí)回?zé)幔?個(gè)高溫加熱器、1個(gè)除氧器、4個(gè)低溫加熱器。再熱壓力、溫度對(duì)于中間再熱機(jī)組,再熱溫度是指蒸汽經(jīng)中間再熱器后汽輪機(jī)中壓缸閥門前的溫度。為充分利用材料潛力,一般都把再熱溫度取成與新汽溫度相等或稍高一些。本例中取中間再熱蒸汽額定溫度 =566。在的條件下,最有利的中間再熱壓力約是新汽壓力的16%26%。再熱壓力損失為再熱前壓力的(812)%,本設(shè)計(jì)取10中間再熱蒸汽壓力Pr=P0再熱壓力損失=0.4356MpaPr=Pr*90%=汽輪機(jī)的額定功率與經(jīng)濟(jì)功率由于本設(shè)計(jì)中的汽輪機(jī)是高參數(shù)、大容量適用于擔(dān)負(fù)基本負(fù)荷的機(jī)組,故汽輪機(jī)經(jīng)常在額定功率和接近額定功率下運(yùn)行,因此,可選擇確定
5、汽輪機(jī)額定功率與汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)功率相等,即:P=600MW。表1 汽輪機(jī)機(jī)組熱力設(shè)計(jì)基本參數(shù)的選取項(xiàng)目選取參數(shù)機(jī)組型號(hào)機(jī)組型式超臨界一次中間再熱多級(jí)反動(dòng)式汽輪機(jī)新汽壓力pa新汽溫度566排汽壓力pa額定功率600MW額定轉(zhuǎn)速3000rpm給水溫度275回?zé)峒?jí)數(shù)8級(jí)回?zé)幔?個(gè)高溫加熱器、1個(gè)除氧器、4個(gè)低溫加熱器再熱壓力pa再熱壓力損失 0.4356Mpa再熱溫度566(二)回?zé)嵯到y(tǒng)的擬定及相關(guān)參數(shù)的選擇確定1、回?zé)嵯到y(tǒng)的擬定高、低壓加熱器個(gè)數(shù)的確定給水回?zé)岬慕?jīng)濟(jì)性主要取決于給水的最終溫度和回?zé)峒?jí)數(shù),給水溫度越高、回?zé)峒?jí)數(shù)越多,循環(huán)熱效率也越高。當(dāng)加熱級(jí)數(shù)一定時(shí),給水溫度有一最佳值,加熱級(jí)數(shù)越多,
6、最佳給水溫度越高。當(dāng)給水溫度一定時(shí),隨著回?zé)峒?jí)數(shù)Z的增加,附加冷源熱損失將減小,汽輪機(jī)內(nèi)效率相應(yīng)增高。以做功能力法分析,有限級(jí)數(shù)的回?zé)峒訜幔诨責(zé)峒訜崞髦斜匾鹩袦夭畹膿Q熱,從而產(chǎn)生回?zé)徇^程的及相應(yīng)的附加冷源熱損失。但隨著級(jí)數(shù)Z的增加,減小,不利于影響減弱。工程上級(jí)數(shù)Z增加,汽輪機(jī)抽汽口與回?zé)峒訜崞髟黾訒?huì)使投資增加,從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度考慮經(jīng)濟(jì)性提高與投資增加間的合理性,本設(shè)計(jì)選?。夯?zé)嵯到y(tǒng)有8級(jí)非調(diào)整抽汽,分別供給3臺(tái)高壓加熱器、1 臺(tái)除氧器和4臺(tái)低壓加熱器。2)關(guān)鍵點(diǎn)參數(shù)的確定:凝汽器出口壓力和溫度較大容量汽輪機(jī)的排汽管都設(shè)計(jì)為具有一定的擴(kuò)壓能力,使排汽的余速動(dòng)能最大限度地轉(zhuǎn)化為壓力能,用以補(bǔ)償
7、蒸汽在其中的壓力損失。良好情況下,可使排汽壓力與凝汽器出口壓力接近相等。由于本機(jī)組為600MW機(jī)組,蒸汽流量大,所以本機(jī)組的排汽設(shè)計(jì)為四排汽。凝汽器設(shè)計(jì)為雙殼體,雙背壓、單流程,可在機(jī)組最大出力工況下長期進(jìn)行。由凝汽器出口壓力查飽和蒸汽熱力性質(zhì)表可得:當(dāng)5MPa時(shí),。 給水溫度的確定給水溫度與進(jìn)入汽輪機(jī)的參數(shù)和高壓加熱器的個(gè)數(shù)有關(guān),由設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求,汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力為MPa,參考同類型機(jī)組得:給水溫度為275。除氧器出口工作壓力和溫度的確定由于本機(jī)組設(shè)計(jì)為中間再熱機(jī)組,一般采用高壓式除氧器,設(shè)計(jì)工況下,對(duì)該汽輪機(jī)取為MPa,由此查飽和水和飽和水蒸汽熱力性質(zhì)表,可求得: tcy=18。3)加熱器
8、各級(jí)焓升分配 理論計(jì)算指出,給水在各加熱器之間的焓增按等焓升分配原則,可得到最佳的經(jīng)濟(jì)效益。但計(jì)算表時(shí),當(dāng)在10%20%的范圍內(nèi)偏離等焓分配原則時(shí),對(duì)循環(huán)執(zhí)效率的影響很小,對(duì)具有中間再熱的回?zé)嵯到y(tǒng),為減小再熱使抽汽焓值升高的影響,應(yīng)對(duì)給水的等焓分配原則做適當(dāng)?shù)男拚?,即由再熱器冷段供汽的那個(gè)加熱器的給水焓升約是前一級(jí)加熱器給水焓升的1.51.8倍,這樣不致因再熱使蒸汽焓值提高而導(dǎo)致抽汽量下降,其余各級(jí)加熱器仍按等焓升原則。通過理論計(jì)算和參考其他同類型機(jī)組,確定加熱器各級(jí)焓升如所示:表2 各加熱器各級(jí)焓升分配編 號(hào) GJ1 GJ2 GJ3 CY DJ5 DJ6 DJ7DJ8焓升(KJ/kg) 2.
9、 汽輪機(jī)進(jìn)汽量的初步估算、各回?zé)岢槠康某醪酱_定對(duì)一般的凝汽式汽輪機(jī),其進(jìn)汽量可按下式估算: (T/h) 式中:m考慮回?zé)岢槠惯M(jìn)汽量增大的系數(shù),它與回?zé)峒?jí)數(shù)、給水溫度、功率有關(guān),結(jié)合一設(shè)計(jì)機(jī)組的相關(guān)參數(shù),取m=1.42;考慮軸封漏汽、門桿漏汽所需的新汽量,一般2%D,這里取為1%D;全機(jī)理想焓降(kJ/kg)由H-S圖上查得各個(gè)點(diǎn)的參數(shù),可得(3395.5-2919.05)kJ/kg+(3598.57-3175.3)kJ/kg 汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率,根據(jù)相關(guān)指標(biāo)取為: =90%機(jī)械效率,參照國內(nèi)同類型機(jī)組,可取為:=99%發(fā)電機(jī)效率,參照國內(nèi)同類型機(jī)組,取:=99%解得: h漏汽量的確定:漏汽包
10、括門桿漏汽和軸封漏汽 門桿漏汽估計(jì)為總進(jìn)汽量的2%; 軸封漏汽有兩種情況:一種為最后一片軸封孔口處流速未達(dá)到臨界速度;另一種為出口處以及達(dá)到臨界速度??筛鶕?jù)相應(yīng)狀態(tài)對(duì)應(yīng)的公式計(jì)算處漏汽量;總得漏汽量估計(jì)為總進(jìn)汽量得3%;抽汽量用抽汽系數(shù)i表示,根據(jù)回?zé)嵯到y(tǒng)中的抽汽流量可得各個(gè)段得抽汽系數(shù)各級(jí)抽氣份額的確定:根據(jù)熱平衡的計(jì)算:由每段抽出來的蒸汽量放出的熱量與給水給過加熱器所吸收的熱量相等列出熱平衡方程,可求得各級(jí)相應(yīng)的抽汽量,并參考同類型機(jī)組確定以上汽輪機(jī)抽汽參數(shù)見表3;汽輪機(jī)抽氣回?zé)嵯到y(tǒng)圖見附圖1:表3 汽輪機(jī)額定工況抽汽參數(shù)回?zé)嵯到y(tǒng)熱力計(jì)算GJ1溫度/C焓值( kJ/kg)壓力Mpa流量(t
11、/h)出口飽和水275進(jìn)口飽和水245進(jìn)口抽氣出口(飽和水)抽氣點(diǎn)(幾級(jí)后)抽氣壓力Mpa加熱器壓力Mpa抽氣壓損Mpa抽氣流量t/h8GJ2溫度/C焓值( kJ/kg)壓力Mpa流量(t/h)出口飽和水245進(jìn)口飽和水215進(jìn)口抽氣出口(飽和水)進(jìn)口疏水抽氣點(diǎn)(幾級(jí)后)抽氣壓力Mpa加熱器壓力Mpa抽氣壓損Mpa抽氣流量t/h10GJ3溫度/C焓值( kJ/kg)壓力Mpa流量(t/h)出口飽和水215進(jìn)口飽和水185進(jìn)口抽氣出口(飽和水)進(jìn)口疏水抽氣點(diǎn)(幾級(jí)后)抽氣壓力Mpa加熱器壓力Mpa抽氣壓損Mpa抽氣流量t/h13CY溫度/C焓值( kJ/kg)壓力Mpa流量(t/h)出口飽和水進(jìn)
12、口飽和水155進(jìn)口抽氣進(jìn)口疏水抽氣點(diǎn)(幾級(jí)后)抽氣壓力Mpa加熱器壓力Mpa抽氣壓損Mpa抽氣流量t/h16DJ5溫度/C焓值( kJ/kg)壓力Mpa流量(t/h)出口飽和水155進(jìn)口飽和水129進(jìn)口抽氣出口(飽和水)抽氣點(diǎn)(幾級(jí)后)抽氣壓力Mpa加熱器壓力Mpa抽氣壓損Mpa抽氣流量t/h18/25/32/39DJ6溫度/C焓值( kJ/kg)壓力Mpa流量(t/h)出口飽和水129進(jìn)口飽和水103進(jìn)口抽氣出口(飽和水)進(jìn)口疏水抽氣點(diǎn)(幾級(jí)后)抽氣壓力Mpa加熱器壓力Mpa抽氣壓損Mpa抽氣流量t/h20/27/33/40DJ7溫度/C焓值( kJ/kg)壓力Mpa流量(t/h)出口飽和水
13、103進(jìn)口飽和水77進(jìn)口抽氣出口(飽和水)進(jìn)口疏水抽氣點(diǎn)(幾級(jí)后)抽氣壓力Mpa加熱器壓力Mpa抽氣壓損Mpa抽氣流量t/h21/28/35/42DJ8溫度/C焓值( kJ/kg)壓力Mpa流量(t/h)出口飽和水77進(jìn)口飽和水54進(jìn)口抽氣出口(飽和水)進(jìn)口疏水抽氣點(diǎn)(幾級(jí)后)抽氣壓力Mpa加熱器壓力Mpa抽氣壓損Mpa抽氣流量t/h22/29/36/433、全機(jī)熱力過程線擬定具有中間再熱的凝汽式汽輪機(jī),可以看作由兩部分組成,即蒸汽初始狀態(tài)到再熱器前的高壓部分和再熱器后到排汽壓力的中、低壓部分,如附圖2所示:熱力過程線擬定過程中相應(yīng)參數(shù)的估定:首先選取高、中、低壓缸各缸相對(duì)內(nèi)效率為:=88%,
14、=91%,=89%。1)圖中線1-2表示高壓缸進(jìn)汽機(jī)構(gòu)中的節(jié)流過程,其節(jié)流損失為: =5%=1.21MPa;線2-3表示高壓部分膨脹過程,由于在高壓過熱區(qū),各級(jí)效率變化不大,所以可近似以直線表示,線3-4表示中間再熱器及再熱冷熱管道中的熱力過程,此過程產(chǎn)生的焓降不能在汽輪機(jī)內(nèi)部做功,形成了再熱損失,其值取為:=10%Pr=0.076MPa;于是中壓缸進(jìn)汽壓力為:= Pr-= 3.73MPa;線45表示蒸汽進(jìn)入中壓缸時(shí),其中壓主汽閥和調(diào)節(jié)汽閥的壓力損失為:=2% Pr=0.0846MPa(因?yàn)橹袎焊椎恼{(diào)節(jié)汽閥只在低負(fù)荷時(shí)才動(dòng)作,平時(shí)則處于全開狀態(tài),故節(jié)流損失較小,所以取為2% Pr。)4)汽輪機(jī)
15、蒸汽的近似膨脹過程曲線(全機(jī)熱力過程線)見圖2。(三)調(diào)節(jié)級(jí)的熱力設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)級(jí)的型式及焓降1)調(diào)節(jié)級(jí)的選型調(diào)節(jié)級(jí)有單列和雙列之分,這取決于經(jīng)濟(jì)功率下調(diào)節(jié)級(jí)理想焓降的大小。由于本設(shè)計(jì)機(jī)組屬高參數(shù)、大容量類,并在是電網(wǎng)中承擔(dān)基本負(fù)荷的汽輪機(jī),要求有盡量好的經(jīng)濟(jì)性,這種汽輪機(jī)的進(jìn)汽量或容積流量很大,經(jīng)由前軸填充的漏汽量通常不超過總進(jìn)汽量的1%,且前幾個(gè)壓力級(jí)的葉片容易設(shè)計(jì)成具有較大的高度,在這種情況下,采用單列調(diào)節(jié)級(jí)是合理的。國產(chǎn)中間再熱機(jī)組的調(diào)節(jié)級(jí)均為單列,設(shè)計(jì)工況下的理想焓降也都不超過100kJ/kg,雖然機(jī)組的結(jié)構(gòu)有所復(fù)雜,成本有所提高,但由于經(jīng)濟(jì)性提高了,它的全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)還是比較合理的。2
16、)調(diào)節(jié)級(jí)焓降的選擇目前,國產(chǎn)大功率汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)(單列)的理想熱降約為:70100 kJ/kg,據(jù)此,本設(shè)計(jì)中采用單列調(diào)節(jié)級(jí),經(jīng)濟(jì)功率下的調(diào)節(jié)級(jí)理想焓降取為:85 kJ/kg。參照課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表3-5 國產(chǎn)機(jī)組單列調(diào)節(jié)級(jí)的主要參數(shù),并做適當(dāng)修正改進(jìn)得本設(shè)計(jì)的相關(guān)主要參數(shù)如表4所示。表4 調(diào)節(jié)級(jí)主要參數(shù)的選取機(jī)組功率(MW)600噴嘴高度(mm)48動(dòng)葉高度(mm)50Sin10.2079 1取為12Sin20.4067 2 取為24面積比1600噴嘴葉型TC-1A動(dòng)葉葉型TP-1A理想熱降88.6(級(jí)效率為=0.75)速比、平均直徑先取適當(dāng)?shù)乃俣缺戎?,以保證調(diào)節(jié)級(jí)的效率。由于調(diào)節(jié)級(jí)都為部分進(jìn)汽
17、,所以其最佳速度比要比全周進(jìn)汽的小,一般在額定工況下,單列級(jí)0.45,或者更小。本設(shè)計(jì)中取小值,即:=0.4。平均直徑:調(diào)節(jié)級(jí)的平均直徑選取范圍為:對(duì)于高壓及超高壓以上機(jī)組(整體轉(zhuǎn)子),=9001100mm,這時(shí)因?yàn)檎w轉(zhuǎn)子的能段走私受到限制,目前國內(nèi)一般不能大于1100mm,對(duì)于單列調(diào)節(jié)級(jí)為了使調(diào)節(jié)級(jí)的焓降較大可取直徑的上限值。由于一個(gè)級(jí)的焓降、速比、平均直徑三者中只有兩個(gè)是獨(dú)立變量,故:平均直徑由公式計(jì)算: 變換得: 反動(dòng)度由于調(diào)節(jié)級(jí)為部分進(jìn)汽,其反動(dòng)度要比全周進(jìn)汽的級(jí)小,故對(duì)于單列調(diào)節(jié)級(jí)反動(dòng)度取為:=0.05。最佳進(jìn)氣度由可見,在其他參數(shù)不變的條件下,葉高與部分進(jìn)汽度e成反比。葉高越小,
18、葉高損失越大,但部分進(jìn)汽損失越小。部分進(jìn)汽損失又可分為兩種:一種為鼓風(fēng)損失,另一種為斥汽損失。部分進(jìn)汽度e越小,則鼓風(fēng)損失和斥汽損失越大,從而部分抵消了由于葉高增大而提高的效率,為了使調(diào)節(jié)級(jí)獲得較高的效率,確定調(diào)節(jié)級(jí)的葉高和部分進(jìn)汽度時(shí)須使與之和為最小。于是:令,其中,葉高損失,部分進(jìn)汽損失,包括兩部分即:,鼓風(fēng)損失,斥汽損失。因此有: (*)其中: 試驗(yàn)系數(shù),對(duì)于單列級(jí)=9.9; 與級(jí)的類型有關(guān)的系數(shù),對(duì)單列級(jí)=0.1; 噴嘴組數(shù),取為4;與級(jí)的類型有關(guān)的系數(shù),取=0.012; 為有護(hù)套的弧段長度占整個(gè)圓周長度的百分?jǐn)?shù),由于實(shí)際情況很少裝有護(hù)套,故取=0。將(*)式化為純e的函數(shù),求一階導(dǎo)數(shù)
19、,并令其一階導(dǎo)數(shù)等于零,可求得函數(shù)的最小值,即為最佳部分進(jìn)汽度,從而得。由以上分析計(jì)算可得0.95。葉型的選擇當(dāng)調(diào)節(jié)級(jí)采用單列級(jí)時(shí),其工作馬赫數(shù)大多在亞音速范圍內(nèi),一般選用亞音速葉柵。單列級(jí)即使汽流出口速度為超音速,但由于超音速葉柵的變工況特性較差,加工復(fù)雜,且亞音速葉柵可利用斜切部分膨脹得到超音速汽流。綜全考慮各種因素,本設(shè)計(jì)中選用亞音速噴嘴葉柵,其型號(hào)為:TC-1A,有關(guān)參數(shù)為相對(duì)節(jié)距0.90,進(jìn)汽角=70100,出汽角=1014;動(dòng)葉柵選用型號(hào)TP-1A,有關(guān)參數(shù)為:進(jìn)汽角=1823,出口角=1619,相對(duì)節(jié)距0.70。1)汽流出口角和的選擇噴嘴和動(dòng)葉的汽流出口角和的大小對(duì)級(jí)的通流能力、
20、作功能力及級(jí)效率都有直接影響。在高壓級(jí)中,由于級(jí)的容積流量一般較小,為了減小端部損失,不應(yīng)使葉片高度太小,往往選取出口角較小的葉型,通常取=1114;在汽輪機(jī)的中低壓部分容積流量較大,為了減緩葉片高度的急劇增大,往往選擇出口角較大的葉型,通常取=1317,但考慮到便于制造和維修,同一級(jí)段中選取相同的葉型。2)葉片數(shù)和葉片高度根據(jù)噴嘴葉型TC-1A,并根據(jù)安裝角,可根據(jù)葉柵氣動(dòng)特性曲線查得相對(duì)節(jié)距=;由于級(jí)的平均直徑=1000mm。所以片數(shù),其中:。同理,動(dòng)葉則根據(jù)動(dòng)葉葉型TP-1A,動(dòng)葉片數(shù)也是用式計(jì)算。6、調(diào)節(jié)級(jí)的速度三角形(見附圖3)7、調(diào)節(jié)級(jí)的詳細(xì)計(jì)算(見表5)表5 高壓缸調(diào)節(jié)級(jí)詳細(xì)計(jì)算
21、高壓缸調(diào)節(jié)級(jí)相關(guān)參數(shù)及熱力計(jì)算序號(hào)項(xiàng)目單位來源/公式結(jié)果1等熵滯止焓降kJ/kg2調(diào)節(jié)級(jí)進(jìn)汽量t/h3噴嘴參數(shù)反動(dòng)度;4等熵出口參數(shù)kJ/kg ;5進(jìn)出口參數(shù);6噴嘴損失kJ/kg7噴嘴實(shí)際出口焓kJ/kg+8噴嘴出口氣流速度=m/s;=(m/s)9噴嘴出口面積10部分進(jìn)氣度令,一階導(dǎo)數(shù)為零,得到11噴嘴高度Mm取4212蓋度參數(shù)葉頂蓋度= ;根部蓋度=13動(dòng)葉等熵出口參數(shù)=3303.259;18305m3/kg;=16.9576 MPa14動(dòng)葉參數(shù)動(dòng)葉速度系數(shù);動(dòng)葉流量系數(shù)=0.94;15動(dòng)葉高度Mm4416動(dòng)葉進(jìn)口參數(shù)=/s17動(dòng)葉焓降(kJ/kg);(kJ/kg)18動(dòng)葉出口速度(m/s
22、);(m/s)19動(dòng)葉損失kJ/kg20動(dòng)葉出口面積(kJ/kg);=0.0183916 m3/kg;Gb=Gn;21動(dòng)葉出口汽流角2約比1小36,選16;根據(jù)1和2和動(dòng)葉葉型表選取動(dòng)葉葉型為TP-1A型22動(dòng)葉出口絕對(duì)速度= m/s;23余速損失kJ/kg24輪周有效比焓降kJ/kg25級(jí)消耗的理想能量kJ/kg;26葉高損失kJ/kg27葉輪摩擦損kJ/kg28部分進(jìn)汽損失 kJ/kg29隔板漏氣損失; kJ/kg30葉頂漏氣損失kJ/kg 31級(jí)的有效比焓降kJ/kghi=-32級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率80.03%33級(jí)的內(nèi)功率kW(四)非調(diào)節(jié)級(jí)的熱力計(jì)算非調(diào)節(jié)級(jí)的級(jí)數(shù)全機(jī)第一非調(diào)節(jié)級(jí)平均直徑和全
23、機(jī)末級(jí)平均直徑通流部分各級(jí)直徑的選擇還要考慮使整個(gè)通流部分平滑變化,以便利用余速,使機(jī)組有較高的效率。其中第一非調(diào)節(jié)級(jí)直徑的大小對(duì)通流部分的成型影響較大,由于調(diào)節(jié)級(jí)是部分進(jìn)汽,與第一非調(diào)節(jié)級(jí)不同,因此這兩級(jí)的只不能相等,否則就不能保證第一非調(diào)節(jié)級(jí)進(jìn)汽均勻,一般這兩個(gè)直徑之差不小于50100mm。由于調(diào)節(jié)級(jí)平均直徑已確定,這里選取=920mm。末級(jí)動(dòng)葉出口的連續(xù)方程,適當(dāng)變化后,得:期望取90度,-余速損失系數(shù)。一般在0.015-0.03之間,這里取-排汽比容,在擬訂的熱力過程線上求得:=-徑角比,根據(jù)機(jī)組容量大小選擇,取-末級(jí)蒸汽流量是新蒸汽量扣除各級(jí)回?zé)岢槠靠偤秃蟮臄?shù)值,/s;根據(jù)相關(guān)資料
24、和經(jīng)驗(yàn)擬訂各關(guān)鍵級(jí)平均直徑: 表6 汽輪機(jī)各關(guān)鍵級(jí)平均直徑的擬定級(jí)數(shù)調(diào)節(jié)級(jí)高第一非調(diào)高末級(jí)中一中末低一低末直徑(mm)100092010201240143018302190各缸非調(diào)節(jié)級(jí)級(jí)數(shù)通過查閱資料,查閱現(xiàn)常用600MW汽輪機(jī)組的參數(shù),將高壓缸設(shè)計(jì)為10級(jí),其中第一級(jí)為調(diào)節(jié)級(jí),后9級(jí)的非調(diào)節(jié)級(jí);中壓缸設(shè)計(jì)為6級(jí);低壓缸為7級(jí)(四個(gè)低壓缸);共44級(jí)。低壓缸非調(diào)節(jié)級(jí)相關(guān)系數(shù)及熱力計(jì)算非調(diào)節(jié)級(jí)速度三角形(見附圖4) 表7 低壓缸非調(diào)節(jié)級(jí)參數(shù)及熱力計(jì)算序號(hào)項(xiàng)目符號(hào)單位1718191焓降2第一級(jí)的滯止理想焓降ht*kj/kg3平均反動(dòng)度4噴嘴滯止理想比焓降hn*kj/kg5噴嘴理想出口氣流速度c1t
25、m/s6速度系數(shù)7噴嘴實(shí)際出口氣流速度c1m/s8噴嘴等比熵出口焓值h1tkj/kg9噴嘴等比熵出口壓力p1MPa10噴嘴等比熵出口比容v1tm3/kg11噴嘴壓比12噴嘴選型TC-1ATC-1ATC-1A13噴嘴出口角a113131314隔板漏汽量gpkg/s15噴嘴進(jìn)口流量G16噴嘴出口面積An17假想速比xa18級(jí)的假想速度ca19級(jí)的圓周速度u20級(jí)的平均直徑dmm21部分進(jìn)汽度e11122噴嘴高度lnm23噴嘴損失24噴嘴出口比焓值h125動(dòng)葉進(jìn)口相對(duì)速度w126動(dòng)葉進(jìn)口角sinb127b128動(dòng)葉出口理想相對(duì)速度w2t29動(dòng)葉速度系數(shù)30動(dòng)葉出口相對(duì)速度w231動(dòng)葉出口角b2161
26、61632動(dòng)葉絕對(duì)出口速度c233動(dòng)葉絕對(duì)出口角sina234a235動(dòng)葉等比熵出口焓值h2t36動(dòng)葉等比熵出口壓力p237動(dòng)葉等比熵出口比容v2t38動(dòng)葉等比熵出口干度x11139平均干度xm11140動(dòng)葉出口面積ab41動(dòng)葉高度lbm42動(dòng)葉損失43余速損失44葉高損失45葉輪摩擦損失46余速利用系數(shù)11147隔板汽封漏汽損失48濕氣損失00049葉頂漏汽損失50輪周有效比焓降51級(jí)內(nèi)各項(xiàng)損失之和52級(jí)的有效比焓降53級(jí)的理想能量E054級(jí)相對(duì)內(nèi)效率55級(jí)的內(nèi)功率56級(jí)的出口焓h257總的有效比焓降58總的理想能量59總功率60效率序號(hào)項(xiàng)目202122231焓降2第一級(jí)的滯止理想焓降3平均
27、反動(dòng)度4噴嘴滯止理想比焓降5噴嘴理想出口氣流速度6速度系數(shù)7噴嘴實(shí)際出口氣流速度8噴嘴等比熵出口焓值9噴嘴等比熵出口壓力10噴嘴等比熵出口比容11噴嘴壓比12噴嘴選型TC-1ATC-1ATC-1ATC-1A13噴嘴出口角1313131314隔板漏汽量15噴嘴進(jìn)口流量16噴嘴出口面積17假想速比18級(jí)的假想速度19級(jí)的圓周速度20級(jí)的平均直徑21部分進(jìn)汽度111122噴嘴高度23噴嘴損失24噴嘴出口比焓值25動(dòng)葉進(jìn)口相對(duì)速度26動(dòng)葉進(jìn)口角2728動(dòng)葉出口理想相對(duì)速度29動(dòng)葉速度系數(shù)30動(dòng)葉出口相對(duì)速度31動(dòng)葉出口角1616161632動(dòng)葉絕對(duì)出口速度33動(dòng)葉絕對(duì)出口角3435動(dòng)葉等比熵出口焓值3
28、6動(dòng)葉等比熵出口壓力37動(dòng)葉等比熵出口比容38動(dòng)葉等比熵出口干度1139平均干度1140動(dòng)葉出口面積41動(dòng)葉高度42動(dòng)葉損失43余速損失44葉高損失45葉輪摩擦損失46余速利用系數(shù)111147隔板汽封漏汽損失48濕氣損失0049葉頂漏汽損失50輪周有效比焓降51級(jí)內(nèi)各項(xiàng)損失之和52級(jí)的有效比焓降53級(jí)的理想能量54級(jí)相對(duì)內(nèi)效率55級(jí)的內(nèi)功率56級(jí)的出口焓57總的有效比焓降58總的理想能量(五)各缸、全機(jī)功率及相對(duì)內(nèi)效率根據(jù)高、中、低壓缸各缸的熱力計(jì)算,計(jì)算出各缸、全機(jī)功率及相對(duì)內(nèi)效率,如下表所示:表7 各缸、全機(jī)功率及相對(duì)內(nèi)效率總功率KW理想能量kJ/kg有效比焓kJ/kg相對(duì)內(nèi)效率高壓缸中壓
29、缸低壓缸總機(jī) 三、汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明(一)汽輪機(jī)進(jìn)汽部分汽輪機(jī)的進(jìn)汽部分是指從進(jìn)汽閥門到時(shí)汽缸內(nèi)的噴嘴蒸汽室這一段,它包括調(diào)節(jié)汽閥蒸汽室、閥門、導(dǎo)汽管等。該機(jī)組主蒸汽經(jīng)位于汽輪機(jī)運(yùn)行層下部的2個(gè)主汽閥和4個(gè)調(diào)節(jié)汽閥,由4根高壓導(dǎo)汽管從高、中壓缸的高壓部分上下各2根進(jìn)入高壓缸。2個(gè)主汽閥的出口和4個(gè)調(diào)節(jié)汽閥的進(jìn)口對(duì)接焊成一體,4個(gè)調(diào)節(jié)汽閥合用一個(gè)殼體。這些閥門由吊架支撐,布置于汽輪機(jī)1號(hào)軸承箱前下方的運(yùn)行層之下。汽輪機(jī)高壓進(jìn)汽部分高壓主汽閥進(jìn)汽部分該機(jī)組高壓主汽閥采用單座球形閥。其中一個(gè)主汽閥的主閥碟上鉆有通孔,閥桿端部從孔中穿過,預(yù)啟閥置于閥桿的端部,并采用螺紋、定位銷與閥桿連成一體。主閥碟下
30、游的閥座成擴(kuò)展形狀,作為主閥碟下游的擴(kuò)壓段。高壓主汽閥的閥碟上下游處均設(shè)有疏水孔,還設(shè)有閥桿漏汽孔。主汽閥進(jìn)汽短管內(nèi),沿短管中心線縱向設(shè)有垂直于水平面的導(dǎo)流筋板。本機(jī)設(shè)有四個(gè)高壓調(diào)節(jié)汽閥。四個(gè)調(diào)節(jié)汽閥合裝在一個(gè)殼體中并與兩個(gè)高壓主汽閥焊接在一起,各調(diào)節(jié)汽閥的出口通過導(dǎo)管分別與高壓缸的四個(gè)噴嘴蒸汽室相連接。四個(gè)高壓調(diào)節(jié)汽閥都設(shè)有預(yù)啟閥,用以減小提升力和啟動(dòng)時(shí)控制速度。閥座材料為30CrMoTv,閥門材料1Cr11MoV。圖4 噴嘴調(diào)節(jié)汽輪機(jī)示意圖導(dǎo)汽管和噴嘴室導(dǎo)汽管和噴嘴室是把從調(diào)節(jié)閥來的蒸汽送進(jìn)汽輪機(jī)的部件。要求它們?cè)诟邷貤l件下能夠安全地承受工作壓力,非汽流通道處有良好的密封性;導(dǎo)汽管與噴嘴室
31、連接處能夠自由地相對(duì)膨脹,噴嘴室與汽缸的配合既要良好對(duì)中,又能自由地相對(duì)膨脹。該機(jī)組的4根進(jìn)汽短管及4個(gè)噴嘴室以汽缸中心為對(duì)稱中心,對(duì)稱地布置于高壓缸的上、下半。導(dǎo)汽管的進(jìn)汽端以焊接的結(jié)構(gòu)形式與調(diào)節(jié)閥出汽口相連接,出汽端鐘罩形式外層管采用法蘭螺栓的結(jié)構(gòu)形式與高壓外缸相連接,出汽端內(nèi)層管與噴嘴室則用直接插入式,并用活塞環(huán)式的密封圈予以密封。帶彈性密封環(huán)的直接插入連接方式,即能達(dá)到密封目的,又能保證短管與噴嘴室的對(duì)中和自由膨脹。調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴分為4個(gè)噴嘴組,每個(gè)噴嘴室一個(gè)噴嘴組,每個(gè)噴嘴級(jí)有15個(gè)噴嘴,4個(gè)噴嘴組沿圓周方向整圈布置,焊接在噴嘴室出口側(cè)的圓周上。導(dǎo)汽管的材料為10CrMo910,噴嘴室的
32、材料為ZG20CrMo1V。汽輪機(jī)中壓進(jìn)汽部分中壓聯(lián)合氣門中壓主汽閥屬保護(hù)裝置,它不參與負(fù)荷調(diào)節(jié),其閥門位置只有全開和全關(guān)兩個(gè)位置。該機(jī)組中壓聯(lián)合汽門為立式結(jié)構(gòu),上部為中壓調(diào)節(jié)汽閥,下部為中壓主汽閥,兩閥合用一個(gè)殼體和同一腔室、同一閥座,而且兩者的碟呈上、下串聯(lián)布置。中壓調(diào)節(jié)汽閥的主閥芯呈鐘罩形,其中央開有通孔,通孔上部即為預(yù)啟閥的閥座,腔室內(nèi)設(shè)有蒸汽濾網(wǎng)。中壓主汽閥為單座球形閥,其閥芯位于調(diào)節(jié)汽閥閥芯的內(nèi)部,且上下移動(dòng)時(shí)不受鐘罩式結(jié)構(gòu)的限制,為了減小開啟時(shí)的提升力,亦設(shè)有預(yù)啟閥?;申P(guān)閉,4個(gè)閥上均沒有預(yù)啟閥。閥桿套向與閥殼的連接采用自密封結(jié)構(gòu)形式。閥村套筒上開有漏汽子,主汽閥后的閥殼上還開有
33、疏水孔。閥座材料為2G15Cr2Mo1,閥桿材料為1Cr11Mo2(二)高中壓汽管高中壓外缸中部上、下、左、右共有4只高壓進(jìn)汽管和4只中壓進(jìn)汽管,分別通過彈性法蘭固定在外缸上,高壓進(jìn)汽管內(nèi)套管通過活塞環(huán)與內(nèi)缸相連接,彈性法蘭與內(nèi)套管間有遮熱筒,可以降低內(nèi)套管內(nèi)外溫差,減小對(duì)彈性法蘭的熱輻射,上部進(jìn)汽管有疏水管接口,這樣的結(jié)構(gòu)能吸收內(nèi)、外缸及噴嘴室間的脹差(三)汽缸1、結(jié)構(gòu)型式該機(jī)組采用高中壓合缸結(jié)構(gòu),由一個(gè)高、中壓合缸和二個(gè)雙流程低壓缸構(gòu)成。汽缸分為上、下兩半,轉(zhuǎn)子從其縱向中心貫穿而過。為使汽缸能夠承受蒸汽壓力,而且中分面處不發(fā)生泄漏,汽缸上、下半缸1)高、中壓缸結(jié)構(gòu)與支承高、中壓缸均采用雙層
34、汽缸,由內(nèi)缸和外缸組成。內(nèi)外缸均為合金鋼鑄造而成,由水平中分面分開,形成上、下缸,內(nèi)缸在外缸的水平中分面上。高壓外缸均由前后共四個(gè)貓爪支撐在前軸承箱上,貓爪由下缸一起鑄出,位于下缸的上部,這樣使支承點(diǎn)保持在水平中心線上。中壓缸內(nèi)缸支承在外缸的水平中分面上,采用在外缸上加工出來的一外凸臺(tái)和在內(nèi)缸上的一個(gè)環(huán)形槽相互配合,保持內(nèi)缸的位置。中壓外缸也以前后兩對(duì)貓爪分別支撐在中軸承箱和1號(hào)低壓缸的前軸承箱上。中壓缸的導(dǎo)流環(huán)將進(jìn)汽分開兩股,分別流向中壓缸的兩邊做功,導(dǎo)流環(huán)在水平中分面支撐在內(nèi)缸上,其軸向是采用頂部和底部的定位銷保持正確的位置。內(nèi)缸材料為ZG20CrMo1V,外缸材料為ZG15Cr2Mo鑄件
35、。2)低壓缸結(jié)構(gòu)與支承低壓缸為反向分流式,每個(gè)低壓缸由一個(gè)外缸和兩個(gè)內(nèi)缸組成,全部由板件焊接而成。汽缸的上半和下半均在垂直方向被分為三部分,但在安裝時(shí),上缸垂直結(jié)合面己用螺栓連成一體,因此汽缸上半可作為一個(gè)零件吊起。低壓外面由裙 式臺(tái)板支撐,此臺(tái)板與汽缸下半制成一體,并沿汽缸下半向兩端延伸。低壓缸支撐在外缸上。本機(jī)組由于排汽容積流量大,為減小末級(jí)排汽損失,采用了四排汽口,也就是采用了兩個(gè)結(jié)構(gòu)完全相同所謂反向分流式低壓缸。運(yùn)行中,由連接管來的蒸汽從汽缸中部進(jìn)入,然后分左、右兩路進(jìn)入低壓缸做功,從兩端排汽口排出,每個(gè)低壓缸的兩個(gè)排汽口最后匯合成一個(gè)排汽通道,與一個(gè)凝汽器相連。內(nèi)缸材料為ZG20Cr
36、Mo1V,外缸材料為ZG15Cr2Mo鑄件。材料性能見表8示: 表8 ZG20CrMo1V、ZG15Cr2Mo材料性機(jī)械性能材料名稱抗拉強(qiáng)度MPa屈服強(qiáng)度MPa延伸率(%)斷面收縮率(%)硬度(HB)ZG20CrMo1V5907404001828190-230ZG15Cr2Mo590-78044015170-235隔板與隔板套隔板根據(jù)工作溫度和作用在隔板兩側(cè)的蒸汽壓差來決定的,可分為焊接隔板和鑄造隔板。高壓級(jí)和部分中低壓級(jí)工作溫度均為350以上,為適應(yīng)高溫工作條件,這部分隔板都采用焊接結(jié)構(gòu),焊接隔板具有較高的強(qiáng)度和剛性,較好的氣密性,易制造。靜葉片采用高效分流葉柵。靜葉流動(dòng)損失小,有利于提高級(jí)
37、組熱效率。中低壓部分溫度低于350的級(jí),采用鑄造隔板。鑄造隔板加工容易,方便拆裝,簡化汽缸形狀。在本機(jī)中還采用了隔板套結(jié)構(gòu),即把相鄰的幾級(jí)隔板裝在隔板套內(nèi),再將隔板套裝在汽缸中。隔板套的采用可以簡化汽缸結(jié)構(gòu),便于抽汽口的布置,使汽缸軸向尺寸減小。上隔板套和下隔板套之間采用螺栓連接,為保證隔板套的熱膨脹,它與汽缸凹槽之間應(yīng)留有一定的間隙。隔板在隔板套內(nèi)的支撐與定位和隔板在汽缸內(nèi)的支撐與定位一樣,采用懸掛銷和鍵支撐定位或Z型懸掛銷支撐定位。(四)滑銷系統(tǒng)為了保證汽輪機(jī)在啟動(dòng)、運(yùn)行和停機(jī)過程中,汽缸、轉(zhuǎn)子等部件能按設(shè)計(jì)要求定位和對(duì)中,保證其膨脹(收縮)不受阻礙,汽輪機(jī)組配置了一套滑銷系統(tǒng)。該機(jī)組的滑
38、銷系統(tǒng)共設(shè)有三個(gè)固定點(diǎn),分別位于低壓缸(A)、(B)排汽口和3呈軸承箱底部的中心線上。以此為基點(diǎn),低壓缸(A)、(B)分別向機(jī)頭和發(fā)電機(jī)方向的膨脹不受阻礙,高、中壓缸向機(jī)頭方向的膨脹也不受阻礙。轉(zhuǎn)子的相對(duì)膨脹死點(diǎn),設(shè)有高壓轉(zhuǎn)子的推力盤處,位于中軸承箱內(nèi),并以此為基點(diǎn),高壓轉(zhuǎn)子向機(jī)頭側(cè)膨脹,中、低壓轉(zhuǎn)子向發(fā)電機(jī)側(cè)膨脹。該機(jī)組的高、中壓外缸下半底部設(shè)有軸向?qū)蜴I,高、中壓外缸的上貓爪通過二個(gè)半部面墊片與位于軸承箱上的滑動(dòng)墊塊接觸,該接觸面位于汽缸水平中分面處,中壓外缸后部下貓爪的一個(gè)凸戶嵌入3號(hào)軸承的洼內(nèi),該凸戶則作為高、中壓缸軸向膨脹的死點(diǎn)。高中下外缸下半缸底部兩側(cè)與軸承箱之間設(shè)有軸向?qū)蜴I,也
39、作為橫向膨脹的基點(diǎn),位于中軸承箱側(cè)的高、中壓缸下缸貓爪,在其靠中分面處分別設(shè)有凸緣,而在與其對(duì)應(yīng)的中軸承箱處,則分別配有外伸形壓板,該壓板用螺栓與中軸承箱固定,其外伸端又被壓緊在下貓爪的凸緣上。機(jī)組的高、中壓缸均通過其上汽缸水平中分面的四個(gè)搭子,座落在外下缸內(nèi)側(cè)靠近中分面處的四個(gè)水平臺(tái)肩上,其間各自設(shè)有滑動(dòng)墊片。內(nèi)下缸的四個(gè)搭子,則分別鑲嵌在外下缸內(nèi)側(cè)的四個(gè)鍵槽內(nèi),其中間進(jìn)汽側(cè)的二個(gè)搭子與鍵槽之間設(shè)有調(diào)整墊片,并作為內(nèi)缸軸向的膨脹死點(diǎn)。(五)轉(zhuǎn)子1、主軸本設(shè)計(jì)中,汽輪發(fā)電機(jī)組軸系由汽輪機(jī)的一根高、中壓轉(zhuǎn)子(高壓部分反向單流程,中壓部分正向單流程)、二根雙流和低壓轉(zhuǎn)子和一根發(fā)電機(jī)子共四根轉(zhuǎn)子組成
40、。各轉(zhuǎn)子通過與轉(zhuǎn)子鍛成一體的剛性聯(lián)軸器相連接。每根轉(zhuǎn)子由兩個(gè)軸承支持。這四根轉(zhuǎn)子均為整鍛式轉(zhuǎn)子,即其葉輪,聯(lián)軸器法蘭、推力盤及主軸由同一鍛件加工而成。沒有熱套部件,因而消除了葉輪等部件高溫下可能松動(dòng)的問題,對(duì)啟動(dòng)和變工況的適應(yīng)性較強(qiáng),適于在高溫條件下運(yùn)行。其強(qiáng)度和剛度均大于同一外形尺寸的套裝轉(zhuǎn)子,且結(jié)構(gòu)緊湊,軸向尺寸短,機(jī)械加工和裝配工作量小。轉(zhuǎn)子中心有貫穿轉(zhuǎn)子的中心孔,減輕轉(zhuǎn)子重量,沒有熱套部件,適于高溫條件下運(yùn)行,其強(qiáng)度和剛度均大于同一個(gè)外形尺寸的套裝軸。各轉(zhuǎn)子之間全部采用剛性聯(lián)軸器連接:其中高、中壓轉(zhuǎn)子與低壓A轉(zhuǎn)子的聯(lián)軸器之間,低壓A轉(zhuǎn)子與低壓B轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器之間設(shè)有調(diào)整墊片; 低壓B轉(zhuǎn)子與
41、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器之間嵌裝有盤車齒輪。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的葉輪上軸向平衡孔,借以減小轉(zhuǎn)子的軸向推力。汽輪機(jī)的每根轉(zhuǎn)子由兩個(gè)軸承支持。該機(jī)組的高、中壓轉(zhuǎn)子采有CrMoV合金鋼鍛件,具有良好的耐熱高強(qiáng)度性能;低壓轉(zhuǎn)子采用NiCrMoV合金鋼鍛件,具有良好的低溫抗脆斷性能。該機(jī)組的各轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器法蘭外緣上均設(shè)有平衡槽,在調(diào)節(jié)級(jí)后及高、中壓缸前后軸封外側(cè)的主軸凸戶上,也都設(shè)有裝有平衡質(zhì)量的螺孔,低壓轉(zhuǎn)子末級(jí)葉輪上也設(shè)有平衡槽,在現(xiàn)場不開缸也可以調(diào)整平衡質(zhì)量。葉輪高壓級(jí)采用等厚度葉輪,這種葉輪加工方便,軸向尺寸小,但強(qiáng)度較低,葉輪輪體上通常有一個(gè)平衡孔,以平衡葉輪兩側(cè)的壓差,減小軸向推力,中低壓級(jí)采用錐形葉輪,沿其
42、半徑方向的應(yīng)力分布比較均勻,強(qiáng)度較好,允許圓周速度可達(dá)300m/s,加工比較方便。動(dòng)葉片動(dòng)葉片由葉根牢固地固定在葉輪上,中間體把葉根和葉片型線部分連接成一體,型線部分用于構(gòu)成汽流通道,圍帶用來與同一級(jí)的其他動(dòng)葉片相連接,以增強(qiáng)搞振性能,同時(shí)起著汽道徑向密封和葉柵軸向密封的作用。1)調(diào)節(jié)級(jí)動(dòng)葉片調(diào)節(jié)級(jí)葉片處于高溫、高壓區(qū)段,蒸汽密度大,速度高,汽流對(duì)動(dòng)葉片的沖擊力很大,因此調(diào)節(jié)級(jí)動(dòng)葉片必須設(shè)計(jì)得十分牢固,固有振動(dòng)頻率盡可能高,才能在如此惡劣的工作環(huán)境下安全地工作。因此葉片設(shè)計(jì)得寬而厚,葉片型線截面彎度也比較大,同時(shí)將許多葉片的圍帶相互牢固地焊接在一起,使動(dòng)葉片的成組系數(shù)盡可能大。本機(jī)組調(diào)節(jié)級(jí)動(dòng)葉
43、片,采用寬葉形直葉片、菌形葉根、鉚接圍帶的結(jié)構(gòu)形式。中間級(jí)動(dòng)葉片從高壓缸至低壓缸,中間級(jí)的工作環(huán)境逐漸變化,因此其動(dòng)葉片的結(jié)構(gòu)型線也逐漸變化。本機(jī)組中間級(jí)動(dòng)葉片,高、中壓缸采用菌形葉根、鉚接圍帶,分組連接的結(jié)構(gòu)形式。次末級(jí)和末級(jí)動(dòng)葉片進(jìn)入低壓缸次末級(jí)和末級(jí)葉片在濕蒸汽區(qū)域工作,蒸汽中的較大的水滴高速地沖刷著動(dòng)葉片的進(jìn)汽邊接近頂部區(qū)段。為了保證進(jìn)汽邊不致被沖壞,次末級(jí),尤其是末級(jí)進(jìn)汽邊接近頂部區(qū)段,必須設(shè)置有防沖刷的硬質(zhì)合金,或采取淬硬措施。本機(jī)組次末級(jí)和末級(jí)動(dòng)葉片采用多叉形葉根,并用鉚接圍帶和拉筋進(jìn)行調(diào)頻。多叉形葉根制造工藝簡單,強(qiáng)度適應(yīng)性好,承載能力大,輪緣不承受偏心彎矩。4、聯(lián)軸器本機(jī)組采
44、用的是整鍛式剛性聯(lián)軸器,如圖示,聯(lián)軸器與主軸成一整體。這種聯(lián)軸器的強(qiáng)度和剛度高,沒有松動(dòng)的危險(xiǎn)。聯(lián)軸器端面間設(shè)有墊片,安裝時(shí)根據(jù)具體尺寸配制,以允許轉(zhuǎn)子軸向位置做少量調(diào)整。 圖5 整鍛式聯(lián)軸器(六)軸承1、推力軸承為了減小軸向推力,在轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)上采用平衡活塞,從而大大減小了軸向推力,而剩余的軸向推力則由推力軸承承擔(dān)。本機(jī)組推力軸承位于中軸承箱內(nèi),為單獨(dú)的滑動(dòng)式自位推力軸承。在推力盤兩側(cè)的支撐環(huán)內(nèi)各安裝八塊可滑動(dòng)的推力瓦塊,能夠使所有瓦塊承載均勻。推力軸承的瓦塊由上、下兩層相互搭接的支承塊來支承,這就使各瓦塊的負(fù)荷可以自動(dòng)調(diào)節(jié)分配,從而避免因個(gè)別瓦塊承受的負(fù)荷過大而被燒毀的現(xiàn)象發(fā)生。推力瓦塊和支承
45、塊與安裝環(huán)組裝成整體,并分為上、下兩半,這就可以在不吊出轉(zhuǎn)子的情況下地推力軸承進(jìn)行拆卸和裝入,從而方便了安裝和檢修。2、支持軸承支持軸承又稱徑向軸承,主要形式有圓筒型軸承、橢圓形軸承、多油軸承及可傾瓦軸承等。本機(jī)汽輪發(fā)電機(jī)組軸系中除1號(hào)、2號(hào)軸承采用可傾瓦式軸承外,其余均采用橢圓形軸承。機(jī)組的高、中壓轉(zhuǎn)子的1、2號(hào)軸承采用了雙向可傾瓦軸承,這2只軸承設(shè)有6個(gè)可傾瓦塊,上、下半各有3個(gè)瓦塊,瓦塊是也徑鏜到時(shí)一定公差的鋼制圓環(huán),內(nèi)層澆以巴氏合金襯套后,剖為6塊加工而成。每個(gè)槽 與凸肩之間有一定的間隙,因此該軸承具有良好的穩(wěn)定性和抗振性。軸承體對(duì)分為上、下兩半,兩半之間設(shè)有定位銷并用螺栓連接。在下半軸承體靠近水平中分面的左、右兩側(cè)還裝有銷子,以防止軸承體轉(zhuǎn)動(dòng)。除1、2號(hào)軸承外,其余采用橢圓形軸承,橢圓形軸承帶是帶調(diào)整塊的球面自位式軸承,軸承體和球面瓦枕都是上、下兩半
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