汽輪機基礎(chǔ)知識

第七章蒸汽輪機基礎(chǔ)知識

第一節(jié)概述

一、概述

汽輪機是用蒸汽做功的一種旋轉(zhuǎn)式熱力原動機，它的優(yōu)點是功率大、效率高、結(jié)構(gòu)簡

單、易損件少，運行安全可靠，調(diào)速方便、振動小、噪音

小、防爆等，在煉油廠還可以充分利用煉油過程的余熱生產(chǎn)蒸汽作為機泵的動力，這樣可

以綜合利用熱能。正因為這些優(yōu)點，蒸汽輪機在煉油廠得到了廣泛的應(yīng)用。

二、汽輪機的種類

蒸汽輪機的種類繁多，根據(jù)其工作原理、性能、結(jié)構(gòu)特點等，可按如下幾方面進行分

類。

電站汽輪機用于發(fā)電

按用途分

工業(yè)汽輪機用于帶動泵、壓縮機泵

船用汽輪機作為船舶的動力裝置

低壓汽輪機1.2-1.5MPa

中壓汽輪機2~4MPa

按汽輪機進汽壓

次高壓汽輪機5~6MPa

力分

高壓汽輪機6~12MPa

超高壓汽輪機12-14MPa

低速汽輪機n<3000轉(zhuǎn)/分

按轉(zhuǎn)速分中速汽輪機n=3000轉(zhuǎn)/分

高速汽輪機n>3000轉(zhuǎn)/分

第二節(jié)汽輪機的工作原理

汽輪機的主要元件是由噴嘴（也稱靜葉?）與動葉（也稱葉片）兩個部件組成。噴嘴固

定在機殼或隔板上，動葉固定在輪盤上。

蒸汽通過噴嘴時，壓力下降，體積膨脹形成高速汽流，推動葉輪旋轉(zhuǎn)而作功。如果蒸

汽在葉片中壓力不再降低，也就是蒸汽在葉片通道中的流速（即相對速度）不變化，只是

依靠汽流對葉片的沖擊力量而推動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，這類汽輪機稱為沖動式，也稱壓力級，在工

業(yè)中應(yīng)用廣泛。如果蒸汽在葉片中繼續(xù)膨脹（簡稱相對速度）比進口時要大，這種汽輪機

的作功不僅由于蒸汽對葉片的沖擊力，而且還有由于蒸汽相對速度的變化而產(chǎn)生的巨大的

反作用力，因此這類汽輪機稱為反動式汽輪機，在煉廠中應(yīng)用較少。

只有一列噴嘴和一列動葉片組成的汽輪機叫單級汽輪機。由幾個單級串聯(lián)起來叫多級

汽輪機。由于高壓蒸汽一次降壓后汽流速度極高，因而葉輪轉(zhuǎn)速極高，將超過目前材料允

許的強度。因此采用壓力分級法，每次在噴嘴中壓力降都不大，因而汽流速度也不高，高

壓蒸汽經(jīng)多級葉輪后能量既充分得到利用而葉輪轉(zhuǎn)速也不超過材料強度許可范圍。這就是

采用多級汽輪機的原因。

如果由于蒸汽離開每一級葉片的流速仍高，為了充分利用汽流的動能，可用導(dǎo)向葉片

將汽流引入第二排葉片中（每一個葉輪可安裝二排葉片）進一步推動轉(zhuǎn)軸做功，這稱為速

度分級，簡稱速度級（又稱復(fù)速級）。速度級常用于小型汽輪機，或汽輪機的第一級。

第三節(jié)蒸汽輪機本體構(gòu)成

汽輪機包括汽輪機本體、調(diào)節(jié)保安裝置及輔助設(shè)備三大部分。

一、蒸汽輪機本體

蒸汽輪機本體包括：定子（固定部分）一汽缸、噴嘴、隔板、汽封等；轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)動部

分）--軸、葉輪、葉片等；軸承（支承部分）一徑向軸承和止推軸承。

1、汽缸

汽缸本身按水平剖分為上下部分，上下缸又各分有前后缸。前缸因溫度高用鑄鋼制造，

后缸溫度低用鑄鐵制造。

汽輪機組在起動或停機、增減負荷時一，缸體溫度均會上升或下降，會產(chǎn)生熱脹和冷縮

現(xiàn)象。由于溫差變化，熱膨脹幅度可由幾毫米至十幾毫米。但與汽缸連接的臺板溫度變化

很小，為保證汽缸與轉(zhuǎn)子的相對位置，在汽缸作為臺板間裝有適當間隙的滑銷系統(tǒng)，其作

用是：

a、保證汽缸和轉(zhuǎn)子的中心一致，避免因機體膨脹造成中心變化，引起機組振動或動、

靜之間的摩擦；

b、保證汽缸能自由膨脹，以免發(fā)生過大應(yīng)力而引起變形；

c、使靜子和轉(zhuǎn)子軸向與徑向間隙符合要求。

根據(jù)滑銷的構(gòu)造，安裝位置和不同的作用，滑銷可分為：

a、橫銷（圖7T）：其作用是允許汽缸在橫向能自由膨脹，一般裝在低壓缸排氣室的橫

向中心線上或排氣室的尾部，左、右各裝一個。

圖7T縱橫銷

b、縱銷（圖7T）：其作用是允許汽缸沿縱向中心能自由膨脹，限制汽缸縱向中心的橫

向移動?？v銷中心線與橫銷中心線的交點稱為“死點”汽缸膨脹時這點始終保持不動。縱

銷安裝在后軸承座、前軸承座的底部。

c、立銷（圖7-2）：其作用是保證汽缸在垂直方向能自由膨脹，并與縱銷共同保持機組

的縱向中心不變。立銷安裝在低壓汽缸排氣室尾部與臺板之間、高壓汽缸的前端與前軸承

座之間以及雙缸汽輪機的低壓汽缸前端和高壓汽缸端與中心軸承座之間。所有的立銷均在

機組的縱向中心線上。

圖7-2立銷

d、貓爪橫銷（圖7-3）：其作用是保證汽缸能橫向膨脹，同時隨著汽缸在軸向的膨脹和

收縮，推動軸承座向前或向后移動，以保持轉(zhuǎn)子與汽缸的軸向相對位置。貓爪橫銷安裝在

前軸承座及雙氣缸汽輪機中間軸承座的水平結(jié)合面上。貓爪橫銷和立銷共同保持汽缸的中

心和軸承座的中心一致。

上獵爪的下貓爪鋪

圖7-3貓爪橫銷

e、角銷（圖7-4）：裝在前部軸承座及雙缸汽輪機中間軸承座底部的左右兩側(cè)，以代替

1b_____連接軸承座與臺板的螺栓，但允許軸承座縱向移動。

圖5-7-5斜銷圖7-4角銷

f、斜銷(圖7-5)：它是一種輔助滑銷，起縱銷和橫銷的雙重導(dǎo)向作用。裝在排汽室前

部左右兩側(cè)撐腳與臺板之間。

前軸承箱座落在前座架上，前座架由地腳螺栓固定在基礎(chǔ)上，前軸承箱與前座架之間

有縱向鍵導(dǎo)向允許前軸承箱沿前座架沿縱向滑動。前汽缸靠貓爪與緊固在前軸承箱上的滑

塊連接，前汽缸與前軸承箱之間有垂直鍵定位保證兩者縱向中心一致。后汽缸座落在后座

架上，后座架由地腳螺栓固定在基礎(chǔ)上，后汽缸導(dǎo)板保證后汽缸與縱向中心一致。

就每臺汽輪機的滑銷系統(tǒng)而言，都有一個點，不管汽輪機的汽缸怎么前后左右膨脹,

這個點的相對位置都不變，這個點叫汽缸膨脹的死點。為保證汽缸能向前、后、左、右自

由膨脹，為此各滑銷與其槽的配合上，要求有一定的間隙，并且在精密加工之后，由鉗工

精心配制，滑動面要求光潔，無銹斑及毛刺，滑銷系統(tǒng)發(fā)生故障，會妨礙機組的正常膨脹,

嚴重時會引起機組的振動，甚至使機組無法正常運行。

2、噴嘴組和隔板

在沖動式汽輪機中，蒸汽熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽艿倪^程是在噴嘴中發(fā)生的。蒸汽流過變截面

的噴嘴汽道之后，體積膨脹，壓力降低，流速增加，然后按一定的噴射角度進入動葉片中

做功。

汽輪機汽缸中的隔板是由隔板外緣、噴嘴、隔板體構(gòu)成的圓形板狀組合件，汽缸內(nèi)的

一級隔板與其后的一級葉輪組成一個壓力級。隔板分為上下兩個半圓，在中分面上有定位

鍵，以保證上下隔板組成一體。

在汽輪機中，通常將裝在調(diào)節(jié)汽室上的噴嘴組合體簡稱為噴嘴組，它是由噴嘴組外緣、

噴嘴及噴嘴組內(nèi)緣所組成。

汽輪機隔板按制造方法來分，可分為鑄造隔板、焊接隔板、組合隔板三種。

3、汽封

汽輪機高壓端軸封稱為高壓軸封，在單缸汽輪機中又稱為前軸封。低壓端軸封稱為低

壓軸封，在單缸汽輪機中又稱為后軸封。裝在隔板汽封槽中的汽封稱為隔板汽封。另外裝

在隔板上與圍帶配合防止漏汽的又稱為圍帶汽封。不論是軸封還是隔板汽封、圍帶汽封，

其構(gòu)造及外形均大同小異，阻汽原理一致，統(tǒng)稱為汽封。

(1)汽封的作用

汽輪機汽缸兩端軸孔處與轉(zhuǎn)軸間有一定間隙，這樣在工作時.，汽缸內(nèi)進汽端將發(fā)生高

壓蒸汽大量泄露。再看排汽端，一般凝汽式汽輪機的排汽壓力在0.02公斤/厘米2(絕對)左

右，即排汽端處于高真空狀態(tài),大氣中的空氣將沿后軸孔大量漏入排汽管和凝汽器，就會破

壞汽輪機的真空。因此，為了減少高壓端的向外漏汽和排汽端往里漏空氣，要求在汽缸兩

端軸孔處配備汽封裝置(又稱軸封)。

(2)汽封的結(jié)構(gòu)

目前廣泛采用的是高低齒型的梳齒結(jié)構(gòu)，如圖7-6所示

軸封片直接在軸封環(huán)上車出，或?qū)⑤S封片壓緊在軸封環(huán)的槽道里，軸封環(huán)一般由四個

或六個弧段組成。齒尖最薄處厚度為0.1毫米。有彈簧片壓住軸封環(huán)，使其緊貼隔板或汽

封體，彈簧片的作用是箍緊軸封環(huán)，當軸封片與主軸相碰時一，可自動退讓，防止軸封受損。

當壓差較小時，可以不用高低齒，而用平齒。為了減少漏汽，要求軸封間隙盡量小，但為

了保證機組的安全運行，要求軸封不發(fā)生碰擦現(xiàn)象，所以軸封間隙有一定的要求。

1-彈簧片2-軸封套3-軸封環(huán)4-軸

圖7-6高低齒型軸封

除了汽輪機兩端有軸封外，每一級隔板軸孔也需要安裝汽封片，以減少級間漏汽。隔

板汽封的結(jié)構(gòu)與軸端汽封相同，只是壓差較小，所需要汽封片數(shù)目較少而已。此外，有的

汽輪機葉片上也設(shè)有汽封裝置。

(3)汽封環(huán)和汽封片的材料

高溫工作區(qū)汽封環(huán)用格不銹鋼1行13,或格鋁銳不銹鋼CrllMoV,汽封片用銘銀鈦不銹

鋼lCrl8Ni9Ti。低溫工作區(qū)汽封環(huán)用錫青銅，汽封片用鉛黃銅。

(4)端部軸封系統(tǒng)

為了確保汽輪機的安全工作，合理地利用端部軸封的漏汽，提高汽輪機的經(jīng)濟性。汽

輪機端部軸封都有一套專門的軸封管路系統(tǒng)。

高壓端雖裝有軸封，但仍不能避免蒸汽經(jīng)過軸封向外漏，為了盡量減少這一損失，把

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高壓端軸封分成若干段，每端之間留一定的空室，將這些空間的漏汽合理地引至不同的地

方加以利用，以提高汽輪機的經(jīng)濟性。小型汽輪機的高壓漏汽經(jīng)管道可引至低壓端軸封內(nèi)

作為

密封

用汽，

其余

少量漏汽再經(jīng)幾道軸封片，由信號管排至大氣。運行人員可通過觀察信號管的冒汽情況來

判斷端部軸封工作的好壞。

低壓端為了防止空氣經(jīng)軸封片漏入汽缸，必須引用壓力稍高于大氣壓力的蒸汽來封住

軸封通道。這部分蒸汽是由高壓端軸封引來的，在軸封室中一部分經(jīng)部分軸封片后流如低

壓汽缸中，另一部分則沿軸封間隙外流，最后經(jīng)信號管排至大氣。

汽輪機正常工作時，高壓端軸封漏汽除引入低壓端軸封外，多余的部分可以經(jīng)管道引

入凝汽器。汽輪機起動和停機時，高壓端軸封沒有蒸汽，則應(yīng)引用經(jīng)過節(jié)流降壓的新蒸汽

同時送入高、低壓端軸封中去。

1、危急遮斷器孔2、軸位移凸肩3、推力盤4、前徑向軸承5、前汽封

6、內(nèi)汽封7、調(diào)節(jié)級8、轉(zhuǎn)鼓段9、低壓段10、后汽封

11、后徑向軸承擋12、盤車棘輪13、盤車油輪14、聯(lián)軸器擋15、后端平衡面

16、主平衡面17、前端平衡面

圖7-7汽輪機轉(zhuǎn)子圖

4、轉(zhuǎn)子

汽輪機所有轉(zhuǎn)動部件的組合體稱為轉(zhuǎn)子。它主要包括:主軸、葉輪、葉片等部件（圖7-7）。

汽輪機轉(zhuǎn)子除了受高溫高壓蒸汽的作用外，更主要的是由于它在高速下工作，受離心

力的作用，還必須考慮振動的問題。我國國產(chǎn)機組主要采用的轉(zhuǎn)子形式：（1）套裝式轉(zhuǎn)子；

（2）整鍛式轉(zhuǎn)子；（3）組合轉(zhuǎn)子；（4）焊接式轉(zhuǎn)子。國產(chǎn)中小型、中等參數(shù)以下的機組

的轉(zhuǎn)子都采用套裝式結(jié)構(gòu)。

套裝式葉輪在套裝前葉輪內(nèi)孔應(yīng)比軸徑小0.05~0.15%,套裝時將葉輪內(nèi)孔周緣加熱，

直至葉輪內(nèi)孔比軸徑大0.10?0.20毫米，或控制紅套溫度250?270C,將葉輪紅套在軸

上，待葉輪冷卻后內(nèi)孔對軸就產(chǎn)生了很大的壓緊力，保證葉輪高速旋轉(zhuǎn)時的安全可靠。套

裝式葉輪的優(yōu)點是加工制造方便，但是它在高溫條件下工作時，葉輪與主軸之間容易發(fā)生

松動，所以高溫機組的轉(zhuǎn)子常用整鍛式結(jié)構(gòu)。

1、葉輪的結(jié)構(gòu)

葉輪的結(jié)構(gòu)分為三個部分：

①輪緣部分是安裝葉片的部分，具有與葉根結(jié)構(gòu)相配合的形狀。

②輪轂部分通過它葉輪紅套在軸上。

③輪體部分是把輪緣與輪轂聯(lián)成一體的中間部分。由于速度很高，它的受力與變形

主要取決于葉輪本身旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力，以等強度的型式為好，但是制造困難。

一般常用錐形。材料低壓時用45鋼，中壓用35CrMoA或34CrMoA.一般輪體上還

鉆有（五~七）個平衡孔，這是為了減少葉輪前后壓差所造成的作用在轉(zhuǎn)子上的軸

向推力。

2、葉片的結(jié)構(gòu)與固定

葉片由葉根、工作部分和頂部組成。

葉根用來將葉片固定在葉輪上，葉根與葉輪的連接應(yīng)牢固可靠，而且要保證葉片在

任何運行條件下都不會松動，同時葉根的結(jié)構(gòu)應(yīng)在滿足強度的條件下盡量簡單，使制造、

安裝方便，并使葉輪緣的軸向尺寸為最小。常用的葉根有：T型、菌型葉根、叉形葉根、

楓樹型葉根。

工作部分蒸汽從這里通過，將動能轉(zhuǎn)化為機械功，工作部分是葉片的主要部分。葉

片的凹入部分稱為葉面，凸出部分稱為葉背，一般汽輪機的葉片型線沿葉高是相同的，當

葉高很長時一，而葉高與直徑之比大于1/10時，則用扭曲葉片。

葉頂一般做成鉀釘狀，上面有套裝圍帶，它加強了葉片強度又減少了漏汽。圍帶有

以下幾種形式：

①鐘接圍帶：圍帶由扁鋼制成，然后用鉀接法固定在葉片的頂部。

②整體圍帶：圍帶與葉片同為一整體，在加工葉片時一起銃出，待葉片組裝后，再將

圍帶焊在一起。

③彈性拱型圍帶：它是將彈簧鋼片彎成拱型，用鉀釘固定在葉片頂部，采用互圈環(huán)狀

聯(lián)接。

當葉片很長時，還裝有拉筋，將葉片聯(lián)接成葉片組，以增強葉片強度并改善葉片的振

動特性。拉筋通常做成棒狀或管狀，在一級葉片中一般有1~2圈拉筋，最多不超過3圈，

用拉金連接的方法有，分組聯(lián)接、整圈連接及組間聯(lián)接。

葉片的安裝有以下幾種：

①周向埋入法：將葉片從圓周方向依次嵌裝在葉輪輪緣的相應(yīng)槽內(nèi)，最后一個葉片

（末葉）封住缺口再用鉀釘鉀死，T型葉根和菌型葉根均采用此法。

②軸向埋入法：將葉片從軸向單個裝入葉輪輪緣的相應(yīng)槽內(nèi)。根樹型葉根常采用此

法安裝。

③徑向跨裝法：將葉片的叉型葉根徑向插入葉輪輪緣的叉形槽內(nèi)，然后用鉀釘固定。

此法僅適用于叉型葉根的安裝。

5、軸承

目前大多數(shù)汽輪機都采用滑動軸承。汽輪機除了有徑向軸承外，還有止推軸承。因為，

汽輪機在工作時，轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生一個由高壓端推向低壓端的軸向推力。因此，通常在轉(zhuǎn)子前

端設(shè)有推力軸承，以承受軸向推力，并對保持通流部分的軸向間隙起了定位作用。目前我

國國產(chǎn)機組的前軸承大多數(shù)都采用徑向推力聯(lián)合軸承。

第五節(jié)調(diào)速控制系統(tǒng)

在煉油化工行業(yè)中，汽輪機大多用作原動機驅(qū)動壓縮機、機泵等，為了節(jié)約能源，汽

輪機的效率都是根據(jù)在一定轉(zhuǎn)速下進行設(shè)計。當轉(zhuǎn)速變化很大時，會使汽輪機嚴重地偏離

設(shè)計工況，使效率降低。為此需要將汽輪機穩(wěn)定在一定轉(zhuǎn)速，汽輪機控制調(diào)速系統(tǒng)的目的

是為了滿足這個要求。它根據(jù)汽輪機的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速相應(yīng)變化的關(guān)系，利用轉(zhuǎn)速變化作為訊

號來進行調(diào)節(jié)。當轉(zhuǎn)速有一個很小的變化時，調(diào)速系統(tǒng)能自動地改變汽輪機的進汽量，使

汽輪機的功率和負荷相適應(yīng)，從而使轉(zhuǎn)速不發(fā)生很大的變化。汽輪機的調(diào)速控制系統(tǒng)由起

動裝置、安全裝置、保安裝置、調(diào)速器、監(jiān)視裝置組成。

一、起動裝置

起動裝置的作用是打開速關(guān)閥，起動裝置由危急保安裝置來的壓力油，作為起動油進

入起動裝置，隨著操縱桿的移動，滑閥也隨之移動，依次接通起動油壓和速關(guān)油壓，將速

關(guān)閥打開。

二、安全裝置一速關(guān)閥

速關(guān)閥是水平安裝在汽輪機汽缸的進汽管路上，由閥體、濾網(wǎng)和油缸等部分組成（圖

7-8）o速關(guān)閥是新蒸汽管網(wǎng)和汽輪機之間的主要關(guān)閉機構(gòu)，在運行中當出現(xiàn)事故時，它能

在最短時間內(nèi)切斷進入汽輪機的蒸汽。

閥體部分：圖7-8速關(guān)閥結(jié)構(gòu)圖

新蒸汽經(jīng)過蒸汽濾網(wǎng)閥錐，在這個閥錐中裝仃一只卸荷錐，由于它的面積相對閥錐要小得

多，所以在速關(guān)閥開啟時能夠減少提升力。在卸荷閥開啟后，閥錐后的壓差減小，容易被

開啟。閥套中的襯套有一個軸向密封面，當速關(guān)閥全開后，閥桿和襯套之間就不會有漏汽,

而閥門關(guān)閉時，閥桿和襯套之間的漏汽經(jīng)排凝口排出。

油缸部分：速關(guān)閥是由油壓控制的，開啟過程是通過啟動裝置來操作的，壓力油經(jīng)過

1、杠桿2、瞇3、通向速關(guān)閥的油口4、回油口5、滑閥6、從實驗滑閥來的壓力油7,

活塞8襯套9、滑閥殼體10、彈簧11、控制凸肩12、控制凸肩13、襯套14、壓力

油進口15、節(jié)流孔板16、活塞17、鉤

圖7-9危急保安裝置結(jié)構(gòu)圖

外側(cè)接口通到活塞前面，使活塞克服彈簧力并將其壓向活塞盤，而由啟動裝置的速關(guān)閥油

通過內(nèi)側(cè)的接口進入活塞盤后面，速關(guān)油壓力將活塞盤和活塞一起推到終點位置，閥門也

由閥桿提升而開啟，這時活塞前的空間和啟動裝置中的回油口相通。如果危急保安裝置動

作，速關(guān)油路中壓力迅速下降，彈簧力大于活塞盤后油壓力，于是活塞盤和閥桿、閥錐被

迅速推向關(guān)閉位置，活塞盤后殘留的部分速關(guān)油流入活塞和彈簧空間并經(jīng)卸壓口排出。

三、保安裝置

1、危急保安裝置危急保安裝置的作用是當汽輪機在運行中出現(xiàn)故障時，危急保安裝

置動作，將速關(guān)閥的速關(guān)油泄掉，使速關(guān)閥迅速關(guān)閉，切斷汽輪機進汽。（見圖7-9）

危急遮斷滑閥及其殼體（9）通過豚（2）裝在前軸承座上，殼體內(nèi)裝有襯套（8、13）,

滑閥（5）可以在襯套中沿水平方向滑動。滑閥上有兩個控制凸肩（11、12）,襯套（8,

13）與滑閥凸肩相應(yīng)

的端面起對凸肩的

限位和油路的密封

作用。在危急保安裝

置未投入工作時，彈

簧（10）使滑閥處于

與襯套（13）端面接

觸的位置。滑閥的另

一端是活塞（16）,

它的端部有一扁司

和鉤（17）的一端相

連接，而鉤的另一端

插在汽輪機轉(zhuǎn)子的1＞螺栓2、螺紋套筒3、導(dǎo)向片4、導(dǎo)向環(huán)5、匕錘

兩個凸肩之間。6、銷7,導(dǎo)向片8、導(dǎo)向環(huán)9、彈簧10、螺釘

圖7-1（）危急遮斷器

在危急保安裝置的滑閥處于工作位置(如圖7T5所示)時，壓力油從接口(14)流

經(jīng)節(jié)流孔板(15)形成速關(guān)油進入危急保安裝置。由于活塞(16)的環(huán)形面積比凸肩(12)

的環(huán)形面積小，使得速關(guān)油作用在滑閥上的力大于彈簧的作用力。因此，控制凸肩(12)

被緊密地壓在襯套(8)的端面上，這樣，回油口(4)被切斷，速關(guān)油經(jīng)油口流出殼體，

通過啟動裝置進入速關(guān)閥。如果危急保安裝置的油壓下降，滑閥將被彈簧推向襯套(13)

1、關(guān)節(jié)軸承2、反饋導(dǎo)板3、活塞桿4、油缸5、活塞

6、連接體7、套筒8、錯油門滑閥9、錯油門10、杠桿

11、調(diào)整螺栓12、彎角杠桿13、滾針軸承

圖7-11油動機結(jié)構(gòu)圖

的端面，切斷進油,同時將速關(guān)油與回油口接通,泄去速關(guān)油，使速關(guān)閥迅速關(guān)閉。

危急保安裝置可以通過以下途徑動作：

①手動：將杠桿(1)向下壓

②轉(zhuǎn)子軸向位移：鉤被轉(zhuǎn)子的凸肩抬起

③危急遮斷器動作

上述情況均是切斷壓力油，同時泄掉速關(guān)油。

2、危急遮斷器

危急遮斷器的作用是當汽輪機轉(zhuǎn)速超過最高連續(xù)運行轉(zhuǎn)速的9-11%時-，通過危急保安

裝置使汽輪機停機。

1.超速停車。2當由于某種原因，壓力油降到一定值時（此時油壓已不能保證調(diào)節(jié)系

統(tǒng)正常工作），油壓對滑閥產(chǎn)生的向上力減少，小于彈簧力，于是滑閥在彈簧力作用下下

落，跳閘油泄壓，使汽輪機停車。3。當機組出現(xiàn)危急情況時，為防止事故擴大，人手打

擊手柄使滑閥下落，跳閘泄壓，使汽輪機停車。

為了防止轉(zhuǎn)子可能因軸向推力過大與潤滑不佳等原因，引起推力軸承的損壞而造成轉(zhuǎn)

子整個產(chǎn)生軸向移動，引起動靜部分發(fā)生碰撞損壞，故轉(zhuǎn)子上一般都設(shè)有凸臺。

四、電磁閥

兩位三通電磁閥裝在進入保安系統(tǒng)的壓力油管路上。它可以切斷進入危急保安裝置的

壓力油，同時引起危急保安裝置動作而將速關(guān)油泄掉，最終使速關(guān)油快速關(guān)閉。電磁閥可

以由控制室或某一保護裝置來操縱（視需要通過一定的保護裝置將要求保護的物理量轉(zhuǎn)換

成電信號與電磁閥聯(lián)鎖）。

五、錯油門與油動機

1、油動機與錯油門的作用

油動機有不同的型式和規(guī)格，其作用是控制被調(diào)節(jié)汽輪機進汽閥的開度。彈簧型動力

舌塞下部進油時，

日進或排油量的多

啟閉時間和程度。

15向行程，并通過杠

16

或功率相適應(yīng)。錯

25上腔或下腔。

系統(tǒng)組成。雙作用

裝有反饋導(dǎo)板（件

套筒（件7）裝在

有推力球軸承（件

））的位置。

、反演￡力軸承16、轉(zhuǎn)動盤17、錯油門滑閥18、二次汕

19、回油,20、回油孔21、螺釘22、回油孔23、壓力油

24、螺釘1925、進油孔26、螺栓套27、徑向油孔

圖7T2錯油門結(jié)構(gòu)圖

3、錯油門工作原理

二次油壓的變化使錯油門滑閥產(chǎn)生上、下運動，當二次油壓升高時一，滑閥上移，由接

口（23）通入的壓力油進入油缸活塞上腔，而下腔與回油口相通，于是活塞向下移動，并

通過調(diào)節(jié)汽閥杠桿使調(diào)節(jié)汽閥開度增大。與此同時一，反饋導(dǎo)板，彎曲杠桿（件12）將活塞

的運動傳遞給杠桿（件10）,杠桿便產(chǎn)生與滑閥反方向的運動使反饋彈簧力增加,于是錯油

門滑閥返回到中間位置。通過活塞桿上調(diào)節(jié)螺栓調(diào)整反饋導(dǎo)板的斜度，可改變二次油壓與

活塞桿行程之間的比例關(guān)系。圖示的反饋導(dǎo)板是直線，二次油壓與活塞行程是線性關(guān)系。

若反饋導(dǎo)板是特殊型線，則兩者也可以是非線性關(guān)系。

反饋系統(tǒng)的作用是是油動機的動作過程穩(wěn)定，它通過彎曲杠桿、杠桿、活塞桿及錯油

dingzdifdnkuiddobdnshang

門滑閥構(gòu)成反饋環(huán)節(jié)。彎曲杠桿一端的滾針軸承（件13）頂在反饋導(dǎo)板上，另一端和受

彈簧作用的杠桿，調(diào)節(jié)螺栓連接。

在這里還要對兩個問題需詳細介紹，錯油門滑閥的旋轉(zhuǎn)與振動。

壓力油從接口（23）進入錯油門，并經(jīng)其殼體內(nèi)的通道，由進油口（25）進入滑閥中

心，而后從轉(zhuǎn)動盤中的徑向、切向孔噴出，由于壓力油從轉(zhuǎn)動盤的切線方向連續(xù)噴出，所

以使錯油門滑閥產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動，通過螺釘（24）調(diào)節(jié)噴油量的大小，可改變滑閥的轉(zhuǎn)動頻

率，這一頻率可用專門的測量儀表在螺栓套（26）中測出。

為提高油動機動作的靈敏度。在錯油門滑閥旋轉(zhuǎn)的同時一，又使其產(chǎn)生軸向振動，這是

通過在滑閥下部的一只小孔（22）來實現(xiàn)的，滑閥每轉(zhuǎn)動一圈該孔便與回油孔（20）接通

一次。這時就有一部分二次油壓排出，于是引起二次油壓下降并導(dǎo)致滑閥下移，當滑閥繼

續(xù)旋轉(zhuǎn)，小孔被封閉時;則滑閥又上移，因此隨著滑閥旋轉(zhuǎn)，滑閥一直重復(fù)上述動作，這

時;就有微量壓力油反復(fù)進入油缸活塞上腔或下腔，使活塞及調(diào)節(jié)汽閥閥桿出現(xiàn)微小振動，

從而使油動機對調(diào)節(jié)信號的響應(yīng)不會遲緩，錯油門滑閥的振幅可由螺釘（21）來調(diào)節(jié)。

六、調(diào)速器

常見的調(diào)速器型式有：雙脈沖式、SRIV型、WoodwardPG-PL型、W00DWARD505電子

調(diào)速器，我車間用的是W00DWARD505電子調(diào)速器，故只對該型式的調(diào)速器進行詳細的介紹。

1、Woodward505調(diào)速器介紹

Woodward505是美國Woodward公司生產(chǎn)的以微處理器為基礎(chǔ)的數(shù)字式調(diào)節(jié)器。根據(jù)

每一臺汽輪機的特性和參數(shù)對505進行組態(tài)。

505接受轉(zhuǎn)速探頭送來的頻率信號，經(jīng)內(nèi)部頻率/電壓轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后與設(shè)定值比較，產(chǎn)

生相應(yīng)的4~20mA模擬信號，輸出至電液轉(zhuǎn)換器（I/H）,I/H把模擬信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的二

次油壓L5~4.5bar,二次油壓控制錯油門，進而控制調(diào)閥開度，控制蒸汽流量，調(diào)整汽

機出力，使轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在設(shè)定值。

圖7T3是驅(qū)動壓縮機的汽輪機的控制網(wǎng)路。壓縮機的入口或出口壓力可轉(zhuǎn)換成模擬

信號4~20mA給W00DWARD505,以遙控信號改變505的設(shè)定值來控制轉(zhuǎn)速。

電源.

WDDDWARD5054-20mA

調(diào)速器

工

保

護

系

窣

轉(zhuǎn)

就速

地探

柜頭

圖7-13控制總圖一

汽機的啟動、暖機，升/降速可以在505面板上完成。安裝在汽機旁的就地柜上一般設(shè)

置必要的按鈕，也可以完成上述功能。但505面板操作有優(yōu)先權(quán)。

利用505可以進行汽機的超速試驗，505面板上會顯現(xiàn)報警信號。505出現(xiàn)跳閘信號給

保護系統(tǒng)，切斷油路，關(guān)閉速關(guān)閥，可以保證汽機安全。

2、W00DWARD505面板介紹

圖7-14是505控制面板，由LED顯示屏和30個按鍵組成。LED可同時,兩行,

每行24個字符，可在組態(tài)和運行時顯示和監(jiān)視參數(shù)。30個按鍵的功能介紹如下：

向左或向右移動功能模塊

▲

在某一功能模塊中向上或向下移動子模塊

ADJtADJI

在運行方式中增大或減少某一可調(diào)參數(shù)

PRG

按此鍵，停機時調(diào)節(jié)器由CONTROLLINGPARAMETERPUSHRUNORPRGM狀態(tài)轉(zhuǎn)入

程序狀態(tài)；運行時，進入菜單。（只能監(jiān)測，不能修改）

RUN

圖7-14505控制面板

按此鍵，調(diào)節(jié)器由CONTROLLINGPARAMETERPUSHRUNORPRGM狀態(tài)轉(zhuǎn)入運行狀

態(tài)

STOP

運行方式中，按此鍵可使汽輪機可控停機

RESET

清除運行方式中出現(xiàn)的報警和停機，停機后，按此鍵是調(diào)節(jié)器回到CONTROLLING

PARAMETERPUSHRUNORPRGM

RUNORPRGM

0/N0

在程序方式中，輸入0或NO；在運行方式中，執(zhí)行N0

1/YES

在程序方式中，輸入1或YES；在運行方式中，執(zhí)行YES

2/ACTR

在程序方式中，輸入2；在運行方式中顯示執(zhí)行機構(gòu)的位置

3/C0NT

在程序方式中，輸入3；在運行方式中顯示控制參數(shù)

4/CAS

在程序方式中，輸入4；在運行方式中顯示串級調(diào)節(jié)信息

5/RMT

在程序方式中，輸入5；在運行方式中顯示遙控信息

6/LMTR

在程序方式中，輸入6；在運行方式中顯示閥位控制信息

7/SPD

在程序方式中，輸入7；在運行方式中顯示轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)信息

8/AUX

在程序方式中，輸入8；在運行方式中顯示輔助調(diào)節(jié)信息1、電磁閥

9/KW在程序方式中，輸入9；在運行方式中顯示功率信息2、連接板

CLEAR3、壓力油缸

退出功能模塊4、活塞

ENTER5、拉桿

用于輸入新數(shù)值6、導(dǎo)向桿

DYN/H——7、棘輪

8、銷軸

9框架

圖7-15

沖擊式盤車裝置的結(jié)構(gòu)

在程序方式中，輸入正負號；在運行方式中，顯示動態(tài)參數(shù)

EXT

在程序方式中，輸入小數(shù)點

ALARM(Fl)

當鍵上的指示燈量時，按此鍵顯示報警原因

OVERSPEEDTESTENBL(F2)

與ADJt同時操作，允許提升轉(zhuǎn)速基準超越調(diào)節(jié)器上限轉(zhuǎn)速，以進行超速試驗

F3

可組態(tài)的功能鍵

F4

可組態(tài)的功能鍵

EMERGENCYSTOP

緊急停機鍵

3、調(diào)節(jié)系統(tǒng)概述

該調(diào)節(jié)系統(tǒng)用于驅(qū)動壓縮機的汽輪機。它的主要功能是對汽輪機的轉(zhuǎn)速/壓縮機壓力控

制。對轉(zhuǎn)速作無差調(diào)節(jié)。與DCS進行直接連接，實現(xiàn)中控啟動和運行監(jiān)控。W00DWARD505

具有網(wǎng)絡(luò)通訊口，可以與管理系統(tǒng)實現(xiàn)連網(wǎng)。

調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要構(gòu)成：：個轉(zhuǎn)速傳感器、數(shù)字式調(diào)節(jié)器W00DWARD505,電液轉(zhuǎn)換器，錯

油門/油動機和調(diào)節(jié)汽閥組成。速關(guān)組合件上裝有電液轉(zhuǎn)換器和停機電磁閥，是保護系統(tǒng)

的主要部份。

W00DWARD505同時接受轉(zhuǎn)速傳感器的汽輪機轉(zhuǎn)速信號和來自壓縮機控制信號，轉(zhuǎn)速設(shè)

定值和轉(zhuǎn)速實際值進行比較后505輸出執(zhí)行信號4~20mA給電液轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的:

次脈沖油壓給錯油門/油動機，操縱調(diào)節(jié)汽閥。實現(xiàn)轉(zhuǎn)速/功率調(diào)節(jié)。

汽輪機超速時，505電超速保護動作，停機電磁閥相應(yīng)動作，切斷速關(guān)油，關(guān)閉速關(guān)

閥，同時關(guān)閉調(diào)門，機組停機。

汽輪機超速時，危急遮斷器動作，危急保安裝置切斷速關(guān)油，則速關(guān)閥關(guān)閉，同時關(guān)

閉調(diào)閥，機組停機。

第六節(jié)輔助設(shè)備

一、沖擊式盤車裝置

沖擊式盤車裝置的結(jié)構(gòu)及作用原理(見圖7-15、圖7-16、圖7-17)

如果汽輪機熱態(tài)停機汽輪機轉(zhuǎn)子不再轉(zhuǎn)動，在冷卻的時候，經(jīng)過一定的時間間隔。會

8

出現(xiàn)轉(zhuǎn)子彎曲，這種彎曲在立即重新起動時會產(chǎn)生明顯的影響。由于轉(zhuǎn)子偏心，通過摩擦

可以引起葉片汽封或者葉片的嚴重損壞。此外，由于轉(zhuǎn)子的不平衡就會產(chǎn)生過大的振動，

這樣可能引起軸承過早的磨損。

如果在這個停車冷卻階段中，讓轉(zhuǎn)子連續(xù)而有節(jié)奏的轉(zhuǎn)動就不會引起危及汽輪機的再

運行。沖擊式盤車裝置在每次運動中都使汽輪機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一定的角度，以滿足這個條件。

CCR裝置循環(huán)氫和新氫壓縮機使用的就是沖擊式盤車裝置。

沖擊式盤車裝置主要由電磁閥（1）,壓力油缸（3）和活塞（4）,框架（9）所組成，

連接板（2）把電磁閥和裝在后軸座上的壓力油缸連接在一起。在壓力油缸中有活塞（4）

及活塞拉桿（5）。

在壓力油缸上有

一個導(dǎo)向桿（6）,

它起引導(dǎo)活塞拉

桿的作用。在活塞

拉桿上固定著可

擺動的框架（9）o

連接板帶有

多個油孔。壓力油

經(jīng)過接LIP引向電圖7-16原理圖：電磁閥沒有激磁

磁閥的滑閥殼體。

如果電磁閥沒有

激磁，則壓力油要

流向接LIA,使活

塞（4）上端的空

間形成壓力（見圖

7-16）o

如果電磁閥

被激磁，滑閥移向

圖7-17原理圖：電磁閥被激磁

另一末端，關(guān)閉通

向接口A的壓力油

通道，同時打開油路B的通道（見圖7T7）。壓力油流到活塞下面，活塞帶動拉桿和框架一

起向上壓，框架中的銷軸（8）作用在紅套于汽輪機轉(zhuǎn)子上的棘輪（7）,使汽輪機轉(zhuǎn)子旋

轉(zhuǎn)一定的角度。

若切斷電磁閥，則彈簧又把滑閥壓向它原先的位置上，油路B無壓力，壓力油P向A換向,

則活塞又向下滑動。

在回油管T上裝有帶位置指示的針閥作為節(jié)流用。在裝置投入時-，該針閥使活塞的向上

運動減慢到使框架中的銷軸(8)能與棘輪很好嚙合。針閥不能全關(guān)。沖擊式盤車裝置停

止工作時，首先不讓電磁閥投入運行。這可以保證活塞處于最下面的位置，而只有在等了

15秒鐘以后才能切斷壓力油。

只有當汽輪機轉(zhuǎn)子停止轉(zhuǎn)動時才可以操作沖擊式盤車裝置。

二、油系統(tǒng)設(shè)備

汽輪機必須設(shè)置油系統(tǒng)，為了簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)往往與壓縮機的油系統(tǒng)組合在一起，形成

整個機組的統(tǒng)一油系統(tǒng)。其作用主要是供給機組各軸承潤滑油，使軸頸和軸瓦之間形成油

膜，以減少摩擦損失，同時帶走由摩擦產(chǎn)生的熱量和由轉(zhuǎn)子傳來的熱量；供給動力驅(qū)動、

調(diào)節(jié)系統(tǒng)和保安裝置用油；供給油密封裝置密封油以及大型機組的頂油裝置用油。供油系

統(tǒng)必須在任何情況下都能保證可靠用油，否則會引起軸瓦烏金的損壞或熔化，影響動力控

制，嚴重時會造成設(shè)備的損壞事故。

汽輪機組的油系統(tǒng)是由貯油箱、油泵、油冷卻器、油過濾器、安全閥、止回閥、調(diào)壓

閥、控制閥以及高位油箱、蓄壓器、油管路等組成。

1、油箱

油箱除具有儲油任務(wù)之外，還擔負著分離空氣、水分和各種機械雜質(zhì)及氣泡的任務(wù)。

回油從一側(cè)進入油箱，吸油在另一側(cè)，中間有垂直的隔板隔開。油箱的底部具有一定的坡

度或做成圓弧形，并在最低處設(shè)有排污管、以便定期排除油箱中的水分和沉淀物。在油箱

的吸油管側(cè)裝有油位計，指示油箱的油位。為了使油中機械雜質(zhì)能沉淀下來，油箱中的油

流速度應(yīng)盡量緩慢，回油管盡量布置在接近油箱的油面，以利于氣泡的逸出。油箱上均裝

有排煙管，用來排除油箱中的空氣和其他氣體。容量較大的汽輪機，在油箱上還裝有排煙

風機，除了排出油箱中空氣和其他氣體外，還可使油箱保持一定的負壓，以使回油暢通。

負壓不宜過大，以免吸入灰塵和雜質(zhì)。油箱的容積越大，油箱中的油流速度越小，有利于

空氣、水分及雜質(zhì)的分離。但油箱的容積太大，不僅給現(xiàn)場布置帶來困難，而且還要多消

耗鋼材。通常用循環(huán)倍率K來表示油系統(tǒng)的相對情況，它表明所有油量每小時通過油系統(tǒng)

的次數(shù)，若以Q表示系統(tǒng)每小時的油流量，V表示油系統(tǒng)的容積，則循環(huán)倍率K=Q/V,通

常規(guī)定K=8~10,K值越大，說明油每小時通過油系統(tǒng)的次數(shù)越多，油在油箱中分離效果差,

油容易劣化。為了便于冬季開車時有利于油溫的控制，有的油箱下部還設(shè)有加熱裝置(如

蒸汽加熱盤管或夾套)。

2、油泵

工業(yè)汽輪機油系統(tǒng)設(shè)有多種油泵，如主油泵、輔助油泵和事故油泵等。有的主油泵與

主軸相連，有的單獨設(shè)置，常用的油泵型式有齒輪泵、螺桿泵和離心泵，某些機組還采用

注油器。

3、油冷卻器

油冷卻器是一種表面式熱交換器，油走管外，冷卻水走管內(nèi)，用來降低油質(zhì)的溫度，

使油溫保持在35~40℃之間。管束脹接在固定管板和活動管板上，油在管外流動，冷卻水

在管內(nèi)流動，產(chǎn)生熱交換，將油的熱量帶走。油側(cè)壓力要高于水側(cè)壓力，以保證即使管束

泄露，也不會發(fā)生冷卻水漏入油中使油質(zhì)惡化的現(xiàn)象。一臺機組中常備有兩臺以上的油冷

卻器，即可保證冷卻效果，又可輪換進行檢修。

4、油過濾器

汽輪機油系統(tǒng)要求清潔度很高，一般過濾精度為20~40um左右，因此在油泵進口處設(shè)

有粗過濾網(wǎng)外，經(jīng)過油冷卻器之后，還要經(jīng)過精細的過濾器，常用的過濾器為網(wǎng)式或紙制

濾芯，一般設(shè)置兩臺。每臺都可單獨處理全部流量，一臺運行，另一臺備用或清洗。過濾

器前后有測壓儀器，當過濾器的壓差上升到一定程度時會報警，說明過濾器較臟，需要清

洗。

5、高位油箱（事故油箱）

安裝在機組高5~8m處，確保機組在發(fā)生停電或停車事故時，機器每個潤滑油部位具有

必要的潤滑油，其容量應(yīng)保證供油時間不少于3分鐘，對轉(zhuǎn)動慣量較大的機組，應(yīng)適當?shù)?/p>

增大油箱的容量。

6、油蓄壓器

在潤滑油系統(tǒng)中設(shè)有油蓄能器用來穩(wěn)定潤滑油壓力，在主油泵停車，備用油泵啟動的

瞬間，能夠維持一定的潤滑油壓，而使機組不因正常的油泵切換而誤停。油蓄壓器內(nèi)有蓄

壓器球囊，球囊內(nèi)按規(guī)定壓力充上氮氣，用來穩(wěn)定油的壓力。

三、抽氣器

抽氣器的任務(wù)是將漏入凝汽器內(nèi)的空氣和蒸汽中所含的不凝汽氣體連續(xù)不斷地抽出，

保持凝汽器始終在高度真空下運行。抽氣器運行狀況的優(yōu)劣，影響著凝汽器內(nèi)真空度的大

小，對機組的安全，經(jīng)濟運行起著重要的作用。

抽氣器的工作原理：圖7-18為噴射式抽氣器的示意圖，它由噴嘴A,混合室B,擴壓

管C組成，工作介質(zhì)通過噴嘴A,由壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)樗俣饶?，便在混合室中形成了高于凝?/p>

器內(nèi)的真空，達到把氣、汽混合物從凝汽器中抽出的目的。為了把從凝汽器中抽出的氣、

汽混合物排入大氣，在混合室之后設(shè)有擴壓管C,把工質(zhì)的速度能再轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?，以?/p>

高于大氣壓力將混合物排入大氣。抽氣器的整個工作過程可分為三個階段，如圖7T8所

示的1-1斷面以前為介質(zhì)在噴嘴內(nèi)的膨脹增速階段；在1T與2-2斷面之間是工質(zhì)與混合

室內(nèi)的汽、氣混合物相混合階段；在2-2與4-4斷面之間是超音速流動的壓縮階段；斷面

3-3為超音速流動轉(zhuǎn)變?yōu)閬喴羲倭鲃拥倪^渡斷面；3-3與4-4斷面為亞音速流動的擴壓段。

當工質(zhì)流至4-4斷面以外，其壓力上升至略高于大氣壓力而排入大氣。

抽氣器分射汽抽氣器和射水抽氣器，以過熱蒸汽為工作介質(zhì)的抽氣器叫射汽抽氣器，

以水作為工作介質(zhì)的抽氣器稱為射水式抽氣器。

1、啟動抽氣器

啟動抽氣器的任務(wù)，是在汽輪機啟動前抽出汽輪機和凝汽器內(nèi)的大量空氣，使凝汽器

內(nèi)加快建立真空的速度，縮短機組的啟動時間。另外，在運行中當汽輪機真空系統(tǒng)嚴重漏

汽，凝汽器內(nèi)真空度下降至80KPa以下時，可臨時投入啟動抽氣器，維持機組的運行，待

漏汽消除后再將其停止。

啟動抽氣器的特點是抽氣量大，結(jié)構(gòu)簡單。其缺點是建立的真空較低，工質(zhì)不能回收，

直接排入大氣，熱損失大，不經(jīng)濟，所以，在運行中一般情況下不使用啟動抽氣器，只將

它作為一種備用設(shè)備。啟動抽氣器能夠達到的真空度一般只有一80KPa左右，只有當凝汽器

內(nèi)的真空低于80KPa時才可投入啟動抽氣器。若凝汽器內(nèi)真空高于啟動抽氣器的最高真空

時，不得投入啟動抽氣器。啟動抽氣器的工作原理和構(gòu)造與圖7-18所示的噴射式抽氣器

基本相同。

2、主抽氣器

主抽氣器一般是由

兩只射汽抽氣器和兩個

冷卻器組成的，稱為二

級抽氣器。在大機組中

一般都使用三級抽氣

器，其工作原理與二級

抽氣器相同。如圖7-19

所示，由新蒸汽管或壓

力適當?shù)某槠?，將?/p>

1一第I級抽氣器2一中間冷卻器3—第II級抽氣器

汽引至抽氣器噴嘴，蒸

4一外冷卻器5一排空氣口圖7-19兩級抽氣器簡圖

汽進入噴嘴后開始膨脹

加速而進入混合室中，在混合室中形成了高度的真空，從而把凝汽器內(nèi)的氣、汽混合物抽

了出來，在混合室內(nèi)與高速汽流摻混后進入擴壓管中。氣、汽混合物在擴壓管中流速降低，

壓力逐漸升高，當壓力升至凝汽器壓力與大氣壓力中間的某一數(shù)值時，便排入第一級抽氣

器的冷卻器中，蒸汽在冷卻器中絕大部分被冷卻凝結(jié)成疏水，未凝結(jié)成疏水的氣、汽混合

物混合物經(jīng)連通管進入第二級，被第二級抽氣器的擴壓管壓縮至比大氣壓力稍高的壓力，

再排入第二級的蒸汽冷卻器，在冷卻器中絕大部分蒸汽被冷卻凝結(jié)成疏水，剩余的少量氣、

汽混合物排入大氣中。

主抽氣器冷卻器是采用凝結(jié)水泵出口管的凝結(jié)水作冷卻水的，吸收工作蒸汽的凝結(jié)潛

熱和回收工質(zhì)，使從凝汽器中抽出的氣、汽混合物還能得到再冷卻，保證抽氣器在高效率

下工作。汽輪機啟動、停機或低負荷運行時，由于凝汽器內(nèi)的凝結(jié)水量過少，不能滿足抽

氣冷卻器的需要，因此，在抽氣冷卻器出口管上增設(shè)了凝結(jié)水再循環(huán)管。當抽氣冷卻器通

過的冷卻水量不足時，即可開放凝結(jié)水再循環(huán)閥，使部分或全部凝結(jié)水再回至凝汽器中冷

卻、循環(huán)使用。

在射汽式抽氣器中，氣、汽混合物在一級擴壓管的壓力升高不能過大，否則其效率將

下降。因而現(xiàn)代發(fā)電廠使用射汽抽氣器的機組，除輔助抽氣器外，主抽氣器一般都采用兩

級抽氣器。大型高高壓機組多采用三級抽氣器，其目的是為了提高抽氣器的效率。為了配

合多級抽氣器氣、汽混合物在擴壓管中逐級增壓原則，冷卻水在冷卻器內(nèi)的冷卻順序，先

由一級開始逐級冷卻。在汽輪機設(shè)備中，抽氣器的蒸汽消耗量平均為新蒸汽總消耗量的

0.5%~0.8%,小機組可達到1.5%o

為了保證抽氣器在新蒸汽壓力偏低的條件下仍能穩(wěn)定地工作，一般采用經(jīng)過節(jié)流的新

蒸汽作為抽氣器的工作蒸汽，即在噴嘴入口管處設(shè)一節(jié)流孔板。對于高壓機組，抽氣器的

工作壓力采用1.5~2.OMpa,中小機組采用0.5-1.5Mpa。

雖然射汽抽氣器抽氣效率低，但其結(jié)構(gòu)簡單，能回收工作蒸汽的熱量和凝結(jié)水，這是

比較經(jīng)濟的，因而在很多機組中被廣泛應(yīng)用。

多級抽氣器比同樣抽氣能力的單級抽氣器消耗的蒸汽量：少。M級抽氣繇的毒麹量，更

兩級抽氣器少10%o

第七節(jié)汽輪機的起動、停機和運行

一、起動前的檢查

工業(yè)汽輪機組是一個復(fù)雜的機組，這里以汽輪機驅(qū)動離心式壓縮機為例，說明機組的

起動與準備。

汽輪機驅(qū)動離心式壓縮機的起動過程中，汽輪機和壓縮機從靜止狀態(tài)加速至額定轉(zhuǎn)速,

從室溫加熱到額定功率下溫度，壓縮機出口壓力從低壓上升到額定壓力，機器的各個零部

件的工作條件都處于劇烈的變化之中。起動前的準備工作是運行的首要環(huán)節(jié)，它是關(guān)系到

起動工作能否順利，安全進行的重要條件，準備工作的疏忽可能使機組起動時間拖長，不

能按時投產(chǎn)，嚴重時還會造成設(shè)備的損壞。起動前，首先應(yīng)當檢查所有曾經(jīng)進行過檢修的

地方，肯定檢修工作已經(jīng)全部結(jié)束，確認機組各個部分均已處于正常狀態(tài)。影響操作的雜

物、易燃物品應(yīng)當清除干凈，并應(yīng)做好機組清潔工作，在此基礎(chǔ)上進行下列檢查與準備工

作。

1、汽輪機的檢查與準備

認真檢查主汽閥、調(diào)節(jié)汽閥和其他安全保護裝置，要求其動作靈活-、準確；調(diào)節(jié)系統(tǒng)

傳動機構(gòu)應(yīng)當加以潤滑，螺絲、銷子、防松螺帽應(yīng)裝配齊全、完好，油動機與調(diào)節(jié)閥的行

程應(yīng)符合規(guī)定，汽輪機與聯(lián)軸器、變速器、壓縮機都應(yīng)處于完好狀態(tài)，汽缸和新蒸汽管道

上的通大氣疏水閥應(yīng)當打開；其他在起動時影響真空的閥門，以及汽、水可以倒回汽缸的

閥門，均應(yīng)處在關(guān)閉位置。汽缸、高溫管道及其閥門保溫裝置應(yīng)該良好。校正位移、膨脹

指示值，如有可能，應(yīng)當在起動前記錄汽輪機冷態(tài)時的汽缸膨脹、相對膨脹、軸向位移、

上下汽缸溫度等原始數(shù)值。對某些工業(yè)汽輪機應(yīng)當校正汽缸膨脹的零點讀數(shù)，當汽缸完全

處于冷態(tài)時，指示值應(yīng)為零。在推力軸承無磨損時，應(yīng)當校正推力軸承磨損的指示讀數(shù)。

校正軸向位移指示計和振動計的讀數(shù)，盤動冷凝水泵的轉(zhuǎn)子，檢查有無卡澀現(xiàn)象；打開即

將投用的泵的吸入閥；打開排氣閥：進行冷凝水泵的聯(lián)動試驗。檢查冷凝器的水位，冷凝

器氣側(cè)應(yīng)補水至水位計的3/4位置：打開水位計的閥門；打開水室放空閥；檢查水位控

制器，打開水位報警器上的閥門。檢查抽氣器上蒸汽濾網(wǎng)，清除阻塞。檢查起動抽氣器與

主抽氣器的各個閥門。檢查密封蒸汽管線上的各個閥門。檢查密封蒸汽壓力控制器和儀表。

檢查主蒸汽管路各接頭法蘭是否裝好，嚴密。主蒸汽截止閥門應(yīng)關(guān)閉，疏水閥應(yīng)打開。

減小汽缸熱變形的措施：

1.設(shè)計噴嘴時，盡量將噴嘴布置對稱，整周分布。

2.啟動前充分暖管，注意管道疏水，控制好升溫、加熱速度，新蒸汽溫度高于飽和

蒸汽溫度50度以上時，才可沖轉(zhuǎn)機組。

3.轉(zhuǎn)子沖轉(zhuǎn)后，在低速下要充分暖機，嚴格按升速曲線升速，使缸體內(nèi)外壁溫差盡

量減小。

4.如果有條件，應(yīng)對下汽缸、法蘭、螺栓進行正確的預(yù)熱。

5.注意汽缸疏水，防止下汽缸積水影響傳熱。

6.如果負荷較低時，汽輪機只有上部調(diào)速汽門進汽，則汽輪機空負荷和低負荷運行

時間不宜過長。因為長時間只開上部汽閥，會加劇上下汽缸溫差，并加速汽閥磨損。

7.汽缸下部應(yīng)當有良好的保溫設(shè)施，防止散熱過快，影響上下汽缸溫差

8.防止或減少基礎(chǔ)通風，減少空氣對流，盡量減小上下汽缸溫差。

為了防止轉(zhuǎn)子熱變形，最好是使轉(zhuǎn)子均勻受熱和均勻冷卻：

1.啟動前，應(yīng)當用盤車裝置盤動轉(zhuǎn)子，如果沒有盤車裝置低速暖機時間應(yīng)當稍長一

些，等轉(zhuǎn)子伸直之后再升速，并控制加熱速度。

為保證汽缸各方向的正常自由熱膨脹，使汽缸和轉(zhuǎn)子的中心線保持一致，汽輪機都設(shè)

有一套良好的滑銷系統(tǒng)或撓性支架。

壓縮機的檢查與準備

1.檢查汽輪機、聯(lián)軸器、變速器及壓縮機各缸之間的軸對中是否符合要求，聯(lián)接可

罪。

2o盤車檢查壓縮機轉(zhuǎn)子與靜子是否有碰擦，變速器齒輪嚙合是否良好。

3.檢查氣體管線安裝、支承及各彈簧支座是否合適，膨脹節(jié)是否能自由伸縮。

4.檢查中間冷卻器，打開各段中冷器的殼體疏水閥，排除積水，使疏水閥處于自動

排放狀態(tài)；對中間冷器管側(cè)通水、排氣。

5.各段缸體疏水閥應(yīng)打開，進行排水，各管道低處的排放閥打開排水，排水后關(guān)上。

6.檢查壓縮機防喘閥門并定位，以免發(fā)生喘振。防喘振調(diào)節(jié)閥應(yīng)調(diào)整在最小允許流

量。

7.進行壓縮機段中間冷器高液位報警試驗，當各段的中間冷卻器、氣水分離器的液

面超過上限值時，應(yīng)發(fā)出報警信號。

3、測量儀表、信號的檢查與準備

檢查各監(jiān)測部位的儀表、信號是否配全；儀表的指示讀數(shù)應(yīng)經(jīng)過檢驗、校準；遙控儀

表與總控制室配合試驗，確認動作正常。檢查儀表空氣系統(tǒng)，檢查控制儀表的整定值；接

通儀表電源；打開儀表風壓管閥門；記錄儀表應(yīng)調(diào)整記錄紙上的時間。檢查和試驗通訊設(shè)

備和聯(lián)絡(luò)信號。要特別注意對儀表、信號的檢查與試驗，不準確和不可靠的儀表和信號,

會使我們判斷錯誤、喪失警惕，有時會造成比沒有這些儀表還要大的損失。

4、油系統(tǒng)檢查、試驗與調(diào)整

檢查油箱油位，不足則應(yīng)加油，檢查油位計，檢查油溫，若低于23℃則應(yīng)使用加熱器,

使油溫在23℃以上。油冷器，油過濾器應(yīng)充滿油，放出空氣，檢查油冷器的冷卻水系統(tǒng),

油冷器與過濾器的切換閥位置不得弄錯，應(yīng)切換到需要投用的一側(cè)。主油泵和輔助油泵都

應(yīng)進行檢查和試運轉(zhuǎn)，并做聯(lián)動試驗，確認工作正常目轉(zhuǎn)向正確后，輔助油泵可首先投運,

進行油循環(huán)。溫度計、壓力表應(yīng)當配全，量程合格，工作正常。通過油流窺視鏡觀察油的

流動情況。向蓄壓器充氮，用干燥的氮氣充到蓄壓器中，使蓄壓器內(nèi)氣體壓力保持在規(guī)定

數(shù)值。調(diào)速系統(tǒng)油壓調(diào)整，首先開動輔助油泵進行油循環(huán)，當油溫循環(huán)至24c以上時停

輔助油泵，并把開關(guān)撥到自動起動位置。開動主油泵調(diào)整油壓，采用調(diào)節(jié)泵的出口管線至

回油箱的壓力調(diào)節(jié)旁通閘閥，使調(diào)速系統(tǒng)油壓達到規(guī)定值。調(diào)速油壓達到要求后，應(yīng)對潤

滑油壓進行調(diào)試，采用調(diào)節(jié)濾油器出口管線減壓閥，或手調(diào)旁通閥門，使?jié)櫥蛪毫_到

規(guī)定值。但要注意，絕對不允許手調(diào)潤滑油出口總閥，此閥在運行時應(yīng)處于常開位置，對

此閥應(yīng)采取防動措施。調(diào)速油低油壓試驗，其試驗?zāi)康氖球炞C主油泵停機時，或因其他原

因調(diào)速系統(tǒng)油壓過低時，輔泵能否自動起動。常用的試驗方法有兩個，一是當主油泵工作

正常時，將主油泵停運，使油壓下降，到整定值時應(yīng)發(fā)出報警信號，觀察輔泵能否立即自

動起動。二是主泵正常工作時，將泵出口至回油箱的旁通閥全開，或手動調(diào)潤滑油進U閥

門，讓油壓下降到整定值時，應(yīng)發(fā)出報警信號，輔泵應(yīng)自動起動。潤滑油低壓試驗，其試

驗?zāi)康氖菫榱蓑炞C，當潤滑油壓力下降至整定值時，應(yīng)發(fā)出報警信號，并使輔泵起動；并

驗證壓力開關(guān)性能及停車信號系統(tǒng)。試驗方法可通過改變滑油管線上的閥門開度，使?jié)櫥?/p>

油壓力下降。在初次投運時，應(yīng)當進行油箱油位高、低報警試驗，采用向油箱放油或加油

的方法改變油位，達到整定值時應(yīng)發(fā)出報警信號，加油時應(yīng)當將油過濾。對具有密封油系

統(tǒng)的機組應(yīng)進行密封油系統(tǒng)試驗，通過調(diào)整密封油槽的液位控制器的儀表氣源壓力，當達

到各整定的極限值時一，應(yīng)分別發(fā)出“高液位報警”或“低液位報警”，輔助油泵起動，主

汽閥跳閘。

5、主汽閥跳閘試驗、電磁閥試驗

主汽閥裝調(diào)節(jié)閥前，是蒸汽系統(tǒng)和汽輪機之間的主要切斷裝置，在汽輪機正常工作時，

主汽閥是全開的。

為了確保安全，每次從完全停機狀態(tài)準備起動時一，都應(yīng)進行主汽閥跳閘關(guān)閉試驗和電

磁閥試驗。這種試驗不僅在起動前進行，在起動之后低速運轉(zhuǎn)時也可進行一次。進行試驗

前必須使油系統(tǒng)運行，建立正常油壓。主汽閥試驗時，關(guān)閉蒸汽總截止閥，主汽閥掛閘，

將手動緊急停機手柄復(fù)位。操作緊急停機手柄，觀察主汽閥動作，主汽閥應(yīng)當迅速脫扣關(guān)

閉。電磁閥試驗時，用儀表室或控制室的手動電磁閥按鈕，使電磁閥通電；保安油系統(tǒng)卸

壓，確認主汽閥能迅速跳閘關(guān)閉：試驗后將主汽閥掛閘復(fù)位。

二、汽輪機冷態(tài)起動

工業(yè)汽輪機組的冷態(tài)起動是操作中最復(fù)雜、最全面的過程，機器要經(jīng)歷從靜止到額定

轉(zhuǎn)速，從室溫到高溫，從零負荷到額定負荷，從小流量到大流量，從低壓到高壓等全部變

化過程，各部件須經(jīng)受加熱、加速和加力的變化。

1、起動油系統(tǒng)

調(diào)整油溫、油壓，檢查過濾器的壓力降、高位油箱油位，通過窺鏡檢查徑向軸承和止

推軸承的回油情況，檢查調(diào)節(jié)動力油和密封油系統(tǒng)，起動輔助油泵停主油泵，交替開停。

2、暖管

暖管所需時間取決于管道長度、管徑尺寸、蒸汽參數(shù)的高低和管道強度所允許的溫升

速度。

汽輪機冷態(tài)起動時