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1、汽轮机知识简介一、概述火力发电厂是由锅炉、汽轮机、发电机及相应的辅助设备组成。汽轮机是用 蒸汽作工作介质的回转式原动机，它将蒸汽的热能转变为机械能。汽轮机属于涡轮机械，因为涡轮机的外来语为透平，故汽轮机又称透平。汽轮机在火力发电厂中的位置是：从锅炉来的高温高压热蒸汽，进人汽轮机 后膨胀作功，使汽轮机转子获得机械能，然后汽轮机转子再带动与其联接的发电 机转动，又把机械能转变为电能。二、汽轮机的结构一列静叶和一列动叶组成了从热能到机械能转换的基本单元，称之为级，汽 轮机可以是单级的，但绝大多数是多级的。转子和静叶之间要有密封，以减少运动表面和静止表面之间漏过的蒸汽流量 以保证汽轮机有较高的效率。转
2、子和静止之间是用汽封实现的；在多级汽轮机的 级与级之间装有隔板轴封；在动叶顶部装有叶顶汽封。除上述汽轮机的主体结构外，还必须有附属于本体的各种系统，例如：汽水 系统、调解保护系统、润滑系统等三、汽轮机的工作原理我们知道，从喷嘴出来的蒸汽进入动叶通道时，一方面对动叶产生冲动力， 另一方面蒸汽在动叶通道内膨胀加速，对动叶产生一个反作用力，在这两个力的 合力作用下，动叶转动产生机械功，由此可见，汽轮机的工作原理可分两种。1. 冲动作用原理 当蒸汽冲入动叶通道后，受到动叶的阻碍，改变其速度的大小和方向，但不 存在体积膨胀，这种作用方式的工作原理称为冲动作用原理。2反动作用原理 反动作用原理和冲动作用原
3、理不同。当蒸汽流经动叶通道时，如果得到继续 膨胀加速，则在汽流离开动叶时，施加给动叶一个与汽流运动方向相反的作用力， 这个力就叫反动力。反动力推动转子转动作功，这种作用方式的工作原理称为反 动作用原理。通常蒸汽在动叶通道中总会产生不同程度的膨胀，因此，动叶既受到蒸汽的 冲动作用力，也受到蒸汽的反动作用力。根据作用原理的不同，汽轮机可分为冲 动式汽轮机和反动式汽轮机。四、汽轮机的分类及型号汽轮机的分类可按以下形式划分： 1.按工作原理分：冲动式汽轮机；反动式汽轮机；2. 按级数分：单级；多级；3. 按结构分：单缸式；多缸式；轴流式；辐流式；4. 按工质参数分：高压；中压；低压；亚临界及超临界；5
4、. 按热力过程分：凝汽式；背压式，抽汽式；中间再热式；6. 按用途分：发电用；工业用；船用； 我国生产的汽轮机型号已经统一，下表列出了国产汽轮机型号的代表号：型号代号型号代号凝汽式N抽气背压式CB背压式B工业用G一次调整抽汽式C船用H两次调整抽汽式CC移动式Y机汽轮机产品型号的表示方法是：X XX XX变形设计参数蒸汽参数(压力、温度) 额定功率(MW)汽轮机型号(代号)例如：N50-8.82-1：凝汽式50MW，蒸汽初压8.82MPa，按第一次变形设计制造的汽轮机。N10090/535:凝汽式100MW，新汽压力为90MPa，新汽温度为535C。五、汽轮机部件的失效分析 因为汽轮机是在高温、
5、高压和高转速下工作的大型原动机，而且运行工况又是变化的，以汽轮机某些部件损坏事件时有发生，其影响因素主要表现在：(1) 热应力：温度冷热不均使一些部件产生各种应力，这种应力过大可产生 塑性变形。(2) 热膨胀：汽缸和转子在受热后都要膨胀，膨胀值过大时，动、静之间就 要发生摩擦碰撞。(3) 振动：弹性物体在受到变化的激振力后，会产生振动，当发生共振时， 会严重危胁汽轮机的安全运行。(4) 机组的制造，安装及运行维护不当，也是造成事故发生的重要原因。六、汽轮机主要部件的分析和修复1. 主轴的失效分析 主轴及叶轮的失效形式一般有裂纹、开裂、断裂、弯曲变形、轴径划伤等。分析其原因，一方面是材料及制造上
6、的缺陷造成的，另外长期过大的交变应力及 热应力作用造成疲劳裂纹直至断裂。主轴在加热、冷却过程中，其温升是不均匀 的，因而它就要产生热应力，高温区受到压缩热应力，低温区受到拉伸热应力， 这种交变应力如果反复作用在金属表面，就会出现疲劳裂纹，并逐渐扩展，以致 断裂。此外，汽轮机转子在高速运转中，由于种种原因会使主轴与轴瓦间配合出 现异常，发生主轴损伤。例如：轴承断油，机组强烈振动，轴瓦制造不良等。目前对主轴的修复方法有两种，一是去掉划伤层，重新配瓦，其缺点是轴颈缩小，强度降低；二是去掉划伤层。表层用激光熔覆后，再加工到原轴颈尺寸， 对强度使用没有任何影响。2. 汽缸的变形高温高压汽轮机的汽缸要承受
7、很高的压力和温度，因而汽缸缸壁比较厚，这 就给汽轮机的起动和停机带来了麻烦，因为起动和停机的过程中汽缸的内外壁温 差较大，所产生的热应力将会使汽缸变形或产生裂纹，如果汽缸的变形得不到相 应的保护措施，其变形就会造成动、静配合不良，引起机组的振动，以致造成事 故。汽缸的温差不仅存在汽缸的内外壁之间，而且它的上下缸之间也存在着较大 的温差，这种温差的存在一方面影响着缸体本身的变形，另一方面也会使转子主 轴上下部分存在着温差，温差过大，常常是造成主轴弯曲的初始原因，通常上下 汽缸的温差不得大于 3550K。汽轮机隔板主要由隔板体、外环、导叶片（也叫导叶、喷嘴、静叶）和隔板汽 封组成。它们把汽缸分成若干个汽室，使蒸汽的温度和压力逐级降低，隔板在级 与级间起着轴封作用，减少隔板与转子间隙间的漏汽量，迫使绝大部分蒸汽都从 导叶通道中通过。汽轮机隔板有焊接、铸造两种，焊接的用在高温区，铸造的用在低温区（350C 以下）运行时，由于隔板前后的压差很大，隔板平面变形，产生挠度，动静轴间 间隙小的地方有可能发生磨擦，甚至造成严重事故。.由于静叶是静止工作状态， 因此它的汽蚀、水滴冲刷磨损程度相对动叶来说要轻得多。静叶一般是不可拆卸 的，因此它的损伤修复不如动叶方便操作。静叶的重大损伤往往是意外伤害，如 动叶的拆断冲击，外采异物的撞击等。汽轮机较大的修复工作当属动叶的修复。
