汽輪機(jī)本體檢修要點(diǎn)(第3講)

1、汽輪機(jī)本體檢修要點(diǎn)(第3講)一、隔板和隔板套隔板的作用隔板用以固定汽輪機(jī)各級的靜葉片和阻止級間漏汽，并將汽輪機(jī)通流部分分隔成若干個級。它可以直接安裝在汽缸內(nèi)壁的隔板槽中，也可以借助隔板套安裝在汽缸上。隔板通常做成水平對分形式，其內(nèi)圓孔處開有隔板汽封的安裝槽。隔板的分類焊接隔板 鑄造隔板 鑄鋼隔板鑄鐵隔板141、焊接隔板加工方法將銑制或精密鑄造、模壓、冷拉的靜葉片嵌在沖有葉型孔槽的內(nèi)、外圍帶上，焊成環(huán)形葉柵，然后再將它焊在隔板體和隔板外緣之間，組成焊接隔板。在隔板出口與外緣聯(lián)結(jié)處有兩道葉頂徑向汽封片，在隔板內(nèi)圓孔處開有隔板汽封的安裝槽。 焊接式隔板結(jié)構(gòu)（a）普通焊接隔板；（b）帶加強(qiáng)筋的焊接隔板

2、1隔板外環(huán)；2外圍帶；3靜葉片；4內(nèi)圍帶；5隔板體；6徑向汽封；7汽封槽；8加強(qiáng)筋2、鑄造隔板加工方法鑄造隔板是將已成型的靜葉片在澆鑄隔板體時同時鑄入，見圖。這種隔板上下兩半的結(jié)合面做成傾斜形，以避免水平對開截斷靜葉片。 鑄造式隔板結(jié)構(gòu)1外緣；2靜葉片；3隔板體隔 板3、隔板套結(jié)構(gòu)特點(diǎn)現(xiàn)代高參數(shù)大功率汽輪機(jī)中往往將相鄰幾級隔板裝在一個隔板套中，然后將隔板套裝在汽缸上，上下隔板套之間采用螺栓連接，隔板套在汽缸內(nèi)的支承和定位采用懸掛銷和鍵的結(jié)構(gòu)。隔板套通過其下半部分兩側(cè)的懸掛銷支承在下汽缸上，隔板套的上、下中心位置通過改變墊片的厚度來實(shí)現(xiàn)，其左右中心位置靠隔板套底部的平鍵或定位銷來定位。為保證隔板

3、套的熱膨脹，它與汽缸凹槽之間一般留有mm的間隙，隔板在隔板套或汽缸內(nèi)的支承和定位也是采用懸掛銷和鍵支承定位結(jié)構(gòu)。ADMIN采用隔板套 優(yōu)點(diǎn) 便于拆裝，而且可使級間距離不受或少受汽缸上 抽汽口的影響，從而可以減小汽輪機(jī)的軸向尺 寸，簡化汽缸形狀，有利于啟停及負(fù)荷變化，并 為汽輪機(jī)實(shí)現(xiàn)模塊式通用設(shè)計創(chuàng)造了條件。 缺點(diǎn) 隔板套的采用會增大汽缸的徑向尺寸，相應(yīng)的法 蘭厚度也將增大，延長了汽輪機(jī)的啟動時間。 習(xí)題15隔板套結(jié)構(gòu)1上隔板套；2下隔板套；3連接螺栓；4上汽缸；5下汽缸；6懸掛銷；7墊片；8平鍵；9定位銷；10頂開螺釘隔板套隔板套隔板套隔 板隔 板 套二、靜葉環(huán)和靜葉持環(huán) 反動式汽輪機(jī)沒有葉輪

4、和隔板，動葉片直接嵌裝在轉(zhuǎn)子的外緣上，靜葉環(huán)裝在汽缸內(nèi)壁或靜葉持環(huán)上。 1、高中壓缸的靜葉環(huán)和靜葉持環(huán)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)高中壓缸靜葉片由方鋼加工而成，具有偏置的根部和整體圍帶，各葉根和圍帶在沿靜葉片組的外圓和內(nèi)圓焊接在一起，構(gòu)成相似隔板形狀的靜葉環(huán)，有人稱為葉片隔板。這種隔板形狀的靜葉環(huán)，在水平中分面處對分成兩半，當(dāng)其上下兩半部分嵌入靜葉持環(huán)的直槽后，在直槽側(cè)面的凹槽中打入一系列短的形鎖緊片，使之固定。各上半部分再用制動螺釘固定在上靜葉持環(huán)中，此螺釘位于水平中分面的左側(cè)（當(dāng)向發(fā)電機(jī)看時）。 高壓后四級一段抽汽口高壓前八級靜葉環(huán)靜葉持環(huán) 國產(chǎn)優(yōu)化引進(jìn)型300MW汽輪機(jī)高、中壓缸靜葉持環(huán)分布圖 高壓缸有11

5、個反動級，其靜葉環(huán)全部支承在一個靜葉持環(huán)中，而靜葉持環(huán)固定在 高壓內(nèi)缸上。中壓缸前級的靜葉環(huán)支承在個靜葉持環(huán)中，而靜葉持環(huán)固定在中壓內(nèi)缸上， 后級的靜葉環(huán)支承在另個靜葉持環(huán)中，而此靜葉持環(huán)固定在中壓外缸中。2、低壓缸靜葉環(huán)和靜葉持環(huán) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)低壓缸的靜葉環(huán)，其結(jié)構(gòu)形式基本上與高中壓缸的靜葉環(huán)相似。低壓缸是對分式布置，該缸有個靜葉持環(huán)，中壓缸端的前級靜葉環(huán)支承在個靜葉持環(huán)中，而該靜葉持環(huán)固定在低壓號內(nèi)缸上。在發(fā)電機(jī)端的前級靜葉環(huán)支承在另個靜葉持環(huán)中，該持環(huán)也固定在低壓號內(nèi)缸上。第五節(jié) 汽輪機(jī)汽封與汽封系統(tǒng)設(shè)置汽封的目的汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，汽缸、隔板（或靜葉環(huán)）等靜體固定不動，因此轉(zhuǎn)子和靜

6、體之間需留有適當(dāng)?shù)拈g隙，從而不相互碰磨。然而間隙的存在就要導(dǎo)致漏汽（漏氣），這樣不僅會降低機(jī)組效率，還會影響機(jī)組安全運(yùn)行。為了減少蒸汽泄漏和防止空氣漏入，需要有密封裝置，通常稱為汽封。汽封的分類根據(jù)安裝部位根據(jù)定位方式根據(jù)結(jié)構(gòu)形式習(xí)題16按安裝部位軸端汽封隔板汽封通流部分汽封一、軸端汽封 由于汽輪機(jī)主軸必須從汽缸內(nèi)穿出，因此主軸與汽缸之間必須留有一定的徑向間隙，且汽缸內(nèi)蒸汽壓力與外界大氣壓力不等，就必然會使汽輪機(jī)內(nèi)的高壓蒸汽通過間隙向外漏出，造成工質(zhì)損失，惡化運(yùn)行環(huán)境，并且加熱軸頸或沖進(jìn)軸承使?jié)櫥唾|(zhì)惡化；或者使外界空氣漏入低壓端破壞真空，從而增大抽氣器的負(fù)荷，降低機(jī)組效率。為了提高汽輪機(jī)的效

7、率，應(yīng)盡量防止或減少這種漏汽（氣）現(xiàn)象。為此，在轉(zhuǎn)子穿過汽缸兩端處都裝有汽封，這種汽封稱軸端汽封，簡稱軸封。高壓軸封是用來防止蒸汽漏出汽缸，而低壓軸封是用來防止空氣漏入汽缸。ADMIN作用國產(chǎn)優(yōu)化引進(jìn)型300MW汽輪機(jī)組高、中壓缸調(diào)速器端汽封 它由高壓缸端部內(nèi)汽封和高壓缸端部外汽封組成。安裝在外缸環(huán)形槽中的汽封稱為內(nèi)汽封；用螺栓固定在外缸端面的汽封稱為外汽封。內(nèi)汽封體上裝有個汽封環(huán)，形成軸封的第段，各環(huán)由塊扇形體組成。而在外汽封體上裝有個汽封環(huán)，形成軸封的第段和第段，外汽封環(huán)由塊扇形體組成，高中壓缸調(diào)速器端軸封分成段，構(gòu)成“”、“”兩個腔室。每個汽封環(huán)上裝有片高低交錯排列的汽封片，共計片。徑向

8、間隙0.5mm0.05mm ,0.5mm0.05mm，軸向間隙9.65mm,9.65 mm。 國產(chǎn)優(yōu)化引進(jìn)型300MW汽輪機(jī)組高、中壓缸發(fā)電機(jī)端軸封 它由內(nèi)外汽封組成，也分成段，構(gòu)成“”、“”兩個腔室，內(nèi)外汽封體各裝有個汽封環(huán)，每個汽封環(huán)上裝有片汽封片。間隙、值與調(diào)速器端軸封的間隙相同，而 6.6mm,12.7mm。 國產(chǎn)優(yōu)化引進(jìn)型300MW汽輪機(jī)組低壓缸軸端汽封 （a ）發(fā)電機(jī)端軸端汽封；（b ）調(diào)速器端軸端汽封低壓缸兩端軸封對稱布置、結(jié)構(gòu)相同，見圖，每端由個汽封環(huán)組成段，構(gòu)成“”、“”兩個腔室，漏汽從“”腔室通過汽封體下半的接口通到軸封冷卻器，以維持該腔室低真空，軸封供汽通過汽封體下半一個

9、接口被送至“”腔室。第段由個汽封環(huán)組成，第、段均由個汽封環(huán)組成，每個汽封環(huán)上有個汽封片。因低壓缸軸端處壓力較低，故此采用整車式平齒結(jié)構(gòu)。 軸 封高壓轉(zhuǎn)子軸封高壓轉(zhuǎn)子軸封低壓轉(zhuǎn)子軸封軸 封 環(huán)二、隔板（或靜葉環(huán)）汽封 作用沖動式汽輪機(jī)隔板前后壓差大，而隔板與主軸之間又存在著間隙，因此必定有一部分蒸汽從隔板前通過間隙漏到隔板后面與葉輪之間的汽室里。由于這部分蒸汽不通過噴嘴，同時還會惡化蒸汽主流的流動狀態(tài)，因此形成了隔板漏汽損失。為減少該損失，必須將間隙設(shè)計得小一點(diǎn)，故設(shè)有隔板汽封，通常隔板汽封間隙為0.6mm左右，汽封片一般較多。隔板汽封環(huán)裝在隔板體內(nèi)圓的汽封槽中，汽封采用梳齒式。反動式汽輪機(jī)無隔

10、板結(jié)構(gòu)，只有單只靜葉環(huán)結(jié)構(gòu)，靜葉環(huán)內(nèi)圓處的汽封稱為靜葉環(huán)汽封，隔板汽封和靜葉環(huán)汽封統(tǒng)稱為靜葉汽封。 （a）高壓級組靜葉環(huán)汽封（b）中壓級組靜葉環(huán)汽封汽封環(huán)由個汽封塊組成，汽封的固定方法與圍帶汽封相同，轉(zhuǎn)子上有高低汽封凸肩，與汽封齒共同組成汽封間隙。1-隔板體 2-葉輪 3-汽封環(huán)用來阻礙蒸汽繞過噴嘴而造成的能量損失，并使葉輪的軸向推力增大，汽封環(huán)裝在隔板內(nèi)圓的汽封槽中。三、通流部分汽封 作用在汽輪機(jī)的通流部分，由于動葉頂部與汽缸壁面（或靜葉持環(huán)）之間存在著間隙，動葉柵根部和隔板（或靜葉環(huán)）壁面之間也存在著間隙，而動葉兩側(cè)又具有一定的壓差，因此在動葉頂部和根部必然會有蒸汽的泄漏，為減少蒸汽的漏汽

11、損失，裝有通流部分汽封。組成通流部分汽封包括動葉圍帶處的徑向、軸向汽封和動葉根部處的軸向汽封。 通流部分汽封示意圖 （a）沖動級；（b）反動級1隔板（或靜葉環(huán)）汽封徑向間隙；2圍帶汽封徑向間隙；3圍帶汽封軸向間隙或動葉根部處的軸向汽封間隙為減少葉片上部和下部的漏汽，需將動靜葉間軸向間隙減小，但間隙過小，不能適應(yīng)較大的相對膨脹，為此，沖動式汽輪機(jī)隔板因前后壓差大，軸向間隙需設(shè)計小些，其圍帶汽封徑向間隙一般設(shè)計為1.0mm左右，圍帶汽封和動葉根部處汽封的軸向間隙達(dá)6.0mm左右；而反動式汽輪機(jī)，因靜葉環(huán)前后壓差小，間隙漏汽損失相對沖動級小些，故有較大的軸向間隙，其圍帶汽封徑向間隙為1.0mm左右，

12、而圍帶和動葉根部處汽封軸向間隙可達(dá)到10.0mm左右。 圍帶汽封隔板汽封按定位方式固定汽封可活動汽封按結(jié)構(gòu)形式碳精式汽封水封式汽封曲徑式汽封梳齒形樅樹形J 形蜂窩形一、梳齒形汽封梳齒形汽封包括高低齒、平齒、斜平齒三種。高低齒阻汽效果好，但加工費(fèi)時，通常用在高溫、高壓部位；平齒、斜平齒汽封一般常用在低溫、低壓部位。結(jié)構(gòu)圖（a）高低齒 （b）平齒 （c）斜平齒二、樅樹形汽封樅樹形汽封具有結(jié)構(gòu)緊湊、富有彈性、效率高的優(yōu)點(diǎn)，但其形狀復(fù)雜，加工精確度要求高，且造價高，故在電廠中應(yīng)用很少。結(jié)構(gòu)圖（a）前軸封 （b）后軸封 （c）隔板汽封三、J 形汽封J形汽封阻汽效果教好，制造成本較低，還可使轉(zhuǎn)子軸向長度縮

13、短。但其剛性差，運(yùn)行時受汽流沖力后容易倒伏，失去阻汽的作用。另外， J形汽封拆裝不便，給安裝、檢修工作帶來困難。結(jié)構(gòu)圖四、蜂窩形汽封蜂窩形汽封常用在無圍帶的自由葉片軸向?qū)挾鹊倪B續(xù)密封表面。將蜂窩式芯釬焊到基板上制成扇形件而組成密封件，并用一系列加工螺釘裝在擋板上。裝配后，這些機(jī)加工螺釘定位并焊接在擋板上。蜂窩密封扇形件上有槽，用于排除進(jìn)入蜂窩室內(nèi)的濕汽。結(jié)構(gòu)圖 當(dāng)蒸汽漏入蜂窩帶時，在每個蜂窩腔內(nèi)會產(chǎn)生蒸汽渦流和屏障，從而有很大的阻尼，使蒸汽泄漏量減少。與普通的梳齒汽封相比，蜂窩式汽封具有幾方面的優(yōu)點(diǎn)。1.蜂窩式汽封采用優(yōu)質(zhì)合金鋼，材料軟、對轉(zhuǎn)子無損傷。2.蜂窩式汽封產(chǎn)生的蒸汽阻尼，相當(dāng)于一層汽

14、墊，有助于減小軸振。3.蜂窩式汽封在相同的汽封間隙下，泄漏量比普通梳齒汽封減少 3050。4.蜂窩汽封在普通梳齒汽封上改造比較方便，不用改變轉(zhuǎn)子或汽封套 的任何結(jié)構(gòu)，只需參照原汽封圈的尺寸即可。 蜂窩汽封是蜂窩技術(shù)和迷宮汽封的完美結(jié)合，其密封效應(yīng)是迷宮效應(yīng)和蜂窩效應(yīng)的綜合組成，是高效性、穩(wěn)定性和安全性的完美結(jié)合.主要設(shè)計思想是在原疏齒結(jié)構(gòu)中，保留高齒，在低齒地方用蜂窩帶填滿,該結(jié)構(gòu)有以下優(yōu)點(diǎn)： 高齒依然保留，起節(jié)流密封效果，而氣流經(jīng)節(jié)流降壓后進(jìn)入 蜂窩區(qū),進(jìn)一步加大密封效果，兩種密封技術(shù)綜合應(yīng)用，起 到最佳的效果。在設(shè)計中，蜂窩帶加工成比原來的低齒高出一部分，即軸先 同蜂窩接觸而不同高齒接觸，

15、從而保護(hù)軸不被磨損。在安裝過程中，由于高齒高度大于蜂窩帶，避免了蜂窩帶被 異物撞擊損傷。在高壓側(cè)，最外邊高齒起到了保護(hù)作用，防止了工質(zhì)對蜂窩 帶邊緣的沖刷傷害。五、布萊登汽封1-彈簧； 2-汽封體； 3-汽封環(huán)； 4-汽封套； 5-用于汽封環(huán)背面加壓的切口 布萊登活動汽封（如上圖所示）取消了傳統(tǒng)汽封后背弧的彈簧壓片，在汽封塊端部加裝了螺旋彈簧。 汽輪機(jī)正常工作時，經(jīng)過汽封進(jìn)汽側(cè)槽道進(jìn)入后背弧汽室的蒸汽將汽封壓向轉(zhuǎn)子，使兩者間保持較小的徑向間隙運(yùn)行，減小了漏汽損失。 在機(jī)組啟、停及轉(zhuǎn)子振動過大跳閘時，汽封背弧后蒸汽壓力較低，在端部螺旋彈簧的作用下，汽封張開，從而避免了汽封與轉(zhuǎn)子之間的摩擦。運(yùn)行實(shí)

16、踐證明，這種汽封不僅具有較高的經(jīng)濟(jì)性，還具有較高的安全性。 工作原理 軸封系統(tǒng)在汽輪機(jī)的高壓端和低壓端雖然都裝有軸端汽封，能減少蒸汽漏出（高、中壓端）或空氣漏入（排汽缸），但漏汽現(xiàn)象仍不可能完全消除。為了防止和減少這種漏汽現(xiàn)象，以保證機(jī)組的正常啟停和運(yùn)行，以及回收漏汽和利用漏汽的熱量，減少系統(tǒng)的工質(zhì)損失和熱量損失，汽輪機(jī)均設(shè)有由軸端汽封加上與之相連接的管道、閥門及附屬設(shè)備組成的軸封系統(tǒng)。 作用結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不同型式汽輪機(jī)組的軸封系統(tǒng)各不相同，它由汽輪機(jī)進(jìn)汽參數(shù)和回?zé)嵯到y(tǒng)連接方式等因素決定。大中型汽輪機(jī)都采用具有自動調(diào)節(jié)裝置（調(diào)整軸封蒸汽壓力）的閉式軸封系統(tǒng)。 軸封系統(tǒng)所需的蒸汽與汽輪機(jī)的負(fù)荷有關(guān)。在

17、啟動、空載和低負(fù)荷時，缸內(nèi)出現(xiàn)真空，為防止空氣漏入，需向軸封供應(yīng)低溫低壓蒸汽，以及在高負(fù)荷時為防止高、中壓缸軸端漏汽，設(shè)有定壓軸封供汽母管，母管內(nèi)蒸汽來自冷再熱蒸汽或主蒸汽或輔助蒸汽或密封蒸汽種。機(jī)組冷態(tài)啟動時，先用輔助蒸汽向軸封供汽。機(jī)組正常運(yùn)行中，主蒸汽、冷再熱蒸汽、輔助蒸汽作為軸封備用汽源，軸封用汽主要靠高、中壓缸高壓軸封漏汽（即自密封蒸汽）供給。 習(xí)題17國產(chǎn)優(yōu)化引進(jìn)型300MW汽輪機(jī)組軸封系統(tǒng)它是由軸端汽封、軸封供汽母管壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)、軸封冷卻器、減溫器以及有關(guān)管道組成的閉式軸封系統(tǒng)。 工作過程在汽輪機(jī)啟動和低負(fù)荷時 汽輪機(jī)兩汽缸中的壓力都低于大氣壓力，密封蒸汽由母管進(jìn)入“X”腔室后，

18、一路經(jīng)過若干汽封片后流向汽缸內(nèi)部，此時“x”腔室壓力控制在0.1140.126MPa(絕對壓力)，大于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?；另一路則經(jīng)過若干汽封后，流到“Y”腔室，“Y”腔室與軸封加熱器相連，軸封加熱器上的軸加風(fēng)機(jī)抽吸此漏汽，控制該室壓力為0.097MPa(絕對壓力)，略低于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?。因而，外界空氣通過外汽封漏入“Y”腔室后，與從“x”腔室來的密封蒸汽混合，再流向軸封加熱器。在機(jī)組負(fù)荷增加時 隨著機(jī)組負(fù)荷的增加，調(diào)節(jié)汽閥開大，進(jìn)汽量增加，汽缸內(nèi)壓力相應(yīng)增大。當(dāng)高中壓缸兩端的排汽壓力高于“x”腔室壓力時，汽流在內(nèi)汽封環(huán)內(nèi)發(fā)生相反流動，缸內(nèi)的蒸汽經(jīng)過第l段汽封片流向“x”腔室。隨著排汽壓力的增加，蒸汽

19、流量亦增加。 因此在大約15額定負(fù)荷時，高中壓缸調(diào)速器端的高壓排汽壓力已達(dá)到密封蒸汽壓力，變成自密封。 在機(jī)組負(fù)荷增加到25以上時 在大約25額定負(fù)荷時，高中壓缸發(fā)電機(jī)端的中壓排汽壓力達(dá)到密封壓力，變成自密封(見上圖)。這時，蒸汽從“x”腔室排出，流入汽封母管，蒸汽再由汽封母管流向低壓汽封的“x”腔室。若通過“x”腔室流向汽封母管的漏汽量超過低壓缸軸端汽封所需要的蒸汽量，則軸封供汽壓力升高，這時供汽閥全關(guān)，而打開溢流閥，將過量的蒸汽排入疏水?dāng)U容器，以達(dá)到調(diào)整軸封蒸汽母管壓力的目的。 為了預(yù)防由于軸封系統(tǒng)的供汽壓力可能超過系統(tǒng)設(shè)計允許壓力，系統(tǒng)中裝設(shè)一只安全閥，借以釋放可能由于調(diào)節(jié)汽閥的誤動作引

20、起的超壓。安全閥動作壓力為O.275一O.79MPa (絕對壓力)。 從軸封供汽母管進(jìn)入低壓缸軸端汽封“x”腔室前，密封蒸汽需減溫，以控制蒸汽溫度在12l一177之間，防止高溫蒸汽使汽封體和軸承座受熱變形或損壞轉(zhuǎn)子。蒸汽的減溫一方面是利用裸露進(jìn)汽管自然冷卻降溫，另一方面用噴水減溫系統(tǒng)來調(diào)節(jié)并加強(qiáng)冷卻，其冷卻水來自凝結(jié)水泵。使用噴水減溫系統(tǒng)后，當(dāng)進(jìn)入減溫器的蒸汽溫度為260或更高時，仍可使汽封蒸汽溫度維持在規(guī)定范圍內(nèi)。如果進(jìn)入減溫器的蒸汽溫度遠(yuǎn)低于260，特別是在接近12l一177時，可停止噴水減溫，依靠進(jìn)汽管的自然冷卻就能使蒸汽降溫，甚至降低到121以下。600MW汽輪機(jī)組自密封軸封蒸汽系統(tǒng)1-截止閥； 2-輔助蒸汽調(diào)節(jié)閥； 3-電動供汽隔離閥；4-電動供汽旁路閥；5-冷再熱供汽調(diào)節(jié)閥；6-電動供汽隔離閥；7-溢流調(diào)節(jié)閥；8-電動溢流閥；9-安全頭； 10-安全閥； ll-減溫噴水調(diào)節(jié)閥； 12-噴水裝置軸封系統(tǒng)特點(diǎn) 在機(jī)組啟動或停機(jī)過程時由外來汽源供汽，在機(jī)組正常運(yùn)行時，實(shí)現(xiàn)自平衡密封供汽，消耗蒸汽量小，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、安全可靠。 軸封系統(tǒng)