东汽厂600MW汽轮机概述及本体结构

600MW超临界汽轮机概述及其本体结构2012年新进大学生讲课主讲人：朱小强二零一二年七月主要内容：第一讲：汽轮机概述及本体结构●汽机系统概述●汽轮机本体结构●火力发电厂主要设备及●主机盘车装置一、火电厂主要设备及系统流程热井凝结水泵轴封加热器#7A低加#7B低加#8A低加#8B低加#6低加#5低加除氧器给水泵#3高加#2高加#1高加锅炉过热器高压缸低温再热器高温再热器中压缸低压缸发电机主变送风机一次风机引风机磨煤机给煤机空预器凝汽器AGCCCSTFBF二、600MW超临界机组汽机系统概述汽机系统构成抽气回热系统主给水系统凝结水系统循环水系统凝汽器及真空系统润滑油系统调节保安系统旁路系统辅助蒸汽系统主、再蒸汽系统轴封系统密封油系统定冷水系统氢气系统型号N600-24.2/566/566型式超临界、一次中间再热、冲动式、单轴三缸、四排汽凝汽式汽轮机制造厂东方汽轮机厂额定功率600MW额定转速3000r/min转向从机头向发电机看为逆时针方向主蒸汽压力/温度（主汽阀前）24.2MPa(a)/566℃再热蒸汽压力/温度（中联阀前）3.976MPa(a)/566℃主蒸汽流量1705.2t/h最大蒸汽流量1903.2t/h我厂汽轮机技术规范：额定排汽背压5/6kPa（a）额定给水温度282.2℃末级动叶高度1016mm冷却水温23℃最高冷却水温34℃配汽方式复合调节（全周进汽/部分进汽）回热系统三台高压加热器、一台除氧器、四台低压加热器性能保证工况热耗7537kJ/kW•h（1800.2kCal/kW•h）性能保证工况热耗2.843kg/kW·h性能保证工况效率高压缸：86.31％；中压缸：92.54％低压缸：93.22％总内效率92.14%600MW超临界机组汽机系统概述运行工况单位TRL工况TMCR工况THA工况VWO工况功率MW600631.6600658.2主蒸汽压力MPa(a)24.224.224.224.2主蒸汽温度℃566566566566主蒸汽流量t/h1811.61811.61705.21902.2再热蒸汽压力MPa(a)4.2024.1693.9764.392再热蒸汽温度℃566566566566再热蒸汽流量t/h1476.41485.41403.81554.4排汽压力kPa(a)11.85.55.55.5排汽流量t/h1035.71037.198.631079.1补给水率%3000给水温度℃286286.3282.2289.5热耗值kJ/kW·h7817752075377510汽耗值kg/kW·h3.0192.8672.8422.89各种工况下运行参数汽轮发电机组能在下列条件下，在保证寿命期内任何时间都能安全连续输出铭牌功率600MW（发电机采用静态励磁，此功率扣除所消耗的功率），此工况称为铭牌工况（TRL），此工况下的进汽量称为铭牌进汽量，此为出力保证值的验收工况:1、额定主蒸汽参数、再热蒸汽参数及所规定的汽水品质。2、汽轮机低压缸排汽平均背压为11.8kPa（a），（循环水温度为34℃）。3、补给水量为3％。4、所规定的最终给水温度。5、全部回热系统正常运行，但不带厂用辅助蒸汽。6、汽动给水泵满足额定给水参数。7、发电机效率98.95％，额定功率因数0.90(滞后)，额定氢压,额定电压，额定频率。汽轮机进汽量等于铭牌工况（TRL）进汽量，在下列条件下安全连续运行，此工况下发电机输出的功率（发电机采用静态励磁，此功率扣除所消耗的功率），称为最大连续功率（T－MCR），具体数值为631.6MW。1、额定主蒸汽参数、再热蒸汽参数及所规定的汽水品质。2、汽轮机低压缸排汽平均背压为5.5kPa（a），（循环水温度为23℃）。3、补给水量为0％。4、所规定的最终给水温度。5、全部回热系统正常运行，但不带厂用辅助蒸汽。6、汽动给水泵满足额定给水参数。7、发电机效率98.95％，额定功率因数0.90(滞后)，额定氢压，额定电压，额定频率。汽轮发电机组能在调阀全开（VWO），其它条件同T-MCR工况，汽轮机进汽量保证不小于1.05倍铭牌工况进汽量，此工况称为VWO工况，体数值为657.8MW发电机输出功率600MW(已扣除励磁系统所消耗的功率)，除进汽量以外其他条件同T-MCR工况时，此工况称为机组的热耗率保证(THA)工况600MW超临界机组汽机系统概述三、汽轮机本体结构汽缸汽阀转子轴承及轴承箱叶片汽封600MW超临界汽轮机本体结构喷嘴隔板滑销系统静止部分转动部分叶轮600MW超临界汽轮机本体结构汽缸作用汽缸是汽轮机的静止部分，它的作用是将蒸汽与大气隔绝，形成蒸汽完成能量转换的封闭空间。此外，它还要支撑汽轮机的其他静止部件，如：隔板、隔板套、喷嘴汽室等。分类高压缸、中压缸、低压缸600MW超临界汽轮机本体结构1），通常把汽缸分为上下两个部分，转子从其径向中心穿过，便于加工、装配和运输2）,结合面严密为了使汽缸承受较大的蒸汽压力而不泄漏，汽缸上下两个部分用紧固件连接，最常用的是用螺栓、螺帽，它们沿上下缸中分面外径的法兰将上下缸紧密联在一起。为了保证法兰结合面的严密性，汽缸中分面在制造过程中必须光洁、平整。法兰螺栓的连接一般采用热紧方式，也就是在安装螺栓时给螺栓一定的预紧力，在经过一段时间的应力松施后仍能保证法兰的严密性。另外，汽缸的进汽部分尽可能分散布置，以免造成局部热应力过大，引起汽缸变形。特点600MW超临界汽轮机本体结构3），双层缸结构优点：（１）把汽缸所受的蒸汽总压力分摊给了内、外两层汽缸，减少了每层缸的压差和温差，缸壁和法兰可以相应减薄。在机组启停和变工况时，其热应力也相应减小，有利于缩短启动时间和提高汽轮机对负荷的适应性，具有较强的调峰能力；（２）内缸主要承受高温及部分蒸汽压力作用，且其尺寸较小，故可以做得较薄，耗用的贵重耐热金属材料相对减少。而且在内缸和外缸之间有蒸汽流动，因此在正常运行时外缸得到冷却，使外汽缸温度降低，故可采用较便宜的合金钢制造；（３）外缸的内外压差比采用单层汽缸时降低了许多，因此减少了漏汽的可能性，能更好地保证汽缸接合面的严密性。4），良好的材料汽缸在运行中要承受内压力和内外壁温差引起的热应力，为了保证动静部分在正常运行时的正确位置，缸体材料必须具有足够的强度性能、良好的组织稳定性和抗疲劳性，并具有一定的抗氧化能力。对于汽缸的中分面法兰紧固件，因为其在应力松施的条件下工作且承受拉伸应力，因而这些部件材料要具有较高的抗松施性能、足够的强度、较低的缺口敏感性、以及较小的蠕变脆化倾向和抗氧化性。通常螺母的强度比螺栓低一级，这样两者硬度不同减小螺栓的磨损，并能防止长期工作后不咬死。600MW超临界汽轮机本体结构5），良好的滑销系统为了保证汽缸受热时自由膨胀又不影响机组中心线的一致，在汽缸和机座之间设置了一系列的导向滑键，这些滑键构成了汽轮机的滑销系统，对汽缸进行支撑、导向和定位，保证汽轮机良好对中，各汽缸、转子、轴承的膨胀不受阻碍。高中压缸一般都采用支撑面和中分面重叠的上猫爪支撑结构。汽缸本身的热膨胀和转子的热膨胀也是汽轮机设计过程中要考虑的问题，要合理的选定汽缸的死点、转子与汽缸相对死点的位置，留有足够的相对膨胀间隙，保证动静部分的间隙在合理的范围内，提高汽轮机的整体工作效率。高中压缸600MW超临界汽轮机本体结构600MW超临界汽轮机本体结构高中压缸高中压缸进、排汽口布置：主蒸汽及再热蒸汽进口各四个，集中在汽缸中部，上下半各两个；汽缸下半靠机头侧有两个高压排汽管与再热冷段相联，汽缸上半靠电机侧有一个较大的中压排汽口将经过中压缸做功后的蒸汽排出中压缸600MW超临界汽轮机本体结构高中压外上缸600MW超临界汽轮机本体结构高中压外下缸600MW超临界汽轮机本体结构高中压合缸反向布置优点：（１）新蒸汽及再热蒸汽的进汽部分均集中在高、中压汽缸的中部，可减少汽轮机转子和汽缸的轴向温差及热应力；（２）高、中压汽缸中温度最高的部分布置在远离汽轮机轴承的地方，使轴承受汽封温度的影响较小，轴承的工作温度较低，改善了轴承的工作条件；（３）可平衡一部分高、中压汽缸内的轴向推力；（４）前后轴端汽封均处于高中压缸排汽部位，使轴封长度显著减少；（５）高、中压合缸型式还减少了一至二个径向支持轴承，缩短了高、中压转子的长度。缺点：高中压分缸隔板承受较大的压差，在汽轮机变工况时产生较大热应力，机组的动静部分胀差不容易控制，由于高中压进汽管道集中布置在中部，显的拥挤，给检修带来诸多不便。另外为了防止汽轮机在甩负荷时，中间汽封室积压串汽，引起汽轮机超速，本汽轮机在中间汽封室设置事故排放阀，在甩负荷时，将中间汽封室的存汽引至凝汽器。特点：600MW超临界汽轮机本体结构高压缸的第一级喷嘴为单独的喷嘴室：高压内缸喷嘴室由四组喷嘴组成，沿圆周方向布置，四根高压进汽导管为上下垂直布置，进汽管直接插入高压内缸的喷嘴室。锅炉主蒸汽经汽轮机主汽阀后分为四路分别进入到四个高压调节阀，经过导管进入汽轮机膨胀做功。一般情况下，机组为全周进汽，只有在喷嘴调节方式下运行时为部分进汽。在部分进汽的情况下，第一级动叶受到很大的作用力，而且是局部的，最危险的截面往往发生在该级，从图2－1可以看出，由于高中压缸第一级喷组承受比较大的焓降，承受较大的压差，因而其叶轮厚度比其它压力级要大的多。600MW超临界汽轮机本体结构高中压缸的支撑高压外上缸通过猫爪支撑在1号轴承座和2号轴承座运行垫片上，外下缸通过汽缸法兰螺栓吊在高压外上缸。外下缸上设有安装猫爪，安装猫爪通过横销连接在轴承座上，下缸通过间隙调整螺栓紧固在轴承座上。上内缸通过汽缸螺栓紧固在高压下内缸上，高压下内缸通过猫爪支承在高中外下缸上，高压上进汽管通过4只螺栓紧固在高压下进汽室上，高压下进汽室通过支承脚支承在高压内下缸上，中压内上缸通过汽缸法兰螺栓紧固在中压内下缸上，中压内下缸通过猫爪支承在高中压外缸上。这种面支撑方式，可以减轻接触面的摩擦，受热膨胀和冷却时，可以自由移动。600MW超临界汽轮机本体结构抽汽口布置：#1、#2、#3、#4抽#1抽：高压缸第六级#2抽：高压缸排气，整机第八级#3抽：中压缸第三级，整机第十一级#4抽：中压缸排气，整机第十四级#3抽温度最高，#4抽流量最大600MW超临界汽轮机本体结构本汽轮机有两个形式完全相同的低压缸，A低压缸和B低压缸。两个低压缸均为双分流对称结构，从中部进汽，在中分面上将汽缸分成上下两个部分。低压缸共有14级动叶片，对称布置在低压内缸的两侧，共有四级抽汽供四个低压加热器用汽。在低压转子两侧分别通入轴封蒸汽供低压轴封用，共有三齿两腔室，在轴封与轴承座之间装设有挡油环。在轴承座内装设有轴承振动监测装置、轴振检测装置等测量装置。每个低压缸为分流式三层焊接结构,由低压外缸、低压内缸和低压进汽室三部分组成。为方便运输，低压外缸整缸分成上，下半各四块组成低压缸低压缸组成600MW超临界汽轮机本体结构低压缸600MW超临界汽轮机本体结构低压缸工作特性低压缸处于蒸汽从正压到负压的过渡工作区域，排汽压力很低，蒸汽比容增加很大，采用双缸反向对称布置的双分流结构，可以很好的平衡轴向推力。另外由于蒸汽比容变化较大，为避免叶片过长，低压缸多分成多个独立的缸体。低压缸内每一级压降不大，但其做功能力超过高中压缸的任何一个压力级。所以，低压缸的结构应能保证机组安全的前提下，多做功，低压缸排汽的压力非常低，因此低压缸的缸体特别庞大，并与凝汽器直接连接。低压缸的纵向温差变化大，是汽轮机温差变化最大的部分，为减小热应力，改善机组的膨胀条件，采用三层缸结构，第一层为安装通流部分组件的内缸，大都采用部件组合结构，隔板装于隔板套上；第二层为隔热层，由于低压缸进汽部分温度较高，外部排汽温度较低，因此都采用设置隔热板的方法，使得汽缸温差分散，温度梯度更加合理；第三层为外缸，用以引导排汽和支撑内缸各组件。低压缸的喷水装置：机组正常运行时，排汽压力、温度很低，但在汽轮机启动、空载或低负荷时，由于蒸汽通流量减小，不足以带走低压缸由于鼓风摩擦产生的热量，从而使排汽温度升高。当排汽温度过高时，会引起低压缸的变形，使汽缸与转子中心线相对位置改变，诱发机组产生振动。为防止低压缸的热变形，大型汽轮机组低压缸都设置了低压缸喷水装置。另外，还限定低压缸排汽温度的极限值，当超过此数值时，作用于汽轮机ETS系统使汽轮机跳闸；当低压缸排汽压力过高时，为保护低压缸，在低压缸上部设置大气泄放阀，动作的压力略高于大气压。600MW超临界汽轮机本体结构600MW超临界汽轮机本体结构大气阀为了在发生事故情况下保护汽轮机，在低压缸的每个排汽口上部设有四个大气阀。当真空破坏，排汽压力上升到高于大气压力34.3kPa时，内压力使大气阀上的铜膜片被剪切成自由圆盘，迅速泄压，使排汽压力与大气压力相平衡以保护低压缸。虽然每个大气阀的膜片泄压动作压力为34.3kPa(g)，但排汽缸设计能够承受98.0kPa(g)的压力。考虑到布置的紧凑和低压缸的刚度，低压部分的抽汽口采取了不对称结构的布置方式，在低压缸的汽机侧布置的是16级、17级、19级后抽汽，在电机侧布置的是16级、18级、19级后抽汽。分别供4个低压加热器(#5～#8低压加热器)。#5抽：16级（AB低压缸共四个抽汽口）#6抽：17级（AB低压缸A侧共两个抽汽口）#7抽：18级（AB低压缸B侧共两个抽汽口）#8抽：19级（AB低压缸共四个抽汽口）600MW超临界汽轮机本体结构600MW超临界汽轮机本体结构汽轮机滑销系统作用：是使汽轮机在运行时，保证汽缸定向自由膨胀，并保持汽缸与转子中心一致，避免膨胀不均产生不必要的应力及振动。组成：根据滑销的构造形式、安装位置和不同的作用，滑销系统通常由横销、纵销和立销和猫爪横销等组成2只纵销2只纵销横销高中压缸死点2只立销立销横销横销纵销纵销低压缸死点600MW超临界汽轮机本体结构阀门汽阀布置600MW超临界汽轮机本体结构高压主汽阀安装位置：6.85米层，调节汽阀前面的主蒸汽管道上。作用：从锅炉来的主蒸汽，首先必须经过主汽阀，才能进入汽轮机。对于汽轮机来说，主汽阀是主蒸汽的总闸门。主汽阀打开，汽轮机就有了汽源，有了驱动力；主汽阀关闭，汽轮机就切断了汽源，失去了驱动力。开启：液压力关闭：弹簧力600MW超临界汽轮机本体结构高压主汽阀600MW超临界汽轮机本体结构为了解决高压主汽阀阀碟承受全部压差的条件下不能打开，为此设计了预启阀结构，当预启阀打开时，阀后蒸汽压力逐渐建立。当主阀碟后压力达到阀前压力的15%～20%，这时主汽阀碟就能开启了（只有在调节阀被完全关闭时，才允许打开主汽阀）高压主汽阀600MW超临界汽轮机本体结构高压调阀每台汽轮机配有4只高压调阀，均属于液压开启、弹簧关闭、定位球阀，#1、#2高压调阀配合直径为228.6mm，#3、#4高压调阀配合直径为203.2mm。位于6.85米层。从机头看，排列顺序为ABDC调节阀的功能是通过改变阀门开度来控制汽轮机的进汽量。在汽轮发电机组带负荷之前，调节阀不同的开度（在蒸汽参数不变的情况下）对应不同的转速，开度大则进汽量大，相应的转速高；在汽轮发电机组并网带负荷之后，调节阀不同的开度（在蒸汽参数不变的情况下）应对不同的负荷，即开度大发出的功率也大。600MW超临界汽轮机本体结构600MW超临界汽轮机本体结构每一个阀门都设计有直径为大阀四分之一的预启阀，预启阀的直径小到足以在初始蒸汽为全压力的情况下被提起，预启阀碟先于大阀碟提升，汽流可以通过大阀碟与阀碟套筒之间的间隙流向阀后，这样降低了开启大阀的提升力。所有调节阀的控制方式可由全周进汽（节流调节）切换到部分进汽（喷嘴调节），即可进行“组合调节”。在每个阀杆的阀套的适当位置上都设计了阀杆漏汽引出口，它们与汽轮机自密封系统相联，将阀标明间隙中漏出的蒸汽引入自密封系统，减少高参数蒸汽的泄漏，也避免了特殊工况下空气漏入汽轮机内部。在阀杆与控制机构间设有防水罩及其相配套的疏水结构以防止少量漏出蒸汽凝结成水而进入控制机构。600MW超临界汽轮机本体结构型式：中压主汽阀和中压调节阀在同一阀壳内；数量：两个。A）中压主汽阀型式：液压开启，弹簧关闭，非定位球阀；数量：两个；配合直径（mm）：673.1mm。B）中压调节阀型式：液压开启，弹簧关闭，非定位套阀，内有旁通阀；数量：两个；配合直径（mm）：749.3mm。中联阀600MW超临界汽轮机本体结构联合汽阀实际上是两个阀，中压主汽阀和中压调节阀合并在一个阀壳内，中压主汽阀是套阀，而中压调节阀为球型阀，两者共用一个阀座，虽然它们利用一个共同的阀壳，但这两个阀的功能不同，有各自独立的操作控制装置（见图2-23）。中压主汽阀只提供危急遮断功能。中压调节阀的基本功能是中压缸启动时调节控制汽轮机的转速，同时它也具有驱使危急遮断系统遮断的功能。这种结构设计在不影响阀门功能的情况下可以尽量简化中压联合汽阀的结构，好处是为了结构紧凑、布置方便和减少蒸汽流动损失。600MW超临界汽轮机本体结构600MW超临界汽轮机本体结构BDV阀（紧急排放阀）安装位置：高中压轴封处作用：在机组紧急停机时，由于高压导汽管、高压缸进汽室、高中压轴封处短时间内还存在大量高能蒸汽，而低压缸排气室为真空状态，为防止这些蒸汽进入中低压缸继续做功，尤其是在高中压缸间轴封磨损情况下，引起汽轮机超速，在高中压轴封处引出一路直接接入凝汽器，将此处的高能蒸汽抽走，以防止意外的发生。开关控制：BDV阀为气关式，“通气”“通电”时关闭，“失气”“失电”时开启。600MW超临界汽轮机本体结构VV阀（高压缸通风阀）安装位置：高排逆止阀前，高压缸排汽管上作用：当机组采用中压缸启动低负荷运行时，高压缸不进汽或进汽量较少，高排逆止门处于关闭状态。这种情况会引起高压级叶片因摩擦鼓风而过热。为此，在高压缸排汽管上安装了一通风阀，直接通至凝汽器，保持高压缸内真空。另外，汽轮机跳闸后，该阀自动打开，使高压缸内的蒸汽迅速排入凝汽器，防止因高压蒸汽通过高中压缸轴封漏入中压缸（此时中压缸内为真空状态）造成转子超速。开关控制：VV阀为气关式，即电磁阀“带电”或通气”时关闭；在“失电”或“断气”时为开启状态。VV阀在机组冷态启动高压缸预暖时关闭；在机组正暖及中压缸启动时开启；在机组中压缸启动后要进行阀切换后关闭，切换前为开启位置。VV阀的关闭是接受四个高压调节阀的预启阀行程开关信号，当四个高调阀开启至预启阀全开时，VV阀自动关闭，其开关指令DEH内部逻辑已设定好。600MW超临界汽轮机本体结构连通管的用途是把在汽轮机中压部分完成作功的蒸汽从中压部分（中压缸）输送到低压部分（低压缸）。连通管带有膨胀节如装有两套波纹管，以防止由于中压缸排汽温度高导致中压缸和低压缸之间热胀和收缩量的相对偏差，从而产生反作用力作用于各汽缸上。中压缸排汽通过一根异径连通管分别进入A低压缸和B低压缸。连通管600MW超临界汽轮机本体结构转子转子是汽轮机转动部分的总称，它担负着把喷嘴叶栅出来的蒸汽的动能转变为推动轴旋转的机械功及功率传递的重任，是汽轮机最重要的部件之一。转子上的动叶栅与对应隔板上的喷嘴叶栅构成汽轮机通流部分的能量转换单元，将蒸汽的热能转变成推动转子旋转的机械功，通过主轴带动发电机做功。汽轮机组轴系由一个高中压转子(高压部分反向单流程，中压部分正向单流程)和两个双流程低压转子及发电机转子组成。600MW超临界汽轮机本体结构本机组汽轮机转子特点1、汽轮机转子采用无中心孔整锻转子。2、汽轮机设计允许现场不揭缸进行转子的动平衡。3、各个转子的脆性转变温度（FATT）的数值为：高中压转子≤121℃；低压转子≤－6.6℃。600MW超临界汽轮机本体结构转子的临界转速 由于转子的材料不可能绝对均匀，安装中也不可避免要出现偏差，这样转子的回转中心和它的重心之间总有一定的偏差，因此它在运转时总有一定的振动。同时，转子像任何物体一样，有它的自振频率，在汽轮机升速过程中，当转速升到某一数值正好与转子的某一自振频率合拍后，便产生共振，此时汽轮发电机组的转子将产生较强烈的振动。随着转速的升高而离开此转速后，转子的振幅随即明显地减小。当汽轮机的转速继续升高时，可能在另一较高的转速下产生共振而转子的振动又重新增大，待转速进一步升高后振动又会重新降低。这种与转子自振频率发生共振，使转子产生强烈振动的转速称为转子的临界转速。600MW超临界汽轮机本体结构汽轮发电机组设计的工作转速若低于第一临界转速时，那么机组在启动与运行过程中均不会出现临界转速下振幅增大的现象，这种转子称为刚性转子。若汽轮发电机组的工作转速高于第一临界转速，则这种转子称为挠性转子。机组在工作时，汽轮机高中压转子、低压转子和发电机转子连在一起，它们组成一个轴系。联成轴系后，各转子会互相影响，互相制约，轴系中各转子的临界转速与单独转动时的临界转速不同。原来临界转速低的会高些，原来临界转速高的会低些。600MW超临界汽轮机本体结构轴段名称一阶临界转速r/min二阶临界转速r/min设计值试验值设计值试验值高中压转子16921650＞4000＞4000低压转子A17241670＞4000＞4000低压转子B17431697＞4000＞4000发电机转子98493326762695汽轮机发电机组临界转速600MW超临界汽轮机本体结构汽流激振机理汽轮机蒸汽激振力通常来自三个方面：A、第一是叶顶间隙激振力。当汽轮机叶轮在偏心位置时，由于叶顶间隙沿圆周方向不同，蒸汽在不同间隙位置处的泄露量不均匀，使得作用在各个位置叶轮的圆周切向力不同，就会产生作用于叶轮中心的横向力，称为间隙激振力。该横向力垂直于叶轮中心偏移方向，趋向于使转子产生自激振动。B、第二是密封流体力由于转子的动态偏心，引起轴封和隔板汽封腔室中蒸汽压力分布的不均匀，其结果产生一垂直于转子偏移方向的合力。600MW超临界汽轮机本体结构C、第三是作用在转子上的静态蒸汽力由于高压缸进汽方式的影响，高压蒸汽产生作用于转子的蒸汽压力，它一方面可影响轴颈在轴承中的位置，改变轴承的动力特性而造成转子运动失稳，另一方面使转子在汽缸中的径向位置发生变化，引起通流部分间隙的变化。600MW超临界汽轮机本体结构蒸汽激振的振动特征一般情况下，蒸汽激振出现在机组并网之后、负荷逐渐增加的过程中，其主要特点是振动对负荷很敏感，且一般发生在较高负荷区段。突发性振动通常有一个门槛负荷，超过此负荷，立即激发蒸汽激振，而当负荷降低至某一数值时，振动即能恢复。蒸汽激振对轴系振动稳定性的影响对数衰减率是轴系振动稳定性的一个重要指标，其定义为轴系受到某种干扰力的作用后振动幅值随时间的变化。若振动幅值随时间延长而增大，则振动是发散的，轴系振动不稳定，若振动幅值随时间延长而减小，则振动是收敛的，轴系振动稳定。600MW超临界汽轮机本体结构蒸汽激振的防范减小超临界压力汽轮机蒸汽激振原则上一般应从加大转子刚度、增大系统阻尼和减小汽流激振力三方面着手。1）增加转子刚度通常是缩短轴承间距离，提高转子的临界转速。2）增大阻尼的办法包括：A、采用阻尼和刚度不对称性更好的轴承，如利用可倾瓦轴承；B、改变轴承几何形状，如减小轴承长径比；C、增大轴承预载，如上抬标高，来增大轴承比压；D、改变轴承间隙，如减小轴承顶隙；E、提高润滑油温。3）减小蒸汽激振力的办法包括：A、适当增大叶顶汽封的径向间隙、减小其轴向间隙；B、调整转子在汽缸中的位置使圆周方向的动静间隙尽量均匀；C、改变汽封结构和汽封布置。在叶顶汽封和端部汽封间隙等处安装止涡装置或逆转向注入流体，利用该装置或流体的反涡旋干扰间隙内工作介质的周向流动，以减小其产生的汽流力；D、改变进汽调门的开启顺序或开启重叠度。600MW超临界汽轮机本体结构轴系的稳定性轴系振动稳定性属于自激振动的范畴，自激振动是指由振动体自身所激励的振动，其振动与机组转子质量不平衡等无直接的关系，而是由于机械振动系统内部的力激发起来的。维持自激振动的能量来源于系统本身运动中获取的能量，系统一旦失稳，振幅将随时间迅速发展。一般要求机组轴系设计中应尽量消除或削弱能够引起转子不稳定自激振动的机制，如轴承油膜不稳定、蒸汽涡动等。轴系的设计还应能提供足够的阻尼，吸收和削弱引起自激振动的能量。轴系的阻尼主要来源于支持轴承的油膜阻尼。失稳原因：汽轮发电机组自激振动大多由支持轴承的油膜失稳造成的。油膜涡动是油膜力激发的振动，当正常运行条件的改变时，引起油楔推动转轴在轴承中运动，在旋转方向上产生的不稳定力使转子发生涡动。如果轴系内存在足够大的阻尼，则转轴回到其正常位置，变得稳定。否则，转子将继续涡动，出现较大的不稳定振动。油膜不稳定涡动一般是由于轴承磨损或间隙、不合适的轴承设计以及润滑油参数的改变等因素引起的。600MW超临界汽轮机本体结构本汽轮机的轴系特点支撑高中压转子的轴承采用了可倾瓦轴承型式，每瓦块作用在轴颈上的油膜力总是通过瓦块支点与轴颈中心，从而消除了导致轴颈涡动的力源，可防止“蒸汽振荡”及“油膜振荡”的发生支撑两根低压转子的轴承均采用单侧进油、上瓦开槽椭圆轴承型式，在较重载荷时，具有较强的抗失稳能力及相对较厚的油膜厚度，使在紊流工况下的轴承具有相对较低的乌金温度和润滑油温升。轴系冷态安装曲线的设计充分考虑了各转子支承在热态下的标高变化量，其标高变化量的补偿值是根据计算值和试验值确定，可以保证工作状态下轴系的旋转中心与几何中心达到良好的吻合。600MW超临界汽轮机本体结构汽轮机中压转子冷却超临界600MW机组在中压第一级叶轮处设置了冷却装置。单向汽流的中压缸要求中压转子在高温、高应力下具有足够高的蠕变强度和同轴蠕变性能，这对于避免转子长时间运行后引起弯曲和变形是非常重要的。这种弯曲和变形会引起机组大的振动。为了满足上述要求，除了在转子锻件制造中要求提高其强度等级和相关材料性能外，在结构上设置了对中压第一级叶轮的冷却装置。中压部分装有两个用于监控第一级叶轮前后温度的热电偶，中压第一级叶轮前后蒸汽温度不准超过522℃，在冷却汽流管路上有一个调节冷却蒸汽流量的针型阀，从高压第四级后引出一股相对低温的蒸汽，通过节流，直接引入到中压第一级叶轮处，对中压第一级叶轮进行冷却，使中压第一级前后蒸汽温度不超过522℃，以此来提高中压第一级叶轮及轮缘的相对强度等级，延长转子的使用寿命。600MW超临界汽轮机本体结构轴承轴承形式：支撑轴承推力轴承可倾瓦椭圆瓦作用：支持轴承承担转子的重量和因部分进汽或振动引起的其他力，并确定转子的位置，保证转子与汽缸的中心线的一致作用：承担汽流引起的轴向推力，并确定转子的轴向位置，确保汽轮机的动静部分的间隙600MW超临界汽轮机本体结构双可倾瓦支撑轴承#1，#2轴承为可顷瓦轴承，为六瓦块型式结构：瓦座、瓦枕、调整垫片、制动销等部件组成600MW超临界汽轮机本体结构优点：能自动调整轴承的弧形瓦块，在油膜的压力作用下，每个瓦块在支持点上可以单独自动的调整位置，以适应转速、轴承负荷和油温的变化。可倾瓦每个瓦块上的油膜作用力均通过轴颈中心，可保持轴颈中心不变，没有引起轴心作正进动的切向分量，消除了导致轴颈涡动的力源，可有效防止“蒸汽振荡”及“油膜振荡”的发生，具有较高的稳定性和抗失稳能力。另外，此外它还具有功耗小，推迟润滑油从层流向紊流转化的特点，对机组安全运行十分有利，缺点：造价较高。双可倾瓦支撑轴承600MW超临界汽轮机本体结构上瓦开槽椭圆型支撑轴承#3，#4，#5和#6轴承为椭圆型轴承为了便于进油和排油，在中分面处轴瓦的巴氏合金被切去一部分，这样形成了具有圆形边的且在轴瓦端部向内延伸的油槽。油从轴颈一侧中分面处进入轴承，在对面的接合面处的油槽有一个镗孔以限制油的流量，以便在轴承排油侧建立一个微小油压，并经过这个排油孔把油引入观察孔的腔室里，而大部分油则通过轴瓦端部排出600MW超临界汽轮机本体结构轴向推力轴向推力：蒸汽在轴流式汽轮机中工作时，有一个使转子由高压端向低压端移动的轴向力，这个力就是轴向推力。产生原因由：蒸汽作用在动叶上，除产生圆周力以外，还产生由动叶前指向动叶后的轴向推力；转子叶轮两侧因存在压差而产生从高压侧向低压侧的轴向推力；在轴封凸肩处，前后压差所产生的轴向推力等，这些力的合力就是整个汽轮机的轴向推力。措施：高中压汽缸的逆向布置，低压缸采用双分流对称结构等。采用这些措施后，尽管能平衡大部分轴向推力，但仍有一部分轴向推力不能平衡，或在汽轮机变工况产生的推力，就需要由推力轴承承担。600MW超临界汽轮机本体结构推力轴承安装位置：位于汽轮机推力盘两侧（高中压转子），独立安装在轴承箱内结构：两个旋转推力盘、弹性平衡环、两个推力瓦块、轴承座等构件组成600MW超临界汽轮机本体结构推力轴承的润滑油使推力盘和瓦块之间形成油膜，使推力盘和瓦块之间的干摩擦转化为液态摩察，同时将推力盘产生的热量带走，冷却轴承。推力盘一般和转子铸一体，由整锻件切削加工与转子一起成形。汽轮机运行时，推力轴承承受转子的剩余推力，同时也确定了转子的位置，高中压转子推力盘中心就是整个汽轮机转子相对于汽缸的膨胀死点，当机组的动静部分相对位置确定后，转子的剩余推力就依靠该推力轴承完成。推力轴承600MW超临界汽轮机本体结构动叶作用：蒸汽热能转换为机械能的主要作功部件，接受喷嘴叶栅射出的高速汽流，把蒸汽的动能转换成机械能，使转子旋转位置：安装在转子叶轮(冲动式汽轮机)或转鼓(反动式汽轮机)上600MW超临界汽轮机本体结构喷嘴室位置：喷嘴室装于高压内缸内，调节级动叶前喷嘴室内共装有4个喷嘴组，4个喷嘴组对应的汽道数分别为57、35、35、57。喷嘴组的静叶采用自带冠，导叶焊成叶栅后与加强环及蒸汽室焊为一体，每组喷嘴对应一个进汽口，腔室由肋板隔开。600MW超临界汽轮机本体结构隔板作用：隔板是冲动式汽轮机完成蒸汽热能向动能转换的主要部套，蒸汽流经隔板导叶以适当的角度和速度流向动叶。一定流量的蒸汽流经隔板后压力降低、流速增加。超临界机组高压部分共7级隔板，中压部分共6级隔板，A、B低压缸分别有2×7级隔板，整个机组共有41级隔板600MW超临界汽轮机本体结构汽封作用：作为高速旋转的的汽轮机，其动静部分必须留有一定的间隙，为了减小泄漏，必须安装防止泄漏的装置来提高汽轮机的工作效率。分类：根据汽封装设的位置不同，汽封分为下列几种：1，叶栅汽封：主要密封的位置包括动叶片围带处和静叶片或隔板之间的径向、轴向以及动叶片根部和静叶片或隔板之间的径向、轴向汽封。2，隔板汽封：隔板内圆面之间用来限制级与级之间漏气的汽封。3，轴端汽封：在转子两端穿过汽缸的部位设置合适的不同压力降的成组汽封。由于装设部位不同，密封方式不同，采用的汽封形式也不尽相同，通常叶片汽封和隔板汽封又称为通流部分汽封。600MW超临界汽轮机本体结构汽封（c）双分级迷宫式汽封（a）平齿迷宫式汽封（b）分级迷宫式汽封600MW超临界汽轮机本体结构通流部分汽封作用：减少蒸汽从高压区段通过非做功区段漏向低压区断，保证尽可能多的蒸汽在通道内做功600MW超临界汽轮机本体结构轴端密封作用：一是在汽轮机压力区段防止蒸汽外泄，确保进入汽轮机的全部蒸汽都沿汽轮机的叶栅通道前进做功，提高汽轮机的效率；二是在真空区段，防止汽轮机外侧的空气向汽轮机内泄，保证汽轮机组有良好的真空，降低汽轮机的背压，提高汽轮机的做功能力600MW超临界汽轮机本体结构600MW超临界汽轮机本体结构自密封系统自密封汽封系统是指在机组正常运行时，由高、中压缸轴端汽封的漏汽经喷水减温后作为低压轴端汽封供汽的汽轮机汽封系统。在机组启动或低负荷运行阶段，汽封供汽由外来蒸汽提供。该汽封系统从机组启动到满负荷运行，全过程均能按机组汽封供汽要求自动进行切换。系统组成及主要设备自密封系统正常运行方式600MW超临界汽轮机本体结构在运行平台上，汽轮机由六个轴承支持。它们分别位于汽轮机前轴承箱、汽轮机中间轴承箱及A、B低压缸两端的轴承箱内。其中，前箱轴承位于汽轮机的前端（控制端）。汽轮机中间轴承箱位于汽轮机中部，位于高中压部分和低压A部分之间。本机组#1轴承和主油泵以及液压调节保安部套装在前轴承箱内，#2轴承和推力轴承装在中低压间轴承箱内，#3、#4、#5、#6轴承装在低压缸前后端轴承箱内。盘车箱与B低压缸后轴承箱通过螺栓连接为一个整体。轴承箱600MW超临界汽轮机本体结构前轴承箱前轴承箱内部装有#1支持轴承和控制短轴。控制短轴上装有测速齿轮、机械型的危急遮断器、导油环和主油泵。高中压缸的大部份保护装置和监测仪表都安置在汽轮机前轴承箱内。危急遮断装置连杆、喷油试验装置以及一些传感器也安装在汽轮机前轴承箱内。前轴承箱两侧装有测量机组热膨胀的装置，用来测量高中压部分的热膨胀。600MW超临界汽轮机本体结构中间轴承箱内包含#2轴承、推力轴承、#2轴颈轴承振动检测器、汽轮机转子位置检测器等。中箱承受整个机组轴系的推力以及高中压部分热膨胀时产生的反推力，是机组轴系及高中压部分的膨胀死点中间轴承箱600MW超临界汽轮机本体结构盘车装置1.在汽轮机启动冲转前，由于轴封供汽大部分漏入汽缸，造成上、下缸温差，若转子静止不动，就会产生弯曲变形，因此需要盘车，使转子受热均匀。2.汽轮机停机以后，汽缸和转子的下部比上部冷却较快，使上、下缸产生温差，使转子产生热变形，所以在停机后也需要盘车。3.热态启动时可以提前向轴封送汽，抽真空。4.盘车时可以减少冲转时的力矩。作用：600MW超临界汽轮机本体结构分类：汽轮机的盘车装置，可以分为低速盘车(3～5r／min)装置和高速盘车(40～70r／min)装置两种，这两种盘车装置在大型汽轮发电机组中都得到广泛的应用。高速盘车对停机后减少上下缸壁和转子内部的温度差有利。但盘车转速提高，盘车装置的功率要增大。我厂盘车装置转速为1.5r/min，正常时手动投入性能：根据汽轮机启停过程的特点，要求盘车装置既能在转子转速为零时投入而盘动转子，又能在蒸汽冲动汽轮机转子超过盘车转速后自动脱开，停止盘车，而且既能自动盘车，又可手动盘车。盘车装置600MW超临界汽轮机本体结构汽轮发电机在启动前和停机后都需要投入盘车，以防止大轴弯曲。下列条件满足后，机组可投入盘车：1，左、右高压主汽门已关。说明机组处于遮断状态，控制操作面板的指示灯亮。2，顶轴油压正常（P≥3.43MPa）。3，盘车装置启动联锁油压正常（机组润滑油压P＞0.103MPa）4，手动盘车联锁开关未投入。投入的条件600MW超临界汽轮机本体结构启动控制1，检查盘车在手动控制2，检查控制面板上盘车启动条件满足3，按下盘车电机启动按钮，检查盘车电机启动正常4，按下电磁阀通电按钮，查盘车自动啮合，若自动啮合不成功，则手动扳盘车投入手柄，实现人工啮合600MW超临界汽轮机本体结构停运控制1，汽轮机冲转后，检查盘车装置自动甩开，就地确认盘车投入手柄在退出位置，点击盘车电机停止按钮，停运盘车电机。2，盘车需停运检修时，点击盘车电机停止按钮，检查盘车电机停运，手动扳动盘车投入手柄至退出位置盘车电机停止按钮只有在盘车装置手动方式下才有效600MW超临界汽轮机本体结构