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背压式汽轮机

排汽压力高于大气压力

第二节汽轮机的工作原理

汽轮机的主要元件是由喷嘴（也称静叶）与动叶（也称叶片）两个部件组成。

只有一列喷嘴和一列动叶片组成的汽轮机叫单级汽轮机。

由几个单级串联起来叫多级汽轮机。

第三节蒸汽轮机本体构成

汽轮机包括汽轮机本体、调节保安装置及辅助设备三大部分。

一、蒸汽轮机本体

蒸汽轮机本体包括：

静体（固定部分）--汽缸、喷嘴、隔板、汽封等；

转子（转动部分）--轴、叶轮、叶片等；

轴承（支承部分）--径向轴承和止推轴承。

1、汽缸

汽缸本身是水平剖分为上下部分，上下缸又各分有前后缸。

汽轮机组在起动或停机、增减负荷时，缸体温度均会上升或下降，会产生热胀和冷缩现象。

由于温差变化，热膨胀幅度可由几毫米至十几毫米。

但与汽缸连接的台板温度变化很小，为保证汽缸与转子的相对位置，在汽缸作为台板间装有适当间隙的滑销系统，

就每台汽轮机的滑销系统而言，都有一个点，不管汽轮机的汽缸怎么前后左右膨胀，这个点的相对位置都不变，这个点叫汽缸膨胀的死点。

为保证汽缸能向前、后、左、右自由膨胀，为此各滑销与其槽的配合上，要求有一定的间隙，并且在精密加工之后，由钳工精心配制，滑动面要求光洁，无锈斑及毛刺，滑销系统发生故障，会妨碍机组的正常膨胀，严重时会引起机组的振动，甚至使机组无法正常运行。

4、转子

汽轮机所有转动部件的组合体称为转子。

它主要包括：

主轴、叶轮、叶片等部件（图7-7）。

1、危急遮断器孔2、轴位移凸肩3、推力盘4、前径向轴承5、前汽封

6、内汽封7、调节级8、转鼓段9、低压段10、后汽封

11、后径向轴承挡12、盘车棘轮13、盘车油轮14、联轴器挡15、后端平衡面

16、主平衡面17、前端平衡面

图7-7汽轮机转子图

二：

调速控制系统

汽轮机控制调速系统是根据汽轮机的转矩和转速相应变化的关系，利用转速变化作为讯号来进行调节。

当转速有一个很小的变化时，调速系统能自动地改变汽轮机的进汽量，使汽轮机的功率和负荷相适应，从而使转速不发生很大的变化。

汽轮机的调速控制系统由起动装置、安全装置、保安装置、调速器、监视装置组成。

三、保安装置

1、危急保安装置危急保安装置的作用是当汽轮机在运行中出现故障时，危急保安装置动作，将速关阀的速关油泄掉，使速关阀迅速关闭，切断汽轮机进汽。

2、危急遮断器

危急遮断器的作用是当汽轮机转速超过最高连续运行转速的9-11％时，通过危急保安装置使汽轮机停机。

四、电磁阀

两位三通电磁阀装在进入保安系统的压力油管路上。

它可以切断进入危急保安装置的压力油，同时引起危急保安装置动作而将速关油泄掉，最终使速关油快速关闭。

电磁阀可以由控制室或某一保护装置来操纵（视需要通过一定的保护装置将要求保护的物理量转换成电信号与电磁阀联锁）。

五、错油门与油动机

1、油动机与错油门的作用

油动机通过错油门将由调速器输出的二次油压信号转换成油缸活塞的行程，并通过杠杆系统操纵调节汽阀的开度，使进入汽轮机的蒸汽流量与所要求的流量或功率相适应。

错油门从二次油路中得到信号，并控制作为动力的压力油进入油缸活塞的上腔或下腔。

2、油动机与错油门的结构（见图7-11、图7-12）

1、关节轴承2、反馈导板3、活塞杆4、油缸5、活塞

6、连接体7、套筒8、错油门滑阀9、错油门10、杠杆

11、调整螺栓12、弯角杠杆13、滚针轴承

图7-11油动机结构图

14、反馈弹簧15、推力轴承16、转动盘17、错油门滑阀18、二次油

19、回油20、回油孔21、螺钉22、回油孔23、压力油

24、螺钉25、进油孔26、螺栓套27、径向油孔

图7-12错油门结构图

油动机主要由错油门（件9），连接体（件6），油缸（件4）和反馈系统组成。

双作用油动机由油缸体、活塞（件5），活塞杆（件3）及密封体组成，活塞杆上装有反馈导板（件2）及与调节汽阀杠杆相接的关节轴承（件1）。

错油门的滑阀（件8）和套筒（件7）装在其壳体中，错油门滑阀的上端是转动盘（件16），转动盘与弹簧座之间装有推力球轴承（件15），弹簧（件14）的作用力取决于与调节螺栓（件11）及杠杆（件10）的位置。

3、错油门工作原理

二次油压的变化使错油门滑阀产生上、下运动，当二次油压升高时，滑阀上移，由接口（23）通入的压力油进入油缸活塞上腔，而下腔与回油口相通，于是活塞向下移动，并通过调节汽阀杠杆使调节汽阀开度增大。

与此同时，反馈导板，弯曲杠杆（件12）将活塞的运动传递给杠杆（件10），杠杆便产生与滑阀反方向的运动使反馈弹簧力增加,于是错油门滑阀返回到中间位置。

通过活塞杆上调节螺栓调整反馈导板的斜度，可改变二次油压与活塞杆行程之间的比例关系。

图示的反馈导板是直线，二次油压与活塞行程是线性关系。

若反馈导板是特殊型线，则两者也可以是非线性关系。

六、调速器

三：

辅助设备

汽轮机的辅助设备主要是为了适应工艺安全需要，常有盘车装置、润滑油系统、抽气系统等。

一、盘车装置

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盘车装置的结构与型式较多，这里不再描述

二、油系统设备

汽轮机必须设置油系统，为了简化系统结构往往与压缩机的油系统组合在一起，形成整个机组的统一油系统。

其作用主要是供给机组各轴承润滑油，使轴颈和轴瓦之间形成油膜，以减少摩擦损失，同时带走由摩擦产生的热量和由转子传来的热量；

供给动力驱动、调节系统和保安装置用油；

供给油密封装置密封油以及大型机组的顶油装置用油。

供油系统必须在任何情况下都能保证可靠用油，否则会引起轴瓦乌金的损坏或熔化，影响动力控制，严重时会造成设备的损坏事故。

汽轮机组的油系统是由贮油箱、油泵、油冷却器、油过滤器、安全阀、止回阀、调压阀、控制阀以及高位油箱、蓄压器、油管路等组成。

第四节汽轮机的起动、停机和运行

一、起动前的检查

1、汽轮机的检查与准备

认真检查主汽阀、调节汽阀和其他安全保护装置，要求其动作灵活、准确；

调节系统传动机构应当加以润滑，螺丝、销子、防松螺帽应装配齐全、完好，油动机与调节阀的行程应符合规定，汽轮机与联轴器、变速器、压缩机都应处于完好状态，汽缸和新蒸汽管道上的通大气疏水阀应当打开；

其他在起动时影响真空的阀门，以及汽、水可以倒回汽缸的阀门，均应处在关闭位置。

汽缸、高温管道及其阀门保温装置应该良好。

校正位移、膨胀指示值，如有可能，应当在起动前记录汽轮机冷态时的汽缸膨胀、相对膨胀、轴向位移、上下汽缸温度等原始数值。

对某些工业汽轮机应当校正汽缸膨胀的零点读数，当汽缸完全处于冷态时，指示值应为零。

在推力轴承无磨损时，应当校正推力轴承磨损的指示读数。

校正轴向位移指示计和振动计的读数，盘动冷凝水泵的转子，检查有无卡涩现象；

打开即将投用的泵的吸入阀；

打开排气阀；

进行冷凝水泵的联动试验。

检查冷凝器的水位，冷凝器气侧应补水至水位计的3／4位置：

打开水位计的阀门；

打开水室放空阀；

检查水位控制器，打开水位报警器上的阀门。

检查抽气器上蒸汽滤网，清除阻塞。

检查起动抽气器与主抽气器的各个阀门。

检查密封蒸汽管线上的各个阀门。

检查密封蒸汽压力控制器和仪表。

检查主蒸汽管路各接头法兰是否装好，严密。

主蒸汽截止阀门应关闭，疏水阀应打开。

2、压缩机的检查与准备

检查汽轮机、联轴器、变速器及压缩机各缸之间的轴对中是否符合要求，联接可靠。

盘车检查压缩机转子与静子是否有碰擦，变速器齿轮啮合是否良好。

检查气体管线安装、支承及各弹簧支座是否合适，膨胀节是否能自由伸缩。

检查中间冷却器，打开各段中冷器的壳体疏水阀，排除积水，使疏水阀处于自动排放状态；

对中间冷器管侧通水、排气。

各段缸体疏水阀应打开，进行排水，各管道低处的排放阀打开排水，排水后关上。

检查压缩机防喘阀门并定位，以免发生喘振。

防喘振调节阀应调整在最小允许流量。

进行压缩机段中间冷器高液位报警试验，当各段的中间冷却器、气水分离器的液面超过上限值时，应发出报警信号。

3、测量仪表、信号的检查与准备

检查各监测部位的仪表、信号是否配全；

仪表的指示读数应经过检验、校准；

遥控仪表与总控制室配合试验，确认动作正常。

检查仪表空气系统，检查控制仪表的整定值；

接通仪表电源；

打开仪表风压管阀门；

记录仪表应调整记录纸上的时间。

检查和试验通讯设备和联络信号。

要特别注意对仪表、信号的检查与试验，不准确和不可靠的仪表和信号，会使我们判断错误、丧失警惕，有时会造成比没有这些仪表还要大的损失。

4、油系统检查、试验与调整

检查油箱油位，不足则应加油，检查油位计，检查油温，若低于23℃则应使用加热器，使油温在23℃以上。

油冷器，油过滤器应充满油，放出空气，检查油冷器的冷却水系统，油冷器与过滤器的切换阀位置不得弄错，应切换到需要投用的一侧。

主油泵和辅助油泵都应进行检查和试运转，并做联动试验，确认工作正常且转向正确后，辅助油泵可首先投运，进行油循环。

温度计、压力表应当配全，量程合格，工作正常。

通过油流窥视镜观察油的流动情况。

向蓄压器充氮，用干燥的氮气充到蓄压器中，使蓄压器内气体压力保持在规定数值。

调速系统油压调整，首先开动辅助油泵进行油循环，当油温循环至24℃以上时停辅助油泵，并把开关拨到自动起动位置。

开动主油泵调整油压，采用调节泵的出口管线至回油箱的压力调节旁通闸阀，使调速系统油压达到规定值。

调速油压达到要求后，应对润滑油压进行调试，采用调节滤油器出口管线减压阀，或手调旁通阀门，使润滑油压力达到规定值。

但要注意，绝对不允许手调润滑油出口总阀，此阀在运行时应处于常开位置，对此阀应采取防动措施。

调速油低油压试验，其试验目的是验证主油泵停机时，或因其他原因调速系统油压过低时，辅泵能否自动起动。

常用的试验方法有两个，一是当主油泵工作正常时，将主油泵停运，使油压下降，到整定值时应发出报警信号，观察辅泵能否立即自动起动。

二是主泵正常工作时，将泵出口至回油箱的旁通阀全开，或手动调润滑油进口阀门，让油压下降到整定值时，应发出报警信号，辅泵应自动起动。

润滑油低压试验，其试验目的是为了验证，当润滑油压力下降至整定值时，应发出报警信号，并使辅泵起动；

并验证压力开关性能及停车信号系统。

试验方法可通过改变滑油管线上的阀门开度，使润滑油压力下降。

在初次投运时，应当进行油箱油位高、低报警试验，采用向油箱放油或加油的方法改变油位，达到整定值时应发出报警信号，加油时应当将油过滤。

对具有密封油系统的机组应进行密封油系统试验，通过调整密封油槽的液位控制器的仪表气源压力，当达到各整定的极限值时，应分别发出“高液位报警”或“低液位报警”，辅助油泵起动，主汽阀跳闸。

5、主汽阀跳闸试验、电磁阀试验

为了确保安全，每次从完全停机状态准备起动时，都应进行主汽阀跳闸关闭试验和电磁阀试验。

这种试验不仅在起动前进行，在起动之后低速运转时也可进行一次。

进行试验前必须使油系统运行，建立正常油压。

主汽阀试验时，关闭蒸汽总截止阀，主汽阀挂闸，将手动紧急停机手柄复位。

操作紧急停机手柄，观察主汽阀动作，主汽阀应当迅速脱扣关闭。

电磁阀试验时，用仪表室或控制室的手动电磁阀按钮，使电磁阀通电；

保安油系统卸压，确认主汽阀能迅速跳闸关闭：

试验后将主汽阀挂闸复位。

二、汽轮机冷态起动

工业汽轮机组的冷态起动是操作中最复杂、最全面的过程，机器要经历从静止到额定转速，从室温到高温，从零负荷到额定负