1、1汽輪機汽輪機安裝預安裝預備技師備技師專用專用2第二單元課題三第二單元課題三汽輪機轉子汽輪機轉子34一、概述一、概述v類型類型：轉子按主軸與其它部分之間的組合方：轉子按主軸與其它部分之間的組合方式，分為套裝、整鍛、焊接、組合等四大類。式，分為套裝、整鍛、焊接、組合等四大類。v300MW轉子轉子：高中壓轉子長期在高溫下運行，：高中壓轉子長期在高溫下運行，采用強度大的無中心孔整鍛轉子，材料為采用強度大的無中心孔整鍛轉子，材料為30Cr1Mo1V;而低壓轉子工作在蒸汽的低壓而低壓轉子工作在蒸汽的低壓區，其蒸汽容積流量大，低壓轉子直徑大，區，其蒸汽容積流量大，低壓轉子直徑大，末葉片較長，套裝轉子已不能

2、適應其強度要末葉片較長，套裝轉子已不能適應其強度要求，故也采用無中心孔整鍛轉子求，故也采用無中心孔整鍛轉子,材料為材料為30Cr2Ni4Mo1V 。51、套裝轉子、套裝轉子軸軸軸套軸套葉輪葉輪聯軸節聯軸節鍵鍵6套裝轉子套裝轉子（1）加工方法：主軸等上述部件單）加工方法：主軸等上述部件單獨鑄造，然后用熱套工藝加工。獨鑄造，然后用熱套工藝加工。（2）特點：輪孔處應力較大，轉子）特點：輪孔處應力較大，轉子剛性差，高溫下套裝處易松動。剛性差，高溫下套裝處易松動。（3）應用：中、小型汽輪機的低壓）應用：中、小型汽輪機的低壓部分，適合溫度部分，適合溫度400以下、低應力以下、低應力環境下工作。環境下工作。

3、7v請看錄像請看錄像200MW汽輪機轉子汽輪機轉子89102、整鍛轉子、整鍛轉子v（1）加工方法：主軸和葉輪應用）加工方法：主軸和葉輪應用整體毛坯加工而成。整體毛坯加工而成。（2）特點：結構緊湊，轉子強度）特點：結構緊湊，轉子強度大、剛性好，適合高溫、高應力大、剛性好，適合高溫、高應力環境下工作。環境下工作。（3）應用：中小型汽輪機的高壓）應用：中小型汽輪機的高壓轉子、大型汽輪機的任何轉子。轉子、大型汽輪機的任何轉子。11 轉轉子子毛毛坯坯12 轉轉子子毛毛坯坯13v車車床床加加工工1415沖動式整鍛高壓轉子沖動式整鍛高壓轉子16沖動式整鍛高壓轉子沖動式整鍛高壓轉子17反動式高中壓整鍛轉子反動

4、式高中壓整鍛轉子18國產引進型國產引進型300MW汽輪機反動式整汽輪機反動式整鍛低壓轉子鍛低壓轉子兩列沖兩列沖動級動級193、沖動式組合轉子、沖動式組合轉子20沖動式高中壓組合轉子沖動式高中壓組合轉子21組合轉子組合轉子v（1）加工方法：高壓部分整鍛，）加工方法：高壓部分整鍛，中、低壓部分套裝。中、低壓部分套裝。（2）特點：兼顧二者特點。）特點：兼顧二者特點。（3）典型應用：）典型應用：200MW汽輪機汽輪機的中壓轉子。的中壓轉子。224、焊接轉子、焊接轉子v（1）加工方法：若干實心輪盤、端）加工方法：若干實心輪盤、端軸單獨鑄造，然后焊接加工。軸單獨鑄造，然后焊接加工。（2）特點：要求材料可焊

5、接性好，）特點：要求材料可焊接性好，加工工藝復雜、要求高。加工工藝復雜、要求高。（3）應用：早期上海國產少數）應用：早期上海國產少數125MW、300MW汽輪機的低壓轉汽輪機的低壓轉子。子。23沖動式焊接低壓轉子沖動式焊接低壓轉子 24二、引進型二、引進型300MW汽輪機高中壓轉子汽輪機高中壓轉子 高、中壓轉子是一根合金鋼鍛件加工高、中壓轉子是一根合金鋼鍛件加工而成，無中心孔，材料為而成，無中心孔，材料為30Cr1Mo1V，在調閥端有一短軸用螺栓與之連接。在調閥端有一短軸用螺栓與之連接。短軸上依次有危急遮斷器、主油泵葉短軸上依次有危急遮斷器、主油泵葉輪、測速齒輪、推力盤。輪、測速齒輪、推力盤。

6、25 高、中壓轉子上依次有高、中壓轉子上依次有 #1#1軸承軸頸、高壓缸前汽封、軸承軸頸、高壓缸前汽封、 高壓排汽側平衡活塞、高壓排汽側平衡活塞、 高壓通流部分反動式壓力級動葉片、高壓通流部分反動式壓力級動葉片、 調節級葉片、高壓進汽側平衡活塞、調節級葉片、高壓進汽側平衡活塞、 中壓平衡活塞、中壓平衡活塞、 中壓通流部分反動式壓力級動葉片、中壓通流部分反動式壓力級動葉片、 高中壓缸后汽封、高中壓缸后汽封、#2#2軸承軸頸、聯軸器。軸承軸頸、聯軸器。1、高、中壓轉子的結構、高、中壓轉子的結構26高壓排汽側平衡活塞高壓十二個反動式動葉片調節級葉片高壓進汽側平衡活塞中壓平衡活塞中壓級#1軸承軸頸 #

7、2軸承軸頸 27高壓排汽側平衡活塞高中壓缸前汽封#1軸承軸頸 高壓十二個反動式動葉片加平衡螺塞的工藝孔 調節級葉輪平衡孔調節級葉片高壓進汽側平衡活塞中壓平衡活塞28中壓級中壓級高壓級高壓級調節級調節級中壓平中壓平衡活塞衡活塞高中壓缸高中壓缸后汽封后汽封中壓排中壓排汽口汽口高壓排高壓排汽口汽口29危急遮斷器主油泵葉輪測速齒輪推力盤2、調閥（前）端短軸上的設備、調閥（前）端短軸上的設備30調節級葉片調節級葉片中壓級中壓級動葉片動葉片高壓級動葉片高壓級動葉片高壓排汽側平衡活塞中壓平衡中壓平衡活塞活塞高中壓缸前汽封高中壓缸前汽封聯軸器聯軸器#2軸承軸頸 #1軸承軸頸 反動式反動式600MW汽輪機轉子汽

8、輪機轉子31危急遮危急遮斷器斷器主油泵主油泵測速測速齒輪齒輪600MW汽輪機調閥（前）端短軸汽輪機調閥（前）端短軸32 3、 轉子的通流部分布置特點：轉子的通流部分布置特點： （1 1） 高壓調節級與高壓壓力級反向布置，而高壓壓力高壓調節級與高壓壓力級反向布置，而高壓壓力級與中壓壓力級也是反向布置。級與中壓壓力級也是反向布置。高壓單列調節級布置在高壓單列調節級布置在轉子中部，蒸汽在調節級做功后轉轉子中部，蒸汽在調節級做功后轉180180度依次通過高壓側度依次通過高壓側十二個壓力級做功。中壓通流部分亦是由轉子中間進汽，十二個壓力級做功。中壓通流部分亦是由轉子中間進汽，流向發電機端九個壓力級。流向

9、發電機端九個壓力級。 （2 2）因高、中壓壓力級均采用反動式動葉片，為避免軸因高、中壓壓力級均采用反動式動葉片，為避免軸向推力過大，向推力過大，故采用鼓式轉子，即各壓力級均無葉輪，故采用鼓式轉子，即各壓力級均無葉輪，動葉直接安裝在轉子上開出的葉片槽中。動葉直接安裝在轉子上開出的葉片槽中。 （3 3）由于高、中壓壓力級均為反動式，故轉子上的軸向）由于高、中壓壓力級均為反動式，故轉子上的軸向推力較大，為平衡高、中壓轉子的軸向推力，除了在通推力較大，為平衡高、中壓轉子的軸向推力，除了在通流部分布置上采用高、中壓反向布置，調節級葉輪上開流部分布置上采用高、中壓反向布置，調節級葉輪上開有斜孔外，轉子上還

10、設有三個平衡活塞。有斜孔外，轉子上還設有三個平衡活塞。 33高壓排汽口之后的汽流流向哪里？高壓排汽口之后的汽流流向哪里？v其中，在高壓排汽口之后（順汽流方向）布置有高其中，在高壓排汽口之后（順汽流方向）布置有高排平衡活塞。高壓排汽中一小部分蒸汽流經高排平排平衡活塞。高壓排汽中一小部分蒸汽流經高排平衡活塞后，然后經四根高中壓缸平衡管（上、下缸衡活塞后，然后經四根高中壓缸平衡管（上、下缸各兩根）被引入中壓缸排汽口，與中壓缸排汽匯合各兩根）被引入中壓缸排汽口，與中壓缸排汽匯合后到低壓缸做功。后到低壓缸做功。v由于高排平衡活塞前承受的是高排蒸汽壓力，而活由于高排平衡活塞前承受的是高排蒸汽壓力，而活塞后

11、承受的是與中排壓力相當的汽壓（稍高于中排塞后承受的是與中排壓力相當的汽壓（稍高于中排壓力，因平衡管有流動阻力及節流孔板），因此，壓力，因平衡管有流動阻力及節流孔板），因此，高中壓平衡管內的蒸汽流向是由高排缸流向中排缸高中壓平衡管內的蒸汽流向是由高排缸流向中排缸的。的。34上缸上缸兩根兩根高中高中壓缸壓缸平衡平衡管管v高壓排汽口（高壓排汽口（高壓排汽平衡活塞）高壓排汽平衡活塞）之后的汽流流動之后的汽流流動35高中壓缸通流部分高中壓缸通流部分高高壓壓級級高壓排汽高壓排汽平衡活塞平衡活塞高壓平衡活塞高壓平衡活塞調節級調節級中壓中壓進汽進汽中壓級中壓級高壓高壓排汽排汽高壓進汽高壓進汽中壓中壓平衡平衡活

12、塞活塞36復習復習v國產引進型國產引進型300MW300MW反動式汽輪的軸向推反動式汽輪的軸向推力遠大于同容量的沖動式汽輪機組，因力遠大于同容量的沖動式汽輪機組，因此，該型機組采用了哪些平衡措施？此，該型機組采用了哪些平衡措施？v1. 1. 高中壓部分高壓壓力級與中壓壓力級反向流動高中壓部分高壓壓力級與中壓壓力級反向流動布置布置; ;v2 2、高壓部分調節級與高壓壓力級反向流動布置，、高壓部分調節級與高壓壓力級反向流動布置，葉輪上開有斜孔（平衡孔）；葉輪上開有斜孔（平衡孔）；v3.3.低壓缸采用反向流動布置低壓缸采用反向流動布置; ;v4.4.高中壓轉子上設置多道平衡活塞。高中壓轉子上設置多道

13、平衡活塞。37 4、平衡活塞平衡活塞 平衡活塞就是將軸封套直徑加大，在轉子上形成平衡活塞就是將軸封套直徑加大，在轉子上形成帶齒形軸封的較大凸肩，蒸汽由凸肩齒形間隙的帶齒形軸封的較大凸肩，蒸汽由凸肩齒形間隙的一端流向另一端時，因節流而產生壓降，由于凸一端流向另一端時，因節流而產生壓降，由于凸肩兩側所承受的壓力不同，于是產生與轉子通流肩兩側所承受的壓力不同，于是產生與轉子通流部分固有推力相反的軸向附加力并與之平衡。部分固有推力相反的軸向附加力并與之平衡。 高壓進汽區域內轉子上加工有高、中壓平衡活塞，高壓進汽區域內轉子上加工有高、中壓平衡活塞，高壓通流部分的軸向推力由這兩級平衡活塞加以高壓通流部分的

14、軸向推力由這兩級平衡活塞加以平衡，再加上高壓排汽平衡活塞（低壓平衡活塞）平衡，再加上高壓排汽平衡活塞（低壓平衡活塞）的作用，軸向推力最后只剩下一個較小的正向推的作用，軸向推力最后只剩下一個較小的正向推力指向發電機端，保證額定負荷下轉子不漂移，力指向發電機端，保證額定負荷下轉子不漂移，運行穩定。運行穩定。 38中壓平中壓平衡活塞衡活塞高壓進汽側高壓進汽側平衡活塞平衡活塞高壓排汽側高壓排汽側平衡活塞平衡活塞調節級葉片調節級葉片39轉子軸向受力分析轉子軸向受力分析平衡中壓缸軸向推力平衡中壓缸軸向推力平衡高壓軸向推力平衡高壓軸向推力40上海上海300MW汽輪機軸向推力的變化汽輪機軸向推力的變化正常工況

15、正常工況高中壓調門高中壓調門全開全開凈推力凈推力允許的軸向允許的軸向推力軸承負推力軸承負荷荷方向方向100%進汽進汽37601N1.035MPa朝向發電機朝向發電機端端50%進汽進汽12519N1.035MPa朝向調端朝向調端33%進汽進汽3699N1.035MPa朝向發電機朝向發電機端端41 轉子上設有三個動平衡加重面，分轉子上設有三個動平衡加重面，分別在高壓排汽側平衡活塞調閥端面，別在高壓排汽側平衡活塞調閥端面，中壓排汽端面及中壓平衡活塞高壓中壓排汽端面及中壓平衡活塞高壓端面，設有工藝孔，供現場不揭缸端面，設有工藝孔，供現場不揭缸加裝平衡螺塞。加裝平衡螺塞。42三、低壓轉子三、低壓轉子 低

16、壓轉子由于直徑大，所受離低壓轉子由于直徑大，所受離心力劇增，故采用合金鋼整鍛無中心力劇增，故采用合金鋼整鍛無中心孔轉子，材料為心孔轉子，材料為30Cr2Ni4MoV 。轉子以進汽中心線為準，兩側對稱轉子以進汽中心線為準，兩側對稱布置各七級。由于轉子采用對分式，布置各七級。由于轉子采用對分式，其軸向推力基本上自相平衡，而無其軸向推力基本上自相平衡，而無需采用其他措施。需采用其他措施。 發電機轉子和低發電機轉子和低壓轉子之間裝有盤車大齒輪。壓轉子之間裝有盤車大齒輪。43中間進汽，兩中間進汽，兩側對稱分流。側對稱分流。4445四、轉子的支承和軸系的連接方式四、轉子的支承和軸系的連接方式v1、軸系：汽

17、輪發電機組的每一根轉子依靠聯、軸系：汽輪發電機組的每一根轉子依靠聯軸器連接起來，而每一根轉子兩端都有軸承軸器連接起來，而每一根轉子兩端都有軸承支撐，這樣就構成了一個多支點的轉子系統，支撐，這樣就構成了一個多支點的轉子系統，稱為軸系。稱為軸系。462 2、轉子的靜止撓曲變形、轉子的靜止撓曲變形v轉子是具有較大質量的彈性體，放置在兩端轉子是具有較大質量的彈性體，放置在兩端徑向支承軸承上的轉子，在重力作用下，使徑向支承軸承上的轉子，在重力作用下，使得每根轉子中間將產生向下的撓曲變形，而得每根轉子中間將產生向下的撓曲變形，而軸頸由于軸承的支撐向上揚起。軸頸由于軸承的支撐向上揚起。v如圖所示。在汽輪機安

18、如圖所示。在汽輪機安裝和檢修技術中，往往把裝和檢修技術中，往往把軸頸揚起的程度稱為揚度。軸頸揚起的程度稱為揚度。473、轉子的靜止撓曲變形的危害轉子的靜止撓曲變形的危害v即使支承點處的位于同一水平線上，由于靜即使支承點處的位于同一水平線上，由于靜止撓曲變形也會使聯軸器端面不與水平線垂止撓曲變形也會使聯軸器端面不與水平線垂直，在轉子用剛性聯軸器連接時，靠背輪結直，在轉子用剛性聯軸器連接時，靠背輪結合面處有很大的張口，若強迫地用連接螺栓合面處有很大的張口，若強迫地用連接螺栓將轉子連在一起，必將在轉子上產生附加連將轉子連在一起，必將在轉子上產生附加連接約束力，并且靠背輪螺栓的緊力極不均勻，接約束力，

19、并且靠背輪螺栓的緊力極不均勻，這些都是引起機組振動、甚至釀成惡性事故這些都是引起機組振動、甚至釀成惡性事故的隱患。的隱患。48靠背輪結合面處有很大的張口靠背輪結合面處有很大的張口493、安裝和檢修要求、安裝和檢修要求v在汽輪發電機組的各轉子連成軸系時，應力圖避在汽輪發電機組的各轉子連成軸系時，應力圖避免產生附加約束力。要求在靜止狀態下，各轉子免產生附加約束力。要求在靜止狀態下，各轉子的軸線應連成一條平滑的曲線。這樣，各轉子支的軸線應連成一條平滑的曲線。這樣，各轉子支承點的軸心不應在同一水平線上，應根據各轉子承點的軸心不應在同一水平線上，應根據各轉子的靜態撓度或靠背輪端面轉角的大小，確定相鄰的靜

20、態撓度或靠背輪端面轉角的大小，確定相鄰支承點在垂直方向上的相對位置，這就是軸系中支承點在垂直方向上的相對位置，這就是軸系中各軸承設定不同標高值的原因。各軸承設定不同標高值的原因。 504、汽輪機找中心、汽輪機找中心v汽輪機找中心的關鍵在于轉子找中心，汽輪機找中心的關鍵在于轉子找中心，而轉子找中心是采用按聯軸器找中心的而轉子找中心是采用按聯軸器找中心的方法進行的，方法進行的，通過調整支撐轉子的軸承通過調整支撐轉子的軸承座的墊片使得各轉子的中心線能夠相互座的墊片使得各轉子的中心線能夠相互連接為一根連續的曲線，保證聯軸器的連接為一根連續的曲線，保證聯軸器的兩外圓同心，兩端面平行兩外圓同心，兩端面平行。51軸系撓度曲線如圖軸系撓度曲線如圖52300MW汽輪機找中心要求汽輪機找中心要求53五、轉子的臨界轉速五、轉子的臨界轉速v1、定義：在汽輪發電機組啟動或停機過程中，當、定義：在汽輪發電機組啟動或停機過程中，當轉速達到某一數值時，機組出現劇烈振動，而越過轉速達到某一數值時，機組出現劇烈振動，而越過這一轉速后，振動