《汽輪機(jī)結(jié)構(gòu):第二節(jié)轉(zhuǎn)子.ppt》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《汽輪機(jī)結(jié)構(gòu):第二節(jié)轉(zhuǎn)子.ppt(35頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、,,第二節(jié) 轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子是汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的總稱。 作用:用于匯集各級(jí)動(dòng)葉柵上所得到的機(jī)械能并傳遞給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子。 組成:主要由主軸、葉輪(或轉(zhuǎn)轂)、動(dòng)葉及聯(lián)軸器、盤車裝置等組成。,,工作時(shí)的受力: (1)承受著葉片、葉輪、主軸本身質(zhì)量的離心力; (2)承受著溫度分布不均勻引起的熱應(yīng)力; (3)承受著巨大的扭轉(zhuǎn)力矩和軸系振動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力。 要求:具有很高的強(qiáng)度、剛度和動(dòng)、靜平衡。,(一)轉(zhuǎn)子的分類,按主軸與其它部件間的組合方式分為套裝轉(zhuǎn)子、整鍛轉(zhuǎn)子、組合轉(zhuǎn)子和焊接轉(zhuǎn)子。 按主軸上有無葉輪分為輪式轉(zhuǎn)子和鼓式轉(zhuǎn)子。輪式轉(zhuǎn)子具有安裝、固定動(dòng)葉片的葉輪,常用于沖動(dòng)式汽輪機(jī);鼓式轉(zhuǎn)子無葉輪,動(dòng)葉片直接安裝在
2、轉(zhuǎn)鼓上,常用于反動(dòng)式汽輪機(jī)。,1、套裝轉(zhuǎn)子,,軸,,軸套,葉輪,聯(lián)軸節(jié),鍵,,,,,特點(diǎn):,(1)套裝轉(zhuǎn)子的葉輪、軸封套、聯(lián)軸器等部件是分別加工后熱套在階梯形主軸上; (2)采用過盈配合,以防止離心力產(chǎn)生的松動(dòng)現(xiàn)象,并用鍵傳遞扭矩; (3)所有設(shè)備鍛件小,質(zhì)量易保證; (4)能夠合理利用材料; (5)應(yīng)用:中、低壓轉(zhuǎn)子,適合溫度400以下、低應(yīng)力環(huán)境下工作。,2、整鍛轉(zhuǎn)子,特點(diǎn):,(1)整鍛轉(zhuǎn)子的葉輪、軸封套、聯(lián)軸器等部件與主軸是由一個(gè)整體鍛件加工而成,無熱套部件; (2)工作時(shí)葉輪與主軸不會(huì)產(chǎn)生松動(dòng)現(xiàn)象; (3)結(jié)構(gòu)緊湊,裝配零件少,軸向尺寸相對(duì)較短(沒有連接短軸,葉輪無輪轂); (4)轉(zhuǎn)子
3、剛性較好; (5)早期制造的整鍛轉(zhuǎn)子有中心孔(用于去除中心處的殘留雜質(zhì),并可以檢查鍛件質(zhì)量),現(xiàn)在大多沒有成為實(shí)心轉(zhuǎn)子; (6)應(yīng)用:早期主要是高壓轉(zhuǎn)子,現(xiàn)在都可采用。,,(1)加工方法:主軸和葉輪應(yīng)用整體毛坯加工而成。(2)特點(diǎn):結(jié)構(gòu)緊湊,轉(zhuǎn)子強(qiáng)度大、剛性好,適合高溫、高應(yīng)力環(huán)境下工作。(3)應(yīng)用:中小型汽輪機(jī)的高壓轉(zhuǎn)子、大型汽輪機(jī)的任何轉(zhuǎn)子。,3、組合轉(zhuǎn)子,特點(diǎn),綜合整鍛式和套裝式的特點(diǎn),高壓部分采用整鍛式,中低壓采用套裝式。如200MW汽輪機(jī),4、焊接轉(zhuǎn)子,特點(diǎn):,(1)由若干個(gè)實(shí)心葉輪和兩個(gè)端軸焊接而成; (2)不存在松動(dòng),也沒有中心孔; (3)強(qiáng)度高,剛性大,質(zhì)量輕,結(jié)構(gòu)緊湊; (4
4、)可以做成轉(zhuǎn)鼓結(jié)構(gòu)用于反動(dòng)式汽輪機(jī); (5)應(yīng)用:大多用于低壓轉(zhuǎn)子。,反動(dòng)式汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)(國產(chǎn)引進(jìn)型300MW汽輪機(jī)),1、鼓式轉(zhuǎn)子(實(shí)心鼓形轉(zhuǎn)子,但有中心孔),轉(zhuǎn)子上設(shè)有三個(gè)動(dòng)平衡加重面,分別在高壓排汽側(cè)平衡活塞調(diào)閥端面,中壓排汽端面及中壓平衡活塞高壓端面,設(shè)有工藝孔,供現(xiàn)場不揭缸加裝平衡螺塞。,平衡活塞就是將軸封套直徑加大,在轉(zhuǎn)子上形成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(shí),因節(jié)流而產(chǎn)生壓降,由于凸肩兩側(cè)所承受的壓力不同,于是產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子通流部分固有推力相反的軸向附加力并與之平衡。 高壓進(jìn)汽區(qū)域內(nèi)轉(zhuǎn)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(jí)平衡活塞加以
5、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(gè)較小的正向推力指向發(fā)電機(jī)端,保證額定負(fù)荷下轉(zhuǎn)子不漂移,運(yùn)行穩(wěn)定。,汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的冷卻,(1)冷卻原因: a.鼓形轉(zhuǎn)子直徑大,熱阻也大; b.進(jìn)汽部分工作溫度太高; c.要降低金屬蠕變速度; d.減小熱應(yīng)力。 (2)冷卻部位:高壓轉(zhuǎn)子(調(diào)節(jié)級(jí)區(qū)域)和中壓轉(zhuǎn)子進(jìn)汽部分表面 (3)冷卻工質(zhì):溫度較低的蒸汽,高壓轉(zhuǎn)子(調(diào)節(jié)級(jí)區(qū)域)表面的冷卻,主蒸汽進(jìn)入調(diào)節(jié)級(jí)區(qū)域內(nèi)轉(zhuǎn)子的冷卻:,(1)蒸汽來源:第一級(jí)噴嘴后和調(diào)節(jié)級(jí)后的部分蒸汽。 (2)冷卻蒸汽流動(dòng)過程:噴嘴后的部分蒸汽,在壓差作用下通過動(dòng)靜之間的間隙,經(jīng)過噴嘴室內(nèi)圈上的孔徑降低噴嘴
6、室內(nèi)圈的溫度(第一次冷卻),然后進(jìn)入壓力級(jí); 調(diào)節(jié)級(jí)后的部分蒸汽通過調(diào)節(jié)級(jí)葉輪上的斜孔(該斜孔具有離心泵的作用)并流過高溫區(qū)轉(zhuǎn)子表面(第二次冷卻),然后進(jìn)入壓力級(jí)。 (3)去向:第一壓力級(jí)前。,中壓轉(zhuǎn)子表面的冷卻,再熱蒸汽進(jìn)口區(qū)域內(nèi)轉(zhuǎn)子的冷卻:,(1)蒸汽來源:用高壓缸夾層冷卻汽和中壓平衡活塞持環(huán)處漏汽混合后進(jìn)行冷卻,冷卻后的溫度在360480之間。 (2)冷卻蒸汽流動(dòng)方向:通過中壓平衡活塞持環(huán)與中壓轉(zhuǎn)子表面之間的間隙和葉片根部的槽溝。 (3)去向:在中壓第一級(jí)的噴嘴后和動(dòng)葉后完全混合。,(二)轉(zhuǎn)子的主要零件,一、葉輪 1.作用 安裝動(dòng)葉片并將動(dòng)葉片上的轉(zhuǎn)矩傳遞給主軸。 2.結(jié)構(gòu) 輪緣:開有安
7、裝葉片的葉根槽; 輪面:將輪緣和輪轂或主軸連成一體,開有平衡孔; 輪轂:減小葉輪內(nèi)孔應(yīng)力的加厚部分;,,3.分類 按葉輪斷面的型線分類 1)等厚度葉輪:加工方便,軸向尺寸小,但強(qiáng)度低,通常用于葉輪直徑較小的高壓部分; 2)錐形葉輪:加工方便,強(qiáng)度高; 3)等強(qiáng)度葉輪:無中心孔,強(qiáng)度最高,但加工要求高,多用于輪盤式焊接轉(zhuǎn)子。,,二、聯(lián)軸器,聯(lián)軸器又稱為靠背輪。 作用:連接汽輪機(jī)的各轉(zhuǎn)子及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子,并傳遞轉(zhuǎn)子上的扭矩。 分類:剛性聯(lián)軸器、半撓性聯(lián)軸器、撓性聯(lián)軸器。,1、剛性聯(lián)軸器,(a)裝配式;(b)整體式 1、2-聯(lián)軸器;3-螺栓;4-盤車齒輪,特點(diǎn):,結(jié)構(gòu)簡單、連接剛性強(qiáng),軸向尺寸短、
8、工作可靠,不需要潤滑、沒有噪音,可以承受很大的扭矩,而且可以傳遞振動(dòng)和軸向力。,,2、半撓性聯(lián)軸器 特點(diǎn):有一定的彈性,可吸收部分振動(dòng),允許兩轉(zhuǎn)子的中心有少許偏差。用來連接汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子。,,三、轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速,1、汽輪機(jī)啟動(dòng)、停機(jī)時(shí)的現(xiàn)象:在汽輪發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)和停機(jī)過程中,當(dāng)轉(zhuǎn)速升高到某一數(shù)值時(shí),機(jī)組發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng),而越過這一轉(zhuǎn)速后,振動(dòng)便迅速減弱;當(dāng)轉(zhuǎn)速下降到這一轉(zhuǎn)速時(shí),轉(zhuǎn)子又會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng),再繼續(xù)降低轉(zhuǎn)速,振動(dòng)又迅速減弱。 2、轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速在機(jī)組啟動(dòng)和停機(jī)過程中,轉(zhuǎn)子發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)速。,3、轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速表達(dá)式與分析,影響臨界轉(zhuǎn)速的因素:轉(zhuǎn)子的剛度(EI)、質(zhì)量、跨度、支承、工
9、作溫度。,,4、軸系的臨界轉(zhuǎn)速,汽輪機(jī)的各單跨轉(zhuǎn)子及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子通過聯(lián)軸器連接成為一個(gè)多支點(diǎn)的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)軸系。 軸系的臨界轉(zhuǎn)速由各單跨轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速匯集而成,但又不是它們簡單的集合。因?yàn)槁?lián)軸器的剛性連接會(huì)增加轉(zhuǎn)子的剛度,使得軸系的臨界轉(zhuǎn)速比各單跨轉(zhuǎn)子相應(yīng)階次的臨界轉(zhuǎn)速高。,汽輪機(jī)軸系找中(鄒縣),5、轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的校核,剛性轉(zhuǎn)子:工作轉(zhuǎn)速低于轉(zhuǎn)子第一階臨界轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子。 撓性轉(zhuǎn)子:工作轉(zhuǎn)速高于轉(zhuǎn)子第一階臨界轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子。 為保證機(jī)組安全運(yùn)行,汽輪機(jī)的工作轉(zhuǎn)速應(yīng)當(dāng)避開鄰近的臨界轉(zhuǎn)速,并有一定的裕度(見教材)。,復(fù)習(xí)思考題:,1、了解轉(zhuǎn)子的作用與組成,熟悉轉(zhuǎn)子的分類,掌握輪式轉(zhuǎn)子的類型。 2、熟悉國產(chǎn)引進(jìn)型300MW汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的冷卻。 3、什么是轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速、剛性轉(zhuǎn)子、擾性轉(zhuǎn)子?影響轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的因素有哪些? 4、聯(lián)軸器有哪些類型?,