汽轮机本体检修课件(第五讲)
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《汽轮机本体检修》PPT课件_OK
3、 汽机厂房的照明必须充分 4、汽机平台附近的压缩气源、交流电源必须可用 三、人员情况 1、所有参加检修的人员全部参加安全技术交底，
人员分工明确，责任清晰 2、所有图纸资料准备齐全，备品备件掌握清楚 3、检修所用的纪录表格已准备齐全
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第二节 汽轮机揭缸检查
一、揭缸条件 1、高中压缸化妆板拆除完毕 2、汽轮机上缸温度达150℃以下时拆除保温 3、联系热工人员拆除高压缸上热工相关仪表装置
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4、汽封套的水平结合面、汽封套与汽缸的垂直结合 面应紧密，在螺栓紧固的情况下，用0.05mm塞尺检 查应塞不进。 5、汽封块的弹簧片安装好后，在槽内不得卡涩，应 能用手自由压入，松手后自动弹回到原位。退让间 隙应符合规定。不能将低温处的弹簧片用在高温处。 6、汽封块的压板及其螺钉应低于中分面0.05～ 0.08mm。
汽轮机本体检修 （135MW）
• 编制人:施云刚 • 2007年06月15日
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课程目录
第一节 汽轮机检修前准备工作
一、机组与系统状态
二、现场条件
三、人员准备
第二节 汽轮机揭缸检查
一、揭缸条件
二、揭汽轮机大盖前工作
三、揭汽缸
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四、通流部件测量（修前） 五 、高中压缸零部件检查调整 六、轴承检修
七、汽缸及汽缸螺栓检修 八、隔板检修 九、汽封套、隔板套检修 十、通流部分间隙测量与调整 （修后） 十一、汽轮机扣大盖
板必须更换。
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九、汽封套、隔板套检修
1、将汽封套、隔板套的外缘，内槽对口结合 面键与键槽、挂耳槽除锈去毛刺。 2、拆下销钉螺栓、联系螺栓、螺母进行清扫，销孔 应光滑无毛刺。 3、检查各部件应无裂纹，挂耳、底键无开焊。 4、拆下上半汽封套汽封环压板。 5、将汽封块取下，做好标识，放到检修场地摆整齐。
汽轮机本体检修要点课件
a-条形槽横断面；b-条形槽纵断面；c-方形槽横断面；d-原补焊区裂纹开槽长 度 图中 α1=α3=10°～15° α2≮30° R1=R3=5～7mm R2≮5mm 规范的槽和坡口是保证补焊质量的重要条件，切不可轻视。
②热焊 用工频感应加热保持焊接工作始终在300℃的高温下进行。施焊前，用头号火 嘴中性火焰预热槽底母材，然后按连续施焊、锤击焊缝、跟踪回火三个工序不间 断地进行，直至将槽道填平。焊条材质必须与母材适配，焊接电流不宜过大，每 焊完一层都应仔细清理检查焊道表面。 用碱性碳钢焊条在槽道焊缝表面敷焊一层厚度为3～4mm的表面退火层，锤击 焊缝周围，并对焊缝及其两侧热影响区进行跟踪回火。 补焊完后，仍需在300℃左右对焊接区加热4个小时才能切断工频感应电源，然 后在不拆除保温的情况下自然冷却。待补焊区温度降至室温时，用砂轮将退火层 彻底打磨干净，然后用砂布将焊缝及其周围打磨光。 ③冷焊 用头号火嘴将槽道局部预热到150～170℃，然后在槽底及其四周敷焊一层厚度 约5mm的不会淬火的奥氏体铜合金作为过渡层，不破药皮立即保温。待其冷却 至室温后，清理药皮并仔细检查，确认无裂纹后即可进行槽道补焊。 以后的焊接工作都应在室温下进行，母材温度应低于70℃（手可耐受），如温 度过高，可采用间断施焊法。焊缝只需略高于缸体表面，与母材的过渡应当平滑 ，不能有咬边。 补焊工作全部结束，清理完毕后，应对焊缝和补焊区作全面的质量检查，主要 内容有： 外观检查和仪器探测：不允许裂纹、气孔、夹渣、咬边、未焊透等缺陷存在。 补焊区及周围金属硬度应低于HB300，其金相组织不应有马氏体和贝氏体。 汽缸不应有明显的残余变形。
（3）汽缸裂纹的补焊 补焊方法有两种：热焊和冷焊。 热焊需要对汽缸补焊部位进行工频感应加热，施焊、锤击、跟踪回火三道工序 紧凑衔接，完成一层焊缝。冷焊则可连续施焊。易于控制，适用于裂纹较深、补焊量大的情况；冷焊 可在常温下进行，工艺简单、工作量小，只要方法正确、操作得当，也可得到满 意效果，适用于裂纹较小的情况。 ①开槽打坡口 不论热焊冷焊，都应先在裂纹处开槽并打出坡口。先在裂纹两端沿其深度方向 钻孔，然后沿裂纹在母材上加工出如图所示的带坡口的槽。
汽轮机本体检修第五讲
当转速升高时， 重锤在离心力的作用 下向外张开，使滑环 向上移动，通过刚性 的杠杆关小调节汽阀， 使转速下降。
当转速降低时， 动作过程相反。
在这种情况下， 调节的任务就在于： 随着机组角速度的变 化，来增加或减少蒸 汽流量，以此来保持 能量平衡。
直接调节系统的控制方框图见图：
➢ 汽轮机的负荷都是通过转速（电网频率）的变化来调节的； ➢ 调速器滑环位置与汽轮机的阀门位置是一个固定的对应关系； ➢ 也就是说一定的汽轮机转速与汽轮机的功率是一一对应的； ➢ 因此就产生了一定的不均匀度。
这表现为虽然采用了调速器，但只能维持转速在一定的 范围内，而不能保证转速的恒定。
调节汽门
汽轮机
调速器
2、间接调节系统
1一调速器； 2一滑环； 3一错油门滑阀; 4一油动机活塞； 5一调节阀; 6一汽轮机; 7一发电机； 8一传动齿轮； 9一同步器；
I一转速感受机构； Ⅱ一传动放大机构； Ⅲ一执行机构
控制的二次油压p2升高，使继动器活塞上部
油压增高，该活塞下移，油动机滑阀上部蝶 阀泄油间隙减小，由其控制的三次脉动油压 p3升高，于是油动机滑阀向下移动，将压力
油p0与油动机活塞下腔接通，活塞上腔与泄
油接通。在上下油压差作用下，油动机活塞 上移，通过杠杆机构关小调速汽门，使汽轮 机功率减小，与外界负荷相适应。在油动机 活塞上移的同时，杠杆机构使继动器活塞上 部的静反馈弹簧被拉伸，压力下降，继动器 活塞上移，油动机滑阀上部蝶阀泄油间隙增 大，三次脉动油压p3下降，在下部弹簧力的 作用下，油动机滑阀回到中间位置，调速系 统处于新的稳定状态。
有差调节的概念
稳定工况时错油门活塞必须居于中间位置，亦即杠杆中间支点B位置不变。 但在新的稳定工况下调节阀的开度必须发生变化，油动机活塞应有相应的 不同位置，根据杠杆原理，调速器滑环也一定处于另一新的位置与油动机 活塞相对应，这说明不同的调节阀开度对应不同的滑环位置，即不同功率 对应着不同的转速。显然，这种调节系统不能保持汽轮机原来的转速完全 不变，而是与额定转速有一个小偏差，这种在稳态时，不同负荷下对应不 同转速的调节称为有差调节。
当转速降低时， 动作过程相反。
在这种情况下， 调节的任务就在于： 随着机组角速度的变 化，来增加或减少蒸 汽流量，以此来保持 能量平衡。
直接调节系统的控制方框图见图：
➢ 汽轮机的负荷都是通过转速（电网频率）的变化来调节的； ➢ 调速器滑环位置与汽轮机的阀门位置是一个固定的对应关系； ➢ 也就是说一定的汽轮机转速与汽轮机的功率是一一对应的； ➢ 因此就产生了一定的不均匀度。
这表现为虽然采用了调速器，但只能维持转速在一定的 范围内，而不能保证转速的恒定。
调节汽门
汽轮机
调速器
2、间接调节系统
1一调速器； 2一滑环； 3一错油门滑阀; 4一油动机活塞； 5一调节阀; 6一汽轮机; 7一发电机； 8一传动齿轮； 9一同步器；
I一转速感受机构； Ⅱ一传动放大机构； Ⅲ一执行机构
控制的二次油压p2升高，使继动器活塞上部
油压增高，该活塞下移，油动机滑阀上部蝶 阀泄油间隙减小，由其控制的三次脉动油压 p3升高，于是油动机滑阀向下移动，将压力
油p0与油动机活塞下腔接通，活塞上腔与泄
油接通。在上下油压差作用下，油动机活塞 上移，通过杠杆机构关小调速汽门，使汽轮 机功率减小，与外界负荷相适应。在油动机 活塞上移的同时，杠杆机构使继动器活塞上 部的静反馈弹簧被拉伸，压力下降，继动器 活塞上移，油动机滑阀上部蝶阀泄油间隙增 大，三次脉动油压p3下降，在下部弹簧力的 作用下，油动机滑阀回到中间位置，调速系 统处于新的稳定状态。
有差调节的概念
稳定工况时错油门活塞必须居于中间位置，亦即杠杆中间支点B位置不变。 但在新的稳定工况下调节阀的开度必须发生变化，油动机活塞应有相应的 不同位置，根据杠杆原理，调速器滑环也一定处于另一新的位置与油动机 活塞相对应，这说明不同的调节阀开度对应不同的滑环位置，即不同功率 对应着不同的转速。显然，这种调节系统不能保持汽轮机原来的转速完全 不变，而是与额定转速有一个小偏差，这种在稳态时，不同负荷下对应不 同转速的调节称为有差调节。
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频率
发电频率则主要取决于汽轮机的转速
对于一对磁极的发电机，其发电频率 f 为
f = n /60 (HZ)
此式表明交流电频率 f 与机组转速n成正比变化。在额定转速n0=3000 r ／min下运行时，供电频率f=50 Hz。供电频率过高或过低不仅影响用户 的生产，而且也影响电厂本身生产的安全性和经济性。目前我国供电频率 要求为50±0．5 Hz。对于额定转速n。=3000 r ／min的机组，转速的 允许变化范围是3000±30 r／min，显然运行时机组转速不允许有过大的 变化，因此在汽轮机上均设有自动调节系统。 当外界负荷变化时，能及时地调节机组的功率，以 满足用户负荷变化的需要；同时保证机组的工作转 速在正常允许范围之内，从而使供电频率维持在额 定值左右。
当ML突然增加
MT保持不变，则MT - ML ＜ 0，即dω /dt ＜ 持不变，则MT - ML ＞ 0，即dω /dt ＞ 0， n将升高，电频率随之增加。
汽轮机调节系统设计的基本原理
它感受功率不平衡而引起的转速的变化，通过传动装置，来控制进 汽阀的开度，改变汽轮机的进汽量，重新建立平衡，恢复稳定工况， 并使转速保持在规定范围内，以稳定电网频率。 这种根据机组转速进行调节的系统又称调速系统
若将机组的转子当作刚体，则转子的运动方程为
MT — ML = I dω /dt
I — 机组转子的转动惯量； dω /dt — 转子的角加速度
MT
p1 ML
汽轮机 发电机
当功率平衡时
MT — ML = 0，I≠0，则 dω /dt = 0，
因ω= 常数，所以 n = 30ω/π=常数，
此时机组作等速圆周运动，转速是稳定的，称为稳定工况，又称平衡状态。
反馈
有差调节的概念 稳定工况时错油门活塞必须居于中间位置，亦即杠杆中间支点B位置不变。 但在新的稳定工况下调节阀的开度必须发生变化，油动机活塞应有相应的 不同位置，根据杠杆原理，调速器滑环也一定处于另一新的位置与油动机 活塞相对应，这说明不同的调节阀开度对应不同的滑环位置，即不同功率 对应着不同的转速。显然，这种调节系统不能保持汽轮机原来的转速完全 不变，而是与额定转速有一个小偏差，这种在稳态时，不同负荷下对应不 同转速的调节称为有差调节。
二、汽轮机调节系统的类型
(一) 机械液压式调速系统
1、直接调节系统
1
A 进汽
O
B 2 3
排汽
1-离心调速器
2-汽轮机
3-发电机
1784年，瓦特 应用离心式直接作用 调速器（如图所示） 控制蒸汽机。 当转速升高时， 重锤在离心力的作用 下向外张开，使滑环 向上移动，通过刚性 的杠杆关小调节汽阀， 使转速下降。 当转速降低时， 动作过程相反。 在这种情况下， 调节的任务就在于： 随着机组角速度的变 化，来增加或减少蒸 汽流量，以此来保持 能量平衡。
汽轮机的调速系统
一、汽轮机调节的基本任务
凝汽式汽轮发电机组生产的电能有数量和质量两方面的要求。由于电能 不易大量储存，而用户的耗电量(或称负荷)又随时在改变，因此，机组输 出的功率就必须随用户耗电量的改变而相应改变，以保证供电的数量。
供 电 的 质 量 指 标
电压
电压除与机组的转速有关外，还可以通 过对励磁机的调整来调节
直接调节系统的控制方框图见图：
汽轮机的负荷都是通过转速（电网频率）的变化来调节的； 调速器滑环位置与汽轮机的阀门位置是一个固定的对应关系； 也就是说一定的汽轮机转速与汽轮机的功率是一一对应的； 因此就产生了一定的不均匀度。
这表现为虽然采用了调速器，但只能维持转速在一定的 范围内，而不能保证转速的恒定。
调节汽门
汽轮机
调速器
2、间接调节系统
1一调速器； 2一滑环； 3一错油门滑阀; 4一油动机活塞； 5一调节阀; 6一汽轮机; 7一发电机； 8一传动齿轮； 9一同步器； I一转速感受机构； Ⅱ一传动放大机构； Ⅲ一执行机构
(a) 间接调节系统简图
(b) 间接调节原理方框图
调节系统的动作过程 当外界负荷减少时：机组转速升高，调速器重锤的离心力增加，克服弹 簧作用力使滑环上移，杠杆ABC暂时以C点为支点，顺时针旋转，使错 油门活塞随之上移，油动机活塞上部接通压力油而下部通排油，油动机 活塞在上下油压差作用下下移，关小调节阀。在油动机活塞下移的同时， 杠杆ABC暂时以A点为支点，顺时针旋转使B点下移，带动错油门活塞 下移，当错油门活塞回复至中间位置时，堵塞油动机的上下油口，油动 机活塞停止移动，在新的功率下调节系统处于新的平衡状态。 当外界负荷增加时：机组转速下降，调节系统的动作与上述相反。 在该系统中，由于滑阀动作，使油动机活塞产生位移，而油动机 活塞的运动又反过来带动滑阀使其复位，这种作用称为反馈。完 成反馈作用的装置(如杠杆)叫反馈机构。如图中，调速器滑环的 作用和油动机活塞的作用是使滑阀的移动方向相反，所以是负反 馈。显然，反馈是调节系统的一个重要组成部分，采用负反馈能 使调节系统很快地稳定下来。如图中无杠杆BC，则该系统无法 稳定地工作。
调速系统应满足的要求
当蒸汽参数和电网频率在允许范围内变化时，调速系统应能保证机组从空负荷 至满负荷范围内稳定运行，并保证发电机能顺利地并网和解列。 当负荷变化时，调速系统应能保证机组从某一稳定工况安全地过渡到另一稳定 工况，而不会发生长期的和较大的负荷摆动。 为了保证机组稳定运行，各种原因引起的负荷摆动均应在允许范围之内。 当机组突然甩负荷时，调速系统应保证转速最大升高值小于超速保护装置动作 转速
调 节 系 统 的 组 成
转速感受机构(又称调速器)
调 速 系 统 的 任 务
满足供电数量
保证供电质量
机组在运行中，其转子在旋转时受到两个力矩的作用
蒸汽力矩 电磁力矩
蒸汽力矩MT是蒸汽在汽轮 机转子上产生的，它的大 小主要与蒸汽流量有关(蒸 汽参数为定值)，而方向与 转子旋转方向相同
电磁力矩ML是发电机转子 在磁场中旋转时受到的阻力 矩，其大小与发电机输出功 率多少有关，而方向与转子 旋转方向相反。