汽轮机安装施工方案
N50-8、33-3 50MW冷凝式汽轮发电机
1、概述
汽轮机结构包括静止部分与转子部分,其静止部分又包括前、中、后汽缸、隔板、前后轴承座、前后轴承与前后汽封等。汽轮机通流部分由一个单列调节级与二十一级压力级组成。汽轮机前支点为一径向推力联合轴承,装于前轴承座内,为机组相对死点,后轴承为一径向轴承,装于后汽缸内。汽轮机通过一副半挠性波型联轴器与发电机相连。
前汽缸有一对由下缸法兰延伸出来的猫爪搭在前轴承座两侧的滑键上,滑键内有冷却水腔室,以阻断猫爪的热量向前轴承座传导。前轴承座支承在前座架上,为了确保机组在运行中的自由膨胀与对中,前座架上布置了轴向导向键,后汽缸尾部有轴向导板,前汽缸与前轴承座之间有立销。后汽缸则支承在后座架上,后座架由中、后、侧三对基架组成,其中左右有两侧基架上有横向销,横向销与汽轮机中心线的交点形成了机组的膨胀死点。
汽轮机前轴承座内有推力轴承前轴承,主油泵,主油泵联轴器,危急遮断装置,危急遮断器轴,前轴承座内部油管路等部套,转速
与轴向位移探头用转速测量装置,偏心探头用安装支架也安装于前轴承座内。在前座架上装有热胀指示器,以反映汽轮机静子部分的绝对热膨胀。胀差探头用安装支架安装于后汽缸联轴器处,振动速度传感器安装于轴承盖上。
1、1、1转子
汽轮机转子为整锻一套装结构型式。调节级与前16级压力级采用整锻结构;17-21级采用套装叶轮结构,套装叶轮间均采用了径向键,内孔无键槽,大大提高了套装叶轮的强度。
调节级与前13级压力级叶片采用“T”型叶根,叶型为等截面,14-18级采用“T”型外包式叶根,用填隙条胀紧。19级采用三叉型叶根,20-21级采用四叉型叶根,21级叶片采用了拉筋。0-13级直叶片动叶顶部全部有围带。14-21级动叶片为自带冠扭叶片。
1．1．2喷咀组、隔板、隔板套
本机采用喷嘴调节配汽方式,高压喷嘴分成四组,通过T型槽道分别嵌入四只喷嘴室内,采用径向销钉定位,并装有密封键。喷咀组的子午面收缩静叶喷嘴焊接在内外围带中,表面经氮化处理,提高了使用寿命。
本机有七个隔板套,1-19级隔板分别装在隔板套内,20,21级隔板装在汽缸内。采用隔板套,可缩短轴向长度,有利于起动及负荷变化。隔板套中分面都有定位销及联接螺钉固定,
因此与汽缸上半就是分开的。
隔板与隔板套,隔板套与汽缸之间的联接,均采用了悬挂销,隔板与隔板套的底部中间有固定键,以保证膨胀时静子与转子中心相吻合。
全部隔板均采用了焊接结构,高压1-3级采用了窄喷嘴与宽叶型汽叶组成的分流叶栅结构,在保证隔板强度与刚度的同时有效降低了流动损失。
1-16级直叶片隔板均采用围带焊接式。17-21级隔板静叶采用复合弯扭叶片,静叶片直接焊接在隔板内外环上,不再采用传统的铸造隔板。
1．1．3汽缸
本机组汽缸内前、中、后汽缸组成的单缸结构形式。
前汽缸材料为ZG20CrMoV,并采用了波形法兰,配有法兰螺栓加热装置,以便于快速起动,蒸汽室与喷嘴室焊为一体并与前汽缸组合在一起,喷嘴室与前汽缸间有导向键,便于其受热膨胀。四个蒸汽室分别布置在前汽缸的左侧,左上侧,右上侧,右侧,内装有调节汽阀,由四根导汽管与主蒸汽管相连。前汽缸还开有两个回热抽汽口分别通向1,2号高加。
中缸材料为ZG25。中缸下半开用回热抽汽口,分别通向除氧器及1-4号低加。
前汽缸与中汽缸连接的垂直法兰面上,左右两侧各开有一段密封槽,电站现场合缸后,往里灌注密封涂料(耐温300℃以上,且耐压0、7Mpa以上),以加强十字交叉部的汽密性。
后汽缸为焊接件,材料为Q235-A。后汽缸具有特制扩压管,其空气动力特性与刚性都较好。在后汽缸上半装有排大气装置,当背压高于大气压时,能自动打开,保护后汽缸与冷凝器。
1．1．4轴承
本机轴承有两只径向椭圆轴承。推力轴承与汽轮机前轴承组成了径向推力联合轴承,它就是三层球面结构的椭圆轴承,安装在前轴承座内。后轴承为二层圆柱面结构的椭圆轴承。每个轴承的下半设有顶轴高压油通入小孔,孔周刮有油囊,作为顶起转子的压力区。推力轴承采用可倾瓦式推力瓦块,每个主推力瓦块与径向轴承的轴瓦均有测温元件,在运行中可监视轴承合金的温度。同时轴承的回油也布置了测温元件,以反映轴承回油温度。1．1．5主汽门
主汽门就是由主汽门、自动关闭器及主汽门座架组成。由锅炉来的蒸汽通过主蒸汽管进入主汽门汽室,经滤网、流过阀门后,分四路流向调节汽阀。
主汽门为单阀座型,为减小阀碟上的提升力,采用了带增压式预启阀的结构。阀壳上设
有阀前压力测点。阀后压力温度及阀壳壁温测点,阀杆漏汽分别接至除氧器与汽封加热器。
主汽门装于具有一定弹性的座架上,座架可视为死点,以承受主汽门前的管道推力,使其不直接作用于汽轮机的本体,以避免由于管道推力过大而影响机组的动态对中,主汽门后为四根导管,分别与四个调节汽阀联接。导管具有一定的挠性,以吸收导管本身的热膨胀变形及整个汽缸的热膨胀位移。
自动关闭器由油动机与断流式错油门组成。来自主油泵的安全油作用在错油门下部,当克服弹簧阴力时打开油动机进油口使安全油进入油动机活塞下部。当油压足够时便将主汽门打开。油动机行程通过杠杆反馈到错油门活塞,这使它可停留在任一中间位置上,因而自稳定性能较好。自动关闭器设有活动试验滑阀,在长期运行时,可以活动主汽门,以防卡涩。油动机壳体下有冷却水腔室,以阻断蒸汽热量向自动关闭器传导。
1．1．6后汽缸喷水降温装置
当汽轮机在起动、空负荷或低负荷运行时,蒸汽流通量很小,不足以带走低压缸内摩擦鼓风产生的热量,容易使排汽缸温度升高而引起汽缸变型、破坏汽缸转子中心线一致等一系列问题。本汽轮机的后汽缸布置了喷水降温装置,当排汽温度高于65℃时,可通入冷却水以降低后汽缸温度,确保后汽缸与冷凝器的运行安全。
1．1．7回转设备
机组的回转设备,装于后汽缸轴承盖上,由电动机传动经两级齿轮减速后,转子盘车速度为58r/min,这种速度保证了汽缸上下半温度均匀,轴承油膜形成与转子不致产生热弯曲。起动时,拨出锁销,推动收柄,会自动开启电机,自动供润滑油。当冲动转子,转速大于58r/min 时,能自动退出,并自动切断电机电源与装置的润滑油。本装置可电动,也可手动。
在汽轮机及发电机各轴承处,装有高压顶轴装置,在开始盘车前必须先开启顶轴用高压油泵,当转速大于58r/min时,即可停止顶轴油泵。在停机时,当转速降至58r/min左右,即可投入顶轴油泵。
此外必须注意:在连续盘车时必须保证润滑油的连续供给！
1．1．8调节汽阀与凸轮配汽机构
本机组有四只调节汽阀。均采用带减压式预启阀的单阀座,以减小提升力。油动机通过凸轮配汽机构控制四只阀的开启顺序与升程。凸轮配汽机构座架下部有一冷却水腔室,以阻断蒸汽热量向配汽机构传导。
四个调节汽阀分别焊在前汽缸的左侧,左上侧,右上侧,右侧,调节汽阀开启顺序如图所
示:
为使机组在起动与非设计工况下运行时,前汽缸的温度比较均匀,且轴承受力点也能较稳定,故采用了上述方式。
1．1．9汽封
机组的前后汽封与隔板汽封,均采用了梳齿式汽封结构。这种汽封结构的转子上面的汽封高低槽齿与汽封环的长短齿相配,形成了迷宫式汽封。这种结构形式其汽封环的长短齿强度较高、封汽性能良好,同时便于维护与检修。前汽封的弹性圈为整圈结构,需随转子一同安装。
1．2热力系统
1．2．1主汽系统
来自锅炉的新蒸汽经电动隔离阀到主汽门。主汽门内装有蒸汽滤网,以分离蒸汽中的水滴与防止杂物进入汽轮机。蒸汽经主汽门后,经四根导管分别进入四个调节汽阀,蒸汽在汽轮机中膨胀作功后排入冷凝器凝结水,由给水泵升压后再经两级高压加热器进入锅炉。高压加热器有电动旁路门,当高压加热器发生故障时,给水直接打入锅炉。
为适应滑参数起动的需要,电动隔离阀前有一管道经减温减压器旁路到冷凝器。
凝结水泵后有一路凝结水可引入冷凝器上部,在汽轮机作低负荷运行或主蒸汽旁路时,使一部分凝结水重新回到冷凝器用于冷却旁路蒸汽与维持冷凝器与凝结水泵系统正常运行。
主蒸汽管路、抽汽管路及蒸汽旁路管道应对称布置或增加热胀补偿弯头,以尽可能抵消或减小对汽轮机的推力。