【正文】 第三篇 設(shè)備技術(shù) 第五節(jié) 調(diào)速控制系統(tǒng) 在煉油化工行業(yè)中，汽輪機(jī)大多用作原動機(jī)驅(qū)動壓縮機(jī)、機(jī)泵等，為了節(jié)約能源，汽輪機(jī)的效率都是根據(jù)在一定轉(zhuǎn)速下進(jìn)行設(shè)計(jì)。汽輪機(jī)除了有徑向軸承外，還有止推軸承。樅樹型葉根常采用此法安裝。 當(dāng)葉片很長時(shí)，還裝有拉金，將葉片聯(lián)接成葉片組，以增強(qiáng)葉片強(qiáng)度并改善葉片的振動特性。 葉頂 一般做成鉚釘狀，上面有套裝圍帶，它加強(qiáng)了葉片強(qiáng) 度又減少了漏汽。 葉根 用來將葉片固定在葉輪上，葉根與葉輪的連接應(yīng)牢固可靠，而且要保證葉片在任何運(yùn)行條件下都不會松動，同時(shí)葉根的結(jié)構(gòu)應(yīng)在滿足強(qiáng)度的條件下盡量簡單，使制造、安裝方便，并使葉輪緣的軸向尺寸為最小。由于速度很高， ④ 它的受力與變形主要取決于葉輪本身旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力，以等強(qiáng)度的型式為好，但是制造困難。 套裝式葉輪的優(yōu)點(diǎn)是加工制造方便，但是它在高溫條件下工作時(shí)，葉輪與主軸之間容易發(fā)生松動，所以高溫機(jī)組的轉(zhuǎn)子常用整 鍛式結(jié)構(gòu)。 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子除了受高溫高壓蒸汽的作用外，更主要的是由于它在高速下工作，受離心力的作用，還必須考慮振動的問題。 汽輪機(jī)正常工作時(shí)，高壓端軸封漏汽除引入低壓端軸封外，多余的部分可以經(jīng)管道引入凝汽器。小型汽輪機(jī)的高壓漏汽經(jīng)管道可引至低壓端軸封內(nèi)作為密封用汽，其余少量漏汽再經(jīng)幾道軸封片，由信號管排至大氣。低溫工作區(qū)汽封環(huán)用錫青銅，汽封片用鉛黃銅。 1彈簧片 2軸封套 3軸封環(huán) 4軸 圖 76 高低齒型軸封 除了汽輪機(jī)兩端有軸封外，每一級隔板軸孔也需要安裝汽封片，以減少級間漏汽 。齒尖最薄處厚度為 。 （ 1） 汽封的作用 汽輪機(jī)汽缸兩端軸孔處與轉(zhuǎn)軸間有一定間隙，這樣在工作時(shí)，汽缸內(nèi)進(jìn)汽端將發(fā)生高壓蒸汽大量泄露。低壓端軸封稱為低壓軸封，在單缸汽輪機(jī)中又稱為后軸封。隔板分為上下兩個半圓，在中分面上有定位鍵，以保證上下隔板組成一體。為保證汽缸能向前、后、左、右自由膨脹，為此各滑銷與其槽的配合上，要求有一定的間隙，并且在精密加工之后，由鉗工精心配制，滑動面要求光潔，無銹斑及毛刺，滑銷系統(tǒng)發(fā)生故障，會妨礙機(jī)組的正常膨脹，嚴(yán)重時(shí)會引起機(jī)組的振動，甚至使機(jī)組無法正常運(yùn)行。 前軸承箱座落在前座架上，前座架由地腳螺栓固定在基礎(chǔ)上，前軸承箱與前座架之間有縱向鍵導(dǎo)向允許前軸承箱沿前座架沿縱向滑動。貓爪橫銷和立銷共同保持汽缸的中心和軸承座的中心一致。立銷安裝在低壓汽缸排氣室尾部與臺板之間、高壓汽缸的前端與前軸承座之間以及雙缸汽輪機(jī)的低壓汽缸前端和高壓汽缸端與中心軸承座之間。 圖 71 縱橫銷 b、 縱銷 (圖 71)：其作用是允許汽缸沿縱向中心能自由膨脹，限制汽CCR 基本知識 386 第三篇 設(shè)備技術(shù) 缸 縱向中心的橫向移動。 汽輪機(jī)組在起動或停機(jī)、增減負(fù)荷時(shí)，缸體溫度均會上升或下降，會產(chǎn)生熱脹和冷縮現(xiàn)象。 CCR 基本知識 385 第三篇 設(shè)備技術(shù) 第三節(jié) 蒸汽輪機(jī)本體構(gòu)成 汽輪機(jī)包括汽輪機(jī) 本體、調(diào)節(jié)保安裝置及輔助設(shè)備三大部分。因此采用壓力分級法，每次在噴嘴中壓力降都不大，因而汽流速度也不高，高壓蒸汽經(jīng)多級葉輪后能量既充分得到利用而葉輪轉(zhuǎn)速也不超過材料強(qiáng)度許可范圍。如果蒸汽在葉片中繼續(xù)膨脹（簡稱相對速度）比進(jìn)口時(shí)要大，這種汽輪機(jī)的作功不僅由于蒸汽對葉片的沖擊力，而且還有由于蒸汽相對速度的變化而產(chǎn)生的巨大的反作用力，因此這類汽輪機(jī)稱為反動式汽輪機(jī)，在煉廠中應(yīng)用較少。 第二節(jié) 汽輪機(jī)的工作原理 汽輪機(jī)的主要元件是由噴嘴（也稱靜葉）與動葉（也稱葉片）兩個部件組成。CCR 基本知識 383 第三篇 設(shè)備技術(shù) 第七章 蒸汽輪機(jī)基礎(chǔ)知識 第一節(jié) 概述 一、概述 汽輪機(jī)是用蒸汽做功的一種旋轉(zhuǎn)式熱力原動機(jī)，它的優(yōu)點(diǎn)是功率大、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、易損件少，運(yùn)行安全可靠，調(diào)速方便、振動小、噪音 分類 名稱 說明 按工作原理分 沖動式汽輪機(jī) 蒸汽主要在噴嘴葉柵內(nèi)膨脹 反動式汽輪機(jī) 蒸汽在靜葉柵與動葉柵內(nèi)膨脹 按所具的級數(shù)分 單級汽輪機(jī) 通流部分只有一個級 多級汽輪機(jī) 通流部分有兩個以上的級 按蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)流動的方向分 軸流式汽輪機(jī) 蒸汽流動方向與軸平行 輻流式汽輪機(jī) 蒸汽流動方向與軸垂直 周流式汽 輪機(jī) 蒸汽流動方向沿圓周流動 按汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)特征分類 凝汽式汽輪機(jī) 排汽壓力低于大氣壓力 抽汽背壓式汽輪機(jī) 排汽壓力高于大氣壓力，中間有抽汽 背壓式汽輪機(jī) 排汽壓力高于大氣壓力 按用途分 電站汽輪機(jī) 用于發(fā)電 工業(yè)汽輪機(jī) 用于帶動泵、壓縮機(jī)泵 船用汽輪機(jī) 作為船舶的動力裝置 按汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力分 低壓汽輪機(jī) ~ 中壓汽輪機(jī) 2~4 MPa 次高壓汽輪機(jī) 5~6 MPa 高壓汽輪機(jī) 6~12 MPa 超高壓汽輪機(jī) 12~14 MPa 按轉(zhuǎn)速分 低速汽輪 機(jī) n＜ 3000轉(zhuǎn) /分 中速汽輪機(jī) n＝ 3000轉(zhuǎn) /分 CCR 基本知識 384 第三篇 設(shè)備技術(shù) 高速汽輪機(jī) n＞ 3000轉(zhuǎn) /分 小、防爆等，在煉油廠還可以充分利用煉油過程的余熱生產(chǎn)蒸汽作為機(jī)泵的動力，這樣可以綜合利用熱能。噴嘴固定在機(jī)殼或隔板上，動葉固定在輪盤上。 只有一列噴嘴和一列動葉片組成的汽輪機(jī)叫單級汽輪機(jī)。這就是采用多級汽輪機(jī)的原因。 一、蒸汽輪機(jī)本體 蒸汽輪機(jī)本體包括：靜體（固定部分） 汽缸、噴嘴、隔板、汽封等；轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)動部分） 軸、葉輪、葉片等；軸承（支承部分） 徑向軸承和止推軸承。由于溫差變化，熱膨脹幅度可由幾毫米至十幾毫米?？v銷中心線與橫銷中心線的交點(diǎn)稱為“死點(diǎn)”汽缸膨脹時(shí)這點(diǎn)始終保持不動。所有的立銷均在機(jī)組的縱向中心線上。 圖 73 貓爪橫銷 CCR 基本知識 387 第三篇 設(shè)備技術(shù) e、角銷 (圖 74)：裝在前部軸承座及雙缸汽輪機(jī)中間軸承座底部的左右兩側(cè)，以代替連接軸承座與臺板的螺栓，但允許軸承座縱向移動。前汽缸靠貓爪與緊固在前軸承箱上的滑塊連接，前汽缸與前軸承箱之間有垂直鍵定位保證兩者縱向中心一致。 噴嘴組和隔板 在沖動式汽輪機(jī)中，蒸汽熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽艿倪^程是在噴嘴中發(fā)生的。 在汽輪機(jī)中，通常將裝在調(diào)節(jié)汽室上的噴嘴組合體簡稱為噴嘴組，它是由噴嘴組外緣、噴嘴及噴嘴組內(nèi)緣所組成。裝在隔板汽封槽中的汽封稱為隔板汽封。再看排汽端，一般凝汽式汽輪機(jī)的排汽壓力在 /厘米 2(絕對 )左右 ,即排汽端處于高真空狀態(tài) ,大氣中的空氣將沿后軸孔大量漏入排汽管和凝汽器，就會破壞汽輪機(jī)的真空。有彈簧片壓住軸封環(huán)，使其緊貼隔板或汽封體，彈簧片的作用是箍緊軸封環(huán)，當(dāng)軸封片與CCR 基本知識 389 第三篇 設(shè)備技術(shù) 主軸相碰時(shí)，可自動退讓，防止軸封受損。隔板汽封的結(jié)構(gòu)與軸端汽封相同，只是壓差較小，所需要汽封片數(shù)目較少而已。 （ 4）端部軸封系統(tǒng) 為了確保汽輪機(jī)的安全工作，合理地利用端部軸封的漏汽 ，提高汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。運(yùn)行人員可通過觀察信號管的冒汽情況來CCR 基本知識 390 第三篇 設(shè)備技術(shù) 判斷端部軸封工作的好壞。汽輪機(jī)起動和停機(jī)時(shí)，高壓端軸封沒有蒸汽，則應(yīng)引用經(jīng)過節(jié)流降壓的新蒸汽同時(shí)送入高、低壓端軸封中去。我國國 產(chǎn)機(jī)組主要采用的轉(zhuǎn)子形式：（ 1）套裝式轉(zhuǎn)子；（ 2）整鍛式轉(zhuǎn)子；（ 3）組合轉(zhuǎn)子；（ 4）焊接式轉(zhuǎn)子。 葉輪的結(jié)構(gòu) 葉輪的結(jié)構(gòu)分為三個部分： ① 輪緣部分 是安裝葉片的部分，具有與葉根結(jié)構(gòu)相配合的形狀。一般常用錐形。常用的葉根有： T型、菌型葉根、叉形葉根、樅樹型葉根。圍帶有以下幾種形式： ①鉚接圍帶：圍帶由扁鋼制成，然后用鉚接法固定在葉片的頂部。拉金通常做成棒狀或管狀，在一級葉片中一般有 1~2圈拉金，最多不超過 3圈，用拉金連接的方法有，分組聯(lián)接、整圈連接及組間聯(lián)接。 ③ 徑向跨裝法：將葉片的叉型葉根徑向插入葉輪輪緣的叉形槽內(nèi)，然后用鉚釘固定。因?yàn)椋啓C(jī)在工作時(shí)，轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生一個由高壓端推向低壓端的軸向推力。當(dāng)轉(zhuǎn)速變化很大時(shí)，會使汽輪機(jī)嚴(yán)重地偏離設(shè)計(jì)工況，使效率降低。汽輪機(jī)的調(diào)速控制系統(tǒng)由起動裝置、安全裝置、保安裝置、調(diào)速器、監(jiān)視裝置組成。 閥體部分： 圖 78 速關(guān)閥結(jié)構(gòu)圖 CCR 基本知識 394 第三篇 設(shè)備技術(shù) 新蒸汽經(jīng)過蒸汽濾網(wǎng)閥錐，在這個閥錐中裝有一只卸荷錐，由于它的面積相對閥錐要小得多，所以在速關(guān)閥開啟時(shí)能夠減少提升力。如果危急保安裝置動作，速關(guān)油路中壓力迅速下降，彈簧力大于活塞盤后油壓力，于是活塞盤和閥桿、閥錐被迅速推向關(guān)閉位置，活塞盤后殘留的部分速關(guān)油流入活塞和彈簧空間并經(jīng)卸壓口排出。在危急保安裝置未投入工作時(shí)，彈簧（ 10）使滑閥處于與襯套（ 13）端面接觸的位置。因此，控制凸肩（ 12）被緊密地壓在襯套（ 8）的端面上，這樣，回油口（ 4）被切斷，速關(guān)油經(jīng)油口流出殼體，通過啟動裝置進(jìn)入速關(guān)閥。 危機(jī)遮斷器的結(jié)構(gòu)如圖 710 所示，在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子前軸端部分按要求加工的徑向孔中，裝配有兩只導(dǎo)向環(huán)（ 8），上面一只用螺紋套筒（ 2）壓在轉(zhuǎn)子裝配孔中的接觸面上；下面一只由彈簧（ 9）壓住，兩只導(dǎo)向環(huán)中裝入被彈簧壓著的飛錘，飛錘中裝有銷（ 6），旋入螺紋套筒內(nèi)的螺栓（ 1）使銷不致落到另一側(cè)。電磁閥可以由控制室或某一保護(hù)裝置來操縱（視需要通過一定的保護(hù)裝置將要求保護(hù)的物理量轉(zhuǎn)換成電信號與電磁閥聯(lián)鎖）。雙作用油動機(jī)由油缸體、活塞（件 5），活塞桿（件 3）及密封體組成，活塞桿上裝有反饋導(dǎo)板（件 2）及與調(diào)節(jié)汽閥杠桿相接的關(guān)節(jié)軸承（件 1）。通過活塞桿上調(diào)節(jié)螺栓調(diào)整反饋導(dǎo)板的斜度，可改變二次油壓與活塞桿行程之間的比例關(guān)系。彎曲杠桿一端的滾針軸承（件 13）頂在反饋導(dǎo)板上，另一端和受彈簧作用的杠桿，調(diào)節(jié)螺栓連接。在錯油門滑閥旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，又使其產(chǎn)生軸向振動，這是通過在滑閥下部的一只小孔（ 22）來實(shí)現(xiàn)的，滑閥每轉(zhuǎn)動一圈該孔便與回油孔（ 20）接通一次。根據(jù)每一臺汽輪機(jī)的特性和參數(shù)對 505進(jìn)行組態(tài)。 圖 713 控制總圖 汽機(jī)的啟動、 暖機(jī)，升 /降速可以在 505 面板上完成。 505出現(xiàn)跳閘信號給保護(hù)系統(tǒng)，切斷油路，關(guān)閉速關(guān)閥，可以保證汽機(jī)安全。（只能監(jiān)測，不能修改） RUN 按此鍵，調(diào)節(jié)器由 CONTROLLING PARAMETER PUSH RUN OR PRGM 狀態(tài)轉(zhuǎn)入運(yùn)行狀態(tài) 圖 714 505 控制面板 CCR 基本知識 403 第三篇 設(shè)備技術(shù) STOP 運(yùn)行方式中，按此鍵可使汽輪機(jī)可控停機(jī) RESET 清除運(yùn)行方式中出現(xiàn)的報(bào)警和停機(jī)，停機(jī)后，按此鍵是調(diào)節(jié)器回到CONTROLLING PARAMETER PUSH RUN OR PRGM RUN OR PRGM