【正文】 可靠的固定在機座上，又要在運行受熱時可以自由膨脹，并且保證膨脹有一定的方向，以保持汽缸的中心軸線不會變動。這三個方面的要求是轉子安全運行的必備條件：轉子的結構型式：整段式轉子 套裝式轉子 組合式轉子 焊接式轉子 轉鼓型轉子 帶有附著葉片的轉子 汽輪機的汽缸熱膨脹時所需的潤滑系統(tǒng)，噴嘴組和隔板以及軸承構成了汽輪機的定子部分。，以免在高速旋轉時產(chǎn)生過大的離心力，引起汽輪機的振動和損壞。轉子作高速回轉，把蒸汽作用到葉片上的力矩傳遞給被驅動機械，使汽輪機對外作功。 6汽輪機的結構汽輪機所以能發(fā)出功率主要是經(jīng)過能量的兩次轉換，第一次是熱能轉換成動能，這是在噴嘴中實現(xiàn)的，噴嘴做成靜止的零件，用各種不同的方法固定在汽缸上，形成汽輪機的靜子部分，而第二次能量轉換是在動葉柵中實現(xiàn)的，而動葉柵是采用各種不同的安裝方法裝在一個轉動軸上，形成汽輪機的轉動部分，所以汽輪機的主要結構包括兩大部分，即轉子部分和靜子部分。平衡孔一般都開成單數(shù)，以免在葉輪的同一直徑上形成兩個對稱的平衡孔，嚴重影響葉輪的強度。為了減少這個力，在輪盤上開有貫通兩側的幾個孔叫平衡孔。在軸向推力較大的情況下，一般將高壓端汽封套的直徑做得大一些，使它具有類似平衡活塞的作用。以抵消部分軸向推力。在多級汽輪機中，常用的平衡軸向推力的方法有以下幾種:(1)平衡活塞在轉子通流部分的對側，將轉子做成階梯形，以產(chǎn)生相反方向的軸向推力，此平衡軸向推力的階梯凸臺叫做平衡活塞。此值就是推力軸承的負荷。在一般情況下，作用在汽輪機轉子上的軸向推力有下面幾種：（1）作用在動葉片上的軸向推力（2）作用在葉輪上的軸向推力（3）由于軸的直徑差別而產(chǎn)生的軸向推力。在運行中，若軸向推力增加到超過推力軸承所能承擔的負荷時，就會使推力瓦塊上的巴氏合金燒化，轉子發(fā)生軸向移動，這將引起轉子與靜子，動葉片與噴嘴產(chǎn)生碰撞，出現(xiàn)重大事故。如此大的軸向推力，但靠推力軸承是不行的，往往采取措施平衡掉大部分軸向推力，余下小部分軸向力由推力軸承來承受。有的反動式高壓汽輪機的軸向推力竟可達二、三百噸。這種力應設法平衡掉。a) 軸向推動力及其平衡方法蒸汽在汽輪機通流部分膨脹作功時，轉子上受到兩部分力。我國引進的大型合成氨廠中，凡是大型離心式壓縮機都用多級汽輪機驅動。，降低造價，且減少運行費用。，提高了汽輪機的效率。對某一級來說，上一級的排汽參數(shù)就是后級的進汽參數(shù)。經(jīng)過這一級膨脹作功后再進入下一級繼續(xù)膨脹作功。5多級汽輪機簡介 多級汽輪機它由依次排列的若干級串聯(lián)組成。在動葉柵中進一步使汽流降低壓力、速增并以高速離開，這時汽流必然給動葉柵一個大小相等、方向相反的作用力，使動葉柵轉動，帶動軸旋轉對外作功。反動式的級仍然是由一列靜葉柵和一列動葉柵組成。速度級與沖動式壓力級的工作原理是一個樣的，不同的是蒸汽的速度能在同一葉輪的輪緣上安置的兩列動葉柵中分別加以利用。從結構上看，就是一列噴嘴和一列動葉片，其后又一列噴嘴和一列動葉片，這樣逐次排列下去，在第一列噴嘴進口處的蒸汽壓力最高，以后逐次降低，這就是常見的多級汽輪機的結構形式，其中每個級，都叫做壓力級。前面已介紹了級的概念，從結構上看，汽輪機的一個級是由噴嘴（幾個或整圓周布置的噴嘴）和一列動葉片組合起來的裝置；從動作原理來看，就是造成高速汽流，并能將速度能轉換成機械能，產(chǎn)生推力對外作功的基本單元。由噴嘴流出的高速汽流流過葉片時，其速度的大小及方向是一定的，汽流由于受到動葉片的阻礙（作用力），改變其原有速度的方向及大小，這時汽流必然給動葉片一個反作用力，推動葉片運動，將一部分動能轉換成葉輪旋轉的機械能。噴嘴的作用就是將蒸汽的熱能轉換成動能。由鍋爐或其它蒸汽發(fā)生器中所產(chǎn)生的蒸汽，進入噴嘴后蒸汽發(fā)生膨脹，消耗了蒸汽的壓力能。我們把由噴嘴和與其相配合的動葉片構成的汽輪機作功單元稱為級，由一個級組成的汽輪機叫單級汽輪機。2. 按結構分類：有單級汽輪機、多級汽輪機和速度級汽輪機。如圖所示。 （3）背壓式汽輪機如圖所示，蒸汽進入汽輪機膨脹作功后在大于一個大氣壓力下排出氣缸，即P排＞P大氣，其排出汽送入相應的蒸汽管閥。即排汽壓力大于大氣壓力。3汽輪機的分類汽輪機的類別和型式很多，分類方法也不同，可按其蒸汽壓、汽流方向、結構型式、工作原理、熱力特性以及用途等進行分類。用給水泵供給鍋爐水，加熱后水在鍋爐與過熱器中變成高溫、高壓的過熱蒸汽，經(jīng)管路及閥門流入汽輪機，逐級降壓膨脹做功，使汽輪機轉子轉動并帶動負荷機，向外輸出功率。2汽輪機的簡單蒸汽動力系統(tǒng)汽輪機作原動機時必須具備如圖所示的最基本的工作系統(tǒng)。在當今能源緊張的情況下，熱能的利用尤為重要。，因此用它來驅動在高速運轉的離心式壓縮機、泵等，這樣機組運行時經(jīng)濟性好。，變轉速運行的靈敏性及穩(wěn)定性使工業(yè)生產(chǎn)的實際要求獲得滿意地實現(xiàn)，自動化控制十分方便；、防潮性比電動機好，可以露天運行，在化工等防爆要求嚴格的場所使用汽輪機，安全性好。為什么汽輪機在國內外、在許多工業(yè)部門獲得非常廣泛地應用呢？主要因為汽輪機具有以下幾個優(yōu)點：：由幾千瓦的小汽輪機到110萬千瓦的大型汽輪機都可以生產(chǎn)，供給各工業(yè)部門選用。工業(yè)汽輪機是指除去中心電站、中心熱電站及船艦用汽輪機以外的其它有關行業(yè)中使用的汽輪機都統(tǒng)稱為工業(yè)汽輪機。 汽輪機概述1工業(yè)汽輪機使用情況簡介汽輪機又叫蒸汽透平，它是以水蒸汽為工質，轉子按一定方向作旋轉運動的連續(xù)工作的原動機。廣泛地應用于發(fā)電、船艦、冶金、石油、化工等工業(yè)部門，已有一百多年的歷史。三十年代冶金工業(yè)加速了工業(yè)汽輪機的發(fā)展，尤其是六十年代初期高壓離心式壓縮機用于合成氨、乙烯生產(chǎn)，使工業(yè)汽輪機獲得極其廣泛地使用。：在所有的原動機中，汽輪機裝置的效率僅比柴油機稍低，而比燃氣輪機、蒸汽機的效率高許多，使用汽輪機可使產(chǎn)品成本降低。，減少對電網(wǎng)供電的依賴性，使運行費用降低。，這是最主要的優(yōu)點。當然只有汽輪機還不能發(fā)揮上述優(yōu)點，還有許多附屬設備為汽輪機服務，構成蒸汽動力裝置才行。由給水泵、鍋爐、過熱器、汽輪機、凝汽器及管路等組成一個工作系統(tǒng)，在汽輪機的軸端用聯(lián)軸節(jié)與發(fā)電機或壓縮機、泵等負荷機連接，就可以做機械功。作過功的排汽，流入凝汽器，排汽的熱量被冷卻水吸收帶走而凝結成水，通過水泵又打回鍋爐，這樣就可做到循環(huán)使用。下面主要結合汽輪機的分類情況進一步加以說明：：（1）凝汽式汽輪機： 純凝汽式汽輪機一般簡稱為凝汽式汽輪機，如圖所示，蒸汽在汽輪機中做功后，全部排入凝汽器，凝汽器的壓力低于大氣壓力。（2）抽汽凝汽式汽輪機： 如圖所示，蒸汽在汽輪機前面幾級做功后，將其中一部分蒸汽從氣輪機中抽出去，送入相應的蒸汽管網(wǎng)供汽輪機或其它生產(chǎn)工藝加熱用，其余的蒸汽在汽輪機的后幾級做功后排入凝汽器。（1） 多壓式汽輪機 若工藝過程中有某一個壓力的蒸汽用不完時，就把這股多余的蒸汽用管路注入汽輪機中的某個中間級內，與原來的蒸汽一起工作，這樣就可以從多余的蒸汽中獲得能量，得到一部分有用功，作為蒸汽熱量的綜合利用，稱為注入式汽輪機。1. 按工作原理分類：有沖動式、反動式、沖動與反動組合式汽輪機。 4汽輪機的工作原理：沖動式汽輪機的最簡單結構，葉輪上配裝一圈動葉片與葉輪噴嘴配合在一起，構成一個作功的簡單機械。噴嘴又名靜葉片，它是一個截面形狀特殊且不斷變化的通道。即消耗了蒸汽的熱能，蒸汽的壓力與溫度都下降了，而蒸汽的流速卻增加了，獲得了高速汽流。 動葉片又稱工作葉片，在葉片的外圓周上裝滿的一整圈葉片，常叫動葉柵。由上述可知，在汽輪機連續(xù)工作過程中有兩次能量轉換，即熱能→動能→機械能。級可以分為壓力級與速度級，簡單介紹如下：在可以利用的蒸汽能量很大的情況下，只有一個級不能充分利用這些能量，這時我們把噴嘴和動葉片組成的級串聯(lián)在同一根軸上，將蒸汽的能量分別在若干個級中加以利用。除壓力級外，在有些汽輪機上還沒有速度級，速度級又叫復速級。反動式汽輪機是利用反作用力與沖擊力將蒸汽的速度能轉換為機械能的。它的工作原理是：在靜葉柵中汽流與流經(jīng)噴嘴時相似，壓力降低，容積膨脹，速度增加；而它的動葉柵也做成截面逐漸收縮汽道，汽流在動葉柵進一步降壓、膨脹和加速，根據(jù)慣性定律可知，運動的物體不受外力作用的話，則一定按照它原來速度的大小和方向運動下去，汽流在動葉柵中既然獲得了加速度，那必然有外力作用在氣流上，這個力是由于在動葉柵中降低了汽流的壓力和溫度，即汽流的熱能轉換為動能所得到的。這就是反動汽輪機的作功原理。蒸汽首先在第一級噴嘴內膨脹加速，然后進入動葉片作功。如此按級順次膨脹作功，直至從末級排出蒸汽為止。、大功率、高效率的要求；；，供工業(yè)或其它用蒸汽，實現(xiàn)熱能的綜合利用，從而提高汽輪機組的經(jīng)濟性、降低產(chǎn)品成本。，提高后級蒸汽的焓值，既增加了下一級進口點的焓值，因此增加了作功能力，并提高了級的效率。由于多級汽輪機的優(yōu)點突出，因此一般大、中型汽輪機均為多級汽輪機。但多級汽輪機有結構復雜、成本高等不足之處。一部分叫做輪周力，它是產(chǎn)生轉矩對外作功的有益力；另一部分是從高壓端指向低壓端，企圖推動轉子向汽流流動方向移動的力，叫做軸向推力。軸向推力有多大呢？各臺汽輪機的軸向推力都不一樣，但軸向推動相當大。大功率的沖動式汽輪機，其軸向推力雖不及反動式汽輪機，但也有幾十噸之大。推力軸除了承受轉子上殘余推力外，它還起保證轉子在汽缸中的軸向位置得到固定的作用。由此可見，了解汽輪機軸向推力是如何產(chǎn)生的，以及懂得平衡軸向推力的方法，以確保推力軸承和機組安全經(jīng)濟運行是十分重要的 。轉子上總的軸向推力等于各部分軸向推力的代數(shù)和。在多級汽輪機的設計過程中，希望作用在轉子上的軸向推力盡可能設法自動平衡，而使推力軸承主要用來固定轉子的軸向位置，并承擔較小的未完全平衡掉的軸向推力，這樣既可使推力軸承的尺寸較小，又可使推力軸承安全可靠地工作?；钊覀葹楦邏赫羝?，而活塞左側與排汽室相通，作用著低壓蒸汽，因此作用在平衡活塞上有個向左的軸向推力。對沖動式汽輪機來說，總的軸向推力比反動式汽輪機小，所以一般都不用平衡活塞。 （2）開平衡孔在沖動式汽輪機的葉輪上，雖然輪盤兩邊的壓力差不大，但是葉輪的面積卻很大，因而作用在葉輪上的軸向推力可能達到相當大的數(shù)量。一般5～7個奇數(shù)孔。（3）采用相反流量的布置方法為了自動平衡軸向推力，可把蒸汽在汽輪機內的流動安排成向相反方向的流動，使產(chǎn)生的軸向推力方向相反，以相互抵消而達到平衡。轉子安放在汽缸中，靠固定在汽缸上的前后兩個軸承支撐，轉子是由主軸、葉輪、葉輪片組裝而成的，并經(jīng)聯(lián)軸節(jié)與被驅動機械相連接。為了使轉子安全可靠的運行，必須滿足下面要求：，以滿足支持自身重量和傳遞扭矩的要求。，有一個安全距離，以免發(fā)生振動。汽缸的作用是將汽輪機的通流部分（噴嘴、隔板、轉子等）與大氣隔開，保證蒸汽在汽輪機內完成其作功過程。因此，汽缸和軸承座及機座之間有一系列的膨脹銷子組成滑銷系統(tǒng)。噴嘴的作用前面已述，隔板和軸承的作用從略。由于這些間隙的前后都有壓力差存在，所以通過這些間隙必然要發(fā)生漏氣，造成損失。目前汽輪機的汽封有迷宮式汽封、炭環(huán)汽封和水封等三種。 （2）回收純凈的凝結水，以便不斷地提供鍋爐的用水； ： 我廠采用的凝汽式汽輪機均采用表面