1、 N150-13.24/535/535-1 型150MW 中 间 再 热 凝 汽 式 汽 轮 机产品说明书南京汽轮电机(集团)有限责任公司 Z70902.01/011南京汽轮电机(集团)有限责任公司 代号 Z70902.01/01 代替N150-13.24/535/535-1 型 150M W 汽 轮 机 说明书 共 34 页 第 1 页 编 制 屠虹 2008-8-12校 对 杨方明 2008-8-12审 核 马艳增 2008-8-12会 签标准审查 郝思军 2008.8.11审 定 马艳增 2008-8-12批 准标记 数量 页次 文件代号 简 要 说 明 签名磁盘(带号) 底图号 旧底图
2、号 归档Z70902.01/012目次0 前言1 主要技术规范和经济指标1.1 主要技术规范1.2 技术经济指标及保证条件2 总体设计2.1 机组运行特点2.2 主蒸汽，再热蒸汽和回热系统2.3 配汽2.4 阀门管理2.5 汽封系统2.6 汽轮机本体和管道疏水系统2.7 真空系统2.8 润滑油系统3 本体结构3.1 高中压外缸3.2 高压内缸3.3 高中压转子3.4 喷嘴组和高中压隔板3.5 高中压汽缸温度测定Z70902.01/0133.6 低压缸3.7 低压转子3.8 低压隔板3.9 动叶片3.10 轴系和支承系统3.11 轴承和轴系的安全监视3.12 盘车装置3.13 阀门与管道3.14
3、 滑销系统和胀差附录 1 150MW 高中压转子寿命损耗曲线附录 2 纵剖面图Z70902.01/0140 前言本汽轮机是我公司吸收国内外先进技术设计制造的超高压 150MW 机型，为一次中间再热、单轴、双缸双排汽、纯凝汽式汽轮机。本说明书主要介绍该机组总体设计和本体结构，使用本说明书时请参阅相关部套图纸。辅机、调节保护、其他分系统见相关说明书或图纸上的说明：供应项目清单安装说明书 运行说明书 螺栓热紧说明书 产品证明书 供油保安系统说明书 TSI 系统说明书盘车装置使用说明书 热力特性曲线 管道计算技术要求 自密封系统说明书 疏水系统说明书 凝汽器说明书 汽封加热器说明书 低压加热器说明书
4、本文件中热力系统的压力一律用绝对压力，用（a）注明。 油系统的压力一律用表压，不加（a） 。 真空度和负压用文字注明，本说明书采用法定计量单位。注：左、右定义为：从汽轮机朝发电机方向看去，左手侧为左，右手侧为右。前后定义为：靠近汽机为前，靠近发电机为后。Z70902.01/0151 主要技术规范和经济指标1.1 主要技术规范型号：N150-13.24/535/535 型型式：超高压中间再热、单轴、双缸双排汽凝汽式汽轮机功率：150MW最大连续工况功率：150 MW额定蒸汽参数新蒸汽： （高压主汽阀前）13.24 MPa(a)/535再热蒸汽：（中压联合汽阀前）2.359 MPa(a)/535背
5、压：4.8 KPa(a)（THA 工况）额定新汽流量：441 t/h最大新汽流量：480 t/h配汽方式：全电调（阀门管理）转向：从汽机向发电机方向看为顺时针方向转速：3000r/min轴系临界转速：（计算值）r/min1728（高中压转子一阶2221（低压转子一阶）通流级数：共 31 级，其中：高压部分：1 调节级+8 级压力级中压部分：10 级压力级低压部分：26 级压力级给水回热系统：2 高加+4 低加+1 除氧汽封系统：自密封系统（SSR）末级叶片长度：725mm末级动叶片环形排汽面积：24.692m 2最大吊装重量：Z70902.01/01647t（安装时，低压外缸下半组合）28t（
6、检修时，低压外缸上半组合）汽轮机本体外形尺寸（长宽高）13.6m7.34m5.2m（高度指从连通管吊环最高点到运行平台的距离）主机重量： 375t（包括高、中压阀门及其支架，高、中压主汽管及基架等） 。最大起吊高度： 8.6m（吊装低压外缸时）运行平台高度： 9.0m汽轮机与凝汽器的连接方式：刚性产品执行标准：GB5578-85固定式发电用汽轮机技术条件1.2 技术经济指标及保证条件1.2.1 汽轮机在额定工况下，计算热耗为：8141.9KJ/KW.h（1944.7kcal/KW.h）保证热耗: 8182.6 KJ/KW.h（1954.8kcal/KW.h）达到这一保证的必要条件是：a) 新蒸
7、汽和再热蒸汽参数为额定值；b) 背压不高于额定值；c) 按规定的回热系统运行；d) 主给水流量等于主蒸汽流量；e) 发电机效率不低于 98.4%f) 所规定的最终给水温度；1.2.2 如果机组投运后未及时进行热力鉴定试验，应按 IEC953-2 国际电工委员会参考资料进行老化折扣；汽轮机效率老化折扣如下：a) 3-12 个月，每月 0.07%b) 13-24 个月，每月 0.042%热力鉴定试验的方法、测试仪表精度、测试数据的误差修正、实测热耗的计算方法应符合 GB8117-87电站汽轮机热力性能验收试验规程的规定，经过误Z70902.01/017差修正的热耗试验值相对于保证热耗的允许误差为+
8、1%。2 总体设计2.1 机组运行特点2.1.1 启动状态本机组启动状态的划分是根据高压内缸上半调节级后内壁金属温度。冷态启动：小于 150 温态启动：150300热态启动：300400 极热态启动：4002.1.2 启动方式本机组采用高中压缸启动方式。2.1.3 运行操作控制方式运行人员手动方式（手动） ，运行人员自动方式（半自动） ，汽轮机自启动方式（全自动） 。2.1.4 阀门管理机组稳定运行时，宜采用喷嘴调节方式，尽量减少节流状态的阀门损失，当负荷变动及启动过程中为保证机组全周进汽缩短启动时间，宜采用节流调节方式，即所有阀门同步开关。2.1.5 机组运行本机组可以按定压和定-滑-定两种
9、方式运行。调峰运行时推荐采用定-滑-定运行方式。机组在 90%THA 负荷以上时采用定压运行，机组在 90%40%THA 负荷时采用滑压运行，机组在 40%THA 以下负荷时采用定压运行。这种运行方式能够提高机组变工况运行时热经济性，减少进汽部分的温差和负荷变化时的温度变化，因而降低机组的低周热疲劳损伤。2.1.6 调峰若机组年运行时间平均不少于 7500 小时，调峰运行负荷允许稳定运行时间为：负荷（%THA） 小时/每年100% 450075% 2000Z70902.01/01840% 10002.1.7 机组允许负荷变化率100%50% 5%TRL/min20%50% 3%TRL/min2
10、0% 2%TRL/min2.1.8 机组最小负荷机组最小稳定负荷应取决于锅炉的低负荷能力和机组末级动叶片振动特性，汽机允许最小稳定负荷是 30%TRL。2.1.9 本机组在 30 年使用期间，带厂用电不允许超过 10 次，每次不允许超过 15 分钟。机组甩负荷以后空负荷运行每次不允许超过 15 分钟。2.2 主蒸汽，再热蒸汽和回热系统2.21 主蒸汽及再热蒸汽系统本机组主蒸汽及再热蒸汽系统采用单元制。从锅炉过热器出来的主蒸汽经过两根主蒸汽管进入高压主汽调节阀，然后再由四根高压主汽管导入高压缸。在高压缸内作功后的蒸汽通过两个高压排汽止回阀，经两根冷端再热蒸汽管进入锅炉再热器。再热后的蒸汽温度升高
11、到 535，压力2.12MPa(a)，再经过两根热端再热蒸汽管进入中压联合汽阀，然后由四根中压主汽管导入中压缸，本机组采用二级串联简化旁路系统。2.2.2 回热系统本机组有七级回热加热。两个高压加热器，一个除氧器，四个低压加热器。THA 工况各段抽汽参数和流量见表 2.2.1。当加热器切除和新蒸汽参数降低时，为了保证叶片的应力不超限，应减负荷限制流量运行。任何工况时调节级后压力和各抽汽压力不得超过最大工况下相应的压力。Z70902.01/019表 2.2.1 THA 工况各段回热抽汽参数，流量汇总表 抽汽段号 1 2 3 4 5 6 7抽汽器 JG2 JG1 CY JD4 JD3 JD2 JD
12、1抽汽点（第几级后）高压 7级后高压 9级后中压 6级后中压 8级后中压 10级后低压 3级后低压 5级后抽汽压力（ MPa(a)） 3.523 2.497 0.6876 0.4604 0.24 0.0541 0.0131抽汽压损 3% 3%抽汽温度 357.55 314.2 372.76 308.48 238.78 101.66 21.28流量 t/h 19.73 45.84 11.03 13.12 26.44 14.73 7.7923 配汽 本机组控制系统具有阀门管理功能，它能实现两种不同的进汽方式，即喷嘴配汽和节流配汽。为减少启动过程中的热冲击，启动应采用节流配汽（全周进汽方式） ，以避
13、免汽缸及转子应力过大，保证机组顺利起动。在达到目标负荷且温度场趋于稳定后可切换到喷嘴配汽，保证较好的经济性。采用喷嘴配汽（部分进汽）：高压部分共有 4 个调节阀，对应 4 组喷嘴。喷嘴组的序号及汽道数目见图 2.3.1，喷嘴组与调节阀序号相对应。当 1、2 号调节阀阀杆开启到 26.196 mm 时，3 号调节阀开启；当 3 号调节阀阀杆行程达到到 25.308mm 时，4 号调节阀开始开启。采用节流配汽（全周进汽）：高压部分四个调节阀根据控制系统的指令按相同的阀位开启，对应于 4 组喷嘴同时进汽。再热蒸汽通过 2 个中压联合汽阀从汽缸中部上下半四个进汽口进入中压部分为全周进汽。中压联合汽阀内
14、和调节阀共 1 个阀座，有各自独立的油动机分别控制。调节阀口径 400mm，流量在 30%以下时起调节作用，以维持再热器内必要的最低压力，流量大于 30%时，调节阀一直保持全开，仅由高压调节阀调节负荷。Z70902.01/0110从汽机向发电机看图 2.3.1 喷嘴组排列顺序及汽道数24 阀门管理阀门管理配汽技术的指导思想就是要求汽轮机在整个运行范围内能够随意选择调节方式并实现节流调节与喷嘴调节无扰转换。采用节流调节方式使汽轮机快速启动和变负荷不致产生过大变负荷,不致产生过大的热应力(减少机组寿命损耗)，在正常负荷范围内采用喷嘴调节变压运行方式使机组有最好的经济性和运行灵活性。启动过程：在汽轮
15、机冲转、升速、并网、带低负荷阶段一般选用节流调节方式。因该方式为汽流全周进入中压缸或高压调节级，使汽缸和转子能均匀地加热膨胀，故能有效降低启动过程中的热应力和调节级动叶的机械应力。正常负荷运行：如果负荷变动频繁且变动率较大时，为使汽轮机高压缸温度变化最小，热应力最低，应选用节流调节方式。但若机组长期在低于额定负荷稳定运行时则应选用喷嘴调节方式以获得较高的热效率。停机过程：若正常停机并计划停机后检修，则采用喷嘴调节方式是有利的，因该方式停机后金属温度较低可缩短机组冷却时间。对于停机时间只有几小时的调峰机组或其它短暂的临时停机，为了使停机后金属温度较高，有利于再次快速启动投运，通常应采用节流调节方
16、式。 Z70902.01/01112.5 汽封系统汽轮机汽封系统的主要作用是利用该系统供给的蒸汽封住高、中压缸的蒸汽不向、外泄漏，并防止空气沿轴端进入低压缸破坏凝汽器真空。2.5.1 轴端汽封本机组高中压缸和低压缸共有五组汽封。高中压前、后轴端汽封采用高、低齿“尖齿”汽封；低压汽封采用光轴尖齿结构的铜汽封。高、中压间汽封有两段，目的是减小高压缸蒸汽的泄漏。高压缸后汽封第一段漏汽导入除氧器(CY)，第二段漏汽为自密封系统接口(SSR)，第三段漏汽导入汽封加热器(CF)。中压缸后汽封共有二段，一段漏汽为自密封系统接口(SSR)，二段漏汽导入汽封加热器(CF)。低压缸前后汽封各有二段，一段供汽为自密
17、封系统接口（SSR）,两段漏汽导入汽封加热器(CF)。2.5.2 自密封汽封系统。高、中、低压汽封的自密封接口用管子与汽封压力控制站相连接。压力控制站由高压汽源站、辅助汽源站及蒸汽溢流站组成。在启动或低负荷时，由辅助汽源站向高、中、低压汽封供汽（若机组无备用辅助汽源或辅助汽源的参数达不到要求,，供汽由主蒸汽站即高压汽源调节站供给） 。在高负荷时，由高中压汽封漏汽提供给低压汽封供汽，其蒸汽流量足以满足低压汽封密封要求，在这种情况，压力控制站的溢流调节阀投入工作，维持自密封系统压力，系统正常压力是 0.13MPa。2.5.3 汽封回汽管路系统高、中、低压最末段汽封都用管子与汽封加热器相连接。该系统
18、主要由一台汽封加热器和两台轴封风机组成，用于抽出最末段轴封腔室的汽一气混合物，维持该腔室微负压-6.3kPa(即压力 95kPa).2.5.4 低压汽封蒸汽温度控制站在低压汽封供汽管路上设置了一个蒸汽温度控制站，目的是维持低压轴封供汽温度。温度控制站主要由喷水减温器和温度调节站组成，自动维持低压汽封供汽温度不Z70902.01/0112超过 1502.5.5 汽封供汽辅助汽源参数规定机组冲转前，向汽封供汽的参数应考虑机组状态，选择与转子温度匹配的汽源，在机组冲转，升负荷过中分别切换不同的供汽汽源满足系统参数要求，见汽轮机自密封汽封系统说明书 。a) 冷态及温态启动，供汽压力 0.60.8Mpa
19、(a),供汽温度 210260。b) 热态及极热态启动，供汽压力 0.60.8Mpa(a),供汽温度 310360。2.6 汽轮机本体和管道疏水系统汽轮机启动、停机、低负荷运行或低参数运行时，汽轮机本体、阀门、主蒸汽管，再热蒸汽管、抽汽管道、汽封送汽和抽汽管等都可能凝聚凝结水。这些凝结水必须及时疏泄出去，否则可能造成汽轮机进水，引起水冲击，导致机器损坏。因此合理布置疏水系统管路并及时疏水是保证汽轮机安全运行的必要条件。汽轮机本体、主汽阀、调节阀、高压主汽管、中压主汽管、回热抽汽管道(抽汽止回阀前)的疏水，构成汽轮机本体和管道疏水系统。由于上述疏水管道的压力不同，应按压力高低顺序依次导入高、中、
20、低压疏水母管，经汇集后导入疏水扩容器。扩容后的蒸汽由扩容器的汽管进入凝汽器，凝结的疏水则引入凝汽器的热井。这种疏水方式，阀门集中，便于控制、维护及检修方便，又由于汽水分离，避免了热井内汽水冲击。本系统疏水管是按压力高低顺序，依次与疏水母管连接，以利疏水畅通。电站设计中应贯彻执行防止汽轮机进水引起大轴弯曲事故的暂行设计技术规定的有关要求。疏水系统中采用气动疏水阀，由控制系统实现自动控制功能，10% 20 30%负荷为汽机本体高中低压疏水阀开启和关闭切换点。疏水系统的详细说明见汽轮机本体和管道疏水系统说明书 。27 真空系统汽轮机中的真空系统由凝汽器、凝结泵和抽气器组成。其作用是维持汽轮机在一Z7
21、0902.01/0113定的工作背压下运行，同时把凝结水送回锅炉参加热力循环。每台低压加热器中的不凝结气体，应单独接至凝汽器，最后在凝汽器中由抽气器抽出排入大气。真空系统中的空气由二部分组成：一部分是蒸汽中含有的少量空气，这部分空气的含量取决于机组的除氧效果；另一部分是大气中的空气从机组真空部分的不严密处漏入。空气吸入量的多少，取决于机组的真空严密性，因此机组在电厂安装时，必须对真空系统所有焊缝和法兰接口作严密性检查，确认无泄漏。机组投运后真空严密性试验每月一次，要求关闭抽气器后真空度下降速度不超过270Pamin 。汽封系统中的不凝结气体由轴封风机抽出排入大气，不得接入射水抽气器尾部，以免影
22、响真空系统的工作。 为保证真空系统的严密性，所有阀门均需采用水封阀门，管道尽量避免法兰连结。28 润滑油系统润滑油系统的作用是向机组各轴承提供润滑油和向保安系统提供压力油，同时还向盘车装置和顶轴装置供油。详见供油及保安系统说明书和滑油系统图、滑油管路图等。 油系统采用的工质为 L-TSA32 透平油，透平油质量必须符合 GBT7596-2000电厂用运行中汽轮机油质量标准的要求。本系统采用传统的汽轮机转子直接驱动的主油泵-一-一注油器系统，保安系统一次压力油由射油器供油，轴承用油也由注油器供给，而注油器的动力油是由主油泵提供。主油泵出油通向注油器。注油器有两只，一只向润滑系统供油，一只向主油泵
23、进口供油。交流润滑油泵用于机组启动前打油循环和在停机、盘车时及主油泵尚未工作时向各轴承提供润滑油，在机组运行发生故障，润滑油压下降时，能自动启动以维持必要的润滑油压。直流事故油泵用于当润滑油压降至 0058MPa 时，向润滑油系统供油，以满足机组安全停机汽轮发电机组各支持轴承均设有高压顶起装置，顶轴油泵采用柱塞泵，经单向节Z70902.01/0114流阀向各轴承供油。轴承润滑油压力 008MPa012MPa，润滑油压可以用溢流阀进行调整。本机组采用套装油管路。各轴承和保安系统的回油通过回油母管流回油箱。输送压力油和轴承供油的若干小管道也套在回油总管内，这样既防止了高压油管泄漏时漏如机房，提高了
24、机组的安全性，又使管道布置相对集中，减少管道占用空间。油系统中的压力油管路不应有局部隆起的地方，以防贮存空气引起油压波动和油管振动。在管道布置中，对容易贮存空气的死角应尽量避免或设置放气孔。机组起动前应先启动交流润滑油泵，使压力油管慢慢充油将空气全部赶走。Z70902.01/01153 本体结构本机组为两缸两排汽型式,高中压部分采用合缸结构。因进汽参数较高,为减小汽缸应力,增加机组启停及变负荷的灵活性,高压部分设计为双层缸。低压缸为对称分流式,也采用双层缸结构,为简化汽缸结构和减小热应力,高压和中压阀置于高中压缸两侧.机组总长13.6m。高压通流部分设计为反向流动,高压和中压进汽口都布置在高中
25、压缸中部,是整个机组工作温度最高的部分。来自锅炉过热器的新蒸汽通过主蒸汽管进入高压主汽调节阀,再经 4 根 21929 高压主汽管和装在高中压外缸中部的四个高压进汽管分别从上下方向进入高压内缸中的喷嘴室,然后进入高压通流部分。蒸汽经一个单列调节级和 8 个压力级作功后,由高中压缸前端下部的 2 个高压排汽口排出,经二根冷段再热汽管去锅炉再热器.第 7 级后设回热抽汽供 2#高加(JG2),第 9 级后(高压排汽)设回热抽汽供 1#高加(JG1) 。再热蒸汽通过 2 根热段再热汽管进入中压联合汽阀,再经四根 32518 中压主汽管从高中压外缸中部上下方向进入中压通流部分。中压部分共有 10 个压
26、力级,中压6 级后抽汽供加热除氧器(CY)及满足辅助蒸汽用汽 ,中压 8 级后供 4#低加(JD4),中压 10级后( 中压排汽) 供 3#低加 (JD3),其余部分从上半左右两个 900mm 中压排汽口进入连通管通向低压缸。低压部分为对称分流双层缸结构.蒸汽由低压缸中部进入通流部分，分别向前后两个方向流动，经 26 个压力级作功后向下排入凝汽器。在 3 级和 5 级后依次设有6、7 段抽汽口，分别供应 2 个低压加热器 JD2 和 JD1。31 高中压外缸311 高中压外缸结构高压外缸内装有高压内缸、喷嘴室、隔板套、隔板、汽封等高中压部分静子部件，与转子一起构成了汽轮机的高中压通流部分。外缸
27、材料为高温性能较好的Z70902.01/0116ZG15Cr2Mo1 铸件。外缸重量33t（不包括螺栓等附件） ，允许工作温度不大于 566。外缸中部上下左右共有四个高压进汽口以及 4 个中压进汽口。外缸有安装固定高压内缸的凸台和凸缘以及安装隔板套的凸缘；下半有高压排汽口、高加抽汽口、除氧抽汽口、3#、4#低加抽汽口高中压外缸中部水平中分面法兰共有 40 个 M10041185 的通孔螺栓，材料为20Cr1Mo1VnbTiB，允许最高工作温度不大于 570。前部有 6 个 M764370 螺栓，螺栓上端罩螺母下配有自位性能较好的球面垫圈，可以改善螺栓的受力状况。外缸中分面螺栓下螺母带有特制的止
28、落止动机构。安装时，先旋上挂重螺栓，再将螺母挂在挂重螺栓上，然后将止动块和止落销装进相应的孔中。装配时需配准止动块高度，使止动块上端面与挂重螺栓端面贴合，下端面与止落销平面基本贴合，然后把止落销头部敲弯贴在止落块的斜面上，即可起到止落止动作用。拆卸时，先将止落销和止动块取出，再将螺母转一角度，螺母即可落下。安装时螺母要热紧，热紧顺序和数值详见螺栓热紧说明书 。安装时螺栓需要热紧，要求必须使用汽轮机螺栓电加热器，不允许用氧乙炔火焰加热。螺栓伸长满足设计要求，即可保证螺栓预紧力的要求。热紧数值、热紧顺序及注意事项见螺栓热紧说明书 。3.1.2 外缸的支承外缸由下缸中分面伸出的前后左右 4 个元宝形
29、猫爪搭在前轴承箱 和中低压轴承箱的水平中分面上，称为下猫爪中分面支承结构。这种结构有下列优点：动静间隙不受静子温度变化的影响；汽缸中分面联接螺栓受力状态和汽缸密封性好。高中压缸与前轴承箱之间的推拉靠汽缸下半前猫爪与轴承座间的横向键来传递，缸下半与轴承座之间还设有拉回装置，外缸与前轴承下设有垂直导向键。高中压缸与中低压轴承箱之间的推拉力靠猫爪下面的横向键传递。为使汽缸与中低压轴承箱保持中心一致，汽缸下半后端设有立键。3.1.3 高压进汽管高中压外缸中部上、下、左、右共有 4 只高压进汽管，分别通过弹性法兰固定在外缸上。高压进汽管内套管通过活塞环与内缸相连接，弹性法兰与内套管间有遮热管，Z7090
30、2.01/0117可以降低内套管内外温差，减小对弹性法兰的热辐射，下部进汽管有疏水管接口，这样的结构能吸收内、外缸及喷嘴室间的胀差。32 高压内缸321 内缸结构和安装定位高压内缸装有喷嘴组、高压 27 级隔板，隔板套内缸材料为 ZG15Cr2Mo1，允许工作温度不大于 566。内缸轴向定位死点位于高压进汽口之前，内缸此处有一定位环，其外缘与外缸上相应位置的凸缘配合，确定内外缸轴向位置，构成内缸相对于外缸的轴向膨胀死点。内外缸外壁高压第 4 级处设置有隔热环将内外缸夹层空间分成 2 个区域，如此可以降低内缸内外壁温差，提高外缸温度。内缸通过四只猫爪搭在外缸上，配准猫爪下面垫片可以调整内缸中心高
31、度，上面垫片的配准是为了配准内外缸间的自由膨胀。内缸中分面螺栓下螺母带有特制的止落止动机构。螺栓安装时需要热紧，热紧顺序和数值详见螺栓热紧说明书 。3.2.2 喷嘴室与喷嘴组喷嘴室、喷嘴组均分为四组，喷嘴组嵌入喷嘴室中，用销钉和密封键定位密封，每个喷嘴室通过紧圈与内缸联接，用锥面定位，使受热膨胀后仍能保持密封。每个喷嘴室在周向和竖直方向均有导向键，可以保证自由膨胀和进汽中心不变。33 高中压转子高中压转子采用整锻结构，材料 30Cr1Mo1V，转子总长 5940（不含主油泵轴及危急遮断器） ，总重量 13.8t （包括叶片） 。高压部分包括调节级在内共 9 级叶轮，高压各级为等厚截面叶轮，倒
32、T 型叶根槽。中压各级也为等厚截面叶轮，17 级为倒 T 型叶根槽，第 810 级为双倒 T 型叶根槽。高压 29 级叶轮在 700 节圆上均设有 5 个 50 平衡孔，中压 110 级叶轮在 800节圆上均设有 5 个 50 的平衡孔，以减少叶轮两侧压力引起的转子轴向推力，叶轮间的隔板汽封和轴端汽封，都采用尖齿式结构。转子两端和转子中间段（即高压第 9级、中压第 10 级和调节级叶轮处）外侧端面上有装平衡块的燕尾槽，供做动平衡用。Z70902.01/0118转子前轴颈为 300，主油泵轴通过联接螺栓装在轴颈端面上，在主油泵轴的前端装有危急遮断器。转子后轴颈为 400，推力盘厚度 50mm，与
33、低压转子用刚性联轴器联接。联轴器用 16 个特制螺栓与低压转子连接。高压第 9 级和中压第 10 级叶轮处有平衡螺塞孔，供电厂不开缸作轴系动平衡用。正常运行时，高压和中压进汽部分是工作温度最高的区域，当启动升速率或负荷变动率较大时，蒸汽温度变化较快，将导致转子热应力过大，损耗转子使用寿命。因此启动升速和变负荷市时，要按照启动运行说明书所推荐的升速率和变负荷率进行操作。尤其要注意热启动时主蒸汽和再热蒸汽的温度要与调节级叶轮和中压进汽部分的温度相匹配，以免汽缸转子温度骤变。具体要求见启动运行说明书 。高压转子寿命损耗曲线见附录 1。转子材料的脆性转变温度为 121，因此，冷态启动时要充分暖机，在升
34、速到额定转速之前，转子中心部位必须加热到 121以上。34 喷嘴组和高中压隔板喷嘴组和隔板是完成蒸汽热能向动能转换的部套，具有工作温度高，前后压差大，与转子间隙小的特点。本机在设计时充分考虑了结构强度、温度效应及工作条件，因而具有良好的安全可靠性。喷嘴组分为 4 组，分别装于 4 个独立的喷嘴室，喷嘴组两端用密封键密封，其中一端用定位销固定在喷嘴组上，另一端可以自由膨胀。在喷嘴组各弧段间留有膨胀间隙。本机高压部分共九级，第 27 级隔板装在高压内缸内，第 89 级隔板装在 1#隔板套里，中压部分共 10 级，中压第 13 级隔板装在 2#隔板套内，第 46 级隔板装在 3#隔板套内，第 7、8
35、 级隔板装在 4#隔板套内，第 9、10 级隔板装在 5#隔板套内。高、中压隔板都采用焊接结构。高压隔板及中压 15 级隔板全部采用厚围带焊接方式, 中压 610 级隔板采用直焊方式。高压 29 级采用分流叶栅，中压各级采Z70902.01/0119用弯曲导叶。隔板的材料根据工作温度的不同隔板的材料分别采用 12Cr1MoV 和 20CrMo；叶片分别采用 1Cr11MoV 和 1Cr13。35 高中压汽缸温度测定为合理地控制汽轮机的启动和负荷变化、监控汽缸和转子的热应力，本机组在汽缸上设置了相应的测点。 （压力仅提供接口。 ）内缸上半内壁金属温度内缸上半外壁金属温度 内缸下半内壁金属温度内缸
36、下半外壁金属温度内缸法兰内壁金属温度（左）内缸法兰外壁金属温度（左）内缸法兰内壁金属温度（右）内缸法兰外壁金属温度（右）调节级后蒸汽压力调节后蒸汽温度外缸上半内壁金属温度（高压进汽处）外缸上半外壁金属温度（高压进汽处）外缸上半内壁金属温度（中压进汽处）外缸上半外壁金属温度（中压进汽处）外缸上半内壁金属温度（高压排汽处外缸下半内壁金属温度（高压进汽处）外缸下半外壁金属温度（高压进汽处）外缸下半内壁金属温度（中压进汽处）外缸下半外壁金属温度（中压进汽处外缸下半内壁金属温度（高压排汽处）外缸上半法兰内壁金属温度（左）Z70902.01/0120外缸上半法兰外壁金属温度（左）外缸下半法兰内壁金属温度（
37、左）外缸下半法兰外壁金属温度（左）外缸上半法兰内壁金属温度（右）外缸上半法兰外壁金属温度（右）外缸下半法兰内壁金属温度（右）外缸下半法兰外壁金属温度（右）高排蒸汽压力高排蒸汽温度2 号隔板套下半内壁金属温度中压 8 级后蒸汽压力（左）中压 8 级后蒸汽压力（右）中压 8 级后蒸汽温度（左）中压 8 级后蒸汽温度（右）中压 10 级后蒸汽压力（左）中压 10 级后蒸汽压力（右）中压 10 级后蒸汽温度（左）中压 10 级后蒸汽温度（右）夹层蒸汽温度调节级后汽温和内缸测温热电偶引线是从外缸引出，法兰和缸壁温度测点有单点式、二点式、多点式几种测壁温装置。36 低压缸361 由于进汽温度较高，低压缸采
38、用焊接双层缸结构，轴承座为落地式结构。THA 工况时低压进汽温度为 240左右，而内外缸夹层为排汽参数，设计工况温度仅 33左右，为了减少高温进汽部分的内外壁温差，在内缸外壁上装有遮热板。内缸通过其下半水平中分面法兰支撑在外缸上，内缸的支撑面上支持整个内缸Z70902.01/0121和所有隔板的重量。水平法兰中部及内缸下半底部对应进汽中心处有定位键，作为内外缸的轴向相对死点，使内缸轴向定位而允许横向自由膨胀。内缸下半两端底部有纵向键，沿纵向中心线轴向设置，使内缸相对外缸横向定位而允许轴向自由膨胀。低压外缸采用焊接结构，外形尺寸 5240mm7340（包括台板） ，上半高2645mm，下半高 2
39、400mm，上半重 28t，下半重 47t。为便于运输，低压外缸沿轴向分为三段，用垂直法兰螺栓联接，现场组装后再密封焊接。低压外缸上半顶部进汽部位有膨胀节与内缸进汽口和连通管联接，以补偿内外缸账差和保证密封。顶部共装有 2 个内孔径 500 的大气阀，作为真空系统的安全保护措施。当凝汽器中冷却水突然中断，缸内压力升高到表压为 0.1180.137Mpa 时，大气阀中 1mm 厚的石棉橡胶板破裂，使蒸汽排空以保护低压缸、末级叶片和凝汽器的安全。低压外缸下半四周的支撑台板放在成矩形排列的基架上，承受整个低压部分的重量，底部排汽口的尺寸 4.46.5m，排汽面积 28.6。排汽口与凝汽器可采用刚性连
40、接，也可以采用弹性连接。采用刚性连接时，凝汽器由弹簧支承在基础上，正常运行时以凝汽器水重由低压外缸承受。凝汽器灌水试验时水中约 445t，要求试验时必须加辅助支撑，不允许将这个重量加在低压外缸上。采用弹性连接时，凝汽器的自重和水重都由基础支承面不作用在低压外缸上，但低压外缸和基础须承受大气压力。低压外缸与中轴承箱和后轴承箱在下部设有垂直导向键，在低压外缸左右两侧基架上距离低压进汽中心前方 2445m 处设有横键，构成整个低压部分的死点，在此死点为中心，整个低压缸可在基架平面上向各个方向自由膨胀。36.2 连通管连通管是中压排汽通向低压缸的通道，由两跟 900，位于中排、低压缸和中低压轴承箱上方
41、，是整个机组的最高点。为了吸收连通管和机组的轴向热膨胀的平衡补偿管的前端设有波纹管。为了平衡连通管内蒸汽的轴向作用力，在平衡补偿管的后端设置了带波纹管的平衡室。平衡补偿管外有拉杆连接两端，蒸汽的轴向作用力由拉杆承受，不作用在波纹管上。3.6.3 低压缸喷水装置机组低负荷或空载运行，特别是高背压运行时，排汽温度升高使低压缸过热，将Z70902.01/0122引起径向动静间隙发生变化，可能导致机组振动等事故。为了保证安全运行，低压缸内设置了喷水装置，在排汽温度升高时将凝结水喷入排汽口，以降低汽缸温度。低压缸喷水装置采用自动控制，当低压缸前后端任一侧的排汽温度达到 80时，铂电阻温度计反馈给机组 D
42、CS 控制系统，由该系统控制控制电动截止阀开启，来自除盐装置后的凝结水经 16 个雾化喷头形成雾状水喷入排汽缸，使排汽温度下降，当低压缸前后端两侧的排汽温度均降低到 65时，电动截止阀关闭，停止喷水。喷水压力（表压）为 0.490.79Mpa.37 低压转子 低压转子采用整锻转子，材料为 30Cr2Ni4MoV, 总长度为 4829mm，总重量（包括叶片重量）21.6t。低压正反向共 12 级叶轮，1-2 级为外包型叶根,3-5 级为双倒 T 型叶根，末级为枞树型叶根。转子后轴颈为 400，与高压转子采用刚性联轴器联接，二支点支撑。与发电机转子采用半挠性联轴器联接，联轴器上各均不有 16 个特
43、制螺栓分别与高中压转子和发电机转子连接。正反向末级叶轮外侧和正反向第 1 级叶轮之间均有平衡槽，供制造厂动平衡时用。且正反向末级叶轮外侧有用于电厂平衡有平衡螺孔.3.8 低压隔板低压部分正反向共 12 副隔板。第 1 级采用围带焊接结构，其他级采用直焊式结构。径向汽封片材料为不锈钢镶片式汽封，隔板汽封、端部汽封采用尖齿铜汽封。所有低压隔板板体材料为 ZG230-450，导叶材料 1Cr13。3.9 动叶片动叶片设计中采用了一系列新技术和新的设计思想，使气动、振动和强度方面的水平有较大的提高。动叶片全部采用围带汽封，其中低压末级 725 叶片加穿一道整圈松拉筋结构型式。中、低压动叶围带为斜围带，
44、构成光滑子午面流道。由于高、中、低压动叶采用自带Z70902.01/0123冠后，叶顶汽封齿可采用多齿汽封，大大减少了漏气量。调节级采用高效动叶叶型，高压 29 级采用直叶片、中压 110 级采用扭曲动叶叶型，低压 16 级采用高效扭曲动叶叶型，低压末级叶高为 725。全部扭转叶片应用全四维设计技术，安全高效。为防止水蚀，低压末级叶片顶部镶司太立合金片，增加叶片抗水蚀能力。表 3.9.1 高压动叶材料级次 1 2 3 4 5 6 7 8 9材料 1Cr11MoV 1Cr12Mo表 3.9.2 中压动叶材料级次 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19材料 1Cr11MoV 1
45、Cr13表 3.9.3 低压动叶材料级次 20/26 21/27 22/28 23/29 24/30 25/31材料 2Cr13 0Cr17Ni4Cu4Nb3.10 轴系和支承系统3.10.1 轴系轴系由汽轮机高中压转子、低压转子、发电机转子以及与此相联接的主油泵、励磁机等组成。机组运行时，转子在轴承、轴承箱、基架和基架所组成的支承系统上旋转，轴系工作的稳定性和可靠性不仅取决于轴系各转子和轴承设计、制造的固有特性，而且还受安装质量、基础特性、运行条件、负荷变化等一系列因素的影响。转子两端支承在轴承上，在重力作用下中部自然向下弯曲，形成一定挠度。轴系安装时，使联轴器中心对齐，端面平行，整个轴系形
46、成一条圆滑过渡的曲线，以免联轴器和轴颈产生额外的挠曲变形，在运行中引起交变应力和振动。Z70902.01/0124本机组安装时低压后轴承标高及扬度均为零，高中压转子前端和发电机转子后端向上翘起，各轴颈的标高和转角以及联轴器张口等还要考虑冷热态的差别和凝汽器与低压外缸连接方式的影响。转子静挠度曲线如图 3.10.1。起始端 DX=0 为转子前端部（汽端为前，发端为后）Z70902.01/0125高中压转子静挠度曲线Z70902.01/01260 0.12mm0 0.12mm低压转子静挠度曲线图 3.10.1Z70902.01/01273.10.2 轴承的型式与结构本机组共 5 个支持轴承，其中汽
47、轮机 3 个，发电机 2 个，为了轴系定位和承受转子轴向力，还有 1 个独立结构的推力轴承，位于高中压转子后端。为尽量减小高中压转子两端轴承的跨距，本机组的推力轴承采用了独立结构，带有球面轴瓦套，并依靠球面的自位能力保证推力瓦块载荷均匀。工作推力瓦和定位推力瓦各 11 块。分别位于转子推力盘两侧的前后，承受轴向推力，成为轴系的相对死点。机组正常运行时，轴向推力向后，最大工况时达 111.36 kN，由位于转子推力盘后端（电机侧）的工作推力瓦承受。特殊情况下可能出现瞬时反推力，由位于推力盘前端（机头侧）的定位推力瓦承受。本机组的 1#4#支持轴承均为带球面轴瓦套的椭圆轴承。3.10.3 轴承箱和
48、基架本机组 1#轴承和主油泵以及液压调节保安部套装在前轴承箱内，2#轴承和推力轴承在中轴承箱 3#和 4#轴承装在后轴承箱内。后轴承箱内容纳联轴器和转子齿环，箱盖上安装盘车机构。后轴承箱内还装有低电间联轴器罩壳及其喷油冷却装置，将低电间联轴器和转子护环罩起来，外部喷油冷却，可以有效地防止齿环鼓风发热引起轴承箱温度升高。所有的轴承箱均采用铸焊结构。前箱滑块采用自滑滑块以减小滑动时的摩擦力。前轴承箱座落在前轴承箱基架上。中轴承箱座落在中轴承箱基架上，后轴承箱座落在后轴承箱基架上，低压缸四周的台板支承在 10 个基架上。所有基架均为铸铁结构。基架由垫铁和地脚螺栓支承和固定在基础上，调好位置和高度后待二次灌浆时固定。基架承担着整个机组的重量，其支承刚性对轴系振动影响很大，一旦形成安装缺陷难以补救，因此要求安装时务必保证质量。支持轴承主要参数见表 3.10.1。Z70902.01/0128表 3-10-1 支持轴承主要参数轴承号 1 2 3 4轴承型式 椭圆轴承 椭圆轴承轴承直径 D mm 300 400 400 420轴承长度 L mm 190 260 260 292长径比 L/D / 0.63 0.65 0.65 0.69进油压力 P0
