300mw汽轮机检修盘车传动系统设计毕业设计论文(编辑修改稿)

300mw汽轮机检修盘车传动系统设计毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

比，焊接转子强度高、刚性好，质量轻，但对焊接性能要求高，这种转子的应用受焊接工艺及检验方法和材料种类的限制。 图 汽轮机转子 陕西理工学院毕业设计论文 第 7 页 共 53 页 组合转子：由整锻结构套装结构组合而成，兼有两种转子的优点。 3） 联轴器 联轴器用来连接汽轮机各个转子以及发电机转子，并将汽轮机的扭矩传给发电机。 现代汽轮机常用的联轴器常用三种形式：刚性联轴器，半挠性联轴器和挠性联轴器。 （ 1）刚性联轴器： 这种联轴器结构结构简单，尺寸小；工作不需要润滑，没有噪声；但是传递振动和轴向位移，对中性要求高。 （ 2）半挠性联轴器 右侧联轴器与主轴锻成一体，而左侧联轴器用热套加双键套装在相对的轴端上。 两对轮之间用波形半挠性套筒连接起来，并以配合两螺栓坚固。 波形套筒在扭转方向是刚性的，在变曲方向刚是挠性的。 这种联轴器主要用于汽轮机－发电机之间，补偿轴承之间抽真空、温差、充氢引起的标高差，可减少振动的相互干扰，对中要求低，常用于中等容量机组 挠性联轴器 通常有两种形式，齿轮式和蛇形弹簧式。 这种联轴器，可以减弱或消除振动的传递。 对中性要求不高，但是运行过程中需要润滑，并且制作复杂，成本较高。 4）静叶片 隔板用于固定静叶片，并将汽缸分成若干个汽室。 5） 动叶片 动叶处安装在转子叶轮或转鼓上，接受喷嘴叶栅射出的高速气流，把蒸汽的动能转换成机械能，使转子旋转。 叶片一般由叶型、叶根和叶顶三个部分组成。 叶型是叶片的工作部分，相邻叶片的叶型部分之间构成汽流通道，蒸汽流过时将动能转换成机械能。 按叶型部分横截面的变化规律，叶片可以分为等截面直叶片、变截面直叶片、扭叶片、弯扭叶片。 等截面直叶片：断面型线和面积沿叶高是相同的，加工方便，制造成本较低，有利于在部分级实现叶型通用等优点。 但是气动性能差，主要用于短叶片。 弯扭叶片：截面型心的连线连续发生扭转，可很好的减小长叶片的叶型损失，具有良好的波动特性及强度，但制造工艺复杂，主要用于长叶片。 叶根是将叶片固定在叶轮或转鼓上的连接部分。 它应保证在任何运行条件下陕西理工学院毕业设计论文 第 8 页 共 53 页 的连接牢固，同时力求制造简单、装配方便。 T 形叶根：加工装配方便，多用于中长叶片。 菌形叶根：强度高，在大型机上得到广泛应用。 叉形叶根：加工简单，装配方便，强度高，适应性好。 枞树型叶根：叶根承载能力大，强度适应性好，拆装方便，但加工复杂，精度要求高，主要用于载荷较大的叶片。 汽轮机的短叶片和中长叶片通常在叶顶用围带连在一起，构成叶片组。 长叶片刚在叶身中部用拉筋连接成组，或者成自由叶片。 围带的作用：增加叶片刚性，改变叶片的自振 频率，以避开共振，从而提高了叶片的振动安全性；减小汽流产生的弯应力；可使叶片构成封闭通道，并可装置围带汽封，减小叶片顶部的漏气损失。 拉筋：拉筋的作用是增加叶片的刚性，以改善其振动特性。 但是拉筋增加了蒸汽流动损失，同时拉筋还会削弱叶片的强度，因此在满足了叶片振动要求的情况下，应尽量避免采用拉筋，有的长叶片就设计成自由叶片。 6)汽封 转子和静体的间的间隙会导致漏汽，这不仅会降低机组效率，还会影响机组安全运行。 为了防止蒸汽泄漏和空气漏入，需要有密封装置，通常称为汽封。 汽封按安装位置的不同，分为通流部 分汽封、隔板汽封、轴端汽封。 7）汽轮机 轴承 轴承是汽轮机一个重要的组成部分，分为径向支持轴承和推力轴承两种类型，它们用来承受转子的全部重力并且确定转子在汽缸中的正确位置。 多有楔轴承（三油楔、四油楔）：轻载、耗功大，高速小机 圆轴承：可承重载，瓦温高 椭圆轴承：可承重载 可倾瓦轴承： 6 瓦块轴承，稳定性好，承载范围大，耗油量较大 推力轴承： 1）固定瓦块式：承载能力小，用于小机组 2）可倾瓦块式： ①密切尔式： 瓦块背面线接触 ② 金斯伯里式： 瓦块背面点接触 汽轮机种类 汽轮机种类很多，并有不同的分类方法。 陕西理工学院毕业设计论文 第 9 页 共 53 页 1） 按结构 有单级汽轮机和多级汽轮机；各级装在一个汽缸内的单缸汽轮机，和各级分装在几个汽缸内的多缸汽轮机；各级装在一根轴上的单轴汽轮机，和各级装在两根平行轴上的双轴汽轮机等。 2） 按工作原理 有蒸汽主要在各级喷嘴 (或静叶 )中膨胀的冲动式汽轮机；蒸汽在静叶和动叶中都膨胀的反动式汽轮机；以及蒸汽在喷嘴中膨胀后的动能在几列动叶上加以利用的速度级汽轮机。 3） 按热力特性 有为凝汽式、供热式、背压式、抽汽式和饱和蒸汽汽轮机等类型。 凝汽式汽轮机排出的蒸汽流入凝汽器，排汽压力低于大气压力，因此具有良好的热力性能，是最为常用的一种汽轮机；供热式汽轮机既提供动力驱动发电机或其他机械，又提供生产或生活用热，具有较高的热能利用率；背压式汽轮机的排汽压力大于大气压力的汽轮机；抽汽式汽轮机是能从中间级抽出蒸汽供热的汽轮机；饱和蒸汽轮机是以饱和状态的蒸汽作为新蒸汽的汽轮机。 4） 按用途 可分为为电站汽轮机、工业汽轮机、船用汽轮机等。 5） 按汽缸数目 可分为单缸汽轮机、双缸汽轮机和多缸汽轮机。 6） 其他 另外还可按照蒸汽初压 (低压、中压、高压、超高压、亚临界、超临界 )、排列方式 (单轴、双轴 )等进行分类。 汽轮机 优点 与往复式蒸汽机相比，汽轮机中的蒸汽流动是连续的、高速的，单位面积中能通过的流量大，因而能发出较大的功率。 大功率汽轮机可以采用较高的蒸汽压力和温度，故热效率较高。 19世纪以来，汽轮机的发展就是在不断提高安全可靠性、耐用性和保证运行方便的基础上，增大单机功率和提高装置的热经济性。 发展前景 汽轮机的出现推动了电力工业的发展，到 20世纪初，电站汽轮机单机功率已达 10 兆瓦。 随着电力应用的日益广泛，美国纽约等大城市的电站尖峰负荷在 20陕西理工学院毕业设计论文 第 10 页 共 53 页 年代已接近 1000 兆瓦，如果单机功率只有 10 兆瓦，则需要装机近百台，因此 20年代时单机功率就已增大到 60兆瓦， 30年代初又出现了 165兆瓦和 208 兆瓦的汽轮机。 此后的经济衰退和第二次世界大战期间爆发，使汽轮机单机功率的增大处于停顿状态。 50 年代，随着战后经济发展，电力需求突飞猛进，单机功率又开始不断增大，陆续出现了 325～ 600 兆瓦的大型汽轮机； 60 年代制成了 1000 兆瓦汽轮机； 70 年代，制成了 1300兆瓦汽轮机。 现在许多国家常用的单机功 率为 300～ 600兆瓦。 汽轮机在社会经济的各部门中都有广泛的应用。 汽轮机种类很多，并有不同的分类方法。 汽轮机的蒸汽从进口膨胀到出口，单位质量蒸汽的容积增大几百倍，甚至上千倍，因此各级叶片高度必须逐级加长。 大功率凝汽式汽轮机所需的排汽面积很大，末级叶片须做得很长。 汽轮机装置的热经济性用汽轮机热耗率或热效率表示。 汽轮机热耗率是每输出单位机械功所消耗的蒸汽热量，热效率是输出机械功与所耗蒸汽热量之比。 对于整个电站，还需考虑锅炉效率和厂内用电。 因此，电站热耗率比单独汽轮机的热耗率高，电站热效率比单独汽轮机的 热效率低。 一座汽轮发电机总功率为 1000 兆瓦的电站，每年约需耗用标准煤 230 万吨。 如果热效率绝对值能提高 1%，每年可节约标准煤 6 万吨。 因此，汽轮机装置的热效率一直受到重视。 为了提高汽轮机热效率，除了不断改进汽轮机本身的效率，包括改进各级叶片的叶型设计 (以减少流动损失 )和降低阀门及进排汽管损失以外，还可从热力学观点出发采取措施。 根据热力学原理，新蒸汽参数越高，热力循环的热效率也越高。 早期汽轮机所用新蒸汽压力和温度都较低，热效率低于 20%。 随着单机功率的提高， 30年代初新蒸汽压力已提高到 3～ 4 兆帕，温度为 400～ 450℃。 随着高温材料的不断改进，蒸汽温度逐步提高到 535℃ ，压力也提高到 6～ 兆帕，个别的已达 16 兆帕，热效率达 30%以上。 50年代初，已有采用新蒸汽温度为 600℃ 的汽轮机。 以后又有新蒸汽温度为 650℃ 的汽轮机。 现代大型汽轮机按照其输出功率的不同，采用的新蒸汽压力又可以分为各个压力等级，通常采用新蒸汽压力 ～ 26 兆帕，新蒸汽温度和再热温度为 535～578℃ 的超临界参数 ,或新汽压力为 兆帕、新汽温度和再热温度为 535℃ 的亚临界参数。 使用这些汽轮机的热效率约为 40%。 陕西理工学院毕业设计论文 第 11 页 共 53 页 另外，汽轮机的排汽压力越低，蒸汽循环的热效率就越高。 不过排汽压力主要取决凝汽器的真空度，真空度又取决于冷却水的温度和抽真空的设备（通常称为真空泵），如果采用过低的排汽压力，就需要增大冷却水流量、增大凝汽器冷却水和冷却介质的换热面、降低被使用的冷却水的温度和抽真空的设备，较长的末级叶片，但同时真空太低又会导致汽轮机汽缸（低压缸）的蒸汽流速加快，使汽轮机汽缸（低压缸）差胀加剧，危及汽轮机安全运转。 凝汽式汽轮机常用的排汽压力为 5~10 千帕（一个标准大气压是 101325 帕斯卡）。 船用汽轮机组为了减轻重量，减小尺 寸 ,常用 ～ 兆帕的排汽压力。 此外，提高汽轮机热效率的措施还有，采用回热循环、采用再热循环、采用供热式汽轮机等。 提高汽轮机的热效率，对节约能源有着重大的意义。 大型汽轮机组的研制是汽轮机未来发展的一个重要方向，这其中研制更长的末级叶片，是进一步发展大型汽轮机的一个关键；研究提高热效率是汽轮机发展的另一方向，采用更高蒸汽参数和二次再热，研制调峰机组，推广供热汽轮机的应用则是这方面发展的重要趋势。 现代核电站汽轮机的数量正在快速增加，因此研究适用于不同反应堆型的、性能良好的汽轮机具有特别重 要的意义。 全世界利用地热的汽轮机的装机容量， 1983 年已有 3190 兆瓦，不过对熔岩等深层更高温度地热资源的利用尚待探索；利用太阳能的汽轮机电站已在建造，海洋温差发电也在研究之中。 所有这些新能源方面的汽轮机尚待继续进行试验研究。 另外，在汽轮机设计、制造和运行过程中，采用新的理论和技术，以改善汽轮机的性能，也是未来汽轮机研究的一个重要内容。 例如：气体动力学方面的三维流动理论，湿蒸汽双相流动理论；强度方面的有限元法和断裂力学分析；振动方面的快速傅里叶转换、模态分析和激光技术；设计、制造工艺、试验测量和运行 监测等方面的电子计算机技术；寿命监控方面的超声检查和耗损计算。 此外，还将研制氟利昂等新工质的应用，以及新结构、新工艺和新材料等。 目前发展瓶颈主要在材料上，材料问题解决了，单片的功率就可以更 大。 汽轮机常见问题 在汽轮机运行过程中，汽轮机渗漏和汽缸变形是最为常见的设备问题，汽缸结合面的严密性直接影响机组的安全经济运行，检修研刮汽缸的结合面，使其达到严密，是汽缸检修的重要工作，在处理结合面漏汽的过程中，要仔细分析形成陕西理工学院毕业设计论文 第 12 页 共 53 页 的原因，根据变形的程度和间隙的大小，可以综合的运用各种方法，以达到结合面严密的要求。 汽轮机汽缸漏气产生原因 ： 1）汽缸是铸造而成的，汽缸出厂后都要经过时效处理，就是要存放一些时间，使汽缸在住铸造过程中所产生的内应力完全消除。 如果时效时间短，那么加工好的汽缸在以后的运行中还会变形，这就是为什么 有的汽缸在第一次泄漏处理后还会在以后的运行中还有漏汽发生。 因为汽缸还在不断的变形。 2） 汽缸在运行时受力的情况很复杂，除了受汽缸内外气体的压力差和装在其中的各零部件的重量等静载荷外，还要承受蒸汽流出静叶时对静止部分的反作用力，以及各种连接管道冷热状态下对汽缸的作用力，在这些力的相互作用下，汽缸发生塑性变形造成泄漏。 3） 汽缸的负荷增减过快，特别是快速的启动、停机和工况变化时温度变化大、暖缸的方式不正确、停机检修时打开保温层过早等，在汽缸中和发兰上产生很大的热应力和热变形。 4） 汽缸在机械加工的过程中或经 过补焊后产生了应力，但没有对汽缸进行回火处理加以消除，致使汽缸存在较大的残余应力，在运行中产生永久的变形。 5） 在安装或检修的过程中，由于检修工艺和检修技术的原因，使内缸、汽缸隔板、隔板套及汽封套的膨胀间隙不合适，或是挂耳压板的膨胀间隙不合适，运行后产生巨大的膨胀力使汽缸变形。 6） 使用的汽缸密封剂质量不好、杂质过多或是型号不对；汽缸密封剂内若有坚硬的杂质颗粒就会使密封面难以紧密的结合。 VIF900 高温汽缸密封剂是最新汽轮机汽缸密封材料，高、中、低压缸可通用，避免了型号选择不当而造成的汽缸泄漏。 7） 汽缸螺栓的紧力不足或是螺栓的材质不合格。 汽缸结合面的严密性主要靠螺栓的紧力来实现的。 机组的起停或是增减负荷时产生的热应力和高温会造成螺栓的应力松弛，如果应力不足，螺栓的预紧力就会逐渐减小。 如果汽缸的螺栓材质不好，螺栓在长时间的运行当中，在热应力和汽缸膨胀力的作用下被拉长，发生塑性变形或断裂，紧力就会不足，使汽缸发生泄漏的现象。 8） 汽缸螺栓紧固的顺序不正确。 一般的汽缸螺栓在紧固时是从中间向两边同时紧固，也就是从垂弧最大处或是受力变形最大的地方紧固，这样就会把变形最陕西理工学院毕业设计。