汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械能的一种旋转式原动机,工作原理是蒸汽通过透平喷嘴(静叶片)时,将蒸汽的热能转换成蒸汽高速流动的动能,然后高速气流通过工作叶片时,将蒸汽的动能转换成透平转子旋转的机械能;汽轮机由本体、辅机系统、调节控制系统等组成,结构图如下:   

     

     
  汽轮机本体主要由转子、静子、轴承及轴承箱、盘车装置四大部分构成。
  一、转子:汽轮机通流中的转动部分,由主轴、叶轮、叶片、联轴器等主要零部件组成, 转子工作时,作高速旋转,除了要转换能量,传送扭矩外,还要承受动叶片和主轴上各零件质量所产生的离心力,各部温差引起的热应力,所以转子是汽轮机中极为重要的部件之一,结构详解图如下:
    
  汽轮机各转子之间以及汽轮机转子与发电机转子之间均采用联轴器连接,用以传递扭矩和轴向力,联轴器结构图:
       
   
  二、静子: 汽轮机通流中的静止部分及汽轮机的外壳部分,由汽缸、 隔板及隔板套、进汽部分、排汽部分、汽封和轴封等主要零部件组成, 结构详解图如下:
       
  汽轮机有静子和转子两大部分,运行时转子高速旋转.静子固定,因此转子和静子之间必须保持一定的间隙,才能不使相互碰磨。蒸汽流过汽轮机各级工作时,压力、温度逐级下降,在隔板两侧存在着压差。当动叶有反动度时,动叶片前后也存在着压差。蒸汽除了绝大部分从导叶、动叶的通道中流过作功外,一小部分将会从各处间隙中流过而不作功,成为一种损失,降低了汽轮机的效率。转子大轴还必须穿出汽缸,支承在轴承上.此处也必须要留有间隙,对于高中压缸的两端,汽缸内的蒸汽压力大于外界大气压力.蒸汽将会漏出来,降低效率,并造成部分凝结水损失。在低压缸的两端,因汽缸内的蒸汽压力低于外界大气压力,在主轴穿出汽缸处的间隙中,将会有空气漏入汽缸内。为了减少上述各处间隙中的漏汽(或从外部漏入空气),又要保证汽轮机正常安全运行,特设置了各种汽封,这些汽封可分为通流部分汽封、隔板汽封和汽缸前后汽封三大类,结构示意图如下:
    


  三、轴承及轴承箱:支持轴承用来承受转子的重量并保持转子的径向位置,推力轴承用来固定转子的轴向位置,轴承箱用来安装轴承和轴承座,结构详解图如下:
   
  汽轮机轴承按作用可分为两类:一类是支持转子重量的径向轴承,作用除支撑转子的重量外,还确定转子的径向位置,保证转子和静止部分同心,使各转子的中心线一致,并承受转子振动的冲击力,同时,通过润滑,使转子工作时轴承上产生的摩擦损失为最小;另一类是承受转子轴向推力的推力轴承,承受转子的剩余轴向推力,同时也确定转子的轴向位置,高、中压转子上推力盘的工作面是整个转子组相对于汽缸的膨胀死点,当动静之间的相对位置调整好后,就依靠推力轴承来维持。

     
  四、盘车装置:在进汽冲转前及停汽停机后使汽轮机继续保持低速 旋转的装置,由电动机、减速器、离合器、操纵机构构成,结构详解图如下:
     
  
盘车装置就是起到这个用人力将电机转动几圈的作用:启动电机前,用人力将电机转动几圈,用以判断由电机带动的负荷(即机械或传动部分)是否有卡死而阻力增大的情况,从而不会使电机的启动负荷变大而损坏电机(即烧坏)。   

  当需要投入盘车时,先拔出保险销,推手柄,手盘电动机联轴器直至啮合齿轮与盘车齿轮全部啮合。当手柄被推至工作位置时,行程开关接点闭合,接通盘车电源,电动机起动至全速后,带动汽轮机转子转动进行盘车。
  当汽轮机起动冲转后,转子的转速高于盘车转速时,使啮合齿轮由原来的主动轮变为被动轮,即盘车齿轮带动啮合齿轮转动,螺旋轴的轴向作用力改变方向,啮合齿轮与螺旋轴产生相对转动,并沿螺旋轴移动退出啮合位置,手柄随之反方向转动至停用位置,断开行程开关,电动机停转,基本停止工作。 若需手动停止盘车,可手揿盘车电动机停按钮,电动机停转,啮合齿轮退出,盘车停止。


    
  慎德汽轮机公司工程师杨工已在汽轮机行业精耕细作了三十多年,精通汽轮机工作原理和结构、
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2018年10月07日

汽轮机和燃气轮机
汽轮机工作原理

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