浙国华维护技术培训教材-汽机专业.doc
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运行维护技术培训教材——汽机专业
目录
第一章汽机概述 4
第一节汽机概述 4
第二节汽机系统设备简介 6
第三节主要技术规范 7
第二章汽轮机本体 10
第一节高压部分 12
第二节中压部分 14
第三节低压部分 17
第四节隔板套 21
第五节蒸汽室 23
第六节汽轮机滑销系统 25
第七节轴承与轴承座 28
第八节主汽阀、调速汽阀、中压联合汽阀 38
第九节轴向推力及其平衡 39
第十节机组轴系找中 39
第三章汽轮机旁路系统 42
第一节旁路系统概述 42
第二节旁路的型式及组成 45
第三节性能及技术参数 46
第四节旁路系统运行及保护 47
第四章汽轮机本体的辅助系统 50
第一节顶轴油系统 50
第二节盘车装置 52
第三节高压加热器 56
第四节除氧器及低压加热器 76
第五章汽轮机高压抗燃油系统 85
第一节设计原则 85
第二节EH供油系统 87
第三节执行机构 91
第四节EH油系统的运行 100
第五节危急遮断系统 104
第六章危急跳闸保护系统 108
第一节概述 108
第二节主要设备及结构 108
第七章超速保护及防护 111
第一节机械超速保护 111
第二节就地手动脱扣复位 112
第三节遥控复位 113
第四节充油试验 114
第五节超速保护试验与调整 115
第六节电气超速保护 116
第八章汽轮机润滑油系统 118
第一节系统概述 118
第二节润滑油系统的系统流程及工作原理 120
第三节润滑油系统的组成 122
第四节润滑油系统的调试 130
第五节润滑油系统的运行 130
第九章发电机密封油系统 133
第一节系统概述 133
第二节工作流程 134
第三节技术数据 137
第四节密封油系统投运：
138
第五节油泵的运行方式和联锁保护 140
第十章发电机定子冷却水系统 142
第一节系统设计原则与概述 142
第二节定子冷却水运行维护 143
第十一章汽轮机真空系统 150
第一节真空系统的原理及作用 150
第二节水环式真空泵的工作原理和技术规范 151
第三节系统运行维护 155
第四节水侧真空系统 157
第十二章凝汽器设备及系统 158
第一节系统概述 158
第二节凝汽器 159
第二节凝结水泵：
164
第十三章给水泵组 173
第一节系统概述 173
第二节给水泵组 174
第十四章循环水系统 184
第一节系统流程及运行特点 184
第二节循环水泵的技术规范及原理结构 184
第三节XKC型旋转滤网 188
第十五章小汽轮机 198
第一节给水泵汽轮机性能特点 198
第二节给水泵汽轮机的安装位置和结构特点：
199
第三节工作原理 201
第四节给水泵汽轮机的技术数据：
202
第十六章主机胶球清洗系统 205
第一节概述 205
第二节设备技术规范 206
第三节运行方式 207
第十七章国产600MW机组常见故障的分析及预防措施 208
附录:
名词解释 256
第一章汽机概述
第一节汽机概述
1．600MW机组类型概述
1．1国产600MW机组按结构基本分为以下几种类型
1）上海汽轮机厂和哈尔滨汽轮机厂生产的600MW机组
上海汽轮机厂和哈尔滨汽轮机厂生产的机组类型为N600-16.7/538/538，最大连续出力可达648.624MW。
是汽轮机生产厂家在引进美国西屋电气公司技术的基础上，对通流部分作了设计改进后的新型机组，它采用积木块式的设计。
形式为亚临界参数、一次中间再热、单轴、四缸、四排汽凝汽式汽轮机。
具有较好的热负荷和变负荷适应性，采用数字式电液调节（DEH）系统。
机组能在冷态、温态、热态和极热态等不同工况下启动。
N600汽轮机通流级数为58级。
（1+11，2X9，2X2X7）
2）东方汽轮机厂生产的600MW机组
东方汽轮机厂生产的600MW机组是引进日本日立公司技术，单轴、三缸、四排汽、亚临界、一次中间再热、双背压、凝汽冲动式汽轮机。
高中压缸采用合缸结构，轴承数量少，机组布置紧凑。
高压缸调节级采用单列冲动式，高中低压缸叶片全部采用冲动式，其中高压缸为9级、中压缸为5级、低压缸为2×2×7级。
高中压转子和低压转子全部采用合金锻件整体加工，具有良好的蠕变断裂强度和延展性。
采用改进型转子，其高低迷宫式汽封和较大弯曲半径的轮盘根部，可以减小汽轮机寿命损耗，使汽轮机能够保持较高的内效率。
3）其他类型机组
风冷型机组：
1．2．按热力过程可分为：
1．2．1凝汽式汽轮机（N）
1．2．2一次调整抽汽式汽轮机（C）
1．2．3二次调整抽汽式汽轮机（C、C）
1．2．4背压式汽轮机（B）
1．3．按工作原理可分为：
1．3．1冲动式汽轮机
1．3．2反动式汽轮机
1．3．3冲动反动联合式汽轮机
1．4．按新蒸汽压力可分为：
1．4．1低压汽轮机（1.18-1.47Mpa）
1．4．2中压汽轮机（1.96-3.92Mpa）
1．4．3高压汽轮机（5.88-9.81Mpa）
1．4．4超高压汽轮机（11.77-13.75）
1．4．5亚临界汽轮机（15.69-17.65）
1．4．6超临界汽轮机（>22.16）
以岱电一期机组为例：
N600-16.7/538/538汽轮机
“N”表示：
汽轮机为凝汽式
“600”表示：
机组的功率为600MW
“16.7/538/538”表示：
进入高压汽缸的主蒸汽参数为16.7MPa，538℃，经再热后进入中压汽缸的再热蒸汽温度为538℃。
（注释：
临界点：
随着压力的增高，饱和水线与干饱和蒸汽线逐渐接近，当压力增加到某一数值时，二线相交，相交点即为临界点。
临界点的各状态参数称为临界参数，对水蒸汽来说：
其临界压力Pc=22.129Mpa，临界温度为：
Tc=374.15℃，临界比容为Vc=0.003147m3/Kg）
第二节汽机系统设备简介
1．上汽、哈汽600MW机组设备简介
汽轮机有一个单流的高压缸、一个双流的中压缸和两个双流的低压缸组成；总通流级数为58级。
高中压汽缸为双层缸结构，低压汽缸为三层缸结构，能够节省优质钢材，缩短启动时间。
汽机各转子均为无中心孔转子，采用刚性联接，，提高了转子的寿命及启动速度。
汽轮机设有一个推力轴承和八个径向轴承。
推力轴承为单独的滑动式自位推力轴承。
高、中压转子的径向轴承采用四瓦块的可倾瓦轴承，自位性能好。
#1低压转子的前轴承采用两瓦块可倾瓦轴承，这种轴承不仅有良好的自位性能，而且能承受较大的载荷，运行稳定。
低压转子的另外三个轴承为圆筒轴承，能承受更大的负荷。
主机的润滑油管路采用套装式设计，可有效地防止因高压油泄漏导致的火灾事故发生。
该汽轮机采用八级抽汽，分别用于4台低加、1台除氧器、3台高加及小汽机、热网等的加热汽源。
N600-16.7/538/538汽轮机采用一次中间再热，其优点是提高机组的热效率，在同样的初参数条件下，再热机组一般比非再热机组的热效率提高4%左右，而且由于末级蒸汽湿度较非再热机组大大降低，因此，对防止汽轮机组低压末级叶片水蚀特别有利。
但是中间再热式机组的热力系统比较复杂。
每台机组的给水系统配备沈阳水泵厂生产的2台50%容量的汽动给水泵组和1台30%容量的电动调速给水泵组。
两台汽泵并列运行可满足主机带120%的额定负荷，当一台汽动给水泵和电动给水泵并列运行能满足机组在TRL工况下的给水容量要求，充分地考虑到了机组运行的可靠性和灵活性。
凝结水系统为单级泵系统，每台机组设置沈阳水泵厂生产的两台全容量凝结水泵，一台运行一台备用。
凝汽器是由上海动力设备有限公司制造的双背压、双壳体单流程、表面式凝汽器，采用钛管材，冷却面积为34000m2，可满足机组设计参数的要求。
循环水系统采用直流循环供水系统。
循环水采用岱海湖水，循环水泵为沈阳水泵厂生产的立式斜流泵，每台机组2台，冬季工况为1运1备，夏季为2台运行无备用。
机组采用开闭结合的冷却水系统，管束管径较大的冷却器采用开式冷却水；对于转动机械的过瓦水和管束管径较小的冷却器采用闭式循环水，这样可在保证设备运行安全的前提下尽量减少闭式冷却水用量，采用较小的闭式冷却水换热器，从而节省了投资.上海汽轮机厂生产的N600-16.7/538/538型机组采用积木块式的设计。
两台机组共用一套润滑油储存补充装置，节省投资，便于布置。
主厂房采用钢结构，并进行了合理优化，在保证电厂运行维护和检修条件的前提下，把主厂房和集控楼的体积合理压缩，适当安排电气和热控设备的地理分散，从而节省管道、电缆和土建三材用量，节省了投资。
保证了电厂在整个寿命期内具有良好的经济性。
2．上汽、哈汽600MW汽轮机汽水流程
新蒸汽从高压缸下部进入置于该机两侧的两个固定支承的高压主汽调节联合阀，由两侧各二个调节阀流出，经过四根高压导汽管进入高压缸喷嘴室，高压缸为单、顺流结构，蒸汽通过四组喷嘴组进入调节级及11级高压压力级后由高压缸下部两侧排出进入再热器。
再热后的蒸汽从机组两侧的两个固定支承的中压再热主汽调节联合阀及四根中压导汽管从中部进入分流的中压缸，经过正反各9级反动式压力级后，从中压缸上部4个排汽口排出，合并成两根连通管，分别进入1号2号低压缸。
低压缸为双分流结构，蒸汽从中部流入，经过正反向各7级反动式压力级后，从4个排汽口向下排入2个凝汽器。
排入凝汽器的乏汽凝结成凝结水,由凝结水泵升压后经化学精处理装置、汽封冷却器、四台低加被轴封漏汽和四段低压抽汽加热，最后进入除氧器，除氧水由给水泵升压后经三台高加进入锅炉省煤器，构成热力循环。
3．相应参考图见《热力系统图-第一章用图》
第三节主要技术规范
1、额定基本参数（以上汽600MW机组为例）：
型号 N600-16.7/538/538
铭牌出力603.7MW
结构形式 亚临界、一次中间再热、单轴、四缸、四排汽、反动式、冷凝式
主汽压力 16.7MPa
主汽温度 538℃
再热汽压力 3.194MPa
再热汽温度 538℃
背压 11.8kPa（a）
冷却水温 18℃
给水温度 278.2℃
转速 3000r/min
旋转方向 从汽轮机端向发电机端看为顺时针
汽轮机抽汽级数8级
通流级数 58级
高压部分级数 I+11级，叶片全部由围带固定
中压部分级数 2×9级，叶片全部由围带固定
低压部分级数2×2×7级，其中前5级叶片由围带固定；次末级叶片为自由叶片；
末级叶片由两道拉筋分组固定，为防水蚀叶片。
低压缸末级叶片长度905mm
2、热耗考核工况下各级抽汽参数（以上汽600MW机组为例）:
抽汽级数
流量kg/h
压力MPa（a）
温度℃
允许的最大汽量kg/h
第一级（至1号高加）
126846
5.7281
376.4
第二级（至2号高加）
146108
3.5077
312.3
第三级（至3号高加）
68173
1.5699
432.7
第四级（至除氧器）
71389
0.7157
325.0
第四级（至给水泵汽轮机）
63634
0.7157
325.0
第四级（至厂用汽）
第五级（至5号低加）
60284
0.2944
221.0
第五级（至厂用汽）
第六级（至6号低加）
38229
0.1264
133.8
第七级（至7号低加）
60251
0.0681
89.2
第八级（至8号低加）
53123
0.0211
61.2
3、汽轮发电机组临界转速（以上汽600MW机组为例）：
轴段名称
一阶临界转速（r/min）
二阶临界转速（r/min）
设计值（轴系）
设计值（单轴）
设计值（轴系）
设计值（单轴）
高压转子
1880
1840
＞4000
＞4000
中压转子
1790
1660
＞4000
＞4000
低压转子Ⅰ
1590
1560
＞4000
＞4000
低压转子Ⅱ
1630
1610
＞4000
＞4000
发电机转子
820
750
2300
2200
第二章汽轮机本体
汽机本体整体结构图（上汽、哈汽600MW机组）：
上海N600-16.7/538/538汽轮机外观图
外形图（侧视图）
外形图（俯视图）
第一节高压部分
1、高压缸体（上汽、哈汽600MW机组）
1.1双层缸结构，这样在启停和变负荷运行时，缸壁内外表面之间的温度差较小。
对于一定的汽缸金属材料来说，汽缸壁的热应力也较小，因此有利于缩短启动时间和提高汽轮机对负荷的适应性。
双层缸比单层缸结构复杂，零件增多，因而制造、安装和检修等工作量和材料量都有所增加。
600MW汽轮机高压缸双层结构的设计有其独特的优点，及内缸承受蒸汽的温差小、压差大，而外缸承受的温差大、压差小。
因此内缸壁中温度梯度不大。
引起的热应力较小；外缸虽承受大温差，但由于缸壁承压小，在工况变化过程中，能承受较大的热应力。
由于这种设计特点，可以将汽缸壁和法兰厚度做得薄些，在温度变化时（工况变化时），法兰、螺栓的温度变化速度较快，这样就不必另设加热装置对法兰螺栓进行加热，从而取消了加热装置。
1.2高压外缸为铬钼合金钢铸件，沿水平中分面分开，形成上缸和下缸。
在其电机端有4个进汽口，上、下半各两个，通过4根挠性主蒸汽进汽管与调节汽阀出口相连，主蒸汽管焊于外缸上，且经3道活塞环插入高压内缸的高压进汽连接管内蒸汽室供汽。
蒸汽室是由活塞环与高压内缸连接而成的。
高压缸的排汽口在其调阀端的下部，左右侧各一，共两个。
下半缸还有第一级抽汽口，口径为Φ273mm。
高压外缸内部装有高压内缸、高压隔板套及前、后汽封。
汽缸上半设有开口，供现场动平衡时安装平衡螺塞用。
在下部两端面处有凸台，用以固定定中心梁，以保证汽缸和轴承座的对中。
为方便定中心梁的安装，采用偏心套筒销来定位，使安装工艺大为简化。
汽缸中分面用长螺栓紧固，精加工后进行水压试验。
1.3高压外缸两端由4个猫爪分别支承于前轴承座和中轴承座上。
猫爪的支承面与汽缸的水平中分面一致，这样保证了猫爪受热膨胀时，汽轮机动、静部分间的间隙不受影响。
1.4高压缸外缸中部及调阀端（排汽端）的最高点和最低点，设有测量金属温度的热电偶，作为检测积水用。
在高压外缸相应部位上设置有凸台和通孔，以供穿过外缸安装测量第一级金属及蒸汽温度、高压隔板套积水、高压平衡活塞漏汽及金属温度的热电偶。
在其上还设置有测量两端壁金属温度及高排蒸汽温度热电偶的安装孔。
1.5高压内缸亦为铬钼合金钢铸件，为一具有中分面的鼓状圆筒结构，该结构简单对称，热应力小，内缸上、下半用法兰螺栓联接固定。
高压内缸用固定于下半缸的支承键支托于外缸水平中分面的下垫片处，并有上垫片限制其向上窜动，从而保证了内缸的水平位置。
其轴向定位是借助于凸肩的配合，横向是靠位于顶部和底部的中心定位销与外缸定位的。
这样，既能保证内缸轴线的正确位置，又允许其自由膨胀。
在高压内缸装有高压蒸汽室（喷嘴室），高压平衡活塞汽封和高压隔板套。
1.6高压蒸汽室和高压平衡活塞汽封与内缸的支撑方式亦为设置支撑键。
高压隔板套之电机端以凹槽与高压内缸上之凸缘相连，靠近中部通过支撑键支撑于高压外缸上。
为防止高压隔板套安装时的前倾趋向，在其电机端有一辅助支撑，支撑于高压内缸的中分面上。
内缸的中分面螺栓、支撑键、垫片和定位销均采用不锈钢材料。
在内缸的两端端部都开有孔，以供现场需作动平衡时，向转子上安装平衡螺塞用。
内缸下半底部开有疏水孔，通过环形挠性疏水管穿过外缸引出，用来排去内缸进汽腔的积水。
在高压内缸部分有个需注意的特殊结构，就是在开启高压内缸上半时，一定要装上吊住蒸汽室上半的专用螺钉，以防止因摩擦而将蒸汽室上半带起，在起吊移动过程中落下损坏。
而在扣好高压内缸后，则一定要拆下该螺钉。
这是蒸汽室本身结构决定的。
2、高压转子（上汽、哈汽600MW机组）
2.1长度6144mm。
重量17.68t。
2.2高压转子从靠近中压缸部分开始，依次有：
联轴器、推力轴承、转子轴向位移盘、#2轴颈、高压缸前轴封（包括平衡活塞）、然后是调节级、各压力级动叶片、后轴封、#1轴颈、联轴器、短轴。
短轴上装有主油泵叶轮机危急保安器、测转子晃度、转速装置。
高压转子共有12级动叶，第一级为单列冲动式调节级，其余压力级均为反动式。
2.3由于反动级动叶片前后压降较大，为避免在转子上产生过大的轴向推力，转子上没有设叶轮而采用转鼓式结构，各级动叶片直接安装在转子上开出的叶片槽中。
即使这样，转子上所承受的轴向推力仍大大高于冲动式汽轮机。
为了减少转子所承受的总的轴向推力，保证推力轴承的安全工作，在转子进汽端设置了平衡活塞。
2.4高压转子为单、顺流结构。
这种流程较调节级反流的布置减小了流动损失，提高了内效率。
转子支撑于两可倾瓦型颈向轴承上，跨距为4845mm，装上叶片的转子重为17.68t。
高压转子调阀端连接一接长轴，其上装有主油泵轮及危急遮断器。
电机端有推力盘，并与中压转子刚性联结，联轴器与转子锻成一体，有足够的强度和刚性。
高压转子上有一调节级和11级压力级。
在近电机端有高压平衡活塞，来平衡高压转子自身产生的轴向推力。
高压转子的调节级叶片为“三胞胎三叉三销钉”结构，这种结构强度高，振动特性好，具有很高的运行可靠性。
高压转子的压力级叶片都采用三元流可控涡叶型，并全部采用倒T型叶根。
与枞树型叶根相比，倒T型叶根可避免轴向漏汽，这对压差大且采用反动式压力级的高压缸来说是很有经济价值的。
2.5高压缸各级动叶片是用铆接围带连接成组。
在各级动叶片围带处，均装有径向汽封以减少漏汽损失。
在转子上各级之间车制有台阶形汽封槽，以便和各级隔板上的汽封高、低齿相配形成迷宫式汽封，减少隔板漏汽。
此外，在转子两端亦具有成组的台阶形汽封槽，用于组成前、后端汽封，以防止汽缸端壁轴伸出处蒸汽外泄。
第二节中压部分
1、中压缸体（上汽、哈汽600MW机组）
1.1再热蒸汽经过中压主汽门、调节汽门进入中压缸，虽然此时蒸汽压力不高，但在中压缸进汽部分的温度却很高，为538℃，因此，为减少汽缸中的热应力，中压缸仍采用双层缸结构。
中压缸为反向分流式，就温度水平而言，中压缸中部处于高温区，两端温度、压力较低，处于低温区。
因此，两端的轴封漏汽损失小，轴瓦受轴封漏汽的影响也小。
由于采用了左右对称结构，中压转子基本上不产生剩余的轴向推力，所以不必设置平衡活塞，简化了结构。
为了改善中压转子中部的工作环境，运行中有部分高压缸排汽通过中压缸上、下内缸上中孔的定位销和上、下缸导流板的孔进入中压缸转子的中部。
这股汽流在转子中部分左右两路流向中压缸第一级静叶和动叶的根部之间，进入动叶汽道。
流动过程中，它冷却了中压缸转子中部及进汽导流板，但它也干扰了中压第一级叶片中蒸汽的流动，使该级内效率降低。
中压内缸相对于外缸的膨胀死点，位于导流环定位销的横截面处。
中压缸两端的内汽封装在外缸上。
汽轮机的三段抽汽设在中压第五级后，对内缸有一定的冷却作用。
中压缸的排汽从两端上部的四个排汽口排出。
中压外缸为双流对称结构，为铬钼合金钢铸件，其中部有4个进汽口，上下半各两个，通过4根挠性管道与再热蒸汽调节阀出口相连，再热后的蒸汽经焊接于外缸的的挠性套筒向内缸供汽。
4个排汽口设置在上半缸的两端，中压缸排汽经两根中低压连通管分别送入#1和#2低压缸。
1.2中压外缸内部装有中压内缸与两个#2中压隔板套（每端一个），两端的中心孔处装有端汽封。
汽封法兰面以上设有开口，以供现场转子动平衡时安装平衡螺塞用，而在下部两端壁上有凸台，用来安装紧固定中心梁用，以保证汽缸与轴承座的对中。
汽缸上下水平中分面用长螺栓紧固，精加工后，进行水压试验。
中压缸外端有4只猫爪分别支撑于中轴承座及#1低压缸调阀端轴承座上，其紧固螺栓与孔、螺母与猫爪之间均留有间隙，以保证其自由膨胀。
猫爪的支撑面与汽缸的水平中分面保持一致，当猫爪受热膨胀时，不会引起汽缸水平中心线的变化。
这就保证了汽轮机动、静部分间的径向间隙不受影响，提高了机组运行的安全性。
中压外缸中段的最高点和最低点，设有测量金属温度的热电偶，作检测积水用。
在下半尚设有凸台和径向通孔，供安装穿过外缸的测量内缸金属温度热电偶用。
1.3中压内缸也为铬钼合金钢铸件，采用具有中分面的鼓状圆筒结构，该结构简单对称，热应力小，内缸上、下半用法兰螺栓固定，内缸用固定于下半缸的支承键支托于外缸水平中分面的下垫片处，并有上垫片限制其向上窜动，从而保证了内缸的水平位置。
其轴向定位是借助于凸肩的配合，横向是靠位于顶部和底部的中心定位销与外缸定位的。
这样，既能保持内缸轴线的正确位置，又允许其自由膨胀。
在内缸的进汽中心线处装有对称的进汽导流环。
它引导蒸汽进入双流的叶片通道，并保护转子不受高温蒸汽的直接冲刷。
为改善受再热蒸汽包围的中压缸进汽处受高温影响区域的叶根和转子的蠕变强度，并且减少转子弯曲的可能性，再中压缸装备有蒸汽冷却系统，用以降低前述部位叶根和转子的温度。
冷却蒸汽来自高压缸排汽，是通过进汽导流环上之通孔引入中压缸的。
在中压内缸的两端，对称地装有#1中压隔板套。
进汽导流环、隔板套的支撑方式与内缸在外缸上的支撑相似，亦为既能保证同心，亦可自由膨胀。
为防止蒸汽的侵蚀，内缸的所有中分面螺栓、支撑键、垫片和定位销均由不锈钢制造。
在外缸与内缸、内缸与进汽导流环的中心定位销（位于顶部和底部）上钻有通孔，运行时用以导入冷却蒸汽，而现场进行动平衡时则往转子中间装上平
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