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北极星电力网技术频道 作者:王兴国１，高志２ 2002/9/24 0:00:00
摘 要：介绍了进口双抽供热汽轮机与国产同类型机组相比较，在设计及制造工艺上的一些技术特点：无中间再热、单轴承概念、整体膨胀套筒式联轴器、焊接转子等，并对其较有特点的几个系统进行了阐述。
关键词：供热汽轮机；单轴承概念；联轴器
1概述
石家庄热电厂技术改造工程引进了阿尔斯通公司（原ABB公司）生产的200 MW双抽供热汽轮机。该型汽轮机为双缸双排汽无再热抽凝式汽轮机，是由生产线上标准化的进汽缸组件和排汽缸组件构成。制造厂根据用户不同蒸汽参数的要求，选取不同的进汽缸、高中压汽缸和排汽缸组件；对有特殊要求的，如联合供热型，即采用可控制抽汽组件组成。汽轮机出力范围可达50～300 MW。
本机组主要技术规范为：主汽阀前压力8.83 MPa，主汽阀前温度
2技术特点
2.1无中间再热
目前国产200 MW机组，无论是纯凝机组，还是双抽机组，均为三缸三排汽，有中间再热，通过中间再热提高进入中压缸和低压缸蒸汽的过热度，降低了汽耗率，也减轻了水泵和凝汽器的负担，最主要的是降低了进入低压缸末级蒸汽的湿度，减少了对末级叶片的水冲蚀。但是，由于中间再热机组管道、阀门及换热面增多，增加了投资费用，且使运行管理复杂化。
阿尔斯通公司通过先进的制造工艺和采取必要的防水蚀措施，保证了末级叶片的安全性，从而省去了中间再热过程，这样减小了汽轮机本体的体积，节省了耗材和成本。
2.2单轴承概念
汽轮机转子各段之间以及最后一段与发电机之间各由一个轴承支撑，即单轴承概念，见图1。这种布置方式使基础变形对轴承应力、轴径弯曲应力及稳定运行的影响最小。用单轴承概念设计的第1台机组1936年安装于比利时的Slykens电厂，这种轴承的优点已被越来越多的此类机组证实：在所有运行条件下，负荷明确；不受支座不平衡膨胀影响；可以精确地计算出临界转速；对基础变形有较大的补偿能力；汽轮发电机的对中较容易；有足够的轴承负荷，避免润滑油不平衡；油耗量小，轴承损失小。
2.3整体膨胀套筒式联轴器
为了避免在特殊情况(如短路下联轴器滑动)下，转子系中发生不平衡，该型汽轮机采用整体膨胀套筒式联轴器。这种联轴器保留了把轴和联轴器法兰做成一体的基本原则，联轴器螺栓通过带内锥度的套筒对一次搪磨出的2个法兰中的孔施加径向力，这种配合使得部件间完全没有活动的可能，主要是靠联接螺栓的剪切和磨擦来传递扭矩。在第一次安装联轴器过程中，要把2个法兰找准对中，一次同时搪磨出其中的孔，然后把带有内锥度的套筒塞入孔中并用定位环轴向固定。联接螺栓从一端塞入套筒并从另一端用液力牵引装置把它拉入套筒中带锥度的部分，套筒的膨胀保证了套筒和法兰之间有必要的径向力。这种联轴器具有一体化、
易拆装、不易松动、理想的传递扭矩等优点，见图2、图3。
2.4润滑油系统
该机润滑油系统由1台齿轮式同轴主油泵、1台100％辅助润滑油泵和1台40％事故润滑油泵组成。事故润滑油泵之所以按40％容量设计，是由于在事故停机过程中，较高转速下主油泵仍可提供一部分润滑油量。当转速降到90％时，启动辅助润滑油泵。只有当辅助油泵不能启动时，才启动事故润滑油泵。从设计曲线上可以看出，当转速降到20％额定转速时，主油泵和事故油泵的油量仍可达60％，而事故润滑油泵只需提供补充油量，因此，40％容量已可以满足润滑需要。该润滑油系统即使在辅助油泵和事故油泵均不能启动情况下也保证不会造成轴承的损坏。
2.5寿命监测系统
寿命监测系统是基于假设的运行特性计算出机组的寿命，例如冷态启动次数、负荷变化率、停机次数等。实际运行时，可以根据运行和维护的准确资料，计算出汽轮机的实际状态，特别是对于投运多年、并积累了丰富资料的机组，通过调整计算程序的一些参数，可以比较精确地得到汽轮机的寿命曲线。这对于指导运行人员的运行维护是很重要的。
2.6末级自由叶片
末级叶片为自由叶片，不通过围带、拉筋和其它东西连接。早在60年代，ABB公司就成功地开发出了精确计算末级叶片振动形式的计算机程序，并在1968年首次成功地制造出这种叶片。这种叶片的优点是：
a. 更换简单，在某些情况下，可以不用打开低压缸。
b. 没有来自拉筋或其它中间连接件引起的空气动力损失。
c. 因为没有中间的边界条件，可以精确地计算自由频率和运行时的应力。
d. 测量单只叶片的频率简单。
2.7焊接转子
汽轮机高压转子和低压转子均为焊接转子，是综合应用氩弧焊和埋弧焊把锻造的圆盘焊接在一起构成焊件后，再在一定温度下消除转子内部应力完成的。
转子越大，焊接方案同其它方案（整锻转子或套装转子）相比，其优点越明显。
a. 对材料的选择，使用高韧性可焊碳钢，没有必要使用高技术的易于脆性断裂的高强度材料。由于锻件尺寸较小，锻件制造厂的选择范围很广。
b. 在制造时，由于圆盘较小，可以用超声探伤仪方便地探测有无裂纹，这样就可以从盘中心应力最大处取得数据而不需要打一个中心孔，保证了转子的高质量。
c. 锻造的圆盘与整体转子相比，尺寸较小，可以保证结构优良和最小的不均匀性，因此，不必进行热稳定性试验。
d. 焊接转子中应力水平低，应力分布理想，在中心部位只有热套转子的一半，比单一型大锻件有更好的品质控制性能，容易控制内应力水平。
e. 这种转子的应力特点使得其有极好的运行性能，对两班制运行的适应性高，比热套转子的惯性矩大，因而有较大的时间常数，网络系统的稳定性得以改进。
2.8低压叶片防水蚀措施
由于排汽区域蒸汽湿度提高，尤其是末级动叶片受到严重水蚀的影响。为了获得合适的材料性能，对末级叶片进行了高频硬化处理：电感线圈沿叶片移动，硬化从叶片顶端开始，在
3结束语
该型机组的这些特点，会对机组将来的施工、检修及运行产生一定的影响，只有充分了解了这些特点，制定出相应的对策，才能使进口机组很好地发挥效益。
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