反动式汽轮机

更新时间:2022-08-25 13:28

反动式汽轮机是指蒸汽不仅在喷嘴中,而且在动叶片中也进行膨胀的汽轮机,反动式汽轮机的动叶片上不仅受到由于汽流冲击而产生的作用力,而且受到蒸汽在动叶片中膨胀加速而产生的作用力。

工作原理

在反动式汽轮机中,蒸汽不仅在喷嘴中膨胀加速,而且在流经动叶片通道时,蒸汽继续膨胀加速,即蒸汽在动叶栅中,不仅汽流的方向发生变化,而且其相对速度也有所增加。因此,动叶片不仅受到喷嘴出口高速汽流的冲动力作用,而且还受到蒸汽离开动叶栅时的反作用力,即反动式汽轮机既利用了冲动原理作功,又利用了反动原理作功。

分类

反动式汽轮机一般都是多级的。按照蒸汽在汽轮机中的流动方向分类,反动式汽轮机可分为轴流式和辐流式两种。

轴流式

轴流式多级反动式汽轮机的动叶片直接装在轮鼓上,在每列叶片之前,装有静叶片。动叶片和静叶片的断面形状基本相同。压力为p0的新蒸汽由环形汽室进入汽轮机后,在第一级静叶栅中膨胀,压力降低,速度增加。然后进入第一级动叶栅,改变流动方向,产生冲动力。在动叶栅中,蒸汽继续膨胀,压力下降,流速增高。汽流在动叶栅中速度的增高,对动叶栅产生反动力。转子在冲动力和反动力的共同作用下旋转作功。从第一级流出的蒸汽依次进入以后各级重复上述过程,直到经过最后一级动叶栅离开汽轮机。由于蒸汽的比容随着压力的降低而增大,因此,叶片的高度相应增高,使流通面积逐级增大,以保证蒸汽顺利地流过。由于反动式汽轮机每一级前后都存在压力差,因而在整个转子上产生很大的轴向推力。为了减小这个轴向推力,反动式汽轮机不能象冲动式汽轮机那样采用叶轮结构,而是在转子前部装设平衡活塞来抵消轴向推力。活塞前的空间用联通管和排汽管联通,使活塞上产生一个向左的轴向推力,以达到平衡转子轴向推力的目的。

辐流式

辐流式多级反动式汽轮机有两个轴,叶轮分别安装在这两个转轴上,叶片分别垂直安装在两个叶轮的端面上,组成动叶栅。辐流式反动式汽轮机是利用反动作用原理来工作的,新蒸汽从新蒸汽管进入汽轮机蒸汽室,然后流经各级动叶栅逐渐膨胀,利用汽流对叶片的反动力推动叶轮旋转作功,从而将蒸汽的热能转变成机械能。辐流式汽轮机的两个转子按相反的方向旋转,可以分别带动两个发电机工作。

特点

反动式汽轮机与冲动式相反,在总功率相同时,其级数比冲动式多,但效率较高。由于蒸汽在反动级动叶栅中继续膨胀,在动叶栅两侧存在压力差,因此反动级不能部分进汽,所以反动式汽轮机的第一级(也即调节级)通常是冲动级或速度级:在结构上,由于反动级动叶栅两侧有压力差,为避免过大的轴向推力,一般采用转鼓型转子,这也可以使机组的轴向尺寸有所减少:此外,反动式汽轮机转子上一般都装有平衡盘,以平衡掉部分轴向推力。

常故障解决办法

反动式汽轮机在运行过程中,气缸由于铸造缺陷、受应力作用变形、隔板及汽封套或挂耳压板的膨胀间隙不合适、气缸密封剂杂质过多、螺栓紧力不足或紧固顺序不正确等原因,结合面常会出现变形、渗漏等现象,影响机组的安全运行。

反动式汽轮机渗漏处理方法

针对气缸变形和泄漏的问题,首先要用长平尺塞尺检查汽缸结合面的变形情况,再根据泄漏程度采取不同的解决方法:

1.汽缸变形较大或漏汽严重的结合面,采用研刮结合面的方法

如果上缸结合面变形在0.05mm范围内,以上缸结合面为基准面,在下缸结合面涂红丹或是压印蓝纸,根据痕迹研刮下缸。如果上缸的结合面变形量大,在上缸涂红丹,用大平尺研出痕迹,把上缸研平。

2.采用适当的汽缸密封材料

因反动式汽轮机汽缸密封剂还没有统一的国家标准和行业标准,产品质量参差不齐,在选择汽轮机汽缸密封剂时,就要选择产品质量有保证的正规生产厂家,以保证检修处理后汽缸的严密性。

3.局部补焊或在气缸结合面喷涂刷镀

由于汽缸结合面被蒸汽冲刷或腐蚀出沟痕,选用适当的焊条把沟痕添平,用平板或平尺研出痕迹,研刮焊道和结合面在同一平面内。当汽缸结合面大面积漏汽,间隙在0.50mm左右时,为了减少研刮的工作量,可用涂镀的工艺。

4.结合面加垫的方法

如果结合面的局部间隙泄漏不是很大,可用80-100目的铜网经热处理使其硬度降低,然后剪成适当的形状,铺在结合面的漏汽处,再配以汽缸密封剂

5.控制螺栓应力的方法

如果汽缸结合面的变形较小,而且很均匀,可在有间隙处更换新的螺栓,或是适当的加大螺栓的预紧力。按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螺栓。

6.高分子复合材料修复方法

由于补焊及刷镀都有较大弊端,容易造成部件弯曲或变形,刷镀则受厚度限制,容易脱落。西方国家针对反动式汽轮机渗漏问题多应用高分子复合材料修复,其具有超强粘着力及优异抗压强度,试用于现场快速维修。

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