高壓汽輪機是指主蒸汽壓力為7.84~10.8MPa的汽輪機。合成氨裝置中，用於驅動冷凍氣壓縮機的汽輪機是由義大利辛比隆公司採用德國西門子專利技術設計製造的，是我國大化肥行業首次使用的西門子型高壓背壓式汽輪機，也是我國已投產大化肥廠中使用的進汽參數較高的工業汽輪機。
基本介紹
- 中文名：高壓汽輪機
- 外文名：highpressuresteamturbine
- 屬性：汽輪機
- 主蒸汽壓力：7.84-10.8MPa
- 學科：電力工程
- 領域：能源
汽輪機主要結構特點,高壓汽輪機檢修,總結,
汽輪機主要結構特點
1.基座和軸承支座
汽輪機和壓縮機共用一塊鋼結構平板基座，基座靠地腳螺栓同水泥基礎把緊。在基座上安裝汽輪機位置的前後，用鋼板焊有2個高440mm的平台，汽輪機前後軸承支座分別通過螺栓固定在這兩個平台上。前後軸承支座均同汽缸分開，單獨製造和安裝，簡化了汽缸結構，使汽缸熱量不易傳給軸承。
2.汽缸
採用雙層汽缸結構，外汽缸為水平部分，內汽缸為垂直部分。
（1）外汽缸
外汽缸用來安裝蒸汽調節閥、內汽缸、第二導向葉片持環、密封裝置等。缸體採用中分面支承法，上半缸通過中分面上的4個貓爪分別搭在前後軸承支座上，下半缸則靠中分面把緊螺栓吊在上半缸下面。這種支承方法，能保證汽輪機在受熱膨脹後其汽缸中心仍與轉子中心保持一致。
在汽缸各貓爪和軸承支座問各設有一套調節元件。通過調節調整螺母可以很方便地調整汽缸中分面的上下位置，另外調節元件也允許汽缸貓爪在球形墊圈上自由移動，不影響汽缸自由膨脹。
汽缸有一套滑銷系統，排汽端靠安裝於下汽缸和後軸承支座之間的圓柱立銷定位，為汽缸死點，進汽端靠下汽缸和前軸承支座間的縱銷定位，保證機組開車時汽缸按規定方向自由膨脹。
（2）內汽缸
內缸體為一整體筒形，用來安裝5個噴嘴組和第一導向葉片持環。第一導向葉片持環為水平剖分結構，上面安置有第2至第5級靜葉片，但剖分面上沒有固定螺栓，依靠鎖緊環對持環的過盈配合緊力將中分面壓緊。該持環組件通過內缸上的卡口固定在內汽缸里，並由定位銷定位。
汽輪機內缸用位於其中心線兩側的掛耳支承，內缸水平中分面位置，靠兩側掛耳下墊片定位，保證機器運行時內外缸水平中分面重合。內缸左右位置由設在外缸底部的偏心銷定位，保證內外缸間垂直中分面位置一致，內缸的軸向位置通過安裝在內缸兩側掛耳和外缸間的偏心定位銷定位。
內缸下部還設定有2個壓力平衡區，平衡蒸汽分別通過外側2個蒸汽噴嘴室引入2個被L形密封環密封的蒸汽室，對內缸形成向上的推力，以平衡蒸汽壓力在內缸5個噴嘴室所產生的垂直向下的作用力。
這種筒形內缸，形狀簡單，結構完全對稱，因此在開停車和負荷變動時，汽缸壁內部不會產生很大的熱應力，由於無水平剖分面，可完全避免水平剖分面因熱變形翹曲而產生的漏汽問題，也省掉了笨重的法蘭和較大的中分面螺栓。
3.軸承座
前後軸承座都為水平剖分結構，分別安裝在前後軸承支座上。前軸承座同汽缸用2根懸臂螺桿連線，兩懸臂螺桿的作用是當缸體軸向膨脹或收縮時，帶動前軸承座及轉子一起移動，以保證汽輪機內部動靜部件間合理的軸向間隙。軸承座通過四角4套可調節元件支承在軸承支座上，調節元件調節原理同外汽缸支承。利用調節元件可以調整軸承座水平中分面上下位置，也能保證軸承座前後自由移動。軸承座下面還有一縱嚮導向鍵，保證其中心線與外汽缸中心線在同一垂直平面內及移動時按規定方向移動。後軸承座支承和定位同前軸承座不同的地方有兩點，一是後軸承座與外缸體不直接相連，一二是後軸承座兩側與軸承支座間有兩橫銷，對其在軸線方向定位。
4.轉子
轉子為整鍛輪式一鼓式混合結構，由一級衝動式調節級和六級反動式壓力級組成。調節級輪盤直接在轉子上加工出，衝動級葉片就安裝在輪盤外緣的周向槽道中，其餘六級反功級動葉片則直接安裝在轉子轉鼓的周向槽道中。調節級葉片葉根為叉形，其餘各級葉片葉根為T形，全部動葉片均採用自帶圍帶的等截面葉片。由於圍帶直接在葉片上加工出，因此圍帶強度較高，同時也避免了外加圍帶所產生的圍帶及鉚釘斷裂、鬆動等問題。
5.盤車機構
在後軸承座上面，安裝有一套電動液壓盤車裝置和一套手動盤車裝置。電動盤車時，通過電磁閥控制進入油動缸盤車壓力油的方向，使活塞及盤車掛叉間歇地上下移動，盤車掛叉又帶動固定於轉子上的盤車齒輪使轉子慢慢地逐齒轉動。手動盤車時，通過棘爪也是每次使盤車齒輪轉一個齒的位置，進行盤車。
6.調速系統和軸承
汽輪機使用PG-PL型調速器，徑向軸承和止推軸承分別採用五油楔可傾瓦與金斯伯雷軸承。
高壓汽輪機檢修
1.內汽缸解體檢修
a.把內缸組件從外缸中吊出，放在合適的支承上；
b.取出第一導向葉片持環同內缸的定位銷(直徑16mm的圓柱空心銷，共6個)；
c.把第一導向葉片持環相對內缸轉約150，然後將導向葉片持環連同轉子一起從排氣端由內缸中抽出；
d.卸掉鎖緊環同導向葉片持環的把緊螺栓，用鎖緊環上的5個周向均布的頂絲把鎖緊環鬆開、取下。至此，導向葉片持環即可從水平剖分面分開，對導向葉片持環內部及轉子進行檢查。
2. 檢修中發現的問題
a.由於內缸溫度高和運行時間過長，使持環定位銷外表面同銷孔配合面燒結，部分銷子不得不用鑽頭破壞取下；
b.同樣原因，卸鎖緊環時，把設計上用於退鎖緊環的5個頂絲頂彎都退不下來，最後採取邊烤邊用頂絲頂的方法才將鎖緊環卸下。為此，1994年檢修回裝時將高溫配合部位都塗了一些高溫防燒劑；
c.轉子上部分汽封片有磨損、斷齒，考慮到轉子已運行4年多，並且部分汽封齒需要重鑲或修整，為此更換了轉子；
d.原轉子安裝在水平方向稍有偏心，把內缸西側與轉子平衡盤汽封對應處造成輕微劃傷。新轉子就位後。同樣發現轉子中心線在缸體中偏西，通過調整前後軸承座橫向位置進行了適當調整。
總結
高壓汽輪機採用筒形內缸，有許多優點，但檢修工作量及難度都較水平剖分型缸大。另外，由於進汽溫度較高，為防止零部件間緊密配合部位燒結造成拆卸困難，大修周期不宜過長。
