汽轮机调速器结构说明.docx

汽轮机调速器危急保安器危急保安器是汽轮机的机械式超速保护设备，当机组转速超出设定的脱扣转速时，它产生动作，通过遮断油门关闭速关阀和调节汽阀。危急保安器装在位于汽轮机转子前轴承座的轴段上，结构如下图。导向套简(8)装在转子上按配装要求加工的孔中并被弹簧(9)压住，弹簧的另一端压在飞锤(5)的台面上，飞锤的支撑面顶着导向环(4)的定位面，导向环被压紧螺母(2)紧压在轴孔的定位面上，飞锤中心的孔中装有配重销(6),为防止销串位，在压紧螺母上加装了限位栓(1),压紧螺母及限位栓均用螺钉(10)骑缝锁紧.在导向环和导向套筒中分别嵌装有用聚四氟乙烯制作的导向片(3,7),它们对飞锤起定位导向作用。飞锤和配重销的质心与转子中心之间存在偏心距，因此当转子旋转时，飞锤便产生离心力，由于在运行转速范围内，弹簧力始终大于飞锤离心力，所以飞锤也就在它的装配位置保持不动，但当汽轮机转速超出设定的脱扣转速时，由于飞锤离心力大于弹簧力，飞锤在离心力作用下产生位移并随着偏心距的增加离心力阶跃增大，飞锤从转子中击出(行程为H)撞击遮断油门的拉钩，使油门脱扣关闭速关阀和调节汽阀。三系列汽轮机危急保安器的复位转速(飞锤击出后使其恢复到装配位置的转速)高于额定转速，因此在转速降至额定转速时便可进行遮断油门挂闸复位操作，使机组重新启动。危急保安器脱扣转速设定值见本说明书技术数据（三）300-T.Nr-XXo危急保安器在厂内试验时的动作转速记录在产品合格证明书的“转子动平衡及超速试验”报告及“空负荷试车记录”中。装拆危急保安器时可使用随机供给的工具“两孔螺母旋具”2-881l-0002-XXo油动机油动机是调节汽阀的执行机构，它将由放大器或电液转换器输入的二次油信号转换为有足够作功能力的行程输出以操纵调节阀，控制汽轮机进气。油动机是断流双作用往复式油动机，以汽轮机油为工作介质，动力油用0.8MPa的压力油。油动机结构如图1所示。油动机主要由油缸、错油门、连接体和反应机构组成。错油门(8)通过连接体(7)与油缸(5)连接在一起，错油门与油缸之间的油路由连接体沟通，油路接口处装有O形密封圈。连接体有铸造和锻件加工两种，图示为铸件形式。油缸由底座、简体、缸盖、活塞、活塞杆等构成。简体与底座、缸盖之间装有。形密封圈，它们由4只长螺栓组装在一起。活塞配有填充聚四氟乙烯的专用活塞环。活塞动作时在接近上死点处有10mm的阻尼区，用以减小活塞的惯性力和载荷力并降低其动作速度。缸盖上装有活塞杆密封组件，顶部配装活塞杆导轨及弯角杠杆支座。油缸靠底座下部双耳环与托架上的关节轴承、销轴连接并支撑在托架上。在油缸活塞杆(4)上端有拉杆(1)和杆端关节轴承(13),通过(13)使油缸与调节气阀杠杆相连。错油门结构如图2所示。套筒(25,26,27)装在错油门壳体(8)中，其中上套筒(25)及下套筒(27)与壳体用骑缝螺钉固定，中间套简(26)在装配时配件锥销与壳体定位固定。套筒与壳体中的腔室构成5档功用不同的油路，对照图I可看出，中间是动力油进油，相邻两个分别与油缸活塞上、下腔相通，靠外端的两个是油动机同油。在工作时，油的流向由错油门滑阀控制，滑阀是滑阀体(17)和转动盘(16)的组合件，在稳定工况，滑阀下端的二次油作用力与上端的弹簧(14)力相平衡，使滑阀处在中间位置，滑阀凸肩正好将中间套简的油口封住，油缸的进、出油路均被阻断，因此油缸活塞不动作，汽阀开度亦保持不变。假设工况发生变化，如瞬时由于机组运行转速降低等原因出现二次油压升高情况时，滑阀的力平衡改变使滑阀上移，于是，在动力油通往油缸活塞上腔的油口被翻开的同时，活塞下腔与油接通，由于油缸活塞上腔进油，下腔排油，因此活塞下行，使调节阀开度加大，进入汽轮机的蒸汽流量增加，使机组转速上升。与此同时，随着活塞下行，通过反应板(3),弯角杠杆(12),反应杠杆(9)等的相应动作，使错油门弹簧的工作负荷增大，当作用在滑阀上的二次油压力与弹簧力到达新的平衡时，滑阀又恢复到中间位置，相应汽阀开度保持在新的位置，机组也就在新工况下稳定运行。如出现二次油压降低的情况，那么各环节动作与上述过程相反，不再赘述。为提高油动机动作的灵敏度，在油动机中采用了特殊结构的错油门，其主要特征是：在工作时错油门滑阀转动并上、下颠振，为此，在构成滑阀的滑阀体和转动盘中加工有油腔和通油孔，在转动盘上端紧配有推力球轴承(15)。图3是转动盘工作示意图。压力油从进油孔进入(22)进入滑阀中心腔室，进而从转动盘的3只径向、切向喷油孔(24)喷出，在油流力作用下滑阀便连续旋转,转矩取决于喷油量,滑阀转速可借助调节阀(21)来加以调节,滑阀的推荐工作转速为300800rmin(小尺寸滑阀用高转速)，转速可从测速套简(23)处测量,不过通常靠经验判断，也可从错油门壳体上盖的冒汽管口观察滑阀的转动情况。伴随着转动，滑阀还产生上、下颤振，这是因为滑阀每转动一转，滑阀下部径向的一只放油孔(20)便与泄油孔(18)沟通一次，在它们相通的瞬时，由于局部二次油泄放，二次油压略有下降，致使滑阀下移，而随着滑阀的旋转，放油孔被封住时，滑阀又上移。只要滑阀转动，上述动作就一直重复，二次油压有规律的脉动使滑阀产生颤振，而滑阀的颤振引起油动机活塞、活塞杆和调节汽阀阀杆产生微幅振荡，这样油动机就能灵敏地对调节系统控制信号做出应。错油门滑阀的振幅可利用调节阀(19)来调整，振幅由油缸活塞杆的振幅间接测定，活塞杆振幅通常控制在O.20.3mmo错油门通过螺栓与两端的上盖、下盖连接在一起,盖与壳体接合面装有0型密封圈(或涂有密封腔)以防漏油。动力油及二次油从壳体侧面的接口P,C分别接至错油门壳体，油动机的回油从错油门下盖的油口T(底面或侧面)接至回油管。由于油动机与托架是可动连接，所以油动机同油管上配装有金属软管。输入油动机二次油的变化范围是0.15-0.45MPa,二次油压Pz与油缸活塞杆行程h的对照关系与反应板型线(反应扳与弯角杠杆上滚柱轴承接触点的轨迹)有关，根据汽阀特性，反应板型线有直线和特定曲线两种，在反应板型线已确定的情况下，P2-hz关系可利用拉杆(1)上的调节螺栓(2)改变反应板安装角的方法来加以修正，不过要注意，反应板安装角改变必然改变油动机活塞动作的初始值，活塞起始动作时的二次油压值通常是通过错油门顶部的调节螺钉(10)进行调整，必要对也可借助调节螺母(11)来调整(调节螺母两端的螺纹旋向是相反的)。油动机中油缸按名义直径有i00、125、160、200、250及320六种规格，错油门按滑阎直径有16、22、32、45、60及90六档，根据机组特性的不同，错油门和油缸可构成多种搭配组合。错油门45时，壳体及盖如下图由锻件加工而成，在245的错油门中，壳体及盖用铸铝件。当采用90的错油门时，在液压调节系统的放大器中两只随动活塞与其配用。机组的二次油压与油缸活塞杆行程关系参见随机资料0-2505-T.Nr-xx,出厂时的测试数据记录在合格证明书中。危急遮断油门机械一液压式危急遮断油门是汽轮机的保护设备，当汽轮机在运行过程中出现故障时，危急遮断油门泄放速关油，引发速关阀和调节汽阀快速关闭而迫使机组紧急停机。当汽轮机的前轴承座232号，使用图示的危急遮断油门。滑阀(4)可在装入壳体(12)的套筒(2,8)中轴向滑动，滑阀上的凸肩(5)与套简(2)的端面以及凸肩(6)的盘面与套筒(8)端面构成油路密封面并限定滑阀的轴向移动位置，滑阀左端加工成楔形插装在杠杆(14)的槽道中并用销与之较接，滑阀右端装有活塞(9)。壳体与托架(11)用螺栓连接,托架固定在轴承座顶面且有锥销定位。油门在正常工作状态下(如下图已复位)，压力油由接口P经节流孔板(13)进入油门的速关油控制腔，由于凸肩(3)的油压作用面积小于凸肩(6)的油压作用面积，使滑阀上的油压力克服弹簧(7)力，将凸肩(6)压在套筒(8)的密封面上，因此建立正常油压的速关油经接口E供至速关油路。当发生下述情况或操作时，滑阀产生位移而泄放速关油：1危急保安器动作。当机组转速超过危急保安器跳闸转速设定值时，危急保安器飞锤击出，撞击钩(15),杠杆(16)联动进而拉动滑阀(4)左移，凸肩(6)的密封盘与套简(8)脱开，同时在弹簧力作用下凸肩(5)被压在套筒(2)的密封面上，于是P与E的通路被切断而E与T接通，将速关油泄放至轴承座。2轴位移保护动作。当汽轮机转子轴向位移21mm时，转子上的轴位移凸肩撞击钩(15)引发与上述相同的动作。假设汽轮机转子上没有轴位移凸肩，那么无此项作用。3手动停机。掀下手柄(1),拨动挂钩逆时针方向偏转，拉动滑阀左移，油路切换过程同前。4速关油失压，当速关油压力小于等于0.28MPa时，滑阀上的油压缺乏以克服弹簧作用力，于是滑阀被推向左端而泄放速关油。机组启动时，在供油系统正常运行后，便可使危急遮断油门复位，通常采用手动方式，即拉起手柄，使滑阀右移，封闭E与T的通道，待速关油压建立前方可松手。油门也可实现遥控自动复位挂闸，采用自动方式时，是从接口H通入“复位油”，在活塞(4)上的油压力使滑阀克服弹簧力而处于图示工作位置，不过必须注意，在速关油压建立后，务必把“复位油”泄掉，以免阻碍油门的动作。当压力油压力20.7MPa时，正常情况下速关阀开启时间小于1分钟，油门中装设节流孔板(13)是在满足这一要求的同时为油门的快速遮断提供保证。注意：随意加大节流孔板孔径会使油门丧失快速遮断功能而危及机组平安。根据机组配置要求的不同，危急遮断油门有相应的变型和功能延伸，如：当汽轮机调节系统中带有辅助滑阀(可参见2242-)时，油门中不装节流孔板。当汽轮机调节系统中带有试验滑阀(可参见1-2810-)时，H接口通“试验油”；假设机组既不用“试验油”也无“复位油”时，接口H用螺塞封堵。在油门壳体右侧的端盖上装有非接触式位置开关时，油门具有状态发讯功能。在托架（三）的筋板上可配装轴位移发讯传感器用于转子轴位移监测。在有些机组中，危急遮断油门装在轴承座侧面，如图2所示，除安装方位有别之外，它的结构、功能与前述相同。速关阀速关阀也称为主汽门，它是主蒸汽管路与汽轮机之间的主要关闭结构，在紧急状态时能立即隔断汽轮机的进汽，使机组快速停机。速关阀水平装配在汽轮机进汽室侧面。按照汽轮机进汽容积流量的不同，一台汽轮机可配置一只或两只速关阀。汽轮机停机时速关阀是关闭的，在汽轮机起动和正常运行期间速关阀处于全开状态。图1是用于N型汽轮机的速关阀，它主要由阀和油缸两局部构成。阀体局部有两种结构形式；图1是无单独阀壳的速关阀，在三系列汽轮机中，大多采用这种阀壳与汽缸进汽室为整体构件的结构形式；另一种如图4所示，带有独立阀壳。阀体局部主要由件18及18组成.阀盖(5)不仅用于进汽室端面的密封，而且也是阀与油缸间的连接件。在速关阀末开启时新蒸汽经蒸汽滤网通至主阀碟(1)前的腔室，阀碟在蒸汽力及油缸弹簧(14)关闭力作用下被紧压在阀座(18)上，新蒸汽进入汽轮机通流局部的通路被切断。主阀碟中装有卸载阀(2),由于在速关阈的开启过程中调节汽阀处于关闭状态，所以随着卸载阀的提升，主阀碟前后的压力很快趋于平衡，使得主阀碟开启的提升力大为减小。在速关阀开启过程中或速关阀关闭后(隔离阀未关)有一局部蒸汽沿着阀杆(7)与导向套筒(4)及汽封套简(6)之间的间隙向外泄漏，漏汽从接口K引出。而当速关阀全开后，住阀碟与导向套筒的密封面紧密贴合，阀杆漏汽被阻断。速关阀中的蒸汽滤网大多是采用不锈钢波形钢带卷烧结构的滤网，也有一些汽轮机的滤网由带孔不锈钢板卷焊而成。速关阀的油缸局部主要有油缸(10)、活塞(13)、弹簧(14),活塞盘(16)及密封件等构成，油缸用螺栓固定在阀盖(5)上。基于油缸装、拆操作的平安性，在油缸端面装有3只专用长螺栓(8),在螺栓旋入处配有钢丝螺纹套。注意：油缸的装拆须借助螺栓(8)和螺母(9),以免发生人身伤害事故。油缸局部是速关阀开启和关闭的执行机构。在通过启动调节器(1-1840-)的操作开启速关阀时，油缸局部相应如下动作：启动油F通至活塞(13)右端，活塞在油压作用下克服弹簧(14)力被压向活塞盘(16),使活塞与活塞盘的密封面相接触，之后速关油E通入活塞盘左侧，随着活塞盘后速关油压的建立，启动油开始有控制的泄放，于是活塞盘和活塞如同一个整体构件在两侧油压差作用下，持续向右移动直至被试验活塞(12)限位，由于阀杆右端是与活塞盘连接在一起，所以在活塞盘移动的同时速关阀也就随之开启。速关阀的关闭由保安系统操作，如果保安系统中任何一个环节发生速关动作，都会使速关油失压，在弹簧力作用下，活塞与活塞盘脱开，活塞盘左侧的速关油从TI排出，活塞盘连同阀杆、阀碟即刻被推至关闭位置。油缸局部还装有试验活塞(12),如图2所示，由试验活塞，试验阀及压力表等构成速关阀试验机构，其作用是在机组运行期间检验速关阀动作的可靠性。试验阀是手动换向阀(或电动换向阀)，它可装接在管路上，也可组装在速关组件中(参见1-2001-),通过操作试验阀使压力油经节流孔进入试验活塞右端腔室，由于试验活塞面积大于油缸活塞面积，因此当P?到达某一值后，在油压力作用下试验活塞推动活塞、活塞盘、阀杆、阀碟同时向关闭方向移动，行程为h,这一行程不会影响机组的正常运行，所以试验可在包括额定负荷在内的任何工况下进行。当试验阀切换至图示位置时退出试验。假设速关阀状况良好，试验结果应是P?小于P”P2是试验活塞开始位移时的试验油压，Pl是许用试验压力。P=A+B（PH）.1）（单位：MPa）,其中A、B是与规格有关的特性值,见技术数据0-0300-T.NlOO.Pl是机组运行时的速关油压值。单向节流阀装接在靠近油动机错油门的二次油管路上，以遏制、衰减二次油路中出现的压力波动，使错油门不受干扰的稳定工作。二次油从B端通入阀体（8）,在弹簧（7）力和油压力作用下通向阀同时二次油从单向阀的旁通孔和阀体与可调套筒（1）之间的节流通道流向A端。调节汽阀16.肉碟螺性17.园惟用大局部机组的进汽室采用图T J调节汽阀的作用是按照控制单元的指令改变进入汽轮机的蒸汽流量，以使机组受控参数（功率或转速、进气压力、背压等）符合运行要求。调节汽阀的结构如图1所示调节汽阀主要由调节阀、传动机构和油动机三局部组成。调节阀包括阀杆、阀粱、阀碟及阀座等。传动机构由支架和杠杆组成。油动机局部见l-1900-01-x×的介绍。根据机组汽缸结构和不同的工况要求，一台汽轮机可配置5只或4只如图2所示的阀，通常第5只阀（按开启次序是第5只，位置在中间）是内旁通调节阀，前4只是喷嘴调节阀（在采用整体内缸或360。喷嘴室的汽轮机中，5阀是喷嘴调节阀）。图2是调节阀的装配示意图。阀碟螺栓（16）按要求的旋紧力矩装入阀碟后（旋紧力矩见附表）用圆锥销（17）定位防松，销孔端部入，两根阀杆（9）的下端加工成倒I翻边冲钾。每只阀的开启次序和升程由村套的长度S决定。h是挂在蒸汽室中。静止状态，阀碟落J阀的空行程。第1只阀的阀座配装在进汽室底部。套接触后，阀碟离座，由阀碟螺栓将阀碟悬挂在阀梁上。阀杆穿出进汽室的部位装有阀盖（3）,阀盖的上、下端装有导向套筒（10,12）,套筒之间填装柔性石墨制成的密封环，必要时，可旋紧阀盖上端的压紧螺母或压盖增加密封环的压紧力来阻止、减少阎杆漏汽。在一些进汽参数较低的汽轮机中，进汽室结构与图1所示略有不同，为便于阀粱装入进汽室的操作，进汽室上部是开通的，腰园形孔口用平板形蒸汽室盖封闭，阀杆的导向、密封件装在蒸汽室盖中，其它结构与图1相同。传动机构的支架（13）装在汽缸顶部且园柱销定位，支架的转轴是杠杆（1）的支点，杠杆的一端通过连接板（2）与阀杆连接，另一端与油动机活塞杆上端的杆端关节轴承较接，这样，当油动机行程改变时，两根阀杆同步动作，阎粱的位置随之升降。弹簧（14）用以克服阀杆上的蒸汽力同时为阀门提供足够的关闭力。托架（11）装在上缸前端面，用以支撑油动机（15）。油动机与托架之间用关节轴承及销轴较接，因此在运行时油动机以销轴为中心有小幅摆动。为减小、防止作用在油动机上有碍正常工作的外力和力矩，在油动机和托架之间接需要装有2或3组碟形弹簧。油缸底部两组碟簧的调整方法和要求是：放松关闭弹簧（在1-0801调节汽阀中不必松开弹簧），脱开杠杆与油动机的连接，当油动机接好连接油管、油动机升程为0（上死点，二次油压P2=O.15MPa）的情况下，调整两组碟簧的预紧力，使油缸在X方向呈垂直状态，以使在运行时减小油缸活塞杆及密封件的磨损，延长它们的使用寿命。油缸侧面碟形弹簧组件的主要作用是对油缸摆动产生阻尼，使其动作平稳，调整时，油缸在Z方向处于垂直状态，使支座两侧碟形弹簧的预紧长度相等（两侧弹簧的装入形式及数量一样，预压缩长度应保持出厂值）。在碟簧调整符合要求后，按要求连接好油动机和杠杆，把关闭弹簧恢复到原有装配状态。在油动机油缸侧面装有刻度牌，其示值是汽阀升程。注意：油动机活塞杆与传动机构杠杆连接时必须满足下述要求:油动机活塞在0行程（上死点）位置时，阀梁与阀碟脱离接触且最小间距为2r三（见图2）,这时刻度指示为0,以防止阀杆受压弯曲。为提高汽轮机单机试运行及发电机组空负荷运行的稳定性，第1只阀采用锥形阀碟（有个别机组第2只亦用锥形阀），其余为球形阀。在机组小负荷工况区域为改善汽缸和调节级叶片的受力状况，采取了第2只阀“提前”开启的措施，因此第1、2阀有较大重叠度。调节汽阀的阀门开启次序、阀门升程及流量等参数见随机资料“调节汽阀特性阀杆密封件等随机供有备件（详见备件清单），视需要可进行更换。随机供给的工具中，“阀梁安装工具”2-882l-9005-x（>N40>H32时提供）是用以将组装好的阀梁总成从汽缸侧面孔口装入进汽室或是把阀粱总成从进汽室中移出，对配置1只速关阀的机组,阀梁从法兰盖一侧的通口进出；如机组装有2只速关阀,在拆出阀盖时速关组件速关组件用于汽轮机就地启动，就地停机，遥控停机及速关阀联机试验及危急遮断油门自动SF钩。速关组件适用于采用电液调节系统的汽轮机、无危急遮断油门的汽轮机。速关组件是将调节系统中一些操作件急装在一起的液压件组合，它不仅使操作便捷，并且也使得油管路及电气线路的布置趋于合理、简化。速关组件的结构和外形见图1、图2是它的工作原理。1 .试验阀2 .本体3 .启动油换向阀4 .速关油换向阀5 .停机电磁阀6 .电液转换器7 .支座8 .停机电磁阀9 .手动停机阀A操作侧在本体（2）中加工有与原理图相应的内部油路并装入插装阀（图2中DGI6、DG40）等液压元件,本体的不同侧面装接着实现速关组件功能所需的操作件并留有外管路接口，操作件安装位置及各油路接口均有与原理图一致的相应标记。本体与固定在根底上的支座（7）用螺栓连接。速关组件的回油有本体的回油口汇入回油管。启动油换向阀（3）位号1843,速关油换向阀（4）位号1842,都是旋钮换向阀,用于就地开启速关阀。启动时,依次将1842和1843的旋钮逆时针方向（自上而下看）旋转90度,那么1842的P与B、A与T成通路,在&油压作用下插装阀DG16关闭，切断巳与Ez的通路，E2油压为0,同时，1843的P与B及A与T成通路,于是启动油F和开关油M建立油压（假设M接至危急遮断油门，那么速关组件具有油门自动才卦钩功能,如M不用，那么危急遮断油门须就地手动挂钩复位），当启动油压力到达大于等于0.6Mpa时即应将1842旋钮顺时针方向盘旋90度,使速关油换向阀复位,即P-A,B-T成通路,于是DG16开启，El与良成通路,使速关油艮建立压力,待Ez压力稳定后,将1843复位（旋钮盘旋90度），使F与T接通，由于1843回油口装有节流孔板和可调针阀（在操作侧A面左侧靠上部位置），所以速关阀随着启动油的缓慢回油而逐渐开启.停机电磁阀8）位号分别是2222和2223,它们用于汽轮机遥控停机。图2所示电磁阀为不带电状态，启动和正常运行时，2222和2223的压力油是通路。DG40插装阀在压力油作用下关闭。当2222和2223中任一只得电时，DG40上腔与回油接通，于是DG40开启，速关油迅速排泄，致使速关阀关闭、汽轮机停机。电磁阀根据用户使用要求，可配用NO型(常开型,正常运行不带电)或NC型(常开型,正常运行带点)，也可配用防爆电磁阀。电液转换器(6)不属于速关组件的功能元件,它只是利用本体的油路集装在速关组件中，根据机组的需要可装接一只或两只。手动停机阀(9)位号2250,用于汽轮机就地停机。2250前方有一块红色防护板，假设要手动停机，先将防护板向操作侧翻下，之后拉动手柄，其结果与2222(2223)得电时一样，使汽轮机停机。在速关组件的不同方位有3个带链环的罩帽，它们与图2中P12P13接口相对应，在启动或汽轮机运行时用随机提供的测压工具5-7820-0001-99可检测压力。操作时，拧出罩帽，旋紧测压工具接头，即可由测压工具的压力表得知测点的压力，测量后按相反步骤恢复原状。速关组件的运行操作须注意：启动之前应确认压力油P及DG40上腔油压正常。启动之前应确认电磁阀状态(带点或不带电)与要求相符。启动时，换向阀1842,1843的复位顺序不能调换。速关阀开启后，1842,1843的复位顺序不能调换。速关阀开启后，1842和1843不允许再操作。启动之后，启动油F的油压应降为0.速关组件的安装位置见布置图0-2015-T.Nr-OO。机组速关组件原理见调节系统图图0-0614-T.Nr-OOo速关组件油路连接见调节油管路图2-3911-T.Nr-OOo