汽轮机转子及构成.doc

《汽轮机转子及构成.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、汽轮机转子及构成1转子定义汽轮机所有转动部件的组合体称为转子（图13）。它主要包括：主轴、叶轮（转鼓）、叶片、联轴器等部件。图13转子转子的作用：汇集各级动叶栅所得到的机械能，并传给发电机。转子受力分析：传递扭矩、离心力引起的应力、温度不均匀引起的热应力、轴系振动所产生的振动应力。汽轮机转子在高温蒸汽中高速旋转，不仅要承受汽流的作用力和由叶片、叶轮本身离心力所引起的应力，而且还承受着由温度差所引起的热应力。此外，当转子不平衡质量过大时，将引起汽轮机的振动，转子要承受轴系振动所产生的振动应力。因此，转子的工作状况对汽轮机的安全、经济运行

2、有着很大的影响。2转子的分类根据汽轮机的分类，转子分为两种：轮式转子、鼓式转子。前者用于冲动式汽轮机，后者用于反动式汽轮机，鼓式转子上的动叶直接安装在转鼓上。按临界转速是否在运行转速围，分为刚性转子和柔性转子。在启动过程中，刚性转子启动就很方便，不存在跨临界区域，而柔性转子因需要快速的跨临界，故要求用户在实际启动过程中，要充分暖机，为快速跨临界作好准备。1、轮式转子轮式转子根据转子结构和制造工艺的不同，可分为：套装转子、整段转子、焊接转子以及组合转子。1-油封环2-轴封套3-轴4-动叶栅5-叶轮6-平衡槽图14套装转子示意图（1）套装

3、转子套装转子的叶轮、轴封套、联轴器等部件和主轴是分别制造的，然后将它们热套在主轴上，各部件与主轴之间采用过盈配合，并用键传递力矩。主轴加工成阶梯形，中间直径大。适用性：只适用于中、低参数的汽轮机和高参数汽轮机的中、低压部分，其工作温度一般在400℃以下。不宜用于高温高压汽轮机的高、中压转子。①优点：加工方便，材料利用合理，质量容易得到保证。②缺点：轮孔处应力较大，转子刚性差，高温下套装处易松动。（2）整锻转子叶轮和主轴及其他主要零部件由整体毛坯加工制成，没有热套部件。主轴的中心通常钻有中心孔，其作用是：①去掉锻件中残留的杂质及疏松部分

4、；②用来检查锻件的质量；③减轻转子的重量。其缺陷在于：①使转子工作应力增大，制造成本增加；②运行中易出现中心孔进油、进水、腐蚀，引起转子不明的振动；③检修、动平衡复杂。随着锻造、热处理及探伤技术水平的提高，无中心孔的转子结构应运而生。①优点：不会出现零件松动问题，结构紧凑，强度、刚度高，适合高温、高应力环境下工作；②缺点：贵重材料消耗大，对加工工艺要求高。适用性：中小型汽轮机的高压转子、大型汽轮机的任何转子（高参数或超高参数机组的高压转子）。图15整锻转子毛坯（3）焊接转子若干实心轮盘、端轴单独铸造，然后焊接加工。焊接转子的主要优点是

5、：不存在松动问题；采用实心的轮盘，强度高，不需要叶轮轮壳，结构紧凑；轮盘和转子可以单独制造，材料利用合理，加工方便且易于保证质量；焊成整体后转子刚性较大等。但是焊接转子要求材料的可焊性好，焊接工艺及检验技术要求高且比较复杂，这一切在一定程度下妨碍了焊接转子的应用。图16整锻转子示意图1-叶轮2-焊缝3-动叶栅4-平衡槽5-联轴器的连接轮图17焊接转子示意图（4）组合转子根据各段的工作条件不同，在同一转子上，高压部分采用整锻结构，中、低压部分采用套装结构，从而兼得整锻转子和套装转子的优点。适用性：广泛用于高参数、中等功率的汽轮机上。图1

6、8组合转子示意图2、鼓式转子反动式汽轮机采用，无叶轮，动叶片直接装在转鼓的凸环上（反动式汽轮机级数较多，动叶栅的反动度大，采用转鼓式转子可缩短轴向长度，避免轴向推力过大）图19鼓式整锻转子附表不同转子结构的比较序号项目套装转子整锻转子焊接转子组合转子1结构紧凑程度不紧凑紧凑紧凑中等2转子零件多少少中等3加工周期短长长中等4锻件质量保证程度容易较难中等中等5轮孔应力高低低高6锻件大小小大小中等7转子刚度小大大中等8转子静挠度大小小中等9启动速度慢快快中等10叶轮松动可能有无无11应力腐蚀程度易不易不易易12转子重量较轻较重较轻中等13不

7、同材料合理应用能不能能能14制造成本较低较高较低中等3、转子的选材转子材料选择要素：转子工作温度、结构特点、应力状态、工作条件以及材料使用的经济性；叶轮、转子的材料应具有足够的机械强度和韧性，性能稳定，金项组织均匀、无损探伤合格、热处理和冷热工艺性良好。高温下工作的部件，不仅要考虑工作温度下的屈服极限，还要考虑工作温度下的持久强度和蠕变强度。对于套装转子，叶轮的材料通常采用34CrMo1A和35CrMoV,载荷较大的低压叶轮可用34CrNi3Mo;套装转子的主轴，根据工作温度和应力状态分别选用45或34CrMo1A。对于整锻转子，可根

8、据工作温度分档选取，工作温度低于480℃，可选用34CrMo1A，工作温度低于540℃时，可选用34Cr2MoV或30Cr1Mo1V；低压整锻转子工作温度较低，要求材料在常温下有较高的机械强度和低的脆性转变温度，常采用3