一、汽轮机概述

此次介绍的汽轮机为单缸冲动冷凝式汽轮机，用于配套MW超临界汽轮发电机组半容量，可直接拖动锅炉给水泵。

小机为单汽源进汽方式，只配备低压主汽门和低压喷嘴，使用主机四段抽汽作为工作汽源。在低压主汽门前装有一个逆止阀，用于防止蒸汽反窜，当主机四段抽汽压力升高到能顶开逆止阀后进入汽轮机。本汽轮机轴封及疏水系统与主机轴封系统、汽水系统相连，汽轮机布置在13.2米运行层，排汽由后汽缸的下缸排汽口通过排汽管道引入主凝汽器，排汽管道上装有一真空蝶阀，以便在汽动给水泵停运时切断本汽轮机与主凝汽器之间的联系，而不影响主凝汽器的真空。

本汽轮机的润滑油系统采用两台同容量的交流油泵，一台运行，一台备用，供给汽轮机和主给水泵的润滑用油；另外还有一台直流油泵，在事故情况下供给汽轮机和主给水泵的润滑油。

相关参数：

最大连续功率：7MW

排汽压力：额定工况4.7～13.1kPa，最大允许背压47.7kPa（标准大气压）

连续运行转速范围：r/min～r/min

危急保安器动作转速：额定转速%～%(机械)

额定转速%(电气)

转子临界转速：一阶:r/min；二阶:r/min

盘车转速：97r/min

转子旋转方向：从汽轮机向给水泵看为顺时针方向

二、汽轮机本体结构

汽轮机本体由汽缸、转子、喷嘴组、隔板、轴封及隔板汽封、径向轴承及推力轴承、主汽门、配汽机构等主要部件组成，另外还有一套能保证汽缸沿着预定方向自由膨胀，其中，中心保持不变的弹簧板支撑及导向机构。为了防止在停机或起机时转子弯曲，设计有盘车装置。

1．汽缸

汽轮机汽缸由高压缸和低压缸组成。高压缸采用铸钢件，低压缸采用钢板焊接件，汽缸在汽轮机水平中分面分成上、下两半。

汽轮机的死点为排汽口中心线与中心线交点。

2．转子及动叶片

转子采用高强度合金钢为材料的整锻转子，由于转子直径小，设计为无中心孔的实心转子。

转子上共有七级叶轮，沿汽流方向依次为单列调节级、第2至第7级为压力级叶轮，各级叶轮装有动叶片。第一至第五级为直叶片，末两级为扭叶片。叶根采用外包双菌型叶根或者外包三菌型叶根，叶片顶端的围带均为自带冠形式。轴的前端装有机械式危急遮断器、盘车壳体、径向推力联合轴承，推力盘与转子本体整体加工而成，轴的后端装有径向轴承和与给水泵相连的联轴器。

本汽轮机是变转速汽轮机，正常运行的转速范围较宽，第一至第五级为直叶片，末两级为扭叶片。叶根采用外包菌型叶根，叶片顶端的围带均为自带冠形式。

3．喷嘴组

低压喷嘴组分为四组，按低压调节汽阀开启顺序喷嘴个数排列为7-8-9-8。喷嘴叶片与内、外环焊成一体，用螺栓与前汽缸上半低压喷嘴室连接。

4．隔板

本汽轮机共有六级隔板，为适应变参数、急剧的负荷变化和快速起动，各压力级隔板全部采用焊接式隔板。每级隔板设计成上下两半，上下两半隔板中分面处左右端各有一件调整螺钉，通过调整螺钉可使隔板中心和转子中心保持一致。

隔板内径处安装有隔板汽封，可以减少其级间的漏汽损失。

5．轴封及隔板汽封

汽轮机汽缸高、低压端分别装有高、低压轴封。高压轴封的作用是阻止高压蒸汽沿轴向往外泄漏；低压轴封的作用是阻止外部空气沿轴向进入低压汽缸内，从而影响主凝汽器真空。

高、低压轴封均为高低齿式结构。在转子上直接加工成凹槽，梳齿扇形汽封环安装在汽缸上。

隔板汽封是防止蒸汽从每级隔板的间隙沿轴向泄漏的阻汽装置，由高低齿结构的扇形汽封环组成，安装在隔板内板体的汽封槽内。

6．径向轴承及推力轴承

径向轴承的主要作用是承受汽轮机转子重量及迫使转子在汽轮机的相对水平中心线上旋转，推力轴承的作用是承受汽轮机转子的轴向推力及保持转子与汽缸的相对轴向位置。

推力轴承和前径向轴承共同置于一个轴承体内，组成联合轴承。推力盘与转子为一体加工而成，汽轮机转子和汽缸间的相对死点就在推力盘处，工作面和非工作面推力轴承上钨金处都设有超温报警的一次元件(铂热电阻)。

7．主汽门

主汽门由阀体和油缸两大部分组成。主汽门的动作是油压开启，弹簧关闭。主汽门的阀杆运动依靠油压控制。

8．配汽机构

本汽轮机采用提板式配汽机构，通过同一个油动机控制调速汽门。油动机由调节系统控制其运动量。

9．盘车装置

盘车装置装在汽轮机前轴承箱内，盘车转速为97r/min当汽轮机冲转后，汽轮机转子的转速升到r/min及以上时，给出控制信号使盘车电动机停止转动。升到r/min左右时，汽轮机转子和盘车装置完全脱离。汽轮机转速降到33r/min及以下时，给出控制信号启动盘车装置，也可由操作人员根据现场情况手动或电动盘车。

三、汽轮机油系统

本汽轮机配置独立的润滑油系统，主要供给汽轮机和给水泵润滑系统用油。

供油系统由油箱、主辅油泵、直流事故油泵、溢流阀、润滑油冷却器、润滑油过滤器、逆止阀、进油管路蓄能器、管道、仪表等组成，上述部件全部安装在油箱的顶部及侧面。

所有的油泵均为电动油泵，配置两台特性相同的主辅油泵，还有一台直流事故油泵，本汽轮机在正常运行时，由主油泵供给润滑系统用油，出口油压约为0.4~0.7MPa。润滑油压设计值为0.2~0.25MPa(小机平台油压)，当润滑油压降低至0.15MPa(小机平台油压)时发出报警信号。当润滑油压降至0.12MPa(小机平台油压)时辅助油泵自动投入。

去往润滑系统的油经逆止阀、润滑油冷却器、润滑油过滤器，通过溢流阀调压，经过进油管路蓄能器后进入汽轮机及给水泵各轴承，当润滑油压降至0.08MPa(小机平台油压)时，直流事故油泵自动投入，并停机，当润滑油压降至0.05MPa(小机平台油压)时，停盘车。

进油管路蓄能器是用于两台油泵切换和其中一台油泵突然事故另一台油泵尚未启动起来时而保证润滑油压力不会降低过多而设置的。两台油泵切换时油压波动小于0.1MPa，蓄能器维持油压时间约3～4秒，可以保证一台油泵突然事故另一台油泵启动时油压不会下降至事故油泵启动时的油压。

抗燃油由主汽轮机EH抗燃油系统提供。

四、汽轮机保护装置

1．危急保安器

危急保安器位于汽轮机主轴前端，其型式为离心飞锤式，动作转速设定为锅炉给水泵额定转速%～%。

2．电磁打闸装置

电磁打闸装置是由两台二位四通电磁阀组成。当其中一台电磁阀故障时，另外一台电磁阀仍能完全泄掉安全油使汽轮机停机。电磁打闸装置除远方遥控(打闸停机和复位)以外，还能在下列任一保护电路闭合时实现停机:

（1）超速

当汽轮机转速达到电气保护动作转速后，电磁打闸装置动作泄掉安全油，主汽门、调速汽门关闭，停机。

（2）轴向位移

安装在汽轮机前轴承箱内的轴向位移测量保护装置，在汽轮机转子轴向位移达到0.5mm时报警，达到0.7mm时电磁打闸装置动作跳闸停机。

（3）润滑油压

当润滑油压力低于0.08MPa时，电磁打闸装置动作跳闸停机。

（4）回油温度

汽轮机前、后轴承回油温度大于75℃时，电磁打闸装置动作跳闸停机。

（5）汽轮机排汽真空

当汽轮机的排汽真空低于47.7kPa时，电磁打闸装置动作跳闸停机。

（6）安全油压低

当汽轮机控制油系统安全油压低于6MPa时，电磁打闸装置动作跳闸停机。

3．主汽门活动试验

为防止运行中主汽门卡涩，设计有主汽门活动试验装置，在通往主汽门的油路上装有主汽门试验及保安组合阀，通过MEH系统可进行主汽门活动在线试验。

五、汽动泵组启动与停机

1.汽动泵组冷态启动步骤

（1）主机四段抽汽或辅汽联箱蒸汽压力顶开主汽门前的低压逆止门，压力在0.68～1.2MPa，温度在～℃时，第一台汽动泵组才能启动。

（2）主油泵投入运行，小机平台润滑油压力保持在0.2~0.25MPa左右，盘车投入正常运行，检查各个主汽门、调速汽门活动是否灵活，并放在关闭位置。

（3）打开各个主汽门和调速汽门的疏水门，打开各种管道疏水门，开始主汽门前的暖管。

（4）向轴封送汽时监视轴封冒汽量(汽压保持在0.MPa～0.MPa范围内)，并保证本汽轮机排汽真空约为73.4kPa。

（5）打开主汽门。

（6）先操作MEH操作画面上的BFPT复位按钮或MEH操作盘上挂闸按钮，然后输入目标转速r/min，确认后转速将以r/min2的升速率自动升至r/min，暖机15分钟。再输入目标转速r/min，确认后转速将以r/min2的升速率自动升至r/min，暖机15分钟，再输入目标转速r/min，确认后转速将以r/min2的升速率自动升至r/min，暖机10分钟。所有疏水门全部关闭，打开各个主汽门，调速汽门，门杆漏汽管截门。此时汽动泵组可交锅炉接受负荷，操作MEH操作画面上的锅炉自动控制按钮，可实现自动调节，或者操作MEH操作画面上的手动/自动按钮进行手动操作。

（7）汽轮发电机组在主机负荷升至MW时，启动第二台汽动给水泵。启动中应注意转速上升平稳，不能产生过大的波动。如波动过大时应立即停止，查明原因。

2、汽动泵组热态启动步骤

汽动泵组停下来后，在盘车8小时内，汽缸法兰内壁温度在℃以上，需要热态启动升速时，称为热态启动。

（1）打开各个主汽门的疏水门，开始主汽门前暖管。如果主给水泵与汽轮机已经解开对轮，在此时应连上对轮。

（2）打开主汽门。

（3）先操作MEH操作画面上的BFPT复位按钮，然后输入目标转速r/min,确认后转速将以r/min2的升速率自动升至r/min，暖机5分钟，再输入目标转速r/min，确认后转速将以r/min2的升速率自动升至r/min，暖机5分钟，再输入目标转速r/min，确认后转速将以r/min2的升速率自动升至r/min，暖机5分钟，此时汽动泵组可交锅炉接受负荷，操作MEH操作画面上的锅炉自动控制按钮，既可实现自动调节。升速过程中要经常监视机组振动和机组内部是否有金属摩擦声，如有异常情况发生应该降速暖机至正常为止，再继续升速。

3、汽动泵组停机步骤

（1）停止汽动泵组后油动机处于关闭位置。

（2）注意惰走时间。当转子转速降至盘车转速97r/min时，盘车装置应自动投入，否则应手动开启。

（3）打开各个主汽门的疏水门。

（4）汽动泵组停止后盘车8小时,当汽缸法兰内壁温度低于℃时，停止盘车和主油泵。

（5）轴封供汽阶段禁止停止盘车。主机和小汽轮机同时停止时，停止轴封供汽。小汽轮机单独停止时，可在汽缸法兰内壁温度降至℃时停止轴封供汽，排汽引入主凝汽器的汽轮机此时应关闭排汽真空蝶阀。

六、汽轮机事故处理

汽轮机在下列情况下应破坏真空紧急打闸停机，启动备用给水泵。

（1）汽动泵组突然发生强烈振动或金属撞击声。

（2）转速高至锅炉给水泵额定转速的%而危急遮断器未动作。

（3）发生严重水冲击而又无法立即消除。

（4）轴端汽封冒火花。

（5）轴承断油或回油温度超过75℃。

（6）油系统着火而又来不及扑灭时。

（7）油箱油位突然下降到标准油位以下mm，无法恢复时。

（8）润滑油压降至0.08MPa时，低油压保护装置不动作。

（9）高压主蒸汽管或其它管道爆破。

（10）轴向位移值达0.9mm时，轴向位移保护装置不动作。

（11）排汽真空低于47.7kPa时，低真空保护装置不动作。

（12）轴承钨金温度达到90℃时。

（13）轴承冒烟时。

（14）一台油泵故障，另一台油泵不能自启动时。

（15）汽轮机转速波动不能控制锅炉水位时。