汽輪機排汽缸覓死點

劉俊喜（大同電力高級技工學校，山西 大同 037039）

?

汽輪機排汽缸覓死點

劉俊喜
（大同電力高級技工學校，山西 大同 037039）

摘要：汽輪發電機組各種滑銷安裝的位置在下汽缸，一般不顯眼，下汽缸安裝好后非特別情況就不動了。許多汽機運行人員甚至汽機檢修人員也沒全見過，說不清。看不到滑銷系統全貌，就找不到膨脹死點的具體位置。本文以上汽50MW單缸機組為基礎深入探討，建立抽象模型，確定膨脹死點的空間具體位置。為弄清時下高參數大容量多缸機組滑銷系統提供了方便。

關鍵詞：熱膨脹量；汽缸膨脹死點；汽缸水平中分面；600MW機組

在火力發電廠，汽輪機龐大笨重。汽輪機在啟動、停機和變負荷運行時，汽缸、轉子溫度變化很大，沿著長、寬、高各個方向膨脹收縮。隨著高參數大容量超超臨界壓力汽輪機的投運，汽缸、轉子等大件的熱膨脹量不容小覷，是汽輪機設計、安裝和運行檢修考慮的重要課題。

汽輪機在啟動、停機和運行時，必須保證汽缸能定向自由膨脹，膨脹時汽缸與轉子保持中心一致。否則膨脹不均將產生附加應力、變形及振動，甚至汽缸法蘭翹邊、動靜摩擦。因此必須設置一套科學合理的滑銷系統，必須設計好汽缸膨脹死點。

目前中職教育通用的【汽輪機設備及運行】等教材，對于單缸汽輪機，把汽缸膨脹死點定義為排汽口橫銷中心線與縱銷中心線的交點，位于排汽口中心。但是如何保證汽缸膨脹死點固定不動，汽缸膨脹死點在空間的具體位置到底在哪，并沒有講透。

各種滑銷安裝的位置在下汽缸，一般不顯眼，有的平常根本看不見，下汽缸安裝好后非特別情況就不動了。許多汽機運行人員甚至汽機檢修人員也沒全見過，說不清，在校學生自然就更難理解了。

為了便于理解，從基礎本源開始討論，先統一以下概念。

現主要以上汽50MW單缸機組為例介紹。

汽缸水平中分面：是上、下汽缸之間的結合面。汽缸水平法蘭結合面保持水平是汽缸水平中分面的保證。

方向的確定，汽輪機頭（主蒸汽入口端）是前，排汽口是后。汽輪發電機組主軸軸線是汽輪機縱向中心線。在汽缸水平中分面上，垂直于汽輪機縱向中心線、過排汽口形心的水平線則為汽缸橫向中心線，過排汽口形心，垂直于汽缸水平中分面通過排汽口橫向中心線的面是排汽口橫向垂直面。教材上說“橫銷中心線與縱銷（或立銷）中心線的交點形成整個汽缸的膨脹死點”，按通常籠統理解膨脹死點就是汽輪機縱向中心線（或汽缸水平中分面）和排汽口橫向垂直面處，即排汽口在汽缸水平中分面的形心。其實仔細查看汽輪機滑銷位置就可發現，各種銷的位置都在下汽缸，縱銷中心線和橫銷中心線自然在汽缸水平中分面之下，那么汽缸膨脹死點到底在哪呢？

筆者有幸參加了大同大熱公司上汽50MW機組拆遷，近距離目睹手觸了50MW機組汽輪機滑銷系統。

橫銷、縱銷是裝在基礎臺板上，都在下汽缸。

借用機械基礎的理論，分析機械運動，首先要分清可動和靜止兩部分，汽輪機的可動部分是指可產生自由膨脹（這里不考慮汽缸內部轉子的轉動）的部分。

汽輪機砼基礎和大地緊密相連是靜止的，凡是和砼基礎固定連接的構件也是靜止的。45mm厚的臺板（鋼板）固定在砼基礎上，是靜止的。臺板上安放左右機架和前后軸承座。左右機架和臺板通過螺栓固定，機架也是靜止的。砼基礎、臺板和機架是靜止部分，也是水平的。汽輪機啟動、停機和運行時，臺板、機架溫度變化不大，認為是不膨脹的。汽缸通過多個聯系螺栓和機架垂直方向連在一起，汽缸在垂直方向上只能前后軸承座平放在臺板上，是可動的，前軸承座下左右各裝一角銷（相當一縱銷），后軸承座下開槽裝有縱銷。下汽缸前端通過汽缸貓爪搭在前軸承座上，通過貓爪橫銷和前軸承座在縱向剛性連接。汽缸（包括汽缸貓爪、撐腳）和軸承座是可動部分。而這里的可動也只是能自由膨脹。汽輪機下排汽缸左右兩側伸出撐腳（有的叫擱腳），安放在機架上，兩機架和撐腳接合處開槽，安裝橫銷。所以橫銷中心線在排汽口橫向中心線之下約450mm，縱銷中心線還在其下。橫銷中心線和縱銷中心線只是垂直交錯，并不相交，實質沒有汽缸膨脹死點。只是橫銷中心線和縱銷中心線相距較近，同時后軸承座上還有立銷，限制了汽缸垂直方向膨脹時搖擺。所以近似認為膨脹死點在橫銷中心線和縱銷中心線交錯處。也就是汽缸膨脹死點在汽缸水平中分面排汽口形心垂直下約450mm處。

特別需要說明的是，排汽室下汽缸撐腳和機架通過一種叫聯系螺栓連接的，聯系螺栓預留足了汽缸膨脹余量。許多人沒有打開過弄不清，還以為排汽室下汽缸撐腳和機架通過螺栓剛性連接，所以找不見橫銷。聯系螺栓在教材中有詳盡介紹，這里不再贅述。

但是如何保證汽缸膨脹死點固定不動呢？

還得從簡化抽象模型入手，如圖1橫銷中心線和縱銷中心線構成汽缸可動（膨脹）部分，橫銷槽縱銷槽及槽下代表靜止部分。橫銷中心線和縱銷中心線交點處為0點，在橫銷處，汽缸可沿著橫銷中心線膨脹，橫銷槽限制死了汽缸縱向膨脹，也限制死了汽缸垂直向下膨脹。在縱銷處，汽缸可沿著縱銷中心線膨脹，縱銷槽限制死了汽缸橫向膨脹，也限制死了汽缸垂直向下膨脹。所以橫銷中心線和縱銷中心線交點處0點，首先成為汽缸在平面上的膨脹死點。在橫銷中心線和縱銷中心線組成的水平面上（也就是下汽缸撐腳和機架的結合面）常稱為汽缸支撐面。

在空間上分析，銷槽之下是靜止部分，汽缸支撐面不會下沉，自然0點不會下降。汽缸受熱時會向上膨脹，但也只能以汽缸支撐面為始點。汽缸通過多個聯系螺栓和機架垂直方向連在一起，汽缸在垂直方向上只能以0點起始向上膨脹。還有笨重汽缸轉子重力作用約束向上膨脹，這樣汽缸水平中分面排汽室的形心在垂直方向上是可略微浮動的。橫銷中心線和縱銷中心線交點0點成為真正的空間汽缸膨脹死點。

弄清楚了滑銷系統抽象模型后，就好理解上汽50MW單缸機組滑銷系統了，橫銷布置銷和模型一樣，只是縱銷中心線上前端沒用直接裝縱銷，在前軸承座下左右裝了角銷，實際上若將左右角銷橫向靠近就變成一縱銷。后軸承座裝一立銷，汽缸膨脹死點之后汽缸尺寸較短，只要立銷頂端預留足縱向膨脹間隙，就可起到縱銷的作用，并且裝立銷還有垂直方向固穩的作用。

50MW單缸機組滑銷系統是分析汽輪機滑銷系統的基礎。

弄清楚上汽50MW單缸機組滑銷系統，分析其它50MW單缸機組滑銷系統就比較容易了。弄通50MW單缸機組滑銷系統，再討論時下高參數大容量多缸機組滑銷系統就方便多了。

哈汽600MW機組滑銷系統，其特點是高中壓缸與軸承之間、低壓缸1號和2號之間在水平中分面都用定位中心梁連接。僅在1號低壓缸中心設膨脹死點，其后部通過定位中心梁推動2號低壓缸向后膨脹，其前部推著中軸承箱和高中壓缸向前膨脹。

大容量多缸機組體量巨大，為了減小累加熱膨脹量，有的設置兩個或更多汽缸膨脹死點。如東汽600MW機組滑銷系統有三個膨脹死點，高中壓缸的膨脹死點位于缸后軸承座，低壓1號缸、低壓2號缸的膨脹死點分別位于各自的中心附近。

無論大小機組，無論高、中、低壓缸，汽缸膨脹死點都在汽缸水平中分面以下汽輪機縱向中心垂直面上，汽缸水平中分面以下450mm---600mm處。其實大型給水泵也有膨脹死點，就在泵下底座上，觀察更直觀方便。探討汽輪機滑銷系統及膨脹死點，先瞅瞅給水泵，或有裨益。

中圖分類號：TK26

文獻標識碼：A

文章編號：1671-864X（2016）05-0291-02