[科普中国]-高压汽轮机

高压汽轮机是指主蒸汽压力为7.84~10.8MPa的汽轮机。合成氨装置中，用于驱动冷冻气压缩机的汽轮机是由意大利辛比隆公司采用德国西门子专利技术设计制造的，是我国大化肥行业首次使用的西门子型高压背压式汽轮机，也是我国已投产大化肥厂中使用的进汽参数较高的工业汽轮机。

简介合成氨装置中，用于驱动冷冻气压缩机的汽轮机是由意大利辛比隆公司采用德国西门子专利技术设计制造的，是我国大化肥行业首次使用的西门子型高压背压式汽轮机，也是我国已投产大化肥厂中使用的进汽参数较高的工业汽轮机。

汽轮机主要结构特点1.基座和轴承支座

汽轮机和压缩机共用一块钢结构平板基座，基座靠地脚螺栓同水泥基础把紧。在基座上安装汽轮机位置的前后，用钢板焊有2个高440mm的平台，汽轮机前后轴承支座分别通过螺栓固定在这两个平台上。前后轴承支座均同汽缸分开，单独制造和安装，简化了汽缸结构，使汽缸热量不易传给轴承。

2.汽缸

采用双层汽缸结构，外汽缸为水平部分，内汽缸为垂直部分。

（1）外汽缸

外汽缸用来安装蒸汽调节阀、内汽缸、第二导向叶片持环、密封装置等。缸体采用中分面支承法，上半缸通过中分面上的4个猫爪分别搭在前后轴承支座上，下半缸则靠中分面把紧螺栓吊在上半缸下面。这种支承方法，能保证汽轮机在受热膨胀后其汽缸中心仍与转子中心保持一致。

在汽缸各猫爪和轴承支座问各设有一套调节元件。通过调节调整螺母可以很方便地调整汽缸中分面的上下位置，另外调节元件也允许汽缸猫爪在球形垫圈上自由移动，不影响汽缸自由膨胀。

汽缸有一套滑销系统，排汽端靠安装于下汽缸和后轴承支座之间的圆柱立销定位，为汽缸死点，进汽端靠下汽缸和前轴承支座间的纵销定位，保证机组开车时汽缸按规定方向自由膨胀。

（2）内汽缸

内缸体为一整体筒形，用来安装5个喷嘴组和第一导向叶片持环。第一导向叶片持环为水平剖分结构，上面安置有第2至第5级静叶片，但剖分面上没有固定螺栓，依靠锁紧环对持环的过盈配合紧力将中分面压紧。该持环组件通过内缸上的卡口固定在内汽缸里，并由定位销定位。

汽轮机内缸用位于其中心线两侧的挂耳支承，内缸水平中分面位置，靠两侧挂耳下垫片定位，保证机器运行时内外缸水平中分面重合。内缸左右位置由设在外缸底部的偏心销定位，保证内外缸间垂直中分面位置一致，内缸的轴向位置通过安装在内缸两侧挂耳和外缸间的偏心定位销定位。

内缸下部还设置有2个压力平衡区，平衡蒸汽分别通过外侧2个蒸汽喷嘴室引入2个被L形密封环密封的蒸汽室，对内缸形成向上的推力，以平衡蒸汽压力在内缸5个喷嘴室所产生的垂直向下的作用力。

这种筒形内缸，形状简单，结构完全对称，因此在开停车和负荷变动时，汽缸壁内部不会产生很大的热应力，由于无水平剖分面，可完全避免水平剖分面因热变形翘曲而产生的漏汽问题，也省掉了笨重的法兰和较大的中分面螺栓。

3.轴承座

前后轴承座都为水平剖分结构，分别安装在前后轴承支座上。前轴承座同汽缸用2根悬臂螺杆连接，两悬臂螺杆的作用是当缸体轴向膨胀或收缩时，带动前轴承座及转子一起移动，以保证汽轮机内部动静部件间合理的轴向间隙。轴承座通过四角4套可调节元件支承在轴承支座上，调节元件调节原理同外汽缸支承。利用调节元件可以调整轴承座水平中分面上下位置，也能保证轴承座前后自由移动。轴承座下面还有一纵向导向键，保证其中心线与外汽缸中心线在同一垂直平面内及移动时按规定方向移动。后轴承座支承和定位同前轴承座不同的地方有两点，一是后轴承座与外缸体不直接相连，一二是后轴承座两侧与轴承支座间有两横销，对其在轴线方向定位。

4.转子

转子为整锻轮式一鼓式混合结构，由一级冲动式调节级和六级反动式压力级组成。调节级轮盘直接在转子上加工出，冲动级叶片就安装在轮盘外缘的周向槽道中，其余六级反功级动叶片则直接安装在转子转鼓的周向槽道中。调节级叶片叶根为叉形，其余各级叶片叶根为T形，全部动叶片均采用自带围带的等截面叶片。由于围带直接在叶片上加工出，因此围带强度较高，同时也避免了外加围带所产生的围带及铆钉断裂、松动等问题。

5.盘车机构

在后轴承座上面，安装有一套电动液压盘车装置和一套手动盘车装置。电动盘车时，通过电磁阀控制进入油动缸盘车压力油的方向，使活塞及盘车挂叉间歇地上下移动，盘车挂叉又带动固定于转子上的盘车齿轮使转子慢慢地逐齿转动。手动盘车时，通过棘爪也是每次使盘车齿轮转一个齿的位置，进行盘车。

6.调速系统和轴承

汽轮机使用PG-PL型调速器，径向轴承和止推轴承分别采用五油楔可倾瓦与金斯伯雷轴承1。

高压汽轮机检修1.内汽缸解体检修

a.把内缸组件从外缸中吊出，放在合适的支承上；

b.取出第一导向叶片持环同内缸的定位销(直径16mm的圆柱空心销，共6个)；

c.把第一导向叶片持环相对内缸转约150，然后将导向叶片持环连同转子一起从排气端由内缸中抽出；

d.卸掉锁紧环同导向叶片持环的把紧螺栓，用锁紧环上的5个周向均布的顶丝把锁紧环松开、取下。至此，导向叶片持环即可从水平剖分面分开，对导向叶片持环内部及转子进行检查。

2. 检修中发现的问题

a.由于内缸温度高和运行时间过长，使持环定位销外表面同销孔配合面烧结，部分销子不得不用钻头破坏取下；

b.同样原因，卸锁紧环时，把设计上用于退锁紧环的5个顶丝顶弯都退不下来，最后采取边烤边用顶丝顶的方法才将锁紧环卸下。为此，1994年检修回装时将高温配合部位都涂了一些高温防烧剂；

c.转子上部分汽封片有磨损、断齿，考虑到转子已运行4年多，并且部分汽封齿需要重镶或修整，为此更换了转子；

d.原转子安装在水平方向稍有偏心，把内缸西侧与转子平衡盘汽封对应处造成轻微划伤。新转子就位后。同样发现转子中心线在缸体中偏西，通过调整前后轴承座横向位置进行了适当调整1。

总结高压汽轮机采用筒形内缸，有许多优点，但检修工作量及难度都较水平剖分型缸大。另外，由于进汽温度较高，为防止零部件间紧密配合部位烧结造成拆卸困难，大修周期不宜过长。

本词条内容贡献者为:

徐恒山 - 讲师 - 西北农林科技大学