劉俊喜（大同電力高級(jí)技工學(xué)校，山西 大同 037039）

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汽輪機(jī)排汽缸覓死點(diǎn)

劉俊喜
（大同電力高級(jí)技工學(xué)校，山西 大同 037039）

摘要：汽輪發(fā)電機(jī)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(dòng)了。許多汽機(jī)運(yùn)行人員甚至汽機(jī)檢修人員也沒全見過，說不清?？床坏交N系統(tǒng)全貌，就找不到膨脹死點(diǎn)的具體位置。本文以上汽50MW單缸機(jī)組為基礎(chǔ)深入探討，建立抽象模型，確定膨脹死點(diǎn)的空間具體位置。為弄清時(shí)下高參數(shù)大容量多缸機(jī)組滑銷系統(tǒng)提供了方便。

關(guān)鍵詞：熱膨脹量；汽缸膨脹死點(diǎn)；汽缸水平中分面；600MW機(jī)組

在火力發(fā)電廠，汽輪機(jī)龐大笨重。汽輪機(jī)在啟動(dòng)、停機(jī)和變負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，汽缸、轉(zhuǎn)子溫度變化很大，沿著長、寬、高各個(gè)方向膨脹收縮。隨著高參數(shù)大容量超超臨界壓力汽輪機(jī)的投運(yùn)，汽缸、轉(zhuǎn)子等大件的熱膨脹量不容小覷，是汽輪機(jī)設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行檢修考慮的重要課題。

汽輪機(jī)在啟動(dòng)、停機(jī)和運(yùn)行時(shí)，必須保證汽缸能定向自由膨脹，膨脹時(shí)汽缸與轉(zhuǎn)子保持中心一致。否則膨脹不均將產(chǎn)生附加應(yīng)力、變形及振動(dòng)，甚至汽缸法蘭翹邊、動(dòng)靜摩擦。因此必須設(shè)置一套科學(xué)合理的滑銷系統(tǒng)，必須設(shè)計(jì)好汽缸膨脹死點(diǎn)。

目前中職教育通用的【汽輪機(jī)設(shè)備及運(yùn)行】等教材，對(duì)于單缸汽輪機(jī)，把汽缸膨脹死點(diǎn)定義為排汽口橫銷中心線與縱銷中心線的交點(diǎn)，位于排汽口中心。但是如何保證汽缸膨脹死點(diǎn)固定不動(dòng)，汽缸膨脹死點(diǎn)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(dòng)了。許多汽機(jī)運(yùn)行人員甚至汽機(jī)檢修人員也沒全見過，說不清，在校學(xué)生自然就更難理解了。

為了便于理解，從基礎(chǔ)本源開始討論，先統(tǒng)一以下概念。

現(xiàn)主要以上汽50MW單缸機(jī)組為例介紹。

汽缸水平中分面：是上、下汽缸之間的結(jié)合面。汽缸水平法蘭結(jié)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(jī)頭（主蒸汽入口端）是前，排汽口是后。汽輪發(fā)電機(jī)組主軸軸線是汽輪機(jī)縱向中心線。在汽缸水平中分面上，垂直于汽輪機(jī)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(diǎn)形成整個(gè)汽缸的膨脹死點(diǎn)”，按通常籠統(tǒng)理解膨脹死點(diǎn)就是汽輪機(jī)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(shí)仔細(xì)查看汽輪機(jī)滑銷位置就可發(fā)現(xiàn)，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(diǎn)到底在哪呢？

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

橫銷、縱銷是裝在基礎(chǔ)臺(tái)板上，都在下汽缸。

借用機(jī)械基礎(chǔ)的理論，分析機(jī)械運(yùn)動(dòng)，首先要分清可動(dòng)和靜止兩部分，汽輪機(jī)的可動(dòng)部分是指可產(chǎn)生自由膨脹（這里不考慮汽缸內(nèi)部轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)）的部分。

汽輪機(jī)砼基礎(chǔ)和大地緊密相連是靜止的，凡是和砼基礎(chǔ)固定連接的構(gòu)件也是靜止的。45mm厚的臺(tái)板（鋼板）固定在砼基礎(chǔ)上，是靜止的。臺(tái)板上安放左右機(jī)架和前后軸承座。左右機(jī)架和臺(tái)板通過螺栓固定，機(jī)架也是靜止的。砼基礎(chǔ)、臺(tái)板和機(jī)架是靜止部分，也是水平的。汽輪機(jī)啟動(dòng)、停機(jī)和運(yùn)行時(shí)，臺(tái)板、機(jī)架溫度變化不大，認(rèn)為是不膨脹的。汽缸通過多個(gè)聯(lián)系螺栓和機(jī)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(tái)板上，是可動(dòng)的，前軸承座下左右各裝一角銷（相當(dāng)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(dòng)部分。而這里的可動(dòng)也只是能自由膨脹。汽輪機(jī)下排汽缸左右兩側(cè)伸出撐腳（有的叫擱腳），安放在機(jī)架上，兩機(jī)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(cuò)，并不相交，實(shí)質(zhì)沒有汽缸膨脹死點(diǎn)。只是橫銷中心線和縱銷中心線相距較近，同時(shí)后軸承座上還有立銷，限制了汽缸垂直方向膨脹時(shí)搖擺。所以近似認(rèn)為膨脹死點(diǎn)在橫銷中心線和縱銷中心線交錯(cuò)處。也就是汽缸膨脹死點(diǎn)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(jī)架通過一種叫聯(lián)系螺栓連接的，聯(lián)系螺栓預(yù)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(jī)架通過螺栓剛性連接，所以找不見橫銷。聯(lián)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(diǎn)固定不動(dòng)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(gòu)成汽缸可動(dòng)（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(diǎn)處為0點(diǎn)，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(diǎn)處0點(diǎn)，首先成為汽缸在平面上的膨脹死點(diǎn)。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(jī)架的結(jié)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(huì)下沉，自然0點(diǎn)不會(huì)下降。汽缸受熱時(shí)會(huì)向上膨脹，但也只能以汽缸支撐面為始點(diǎn)。汽缸通過多個(gè)聯(lián)系螺栓和機(jī)架垂直方向連在一起，汽缸在垂直方向上只能以0點(diǎn)起始向上膨脹。還有笨重汽缸轉(zhuǎn)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(dòng)的。橫銷中心線和縱銷中心線交點(diǎn)0點(diǎn)成為真正的空間汽缸膨脹死點(diǎn)。

弄清楚了滑銷系統(tǒng)抽象模型后，就好理解上汽50MW單缸機(jī)組滑銷系統(tǒng)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(shí)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(diǎn)之后汽缸尺寸較短，只要立銷頂端預(yù)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(wěn)的作用。

50MW單缸機(jī)組滑銷系統(tǒng)是分析汽輪機(jī)滑銷系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

弄清楚上汽50MW單缸機(jī)組滑銷系統(tǒng)，分析其它50MW單缸機(jī)組滑銷系統(tǒng)就比較容易了。弄通50MW單缸機(jī)組滑銷系統(tǒng)，再討論時(shí)下高參數(shù)大容量多缸機(jī)組滑銷系統(tǒng)就方便多了。

哈汽600MW機(jī)組滑銷系統(tǒng)，其特點(diǎn)是高中壓缸與軸承之間、低壓缸1號(hào)和2號(hào)之間在水平中分面都用定位中心梁連接。僅在1號(hào)低壓缸中心設(shè)膨脹死點(diǎn)，其后部通過定位中心梁推動(dòng)2號(hào)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(jī)組體量巨大，為了減小累加熱膨脹量，有的設(shè)置兩個(gè)或更多汽缸膨脹死點(diǎn)。如東汽600MW機(jī)組滑銷系統(tǒng)有三個(gè)膨脹死點(diǎn)，高中壓缸的膨脹死點(diǎn)位于缸后軸承座，低壓1號(hào)缸、低壓2號(hào)缸的膨脹死點(diǎn)分別位于各自的中心附近。

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

中圖分類號(hào)：TK26

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-864X（2016）05-0291-02