汽轮机排汽缸觅死点

刘俊喜（大同电力高级技工学校，山西 大同 037039）



汽轮机排汽缸觅死点

刘俊喜
（大同电力高级技工学校，山西 大同 037039）

摘要：汽轮发电机组各种滑销安装的位置在下汽缸，一般不显眼，下汽缸安装好后非特别情况就不动了。许多汽机运行人员甚至汽机检修人员也没全见过，说不清。看不到滑销系统全貌，就找不到膨胀死点的具体位置。本文以上汽50MW单缸机组为基础深入探讨，建立抽象模型，确定膨胀死点的空间具体位置。为弄清时下高参数大容量多缸机组滑销系统提供了方便。

关键词：热膨胀量；汽缸膨胀死点；汽缸水平中分面；600MW机组

在火力发电厂，汽轮机庞大笨重。汽轮机在启动、停机和变负荷运行时，汽缸、转子温度变化很大，沿着长、宽、高各个方向膨胀收缩。随着高参数大容量超超临界压力汽轮机的投运，汽缸、转子等大件的热膨胀量不容小觑，是汽轮机设计、安装和运行检修考虑的重要课题。

汽轮机在启动、停机和运行时，必须保证汽缸能定向自由膨胀，膨胀时汽缸与转子保持中心一致。否则膨胀不均将产生附加应力、变形及振动，甚至汽缸法兰翘边、动静摩擦。因此必须设置一套科学合理的滑销系统，必须设计好汽缸膨胀死点。

目前中职教育通用的【汽轮机设备及运行】等教材，对于单缸汽轮机，把汽缸膨胀死点定义为排汽口横销中心线与纵销中心线的交点，位于排汽口中心。但是如何保证汽缸膨胀死点固定不动，汽缸膨胀死点在空间的具体位置到底在哪，并没有讲透。

各种滑销安装的位置在下汽缸，一般不显眼，有的平常根本看不见，下汽缸安装好后非特别情况就不动了。许多汽机运行人员甚至汽机检修人员也没全见过，说不清，在校学生自然就更难理解了。

为了便于理解，从基础本源开始讨论，先统一以下概念。

现主要以上汽50MW单缸机组为例介绍。

汽缸水平中分面：是上、下汽缸之间的结合面。汽缸水平法兰结合面保持水平是汽缸水平中分面的保证。

方向的确定，汽轮机头（主蒸汽入口端）是前，排汽口是后。汽轮发电机组主轴轴线是汽轮机纵向中心线。在汽缸水平中分面上，垂直于汽轮机纵向中心线、过排汽口形心的水平线则为汽缸横向中心线，过排汽口形心，垂直于汽缸水平中分面通过排汽口横向中心线的面是排汽口横向垂直面。教材上说“横销中心线与纵销（或立销）中心线的交点形成整个汽缸的膨胀死点”，按通常笼统理解膨胀死点就是汽轮机纵向中心线（或汽缸水平中分面）和排汽口横向垂直面处，即排汽口在汽缸水平中分面的形心。其实仔细查看汽轮机滑销位置就可发现，各种销的位置都在下汽缸，纵销中心线和横销中心线自然在汽缸水平中分面之下，那么汽缸膨胀死点到底在哪呢？

笔者有幸参加了大同大热公司上汽50MW机组拆迁，近距离目睹手触了50MW机组汽轮机滑销系统。

横销、纵销是装在基础台板上，都在下汽缸。

借用机械基础的理论，分析机械运动，首先要分清可动和静止两部分，汽轮机的可动部分是指可产生自由膨胀（这里不考虑汽缸内部转子的转动）的部分。

汽轮机砼基础和大地紧密相连是静止的，凡是和砼基础固定连接的构件也是静止的。45mm厚的台板（钢板）固定在砼基础上，是静止的。台板上安放左右机架和前后轴承座。左右机架和台板通过螺栓固定，机架也是静止的。砼基础、台板和机架是静止部分，也是水平的。汽轮机启动、停机和运行时，台板、机架温度变化不大，认为是不膨胀的。汽缸通过多个联系螺栓和机架垂直方向连在一起，汽缸在垂直方向上只能前后轴承座平放在台板上，是可动的，前轴承座下左右各装一角销（相当一纵销），后轴承座下开槽装有纵销。下汽缸前端通过汽缸猫爪搭在前轴承座上，通过猫爪横销和前轴承座在纵向刚性连接。汽缸（包括汽缸猫爪、撑脚）和轴承座是可动部分。而这里的可动也只是能自由膨胀。汽轮机下排汽缸左右两侧伸出撑脚（有的叫搁脚），安放在机架上，两机架和撑脚接合处开槽，安装横销。所以横销中心线在排汽口横向中心线之下约450mm，纵销中心线还在其下。横销中心线和纵销中心线只是垂直交错，并不相交，实质没有汽缸膨胀死点。只是横销中心线和纵销中心线相距较近，同时后轴承座上还有立销，限制了汽缸垂直方向膨胀时摇摆。所以近似认为膨胀死点在横销中心线和纵销中心线交错处。也就是汽缸膨胀死点在汽缸水平中分面排汽口形心垂直下约450mm处。

特别需要说明的是，排汽室下汽缸撑脚和机架通过一种叫联系螺栓连接的，联系螺栓预留足了汽缸膨胀余量。许多人没有打开过弄不清，还以为排汽室下汽缸撑脚和机架通过螺栓刚性连接，所以找不见横销。联系螺栓在教材中有详尽介绍，这里不再赘述。

但是如何保证汽缸膨胀死点固定不动呢？

还得从简化抽象模型入手，如图1横销中心线和纵销中心线构成汽缸可动（膨胀）部分，横销槽纵销槽及槽下代表静止部分。横销中心线和纵销中心线交点处为0点，在横销处，汽缸可沿着横销中心线膨胀，横销槽限制死了汽缸纵向膨胀，也限制死了汽缸垂直向下膨胀。在纵销处，汽缸可沿着纵销中心线膨胀，纵销槽限制死了汽缸横向膨胀，也限制死了汽缸垂直向下膨胀。所以横销中心线和纵销中心线交点处0点，首先成为汽缸在平面上的膨胀死点。在横销中心线和纵销中心线组成的水平面上（也就是下汽缸撑脚和机架的结合面）常称为汽缸支撑面。

在空间上分析，销槽之下是静止部分，汽缸支撑面不会下沉，自然0点不会下降。汽缸受热时会向上膨胀，但也只能以汽缸支撑面为始点。汽缸通过多个联系螺栓和机架垂直方向连在一起，汽缸在垂直方向上只能以0点起始向上膨胀。还有笨重汽缸转子重力作用约束向上膨胀，这样汽缸水平中分面排汽室的形心在垂直方向上是可略微浮动的。横销中心线和纵销中心线交点0点成为真正的空间汽缸膨胀死点。

弄清楚了滑销系统抽象模型后，就好理解上汽50MW单缸机组滑销系统了，横销布置销和模型一样，只是纵销中心线上前端没用直接装纵销，在前轴承座下左右装了角销，实际上若将左右角销横向靠近就变成一纵销。后轴承座装一立销，汽缸膨胀死点之后汽缸尺寸较短，只要立销顶端预留足纵向膨胀间隙，就可起到纵销的作用，并且装立销还有垂直方向固稳的作用。

50MW单缸机组滑销系统是分析汽轮机滑销系统的基础。

弄清楚上汽50MW单缸机组滑销系统，分析其它50MW单缸机组滑销系统就比较容易了。弄通50MW单缸机组滑销系统，再讨论时下高参数大容量多缸机组滑销系统就方便多了。

哈汽600MW机组滑销系统，其特点是高中压缸与轴承之间、低压缸1号和2号之间在水平中分面都用定位中心梁连接。仅在1号低压缸中心设膨胀死点，其后部通过定位中心梁推动2号低压缸向后膨胀，其前部推着中轴承箱和高中压缸向前膨胀。

大容量多缸机组体量巨大，为了减小累加热膨胀量，有的设置两个或更多汽缸膨胀死点。如东汽600MW机组滑销系统有三个膨胀死点，高中压缸的膨胀死点位于缸后轴承座，低压1号缸、低压2号缸的膨胀死点分别位于各自的中心附近。

无论大小机组，无论高、中、低压缸，汽缸膨胀死点都在汽缸水平中分面以下汽轮机纵向中心垂直面上，汽缸水平中分面以下450mm---600mm处。其实大型给水泵也有膨胀死点，就在泵下底座上，观察更直观方便。探讨汽轮机滑销系统及膨胀死点，先瞅瞅给水泵，或有裨益。

中图分类号：TK26

文献标识码：A

文章编号：1671-864X（2016）05-0291-02