Una turbina de vapor es una máquina de potencia giratoria que convierte la energía del vapor en trabajo mecánico. También llamada turbina de vapor. Se utiliza principalmente como motor primario para la generación de energía y también puede impulsar directamente varias bombas, ventiladores, compresores y hélices de barcos. El vapor de escape o el vapor de extracción intermedio de la turbina de vapor también se puede utilizar para satisfacer las necesidades de calefacción en producción y vida útil.
La turbina de vapor es una máquina rotativa de combustión externa que puede convertir la energía térmica del vapor en trabajo mecánico. Después de que el vapor de la caldera ingresa a la turbina de vapor, pasa a través de una serie de boquillas anulares y palas en secuencia, convirtiendo la energía térmica del vapor en energía mecánica de la rotación del rotor de la turbina. El vapor se convierte en energía de diferentes maneras en la turbina de vapor, formando turbinas de vapor con diferentes principios de funcionamiento.
Consta de una parte giratoria y una parte estacionaria. El rotor incluye eje principal, impulsor, palas móviles y acoplamientos, etc.
Turbina de vapor
. El estator incluye entrada de vapor, cilindro, partición, cascada de palas del estator, sello de vapor y cojinetes, etc.
Cilindro de turbina de vapor
El cilindro es la carcasa de la turbina de vapor. Su función es aislar la parte de flujo de la turbina de vapor de la atmósfera para formar una cámara de vapor cerrada para garantizar. que el vapor se completa dentro del proceso de conversión de energía de la turbina de vapor. La cámara de la boquilla, el diafragma, el manguito del diafragma y otros componentes están instalados en el cilindro. El exterior del cilindro está conectado con tuberías de entrada, escape, extracción y otros tubos de vapor.
La sección de alta y media presión del cilindro generalmente adopta una estructura fundida de acero aleado o acero al carbono. La sección de baja presión puede adoptar una estructura fundida o una estructura soldada hecha de piezas fundidas simples, acero conformado y placas de acero según las características. requisitos estructurales y de capacidad.
Los cilindros de alta presión se presentan en dos formas: cilindros de una sola capa y cilindros de doble capa. Los cilindros de una sola capa se utilizan principalmente en turbinas de vapor con parámetros medios y bajos. El cilindro doble es adecuado para turbinas de vapor con parámetros relativamente altos. Se divide en cilindro interior de alta presión y cilindro exterior de alta presión. El cilindro interior de alta presión está separado por un plano medio horizontal para formar un cilindro superior y un cilindro inferior, y el cilindro interior se apoya en el plano horizontal del cilindro exterior. El cilindro exterior de alta presión se apoya en la caja de cojinetes delantera mediante cuatro garras de gato. La uña de gato se moldea desde el cilindro inferior y se ubica en la parte superior del cilindro inferior, manteniendo el punto de apoyo en la línea central horizontal.
El cilindro de media presión se compone de un cilindro interior de media presión y un cilindro exterior de media presión. El cilindro interior de media presión se divide en el plano central horizontal para formar un cilindro superior y un cilindro inferior. El cilindro interior está soportado en el plano central horizontal del cilindro exterior. La protuberancia exterior procesada en el cilindro exterior y la ranura anular en el cilindro interior cooperan entre sí para mantener la posición axial del cilindro interior. El cilindro exterior de media presión está separado por un plano central horizontal para formar un cilindro superior y un cilindro inferior. El cilindro exterior de presión media también está sostenido por dos pares de garras de gato en la caja de cojinetes intermedia y la caja de cojinetes delantera del cilindro de baja presión n.° 1.
El cilindro de baja presión es del tipo de flujo dividido inverso. Cada cilindro de baja presión consta de un cilindro exterior y dos cilindros interiores. Todos los cilindros exterior e interior están soldados mediante placas de acero. Las partes superior e inferior del cilindro están divididas verticalmente en tres partes, pero durante la instalación, las superficies de unión verticales de la parte superior del cilindro se han atornillado en un todo, por lo que la parte superior del cilindro se puede levantar como una sola parte. . El cilindro exterior de baja presión está soportado por una placa de faldón, que está integrada con la mitad inferior del cilindro y se extiende a lo largo de la mitad inferior del cilindro hasta ambos extremos. El cilindro interior de baja presión está apoyado sobre el cilindro exterior. Cada faldón se instala en el tablero del asiento básico, y el tablero del asiento básico se lechada y se fija a la base. La posición del cilindro de baja presión se fija mediante un pasador deslizante entre la placa de faldón y la placa base.
Rotor de turbina
Todo el rotor está fabricado con forjas de acero aleado. El extremo del regulador del rotor de alta presión está conectado al eje largo a través de un acoplamiento rígido. El eje superior de esta sección está equipado con la bomba de aceite principal y el mecanismo de disparo por exceso de velocidad.
Después de procesar todos los rotores y ensamblar todas las palas, se llevan a cabo pruebas de rotación a máxima velocidad y un equilibrio dinámico preciso.
Rotor de manga: el impulsor, el casquillo, el acoplamiento y otras piezas se procesan por separado y luego se enfundan térmicamente en el eje escalonado. Se utiliza un ajuste de interferencia entre cada componente y el eje principal para evitar que el impulsor se afloje debido a la fuerza centrífuga y la diferencia de temperatura, y el torque se transmite mediante la chaveta. Los rotores de las turbinas de vapor de media y baja presión y los rotores de baja presión de las turbinas de vapor de alta presión suelen adoptar estructuras de manguito. A altas temperaturas, el impulsor y el eje principal son propensos a aflojarse. Por lo tanto, no es adecuado para rotores de alta presión de turbinas de vapor de alta temperatura.
Rotor forjado integral: El impulsor, el casquillo, el acoplamiento y otras piezas están forjados y cortados como parte integral del eje principal. No hay piezas con manguito caliente, lo que resuelve el problema de la conexión entre los. El impulsor y el eje se aflojan fácilmente a altas temperaturas. Este tipo de rotor se utiliza a menudo en rotores de alta y media presión de grandes turbinas de vapor.
Tiene una estructura compacta, gran adaptabilidad al arranque y condiciones de trabajo cambiantes, y es adecuado para operar a altas temperaturas. El rotor tiene buena rigidez, pero las piezas forjadas son grandes, los requisitos de tecnología de procesamiento son altos y el ciclo de procesamiento es largo. la calidad de las piezas forjadas grandes es difícil de garantizar.
Rotor soldado: El rotor de baja presión de una turbina de vapor tiene una gran masa y puede soportar una gran fuerza centrífuga. Cuando se utiliza un rotor de manga, el orificio interior del impulsor sufrirá una gran deformación elástica durante el funcionamiento y es necesario diseñar una gran interferencia de ensamblaje, pero esto causará una gran tensión en el ensamblaje. Si se utiliza el rotor forjado en general, la calidad es difícil de garantizar, por lo que se utiliza un rotor soldado que combina forjado segmentado y soldadura. Se compone principalmente de múltiples impulsores y un eje final empalmados y soldados entre sí. El rotor soldado tiene peso ligero, piezas forjadas pequeñas, estructura compacta y alta capacidad de carga. En comparación con el rotor forjado integral del mismo tamaño y con un orificio central, el rotor soldado tiene alta resistencia, buena rigidez y peso ligero, pero tiene altos requisitos en cuanto al rendimiento de la soldadura. La aplicación de este tipo de rotor está limitada por la tecnología de soldadura, los métodos de inspección y los tipos de materiales.
Rotor combinado: Está compuesto por una estructura forjada integral y una estructura de manguito, y tiene las ventajas de ambos rotores.
Acoplamiento de turbina
El acoplamiento se utiliza para conectar los rotores de la turbina de vapor y el generador y transmitir el par de la turbina de vapor al generador. Hay tres tipos de acoplamientos comúnmente utilizados en las turbinas de vapor modernas: acoplamientos rígidos, acoplamientos semiflexibles y acoplamientos flexibles.
Acoplamiento rígido:
Este tipo de acoplamiento tiene una estructura simple y de pequeño volumen, no requiere lubricación y es libre de ruidos pero la transmisión de vibraciones y desplazamiento axial requiere una; Alto grado de neutralidad sexual.
Acoplamiento semiflexible
El acoplamiento derecho está forjado en un solo cuerpo con el eje principal, y el acoplamiento izquierdo está revestido en el extremo opuesto del eje con un manguito térmico y una doble chaveta. Los dos pares de ruedas están conectados por un manguito corrugado semiflexible, que está sujeto por dos pernos. El manguito corrugado es rígido en la dirección de torsión y rígido en la dirección de flexión. Este tipo de acoplamiento se utiliza principalmente entre turbinas de vapor y generadores para compensar las diferencias de altura causadas por el vacío, las diferencias de temperatura y la carga de hidrógeno entre los cojinetes. Puede reducir la interferencia mutua de las vibraciones y tiene bajos requisitos de alineación. Suele utilizarse para instalaciones de media capacidad.
Junta amortiguadora
Los acoplamientos flexibles generalmente vienen en dos formas, tipo engranaje y tipo resorte serpiente. Este acoplamiento puede debilitar o eliminar la transmisión de vibraciones. Los requisitos de neutralidad no son elevados, pero se requiere lubricación durante el funcionamiento, lo que hace que la producción sea compleja y costosa.
Palas del estator de la turbina
Los deflectores se utilizan para asegurar las palas del estator y dividir el cilindro en varias cámaras de vapor.
Palas del rotor de la turbina
Las palas móviles se instalan en el impulsor o tambor del rotor, reciben el flujo de aire a alta velocidad expulsado de la cascada de boquillas y convierten la energía cinética del vapor en energía mecánica para hacer girar el rotor.
Turbina de vapor
En términos generales, el álabe se compone de tres partes: forma del álabe, raíz del álabe y punta del álabe.
El perfil de pala es la parte de trabajo de la pala. Entre los perfiles de pala de las palas adyacentes se forma un canal de vapor. Cuando el vapor fluye, la energía cinética se convierte en energía mecánica. Según el patrón de cambio de la sección transversal de la cuchilla, las cuchillas se pueden dividir en cuchillas rectas con sección transversal igual, cuchillas rectas con sección transversal variable, cuchillas torcidas y cuchillas torcidas.
Cuchillas rectas con secciones transversales iguales: el perfil de la sección transversal y el área son iguales a lo largo de la dirección de la altura de la cuchilla. Es fácil de procesar y tiene un bajo costo de fabricación, lo que favorece la realización de la cuchilla. Versatilidad de perfiles de pala en determinadas etapas. Sin embargo, el rendimiento aerodinámico es pobre y se utiliza principalmente para palas cortas.
Hoja torcida: la línea centroide de la sección transversal se tuerce continuamente, lo que puede reducir eficazmente la pérdida de perfil de las palas largas. Tiene buenas características de onda y resistencia, pero el proceso de fabricación es complicado y se utiliza principalmente para. hojas largas.
La raíz de la pala es el componente conector que fija la pala al impulsor o tambor. Se debe garantizar que la conexión sea firme en cualquier condición de trabajo y se debe hacer todo lo posible para que sea sencilla de fabricar y fácil de montar.
Raíz de pala en forma de T: fácil de procesar y montar, utilizada principalmente para palas de longitud media-larga.
Raíz de Hoja de Hongo: Alta resistencia, muy utilizada en máquinas de gran tamaño.
Raíz de la hoja en forma de horquilla: procesamiento sencillo, montaje cómodo, alta resistencia y buena adaptabilidad.
Raíces de hojas tipo abeto: las raíces de las hojas tienen una gran capacidad de carga, buena adaptabilidad de resistencia y son fáciles de desmontar y montar, pero el procesamiento es complicado y los requisitos de precisión son altos. Se utiliza principalmente para palas con cargas más pesadas.
Las palas cortas y las palas de longitud media de las turbinas de vapor suelen estar conectadas entre sí con protectores en las puntas de las palas para formar un grupo de palas. Las hojas largas simplemente se conectan en el centro del cuerpo de la hoja a través de barras de unión, o son hojas libres.
La función de la cubierta: aumentar la rigidez de la hoja, cambiar la frecuencia de vibración natural de la hoja, evitar la vibración, mejorando así la seguridad de vibración de la hoja; reducir la tensión de flexión causada por el flujo de vapor; la hoja puede formar un canal cerrado. Se pueden instalar sellos de cubierta para reducir las pérdidas por fugas en la parte superior de las hojas.
Barras de estiramiento: La función de las barras de estiramiento es aumentar la rigidez de la pala y mejorar sus características de vibración. Sin embargo, las nervaduras de unión aumentan la pérdida de flujo de vapor y, al mismo tiempo, debilitan la cuchilla. Por lo tanto, si bien cumple con los requisitos de vibración de la hoja, trate de evitar las barras de unión, y algunas hojas largas están diseñadas como hojas libres.
Sello de turbina de vapor
El espacio entre el rotor y el estator provocará una fuga de vapor, lo que no solo reducirá la eficiencia de la unidad, sino que también afectará el funcionamiento seguro de la unidad. . Para evitar fugas de vapor y fugas de aire, debe haber un dispositivo de sellado, generalmente llamado sello de vapor.
Según las diferentes posiciones de instalación, los sellos de vapor se pueden dividir en sellos de vapor de canal de flujo, sellos de vapor de partición y sellos de vapor de extremo de eje.
Cojinetes de turbina de vapor
Los cojinetes son una parte importante de las turbinas de vapor y se dividen en cojinetes de soporte radial y cojinetes de empuje. Se utilizan para soportar todo el peso del rotor y determinar la posición correcta del rotor en el cilindro.
1. Cojinete de cuñas multiaceite (tres cuñas de aceite y cuatro cuñas de aceite): carga ligera, alto consumo de energía, alta velocidad y máquina pequeña.
2. Rodamientos circulares: pueden soportar cargas pesadas y altas temperaturas de las baldosas.
3. Rodamientos elípticos: pueden soportar cargas pesadas.
4. Cojinetes de almohadilla de inclinación: 2, 4, 5 y 6 cojinetes de almohadilla, con buena estabilidad, amplio rango de rodamientos y alto consumo de combustible.
5. Cojinetes de empuje: 1) Tipo teja fija: pequeña capacidad de carga, utilizada para unidades pequeñas.
2) Tipos de teja basculante:
① Tipo de contacto cercano: contacto de línea en la parte posterior de la teja.
②Tipo Kingsbury: punto de contacto en la parte posterior de la baldosa.
Espero que te pueda ayudar a aclarar tus dudas.