汽轮机原理(第六章).ppt

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1、第六章第六章 汽轮机主要零件结构汽轮机主要零件结构与振动与振动汽轮机本体包括汽轮机本体包括:静止部分和转动部分静止部分和转动部分 转动部分：轴、叶轮、叶片、联转动部分：轴、叶轮、叶片、联 轴器、盘车装置等。轴器、盘车装置等。静止部分：汽缸、隔板、隔板套、喷静止部分：汽缸、隔板、隔板套、喷 嘴、汽封、滑销系统、法兰、螺栓等。嘴、汽封、滑销系统、法兰、螺栓等。第一节第一节 汽轮机静止部分结构汽轮机静止部分结构一、汽缸一、汽缸 汽汽轮机的外壳，其作用有轮机的外壳，其作用有两个：封闭作用；支承、固定作两个：封闭作用；支承、固定作用。用。1.1.作用作用2.2.分类分类（1 1）按汽缸进汽参数：高压缸，

2、中压缸，低按汽缸进汽参数：高压缸，中压缸，低压缸。压缸。（2 2）按汽缸的层数：单层缸，多层缸。按汽缸的层数：单层缸，多层缸。3 3.多层缸的作用多层缸的作用（1 1）加快机组的启停和变负荷速度。加快机组的启停和变负荷速度。（2 2）节约贵重金属。节约贵重金属。4.300MW4.300MW汽轮机汽缸简介汽轮机汽缸简介（1 1）高压缸高压缸（2 2）中压缸中压缸 采用双层缸，如图采用双层缸，如图6 61,61,62 2，6 63 3所示。所示。采用双层缸，如图采用双层缸，如图6 62,2,6 63 3所示。所示。4.300MW汽轮机汽缸简介图图图图6 6 6 62 2 2 2 优化引进型优化引进

3、型优化引进型优化引进型300MW300MW300MW300MW机组汽轮机高中压内外缸蒸汽机组汽轮机高中压内外缸蒸汽机组汽轮机高中压内外缸蒸汽机组汽轮机高中压内外缸蒸汽冷却（加热）系统结构冷却（加热）系统结构冷却（加热）系统结构冷却（加热）系统结构图图图图6 6 6 63 3 3 3 优化引进型优化引进型优化引进型优化引进型300MW300MW300MW300MW机组汽轮机高中压缸纵剖面图机组汽轮机高中压缸纵剖面图机组汽轮机高中压缸纵剖面图机组汽轮机高中压缸纵剖面图（3 3）低压缸低压缸采用三层缸，如图采用三层缸，如图6 64 4所示。所示。图图图图6 6 6 64 4 4 4 优化引进型优化引

4、进型优化引进型优化引进型300MW300MW300MW300MW机组汽轮机低压缸纵剖面图机组汽轮机低压缸纵剖面图机组汽轮机低压缸纵剖面图机组汽轮机低压缸纵剖面图 附：图63,64标注。5.300MW5.300MW汽轮机进汽部分汽轮机进汽部分如图如图6 65 5所示。所示。图图图图6 6 6 65 5 5 5 喷嘴室横断面图喷嘴室横断面图喷嘴室横断面图喷嘴室横断面图图图图图6 6 6 66 6 6 6 喷嘴组蒸汽室调节阀布置喷嘴组蒸汽室调节阀布置喷嘴组蒸汽室调节阀布置喷嘴组蒸汽室调节阀布置 附：国产600MW汽轮机汽缸结构图图6-7高中压内下缸外形图高中压内下缸外形图图图6-8高中压内上缸外形图

5、高中压内上缸外形图图图6-9高中压外下缸高中压外下缸6.6.滑销系统滑销系统（1 1）滑销系统的作用）滑销系统的作用 保证汽缸能定向自由膨胀或收缩，并保证保证汽缸能定向自由膨胀或收缩，并保证汽缸膨胀或收缩时，汽缸与转子的中心一致。汽缸膨胀或收缩时，汽缸与转子的中心一致。（2 2）滑销的种类）滑销的种类 主要由纵销、横销、竖销（立销）、猫爪主要由纵销、横销、竖销（立销）、猫爪横销、角销等组成。横销、角销等组成。（3 3）汽缸的膨胀死点）汽缸的膨胀死点纵销的中心线与横销中心线的交点。纵销的中心线与横销中心线的交点。（4 4）国产优化引进型）国产优化引进型300MW300MW汽轮机滑销系统汽轮机滑销

6、系统如图如图6 61010所示。所示。图图图图6 6 6 610 300MW10 300MW10 300MW10 300MW汽轮机滑销系统汽轮机滑销系统汽轮机滑销系统汽轮机滑销系统二、隔板、隔板套和静叶环、静叶持环二、隔板、隔板套和静叶环、静叶持环1.1.隔板隔板 主要由隔板体、静叶片和隔板外缘主要由隔板体、静叶片和隔板外缘组成，如图组成，如图6 61111，6 61212所示。所示。其作用是：固定喷嘴；分隔汽室。其作用是：固定喷嘴；分隔汽室。图图图图6 6 6 611 11 11 11 隔板结构示意图隔板结构示意图隔板结构示意图隔板结构示意图（1 1）组成与）组成与作用作用图图6-12600

7、MW汽轮机第汽轮机第9、10、11级隔板结构图级隔板结构图（2 2）种类种类 焊接隔板焊接隔板 将铣制或精密铸造、模压、冷拉的静叶将铣制或精密铸造、模压、冷拉的静叶片嵌在冲有叶型孔槽的内、外围带上，焊片嵌在冲有叶型孔槽的内、外围带上，焊成环形叶栅，然后再将其焊在隔板体和隔成环形叶栅，然后再将其焊在隔板体和隔板外缘之间，如图板外缘之间，如图6 61313所示。所示。特点：具有较高的强度和刚度，适用于特点：具有较高的强度和刚度，适用于高于高于350350的高中压级隔板。的高中压级隔板。铸造隔板铸造隔板 将已成型的喷嘴叶片在浇铸隔板体的同将已成型的喷嘴叶片在浇铸隔板体的同时放入其中，一体浇铸而成，如

8、图时放入其中，一体浇铸而成，如图6 61414所示。所示。特点：加工制造简单，特点：加工制造简单，成本低，但通流部分光成本低，但通流部分光洁度较差，且受温度影洁度较差，且受温度影响较大，适低于响较大，适低于350350的级中。的级中。2.2.隔板套隔板套（1 1）优缺点）优缺点优点：便于拆装；有利于抽汽口的布置；优点：便于拆装；有利于抽汽口的布置；缩短了汽轮机的轴向尺寸；简化了汽缸形缩短了汽轮机的轴向尺寸；简化了汽缸形状；有利于机组的启停和负荷变化。状；有利于机组的启停和负荷变化。缺点：增大了汽缸的径向尺寸，使相应的缺点：增大了汽缸的径向尺寸，使相应的法兰厚度增加，延长了机组的启停时间。法兰厚

9、度增加，延长了机组的启停时间。（2 2）结构与固定方式）结构与固定方式 隔板套的结构与固定方式如图隔板套的结构与固定方式如图6 61515所示。所示。隔板固定在隔板套中，隔板套再固定隔板固定在隔板套中，隔板套再固定在汽缸上。在汽缸上。图图6-15隔板套隔板套1上隔板套；上隔板套；2下隔板套；下隔板套；3连接螺栓；连接螺栓；4上汽缸；上汽缸；5下汽缸；下汽缸；6悬挂销；悬挂销；7垫片；垫片；8平键；平键；9定位销；定位销；10顶开螺钉顶开螺钉3.3.静叶环和静叶持环静叶环和静叶持环 静叶环相当于冲动式汽轮机的隔板，静叶环相当于冲动式汽轮机的隔板，静叶持环相当于冲动式汽轮机的隔板套。静叶持环相当于

10、冲动式汽轮机的隔板套。如图如图6 616,6-1716,6-17所示。所示。三、轴承三、轴承 分两大类：径向支持轴承；轴向推力分两大类：径向支持轴承；轴向推力轴承。轴承。（一）轴承的工作原理（一）轴承的工作原理 如图如图6 61818，6 61919所示。所示。（二）径向支持轴承（二）径向支持轴承 1.1.作用作用 支承转子的重量及转子旋转时产生的支承转子的重量及转子旋转时产生的不平衡离心力，并确定转子的径向位置。不平衡离心力，并确定转子的径向位置。2.2.种类种类（1 1）圆筒形轴承）圆筒形轴承 如图如图6 62020所示。所示。（2 2）椭圆形轴承）椭圆形轴承 如图如图6 62121所示。

11、所示。（3 3）三油楔轴承）三油楔轴承 如图如图6 62222所示。所示。（4 4）可倾瓦轴承）可倾瓦轴承 如图如图6 62323所示。所示。（二）推力轴承（二）推力轴承 1.1.作用作用 承受转子的轴向推力，并确定转子的承受转子的轴向推力，并确定转子的轴向位置。轴向位置。2.2.结构及工作原理结构及工作原理 如图如图6 624,624,62525所示。所示。第二节第二节 汽轮机转动部分结构汽轮机转动部分结构一、一、转子转子1.1.转子的作用转子的作用 将蒸汽的动能转变为机械能，并将蒸汽的动能转变为机械能，并传递扭矩。传递扭矩。2.2.转子的分类转子的分类（1 1）按有无叶轮按有无叶轮轮式转子

12、轮式转子 有叶轮，用于冲动式汽轮机。有叶轮，用于冲动式汽轮机。鼓式转子鼓式转子无叶轮，用于反动式汽轮机。无叶轮，用于反动式汽轮机。（2 2）按主轴与其他部件间的组合方式，轮式）按主轴与其他部件间的组合方式，轮式转子又分为：转子又分为：套装转子套装转子 叶轮等部件加工好后叶轮等部件加工好后“红套红套”在主轴上，在主轴上，如图如图6 62626所示。所示。优缺点：优缺点：（简述）（简述）适用场合：常用于低压转子。适用场合：常用于低压转子。整锻整锻转子转子 将叶轮等部件与主轴一起锻造加工而成。将叶轮等部件与主轴一起锻造加工而成。如图如图6 62727所示。所示。优缺点：优缺点：（简述）（简述）适用场

13、合：常用于大功率汽轮机高中压转子。适用场合：常用于大功率汽轮机高中压转子。注：目前注：目前300MW、600MW机组高、中、低压机组高、中、低压转子广泛采用整锻转子。转子广泛采用整锻转子。焊接焊接转子转子 由若干个叶轮和两个端轴拼焊而成。由若干个叶轮和两个端轴拼焊而成。如图如图6 62828所示。所示。优缺点：优缺点：（简述）（简述）适用场合：常用于大功率汽轮机的低压转子。适用场合：常用于大功率汽轮机的低压转子。组合组合转子转子 由整锻转子和套装转子组合而成。由整锻转子和套装转子组合而成。如图如图6 62929所示。所示。适用场合：用于大功率汽轮机的中低压转子，适用场合：用于大功率汽轮机的中低

14、压转子，如国产如国产200MW汽轮机的中低转子。汽轮机的中低转子。二、二、叶轮叶轮1.1.叶轮的作用叶轮的作用 安装叶片，并传递汽流力作用在叶栅上的扭安装叶片，并传递汽流力作用在叶栅上的扭矩。矩。2.2.叶轮的结构叶轮的结构 叶轮由轮缘、轮面和轮骰叶轮由轮缘、轮面和轮骰三部分组成，如图三部分组成，如图6 63030所示。所示。3.3.叶轮的分类叶轮的分类 按照轮面的型线可分为：等按照轮面的型线可分为：等厚度叶轮、锥形叶轮、双曲线厚度叶轮、锥形叶轮、双曲线形叶轮和等强度叶轮，如图形叶轮和等强度叶轮，如图6 63131所示。所示。1.1.叶片的结构与分类叶片的结构与分类叶片的结构示意图如图叶片的结

15、构示意图如图632所示。所示。叶片分为三部分：叶型部叶片分为三部分：叶型部分、叶根、叶顶分、叶根、叶顶 三、三、动叶片动叶片图图6-32汽轮机叶片结构图汽轮机叶片结构图（1 1）叶型）叶型 叶型为叶片的工作部分。按叶型沿叶高横叶型为叶片的工作部分。按叶型沿叶高横断面是否变化可分为：等截面叶片和变截面叶断面是否变化可分为：等截面叶片和变截面叶片（扭叶片）。片（扭叶片）。（2 2）叶根）叶根电厂汽轮机常用叶根主要电厂汽轮机常用叶根主要有有T型叶根、叉型叶根和纵树叶型叶根、叉型叶根和纵树叶根，如图根，如图633所示。所示。说明各叶根的结构特点及适说明各叶根的结构特点及适用场合。用场合。（3）叶顶 汽

16、流通道的上表面，并通过围带的不同汽流通道的上表面，并通过围带的不同结构起到调整叶片频率作用结构起到调整叶片频率作用 。包括在叶顶。包括在叶顶处将叶片连接成组的围带和在叶型部分将叶处将叶片连接成组的围带和在叶型部分将叶片连接在成组的拉金。片连接在成组的拉金。围带围带作用：作用：增加叶片抗弯刚度增加叶片抗弯刚度,降低叶片中汽流产降低叶片中汽流产生的弯应力生的弯应力,调整叶片频率以提高其振动安全性调整叶片频率以提高其振动安全性;构成封闭的汽流通道构成封闭的汽流通道,减小叶顶漏汽损失减小叶顶漏汽损失。结构形式：常见的结构形式有整段围带、铆结构形式：常见的结构形式有整段围带、铆接围带、弹性拱形围带，如图

17、接围带、弹性拱形围带，如图634所示。所示。634 常见围带结构形式 (a)整体围带 (b)铆接围带 (c)(c)拱形围带拉金拉金作用：调整叶片的自振频率，增强叶片振动阻作用：调整叶片的自振频率，增强叶片振动阻尼。尼。拉金置于动叶流道内，造成流动损失，降低经拉金置于动叶流道内，造成流动损失，降低经济性，只有在叶片振动特性迫切需要才使用。济性，只有在叶片振动特性迫切需要才使用。图图635拉金连接方式拉金连接方式(a)成组连接成组连接(b)网状连接网状连接(c)整圈连接整圈连接(d)Z形连接形连接 结构及连接：结构及连接：拉金为拉金为612mm的实心的实心或空心金属线穿在叶型部分的拉金孔中，与或空

18、心金属线穿在叶型部分的拉金孔中，与叶片间可焊接，或采用松装结构；连接方式叶片间可焊接，或采用松装结构；连接方式有整圈连接、成组连接、网状连接和有整圈连接、成组连接、网状连接和Z形连形连接，如图接，如图635所示。所示。四、四、联轴器联轴器1.1.联轴器的作用联轴器的作用 又叫靠背轮或对轮，其作用是又叫靠背轮或对轮，其作用是连接汽轮连接汽轮机各转子及发电机转子，并传递扭矩。机各转子及发电机转子，并传递扭矩。2.2.联轴器的种类及特点联轴器的种类及特点 常见形式：刚性联轴器、半挠性联轴器、常见形式：刚性联轴器、半挠性联轴器、挠性联轴器，如图挠性联轴器，如图636，637所示。所示。电厂汽轮机广泛采

19、用刚性联轴器。电厂汽轮机广泛采用刚性联轴器。五、五、盘车装置盘车装置1.1.盘车装置的作用盘车装置的作用2.2.盘车装置的分类盘车装置的分类（1 1）按驱动力来源）按驱动力来源 电动盘车和液动盘车。电动盘车和液动盘车。（2 2）按盘车转速）按盘车转速 高速盘车和低速盘车。高速盘车和低速盘车。（1 1）防止转子受热不均产生热弯曲。）防止转子受热不均产生热弯曲。（2 2）机组启动前盘动转子，可用来检查机组是）机组启动前盘动转子，可用来检查机组是否具备启动条件。否具备启动条件。如：动静部分是否摩擦，主轴弯曲值是否正常，如：动静部分是否摩擦，主轴弯曲值是否正常，如：动静部分是否摩擦，主轴弯曲值是否正常

20、，如：动静部分是否摩擦，主轴弯曲值是否正常，润滑油系统工作是否正常等。润滑油系统工作是否正常等。润滑油系统工作是否正常等。润滑油系统工作是否正常等。（3 3）减少汽轮机启动时的冲转力矩。）减少汽轮机启动时的冲转力矩。3.3.盘车装置的工作原理盘车装置的工作原理（1 1）具有螺旋轴的盘车装置）具有螺旋轴的盘车装置 如图如图6 63838所示。所示。（2 2）具有具有链轮蜗轮蜗杆的盘车装置）具有具有链轮蜗轮蜗杆的盘车装置 如图如图6 63838所示。所示。图图6-38盘车装置及其齿轮传盘车装置及其齿轮传动动（a）装置结构图；）装置结构图；（b）齿轮传动图）齿轮传动图1摆动板；摆动板；2盘车齿轮与轴

21、；盘车齿轮与轴；3主齿轮轴；主齿轮轴；4从动链轮；从动链轮；5连杆；连杆；6齿轮链；齿轮链；7主主动链轮；动链轮；8操纵杆；操纵杆；9手柄；手柄；10操操纵杆；纵杆；11蜗轮；蜗轮；12蜗杆；蜗杆；13滤油网框架滤油网框架第三节叶片振动第三节叶片振动一、叶片的受力分析一、叶片的受力分析（1 1）叶片、围带、拉金的质量产生的离心力）叶片、围带、拉金的质量产生的离心力离心力作用：产生拉应力、弯曲应力离心力作用：产生拉应力、弯曲应力（2 2）高速汽流冲动叶片）高速汽流冲动叶片汽流力（轴向、圆周汽流力（轴向、圆周方向的应力）方向的应力）不随时间变化的应力不随时间变化的应力静应力（静的弯应力）静应力（静

22、的弯应力）随时间而变化的应力随时间而变化的应力交变应力（振动应力）交变应力（振动应力）（3 3）启停时由于温差引起的热应力）启停时由于温差引起的热应力二、引起叶片振动的激振力二、引起叶片振动的激振力1.1.低频激振力低频激振力（1 1）部分进汽。）部分进汽。（2 2）级前有抽汽口。）级前有抽汽口。（3 3）个别喷嘴加工尺寸偏差过大或者损坏。个别喷嘴加工尺寸偏差过大或者损坏。（4）上下两隔板结合面处（错位）汽流异常。）上下两隔板结合面处（错位）汽流异常。（5）喷嘴带有加强筋。）喷嘴带有加强筋。如图如图339所示。所示。激振力频率计算：激振力频率计算：式中式中a级中均匀分布的激振源；级中均匀分布的

23、激振源；n-转子转速。转子转速。2.2.高频激振力高频激振力 由喷嘴出口边总有一定厚度（喷嘴尾迹）由喷嘴出口边总有一定厚度（喷嘴尾迹）引起的，另外汽流和通道壁面的摩擦力，使喷引起的，另外汽流和通道壁面的摩擦力，使喷嘴出口沿圆周方向汽流的作用力嘴出口沿圆周方向汽流的作用力不是均匀分布，不是均匀分布，叶片每经过一只喷嘴片，汽流作用力就减小一叶片每经过一只喷嘴片，汽流作用力就减小一次，即受到反方向的扰动，如图次，即受到反方向的扰动，如图6 64040。激振力频率计算：激振力频率计算：全周进汽：全周进汽：部分进汽：部分进汽：式中式中z喷管数；喷管数；e-级的部分进汽度级的部分进汽度定义：叶片绕其截面最

24、小惯性轴的振动，其振动定义：叶片绕其截面最小惯性轴的振动，其振动方向接近于圆周的切向方向。方向接近于圆周的切向方向。切向振动是汽轮机叶栅最易激发且最危险的切向振动是汽轮机叶栅最易激发且最危险的振动。振动。（因这个方向刚性小，且汽流力接近此方（因这个方向刚性小，且汽流力接近此方向）向）振型：按振动时叶顶是否偏离平衡位置，可分为振型：按振动时叶顶是否偏离平衡位置，可分为三、叶片振动的基本型式三、叶片振动的基本型式1.1.单个叶片的振动单个叶片的振动（1 1）弯曲振动）弯曲振动切向振动切向振动1）A A振动振动 叶根固定，叶顶自由，如图叶根固定，叶顶自由，如图6 64141所示。按所示。按叶片全长节

25、点数又可分为叶片全长节点数又可分为2）B B振动振动 叶根固定，叶顶不动，如图叶根固定，叶顶不动，如图6 64141所示。按所示。按叶片全长节点数又可分为叶片全长节点数又可分为轴向振动轴向振动定义：叶片绕其截面最大惯性轴的振动，其振动定义：叶片绕其截面最大惯性轴的振动，其振动方向接近于轴的方向。方向接近于轴的方向。振型：也分为振型：也分为A A型振动和型振动和B B型振动两种。型振动两种。(2)(2)扭转振动扭转振动定义：沿叶高方向叶片绕其截面形心轴的振动。定义：沿叶高方向叶片绕其截面形心轴的振动。这种振动常出现在较长的扭曲叶片中。这种振动常出现在较长的扭曲叶片中。2.2.叶片组的振动叶片组的

26、振动 叶片组：用围带或拉金连接的叶片。叶片组：用围带或拉金连接的叶片。自由叶片：单个叶片。自由叶片：单个叶片。（1 1）也分为切向振动，轴向振动和扭转振动。）也分为切向振动，轴向振动和扭转振动。（2 2）切向振动也分为）切向振动也分为A A型振动和型振动和B B型振动。如图型振动。如图6 642,642,64343所示。所示。图图642叶片组切向型振动叶片组切向型振动图图643叶片组的切向叶片组的切向型振动型振动（a）第一类对称）第一类对称型振动型振动（b）第二类对称）第二类对称型振动型振动3.3.叶片最危险的振型叶片最危险的振型 无论是单个叶片还是叶片组，最危险的振型无论是单个叶片还是叶片组

27、，最危险的振型均为切向均为切向 型振动，特别是切向型振动，特别是切向 型振动型振动更危险。更危险。（现场叶片测频就是测切向（现场叶片测频就是测切向 振动）振动）四、叶片振动的自振频率计算四、叶片振动的自振频率计算叶片的自振频率又分静频率和动频率。叶片的自振频率又分静频率和动频率。将叶片视为刚性固定的弹性梁，在交变载荷将叶片视为刚性固定的弹性梁，在交变载荷下产生弯曲振动。经一定假设，通过求解微分方下产生弯曲振动。经一定假设，通过求解微分方程得程得A A型振动频率表达式（等截面叶片）型振动频率表达式（等截面叶片）分析：分析：f f与叶片的刚性（与叶片的刚性（EIEI）的平方根成正比，）的平方根成正

28、比，与叶片质量的平方根成反比。与叶片质量的平方根成反比。五、对叶片自振频率计算值的修正五、对叶片自振频率计算值的修正1.1.温度修正温度修正 计算时，通常采用计算时，通常采用2020条件下的弹性模条件下的弹性模量，所以必须进行修正。引入温度修正系数量，所以必须进行修正。引入温度修正系数 式中式中 分别为工作温度和分别为工作温度和2020时材料的弹性模量。时材料的弹性模量。分析：温度升高，分析：温度升高，E E降低，所以降低，所以f f随温度随温度的升高而减小。的升高而减小。2.2.叶片根部牢固性修正叶片根部牢固性修正引入牢固性修正系数引入牢固性修正系数Kr，则叶片的静频率为，则叶片的静频率为牢

29、固性修正系数牢固性修正系数KrKr可查图可查图6 644.44.图图图图6 64444叶根牢固性修正系数叶根牢固性修正系数叶根牢固性修正系数叶根牢固性修正系数3.3.离心力修正离心力修正引入动频系数引入动频系数B后，则叶片的动频率为后，则叶片的动频率为等截面叶片：等截面叶片：变截面叶片：变截面叶片：分析：离心力的存在使叶片的频率增大。分析：离心力的存在使叶片的频率增大。图图图图6 64545离心力对叶片的影响离心力对叶片的影响离心力对叶片的影响离心力对叶片的影响六、叶片组六、叶片组 叶片成组后，围带和拉金对叶片组内叶片叶片成组后，围带和拉金对叶片组内叶片的自振频率有两方面的影响：一方面，它们的

30、的自振频率有两方面的影响：一方面，它们的质量分配到各叶片上，相当于叶片的质量增加，质量分配到各叶片上，相当于叶片的质量增加，使频率降低；另一方面，它们对叶片的反弯矩使频率降低；另一方面，它们对叶片的反弯矩使叶片的抗变形能力增加，使频率升高。使叶片的抗变形能力增加，使频率升高。叶片成组后的频率是升高还是降低，取决叶片成组后的频率是升高还是降低，取决于以上哪方面影响更大些。一般情况下，刚度于以上哪方面影响更大些。一般情况下，刚度增加使频率增加的值大于质量增加使频率降低增加使频率增加的值大于质量增加使频率降低的值。所以的值。所以叶片组的频率通常比单个叶片的同叶片组的频率通常比单个叶片的同阶频率高。阶

31、频率高。七、叶片振动的安全准则和调频七、叶片振动的安全准则和调频1.新准则新准则“汽轮机叶片振动强度安全准则汽轮机叶片振动强度安全准则”主要主要特点（特点（1980年完成）：年完成）：（1）采用表征叶片抵抗疲劳破坏能力的安全）采用表征叶片抵抗疲劳破坏能力的安全倍率倍率Ab新概念；新概念；（2）采用叶片材料在静动载荷联合作用下的）采用叶片材料在静动载荷联合作用下的耐振强度来衡量叶片的动强度，并考虑了实耐振强度来衡量叶片的动强度，并考虑了实际叶片工作条件对耐振强度以及静应力（蒸际叶片工作条件对耐振强度以及静应力（蒸汽弯曲应力）的影响。汽弯曲应力）的影响。2.叶片的三种危险振型（主振型）叶片的三种危

32、险振型（主振型）（1）切向）切向A0型振动的动频率与低频激振力频型振动的动频率与低频激振力频率率kn合拍时的共振合拍时的共振第一种共振；第一种共振；（2）切向）切向B0型振动的动频率与高频激振力频型振动的动频率与高频激振力频率率zn合拍时的共振合拍时的共振第二种共振；第二种共振；（3）切向）切向A0型振动的动频率与型振动的动频率与zn相等时的共相等时的共振振第三种共振；第三种共振；3.3.不调频叶片不调频叶片 某些叶片允许其某个主振型频率与某某些叶片允许其某个主振型频率与某类激振力频率合拍而处于共振状态下长期类激振力频率合拍而处于共振状态下长期运行，不会导致叶片疲劳破坏，这种叶片运行，不会导致

33、叶片疲劳破坏，这种叶片对这一主振型，称为不调频叶片。对这一主振型，称为不调频叶片。4.4.调频叶片调频叶片 对有些叶片要求其某个主振型频率避对有些叶片要求其某个主振型频率避开某类激振力频率才能安全运行，这种叶开某类激振力频率才能安全运行，这种叶片对这一主振型，成为调频叶片。片对这一主振型，成为调频叶片。5.5.不调频叶片的安全准则不调频叶片的安全准则(1)(1)叶片的安全倍率叶片的安全倍率A Ab b 不调频叶片的动应力幅值应小于许用耐振不调频叶片的动应力幅值应小于许用耐振强度，即强度，即式中式中 耐振强度；耐振强度；ns安全系数。安全系数。式中 叶片的动应力幅值；Cd动应力系数；叶片振动方向

34、的蒸汽静弯曲应力。则 将修正后的 和 用 和 表示，其比值定义为安全倍率Ab ，即 为了得到不同振动阶次下的许用安全倍率为了得到不同振动阶次下的许用安全倍率 ，对国内已运行的汽轮机叶片进行大量，对国内已运行的汽轮机叶片进行大量统计计算，得到了在共振状态下能长期安全统计计算，得到了在共振状态下能长期安全运行的和已经损坏的各种叶片的安全倍率运行的和已经损坏的各种叶片的安全倍率Ab，如图，如图646所示。所示。图图646 A0型共振时型共振时Ab与与k的关系曲线的关系曲线 从图中可发现，在统计的安全点和事故点从图中可发现，在统计的安全点和事故点之间，有一条较明显的分界线，位于该曲线以之间，有一条较明

35、显的分界线，位于该曲线以上的上的Ab 值的叶片是安全的，值的叶片是安全的，位于该曲线以下位于该曲线以下的的Ab值的叶片是危险的。曲线上的值的叶片是危险的。曲线上的 A Ab b值是值是叶叶片安全片安全和危险的界面值，定义为许用安全倍率和危险的界面值，定义为许用安全倍率 。所以，可以得到一个判别不调频叶片的新所以，可以得到一个判别不调频叶片的新的安全准则，其安全条件为的安全准则，其安全条件为6.6.调频叶片的安全准则调频叶片的安全准则 调频叶片应满足调频指标，同时还应满足调频叶片应满足调频指标，同时还应满足安全倍率许用值要求。安全倍率许用值要求。由于调频后避开了共振，由于调频后避开了共振，动应力

36、大为减少，所以动应力大为减少，所以AAb b 值减小了。值减小了。同一级中测得的叶片自振频率（切向同一级中测得的叶片自振频率（切向A0A0型）的最大值与最小值之差再与其平均值之型）的最大值与最小值之差再与其平均值之比，即比，即(1(1）A A0 0型频率振动与型频率振动与knkn的避开率和安全倍率的避开率和安全倍率 叶片频率分散度定义：叶片频率分散度定义：要求要求 。时时，说明叶片安说明叶片安装质量不合格，装质量不合格，应消除缺陷，合格后才能校应消除缺陷，合格后才能校核振动安全性核振动安全性 叶片的频率介于叶片的频率介于knkn0 0与与(k-1)n(k-1)n0 0之间时之间时（2 2）B

37、B0 0型振动频率与型振动频率与znzn高频激振力频率的避开高频激振力频率的避开要求和安全倍率要求和安全倍率 避开率要求如下：避开率要求如下：安全倍率安全倍率A Ab b按该叶片的按该叶片的A A0 0型与型与knkn的不调频的不调频叶片确定。叶片确定。7.7.叶片的叶片的调频调频（1 1）叶片调频的定义叶片调频的定义 调整叶片的自振频率或激振力频率，使两调整叶片的自振频率或激振力频率，使两者在数值上不等，并错开一定的安全范围。者在数值上不等，并错开一定的安全范围。（2 2）叶片调频的措施叶片调频的措施1 1）在围带或拉金的连接处加焊。）在围带或拉金的连接处加焊。刚度提高，使叶片的自振频率增加

38、。刚度提高，使叶片的自振频率增加。2 2）当叶片较厚时，在叶顶钻径向减荷孔。）当叶片较厚时，在叶顶钻径向减荷孔。使叶片的质量减小，自振频率提高。使叶片的质量减小，自振频率提高。用于具有整体围带的短叶片中，钻直径用于具有整体围带的短叶片中，钻直径4 48mm8mm的小孔的小孔,。孔深小于。孔深小于1 12叶片高度。叶片高度。3 3）重新安装叶片，改善叶片的安装质量。）重新安装叶片，改善叶片的安装质量。使刚度提高，叶片的自振频率增加。使刚度提高，叶片的自振频率增加。4 4）改变叶片组中的叶片数。）改变叶片组中的叶片数。一般，随着组内叶片数增加，叶片的自振一般，随着组内叶片数增加，叶片的自振频率增加

39、；但当组内叶片已较多时，效果就不频率增加；但当组内叶片已较多时，效果就不明显了。明显了。5 5）对单个自由叶片加装围带或拉金。）对单个自由叶片加装围带或拉金。使刚度提高，叶片的自振频率增加。使刚度提高，叶片的自振频率增加。6 6）变更喷嘴数，甚至重新设计隔板。）变更喷嘴数，甚至重新设计隔板。改变激振力的频率（改变激振力的频率（znzn）。）。注：前五项措施是改变叶片的自振频率，后一项注：前五项措施是改变叶片的自振频率，后一项是改变叶片的激振力频率。是改变叶片的激振力频率。第四节汽轮机转子的振动第四节汽轮机转子的振动一、转子的临界转速一、转子的临界转速 1.1.定义定义转子发生剧烈共振时的特定转

40、速。转子发生剧烈共振时的特定转速。2.2.危害性危害性 机组振动剧烈增大，易产生动、静部分机组振动剧烈增大，易产生动、静部分摩擦碰撞事故。摩擦碰撞事故。二、转子按临界转速分类二、转子按临界转速分类 1.1.刚性转子刚性转子 工作转速恒低于第一临界转速的转子。如工作转速恒低于第一临界转速的转子。如水泵、风机的转子就是刚性转子。水泵、风机的转子就是刚性转子。2.2.挠性转子挠性转子 工作转速大于第一临界转速的转子。如汽工作转速大于第一临界转速的转子。如汽轮机的转子就是挠性转子。轮机的转子就是挠性转子。友人离尽友人离尽 伤源伤源 不及你不及你 时光在撒谎时光在撒谎 深爱成碍深爱成碍 明知是梦，心却在

41、痛明知是梦，心却在痛 爱着爱着就淡了。爱着爱着就淡了。硬撑多久硬撑多久 别爱我像个朋友别爱我像个朋友 伴我久久你终走伴我久久你终走 疚于他疚于他 我是罪人我是罪人 薄情人薄情人 蓝海噬心蓝海噬心 丶灵魂深处的那一抹忧郁丶灵魂深处的那一抹忧郁 我是你的谁我是你的谁 我也怕冷我也怕冷 离歌笑。离歌笑。淡淡伤微微凉淡淡伤微微凉 谁辜负了谁谁辜负了谁 知道太多会难过知道太多会难过 看时光在说谎看时光在说谎 千与千寻千般痛。千与千寻千般痛。心残心残 深碍久绊深碍久绊.你很会演你很会演 心碎一地心碎一地 有时候爱是一种错觉有时候爱是一种错觉 浅：忧伤浅：忧伤 失去你我心痛失去你我心痛*我能依靠谁我能依靠谁

42、 来不及逃离来不及逃离 我以为我能我以为我能 璃心易碎璃心易碎-无伴人无伴人 泪颜葬相思泪颜葬相思 空悲空欢空悲空欢 Lost heart hurts失心而疼失心而疼 蓝鲸忘了海蓝鲸忘了海 伤心伤心 指尖延痛指尖延痛 残缺结局残缺结局 蕞熟悉嘚陌鉎亻蕞熟悉嘚陌鉎亻 孤单心事孤单心事 2o14 无奈！无奈！可怜没人爱可怜没人爱i 十年梦十年梦 她们说我贱！她们说我贱！残梦忆他深巷空残梦忆他深巷空 失心之锁失心之锁 告诉自己忘了他告诉自己忘了他o 忘鱼七秒忘鱼七秒 破碎的永远破碎的永远 久伴我还是酒伴我久伴我还是酒伴我 我忘不掉你！我忘不掉你！三千哽咽三千哽咽 久未见久未见 怪我碍你怪我碍你 伪坚

43、强伪坚强 宁可我没有泪腺宁可我没有泪腺 忧伤散漫左右忧伤散漫左右 情场得意情场得意 考场失意考场失意 独自一人的圣诞节独自一人的圣诞节 爱我很难爱我很难 陌凉城北陌凉城北 孤独是世纪绝症孤独是世纪绝症 零下三度似我心。零下三度似我心。迷失在人海迷失在人海 有多少爱可以重来有多少爱可以重来 久别久别 久念成瘾久念成瘾 我以为我还有你我以为我还有你 念非恋念非恋 离别季离别季 十年不如一念十年不如一念 情不由己情不由己*谁替你谁替你 冷拥冷拥 久孤成瘾久孤成瘾 良搁疚痛良搁疚痛 我怕无言我怕无言 扎心扎心 终丢了相思终丢了相思 怀念那些年怀念那些年/*怪她多情怪她多情 岛屿凉人心岛屿凉人心 爱离开爱离开