专利名称：用于驱动300mw以下锅炉给水泵的汽轮机的转子的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽轮机领域，尤其是一种用于驱动300MW以下锅炉给水泵的汽轮机的转子。
背景技术：
近年来，煤、油价格的不断飚升使热电厂的热电成本大增，利润空间越来越小。热电企业要达到降低生产成本、减少燃料消耗量以及实现节能减排的目标，必需进行一些节能改造，降低发电、供电和供热煤耗。节能改造途径很多，其中最为行之有效的一项措施便是改电动给水泵为汽动给水泵。电动给水泵耗用的是电厂的发电量(厂用电)，是主机从煤经过一系列能量转换而来的，而汽动给水泵是消耗蒸汽的热能，是由煤经锅炉转换成主蒸汽做功后或不做功直接进入给水泵小汽轮机拖动给水泵，因而，采用汽轮机拖动给水泵较电机拖动给水泵节能效果明显。但采用汽轮机替代电动机拖动给水泵后，由此带来以下问题采用电机驱动不存在停机盘车，而采用汽轮机驱动后为保证转子受热均勻，不产生变形，则要求进行盘车，且直到汽轮机温度降至一定程度后才允许停止盘车。同时，锅炉给水泵的结构也决定了汽轮机不能进行低速盘车，若需盘车则只能采用高速盘车。其次，锅炉给水泵在停机后，内部腔室仍注满水，若进行高速盘车则要求盘车电机具有较大的功率，在盘车时也将相应消耗较大的电能。此外，给水泵要求的盘车速度较汽轮机要求的最低正常运行速度而言确又是偏低的，在此高速盘车过程中，汽轮机轴承还不能形成稳定的油膜，容易造成轴磨损，高速盘车最终导致汽轮机轴承的使用寿命大大降低。因此，人们一直希望这种锅炉给水泵用的汽轮机能够在不使用盘车的情况下能够正常工作。
实用新型内容本实用新型的目的是为了解决上述技术的不足而设计的一种免盘车的用于驱动 300MW以下锅炉给水泵的汽轮机的转子。本实用新型所设计的用于驱动300丽以下锅炉给水泵的汽轮机的转子，它包括汽轮机转子，转子上设有汽封，所述的转子为刚性转子；所述汽封的半边间隙为0. 35mm 0. 45mm。刚性转子的临界转速高于汽轮机运行转速，经过对转子在不均勻冷却条件下的分析，当汽轮机转子为柔性转子时，汽轮机运行过程中转子弯曲变形量大，因些必须采用盘车，而刚性转子刚性大于柔性转子，可有效防止转子弯曲；另外所述的汽封间隙相比于现有技术适当增大，可有效避免在启动过程中转子产生热弯曲后形成的汽封齿碰擦的情况。其中，所述的汽封可以是前汽封、后汽封、内汽封等。优选的方案是所述汽封的半边间隙为0. 35mm 0. 40mm,最好为0. 37mm,这样的结构更适合于125MW的锅炉给水泵用汽轮机。本实用新型所设计的上述用于驱动30(MW以下锅炉给水泵的汽轮机的转子的启动方法，它包括采用冷态启动，其特征是在所述冷态启动中按如下步骤进行[0008]a、转子从静止起，以5r/min的升速升至暖机转速，并保持该暖机转速1小时，该暖机转速在500r到IOOOr之间；b、以lOr/min的升速升至1500r，并保持该转速10分钟；
c、以lOr/min的升速升至2000r，并保持该转速10分钟；d、以lOr/min的升速升至2500r，并保持该转速10分钟；e、以lOr/min的升速升至工作转速。本实用新型所得的用于驱动300MW以下锅炉给水泵的汽轮机的转子，能够在不使用盘车的情况下能够正常工作，实现了免盘车的设计，有效地避免了锅炉给水泵用汽轮机采用盘车装置后所产生的一系列问题，同时简化了汽轮机的结构，尽而降低了机组的生产成本，也为用户降低了能耗。
图1是实施例1结构示意图；图2是实施例1气封和转子的示意图；图3是本实用新型的升速曲线图；图中转子1、汽封2、冷态启动曲线3、热态启动曲线4。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图对本实用新型作进一步的描述。实施例1 如图1、2所示，本实施例所描述的用于驱动300丽以下锅炉给水泵的汽轮机的转子，它包括汽轮机转子1，转子1上设有汽封2，所述的转子1为刚性转子；所述汽封2的半边间隙为0. 35mm。其中，所述汽封2的半边间隙还可以为0. 35mm至0. 45mm之间的任意值。刚性转子的临界转速高于汽轮机运行转速，经过对转子1在不均勻冷却条件下的分析，当汽轮机转子1为柔性转子时，汽轮机运行过程中转子1弯曲变形量大，因些必须采用盘车，而刚性转子刚性大于柔性转子，可有效防止转子1弯曲；另外所述的汽封2间隙相比于现有技术适当增大，可有效避免在启动过程中转子1产生热弯曲后形成的汽封2齿碰擦的情况。其中，所述的汽封2可以是前汽封2、后汽封2、内汽封2等。如图7所示，上述用于驱动300丽以下锅炉给水泵的汽轮机的转子的启动方法，它包括采用冷态启动，其特征是在所述冷态启动中按如下步骤进行a、转子1从静止起，以5r/min的升速升至暖机转速，并保持该暖机转速1小时，该暖机转速在500r到IOOOr之间(如800r)；b、以lOr/min的升速升至1500r，并保持该转速10分钟(暖机)；c、以lOr/min的升速升至2000r，并保持该转速10分钟(暖机)；d、以lOr/min的升速升至2500r，并保持该转速10分钟(暖机)；e、以lOr/min的升速升至工作转速，工作转速可在4500r至5000r之间，如4600r。热态启动时，转子1从静止起，可以lOr/min的升速升至工作转速。[0032]省去盘车以后，汽轮机安全稳定运行产生不利影响主要有如下几点(1)汽缸上、 下冷却不均勻，导致汽缸在停机冷却过程中产生热应力；( 转子1上、下冷却不均勻，导致转子1产生热弯曲；C3)转子1将产生热弯曲且产生热弯曲后在启动过程中可能会产生汽封2齿碰擦情况；⑷热弯曲在运行一段时间后能否及时消除；(5)产生的热弯曲可能会导致汽轮机在启动升速过程中振动值超标。针对上述第(1)条因驱动300丽以下锅炉给水泵用汽轮机的进汽温度比较低 ((400°C )，经过模拟分析，汽缸上、下冷却不均勻导致汽缸产生的热应力较小，还不足以引起汽缸变形。针对上述第Q)、C3)条经过模拟分析，转子1会产生一定的热弯曲，为避免热弯曲后在启动过程所引起的动、静体碰擦情况产生，必须适当增大汽封2齿间隙，后经过汽封 2漏气分析，因驱动300MW以下锅炉给水泵用汽轮机的进汽压力较低(< 2. OMpa)，所以适当增大汽封2齿间隙不会导致漏汽量的增加，对汽轮机的内效率不会产生影响。针对上述第(4)、(5)条通过对多种转子结构进行模拟分析，得出如下结论如果转子1为柔性转子，则此问题不能解决，在停机冷却过程中必须要求盘车；但如果转子1为刚性转子，且刚性达到一定程度，则热弯曲在充分的暖机时间下便能及时消除，并且在启动过程中振动值也能够达到相应标准。因此，采用免盘车转子1设计必须要求转子1为刚性转子，且要求刚性足够好。综上所述，本实用新型所得到的驱动锅炉给水泵用汽轮机采用免盘车结构设计， 有效地避免了锅炉给水泵用汽轮机采用盘车装置后所产生的一系列问题，同时简化了汽轮机的结构，尽而降低了机组的生产成本，也为用户降低了能耗。本实施例所描述的用于驱动300MW以下锅炉给水泵的汽轮机的转子，能够在不使用盘车的情况下能够正常工作，实现了免盘车的设计，有效地避免了锅炉给水泵用汽轮机采用盘车装置后所产生的一系列问题，同时简化了汽轮机的结构，尽而降低了机组的生产成本，也为用户降低了能耗。实施例2 本实施例所描述的用于驱动125MW锅炉给水泵的汽轮机的转子，它包括汽轮机转子1，转子1上设有汽封2，所述的转子1为刚性转子；所述汽封2的半边间隙为0. 35mm,也可以为0. 35mm 0. 40mm之间任意值，如0. 37mm，其他同实施例1。上述用于驱动125MW锅炉给水泵的汽轮机的转子的启动方法，它包括采用冷态启动，其特征是在所述冷态启动中按如下步骤进行a、转子1从静止起，以5r/min的升速升至暖机转速，并保持该暖机转速1小时，该暖机转速在500r到IOOOr之间(如800r)；b、以lOr/min的升速升至1500r，并保持该转速10分钟(暖机)；c、以lOr/min的升速升至2000r，并保持该转速10分钟(暖机)；d、以lOr/min的升速升至2500r，并保持该转速10分钟(暖机)；e、以lOr/min的升速升至工作转速，工作转速可在4500r至5000r之间，如4600r。热态启动时，转子1从静止起，可以lOr/min的升速升至工作转速。转子1产生热弯曲的振动与转速有直接关系，故转子1经过不均勻的冷却后产生弯曲变形，势必会导致转子1再次开机时振动变大，但是因为转子1的这个弯曲变形并不是塑性变形，在高温状态下又会回复为原始不弯曲的状态。采用上述的冷态启动方法，转子1 的振动不会超标，升速过程中，存在暖机时间使转子1热弯曲消失后，再升高转速。本实施例是针对驱动125MW锅炉给水泵用汽轮机的免盘车转子1设计，此机组转速4640r/min，功率3000kW，进汽压力0. 88Mpa(a)，进汽温度350°C ；为使此机组转 子1能采用免盘车设计，首先对转子1方案进行了转子1力学模型建模，然后对转子1模型进行一系列的振型分析，通过振型图分析，在该转子1产生各种不平衡量的情况下，振动系数均很小，转子1刚度足够，即使转子1在冷却过程中冷却不均勻，产生热弯曲也是极小的，在启动过程中，转速低于一定值的前提下，振动不会超标，而且在低速暖机时间适当延长的条件下，能及时转子1消除热弯曲。通过模拟分析，得出此转子1的升速曲线图，如图3，只要按照升速曲线图来控制转子1升速，就能使转子1安全稳定的达到运行点。本实施例描述的驱动125MW锅炉给水泵用汽轮机转子1采用免盘车设计，通过实际项目的使用，证明了此设计的安全合理性。汽轮机转子1的免盘车设计，有效地解决了驱动锅炉给水泵用汽轮机要求盘车所产生的一系列问题，既简化了机组结构，降低了生产成本，又为用户降低了能耗。
权利要求1.一种用于驱动300MW以下锅炉给水泵的汽轮机的转子，它包括汽轮机转子，转子上设有汽封，其特征是所述的转子为刚性转子；所述汽封的半边间隙为0. 35mm 0. 45mm。
2.根据权利要求1所述的用于驱动300MW以下锅炉给水泵的汽轮机的转子，其特征是所述汽封的半边间隙为0. 35mm 0. 40mm。
3.根据权利要求2所述的用于驱动300MW以下锅炉给水泵的汽轮机的转子，其特征是所述汽封的半边间隙为0. 37mm。
专利摘要本实用新型公开的用于驱动300MW以下锅炉给水泵的汽轮机的转子，它包括汽轮机转子，转子上设有汽封，所述的转子为刚性转子；所述汽封的半边间隙为0.35mm～0.45mm。该转子的启动方法包括采用冷态启动，其特征是在所述冷态启动中按如下步骤进行a、转子从静止起，以5r/min的升速升至暖机转速，并保持该暖机转速1小时，该暖机转速在500r到1000r之间；b、以10r/min的升速升至1500r，并保持该转速10分钟；c、以10r/min的升速升至2000r，并保持该转速10分钟；d、以10r/min的升速升至2500r，并保持该转速10分钟；e、以10r/min的升速升至工作转速。本实用新型可实现用于驱动300MW以下锅炉给水泵的汽轮机的免盘车设计，有效地避免采用盘车装置后所产生的一系列问题。
文档编号F01D5/02GK202001066SQ20112001271
公开日2011年10月5日 申请日期2011年1月17日 优先权日2011年1月17日
发明者徐俊杰, 虞瑶珍, 钱小东, 陈晨 申请人:杭州中能汽轮动力有限公司