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轴承箱防烟优化设计与排气通道作用解析

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:轴承箱是排气缸的一个整体部件,内锥面可防止轴承箱暴露到热烟气中。图3-63 顺流向看排气缸图3-64 排气缸垂直剖视图被称为“静态密封”的密封箱将环绕轴承箱的排气通道与第4级后的透平轮盘腔室分开。前部排气通道的人孔可以在不开缸的情况下,让人进入排气缸内部进行轴承检查和维修。排气通道是用来引导热烟气从排气扩压段进入余热锅炉的进气导管,以降低流速,将排气系统的压力降减到最低限度,以保持燃气轮机的高性能运行。

轴承箱防烟优化设计与排气通道作用解析

(一)概述

气流通过透平缸体后,进入排气缸。排气缸由内锥面和外锥面构成,热空气流经内、外锥体表面间构成的通道。为了形成尽可能小的背压,内外锥面构成的流通通道横截面面积不断增大。轴承箱是排气缸的一个整体部件,内锥面可防止轴承箱暴露到热烟气中。20个叶片通道热电偶插入环绕排气缸布置的导管中,热电偶伸入到透平第4级后的热气体通道内,以监测叶片通道的温度;6个排气通道热电偶插其后的排气通道中,以监测排气通道的温度。叶片通道热电偶和排气温度热电偶应可靠,因为要用于完成控制和保护功能。

(二)排气缸

排气缸由轴承箱,排气扩压器的内、外锥体,以及外壳组成,如图3-63所示。所有这些部件由6个切向支承连接在一起

切向支承包括6个绕圆周等间距布置的支承。这些支承切向连接到轴承箱上,从轴承箱一直延伸到排气缸外壳。切向支承穿过排气扩压器的热气流通道,它们被屏蔽在另一套支承罩内。这些流线型支承罩是空心的,起到支持排气扩压器锥体的作用;它们还防止切向支承受到热排气的高温冲击影响。冷却空气也通过该支承罩,以保持切向支承处在允许的温度范围内,这可使支承系统对瞬态温度不太敏感。外壳和撑杆由于温度变化而膨胀时,轴承座旋转降低应力,提供一种刚性支承并保持轴承对中。

(三)轴承和密封

设置在排气缸内的2瓦块可倾瓦轴承(#1轴承)的结构与#2轴承相同,但采用了密封空气通入透平端进行轴封的方式(见图3-64)。

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图3-63 顺流向看排气缸

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图3-64 排气缸垂直剖视图

被称为“静态密封”的密封箱将环绕轴承箱的排气通道与第4级后的透平轮盘腔室分开。轴承箱壁上的开口提供了一些通道,空气通过这些通道经轴承密封系统空腔进入到静态密封后的压力通风系统。密封箱体壁中的开口提供了一些通道,排气通道的空气通过这些通道经由静态密封后的压力通风系统进入轮盘腔室。轴承密封是通过强制进入迷宫式密封的空气增压来完成的。一部分空气通过空气-油密封泄漏到微负压的轴承箱内,其余的空气按反方向流动,通过空气密封流入第4级后的轮盘腔室。这也可防止油泄漏到轮盘腔室。当轮盘腔室空气通过排气扩压段时被不断吸入到透平排气中,这样的空气流动为轴承箱周围的通道提供了连续通风,从而保持允许的工作温度。热电偶从排气端通过排气通道内的导管插入轮盘腔室,测量温度并指示排气通道是否提供有足够的冷却气流。

(四)排气通道

排气通道被分为前排气通道和后排气通道。前排气通道采用螺栓连接到排气扩压段的垂直法兰上,后排气通道用膨胀节连接到前排气通道。前部排气通道的人孔可以在不开缸的情况下,让人进入排气缸内部进行轴承检查和维修。

排气通道是用来引导热烟气从排气扩压段进入余热锅炉的进气导管,以降低流速,将排气系统的压力降减到最低限度,以保持燃气轮机的高性能运行。

排气通道有内、外锥面,这两个锥面由筋板支承,如图3-65所示。筋板是中空的,并为管道系统和仪器仪表提供了进入的通道。后排气通道的下游端与排气导管连接起到支承的作用,后排气通道的上游端有挠性支承和中心支承。挠性支承可吸收排气通道的热膨胀。膨胀节可允许燃气轮机轴向膨长,且不会产生过大的应力。

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图3-65 排气通道装配图

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