CN105370598A - 一种电站锅炉大型轴流式风机汽电双驱的轴系结构 - Google Patents

一种电站锅炉大型轴流式风机汽电双驱的轴系结构 Download PDF

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张哲宏
邓广琳
罗萌
王灵梅
孟恩隆
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Abstract

本发明涉及火力发电厂风机的驱动领域，具体为一种电站锅炉大型轴流式风机汽电双驱的轴系结构，其包括小汽轮机、变速离合器、双轴伸电机、传扭中间轴和轴流式风机转子总成，上述各设备（部件）依次通过膜盘联轴器相连接。本发明提供了一种实现电站锅炉大型轴流式风机汽电双驱的轴系结构，可解决传扭中间轴和电机转子热态膨胀问题，并避免由此引起的轴系振动，实现电站锅炉大型轴流式风机汽电双驱动，有助于火电厂大型风机选型及节能。

Description

一种电站锅炉大型轴流式风机汽电双驱的轴系结构
技术领域：
本发明涉及火力发电厂风机的驱动领域，具体涉及一种电站锅炉大型轴流式风机汽电双驱动的轴系结构。
背景技术：
电站锅炉一般配置三大风机，包括送风机、引风机、一次风机等，型式有离心式或轴流式，一般大型电站锅炉配用轴流式风机，轴流式风机需要通过一根长度较大的传扭中间轴穿过烟（风）道与驱动设备相连接，驱动设备一般为电机，大功率风机也常常采用小汽轮机驱动。
出于简化系统和提高效率的考虑，电站锅炉引风机趋向采用引增合一的方式，即取消增压风机，由引风机单独承担，尤其近来火电厂实施环保超低排放标准以来，由于烟风系统阻力增加，600MW及以上容量机组的引风机功率增加较多，若采用电机驱动，厂用电压等级需要由6kV提高到10kV，而采用小汽轮机驱动的方式又存在效率偏低的问题。采用汽电双驱动可以很好的化解这个矛盾，但由于受轴流式引风机传扭中间轴热态膨胀问题的困扰，轴流式引风机汽电双驱动的方式尚未得到应用。
发明内容：
本发明为实现大型轴流风机汽电双驱动，提供了一种电站锅炉大型轴流式风机汽电双驱动的轴系结构。
本发明是采用如下技术方案实现的：一种电站锅炉大型轴流式风机汽电双驱的轴系结构，包括小汽轮机、变速离合器、双轴伸电机、传扭中间轴和轴流式风机转子总成，小汽轮机的输出轴和变速离合器的输入轴通过膜盘联轴器A相连接，变速离合器的输出轴和双轴伸电机的输入轴通过膜盘联轴器B相连接，双轴伸电机的输出轴与传扭中间轴通过膜盘联轴器C相连接，传扭中间轴与轴流式风机转轴总成的驱动端通过膜盘联轴器D相连接，小汽轮机设有小汽轮机推力轴承，轴流式风机转轴总成设有风机推力轴承，变速离合器输入侧设有变速离合器推力轴承A，变速离合器输出侧设有变速离合器推力轴承B。
双轴伸电机的输出端设有双轴伸电机推力轴承。
所述的变速离合器是由齿轮箱与同步自动离合器的集成，既具备齿轮箱的增速或减速功能，又具备同步自动离合器的自动离合功能。
本发明的有益效果是：在变速离合器的输入端和输出端分别设置推力轴承，加上小汽轮机和轴流式风机的推力轴承，整个轴系中共存在4个死点，轴系中各设备（部件）的热态膨胀量由各膜盘联轴器吸收。
整个轴系在冷态时，各膜盘联轴器保持一定预拉伸量，待轴系各部分热态膨胀量稳定以后，此时保证电机转子磁力中心轴向对中，轴系中各膜盘联轴器轴向力基本消失，使轴系在热态运行保证最佳工作状态。
也可在双轴伸电机的输出端轴承再增加一个推力轴承，这样整个轴系中死点数量增加到5个，轴系中各设备或部件的热态膨胀量仍由各膜盘联轴器吸收。
附图说明：
图1为实施例一的结构示意图。
1-小汽轮机，2-变速离合器，3-双轴伸电机，4-传扭中间轴，5-轴流式风机转子总成，6-膜盘联轴器A，7-膜盘联轴器B，8-膜盘联轴器C，9-膜盘联轴器D，10-小汽轮机推力轴承，11-风机推力轴承，12-变速离合器推力轴承A，13-变速离合器推力轴承B。
图2为实施例二的结构示意图。
1-小汽轮机，2-变速离合器，3-双轴伸电机，4-传扭中间轴，5-轴流式风机转子总成，6-膜盘联轴器A，7-膜盘联轴器B，8-膜盘联轴器C，9-膜盘联轴器D，10-小汽轮机推力轴承，11-风机推力轴承，12-变速离合器推力轴承A，13-变速离合器推力轴承B，14-双轴伸电机推力轴承。
具体实施方式：
实施例一：
如图1所示，一种电站锅炉大型轴流式风机汽电双驱的轴系结构，包括小汽轮机1、变速离合器2、双轴伸电机3、传扭中间轴4和轴流式风机转子总成5，膜盘联轴器A6，膜盘联轴器B7，膜盘联轴器C8，膜盘联轴器D9，小汽轮机的推力轴承10，风机的推力轴承11，变速离合器推力轴承A12，变速离合器推力轴承B13。小汽轮机1的输出轴和变速离合器2的输入轴通过膜盘联轴器A6相连接，变速离合器2的输出轴和双轴伸电机3的输入轴通过膜盘联轴器B7相连接，双轴伸电机3的输出轴与传扭中间轴4通过膜盘联轴器C8相连接，传扭中间轴4与轴流式风机转轴总成5的驱动端通过膜盘联轴器D9相连接。
实施例一具体实施时，当汽电双驱引风机组处于冷态停运时，大型轴流式风机汽电双驱的轴系中各膜盘联轴器处于拉伸状态，轴系中各设备或部件存在一定轴向受力，但由于膜盘联轴器轴向刚度较小，因而轴向力不大，启动时不会引起轴系振动等问题。与现有技术不同之处在于，单独由电机驱动风机的方式，电机转子可以沿轴向自由移动，传扭中间轴4和电机转子的膨胀不会受到限制，电机转子不会产生轴向受力，风机的推力轴承只需要承担风机工作时的轴向推力；单独由小汽轮机驱动风机的方式，传扭中间轴4两端采用膜片联轴器分别同风机转子、减速齿轮箱连接；减速机设有推力轴承，用来平衡传扭中间轴热态产生的轴向力，由于膜片联轴器轴向刚度较大，且重量较重，因而轴向力和径向力均较大，风机在升速启动阶段，减速机工作状态较为恶劣。汽电双驱引风机启动时，可以选择电动方式，也可以选择汽动方式，风机在电动方式下启动时，由双轴伸电机启动，带动引风机运行，变速离合器处于断开状态，小汽轮机保持静止状态，小汽轮机1可以随时冲转，当离合器输入转速有超越输出转速趋势时，离合器接合，风机进入汽电双驱状态；风机在汽动方式下启动时，小汽轮机1冲转，变速离合器2处于接合状态，带动双轴伸电机3和风机一起转动，转速接近或达到额定工作转速时，电机开关合闸，进入汽电双驱工作状态。当机组进入稳定运行状态，传扭中间轴4和电机转子膨胀趋于稳定的时候，各膜盘联轴器的拉伸量基本为零，轴向力也基本消失，风机组进入稳定运行状态。由于小汽轮机转子的热态膨胀量不大，因而，在小汽轮机采用中低转速方案时，小汽轮机与变速离合器之间的联轴器也可以采用现有技术的膜片联轴器。
实施例二：
如图2所示，一种电站锅炉大型轴流式风机汽电双驱的轴系结构，包括小汽轮机1、变速离合器2、双轴伸电机3、传扭中间轴4和轴流式风机转子总成5，膜盘联轴器A6，膜盘联轴器B7，膜盘联轴器C8，膜盘联轴器D9，小汽轮机的推力轴承10，风机的推力轴承11，变速离合器推力轴承A12，变速离合器推力轴承B13，双轴伸电机推力轴承14。小汽轮机1的输出轴和变速离合器2的输入轴通过膜盘联轴器A6相连接，变速离合器2的输出轴和双轴伸电机3的输入轴通过膜盘联轴器B7相连接，双轴伸电机3的输出轴与传扭中间轴4通过膜盘联轴器C8相连接，传扭中间轴4与轴流式风机转轴总成5的驱动端通过膜盘联轴器D9相连接。
实施例二具体实施时与实施例一基本相同，不同之处在于：由于双轴伸电机推力轴承14的限位作用，该处也作为轴系中的一个死点，为保证双轴伸电机3的转子热态对中，冷态时只需考虑双轴伸电机转子自身的热态膨胀量，其冷热态之间的位移量较小。

Claims (3)

1.一种电站锅炉大型轴流式风机汽电双驱的轴系结构，其特征在于：包括小汽轮机（1）、变速离合器（2）、双轴伸电机（3）、传扭中间轴（4）和轴流式风机转子总成（5），小汽轮机（1）的输出轴和变速离合器（2）的输入轴通过膜盘联轴器A（6）相连接，变速离合器（2）的输出轴和双轴伸电机（3）的输入轴通过膜盘联轴器B（7）相连接，双轴伸电机（3）的输出轴与传扭中间轴（4）通过膜盘联轴器C（8）相连接，传扭中间轴（4）与轴流式风机转轴总成（5）的驱动端通过膜盘联轴器D（9）相连接，小汽轮机（1）左侧设有小汽轮机推力轴承（10），轴流式风机转轴总成（5）内部设有风机推力轴承（11），变速离合器（2）输入侧设有变速离合器推力轴承A（12），变速离合器（2）输出侧设有变速离合器推力轴承B（13）。
2.根据权利要求1所述的电站锅炉大型轴流式风机汽电双驱的轴系结构，其特征在于：双轴伸电机（3）的输出端设有双轴伸电机推力轴承（14）。
3.根据权利要求1所述的一种电站锅炉大型轴流式风机汽电双驱的轴系结构，其特征在于：所述的变速离合器（2）是由齿轮箱与同步自动离合器的集成，既具备齿轮箱的增速或减速功能，又具备同步自动离合器的自动离合功能。
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