CN203113372U - 回热式小汽轮机驱动设备的基础支承系统及驱动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种回热式小汽轮机驱动设备的基础支承系统及驱动系统，包括搁置在地基上的隔振系统和搁置于所述隔振系统上的钢筋混凝土台板，所述台板用于支承回热式小汽轮机以及被所述回热式小汽轮机所驱动的动力机器。该支承系统不仅工程量减少，工期缩短，现场施工条件要求降低，而且避免了新老基础的不均匀沉降，以及与设备机组共振现象。

Description

回热式小汽轮机驱动设备的基础支承系统及驱动系统

技术领域

本实用新型涉及一种机组支承系统，具体涉及一种回热式小汽轮机驱动设备基础支承系统。 

背景技术

回热式小汽轮机驱动设备技术为基于热力系统回热原理开发的提高发电厂效益的节能新技术。该技术采用调速汽轮机代替定速电动机驱动引风机，不仅提高设备在低负荷工况的运行经济性，而且显著降低厂用电率，提高供电效益。由于采用调速汽轮机替代已有定速电动机驱动引风机，调速汽轮机和引风机之间通过变速箱联接，新机组轴系增长，汽轮机和引风机转速也不一样，相差5～10倍，因此原有钢筋混凝土厚板基础难以满足新机组的布置及正常使用要求，必须新建基础支承系统。 

基础支承系统的基本要求是在正常运行条件下能够保证机组的平稳运行，并在各种紧急工况下保持结构的整体稳定性。新机组基础支承系统的常规做法是凿除部分原设备基础，采用钢筋后锚固技术重新浇筑一个加长加厚大块式汽动引风机基础，施工时需先在凿平处理后的旧基础上植筋或打膨胀螺栓，然后绑扎钢筋，支模，现场浇筑、养护，直到养护期限结束再进行新机组安装。该方法不仅工程量较大，工期较长，现场施工条件要求较高，而且存在下列问题： 

1.由于采用大块式基础需满足基础自重大于5～10倍机器自重要求，而新机 组设备重量较之前机组的重量增加，为此基础必然大且厚，钢筋混凝土用量增加，基础占地面积大； 

2.由于基础和设备重量增加，将导致原来的地基强度可能无法满足承载力要求，需对地基进行加固。而这又会带来如何有效控制新老地基之间差异沉降的棘手问题，将造成机组轴系对中困难； 

3.采用钢筋后锚固技术，在动力机器正常运行期间的动荷载作用下，钢筋粘结能力的耐久性有待考验，基础结构的安全可靠度较低； 

4.加长加厚汽轮机引风机基础为大块式基础，基础自振频率往往同设备机组工作频率较为接近，容易发生共振导致机组停机。 

鉴于上述问题，设计建造新的安全可靠基础支承系统是节能新技术能否成功实现的关键问题之一。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种回热式小汽轮机驱动设备基础支承系统。该支承系统不仅工程量减少，工期缩短，现场施工条件要求降低，而且避免了新老基础的不均匀沉降，以及与设备机组共振现象。 

本实用新型的第一方面提供了一种回热式小汽轮机驱动设备的基础支承系统，所述基础支承系统包括： 

搁置在地基上的隔振系统；和 

搁置于所述隔振系统上的钢筋混凝土台板，所述台板用于支承回热式小汽轮机以及被所述回热式小汽轮机所驱动的动力机器。 

在另一优选例中，所述的动力机器选自：锅炉引风机、锅炉送风机、锅炉一次风机、脱硫增压风机、变速箱、或其组合。 

在另一优选例中，所述的回热式小汽轮机为调速汽轮机。 

在另一优选例中，所述台板包括： 

第一台板区，所述第一台板区用于支承所述的回热式小汽轮机；和 

第二台板区，所述第二台板区用于支承所述的动力机器。 

在另一优选例中，所述第二台板区的厚度为400-2000mm；和/或 

所述第一台板区的厚度为1500-5000mm。 

在另一优选例中，所述台板尺寸为50-80平方米。 

在另一优选例中，所述第一台板区的厚度和第二台板区的厚度被设成使得(a)所支承的动力机器的轴系与(b)所支承的回热式小汽轮机的轴系处于或基本上处于同一水平面。 

在另一优选例中，第一台板区的厚度大于第二台板区的厚度。 

在另一优选例中，所述第一台板区还设有回热式小汽轮机的下沉式维修槽。 

在另一优选例中，所述台板还包括位于台板顶部或顶面的预埋件和/或地脚螺栓，所述预埋件和地脚螺栓用于固定所述回热式小汽轮机和所述动力机器。 

在另一优选例中，所述隔振系统包括隔振弹簧、阻尼器、橡胶垫、或其组合。 

在另一优选例中，隔振弹簧的分布密度为每100平方米10-20个。 

在另一优选例中，各隔振弹簧之间的间隔距离基本相同(均匀分布)或不相同(非均匀分布)。 

在另一优选例中，所述隔振弹簧为圆柱形螺旋钢弹簧。 

在另一优选例中，所述台板是整体的。 

在另一优选例中，所述台板直接搁置于所述的隔振系统之上。 

在另一优选例中，所述隔振系统直接搁置于所述地基之上。 

在另一优选例中，所述的地基包括地桩或地面(如原有的基础)。 

本实用新型第二方面提供了一种回热式小汽轮机驱动系统，所述系统包括： 

如本实用新型第一方面所述的回热式小汽轮机驱动设备的基础支承系统； 

固定于所述基础支承系统的回热式小汽轮机或机组；和 

固定于所述基础支承系统的、被所述回热式小汽轮机或机组所驱动的动力机器。 

应理解，在本实用新型范围内中，本实用新型的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。 

附图说明

图1为本实用新型回热式小汽轮机驱动设备基础支承系统剖面结构示意图。 

具体实施方式

发明人经过广泛而深入地研究，开发了一种包括钢筋混凝土台板和隔振系统的回热式小汽轮机驱动设备的基础支承系统。回热式小汽轮机或机组和动力机器安装于该支承系统之上，不仅能满足机组正常运行的要求，而且工程量减少，工期缩短，现场施工条件要求降低，避免了新老基础的不均匀沉降，以及与设备机组共振现象。在此基础上，完成了本实用新型。 

如本文所用，所述“原有设备基础”、“地基”、“基础”可互换使用，是指地桩、原设备基础或经部分凿平处理后的旧基础。 

如本文所用，所述“回热式小汽轮机驱动设备”是一种基于热力系统回热原理开发的小汽轮机驱动设备。该驱动设备包括回热式小汽轮机或机组以及被回热式小 汽轮机或机组所驱动的动力机器，例如，锅炉引风机、锅炉送风机、锅炉一次风机、脱硫增压风机、变速箱等。所述回热式小汽轮机可采用调速汽轮机或定速电动机。 

如本文所用，所述“基础支承系统”是指作为回热式小汽轮机驱动设备的底座，属于动力机器基础范畴。在正常运行条件下能够保证机组的平稳运行，并在各种紧急工况下保持结构的整体稳定性。 

回热式小汽轮机驱动设备基础支承系统 

本实用新型的基础支承系统包括： 

搁置在地基上的隔振系统；和 

搁置于所述隔振系统上的钢筋混凝土台板，所述台板用于支承回热式小汽轮机以及被所述回热式小汽轮机所驱动的动力机器。 

回热式小汽轮机驱动设备包括回热式小汽轮机或机组以及被回热式小汽轮机或机组所驱动的动力机器，例如，锅炉引风机、锅炉送风机、锅炉一次风机、脱硫增压风机、变速箱等。本实用新型所支承的小汽轮机可采用如调速汽轮机来驱动动力机器(如引风机)，在调速汽轮机和引风机之间通过变速箱联接，新机组轴系增长，新机组设备重量也较之前机组的重量增加。 

本实用新型的钢筋混凝土台板包括：用于支承所述的回热式小汽轮机的第一台板区和用于支承所述的动力机器的第二台板区。第一台板区和第二台板区的厚度可以通过设计分析得到。第一台板区的厚度一般为1500-5000mm，较佳地为2500-3000mm，第二台板区的厚度一般为400-2000mm，较佳地为600-1200mm；与现有的大块式钢筋混凝土基础相比，本实用新型的台板厚度大为减少，台板的重量也比现有的大块式钢筋混凝土基础大为降低，通常达到设备机组重量1～1.5倍左右即可满足要求，其重量一般为200-250t。通常台板的形状为矩形，台板的尺寸为 50-80平方米。台板的形状和尺寸也可以根据设计分析结果进行优化调整。 

本实用新型所支承的回热式小汽轮机和动力机器转速不一样，相差5～10倍，机组工作频率带宽较长容易出现设备机组和基础支承系统发生共振现象。因此第一台板区的厚度和第二台板区的厚度被设成使得所支承的动力机器的轴系与所支承的回热式小汽轮机的轴系处于或基本上处于同一水平面，较佳为，第一台板区的厚度大于第二台板区的厚度。这样可以避免回热式小汽轮机和被回热式小汽轮机或机组所驱动的动力机器(如引风机)与隔振系统进行共振。此外，本实用新型的隔振系统的自振频率也可以通过调节隔振弹簧刚度和钢筋混凝土台板厚度而改变，使其自振频率远离设备机组运转频率，从而避免共振，机组振动幅度也可控制在允许范围内。本实用新型隔振系统的自振频率通常为2-4Hz，优选为3Hz。 

本实用新型的台板可根据具体施工情况选择在工厂制造，养护完成后运至现场安装，台板为整体制造。 

第一台板区还设有回热式小汽轮机的下沉式维修槽，方便机器的修理与维护。 

隔振系统包括隔振弹簧、阻尼器、橡胶垫、或其组合；优选地是隔振弹簧。所述隔振弹簧为圆柱形螺旋钢弹簧，隔振弹簧的刚度一般为7kN/mm-15kN/mm，优选为10kN/mm。 

在本实用新型回热式小汽轮机驱动设备基础支承系统中，所述隔振系统直接搁置于地基之上，无需通过后锚固技术同原基础联结为整体；所述钢筋混凝土台板直接搁置在隔振系统之上，无需焊接或者螺栓连接；所述回热式小汽轮机和动力机器可通过位于台板顶部或顶面的预埋件和/或地脚螺栓固定在钢筋混凝土台板上。隔振弹簧的分布密度通常为每100平方米10-20个。可根据施工现场的具体情况调整来隔振弹簧的间隔距离，各隔振弹簧之间的间隔距离基本相同(均匀分布)或不相同(非均匀分布)。 

回热式小汽轮机组系统 

本实用新型的回热式小汽轮机组系统包括回热式小汽轮机驱动设备的基础支承系统、固定于基础支承系统的回热式小汽轮机或机组以及固定于基础支承系统的、被回热式小汽轮机或机组所驱动的动力机器；该机组可通过预埋件或地脚螺栓固定安装在所述基础支承系统的顶部或顶面，所述基础支承系统的固有频率为2-4Hz，回热式小汽轮机驱动设备运转频率为50-80Hz。 

本实用新型的回热式小汽轮机驱动设备基础支承系统具有以下优点： 

1.由于钢筋混凝土台板、隔振系统、原有设备基础之间是直接搁置的关系，因此底部基础和上部台板可解耦分开独立设计计算。基础设计中底部基础主要承受静力荷载只需进行简单的静力分析，避免了地基动刚度和参振质量等复杂的动力分析问题。而对于上部台板和弹簧系统，其数模分析模型明确，边界条件清楚，静、动力分析简单，计算结果真实可靠。 

2.钢筋混凝土台板厚度将比现有的大块式基础厚度大为减少，从而基础土建工程量也将减少。 

3.隔振系统可直接布置在凿平的原有设备基础上，无需进行地基加固可以避免新老基础的不均匀沉降，同时也无需进行新旧基础之间的钢筋后锚固连接，施工简单方便，质量可靠。 

4.隔振弹簧系统的自振频率可通过设计分析得到，从而远离设备机组运转频率，避免共振，既减小了对周边环境的影响，也减少了机组大修次数，增加了机组的使用寿命。 

5.隔振弹簧系统对地基可能产生的不均匀沉降适应性大为增加，一旦不均匀沉 降超标可以通过增减垫片方便调整基础的平整度。 

本实用新型提到的上述特征，或实施例提到的特征可以任意组合。本案说明书所揭示的所有特征可与任何组合物形式并用，说明书中所揭示的各个特征，可以任何被提供相同、均等或相似目的的替代性特征取代。因此除有特别说明，所揭示的特征仅为均等或相似特征的一般性例子。 

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。 

除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本实用新型方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。 

实施例

如图1所示，示出了本实用新型回热式小汽轮机驱动设备基础支承系统的一个具体实施方式。本实施例的回热式小汽轮机驱动设备基础支承系统包括用于放置回热式小汽轮机驱动设备的钢筋混凝土台板100、布置于台板下方且搁置在地基300之上的隔振系统200。其中隔振系统为隔振弹簧系统，隔振系统200直接搁置在原有设备基础之上，钢筋混凝土台板100直接搁置在隔振系统200之上。 

钢筋混凝土台板100是一整块直接搁置在隔振弹簧系统之上的钢筋混凝土中厚板，并通过预埋件104与回热式小汽轮机驱动设备紧密相连，这一中厚板的作用 是固定汽轮发电机组、增加汽轮发电机组的质量，保证汽轮发电机组的安全稳定运行。 

所述的钢筋混凝土台板100包括：用于支承所述的回热式小汽轮机的第一台板区101和用于支承所述的动力机器的第二台板区102。第一台板区101和第二台板区102的厚度可以通过设计分析得到，以保证下部隔振系统的效率和作用的发挥。本实施例中第一台板区101的厚度一般为1500-2500mm，第二台板区102的厚度一般为600-1000mm，台板的形状和尺寸也可以根据设计分析结果进行优化调整，本实施例中台板的尺寸为50-80平方米。 

在第一台板区还设有回热式小汽轮机的下沉式维修槽103，用于回热式小汽轮机组的维护与修理。 

隔振系统200是用于隔离机械振动的系统装置，本实施例中选用圆柱形螺旋钢隔振弹簧，弹簧的刚度为10kN/mm，弹簧直接搁置于原有设备基础之上。隔振弹簧的分布密度为每100平方米12个。通过隔振系统的作用，一方面可以减少或基本消除与小汽轮机组产生共振，降低机组的振动幅度以及对周边环境的影响，另一方面也可以对可能产生的不均匀沉降的适应性大为增加。 

在本实用新型基础支承系统中，隔振系统200直接搁置于地基300之上，避免了采用后锚固技术，基础结构的安全可靠度增加；钢筋混凝土台板100直接搁置在隔振系统之上，减少了焊接或者螺栓连接的步骤，既减少了工程量，缩短了工期，也降低了现场施工条件要求。此外，通过台板厚度和弹簧刚度的调节，使支承系统的自振频率远离设备机组运转频率，从而避免支承系统和机组共振，机组振动幅度也可控制在允许范围内。 

在本实用新型提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本实用新型的上述讲授内容之后， 本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。 

Claims (10)

1.一种回热式小汽轮机驱动设备的基础支承系统，其特征在于，所述基础支承系统包括：

搁置在地基上的隔振系统；和

搁置于所述隔振系统上的钢筋混凝土台板，所述台板用于支承回热式小汽轮机以及被所述回热式小汽轮机所驱动的动力机器。

2.如权利要求1所述的基础支承系统，其特征在于，所述的动力机器选自：锅炉引风机、锅炉送风机、锅炉一次风机、脱硫增压风机、变速箱、或其组合。

3.如权利要求1所述的基础支承系统，其特征在于，所述的回热式小汽轮机为调速汽轮机。

4.如权利要求1所述的基础支承系统，其特征在于，所述台板包括：

第一台板区，所述第一台板区用于支承所述的回热式小汽轮机；和

第二台板区，所述第二台板区用于支承所述的动力机器。

5.如权利要求4所述的基础支承系统，其特征在于，所述第二台板区的厚度为400-2000mm；和/或所述第一台板区的厚度为1500-5000mm。

6.如权利要求4所述的基础支承系统，其特征在于，所述第一台板区的厚度和第二台板区的厚度被设成使得(a)所支承的动力机器的轴系与(b)所支承的回热式小汽轮机的轴系处于或基本上处于同一水平面。

7.如权利要求4所述的基础支承系统，其特征在于，所述第一台板区还设有回热式小汽轮机的下沉式维修槽。

8.如权利要求1所述的基础支承系统，其特征在于，所述台板还包括位于台板的顶部或顶面的预埋件和/或地脚螺栓，所述预埋件和地脚螺栓用于固定所述回热式小汽轮机和所述动力机器。

9.如权利要求1所述的基础支承系统，其特征在于，所述隔振系统包括隔振弹簧、阻尼器、橡胶垫、或其组合。

10.一种回热式小汽轮机驱动系统，其特征在于，所述系统包括：

如权利要求1-9中任一所述的回热式小汽轮机驱动设备的基础支承系统；

固定于所述基础支承系统的回热式小汽轮机或机组；和

固定于所述基础支承系统的、被所述回热式小汽轮机或机组所驱动的动力机器。

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