汽輪機本體及輔助系統(tǒng)剖析.ppt

調試培訓資料編寫張木春 汽輪機及其輔助系統(tǒng) 主要內容 一 概述二 汽輪機本體三 旁路系統(tǒng)四 液壓油及DEH系統(tǒng)五 潤滑油系統(tǒng)六 軸封系統(tǒng)七 汽輪機疏放水系統(tǒng)八 凝汽器 一 概述 機組布置方式 室內縱向布置 機組右擴建 從汽機房向鍋爐房看 機頭在左側 機頭朝向固定端 負荷性質 帶基本負荷并調峰運行 機組運行方式 定一滑一定方式運行 1 主設備使用條件 循環(huán)冷卻水 設計溫度20 夏季最高溫度33 機組運轉層標高13 7m 凝汽器背壓 雙背壓為4 4 5 4kPa a 平均背壓4 9kPa a 1 主設備使用條件 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)供水方式為一次循環(huán) 直流 供水 電廠水源為長江水源 有海水倒灌 燃料電廠燃煤設計煤種為某某煤 水源電廠水源為城市中水 和地下水 城市中水含沙量很小 可充分保證電廠用水量的需要 1 主設備使用條件 額定功率 銘牌功率TRL 下參數額定功率600MW額定主汽門前壓力24 2MPa a 額定主汽門前溫度538 額定再熱汽閥前溫度566 汽輪機型式 本機組選用東方汽輪機廠提供的N600 24 2 538 566超臨界 一次中間再熱 三缸四排汽 單軸 雙背壓 凝汽式汽輪發(fā)電機組 2 系統(tǒng)及設備描述 閥門全開 VWO 功率660 244MW加熱器級數8級3高4低1除氧給水溫度 TRL工況 286 3 給水泵為每臺機組配置 2臺50 汽動給水泵和一臺35 啟動及備用電動給水泵 2 系統(tǒng)及設備描述 2 系統(tǒng)及設備描述 第四級抽汽用于除氧器加熱 驅動給水泵汽輪機及廠用輔助蒸汽系統(tǒng) 驅動給水泵汽輪機的備用汽源采用冷再熱蒸汽 主蒸汽管道從過熱器出口集箱單管接出 在進入汽機前分成兩路 分別接至汽輪機左右側主汽門 再熱蒸汽冷 熱段管道 均采用采用雙 單 雙連接方式 鍋爐和汽機地接口均為兩個 二 汽輪機本體 1 汽缸 高 中 低壓缸均采用已有成熟運行業(yè)績的結構和材料 高壓內缸 噴嘴室及噴嘴 中壓內缸 導流環(huán)等部件選用在高溫下持久強度較高的材料 在每個低壓缸上半部設置的排汽隔膜閥 即大氣閥 爆破壓力值為34 3kPa g 低壓缸與凝汽器采用不銹鋼彈性膨脹節(jié)連接 凝汽器與基礎采用剛性支撐的方式 汽輪機缸效率汽輪機總內效率92 04 包括壓損 高壓缸效率86 41 中壓缸效率92 55 低壓缸效率92 97 通流級數高壓缸8級中壓缸6級低壓缸2 2 7級 2 汽缸 汽輪機轉子采用無中心孔整鍛轉子 各個轉子的脆性轉變溫度 FATT 的數值 高中壓轉子100 低壓轉子 6 6 汽輪機設計允許不揭缸進行轉子的動平衡 3 轉子及葉片 由于蒸汽參數高且采用直流鍋爐 對汽輪機防止固體顆粒侵蝕 SPE 采用了調節(jié)級噴嘴滲硼涂層的方法 末級葉片第一臺采用鑲焊司太立合金 第二臺采取高頻淬火的措施防止水刷 低壓末級及次末級葉片應具有可靠的抗應力腐蝕及抗水蝕措施 汽輪機設有足夠的除濕用的疏水口 3 轉子及葉片 軸系臨界轉速值 高中壓一階 二階1690 4000r min 低壓A一階1724 4000r min 低壓B一階1743 4000r min 采用轉子接地裝置和汽缸接地裝置 防止發(fā)電機產生的軸電流 軸電壓對汽輪機軸的損傷 末級葉片長度 1016mm 3 轉子及葉片 主軸承是自對中心型水平中分軸承 任何運行條件下 各軸承的回油溫度不超過65 每個軸承回油管上有觀察孔及溫度計插座 運行中各軸承設計金屬溫度不超過90 但烏金材料允許在112 以下長期運行 4 軸承 4 軸承 軸瓦參數及形式 5 盤車裝置 盤車裝置電動盤車 盤車電動機容量 電壓15 380kW V 盤車速度1 5r min 6 汽門與執(zhí)行機構 配汽方式 復合配汽 噴嘴調節(jié) 節(jié)流調節(jié) 7 汽機運行 變壓運行負荷范圍30 90 定壓 變壓負荷變化率3 5 min軸頸振動兩個方向最大值0 05mm最高允許背壓值 0 0253MPa a臨界轉速時軸振動最大值0 15mm噪聲水平85dB A 機組甩去外部負荷時在額定轉速下空轉 即不帶廠用電 持續(xù)運行的時間為15分鐘 在機組采用中壓缸啟動方式 中壓缸啟動時為防止過熱 在高壓缸排汽口出處設有通風閥 VV閥 與凝汽器相連 使高壓缸處于真空狀態(tài)以減少鼓風發(fā)熱 汽輪機能在低壓缸排汽溫度不高于79 下長期運行 高壓缸排汽溫度 正常運行最高307 報警420 停機450 7 汽機運行 低壓缸排汽溫度 正常運行最高52 報警80 停機121 超速試驗時 汽輪機能在112 額定轉速下作短期運行 這時任何部件都不超應力 各軸系振動也不超過報警值 當自動主汽門突然脫扣關閉 發(fā)電機仍與電網并列時 發(fā)電機處于電動機運行狀態(tài) 汽輪機的允許運行時間為1分鐘 背壓低于19 7kPa a 7 汽機運行 當汽機負荷從100 甩至零時 汽輪發(fā)電機組能自動降至同步轉速 并自動控制汽輪機的轉速 以防機組脫扣 在可能的不正常環(huán)境條件下或凝汽器冷卻水系統(tǒng)發(fā)生故障 例如水溫升高 單循泵或凝汽器半邊運行等 機組能在高背壓下運行 即背壓高到0 0186MPa a 時安全運行 機組在額定負荷下運行時允許的最大背壓值為0 0197MPa a 7 汽機運行 機組的允許負荷變化率為 1 在50 100 TMCR負荷范圍內不小于5 每分鐘2 在30 50 TMCR負荷范圍內不小于3 每分鐘3 30 額定負荷 THA 以下 不小于2 每分鐘4 允許負荷階躍 10 額定負荷 THA 7 汽機運行 機組運行模式符合以下方式 年利用小時數5500小時 7 汽機運行 熱耗率保證值機組THA工況的保證熱耗率為 7570kJ kW h 7 汽機運行 加熱器端差按下表 加熱器號按抽汽壓力由高至低排列 7 汽機運行 端差異常的原因及危害 上端差是指加熱器抽汽飽和溫度與給水出水溫度之差 下端差是指加熱器疏水溫度與加熱器進水的溫度之差 上端差過大 為疏水調節(jié)裝置異常 導致加熱器水位高 或高加泄漏 減少蒸汽和換熱管的接觸面積 影響熱效率 嚴重時會造成汽機進水 下端差過小 可能為抽汽量小 說明抽汽電動門及抽汽逆止門未全開 或為疏水調節(jié)裝置異常 導致加熱器水位高 或高加泄漏 減少蒸汽和換熱管的接觸面積 影響熱效率 嚴重時會造成汽機進水 下端差過大 可能疏水水位低 部分抽汽未凝結即進入下一級 排擠下一級抽汽 影響機組運行經濟性 另一方面部分抽汽直接進入下一級 導致疏水管道振動 汽機啟動預熱蒸汽參數 主蒸汽壓力min 0 6MPa g 主蒸汽溫度200 270 主蒸汽流量9000 260 kg h輔助汽壓力min 0 6MPa g 輔助蒸汽溫度200 270 輔助蒸汽流量9000 260 kg h汽缸預熱最低溫度150 轉子預熱最低溫度150 輔助蒸汽壓力0 8 1 3MPa g 輔助蒸汽溫度200 270 7 汽機運行 7 汽機運行沖轉方式及參數 三 旁路系統(tǒng) 1 總的介紹 機組旁路一般選用美國CCIAG公司提供的高低壓串聯旁路系統(tǒng)采用高 低壓二級串聯旁路系統(tǒng) 其中高旁容量為40 BMCR 高旁閥數量為1個 低旁總容量為高旁設計容量加高旁減溫水容量 低旁閥數量為2個 2 旁路系統(tǒng)示意圖 3 系統(tǒng)及設備描述 基本規(guī)格和容量型式 氣動 或液動 一般每臺機組配1套高壓旁路裝置 2套低壓旁路裝置 容量 如僅考慮滿足機組啟動要求旁路容量的選取一般不大于40 BMCR 如旁路同時具有啟動 調節(jié)及保護功能并考慮滿足機組快速甩負荷要求 旁路容量一般大于40 BMCR 3 系統(tǒng)及設備描述 用途 改善機組的啟動性能機組在各種工況下 冷態(tài) 溫態(tài) 熱態(tài)和極熱態(tài) 啟動時 投入旁路系統(tǒng)控制鍋爐蒸汽溫度使之與汽機汽缸金屬溫度較快地相匹配 從而縮短機組啟動時間和減少蒸汽向空排放 減少汽機循環(huán)壽命損耗 實現機組的最佳啟動 回收工質 減少噪音 3 系統(tǒng)及設備描述 旁路噴水減溫水源高壓旁路 取自高壓給水水壓 最大33MPa g 正常30MPa 水溫 192 4 低壓旁路 取自凝結水水壓 最大4MPa g 正常3 2MPa 水溫 正常34 6 最高51 5 4 自動控制和聯鎖 當機組在啟動或運行中有下列情況之一發(fā)生時 低旁應能自動關閉 凝汽器真空下降到設定值 凝汽器溫度高于設定值 凝汽器熱井水位高于設定值 低旁出口壓力或溫度高于設定值 低旁減溫水的壓力低于設定值 低壓旁路對凝汽器的安全保護功能 對于氣動旁路閥系統(tǒng) 當正在動作中的控制氣源突然失氣時 此時各閥應能自動關閉 4 自動控制和聯鎖 5 低旁調閥外形圖 6 高旁減溫水調閥外形圖 7 減溫水截閥外型圖 8 高低旁閥的結構 9 旁路啟動曲線 旁路三級減溫減壓器 四 液壓油系統(tǒng) 1 總的介紹 主機液壓油系統(tǒng)采用磷酸酯抗燃油系統(tǒng) 2 系統(tǒng)及設備描述 汽輪機控制用抗燃油系統(tǒng) 1 抗燃油系統(tǒng)包括油箱及附件 兩臺100 容量的交流供油泵 抗燃油再生裝置 兩臺100 容量的冷油器 蓄能器 油過濾器 油溫調節(jié)裝置等 7 抗燃油系統(tǒng)的設計除滿足主汽輪機用油需要外 還滿足驅動給水泵汽輪機的用油需要 6 抗燃油冷卻器的冷卻水采用閉式循環(huán)冷卻水 冷卻水溫度按38 設計 2 系統(tǒng)及設備描述 數字電液控制系統(tǒng) DEH DEH系統(tǒng)的可用率 99 98 本廠DEH采用日立的HIACS5000M系統(tǒng) 操作員界面采用漢化 2 系統(tǒng)及設備描述 汽機跳閘系統(tǒng)ETS ETS采用日立公司專用的ETS設備 2 系統(tǒng)及設備描述 汽機危急保安系統(tǒng) 汽輪機設有機械型式 飛環(huán)式 超速保護裝置 還有電子超速保護裝置 機械保安裝置動作值為額定轉速的110 112 危急保安器在汽機機頭處設有主脫扣手柄 集控室設有汽機跳閘手動按鈕 從危急保安器動作到主汽門和中壓聯合汽閥完全關閉的時間小于0 3秒 各級抽汽逆止門的緊急關閉時間小于1秒 2 系統(tǒng)及設備描述 3 技術數據 液壓油供油系統(tǒng)參數 3 技術數據 DEH性能指標空轉轉速波動 1r min轉速控制范圍最高可達3600r min 負荷控制精度 3MW負荷控制范圍0 690MW 控制系統(tǒng)不靈敏度 0 06 速度不等率4 5 3 5 手動連續(xù)離線可調 甩全負荷時 最大超速 7 可維持空轉 控制系統(tǒng)可用率 99 98 汽機ETS至少有下列跳閘保護條件 4 機組軸向位移大保護 三取二 3 凝汽器真空低保護 至少應設三個進口邏輯開關 2 機組超速保護 至少應有三個獨立于其它系統(tǒng)且來自現場的轉速信號 1 手動停機 雙按鈕控制 4 自動控制和聯鎖說明 5 軸承潤滑油壓力低保護 至少應設三個進口邏輯開關 10 汽機 發(fā)電機制造廠要求的其他保護項目 9 MFT 8 DEH保護跳機 7 發(fā)電機故障保護 6 汽機抗燃油壓低保護 至少應設三個進口邏輯開關 4 自動控制和聯鎖說明 五 潤滑油系統(tǒng) 1 總的介紹 潤滑油系統(tǒng)設有可靠的主供油設備及輔助供油設備 在啟動 停機 正常運行和事故工況下 提供各個軸承的油量 油壓 回油溫度等數值 滿足汽輪機 發(fā)電機所有軸承的要求 給水泵汽輪機的潤滑油系統(tǒng)和主汽輪機的潤滑油系統(tǒng)分開 各自設有單獨的潤滑油系統(tǒng) 2 系統(tǒng)及設備描述 汽輪機潤滑油系統(tǒng) 潤滑油系統(tǒng)包括主油箱 主油泵 交流潤滑油泵 直流事故油泵 頂軸油泵 2臺100 容量的冷油器等 該系統(tǒng)還可以作為發(fā)電機密封油的輔助供油系統(tǒng) 2 系統(tǒng)及設備描述 主油箱上設置二臺全容量用交流電動機驅動的抽油煙機和油煙分離器等 當油箱油溫低于10 油不能循環(huán)時 投入電加熱器加熱溫度到40 提供電加熱器及溫控設備 汽輪機潤滑油系統(tǒng)考慮配有氫冷汽輪發(fā)電機的油系統(tǒng)排氫設施的回油 油箱容量的大小 保證當廠用交流電失電的同時冷油器斷冷卻水的情況下停機時 仍能保證機組安全惰走 此時 潤滑油箱中的油溫不超過75 并保證安全的循環(huán)倍率 2 系統(tǒng)及設備描述 頂軸系統(tǒng) 頂軸油系統(tǒng)設置安全閥以防超壓 頂軸油泵設置入口油壓低的閉鎖裝置和濾網 以保證頂軸油泵不受損壞 頂軸系統(tǒng)的設計 能向每個軸承 包括發(fā)電機軸承 注入高壓潤滑油 以承受轉子的重量 在機組盤車時或跳閘后都能順利投入運行 頂軸系統(tǒng)設計成母管制系統(tǒng) 2 系統(tǒng)及設備描述 頂軸油泵為3臺高壓容積泵 所配電機為防爆型 其中一臺備用 向汽輪機及發(fā)電機軸承供油 保證可靠地運行并防止漏油 3 技術數據 主機潤滑油采用 32透平油 油質標準為GB11120 89 組合型式集裝油箱容量38m3 軸承油壓0 176Mpa g 軸承油循環(huán)倍率10 8 油系統(tǒng)需油量30660m3 潤滑油供油系統(tǒng)參數 3 技術數據 電加熱器電壓AC380V 功率7x15Kw 板式冷油器瑞典ALFALAVAL 丹麥SWPE 日本HISAKAWORKS數量1 1臺冷卻面積344 4M2冷卻水入口設計溫度38 出口油溫45 冷卻水流量510m3 h油量371m3 h管阻 無數據 Mpa g 3 技術數據 板式冷油器 續(xù) 設計壓力 水側 0 69Mpa g 油側 0 49Mpa g 設計溫度 管側80 殼側80 材料 冷卻板不銹鋼水室20g殼體20g 3 技術數據 輔助油泵交流啟動泵 MSP 型式離心式數量1臺容量378m3 h出口壓力0 2Mpa轉速1500r min電動機型式1 1YB225M 4容量45Kw電壓AC380V 交流輔助油泵 TOP 型式離心式數量1臺容量281 1m3 h出口壓力0 3Mpa轉速3000r min電動機型式1 2YB250M 2容量55Kw電壓AC380V 直流事故油泵型式離心式數量1臺容量229 2m3 h出口壓力0 28Mpa轉速1750r min電動機型式Z2 82容量37Kw電壓DC220V轉速1750r min 3 技術數據 六 軸封系統(tǒng) 軸封供汽系統(tǒng) 2 設一臺100 容量的軸封蒸汽冷卻器 軸封蒸汽冷卻器按凝結水泵出口全壓力設計 軸封冷卻器的管材選用不銹鋼 1 軸封汽系統(tǒng)的壓力和溫度應是自動控制的自密封系統(tǒng) 該系統(tǒng)還能向給水泵汽輪機供軸封汽 軸封系統(tǒng)的備用汽源為冷再 輔汽及主汽 該系統(tǒng)設有軸封壓力自動調整裝置 溢流泄壓裝置和軸封抽氣裝置 1 系統(tǒng)及設備描述 軸封排氣風機型式 離心式數量 1 1臺容量 2000m3 h排汽壓力 3kPa g 轉速 2920r min材料 殼體 Q235 B軸 45葉輪 0Cr18Ni9電動機型式 Y160M1 2容量 15Kw電壓 AC380V轉速 2920r min 2 技術數據 汽封蒸汽冷卻器 2 技術數據 汽封蒸汽冷卻器 續(xù) 2 技術數據 七 汽機疏放水系統(tǒng) 1 系統(tǒng)及設備描述 汽輪機疏水 排汽系統(tǒng) 3 在失去壓縮空氣氣源時 所有氣動疏水閥門自動打開 2 疏水和排汽系統(tǒng)為全自動 并能遠方手動 1 疏水系統(tǒng)的設計能排出所有設備包括管道和閥門內的凝結水 使備用設備 管道 閥門保持在運行溫度狀態(tài) c 汽室和高壓缸進口噴咀間的主蒸汽管道疏水 b 主汽輪機和給水泵汽輪機的主汽門上下閥座的疏水 a 收集和凝結所有軸封和閥桿漏汽的疏水 1 系統(tǒng)及設備描述 d 中壓聯合閥門 各抽汽管道上逆止門的疏水 h 凝汽器附近疏水集箱上試驗用連接件 g 主蒸汽 再熱蒸汽 各級抽汽及本體管道上低位點疏水 f 給水泵汽輪機的疏水 e 排汽裝置閥門的漏汽 1 系統(tǒng)及設備描述 2 自動控制和聯鎖說明 汽機防進水控制 在某些重要的蒸汽管道 如再熱冷段管 的上 下方設置熱電偶 以便根據該管道上 下溫差來檢測管道內是否積水 同時發(fā)出報警信號 以及運行人員盡早發(fā)現并及時采取措施 在各主要蒸汽管道的疏水口設置疏水袋 在再熱冷段管低位疏水點增設疏水袋并設二個水位傳感器用于自動動力驅動閥門和在主控室內報警 汽封系統(tǒng)噴水減溫器后設連續(xù)疏水 并應能排出噴水減溫器全開時噴入的全部水量 增設減溫水控制閥和關斷閥 并與機組運行聯鎖 在啟動 停機 甩負荷時自動噴水 正常運行和停機狀態(tài)下自動關斷 2 自動控制和聯鎖說明 汽機疏水閥運行建議說明如下 在運行中 當蒸汽管道上 下溫差急驟增大時 應及時作出進水的判斷 并采取相應措施 隔斷水源 2 自動控制和聯鎖說明 汽輪機疏水系統(tǒng)應通過控制系統(tǒng)實現自動控制疏水 在機組啟動之前開啟全部疏水閥 當機組負荷到額定負荷的10 時 自動關閉高壓段動力操縱疏水閥 當負荷到額定負荷的20 時 關閉中壓段動力操縱疏水閥 當負荷到額定負荷的30 時 自動