1000MW給水泵汽輪機(jī)介紹綜述

1、1000MW給水泵汽輪給水泵汽輪機(jī)介紹機(jī)介紹東方汽輪機(jī)有限公司東方汽輪機(jī)有限公司序言超超臨界1000MW給水泵汽輪機(jī)是我公司為超超臨界1000MW汽輪機(jī)配套而新開發(fā)的一種新型給水泵汽輪機(jī)，該機(jī)既能適應(yīng)我公司1000MW汽輪機(jī)中壓排汽1.05Mpa（THA）的進(jìn)汽要求，也能適應(yīng)上汽、哈汽1000MW汽輪機(jī)中壓排汽0.83Mpa（THA）的要求。 該機(jī)型以我公司600MW給水泵汽輪機(jī)D9.6C為母型機(jī)，是一種250%的給水泵汽輪機(jī) 。該機(jī)吸取我公司已投運(yùn)給水泵汽輪機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，借鑒國內(nèi)外給水泵汽輪機(jī)的各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，該汽輪機(jī)與給水泵相匹配，能滿足電站各種工況的需求。小機(jī)可自帶凝汽器或與主汽輪機(jī)共用凝汽器

2、。工作汽源的主蒸汽來自大機(jī)四段抽汽，備用汽源的主蒸汽來自大機(jī)再熱冷段抽汽或輔助汽源。小機(jī)的排汽方式為下排汽。小機(jī)采用全電調(diào)控制。 主要技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù) 額定進(jìn)汽壓力1.05MPa額定進(jìn)汽壓力0.83MPa 運(yùn)行方式 變參數(shù)、變功率、變轉(zhuǎn)速 額定功率 13318.8kW 14123.4kW 最大功率23002.2kW22395.5kW額定內(nèi)效率 82.4 % 83.1 % 額定轉(zhuǎn)速 5100r/min 5097 r/min 調(diào)速范圍 28006000 r/min 28006000 r/min 計(jì)算臨界轉(zhuǎn)速 一階 2350 r/min， 二階 7673 r/min 額定進(jìn)汽流量 61.49 t

3、/h 71.36 t/h 額定進(jìn)汽溫度 395 344 額定排汽壓力 6 kPa 6 kPa 總體方案設(shè)計(jì)總體方案設(shè)計(jì) 本汽輪機(jī)采用單缸、單軸、沖動(dòng)式、本汽輪機(jī)采用單缸、單軸、沖動(dòng)式、純凝汽、再熱冷段蒸汽外切換型式；純凝汽、再熱冷段蒸汽外切換型式；1.1.采用小底盤快裝方式，兩臺(tái)給水泵汽采用小底盤快裝方式，兩臺(tái)給水泵汽輪機(jī)鏡面布置在主機(jī)運(yùn)行平臺(tái)上，油輪機(jī)鏡面布置在主機(jī)運(yùn)行平臺(tái)上，油箱放在零米平臺(tái)上，汽輪機(jī)外形尺寸箱放在零米平臺(tái)上，汽輪機(jī)外形尺寸約為：長(zhǎng)約為：長(zhǎng)寬寬高高 4.224.22米米3.963.96米米3. 63. 6米（不含給水泵和罩殼）米（不含給水泵和罩殼） 排汽方式采用向下排汽，經(jīng)

4、排汽管進(jìn)排汽方式采用向下排汽，經(jīng)排汽管進(jìn)入主機(jī)凝汽器或自帶的小機(jī)凝汽器；入主機(jī)凝汽器或自帶的小機(jī)凝汽器； 通流級(jí)數(shù)為通流級(jí)數(shù)為I I調(diào)節(jié)級(jí)調(diào)節(jié)級(jí)+5+5壓力級(jí)，共壓力級(jí)，共6 6級(jí)；級(jí)； 汽輪機(jī)與給水泵的連接方式為撓性聯(lián)汽輪機(jī)與給水泵的連接方式為撓性聯(lián)軸器或者膜片聯(lián)軸器，可以有效補(bǔ)償軸器或者膜片聯(lián)軸器，可以有效補(bǔ)償汽輪機(jī)與給水泵的高差；汽輪機(jī)與給水泵的高差； 汽缸分為前、后兩部分，汽缸前部采汽缸分為前、后兩部分，汽缸前部采 用鑄造結(jié)構(gòu)，汽缸后部采用鋼板焊接用鑄造結(jié)構(gòu)，汽缸后部采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)； 主汽閥布置在汽缸前部右側(cè)主汽閥布置在汽缸前部右側(cè), ,調(diào)節(jié)閥布調(diào)節(jié)閥布置在汽缸前部的蒸汽室上，

5、調(diào)節(jié)閥油置在汽缸前部的蒸汽室上，調(diào)節(jié)閥油動(dòng)機(jī)安裝在蒸汽室上，靠機(jī)頭側(cè)；動(dòng)機(jī)安裝在蒸汽室上，靠機(jī)頭側(cè)； 7.7.本機(jī)以主機(jī)四段抽汽作為工作汽源，本機(jī)以主機(jī)四段抽汽作為工作汽源，以再熱器冷段蒸汽或輔助汽源作為高以再熱器冷段蒸汽或輔助汽源作為高壓備用汽源。壓備用汽源。 9.低壓汽源和高壓備用汽源之間采用外切低壓汽源和高壓備用汽源之間采用外切換的方式。換的方式。 本汽輪機(jī)設(shè)一個(gè)絕對(duì)死點(diǎn)和一個(gè)相對(duì)本汽輪機(jī)設(shè)一個(gè)絕對(duì)死點(diǎn)和一個(gè)相對(duì)死點(diǎn)。汽輪機(jī)靜子相對(duì)于基礎(chǔ)的靜止死點(diǎn)。汽輪機(jī)靜子相對(duì)于基礎(chǔ)的靜止點(diǎn)（絕對(duì)死點(diǎn)）位于排汽中心處；汽點(diǎn)（絕對(duì)死點(diǎn)）位于排汽中心處；汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子相對(duì)于靜子的靜止點(diǎn)（相對(duì)輪機(jī)轉(zhuǎn)子相對(duì)于靜子

6、的靜止點(diǎn)（相對(duì)死點(diǎn)）位于前軸承箱內(nèi)在轉(zhuǎn)子推力盤死點(diǎn)）位于前軸承箱內(nèi)在轉(zhuǎn)子推力盤的工作面處。的工作面處。 10.10.本機(jī)組的汽封系統(tǒng)采用自密封系統(tǒng)。本機(jī)組的汽封系統(tǒng)采用自密封系統(tǒng)。 汽輪機(jī)外形圖通流葉片設(shè)計(jì) 給水泵汽輪機(jī)要適應(yīng)泵工況頻繁變化的特點(diǎn)，其通流葉片設(shè)計(jì)是此類機(jī)組開發(fā)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)及難點(diǎn)，主要是因?yàn)殡S著大機(jī)負(fù)荷的變化，導(dǎo)致給水泵的出力及轉(zhuǎn)速在較寬的范圍內(nèi)變化，因此給水泵汽輪機(jī)應(yīng)有以下特點(diǎn)：1.一般給水泵轉(zhuǎn)速變化范圍寬；2.進(jìn)汽參數(shù)及流量變化大，導(dǎo)致通流葉片的速比變化大；3.通流葉片的沖角變化大，要求動(dòng)靜葉片的攻角適應(yīng)性要好；4.動(dòng)葉片強(qiáng)度設(shè)計(jì)難度大，要求按不調(diào)頻葉片準(zhǔn)則設(shè)計(jì)動(dòng)葉片，一般要求

7、在額定工作轉(zhuǎn)速附近應(yīng)盡可能要調(diào)開葉片的共振頻率，以達(dá)到減小葉片動(dòng)應(yīng)力的目的。 我公司開發(fā)了更可靠的、滿足上述通流葉片特點(diǎn)的末級(jí)動(dòng)葉片。1000MW等級(jí)機(jī)組給水泵汽輪機(jī)通流部分共采用6級(jí)，其最高設(shè)計(jì)工作轉(zhuǎn)速為6000rpm，在06000rpm范圍內(nèi)，葉片動(dòng)、靜強(qiáng)度均滿足設(shè)計(jì)規(guī)范。在4500rpm6000rpm范圍內(nèi)各葉片級(jí)的速比較合理排氣角均在75100之間，說明各葉片級(jí)的沖角在20以內(nèi)，且葉型有良好的攻角適應(yīng)性。末級(jí)葉片排汽面積達(dá)1.7m2，具有優(yōu)良的排氣特性。 通過改變調(diào)節(jié)級(jí)的配汽，保證25級(jí)通流不變得情況下，可在811ata進(jìn)汽參數(shù)條件下，滿足給水泵的出力要求。本體結(jié)構(gòu)本體結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)

8、由汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子、給水泵軸及用以連接汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子和給水泵軸的撓性聯(lián)軸器組成了該汽輪-給水泵組的軸系。 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子采用整鍛轉(zhuǎn)子，材料采用高純度型30Cr2Ni4MoV合金鋼；轉(zhuǎn)子兩端分別支在150mm和180mm的可傾瓦自位軸承上，軸承跨距為2310mm。該轉(zhuǎn)子包括調(diào)節(jié)級(jí)在內(nèi)共6級(jí)葉輪，。在第16級(jí)葉輪盤上設(shè)有5個(gè)30的平衡孔，均布在直徑為550mm的節(jié)圓上，以減小葉輪兩側(cè)壓差引起的轉(zhuǎn)子軸向推力。葉輪間的隔板汽封和軸封均采用迷宮型汽封。在轉(zhuǎn)子第1、4、6級(jí)葉輪凸緣上設(shè)有徑向平衡螺塞孔，供現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡用。 除調(diào)節(jié)級(jí)動(dòng)葉片為直葉片外，其余動(dòng)葉片全部為扭葉片。調(diào)節(jié)級(jí)動(dòng)葉片材料為2Cr12NiMo1W1V。為防

9、止水蝕，工作在濕蒸汽區(qū)的末級(jí)及次末級(jí)動(dòng)葉片頂部進(jìn)汽側(cè)均采取等離子淬火防水蝕措施，以提高葉片的抗水蝕強(qiáng)度。末級(jí)葉片材料采用1Cr12Ni3Mo2VN。 聯(lián)軸器采用鼓形齒式聯(lián)軸器以補(bǔ)償因溫度變化而引起軸承標(biāo)高的變化值，避免汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與給水泵軸對(duì)接處及軸頸產(chǎn) 生額外的撓曲變形而引起交變應(yīng)力和振動(dòng)，保證軸系工作的穩(wěn)定性和可靠性。本體結(jié)構(gòu) 該汽輪機(jī)是一種真正的快裝機(jī)組，其快裝結(jié)構(gòu)是在底盤上實(shí)現(xiàn)的。底盤為工字鋼框架結(jié)構(gòu)，后部中空，接納后汽缸排汽口。前軸承箱底部和后汽缸下半左右兩側(cè)排汽中心處各設(shè)有一撐腳，小汽機(jī)靠該撐腳座落在底盤上。前軸承箱、后汽缸下半撐腳均采用撓性板結(jié)構(gòu)，以吸收機(jī)組的軸向和橫向熱膨脹。在后

10、汽缸尾部與基架間有一縱向鍵，以保證靜子橫向膨脹時(shí)的中心位置不變。 噴嘴采用噴嘴組結(jié)構(gòu)，噴嘴分為五組，三組安裝在汽缸上半的噴嘴室上，其余兩組安裝在汽缸下半的噴嘴室上。噴嘴導(dǎo)葉片采用直葉柵。 汽缸分為前、后兩部分，前后接配采用垂直法蘭、螺栓連接。前汽缸采用鑄件結(jié)構(gòu)，后汽缸采用焊接結(jié)構(gòu)。前汽缸上半前部澆鑄有蒸汽室，該蒸汽室分為5個(gè)獨(dú)立的流道，分別構(gòu)成5個(gè)噴嘴組的獨(dú)立腔室。前汽缸材料采用ZG230-450。后汽缸上半裝有一個(gè)大氣閥，以使汽缸不致因壓力過高而損壞，下半排汽口為焊接結(jié)構(gòu)。后汽缸材料采用Q235-B 。 本機(jī)進(jìn)汽由一個(gè)主汽閥和五個(gè)調(diào)節(jié)閥控制。 主汽閥為角閥，彈性支撐在底盤上，主汽閥出口直接與

11、調(diào)節(jié)閥進(jìn)汽室相連。閥門開啟和關(guān)閉由主汽閥油動(dòng)機(jī)控制。主汽閥閥殼材料采用ZG230-450。進(jìn)汽室座落在前汽缸上半與蒸汽室相連。調(diào)節(jié)閥采用提板式結(jié)構(gòu)，并帶有預(yù)啟閥。5只調(diào)門由一個(gè)低壓調(diào)節(jié)閥油動(dòng)機(jī)通過一杠桿機(jī)構(gòu)來控制閥門的開、關(guān)及開度，調(diào)節(jié)閥油動(dòng)機(jī)安裝在進(jìn)汽室機(jī)頭側(cè)的支架上。 在運(yùn)的采用低轉(zhuǎn)速盤車裝置的汽輪機(jī)-給水泵組，經(jīng)常因?yàn)槠麆?dòng)給水泵軸的卡塞而無法正常工作。經(jīng)過調(diào)查了解到防止泵軸卡塞的措施主要有兩方面，一是在保證給水品質(zhì)符合要求的同時(shí)還需水流有一定的沖刷能力，以防止水中的微粒停留在級(jí)間間隙中。二是使泵中的水流攪動(dòng)，避免泵殼上下因溫差而變形。要達(dá)到這兩方面的要求，就必須使汽動(dòng)給水泵組的盤車裝置具

12、有較高的盤車轉(zhuǎn)速和動(dòng)態(tài)投入的能力。 基于上述原由，本次設(shè)計(jì)采用了帶有自動(dòng)同步離合器結(jié)構(gòu)的盤車裝置。盤車采用自嚙合自脫開傳動(dòng)裝置，軸向嚙合脫開，盤車裝置通過垂直法蘭安裝在前軸承箱機(jī)頭側(cè)。盤車轉(zhuǎn)速為120r/min 盤車裝置由盤車電動(dòng)機(jī)、單級(jí)蝸輪蝸桿減速器和自動(dòng)同步離合器三大部分組成，其中盤車裝置的自動(dòng)投入和甩開是靠自動(dòng)同步離合器來完成的。盤車電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力是通過蝸輪蝸桿減速器及內(nèi)、外花鍵齒傳遞到汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子上并帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的?；N系統(tǒng) 汽輪機(jī)在啟動(dòng)、停機(jī)和運(yùn)行時(shí)，由于溫度的變化，會(huì)產(chǎn)生熱膨脹?；N系統(tǒng)的作用就是為了使機(jī)組的動(dòng)、靜部分能夠按照預(yù)定的方向膨脹，保證機(jī)組安全運(yùn)行。 本機(jī)組的基架固定在基礎(chǔ)上

13、，而小汽機(jī)靠后汽缸處左右兩撐腳，坐落在焊接基架上的兩個(gè)撓性支架上，汽缸兩撐腳上排汽中心線附近各有一定位銷，用以固定汽缸與基架的相對(duì)位置，并以此作為機(jī)組的絕對(duì)死點(diǎn)。高壓汽缸通過螺栓與后汽缸和前軸承箱相連，在前軸承箱下部設(shè)有撓性支撐板來支撐機(jī)組前部。汽缸的縱向和橫向熱膨脹由此三個(gè)撓性支撐吸收。 在后汽缸末端對(duì)稱于汽輪機(jī)中心線上，汽缸與基架之間設(shè)有一垂直定位鍵，用于保證機(jī)組膨脹時(shí)的中心位置不變。前箱內(nèi)裝有推力軸承，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子相對(duì)于靜子的固定點(diǎn)（相對(duì)死點(diǎn)）在轉(zhuǎn)子推力盤的工作面處?；N系統(tǒng)圖 （1）滑銷系統(tǒng)圖 （2） 撓性支撐結(jié)構(gòu)是軸承箱或汽缸通過一彈性板支撐在一固定的物體上，軸承箱隨汽缸一起向前膨脹或

14、汽缸向兩側(cè)橫向膨脹時(shí)，彈性板產(chǎn)生變形，吸收軸向或橫向的位移值，由于彈性板只能在規(guī)定的方向產(chǎn)生變形，而另一方向?qū)挾容^大，因此機(jī)組在前后伸縮及后汽缸在橫向伸縮時(shí)其中心也就自然不變。 并且，機(jī)組前后均采用彈性板支撐結(jié)構(gòu)，能夠使機(jī)組中心在運(yùn)行時(shí)和安裝狀態(tài)保持基本不變。減少了機(jī)加工及鉗工修刮滑動(dòng)面的工作量；電廠運(yùn)行維護(hù)更加方便；徹底消除了滑動(dòng)面卡澀、推拉裝置工作不正常對(duì)機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性的影響；方便了運(yùn)輸過程中的維護(hù)保養(yǎng)及電廠安裝。輔助系統(tǒng)概述 油系統(tǒng)概述 汽輪機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)采用電動(dòng)主油泵-調(diào)壓閥供油方式。主油泵由電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，其出口潤(rùn)滑油經(jīng)減壓閥減壓后向汽輪機(jī)各軸承及給水泵軸承提供潤(rùn)滑油，并帶走軸承運(yùn)行產(chǎn)生

15、的熱量。系統(tǒng)工質(zhì)為ISO-VG32汽輪機(jī)油。油系統(tǒng)概述本系統(tǒng)主要由電動(dòng)主油泵、直流事故油泵、集裝油箱、溢油閥、冷油器、切換閥、排煙裝置、低潤(rùn)滑油壓遮斷器、單、雙舌止逆閥、可調(diào)式止逆閥、套裝油管路、油位指示器、濾網(wǎng)、雙聯(lián)濾油器、監(jiān)視儀表等設(shè)備構(gòu)成。 油系統(tǒng)概述 由于汽機(jī)和給水泵容量變大，供油系統(tǒng)容量相應(yīng)提高，主油泵和事故油泵容量變大，按循環(huán)倍率，油箱容積增大。為增加系統(tǒng)可靠性，將在油箱凈、污油區(qū)側(cè)分別設(shè)置油位指示器，為清洗回油濾網(wǎng)提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)油壓由安裝于主油泵和事故油泵出口的可調(diào)式止逆閥進(jìn)行調(diào)整，油系統(tǒng)概述啟動(dòng)和正常運(yùn)行油溫分別由電加熱器和冷油器控制。該系統(tǒng)設(shè)置兩臺(tái)全容量的冷油器，一臺(tái)運(yùn)

16、行一臺(tái)備用，兩冷油器的切換通過安裝在進(jìn)油管道上的切換閥來實(shí)現(xiàn)。汽水系統(tǒng)概述 汽輪機(jī)汽水系統(tǒng)主要作用是在機(jī)組啟動(dòng)、停機(jī)、低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，或在異常情況下，排除汽輪機(jī)本體及其管道內(nèi)的凝結(jié)水，從而防止汽輪機(jī)積水引起的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子彎曲，內(nèi)部零件受到損壞等嚴(yán)重事故。在汽輪機(jī)啟動(dòng)、運(yùn)行、停機(jī)各種工況下，為端部軸封密封提供合適的汽源；引導(dǎo)并回收汽輪機(jī)軸端汽封的汽汽混合物，以防止蒸汽泄漏進(jìn)入廠房；或空氣漏入低壓端，影響汽輪機(jī)真空。疏水部分由疏水閥、節(jié)流組件、截止閥、管道等組成。在主汽閥閥座前疏水管設(shè)置疏水閥，其余采用節(jié)流組件。在汽封供汽管路上的疏水管設(shè)置截止閥，以防止小機(jī)停運(yùn)時(shí)影響主機(jī)真空，截止閥在平時(shí)應(yīng)處于全開狀

17、態(tài)。調(diào)節(jié)閥及汽缸疏水等排到小機(jī)排汽管。主汽閥閥座前疏水到大機(jī)疏水系統(tǒng)，應(yīng)注意接入壓力相當(dāng)?shù)氖杷?，避免引起疏水阻塞和倒流?汽封部分由蒸汽濾網(wǎng)、電動(dòng)截止閥等組成。汽源采用大機(jī)的汽封母管供汽，接入位置初定于大機(jī)低壓軸封供汽噴水減溫站后。軸端汽封的汽氣混合物通過大機(jī)軸封抽汽母管進(jìn)入軸封加熱器，并由其維持微負(fù)壓。汽水系統(tǒng)概述 汽封部分由蒸汽濾網(wǎng)、電動(dòng)截止閥等組成。汽源采用大機(jī)的汽封母管供汽，接入位置初定于大機(jī)低壓軸封供汽噴水減溫站后。軸端汽封的汽氣混合物通過大機(jī)軸封抽汽母管進(jìn)入軸封加熱器，并由其維持微負(fù)壓。先進(jìn)性及采用的新技術(shù)先進(jìn)的通流設(shè)計(jì)，相對(duì)內(nèi)效率達(dá)到行業(yè)先進(jìn)水平；外型尺寸小，節(jié)省空間，可以減小電廠基礎(chǔ)投資；在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上完全按整體發(fā)貨、電廠不開缸考慮，除進(jìn)汽閥門外，本體其于部套均隨底盤整體發(fā)貨，這減少了現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試的時(shí)間；采用自動(dòng)嚙合自動(dòng)脫開型高速盤車裝置，滿足所有給水泵的要求采用了先進(jìn)的前沿開槽的可傾瓦軸承，設(shè)計(jì)比壓達(dá)到1.8MPa，遠(yuǎn)高于通常的1.1MPa；第25級(jí)動(dòng)葉均帶有葉頂傾角，使通流子午通道更加光順，進(jìn)一步保證該機(jī)有較高的內(nèi)效率;潤(rùn)滑油系