電廠蒸汽輪機相關(guān)系統(tǒng)簡要概述

1、電廠蒸汽輪機相關(guān)系統(tǒng)簡要概述（一）主熱力系統(tǒng)流程從鍋爐來的高溫高壓新蒸汽，經(jīng)由新蒸汽管道和電動隔離閥至主汽門。新蒸汽通過主汽門后，經(jīng)四根導(dǎo)汽管流向四個調(diào)節(jié)汽閥。蒸汽在調(diào)節(jié)汽閥控制下流進汽輪機內(nèi)各噴嘴膨脹做功，其中部分蒸汽中途被抽出機外作工業(yè)用抽汽和回?zé)岢槠?，其余部分繼續(xù)膨脹做功后排入凝汽器，并凝結(jié)成水。借助凝結(jié)水泵將凝結(jié)水打入汽封加熱器，再經(jīng)過三個低壓加熱器后進入高壓除氧器，然后經(jīng)給水泵升壓后送入兩個高壓加熱器，最后進入鍋爐。汽封加熱器、低壓加熱器和高壓加熱器均具有旁路系統(tǒng)，必要時可以不通過任何一個加熱器。本機組的主蒸汽系統(tǒng)指從鍋爐過熱器出口輸送新蒸汽到汽輪機自動主汽門的管道，還包括主蒸汽系

2、統(tǒng)疏水管道及鍋爐過熱器出口的安全閥及其排汽管道。材質(zhì)為12Cr1MoV合金鋼，管徑為27320。（二）汽封系統(tǒng)1.軸封系統(tǒng)的作用和組成汽輪機工作時，轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)而靜止部分不動，動靜部分之間必須留有一定的間隙，避免相互碰撞或摩擦。而間隙兩側(cè)一般都存在壓差，這樣就會有漏汽，使汽輪機效率降低。為了防止和減少這種漏汽現(xiàn)象，以保證機組正常啟停和運行，以及回收漏汽和利用漏汽熱量，減少系統(tǒng)的工質(zhì)損失和熱量損失，汽輪機設(shè)有軸封系統(tǒng)，主要由軸端汽封、均壓箱、軸封壓力調(diào)整分配閥、軸封加熱器、軸加抽風(fēng)機、加上與之相連接的管道及閥門、疏水管道等組成的閉式軸封系統(tǒng)。2.汽封的工作原理本汽輪機采用高低齒梳齒形汽封，屬于曲

3、徑式汽封的一種。在汽封環(huán)上直接車出或鑲嵌上汽封齒，汽封齒高低相間。汽輪機主軸上車有環(huán)形凸臺或套裝上有凸環(huán)的汽封套；汽封低齒接近凸環(huán)頂部，高齒對著凹槽；這樣便構(gòu)成了有許多狹縫的多次曲折通道，對漏汽形成很大的阻力。汽封齒與相對應(yīng)部件間形成若干個縮孔，當(dāng)蒸汽經(jīng)過第一個縮孔時，由于通流面積突然減小，蒸汽壓力由P0降至P1，汽流速度增加。高速汽流進入縮孔后的汽室后，由于摩擦、渦流等原因，速度降低，動能轉(zhuǎn)換成熱能，比焓值恢復(fù)到原來的值。然后蒸汽再依次經(jīng)過以后各縮孔，重復(fù)上述過程。蒸汽每經(jīng)過一個縮孔產(chǎn)生一次節(jié)流，壓力降低一次，各汽封片前后的壓差之和等于汽封前后的總壓差。采用汽封后，由于汽封齒尖可以做得很薄，

4、動靜間隙可以很小，減小了漏汽面積；另一方面，由于漏汽總壓差被各汽封片分擔(dān)，每一個汽封片前后壓差較小，蒸汽速度減小，從而減小了漏汽量。漏汽面積和汽封前后總壓差一定的情況下，汽封片數(shù)越多，每個汽封片兩側(cè)壓差越小，漏汽量越小。汽輪機前后汽封近大氣端的腔室和主汽門、調(diào)節(jié)汽閥及各閥桿近大氣端的漏汽均有管道與汽封加熱器相連，使各腔室保持-4.9KPa的真空，以保證蒸汽不漏入大氣。同時可將此漏氣加熱凝結(jié)水以提高機組的經(jīng)濟性。前后汽封的平衡腔室和各閥桿的高壓漏氣端均與均壓箱相連，均壓箱上裝有汽封壓力調(diào)整分配閥，使均壓箱內(nèi)壓力保持2.9429.4KPa，當(dāng)均壓箱中壓力低于2.94KPa時，高于29.4KPa的抽

5、汽通過多余的蒸汽也通過汽封壓力調(diào)整分配閥排入凝汽器，當(dāng)汽封加熱器工作失靈時，管路中有一向空閥可以打開。汽封的結(jié)構(gòu)汽輪機汽封根據(jù)其裝設(shè)部位可分為軸端汽封、隔板汽封和通流部分汽封。轉(zhuǎn)子穿出汽缸兩端處的汽封叫軸端汽封，簡稱軸封。高壓軸封（前汽封）用來防止蒸汽漏出汽缸，造成能量損失及惡化運行環(huán)境；低壓軸封（后汽封）用來防止空氣漏入汽缸，破壞凝汽器的真空。隔板內(nèi)圓孔與轉(zhuǎn)子之間的汽封稱為隔板汽封，用來阻止蒸汽經(jīng)隔板內(nèi)圓繞過噴嘴流到隔板后，造成能量損失并使葉輪前后壓差增大，軸向推力增加。通流部分汽封包括動葉頂部和根部的汽封，用來阻止葉頂及葉根處的漏汽。軸封系統(tǒng)的特點和主要參數(shù)根據(jù)汽輪機蒸汽參數(shù)和啟停機及負荷

6、變化的需要，本機軸封汽源有： eq oac(,1)除氧器汽來衡母管來汽； eq oac(,2)對外供熱母管來汽做為備用高溫汽源； eq oac(,3)三段抽汽逆止門前來汽； eq oac(,4)三、四、五抽水控逆止閥閥桿的高壓側(cè)漏汽。汽輪機前、后汽封最后一檔腔室和主汽門、調(diào)節(jié)汽門及各抽汽逆止門等各閥桿低壓側(cè)的漏汽均有管道與汽封加熱器相連，使各腔室保持1.013KPa5.066kPa的真空，以保證蒸汽不漏入大氣。同時可將此漏汽加熱凝結(jié)水以提高機組的經(jīng)濟性。前后汽封的平衡腔室和各閥桿的高壓漏汽端均與均壓箱相連，均壓箱上裝有汽封壓力調(diào)整分配閥，使均壓箱保持2.9429.4kPa，當(dāng)均壓箱中壓力低于2

7、.94kPa時，高于2.94kPa的蒸汽通過該分配閥向均壓箱補充，當(dāng)均壓箱中壓力高于29.4kPa時，多余的蒸汽也通過汽封壓力調(diào)整分配閥排入凝汽器。（三）法蘭螺栓加熱系統(tǒng)為加速機組啟動，帶負荷及降低熱應(yīng)力與熱變形，本機有外引蒸汽的自流式法蘭螺栓加熱系統(tǒng)。汽源由新蒸汽供給，新蒸汽節(jié)流后進入加熱聯(lián)箱，然后分兩路：一路進入左側(cè)法蘭，加熱法蘭和螺栓；另一路進入右側(cè)法蘭，加熱法蘭和螺栓，乏汽及疏水進入疏水膨脹箱。投用法蘭螺栓加熱系統(tǒng)時根據(jù)啟動要求，監(jiān)視法蘭壁溫及螺栓溫度，隨時控制進汽量。加熱聯(lián)箱上裝有安全閥，當(dāng)箱內(nèi)壓力大于0.685MPa時應(yīng)排空。（四）疏水系統(tǒng)汽輪機本體及各導(dǎo)汽管道的疏水分別送入疏水膨

8、脹箱，分為高壓側(cè)和低壓側(cè)，高壓側(cè)接入四根導(dǎo)管疏水、#1、#3調(diào)門汽室疏水；低壓側(cè)接入一至五段水控抽汽逆止門底疏水，待壓力平衡后送入凝汽器。為防止啟機時，汽缸本體疏水與導(dǎo)管、調(diào)門疏水產(chǎn)生排擠，造成啟機汽缸上、下缸溫差增大，本系統(tǒng)將汽缸本體疏水接入本體疏水膨脹箱低壓側(cè)。（五）局部冷卻系統(tǒng)為減少汽缸對凸輪機構(gòu)和中壓油動機及前軸承座的熱傳導(dǎo)，以避免凸輪機構(gòu)、油動機和前軸承座的溫度過高，使座架的內(nèi)腔可通過冷卻水；自動關(guān)閉器油缸下部也通冷卻水，防止主汽門來的熱傳遞加熱油；同時為減少前汽缸貓爪對前軸承座的熱傳導(dǎo)，以避免前軸承座溫度過高，貓爪下的滑鍵也通冷卻水。（六）給水回?zé)嵯到y(tǒng)給水回?zé)嵯到y(tǒng)的工作原理在熱力發(fā)

9、電廠中，提高朗肯循環(huán)效率的方法有多種，其中一種方法是采用多級給水回?zé)峒訜?，即從汽輪機的中間級后抽出一部分蒸汽，通過給水加熱器對鍋爐給水進行加熱。相應(yīng)的熱力循環(huán)和熱力系統(tǒng)稱之為給水回?zé)嵯到y(tǒng)。采用汽輪機中間級一部分已做了部分功的蒸汽，在加熱器中對給水加熱，使抽汽的余熱全部回收到熱力系統(tǒng)中。若保持總發(fā)電量不變，就可減少進入凝汽器那部分蒸汽的發(fā)電量，降低冷源損失，同時換熱溫差比用鍋爐煙氣加熱時小得多，因而節(jié)約了燃料，提高了循環(huán)熱效率。給水回?zé)嵯到y(tǒng)的布置給水回?zé)嵯到y(tǒng)是發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)的基礎(chǔ)。根據(jù)回?zé)峒訜崞鞯男褪?、種類及連接方式的不同，可以組成各個不同的回?zé)嵯到y(tǒng)，以滿足汽輪機組對運行經(jīng)濟性和安全可靠性

10、的要求。 (七) 真空抽氣系統(tǒng) 真空系統(tǒng)的主要作用就是用來建立和維持汽輪機組的低背壓和凝汽器的真空。低壓部分的軸封和低壓加熱器也依靠真空抽氣系統(tǒng)的正常工作才能建立相應(yīng)的負壓或者真空。真空抽氣系統(tǒng)主要包括汽輪機的密封裝置、真空泵以及相應(yīng)的閥門、管路等設(shè)備和部件。對于60MW汽輪機組，目前真空抽氣系統(tǒng)采用的抽氣設(shè)備多數(shù)是水環(huán)式真空泵和射氣式抽氣器相結(jié)合。(八) 凝汽設(shè)備及凝結(jié)水系統(tǒng)凝汽設(shè)備的作用及組成凝汽設(shè)備是汽輪機設(shè)備的一個重要組成部分。它的作用有兩個：一是在汽輪機排汽口建立并維持一定的真空；二是回收潔凈的凝結(jié)水作為鍋爐給水的一部分。凝汽設(shè)備由凝汽器、循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵、抽汽設(shè)備（水環(huán)真空泵）和

11、這些部件之間的連接管道和附件組成。1.1 凝汽器1.1.1凝汽器的作用 eq oac(,1)是在汽輪機排汽口處建立并維持高度真空，使蒸汽在汽輪機內(nèi)膨脹到盡可能低的壓力，將更多的熱焓轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械功； eq oac(,2)將汽輪機的排汽凝結(jié)為水，補充鍋爐給水，起到回收工質(zhì)的作用； eq oac(,3)收集回?zé)岢槠到y(tǒng)加熱器的疏水、本體疏水膨脹箱內(nèi)的疏水及其他可循環(huán)利用的潔凈工質(zhì)； eq oac(,4)具有一定的真空除氧作用。1.1.2凝汽器的基本構(gòu)造. 本機組采用分列二道制表面回?zé)崾侥?，方形結(jié)構(gòu)。凝汽器的外殼是用鋼板焊接的，兩端有水室，水室和蒸汽空間用管板隔開，管扳上裝有許多鋼管與水室相通.鋼管

12、兩端脹接在管板上，兩端的管板焊接在殼體上。水室上裝有外蓋，需要進行捅刷凝汽器或更換凝汽器鋼管等工作時，可將外蓋打開。殼體下部為凝汽器熱水井(簡稱熱井)，凝結(jié)水出口管位于熱井底部。在熱水井的進口部位，裝有真空除氧裝置，以達到凝結(jié)水除氧的目的。凝汽器喉部與汽輪機汽口采用焊接形式(即剛性連接)，底部支承在若干組彈簧支座上(即彈性支承)。在安裝和運行中，凝汽器的自重由彈簧支座承受，而凝汽器內(nèi)水側(cè)的水重則由汽缸傳給低壓缸基礎(chǔ)框架承受，運行時凝汽器自上而下的熱膨脹由彈簧來補償。1.1.3凝汽器的工作過程正常運行時，循環(huán)水泵將循環(huán)冷卻水從進水管打入前水室下半部，并分別流入各銅管中，再經(jīng)過銅管到后水室轉(zhuǎn)向，再

13、流經(jīng)上半部鋼管，回到前水室上部，從出水管排出。汽輪機的排汽經(jīng)喉部進入凝汽器的蒸汽空間(銅管外的空間)，流過銅管外表面與冷卻水進行熱交換后被凝結(jié)。部分蒸汽由中間通道和兩側(cè)通道進入熱井對凝結(jié)水進行加熱，以消除過冷度，起到除氧作用，剩余的小部分的汽氣混合物和不凝結(jié)的氣體，經(jīng)抽汽口由真空泵抽出。1.2抽汽系統(tǒng)水環(huán)真空泵1.2.1抽汽系統(tǒng)的任務(wù)：是在汽輪機啟動時建立真空以及在運行中抽除從真空系統(tǒng)不嚴密處漏入的空氣和未凝結(jié)的蒸汽。本機組使用水環(huán)式真空泵。1.2.2水環(huán)式真空泵系統(tǒng)組成該系統(tǒng)是由2BE4253-0MK4-Z型水環(huán)式真空泵、汽水分離器、工作液冷卻器、自動補水器、泵組內(nèi)部相關(guān)連接管道、閥門及驅(qū)動

14、電機、入口電動門等組成。1.2.2工作過程由凝汽器抽吸來的氣體經(jīng)手動閘閥、電動蝶閥進人真空泵，由泵排出進入汽水分離器，分離后的氣體排向大氣；分離出的水與補充水一起經(jīng)冷卻后稱為工作水，一路噴人真空泵進口，把即將抽入泵內(nèi)氣體中的可凝結(jié)部分凝結(jié)；另一路直接進入泵體，維持真空泵水環(huán)和降低水環(huán)溫度。1.3凝結(jié)水系統(tǒng)的各子系統(tǒng)凝結(jié)水再循環(huán)。為最小流量再循環(huán)管路，啟動和低負荷時保證凝結(jié)水泵通過最小流量運行，防止凝結(jié)水泵汽化。凝結(jié)水再循環(huán)管路從軸封冷卻器后接出，經(jīng)手動閘閥和電動調(diào)節(jié)閥回到凝汽器汽側(cè)頂部，保證啟動和低負荷時有足夠的凝結(jié)水流經(jīng)軸封加熱器，以保證軸加正常工作。補充水系統(tǒng)本機組在四米層布置有凝汽器除鹽

15、水補充水母管，水源來自化學(xué)車間處理的除鹽水。此補充水母管還用于真空泵工作液補水、給水泵水封反向螺旋密封水，廠用供暖站循環(huán)水，化學(xué)水汽取樣間用水等。減溫水系統(tǒng)本機組設(shè)有后缸噴水減溫。從凝結(jié)水泵出口的凝結(jié)水母管接出，在后汽缸內(nèi)沿末級葉片的葉根呈圓周形布置，噴水管鉆有噴水孔，將水噴向排汽缸內(nèi)部空間，起降溫作用。在汽輪機啟動、空負荷及低負荷時，蒸汽通流量很小，不足以帶走蒸汽與葉輪摩擦產(chǎn)生的熱量，從而引起排汽溫度升高。排汽溫度過高會引起汽缸變形，破壞汽輪機動靜部分中心線的一致性，嚴重時會引起機組振動或其他事故，故要設(shè)立排汽缸噴水減溫裝置。正常運行中，后缸溫度應(yīng)65，啟停機過程中后缸溫度80，開啟噴水減溫

16、，空負荷時后缸溫度不許超過100，事故情況下不許超過120。1.4凝結(jié)水系統(tǒng)調(diào)節(jié)與保護凝汽器熱井水位調(diào)節(jié)啟機時凝結(jié)水質(zhì)不合格前，關(guān)閉凝結(jié)水至除氧器截門，打開凝結(jié)水上水調(diào)節(jié)門后的啟機放水門，用熱井補水門、凝結(jié)水上水調(diào)節(jié)門、凝結(jié)水再循環(huán)門維持熱井水位在500700之間。低負荷時，可關(guān)小凝結(jié)水上水調(diào)節(jié)門、開啟凝結(jié)水再循環(huán)門、必要開啟熱井補水門維持熱井水位在500700之間，防止凝結(jié)水泵汽化。正常運行時用凝結(jié)水上水調(diào)節(jié)門調(diào)節(jié)熱井水位，可投入自動運行。凝結(jié)水系統(tǒng)的主要功能是將凝汽器熱井中的凝結(jié)水由凝結(jié)水泵送出，經(jīng)除鹽裝置、軸封冷凝器、低壓加熱器輸送至除氧器，其間還對凝結(jié)水進行加熱、除氧、化學(xué)處理和除雜質(zhì)

17、。此外，凝結(jié)水系統(tǒng)還向各有關(guān)用戶提供水源，如有關(guān)設(shè)備的密封水、減溫器的減溫水、各有關(guān)設(shè)備的補給水以及汽輪機低壓缸噴水等。凝結(jié)水系統(tǒng)的最初注水以及運行時的補水來自汽輪機的凝結(jié)水儲存箱。凝結(jié)水系統(tǒng)設(shè)備主要包括凝汽器、凝結(jié)水泵、凝結(jié)水儲存箱、凝結(jié)水輸送泵、凝結(jié)水收集箱、凝結(jié)水精除鹽裝置、軸封冷凝器、低壓加熱器、除氧器以及水箱及連接上述各設(shè)備所需要的管道、閥門等， (九) 給水系統(tǒng) 給水系統(tǒng)的主要功能是將除氧器水箱中的凝結(jié)水通過給水泵提高壓力，經(jīng)過高壓加熱器進一步加熱之后，輸送到鍋爐的省煤器入口，作為鍋爐的給水。此外，給水系統(tǒng)還向鍋爐再熱器的減溫器、過熱器的一、二級減溫器以及汽輪機高壓旁路裝置的減溫器

18、提供減溫水，用以調(diào)節(jié)上述設(shè)備出口蒸汽的溫度，給水系統(tǒng)的最初注水來自凝結(jié)水系統(tǒng)，。(十) 循環(huán)水系統(tǒng) 循環(huán)水系統(tǒng)的主要功能是向汽輪機的凝汽器提供冷卻水，以帶走凝汽器內(nèi)的熱量，將汽輪機的排汽（通過熱交換）冷卻并凝結(jié)成凝結(jié)水。此外，系統(tǒng)還為除灰系統(tǒng)還開式冷卻水系統(tǒng)提供水源。由于電廠地理條件不同，循環(huán)水系統(tǒng)所采用的循環(huán)水將有所不同，可能是江河、湖泊的淡水，也可能是海水（如海邊的電廠）。系統(tǒng)的設(shè)置分為開式和閉式兩種。開式循環(huán)水系統(tǒng)將循環(huán)水從水源輸送到用水裝置之后，即將循環(huán)水排出，不在利用，這種方式用于水源充足的環(huán)境；閉式循環(huán)水系統(tǒng)將循環(huán)水從水源輸送到用水裝置之后，排水經(jīng)冷卻裝置（涼水塔）冷卻后再次循環(huán)使

19、用，運行過程中只補充小部分損失掉的循環(huán)水。循環(huán)水系統(tǒng)的設(shè)備主要包括取水頭、進水盾溝、進水工作井、循環(huán)水泵房設(shè)備、循環(huán)水進水管道、凝汽器、循環(huán)水排水管（箱涵）、虹吸井、排水工作井、排水盾溝排水頭等部分。（十）汽輪機油系統(tǒng) 供油系統(tǒng)的作用:向調(diào)節(jié)系統(tǒng)和保護裝置提供壓力油；向機組各軸承及運動副機構(gòu)（主油泵兩端軸承等）提供潤滑油，同時起冷卻作用；向盤車裝置及頂軸裝置等供油。汽輪機油系統(tǒng)的組成及運行注意事項汽輪機供油系統(tǒng)是由主油泵為主組成的低壓供油系統(tǒng)，主要用于向汽輪機發(fā)電機組各軸承提供潤滑油及調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)提供壓力油；本機組推薦采用GB11120-89中規(guī)定的L-TSA46汽輪機油，在冷卻水溫度經(jīng)常低于

20、15情況下，允許用GB11120-89中規(guī)定的L-TSA32汽輪機油來代替。主要包括主油泵，注油器，注油器，主油泵啟動排油閥，高壓交流油泵，交、直流潤滑油泵，油箱，冷油器，濾油器，潤滑油壓力控制器及過壓閥等。離心式主油泵由汽輪機主軸直接帶動，正常運轉(zhuǎn)時主油泵出口油壓為1.57MPa，出油量為3.0m3/min，該壓力油除供給調(diào)節(jié)系統(tǒng)及保安系統(tǒng)外，大部分是供給兩只注油器的。兩只注油器并聯(lián)組成，注油器出口油壓為0.10MPa，向主油泵進口供油，而注油器的出口油壓為0.22MPa，經(jīng)冷油器、濾油器后供給潤滑油系統(tǒng)。機組啟動時應(yīng)先開低潤滑交流油泵，以便在低壓的情況下驅(qū)除油管道及各部件中的空氣。然后再開

21、啟高壓交流油泵，進行調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)的試驗調(diào)整和機組的啟動。在汽輪機起動過程中，由高壓交流電動油泵供給調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)和通過注油器供給各軸承潤滑用油。為了防止壓力油經(jīng)主油泵泄走，在主油泵出口裝有逆止閥。同時還裝有主油泵啟動排油閥，以使主油泵在起動過程油流暢通。當(dāng)汽輪機升速至額定轉(zhuǎn)速時（主油泵出口油壓高于電動油泵出口油壓），可通過出口管道上的閥門減少供油量，然后停用該泵，由主油泵向整個機組的調(diào)節(jié)保安和潤滑系統(tǒng)供油。在停機時，可先啟動高壓電動油泵，在停機后的盤車過程中再切換成交流潤滑油泵。為了防止調(diào)節(jié)系統(tǒng)因壓力油降低而引起停機事故，所以當(dāng)主油泵出口油壓降低至1.3MPa時，由壓力開關(guān)使高壓交流調(diào)速油泵自動

22、啟動投入運行。當(dāng)運行中發(fā)生故障，潤滑油壓下降時，由潤滑油壓力控制器使交流潤滑油泵自動啟動，系統(tǒng)另備有一臺直流潤滑油泵，當(dāng)潤滑油壓下降而交流潤滑油泵不能正常投入工作時，由潤滑油壓力控制器使直流潤滑油泵自動啟動，向潤滑系統(tǒng)供油。注意：機組正常運行時，電動輔助油泵都應(yīng)停止運行，除非在特殊情況下，允許啟動投入運行。油系統(tǒng)的輔助部件在潤滑油路中設(shè)有一個低壓油過壓閥，當(dāng)潤滑油壓高于0.15MPa左右即能自動開啟，將多余油量排回油箱，以保證潤滑油壓維持在0.0780.15MPa范圍內(nèi)。油動機的排油直接引入油泵組進口，這樣，當(dāng)甩負荷或緊急停機引起油動機快速動作時，不致影響油泵進口油壓，從而改善了機組甩負荷特性。 本機組中，壓力油除供給油動機外，部分經(jīng)濾油器向調(diào)節(jié)系統(tǒng)的DDV伺服閥以及OPC電磁閥供油。 (十一) 汽輪機調(diào)節(jié)以及保安系統(tǒng) 汽輪機調(diào)節(jié)和保安系統(tǒng)的作用主要是保證機組能夠按照電網(wǎng)的實際需求進行工作，而在發(fā)生意外的情況下，又能保證機組以及系統(tǒng)