第五章給水泵汽輪機(jī)

2023/2/41第五章

給水泵汽輪機(jī)

華北電力大學(xué)陳海平二O一一年十月2023/2/42主要內(nèi)容第一節(jié)概述第二節(jié)給水泵汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)第三節(jié)給水泵汽輪機(jī)的熱力系統(tǒng)第四節(jié)給水泵汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)保安及供油系統(tǒng)2023/2/43第一節(jié)

概述華北電力大學(xué)陳海平二O一一年十月2023/2/44一、變速給水泵的驅(qū)動(dòng)特點(diǎn)：機(jī)組負(fù)荷變化時(shí)，要求給水泵及時(shí)改變鍋爐的給水量中小機(jī)組：采用定轉(zhuǎn)速、改變閥門開度來(lái)調(diào)節(jié)優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、方便缺點(diǎn)：閥門壓差大、易損壞大機(jī)組：采用變速給水泵，電機(jī)或小汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、可靠、成本低，但機(jī)組容量增大是成本增加小汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：有較寬的調(diào)速范圍節(jié)省廠用電減少了主機(jī)末級(jí)蒸汽流量，降低其末級(jí)葉片高度和余速損失小汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的缺點(diǎn)：價(jià)格貴系統(tǒng)復(fù)雜小汽輪機(jī)效率高于75%才具有經(jīng)濟(jì)性2023/2/45給水泵小汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)與電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的比較優(yōu)點(diǎn):汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速高、軸短、剛度大、安全性好。當(dāng)系統(tǒng)故障或全廠停電時(shí)，仍可保證鍋爐用水。采用大型電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)給水泵時(shí)啟動(dòng)電流大，啟動(dòng)困難，而汽動(dòng)給水泵不但便于啟動(dòng)，而且可配合主機(jī)的滑壓運(yùn)行進(jìn)行滑壓調(diào)節(jié)。大型機(jī)組若采用電動(dòng)給水泵，其耗電約為全廠廠用電的50%，采用汽動(dòng)給水泵則可降低廠用電，增加供電量3%一4%?？梢宰兯龠\(yùn)行來(lái)調(diào)節(jié)給水泵的流量，因而可省去電動(dòng)給水泵的變速器及液壓聯(lián)軸器。缺點(diǎn)汽輪機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)汽水管路復(fù)雜需要設(shè)置備用汽源2023/2/46小汽輪機(jī)的型式1背壓式（背壓抽汽式）：工作蒸汽來(lái)自主機(jī)某一壓力較高的抽汽，即高壓缸排汽小機(jī)乏汽送入主機(jī)壓力較低的某一級(jí)抽汽多數(shù)背壓機(jī)中間有若干抽汽送到主機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)，如P196圖5-1所示特點(diǎn)不能改善機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性工況適應(yīng)性很差已被凝氣代替背壓式小汽輪機(jī)裝置系統(tǒng)圖2023/2/472023/2/48小汽輪機(jī)的型式2凝汽式：工作蒸汽來(lái)自主機(jī)中壓缸或低壓缸的抽汽，主機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)切換至高壓蒸汽小機(jī)乏汽送入主凝汽器或自備凝汽器，如P196圖5-2所示特點(diǎn)運(yùn)行靈活系統(tǒng)復(fù)雜凝汽式小汽輪機(jī)裝置系統(tǒng)圖2023/2/492023/2/410二、300MW汽輪機(jī)配套的小汽輪機(jī)技術(shù)規(guī)范特點(diǎn)：變參數(shù)、變轉(zhuǎn)速、變功率并能采用多種汽源型號(hào)：ND(G)83/83/07型型式：?jiǎn)胃住_動(dòng)、單流純凝汽式功率：保證最大6MW主汽參數(shù)：低壓蒸汽：壓力0.765MPa，溫度335.4℃高壓蒸汽：切換時(shí)使用正常：壓力16.7MPa，溫度538℃最高：壓力17.5MPa，溫度546℃2023/2/411300MW汽輪機(jī)配套的小汽輪機(jī)技術(shù)規(guī)范排汽壓力：6.57kPa凈汽耗：5.33kJ/kWh(低壓汽源設(shè)計(jì)工況)汽輪機(jī)連續(xù)運(yùn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)范圍：3000-6000rpm危急遮斷器動(dòng)作轉(zhuǎn)速：6300±50rpm轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算值：剛性支撐一階臨界轉(zhuǎn)速：2724rpm二階臨界轉(zhuǎn)速：11007rpm撓性支撐一階臨界轉(zhuǎn)速：2554rpm二階臨界轉(zhuǎn)速：7449rpm2023/2/412300MW汽輪機(jī)配套的小汽輪機(jī)技術(shù)規(guī)范盤車轉(zhuǎn)速：10rpm危急保安系統(tǒng)遮斷裝置機(jī)械式超速遮斷裝置可爆膜式高背壓保護(hù)裝置電磁式遮斷裝置發(fā)生下列事故時(shí)應(yīng)立即停運(yùn)轉(zhuǎn)速超過(guò)6300±50rpm軸向位移超過(guò)±1.2mm潤(rùn)滑油壓低于20kPa后汽缸真空低于61.30kPa（表壓）設(shè)置軸承回油油溫超溫報(bào)警、油箱低油位報(bào)警：獨(dú)立油系統(tǒng)2023/2/413第二節(jié)

給水泵汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)華北電力大學(xué)陳海平二O一一年十月概述組成靜止部分：汽缸、隔板、噴嘴、軸承等轉(zhuǎn)動(dòng)部分：主軸、葉輪、動(dòng)葉片等控制部分類型沖動(dòng)式反動(dòng)式ND(G)83/83/07型小汽輪機(jī)示意圖：P198圖5-32023/2/414ND(G)83/83/07型小汽輪機(jī)2023/2/415一、靜止部分汽缸和蒸汽室組合式汽缸：優(yōu)點(diǎn)是便于根據(jù)壓力溫度來(lái)選材沿水平法蘭分為上下兩個(gè)半缸第五壓力級(jí)后，垂直中分為前后兩部分特點(diǎn)前汽缸采用碳素鋼鑄件低壓蒸汽室與前汽缸上半部分鑄為一體，低壓調(diào)節(jié)閥裝在低壓蒸汽室內(nèi)高壓蒸汽室采用高強(qiáng)度耐熱合金鋼鑄造，一端與前汽缸下半一側(cè)面用法蘭連接，另一端通過(guò)定位套筒及鍵定位與前汽缸下部另一側(cè)面2023/2/416汽缸和蒸汽室特點(diǎn)（續(xù)）后汽缸：主體采用碳素鋼鑄件，排汽口部位加固，以增強(qiáng)其剛性（滑參數(shù)運(yùn)行時(shí)排汽溫度較高）后軸承座與后汽缸下半鑄為一體后汽缸通過(guò)其下部的兩側(cè)撐腳支撐于后座架上后軸承各檔腔室的殼體與后汽缸鑄為一體后軸承座內(nèi)放置有后徑向軸承、盤車設(shè)備和聯(lián)軸器等部件2023/2/4172、噴嘴組低壓噴嘴室：通過(guò)裝于上半汽缸的低壓噴嘴組進(jìn)入汽輪機(jī)低壓噴嘴組：共三組，14-5-5噴嘴與內(nèi)外環(huán)焊成一體通過(guò)螺栓固定在前汽缸上半的低壓噴嘴室出口高壓噴嘴室：通過(guò)裝于下半汽缸的高壓噴嘴組進(jìn)入汽輪機(jī)由六只鉆孔縮放噴嘴構(gòu)成噴嘴板嵌入位于前汽缸下半的高壓噴嘴室2023/2/4183、隔板共六級(jí)全部采用焊接隔板安裝在汽缸內(nèi)壁的隔板槽中水平中分為上下兩部分：需對(duì)中注意點(diǎn)設(shè)計(jì)工況下，第5、6兩級(jí)以處于濕蒸汽狀態(tài)第5級(jí)后設(shè)去濕環(huán)2023/2/4194、汽封軸封高低齒式前軸封：三段，第一段耐熱后軸封：二段每塊汽封環(huán)背弧均有一“橋式”彈簧片：防碰隔板汽封和葉頂汽封第1-3級(jí)：高低齒式第4-6級(jí)：葉頂削尖2023/2/4205、滑銷系統(tǒng)縱銷：前軸承座與前座架之間A立銷：后汽缸與導(dǎo)板之間B橫銷：后汽缸兩側(cè)與后座架結(jié)合處各設(shè)一個(gè)，C\DA、B兩銷構(gòu)成本機(jī)整個(gè)汽缸的縱向膨脹中心線，保證汽缸及與之相連的前軸承座受熱后做縱向自由膨脹，對(duì)汽缸橫向位置進(jìn)行定位C、D兩銷構(gòu)成本機(jī)整個(gè)汽缸的橫向膨脹中心線，保證汽缸受熱后做橫向自由膨脹，對(duì)汽缸縱向位置進(jìn)行定位膨脹死點(diǎn)：S2023/2/421二、轉(zhuǎn)動(dòng)部分轉(zhuǎn)子：采用高強(qiáng)度的合金鋼整鍛而成整鍛出7個(gè)葉輪盤，依次為單列調(diào)節(jié)級(jí)、第一到第六壓力級(jí)葉輪臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算值剛性支撐：一階為2724rpm,二階為11007rpm撓性支撐：一階為2554rpm,二階為7449rpm平衡措施調(diào)節(jié)級(jí)、1、3、4級(jí)葉輪開平衡孔：減少軸向推力調(diào)節(jié)級(jí)、4、6級(jí)葉輪開平衡燕尾槽：轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡用2023/2/4222、動(dòng)葉片全部為不調(diào)頻葉片材料要求耐熱、良好的減振性能和抗腐蝕性調(diào)節(jié)級(jí)、1-3級(jí)為等截面直葉片，且自帶圍帶4-6級(jí)為變截面扭葉片，且自由葉片1、2級(jí)葉片采用T型葉根調(diào)節(jié)級(jí)、3、4級(jí)葉片采用外包T型葉根5、6級(jí)葉片采用外包雙T型葉根2023/2/423三、軸承汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子由前后兩只徑向軸承支撐；其中前軸承由徑向軸承和推力軸承組成聯(lián)合軸承徑向軸承：可傾瓦型對(duì)分式軸承，防止油膜震蕩推力軸承：密切爾式2023/2/424四、聯(lián)軸器：鼓型齒式撓性2023/2/425五、盤車裝置目的：防止啟停過(guò)程中的轉(zhuǎn)子的彎曲變形裝于后軸承座蓋上正常盤車轉(zhuǎn)速：10rpm2023/2/4262023/2/427第三節(jié)

給水泵汽輪機(jī)的熱力系統(tǒng)華北電力大學(xué)陳海平二O一一年十月一、主蒸汽系統(tǒng)主機(jī)正常運(yùn)行時(shí)：主機(jī)中壓缸排汽（即4段抽汽）作為小機(jī)的低壓工作汽源主機(jī)負(fù)荷≤40%時(shí)：主機(jī)新蒸汽作為小機(jī)的高壓獨(dú)立工作或補(bǔ)充汽源主機(jī)負(fù)荷≤20%時(shí)：主機(jī)新蒸汽作為小機(jī)的高壓工作汽源啟動(dòng)時(shí)：其他輔助汽源最為啟動(dòng)汽源排汽：送入主機(jī)凝汽器2023/2/428二、軸封系統(tǒng)與主機(jī)軸封系統(tǒng)共用軸封均壓箱和軸封加熱器三、疏水系統(tǒng)不設(shè)置獨(dú)立的疏水?dāng)U容器等附屬設(shè)施2023/2/429給水泵汽輪機(jī)的熱力系統(tǒng)圖2023/2/4302023/2/431第四節(jié)

給水泵汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)保安及供油系統(tǒng)華北電力大學(xué)陳海平二O一一年十月一、給水泵汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)任務(wù)：根據(jù)鍋爐給水調(diào)節(jié)的需求，通過(guò)改變給水泵汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)改變主給水泵的轉(zhuǎn)速，使得給水泵的供水滿足鍋爐負(fù)荷之需求。調(diào)節(jié)方式液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)：小機(jī)轉(zhuǎn)速可在600-6000rpm內(nèi)調(diào)整數(shù)字式電液控制系統(tǒng)MEH：小機(jī)轉(zhuǎn)速可在3000-6000rpm內(nèi)調(diào)整2023/2/432液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)2023/2/433給水調(diào)節(jié)信號(hào)4-20mAP2=0.09-0.215MPaP2=0.215-0.28MPa轉(zhuǎn)速反饋MEH調(diào)節(jié)原理圖2023/2/434MEH控制系統(tǒng)圖2023/2/4352、給水泵汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)超速保護(hù)和試驗(yàn)正常超速保護(hù)：當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到105%額定轉(zhuǎn)速，即6300rpm，汽輪機(jī)脫扣當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到11