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汽轮机基础知识 一汽轮机工作原理 汽轮机是把蒸汽的热能转换成机械能的一种动力装置 具有一定压力 温度的蒸汽进入汽轮机 流经喷嘴 静叶轮 并在喷嘴内膨胀获得很高的速度 高速流动的蒸汽流经汽轮机转子上的动叶片做功 动叶片带动汽轮机的转子以一定的速度均匀转动 这就是汽轮机基本的工作原理 能量转换 蒸汽的热能动能机械能 二汽轮机分类 汽轮机按工作原理可分为 1 冲动式汽轮机 2 反动式汽轮机 3 冲动反动联合式汽轮机 冲动式汽轮机指蒸汽主要在喷嘴中进行膨胀获得很高的速度 在动叶片中蒸汽不再膨胀 而主要是改变流动方向 反动式汽轮机指蒸汽在喷嘴和动叶片中都进行膨胀 汽轮机按蒸汽压力可分为 1 低压汽轮机进汽压力为1 18 1 47MPa 2 中压汽轮机 进汽压力为1 96 3 92MPa 3 高压汽轮机进汽压力为5 88 9 81MPa 4 超高压汽轮机进汽压力为11 77 13 75MPa 5 亚临界压力汽轮机进汽压力为15 69 17 65MPa 6 超临界压力汽轮机进汽压力为22 16MPa 汽轮机按热力过程可分为 1 抽汽式汽轮机 代号为C 2 背压式汽轮机 代号为B 3 凝汽式汽轮机 代号为N 汽轮机按蒸汽流动方向可分为 1 轴流式汽轮机 2 辐流式汽轮机 3 周流式汽轮机 进入汽轮机的蒸汽在做功后全部排入凝汽器 凝结成水后全部送往锅炉 绝大多数汽轮机都采用轴流式 轴流式汽流方向基本上沿轴向流动 三汽轮机概述 28000Nm3 h空分装置采用汽轮机驱动空压机及空气增压机 汽轮机型号NKS50 71 0 单缸冷凝式 汽轮机进汽压力为3 6MPa A 进汽温度为400 排汽压力为 84 8KPa G 汽轮机跳闸转速5900rpm 一阶临界转速1200 2200rpm 二阶临界转速3450 5100rpm汽轮机带动空压机和增压机运行时 必须避开这两个临界转速区域 四汽轮机流程 压力为3 6MPa A 温度为400 的蒸汽流经隔离大阀 速关阀 调节汽阀进入汽轮机 做功后排入凝汽器 被循环水冷凝后 凝结水汇入热井 由凝结水泵抽出 一部分去排气安全阀做水封 一部分去主抽汽器一级 二级冷却器做冷源 吸收热量后一部分送往锅炉 做为锅炉的给水 一部分返回凝汽器 维持热井液位 还有一部分去冲洗水箱 当冲洗空压机叶轮时需打开冲洗水箱进水阀建立水箱液位 为维持凝汽器的真空 抽汽器不断地将漏入的空气和其它不凝结的气体抽走 空气蒸汽混合物从凝汽器中被 级射汽抽汽器吸入其混合室 在混合室内与喷嘴射出的高速蒸汽混合进入扩压器 经过压缩后排入中间冷却器 蒸汽空气混合物在中间冷却器中经过冷却后 一部分蒸汽被冷却成凝结水经疏水阀去疏水膨胀箱返回凝汽器 空气和部分未被冷凝的蒸汽再被 级射汽抽汽器吸入其混合室 在混合室内与喷嘴射出的高速蒸汽混合进入扩压器 经过压缩后排入后冷却器 蒸汽空气混合物在后冷却器中经过冷却后 大部分蒸汽被冷却成凝结水经疏水阀去疏水膨胀箱返回凝汽器 空气和少量的蒸汽经后冷却器上方的放空管排到大气中 下述各疏水接至疏水膨胀箱 现场从南向北看 1汽封气平衡管疏水2汽封气减压后入平衡管前疏水3轮室疏水4汽缸疏水5汽轮机平衡管疏水6排汽安全阀冷凝水回水疏水膨胀箱的积水排至凝汽器的水侧 气体与凝汽器的汽侧相连通 汽轮机 凝汽器 热井 中间冷却器 后冷却器 疏水膨胀箱 3 6MPa A 蒸汽 1 3MPa轴封蒸汽 补水阀 凝结水泵 放空 去锅炉 去冲洗水箱 排汽安全阀 调节气阀 速关阀 隔离大阀 一级抽汽器 二级抽汽器 起动抽汽器 抽汽器蒸汽总阀 五速关阀 28000Nm3 h空分装置汽轮机配置两只速关阀 速关阀水平装配在汽轮机进汽室两侧 汽轮机东侧一只西侧一只 汽轮机启动和正常运行时 速关阀是全开的 汽轮机停机时 速关阀是关闭的 速关阀也称为主汽门 它是主蒸汽管路与汽轮机之间的主要关闭机构 在紧急状态时能立即隔断汽轮机的进汽 使机组快速停机 速关阀主要是由阀和油缸两部分构成的 油缸部分是速关阀开启和关闭的执行机构 速关阀正常工作时是依靠油缸中油压克服其弹簧力而开启的 当汽轮机发生故障时 油压下降 此时油缸中油压不能再克服其弹簧力 油缸中的弹簧就会立即将阀门切断 从而切断汽轮机的进汽 保护汽轮机装置的安全 六调节汽阀 调节汽阀的作用是按照控制单元的指令改变进入汽轮机的蒸汽流量 以使机组受控参数 功率 转速等 符合运行要求 也就是说当外界条件发生变化时 能够改变进入汽轮机的蒸汽量 以维持汽轮机转速5547rpm 当其它条件一定时 调节汽阀的开度是随着蒸汽压力的下降而逐渐开大的 这是因为蒸汽压力下降 则蒸汽所做功减少 为维持汽轮机转速5547rpm 则蒸汽流量必然增加 调节汽阀的开度就会增大 蒸汽压力降低愈多 则蒸汽所做功就愈少 蒸汽流量就愈大 调节汽阀的开度就愈大 当蒸汽压力降低较多 调节气阀又已全开 而汽轮机转速还在降低时 此时应视情况减负荷运行 如果汽轮机转速降到临界转速范围内 那是十分危险的 必要时应打闸停机 调节汽阀主要是由调节阀 传动机构和油动机三部分组成 调节阀包括阀杆 阀梁 阀碟和阀座等 传动机构由支架和杠杆组成 油动机是调节汽阀的执行机构 它将从电液转换器输入的二次油压信号转换成具有做功能力的行程输出以操纵调节阀 控制汽轮机的进汽 输入油动机二次油压的变化范围是0 15MPa 0 45MPa 当二次油压是0 15MPa时 对应调节阀的开度是0 当二次油压是0 45MPa时 对应调节阀全开 电液转换器在速关组件上 电液转换器实际上是在505调速器的配合下工作的 电液转换器是将505输出的电信号转换成二次油压信号 汽轮机正常运行时 505调速器上设定的转速为5547rpm 当外界条件 如蒸汽压力 真空度 空压机及空气增压机负荷等 发生变化时 505为维持转速5547rpm不变 505输出的电信号会发生变化 经电液转换器转换成二次油压信号就会发生变化 经油动机转换成具有做功能力的行程就会发生变化 调节阀的开度就会发生变化 电液转换器 启动油转向阀1843 速关油转向阀1842 手动停机阀 试验阀 速关组件 七排汽安全阀 本凝汽器配有两只排汽安全阀 安全阀采用水封式 机组正常运行时 安全阀关闭 为了密封可靠 安全阀输入凝结水进行水封 当凝汽器压力超出大气压力时 安全阀动作 并迅速将安全阀内的凝结水排放 将进入凝汽器的蒸汽排出 以保护汽轮机装置的安全 每周三白班对排汽安全阀进行补水 打开排气安全阀的进水阀 当排气口有水冒出时 关闭排气安全阀的进水阀 八抽汽器 抽汽器的任务是将凝汽器内的空气及其他不凝结的气体抽出 以维持凝汽器内的真空 凝汽器所用的抽汽器采用射汽抽汽器 抽汽器有单级起动抽汽器和两级主抽汽器 1 起动抽汽器起动抽汽器是在汽轮机启动之前时 凝汽器很快建立足以启动汽轮机的真空而用的 起动抽汽器是一个单级射汽抽汽器 不带冷却器 工作时直接将全部蒸汽空气混合物排入大气 起动抽汽器耗蒸汽量0 7t h 一级抽汽器耗蒸汽量0 12t h 二级抽汽器耗蒸汽量0 1t h 由于起动抽汽器耗蒸汽量较大 因此不宜作为正常运行时的抽汽器使用 2 主抽汽器主抽汽器是在汽轮机正常工作时伴同凝汽器的运行而工作的 主抽汽器由两个射汽抽汽器 级和 级 及两个表面式冷却器 中间冷却器和后冷却器 串联组成 级射汽抽汽器由 级喷嘴和 级扩压管组成 级射汽抽汽器由 级喷嘴和 级扩压管组成 九汽轮机开车步骤 1接通空压机及空气增压机密封气 开V32011 空压机密封气压力 0 05MPa 空气增压机的排气口有气即可 2启动1 2 排烟风机 如启动1 排烟风机 应先打开1 排烟风机进口阀 确认2 排烟风机进口阀关闭 再启动1 排烟风机 如启动2 排烟风机按相同步骤 现场油箱上南边是1 排烟风机 北边是2 排烟风机 31 2 油泵盘车正常后 将油泵选择开关打到中间位置 启动1 2 油泵 润滑油压控制在0 25MPa左右 调节油压控制在0 85MPa左右 如油压低 可缓慢关小油泵出口总回流阀 油箱西侧 如油冷却器出油温度低 可关油冷却器循环水回水阀 如油温仍低 可开启油箱加热器 1 2 油泵运行正常后 2 1 油泵投自控 4开高位油箱充油阀 厂房二楼西南侧 向高位油箱充油 5开蓄能器进口阀 向蓄能器充油 6启动顶轴油泵 盘车电机 在现场汽轮机排气端确认轴转动 然后停顶轴油泵 7开凝汽器补水阀 厂房二楼东墙 确认1 2 凝结水泵出口阀全开 确认凝结水去锅炉阀的前后截止阀全开以及凝结水回凝汽器阀的前后截止阀全开 联系调度确认热电锅炉给水阀打开 现场启动1 2 凝结水泵 控制室调节热井液位 维持热井液位在50 70 热井液位稳定后 然后投入自动控制 1 2 凝结水泵运行正常后 2 1 凝结水泵投自控 8向两只排气安全阀输入凝结水进行水封 打开排气安全阀的进水阀 当排气口有水冒出时 关闭排气安全阀的进水阀 9对隔离阀前的管道进行暖管 打开3 8MPa蒸汽入C 空分总阀 出热电分厂东西管廊顶 打开3 8MPa蒸汽入C 空分沿途4只倒淋阀 C 空分北管廊 和汽轮机厂房1楼1只倒淋阀 10当控制室隔离阀前蒸汽温度达到 300 时 可以对隔离阀和速关阀之间的管道进行暖管 关小3 8MPa蒸汽入C 空分沿途4只倒淋阀 11全开隔离阀后蒸汽放空阀和速关阀前2只倒淋阀 缓慢打开去抽汽器的蒸汽总阀 竖着 和隔离阀的旁通阀 横着 进行暖管 当速关阀前蒸汽温度达到 180 时 应逐渐关小蒸汽放空阀提压力以提高速关阀前蒸汽温度 具体做法是 1 当管内压力0 3 0 4MPa时 升温速率5 10 min 2 当管道温度达到120 130 时 按0 1MPa min的速率进行提压力 升温速率控制在 5 min 12当速关阀前蒸汽温度达到 260 时 投轴封气 采用1 3MPa蒸汽 轴封送气前应先对轴封管道进行暖管 打开1 3MPa轴封蒸汽阀和2只倒淋阀 厂房外1只 厂房内1楼1只 将疏水排尽 然后打开气动汽封压力调节阀前后截止阀 由气动汽封压力调节器进行调节调节阀开度 黑钮逆时针方向旋转则阀门开度增大 从汽轮机冒汽管上看到逸出微量的蒸汽即可 此外 严禁在转子静止时向轴封送气 必须保证在连续盘车的状态下向轴封送气 向轴封送气的时间必须恰当 冲转前不可过早向轴封送气 否则会使上下缸温差增大 13启动起动抽汽器 使凝汽器内迅速建立真空 启动起动抽汽器时 应先开蒸汽阀 再开起动抽汽器管路上的抽汽阀 14当凝汽器内真空度达到 65KPa G 左右时 倒换抽汽器 15启动二级抽汽器 先开蒸汽阀 再开抽汽阀 16启动一级抽汽器 先开蒸汽阀 再开抽汽阀 17当主抽汽器运行正常后 停起动抽汽器 先关闭起动抽汽器管路上的抽汽阀 再停止蒸汽供应 防止大气经过起动抽汽器倒流入凝汽器而破坏真空度 18当速关阀前蒸汽温度达到 290 时 即可开启速关阀 19联系208控制室启动螺杆压缩机 开空气增压机临时入口阀 汽轮机厂房1楼空气增压机一级冷却器旁 使螺杆压缩机排出的空气一部分进入空气增压机 防止汽轮机启动后空气增压机抽真空 20全开隔离大阀 缓慢关闭隔离大阀的旁通阀 2128000空分控制室解除速关油压力低联锁 确认空压机入口导叶 15 空压机放空阀全开 空气增压机进口阀全关 空气增压机二段 三段回流阀 放空阀全开 供油温度 25 润滑油压 0 15MPa等启动条件具备后 联系仪表人员复位 复位后 存储器复位OK QJZBQD汽轮机允许启动 两部位由红色变成绿色 然后控制室点启动按钮 给速关阀的电磁阀送电 22现场开启速关阀 速关阀开启步骤 1 确认就地盘上 准备启动 灯亮以及速关组件上的电磁阀带电 2 将启动油转向阀1843 速关油转向阀1842同时向逆时针方向旋转90 建立启动油压 3 当启动油压 0 6MPa时 将速关油转向阀1842复位 即向顺时针方向旋转90 建立速关油压 4 当速关油压 0 6MPa时 将启动油转向阀1843复位 即向顺时针方向旋转90 速关阀随着启动油压的缓慢回油而逐渐开启至全开 23505调速器上点 run 按钮 启动汽轮机 启动后转速达到800rpm 低速暖机80min 冷态 20min 热态 24现场停盘车电机 控制室投用速关油压力低联锁 25升速到1150rpm 停留20min 26升速到2400rpm 停留20min 27升速到3200rpm 停留20min 28升速到5200rpm 停留20min 29升速到5547rpm 正常转速 505上设定2400rpm快速越过一阶喘振区 505上设定5200rpm快速越过二阶喘振区 十汽轮机停车步骤 1空压机及空气增压机卸载后 505调速器上按停车按钮 2视情况开凝汽器补水阀 维持热井液位 停汽轮机后 热井液位会下降 如下降很快 需开凝汽器补水阀 3关闭隔离大阀 打开蒸汽放空阀及速关阀前2只倒淋阀进行卸压 4当汽轮机转速降至300rpm时 启动顶轴油泵 盘车电机 在现场汽轮机排气端确认轴转动 然后停顶轴油泵 5停止抽汽器运行 先停一级抽汽器 先关闭一级抽汽器管路上的抽汽阀 再关蒸汽阀 再停二级抽汽器 先关闭二级抽汽器管路上的抽汽阀 再关蒸汽阀 关闭去抽汽器蒸汽总阀 隔离大阀旁 竖着 6控制室记录机组的惰走时间 大约