发电厂给水泵汽轮机结构及其原理.doc

第一章 给水泵汽轮机结构及其原理一、 给水泵汽轮机热力系统的工作原理给水泵汽轮机蒸汽由高压汽源或低压汽源供汽，高压汽源来自主汽轮机的高压缸排汽（即再热冷段的蒸汽），低压汽源来自主机第四段抽汽。蒸汽做功后排入主机凝汽器。给水泵汽轮机与给水泵通过齿形联轴器连接，驱动给水泵向锅炉供水。二、 给水泵汽轮机的常规设计驱动给水泵的汽轮机本体结构、组成部件与主汽轮机的基本相同，主汽阀、调节阀、汽缸、喷嘴室、隔板、转子、支持轴承、推力轴承、轴封装置等样样俱全。 给水泵汽轮机的工作任务是驱动给水泵，必须满足锅炉所需的供水要求。因此，该汽轮机的运行方式与主汽轮机的大不相同。这些不同的特性集中体现在该汽轮机自身的润滑油系统、压力油系统和调节系统上。三、 岱海电厂的设备配置及选型我公司给水泵汽轮机为杭州汽轮机厂生产的双汽源、外切换、单缸、反动式、下排汽凝汽式汽轮机。给水泵汽轮机正常运行汽源来自主汽轮机第四段抽汽，备用汽源来自再热冷段蒸汽，无论是正常运行汽源还是备用汽源，均由电液转换器来的二次油压控制进汽量。进汽速关阀与汽缸法兰连接，紧急情况下速管阀在尽可能短的时间内切断进入汽轮机的蒸汽。工作蒸汽经速关阀进入蒸汽室，蒸汽室内装有提板式调节汽阀，油动机通过杠杆机构操纵提板（阀梁）决定调节汽阀开度，控制蒸汽流量，蒸汽通过喷嘴导入调节级。备用蒸汽由管道调节阀控制，管道调节阀法兰连接在速关阀上，备用蒸汽经管道调节阀调节后相继通过速关阀，调节汽阀，然后进入喷嘴作功，这时的调节汽阀全开，不起调节作用。给水泵汽轮机的轴封蒸汽来自主机轴封系统；排汽通入主机凝汽器。保护系统配备机械式危急保安装置，用于超速保护和轴位移保护。两台给水泵汽轮机并联运行，可驱动每台锅炉给水泵50%BMCR的给水量；一台给水泵汽轮机驱动一台锅炉给水泵与一台30%BMCR容量的电动泵组并联运行，可供给锅炉100%BMCR的给水量；一台给水泵汽轮机驱动一台锅炉给水泵作单泵运行时，可供给锅炉60% BMCR的给水量。给水泵汽轮机主要参数：型号 NK63/71/0， 级数 10(单列调节级+6级高压级+3级低压级)转向 顺时针设计功率 6086 kW 最大功率 8500 kW额定转速 5030 r/min最小连续运行转速 3000 r/min最大连续运行转速 5600 r/min脱扣转速（电子/机械） 5800/5880 r/min四抽进汽压力（额定/最大） 0.65/1.0 MPa冷再进汽压力（额定/最大） 3.3/3.8 MPa排汽压力（正常/最大） 0.0062/0.0135 MPa润滑油压 0.25 MPa调节油压 0.85 MPa速关油压 0.8 MPa顶轴油压 8.0 MPa盘车油压 0.7 MPa整机重量 50000 kg盘车型式/转速 油涡轮/120rpm（另外还配备手动盘车装置）转子正常热膨胀量 1.9mm转子最大热膨胀量 3.4mm四、 重点设备1：转子给水泵汽轮机转子由前到后依次为危急遮断器及位移凸肩、推力盘、前轴颈、前汽封、内汽封（平衡活塞）、调节级叶片、高压级（6级）叶片、低压级（3级）叶片、后汽封、后轴颈、手动盘车棘轮、油涡轮、后轴颈、齿形联轴器等。调节级叶片为自带围带直叶片，三叉形叶根，由于是部分进汽，故采用冲动式叶片；高压级叶片为自带围带直叶片，“T”形叶根，具有50%左右的反动度，其动叶与静叶的叶型和角度都基本相同；低压级叶片为扭叶片，不设围带，但有拉金，末级叶片为四叉形叶根，其它两级为“T”形叶根。自带围带的调节级和高压级叶片，不要求调频，因为它们的围带部分紧密相连，会产生强大的阻尼，使振动不会达到危险的程度。低压级扭曲叶片，由于叶型截面积小，而叶片顶部节距大，不能采用铣制围带，而是用钢或钛制的松拉金来阻尼振幅。所有的叶片均用不锈钢材料。 在前油挡前、后油挡后、调节级后的转子上装有平衡螺塞，通过增加或减少平衡螺塞的数量，可以在不揭缸的情况下对转子进行动平衡。汽轮机转子支承在两径向轴承上，推力轴承位于前轴承箱内，构成整个轴系的死点。五、 重点设备2：汽缸给水泵汽轮机汽缸分为前汽缸和后汽缸。前汽缸内部装有前汽封、内汽封、高压导叶持环；前汽缸上半还装有调节汽阀和调节级喷嘴。后汽缸内部装有低压导叶持环、后汽封。前汽缸与后汽缸的垂直结合面用螺栓连接并点焊固定，汽缸的中分面也用螺栓固定，其中，前汽缸的中分面螺栓要用专用的液压拉伸工具紧固到规定力矩，以保证缸面严密不漏汽。汽缸前端采用上猫爪支承方式，上缸猫爪搭在前轴承箱上，上缸中分面与支承面在同一平面；下缸与前轴承箱之间装有横销，用来传递推拉力。后汽缸下部直接支承在座架上。后汽缸底部的排汽中心线两侧与座架间装有横销，用来固定整台汽轮机静止部分的轴向位置；后汽缸与座架间、前汽缸与座架间、前轴承箱与座架间均装有纵销，用来固定汽轮机静止部分的横向位置，并允许轴向自由膨胀。六、 重点设备3：导叶持环给水泵汽轮机的导叶持环是用于支承汽轮机的导叶片（静叶片），导叶片镶在持环的槽内，在中分面用骑缝螺钉将导叶与持环锁死。导叶持环分为上下两半，通过中分面螺栓连接在一起。导叶持环以车出来的凹槽定位于与外缸的凸肩，进行轴向定位。导叶持环的搭子位于持环下半两侧近中分面处，通过搭子上的调整元件（带球面垫圈的可调螺栓）可调整导叶持环相对于转子的垂直位置。导叶持环底部装有偏心导柱，导柱的底部为一纵向键，插入外缸底部的纵向槽内，转动插装于持环底部的偏心套，可以调整导叶持环相对于转子的左右位置，调整好后，上好锁紧螺母，防止持环左右移动。位于前汽缸的导叶持环，装有6级导叶；位于排汽缸的导叶持环，装有3级导叶。除次末级外，其它各级导叶内圈铆装围带，并将围带整体车至规定尺寸。七、 重点设备4：汽封外汽封（端部汽封）体的内圆上嵌有汽封片，它与嵌在转子上的汽封片或在转子上车出来的凸肩（前汽封）组成迷宫式汽封。其密封作用是：通过把位能（压力）转换成动能（流动速度），再把动能以涡流的形式而消散。在这种不接触的密封中，少量的漏汽是不可避免的。内汽封（平衡活塞汽封，位于调节级前）体的内圆上嵌有汽封片，它与嵌在转子上的汽封片组成迷宫式汽封。内汽封不仅可靠地密封从轮室泄漏出来的蒸汽，同时，内汽封前后的压差可有效地补偿叶片中和蒸汽力所产生的轴向推力。因此，汽封直径是根据推力补偿的要求进行设计的。持环汽封（叶顶汽封）片嵌在导叶持环内圆上，它与动叶顶部形成汽封。导叶内圆与嵌在转子相应部位的汽封片，也形成汽封，以减少级间漏汽。八、 重点设备5：轴承给水泵汽轮机的径向轴承，安装在前、后轴承座内，将汽轮机转子支承在导叶持环与外缸的中心位置。径向轴承的内径不圆，运行中，在轴颈与轴瓦内表面之间形成上下两个楔形油隙。为了确保汽轮机的安全运行，轴承装有测温装置，可分别测量轴承金属温度和润滑油回油温度。在轴瓦底部中央加工有顶轴油槽(前轴承为2个，后轴承为1 个)，由轴瓦下侧的供油道向其提供高压顶轴油，使转子还在静止状态时被抬起，启动和停机时不致发生金属间的直接接触，另外，还可以减小盘车启动力矩。推力轴承装于前轴承座内，其作用是承受转子的轴向推力，并给转子轴向定位。推力轴承正反向各有8个推力瓦块，每个推力块的背面有一条凸出的支撑面，推力块可以绕它倾斜，通过推力盘与推力块之间的相对运动建立油膜。推力块由径向贯穿于推力块的圆柱销固定，以防止其在圆周方向转动。轴承体外圆上的前后端有两副环形垫片，用来调整转子的轴向位置。润滑油从轴承座下半进入轴承体外圆的环形外油槽，然后经油孔进入推力块接触面，在靠离心作用流入环形内油槽。在轴承体上半的两面开有若干个排油孔，排油孔面积可根据转速和轴承尺寸来调整，要求在任何情况下都能保证轴承内部的油压，调整油压是通过用螺塞堵掉一个或几个排油孔来实现的。推力块巴氏合金温度测点前后各3个（下瓦2个，上瓦1个），回油也有温度监测。 支持轴承 推力轴承九、 重点设备6：盘车装置给水泵汽轮机采用油涡轮盘车和手动盘车。油涡轮盘车的基本原理是通过压力油冲转固定在汽轮机转子上的涡轮，特点是汽轮机动静部分无机械连接，安全可靠，可实现高速盘车。但是，往往受结构限制，盘车力矩不能很大，因此必须配备顶轴装置，以减小启动力矩。盘车时需要大量的压力油，甚至需要2台油泵来供给。汽轮机启动时需停止盘车才能建立速关油。汽轮机停机时转速降到500转/分钟以下就应当投入盘车，这样可减小盘车启动力矩。盘车装置的供油由一个电磁阀或一个手动的插装阀控制，通过调整供油量，将盘车转速控制在120转/分钟左右。手动盘车装置可以对油涡轮盘车装置的功能进行补充。在不利的启动条件下，轴系的启动力矩可能是很大的，这时，只有使用手动盘车装置才是可行的。 油涡轮盘车装置 试题一、 填空题（5道）1、 岱海一期给水泵的配置： 。汽动给水泵主要参数：型号 ，级数 ，扬程 m，流量 m/h，转速 r/min。2、 岱海一期凝结水泵的配置： 。凝结水泵主要参数：型号 ，级数 ，扬程 m，流量 m/h，转速 r/min。3、 岱海一期循环水泵的配置： 。循环水泵主要参数：型号 ，扬程 m，流量 m/s，转速 r/min。4、 转动机械振动标准：转速n（r/min）振幅（mm）优等良好合格n10001000n20002000n3000n30005、 给水泵汽轮机危急遮断器动作转速是 。二、 选择题（5道）1、 给水泵汽轮机主汽源是（ ）A. 再热冷段蒸汽 B. 四段抽汽 C. 高压辅助蒸汽2、 给水泵汽轮机排汽至（ ）A. 主机凝汽器 B. 单独凝汽器3、 给水泵汽轮机转子是（ ）A. 刚性转子 B. 挠性转子4、 给水泵汽轮机速关阀活动试验应在什么时间内进行（ ）A. 冲转过程中 B. 任意负荷下5、 给水泵汽轮盘车油源是（ ）A. 调节油滤网后 B. 润滑油滤网后 C. 主油泵出口三、 问答题（5道）1、 简述小机润滑油滤网切换程序。2、 小机危急保安装置的动作途径有哪些？3、 什么是临界转速？4、 什么汽蚀？5、 什么是水锤？答案一、 填空题（5道）1、 250%汽动给水泵+130%电动给水泵 FK 4E 39-K 4+增压级 2118 1268。2、 2100凝结水泵 10LDTN-6PJ 10 326.4 1740。3、 2100循环水泵 2200HTEX 14.549m3/s 16.0 295。4、转速n（r/min）振幅（mm）优等良好合格n10000.050.070.101000n20000.040.060.082000n30000.030.040.05n30000.020.030.045、 588040r/min。二、 选择题（5道）1、 B2、 A3、 A4、 B5、 C三、 问答题（5道）1、 答：（1）打开备用滤网排空门；（2）打开压力平衡阀，为备用滤网充油；（3）检查备用滤网排空视窗，直至有稳定油流；（4）关闭备用滤网排空门，使三通阀阀板两端压力平衡；（5）转动操作连杆，旋转180；（6）关闭压力平衡阀；（7）切换完成 。2、 答：（1）就地手动：将危急保安装置杠杆（位于轴承箱侧面）向上抬；（2）就地手动：掀开手动停机阀护环，将手动停机阀手柄向前推；（3）机械超速保护：汽轮机超速导致危急遮断器飞出；（4）机械式轴向位移保护：轴向位移超限，拉钩被转子凸肩抬起；（5）遥控停机：遥控停机电磁阀接受停机信号。3、 答：当汽轮机升到一转速时，汽轮机转速与转子自振频率重合，汽轮机转子与轴承发生较为强烈的振动，而越过这一转速后，振动将大大减小至正常范围。这一转速称为临界转速。4、 答：离心泵工作过程中，入口会形成低压区，如果此处的压力低于该温度下对应的汽化压力，就会有蒸汽和溶解在液体中的气体大量产生，形成许多蒸汽和气体的混合气泡。气泡被带到压力较高区域时，气泡受压破裂而重新凝结，这时， 质点向从气泡四周向气泡中心加