汽轮机热力系统.doc

第三章 汽轮机热力系统根据热力循环的特征，以安全和经济为原则，将汽轮机与锅炉本体由管道、阀门及其辅助设备连接起来，组成发电厂的热力系统。汽轮机热力系统是指主蒸汽、再热蒸汽系统，旁路系统，轴封系统，辅助蒸汽系统和回热抽汽系统等。第一节 主蒸汽及再热蒸汽系统锅炉与汽轮机之间的蒸汽管道与通往各用汽点的支管及其附件称为主、再热蒸汽系统。本机组的主蒸汽及再热蒸汽采用单元制连接方式，即一机一炉相配合的连接系统，如图3-1所示。该连接方式结构简单、阀门少、管道短而阻力小，便于自动化的集中控制。一、主蒸汽系统主、再热蒸汽管道均为单元双单双管制系统，主蒸汽管道上不装设隔断阀，主蒸汽可作为汽动给水泵及轴封在机组启动或低负荷时备用汽源。主蒸汽从锅炉过热器的两个出口由两根蒸汽管道引出后汇合成一根主蒸汽管道送至汽轮机，再分成两根蒸汽管道进入2只高压自动主汽阀、4只调节阀，然后借助4根导汽管进入高压缸，在高压缸内做功后的蒸汽经过2只高压排汽逆止阀，再经过蒸汽管道（冷段管）回到锅炉的再热器重新加热。经过再热后的蒸汽温度由335升高到538，压力由3.483MPa降至3.135MPa，由于主、再热蒸汽流量变化不多蒸汽比容增加将近一倍。再热后蒸汽由两根蒸汽管道引出后汇合成一根再蒸汽管道送至汽轮机，再分成两根蒸汽管道经过2只再热联合汽阀（中压自动主汽阀及中压调节阀的组合）进入中压缸。它设有两级旁路，I级旁路从高压自动主汽阀前引出，蒸汽经减压减温后排至再热器冷段管，采用给水作为减温水。II级旁路从中压缸自动主汽阀前引出，蒸汽经减压减温后送至凝汽器，用凝结水泵出口的凝结水作为减温水。带动给水泵的小汽轮机是利用中压缸排汽作为工作汽源（第4段抽汽，下称低压蒸汽）。由于低压蒸汽的参数随主机的负荷降低而降低，当负荷下降至额定负荷的40时，该汽源已不能满足要求，所以需采用新蒸汽（下称高压蒸汽）作为低负荷的补充汽源或独立汽源。当低压蒸汽的调节阀开足后，高压蒸汽的调节阀才逐步开启，使功率达到新的平衡。主蒸汽管道上还接出轴封备用及启动供汽管道。主蒸汽管道设计有通畅的疏水系统，在主蒸汽管道主管末端最低点，去驱动给水泵的小汽轮机的新蒸汽管道的低位点，以及靠近给水泵汽轮机高压主汽阀前，均设有疏水点，每一根疏水管道分别引至凝汽器的热水井。主蒸汽管道主管及支管的疏水管道上各安装一只疏水阀，不再装设其它隔离阀。疏水阀在机组启动时开启，排除主蒸汽管道内暖管时产生的凝结水，避免汽轮机进水，并可加速暖管时的温升。待机组负荷达到10%时，疏水阀自动关闭；当汽轮机负荷降至10%时或跳闸时，疏水阀自动开启，也可以在单元控制室手动操作。图3-1 主、再热蒸汽及旁路系统冷再热蒸汽管道从汽轮机高压缸排汽接出，先由单管引至靠近锅炉再热器处，再分为两根支管接到再热器入口联箱的两个接口上。在再热蒸汽冷段管道上接出2号高压加热器抽汽管道。汽轮机主汽阀及调节汽阀的阀杆漏汽、高压旁路的排汽均送入本系统。在再热器入口的两根支管上各装一个喷水减温装置，当事故时，喷水减温以防止再热器超温。减温水来自给水泵中间抽头。由于汽轮机高压旁路排汽接入再热蒸汽冷段上，为防止高压旁路排汽在运行期间倒流入汽轮机，故在高压缸出口装设一逆止阀。冷再热蒸汽管道内的积水为暖管、冲转、停机时的蒸汽凝结水。此外事故喷水减温器的减温水系统故障时，也会有大量未雾化的水进入冷再热蒸汽管道。2号高压加热器管束破裂时也可能有给水进入冷再热蒸汽管道。为防止2号高加的给水倒流入汽轮机，冷再热蒸汽管道靠近汽轮机处设置了逆止阀，并设有疏水点。从锅炉再热器两个出口接出两根再热蒸汽管道汇合成一根主管后通往汽轮机中压缸，在进入中压缸前分为两路通往高中压缸中部左右两侧的再热联合汽阀。再热联合汽阀的作用是当汽轮机跳闸时，快速切断从锅炉再热器到中压缸的热再热蒸汽，以防止汽轮机超速。在热再热蒸汽管道还装有4只安全阀，并设计了通畅的疏水系统。第二节 旁路系统汽轮机旁路系统是热力系统的一个重要组成部分。它在机组启动、停机和事故情况下起调节及保护作用。中间再热式汽轮机一般都装有旁路系统。旁路系统是指高参数的蒸汽不进入汽轮机的通流部分做功，而是经过该汽轮机并联的减温减压器，降压降温后，进入低一级参数的蒸汽管道或凝汽器的连接系统。本机组的旁路系统如图参见图3-1。一、旁路系统的作用1加快启动速度、改善启动条件 大容量单元再热机组普遍采用滑参数启动方式，为适应这种启动方式，应在整个启动过程中不断地调整汽温、汽压和蒸汽流量，以满足汽轮机启动过程中不同阶段（暖管、冲转、暖机（升速、带负荷）的要求。如果单纯调整锅炉燃烧或调整汽压是很难适应上述要求的，因此一般都要设置旁路系统来配合解决这一问题。在机组热态启动时也可以用来提高主蒸汽或再热蒸汽汽温，从而加快了启动速度，改善启动条件。2保护锅炉再热器机组在启、停和甩负荷时，再热器内无蒸汽或中断了蒸汽，此时可经旁路把新蒸汽减温减压后送人再热器，使再热器不至于因干烧而损坏。 3回收工质与消除噪声 机组在启、停和甩负荷过程中，有时需要维持汽轮机空转，由于机、炉蒸汽量不匹配，锅炉最低负荷一般为额定蒸发量的30左右，而对大容量汽轮机而言，汽轮机维持空转的空载汽耗量一般为额定汽耗量的710。因此需要将多余的蒸汽及时排掉。如果排人大气，不但损失了工质和热量，而且制造排汽噪声和热污染，设置旁路系统则可以达到既回收工质又保护环境的目的。 此外，当汽轮机组快速减负荷或甩负荷时，利用旁路系统可以防止锅炉超压，减少锅炉安全阀动作的次数。二、旁路系统的型式及功能 1旁路系统的型式本机组配置了一套德国西门子公司制造的汽轮机旁路系统，该旁路为30%MCR高低压串联旁路系统。旁路热力系统原理示意图如图3-2所示，每台机组配置1套高压旁路装置及2套低压旁路装置。旁路系统参数见表3-1。图3-2 旁路系统原理图高压旁路：锅炉出口蒸汽，绕过汽机高压缸，经过减压减温进入再热器冷段。在此过程中，通过调节旁路门开度，来控制锅炉出口汽压和再热器冷段蒸汽温度。低压旁路：再热器出口蒸汽，绕过中低压缸，经过减压减温器进入凝汽器。可用来控制再热器出口汽压及进入凝汽器的汽温。2旁路系统的功能（1）使锅炉具备独立运行条件：当发电机负荷减小或解列只担负厂用电负荷，或当汽机王汽门关闭汽机停运时，旁路系统能在几秒钟内完全打开，使锅炉逐渐地调整负荷，并保持在最低燃煤负荷下稳定运行而不必停炉，同时在故障消除后可快速恢复发电，减少停机时间，有利于系统稳定。表3-1 旁路系统设备参数阀门介质参数名称单位极热态启动VWO工况强度设计参数高压旁路阀入口蒸汽压力MPa.a1016.6717.6入口蒸汽温度525538546入口蒸汽流量Q1t/h220610出口蒸汽压力MPa.a1.123.9654.545出口蒸汽温度253.5326.8332.74高压喷水减温阀入口减温水压力MPa.g17.3420.4328入口减温水温度135.1178.5200计算流量Q2t/h45.6696.95入口减温水最低压力MPa.g7.612.0入口减温水最低温度110110低压旁路阀入口蒸汽压力MPa.a13.5694.148入口蒸汽温度510538546入口蒸汽流量Q3t/h 2 x 132.832 x 353.48出口蒸汽压力MPa.a0.800.8出口蒸汽温度180180出口流量t/h2 x 167.842 x 451.38低压喷水减温阀入口减温水压力MPa.g3.433.434.6入口减温水温度31.531.549.5计算流量Q4t/h2 x 35.012 x 97.9（2）实现机组滑参数启动：机组采用滑参数启动时，先以低参数蒸汽冲转汽轮机，然后在启动过程中随着汽轮机的暖机和带负荷的要求，不断提高锅炉的汽压，汽温和蒸汽流量，使锅炉产生的蒸汽参数与汽机金属温度相适应。采用旁路系统既可满足上述要求又可改善起动条件，尤其在机组热态启动时，能控制锅炉汽温，减小由于温差引起汽机转子的热应力，从而缩短启动时间，延长汽机使用寿命。（3）在汽机跳闸锅炉带最小稳定负荷运行时，保护锅炉再热器不致过热烧坏：在正常运行工况下，汽机接纳锅炉产生的蒸汽，高压缸的排汽通过再热器加热至额定温度，在这一过程中，再热器得以冷却。而在汽轮机跳闸时，汽机不接纳锅炉产生的蒸汽，高压缸也没有蒸汽排出，再热器未能冷却，加了旁路系统后就可以使蒸汽构成新通流回路，使再热器能得到足够的冷却。（4）高压旁路系统能起到协助机组可靠运行的作用，亦可避免锅炉侧安全门频繁起座。（5）机组负荷变化时旁路系统具有调节蒸汽流量的作用，并满足汽机滑压运行的要求。（6）旁路系统在完成自身的功能同时，考虑了接受协调控制系统和DEH系统的信一号和监督，并向协调控制系统，DEH系统和BMS系统提供信号仁包括模拟信号和投入切除信号）。3旁路系统的控制（1）高压旁路的控制原理高压旁路站的降压部分包括了一个蒸汽转换阀和一个安装于其上的电动执行机构。减温水通过喷水阀被送到蒸汽转换阀，然后使蒸汽得到冷却。喷水阀也安装了一个电动执行机构。两个阀的执行机构均由快速执行方式开启阀门。蒸汽转换阀的执行机构是由一个单独的电机提供快速动作的，此时喷水阀的双速变极电动机将与之相适应。 高压旁路站安装在汽轮机高压级的旁路管线上，并在锅炉启动、减负荷及故障情况下，将蒸汽旁通到再热器。对于不同的故障情况，旁路阀的动作速度及其开度是不同的，这要由内部程序决定。 在操作台上，设有选择“定压和滑压”以及手动按钮。 锅炉启动时，高旁阀的初始位置应是全关的，当压力增加到大约0.2MPa时，高旁阀开始打开，并保持现压力。高旁阀的开度应能校正，一旦设定值定了，开度也就定了。 压力设定值的增加速率实际上取决于产生的蒸汽量。在全部蒸汽量都被汽机吸收的情况下，在选择滑压或是定压运行前，高旁站的压力设定值应高于汽机压力大约0.6MPa，这是通过一个可调的P（大约0. 4MPa）来完成。 1）当在操作台上选择：“滑压”方式时，压力设定值形成如下，参见图3-3。 当存贮器模件(65)通过手操(66)切到滑压操作方式时，传感器（1）测得的蒸汽压力通过大值选择器(53)和基准点（19）作为设定点主模件(20)的输入。在基准点（19），通过调整器(21)使实际压力增加大约0.2MPa。在接点(22)断开时，在设定值主模件(20)的输入处测得的蒸汽压力将比实际压力高出0.2Mpa。 设定值主模件（20）总有让输出信号跟踪输入信号的趋势，只有当正向限幅器(23）也是正值时，模件在正方向才能做到这一点。只有当负值限幅器（24）也是负值时，才能在负向做到这一点。例如在锅炉冷态的情况下： 在没有蒸汽的情况下，传感器(25）的测量值为0，此时调整器（26)的定值约为15，而小值选择器(27)的输出，接点(37)的基准点以及限幅器(24)的输入都是负的。 为使设定值主模件(20)的输出信号能在负的方向依据实际压力值(1)跟踪缓慢冷却的锅炉，因此增加（21）值。经过小值选择器(28)和模拟量存贮器(29)，将设定值加到基准点(30)，该设定值比实际压力值（l）高出0. 2MPao在锅炉冷却期间这套控制将使高压旁路关闭，并且，大值选择器（55）的输出信号总是比定值主模件（20)的输出信号高。 在锅炉点火以后，蒸汽压力开始逐渐上升，一旦传感器(1)的最大测量信号超过。2M Pa,基准点(30)的输出就从负变为。，然后高旁装置就由压力控制器(3)打开。 因此，电子位置测量位置（6）的输出信号将随之改变。只有当此信号和可调压力信号的和，通过放大器(62)，比调节器(31)值高（例如40）时；正向输入限幅器(23)通过大值选择器(32)，放大器(33)和小值选择器(34)获得一个正信号。设定值将随之增加。压力增加的最大值在调节器(35)上选择。图3-3 高压旁路控制原理图 切换开关(36)和(37)以及调节器(38)和(39)，在手动时用作快速平衡时，“与”门(40)在汽机并网并带满负荷时才有输出。 “与”信号使接点（22)和（41）断开。 通过接点(22)设定值的差异将增加到0. 6MPao在高旁关闭时，接点(41)释放，主控设定值增加，主汽机入口压力高0. 6MPa,允许的最大压力值由调整器（42）设定。 在锅炉启动期间和达到放大器(56)，调整器(57)，设定值主模件(58)，大值选择器(55）设定的滑压运行条件后，设定值主模件(20)将通过继电器dl切换到跟踪。 如果大值选择器(55)比小值选择器(28）先起主导作用，那么予调节滑压特性就达到了。继电器d1被存贮器模件(63)励磁。 为了使设定值主模件(20)的输出总是高于滑压运行条件。将通过调节器(64)给设定值主模件（20)的输入加一个值，从而达到给实际设定值加一个值的目的。 模拟量存贮器能在自动情况下跟踪，而在手动时经过操作台(43)操作。 在手动操作情况下，压力设定值能经过操作台（13）进行调节。调节的值能从指示器上看到。 2）当在操作台上选择“定压”运行方式时，压力设定值形成如下： 通过操作台(66)和存贮器模件(63)将在原状态基础上被激活。继电器dl将失磁。 通过接触器（67），调节器(68)上的设定值被切换为大值选择器（55)的输人。现在就保证了大值选择器(55)的输出总是高于小值选择器(28)的两个输入值。在定压操作方式中，通过调节器(42)压力设定值升高的限值只决于设定值控制器（20）。 3）压力控制 实际压力值是在新蒸汽管道上适当地点用测量传感器(1)测量。最大测量信一号从大值选择器(53)获得并与压力设定值（2）相比较。实际压力和压力设定值之间的差送到压力控制器(3)，它的脉冲输出信号经过动力箱(4)去驱动蒸汽转换阀(7)上的控制马达（5）。 蒸汽转换阀（7）的位置由电子位置传感器(6)测量并在控制台上指示出来。 “手动”和“自动”方式用操作台(8)选择。在“手动”方式，蒸汽转换阀(7)的位置可以通过手动操作台(8)上的按钮控制。阀门位置和控制偏差由双刻度指示器指示。 4）温度控制 减温减压后的蒸汽温度是在高旁后的适当地点用传感器(10)测量的，并与操作台手动设置的设定值相比较。 差值送到温度控制器(12)，它的脉冲输出信号通过动力转换开关(13)驱动喷水阀（15)上的控制马达(14)0阀门电动头(14)通过喷水阀(15)改变冷却水量，直到蒸汽温度达到要求。电子位置发送器，操作台（17)和双刻度指示器(18)完成和压力控制器同样的功能。 在蒸汽转换阀关闭的情况下，冷却水阀也正好关闭。 5）高速驱动 在甩负荷或故瘴时，为了防止出现超压，已制定了蒸汽转换阀和喷水阀高速打开的预防措施。此种措施采用了以下依据：a.用积分器(50)反馈来求取发电机有功功率的微分。一旦负斜率超过限值监视器(50)设定的值，高旁阀和喷水阀将通过高速驱动器立即打开。b.当负的压力调节差值超过限值监视器(52)的设定值时，控制信一号也将送到高速驱动器。c.用户也可以经过接点给出脉冲，触发高速驱动器。 （2）低压旁路的控制原理 低压旁路门安装在汽机低压段的管道上，此旁路装置允许蒸汽在规定的运行状态之下，比如启动期间和甩负荷时，中间再热器管路向凝汽器流通。 低压旁路装置的减压部分包括有一个配有电动头的蒸汽转换阀。蒸汽冷却是通过减温水喷入蒸汽转换阀实现的，减温水通过喷水阀喷射，此阀也配有电动头。两个阀门电动头都有快动方式。快动是指两个阀门快开和快关蒸汽转换阀，而对于喷水阀只能是快开。蒸汽转换阀的快速驱动单独用一个马达，而喷水阀是用多极变速马达，控制图见3-4。 1）压力控制 实际压力值在中间再热器管道上的适当的地点，用变送器(1)测量的，并与大值选择器(2)的输出比较。大值选择器（2)的输出值是主调设定值，它主要来自汽机速度级压力(3)，最小压力设定值由调整器(26)和根据压力对负荷设定的调整器(27)和乘法器(28）设置。 设定值这样调整，在负荷正常的操作期间，压力设定值比实际存在的压力值高，这样情况下低旁阀将保持关。 实际压力值和主调设定值之差送到限幅器(6)和（7），同时也通过小值选择器(31)送到压力控制器(4)和限幅监视器(5)。 压力调整器（的的输出信号控制动力转换开关(8)，转换开关(8)控制蒸汽转换阀(l0)的电动头。 在压力偏差很大的情况下，快动马达(12)由限值监视器(5)通过动力转换开关（11）控制在开方向。同时，快速驱动喷水阀(13)由限值监视器(5)通过动力转换开关(21)启动。蒸汽转换阀的位置用电子位置传感器（14）测量，并在操作台上用双刻度指示仪(15)指示。压力调节器(4)的控制偏差也由指示器(15)指示。“手动”和“自动”方式可由控制台(16)选择。 2）喷水控制蒸汽转换阀(10)的位置作为喷水调节器(17)的调节基准。阀门位置用电子位置发送器(14) 测量。经乘法器(32)等过程后，与喷水阀实际位置(18)相比较。差值送到喷水阀调节器(17)，它的输出信号经过动力换向开关(19)，以正常速度去驱动喷水阀(13)0喷水调节器(17)的释放是由限值监视器(6)和(7)及其以后的存储器(20)引起的。操作台上组合片(22)和双刻度指示表（23）完成与上述汽压部分相同的功能。 3）凝汽器保护 为了保护凝汽器，以防止压力和温度超过规定，采取了快速关闭蒸汽转换阀的预防措施。经过三个对应的压力真空监视器(24）、(25)、(42)，把它们安排成三中取一，控制和管理凝汽器的压力。除了监视凝汽器的压力之外，还有低旁阀后的温度需要测量，测点设在阀后较长一段距离处，用温度计（43）测量并向限值监视器（99）发出信号，当达到温度极限值时，低旁阀门将关闭。 快速马达和控制马达在达到终端位置前一直是同时一起工作的。快速马达的停止是靠“阀门关位置”行程开关来实现，控制马达的停止是靠“阀门关位置”力矩开关来断开。 4）蒸汽流量限制 再热器压力在正常负载运行时比空载时高。设计时以空载压力作为低旁阀的计算压力，如果低旁阀处于打开位置，在运行压力增加时，过大的蒸汽流量将通过低旁阀。为避免此阀开过限值，采用下述办法：图3-4 低压旁路控制原理图 随着中间再热器热管路压力增加，在超过予定值(29)后，低旁阀门的开度将逐渐地减小，开度的减小可由乘法模件（30）连续地设定。调节器(4)经过小值选择器（3l）得到相应的控制偏差。第三节 主凝结水系统主凝结水系统指由凝汽器至除氧器之间与主凝结水相关的管路与设备。主凝结水系统的主要功能是将汽轮机排出的蒸汽凝结成水，并储存在凝汽器热井中，然后凝结水由凝结水泵送出，经除盐装置、轴封冷却器、低压加热器等输送至除氧器，其间还对凝结水进行加热、除氧、化学处理和除杂质。此外，凝结水系统还向有关用户提供水源，如有关设备的密封水、减温器的减温水、各有关系统的补给水以及汽轮机低压缸喷水等。凝结水系统的最初注水及运行时的补给水来自汽轮机的凝结水箱。本机组的主凝结水系统见图3-5。一、系统的组成凝结水系统主要包括凝汽器、凝结水输送泵、凝结水储存水箱、凝结水泵、凝结水收集箱、凝结水精除盐装置、轴封冷却器、低压加热器、除氧器及水箱以及连接上述各设备所需的管道、阀门等。该系统的工作过程如下： 机组正常运行时，利用凝汽器内的真空将凝结水储存水箱内的除盐水通过水位调节阀自动地向凝汽器热井补水。当正常补水不足或凝汽器真空较低时，则可通过凝结水输送泵向凝汽器热井补水；当正常补水不足或凝汽器处于低水位时，事故电动补水阀打开；当凝汽器处于高水位时，气动放水阀LV (2)打开，将系统内多余的凝结水排至凝结水储存水箱。 凝结水输送泵出口处设有安全阀，其整定压力为0.9MPa；其出口管道至有关用户的支管上也分别设有安全阀，其中至凝汽器热井补水支管的安全阀整定压力为0.28MPa；至密封水系统支管的安全阀整定压力为0.8Mpa。 凝结水泵进口处设有滤网，滤网上游附设安全阀，其整定值为0.2MPa。每台凝结水泵出口管道上均设有再循环回路，使凝结水泵作再循环运行。凝结水泵出口处各设有止回阀、电动隔离阀及流量测量装置。在它们之后，两根凝结水管合并为一根凝结水母管，该母管上接有一根48.3 X 3.68mm的支管，向密封水系统和凝结水泵的轴封供水，该支管上设有止回阀、安全阀，安全阀的整定值为0.5MPa 。 该凝结水系统中还设有小流量回路，即通过轴封冷凝器下游凝结水支管，经气动流量调节阀FCV (3)、倒U形管后，返回高压凝汽器(B)热井，以使凝结水泵作小流量运行(400t/h）。 流经精除盐装置的凝结水回路上设有两个旁路，即33.3和100的凝结水旁路，以便视凝结水水质和精除盐装置设备情况作不同方式的运行。流经轴封冷凝器的凝结水回路上也设有旁路，而且配有电功隔离阀和节流孔板。设置节流孔板的目的是确保有一定流量的凝结水流经轴封冷凝器。在机组处于正常负荷(620MW )运行时，该凝结水流量为350t/h；当凝结水泵作最小流量运行时，该凝结水流量为100t/h 。机组在正常运行时，电动隔离阀全开；凝结水流量小于350t/h时，该电动隔离阀关闭。图3-5 凝结水系统流程示意图凝结水系统在去锅炉注水和厂用采暖系统注水的管道上，也分别设有安全阀，其相应的整定压力为4.3MPa、1.1Mpa。凝结水母管上还接有若干支管，分别向下列用户提供水源： （1）凝汽器真空泵水箱和前置抽气器的减温水； （2）凝结水储存水箱； （3）汽动、电动给水泵和汽动给水泵的前置泵轴封冷却水（经减压阀之后）； （4）小汽轮机（驱动给水泵）电动排汽碟阀的密封水； （5）闭式冷却循环水系统高位水箱补水； （6）阀门密封水； （7）加药系统的氨箱； （8）各类减温水。 在流经低压加热器的凝结水回路上设有旁路，而且配有电动隔离阀，即8号、7号低压加热器合用一个旁路，6号、5号低压加热器为单独旁路，可分别将上述低压加热器从凝结水系统中撤出运行。 凝结水系统中所有设备均为非铜质零部件，以保护凝结水的水质。此外，凝结水系统中还设有加药点，通过添加氨和联氨来改善凝结水中的pH值和降低含氧量。二、系统的运行1启动凝结水泵启动前，必须做好下列准备：（1)凝结水补充水箱充水到正常水位，补充水管道充水，补充水泵灌水准备投运；(2)凝结水系统、除氧器给水箱已经冲洗完毕，凝结水系统已充水放气，凝汽器热井和给水箱均充水；(3)凝结水泵出口再循环门开启，凝结水最小流量再循环、除氧器给水箱水位、凝汽器热井水位和凝结水补充水箱水位等自动调节装置做好运行准备；(4）向凝结水泵提供密封水。当凝汽器真空能满足向热井自流补水时，应停运补充水泵。2.正常运行机组正常运行时，主凝结水系统根据汽轮机负荷要求，在各种变工况下运行。除氧器给水箱水位、凝汽器热井水位和凝结水补充水箱水位均可自动调节，维持正常水位。如果凝结水量较低，自动投入最小流量再循环装置。3.非正常运行（1）低压加热器解列由于疏水不畅或加热器铜管泄漏，引起加热器汽侧水位过高时，则该加热器解列。关闭其进、出口水侧隔离阀，凝结水走旁路。这时应对机组负荷作相应的限制。（2）汽轮机甩负荷汽轮机甩负荷而使主汽门关闭时，除氧器给水箱水位调节阀自动关闭，暂时中断凝结水进入除氧器，减少除氧器压力下降速度，以防止给水泵汽蚀。这时凝结水通过最小流量再循环管道运行。当辅助蒸汽投入运行时，除氧器压力相对稳定，应重新开启给水箱水位自动调节阀，凝结水（这时来自补充水箱）恢复流至除氧器，以准备机组再启动。4.正常停机机组开始减负荷，关闭凝结水补充水箱的水位调节阀，降低水箱水位。当负荷逐渐减小，凝结水不能满足轴封加热器流量要求时，投入最小流量再循环运行。汽轮机解列后，关闭除氧器给水箱和凝汽器水位调节阀。当所有接至热井的疏水中断，且凝汽器真空破坏后，停运凝结水泵。第四节 主给水系统主给水系统是指除氧器与锅炉省煤器之间的设备、管路及附件等。其主要作用是在机组各种负荷下，对主给水进行除氧、升压和加热，为锅炉提供满足要求的给水。此外，给水系统还分别向汽轮机高压旁路、各级过热器和再热器提供减温水。本机组的给水系统见图3-6。主给水系统包括一台除氧器、三台给水泵、三台前置泵和三台高压加热气，以及给水泵再循环管道、各种用途的减温水管道以及管道附件等。主给水系统的流程为：除氧器水箱前置泵流量测量装置给水泵#3高压加热器#2高压加热器#1高压加热器流量测量装置给水流量控制装置省煤器进口联箱。一、除氧器汽水系统系统设置除氧器是为了将给水中的所有的不凝结气体除去，因为这些气体会腐蚀设备或加速这种腐蚀，同时这些气体在加热器中析出若附在加热管束表面，将使得传热效果恶化，大大降低了热交换的效率。除氧器设有一定水容积的水箱，其容量能够满足无凝结水进入时锅炉最大蒸发量所需5分钟以上的给水量，所以它还有补偿锅炉给水和汽轮机凝结水流量之间不平衡的作用。除氧器作为汽水系统中唯一的混合式加热器，能方便地汇集各种汽、水流，因此它除了加热给水、除去给水中的气体等作用外，还有回收工质的作用。与除氧器相连的汽水管路主要有（参见图3-6和图3-5）：（1）从凝结水系统来的凝结水经5低加进入除氧器；（2）3高加来的疏水进入除氧器；（3）汽轮机4段抽汽至除氧器，作为加热汽源；（4）辅助蒸汽联箱来蒸汽作为低负荷及启动汽源；（5）化学补充水进入除氧器；（6）除氧器顶部设排气门，放出给水中除去的气体。与除氧器水箱相连的汽水管路主要有：（1）除氧器水箱下部分别引出三根至给水泵前置泵的给水管；（2）给水泵最小流量再循环管分别从三台给水泵的出口引出，返回除氧器水箱顶部。为了在机组启动前，使除氧器水箱中的化学除盐水能被均匀迅速地加热并除氧，缩短启动时间，除氧器配置一台除氧器再循环泵。其进水管从给水泵前置泵的进口水管上引出，出水管接至主凝结水进除氧器的管道上。水泵进口装设有一个闸阀和一个滤网，出口装设一个逆止阀和一个闸阀。机组正常运行时，除氧器再循环泵的进、出口闸阀全关（参见图3-6）。启动除氧器时，先启动凝结水泵或补充水泵向除氧器上水至正常水位，打开除氧器的排气阀，图3-6 给水除氧系统图 然后启动再循环泵并调节辅助蒸汽进汽阀门开度，将水加热至锅炉上水需要的温度。锅炉上水完成后将辅助蒸汽供汽调节投入自动，保持除氧器压力稳定。在加热期间，应注意控制除氧器的温度升高速度在规定的范围内，同时注意监视除氧器压力、水位和溶氧量。除氧器在启动初期和低负荷下采用定压运行方式，由辅助蒸汽联箱来的蒸汽来维持除氧器定压运行。当4段抽汽来的蒸汽压力高于除氧器定压运行压力一定值时，4段抽汽至除氧器的供汽电动阀自动打开，除氧器压力随4段压力升高而升高，除氧器进入滑压运行阶段。机组正常运行时，当4段抽汽压力降至无法维持除氧器的最低压力时，自动投入辅助蒸汽供汽，维持除氧器压力。二、给水系统的组成 本机组的给水系统采用单元制。相比较超高参数以下机组普遍采用的单母管制、集中母管制和扩大单元制形式，单元制给水具有管道最短、阀门最少、阻力小、可靠性高、非常便于集中控制等优点。 1给水泵组系统及其管道 系统设置给水泵的作用是使给水获得较高的压力，以便能进入锅炉后克服其中受热面的阻力，在锅炉出口得到额定压力参数的蒸汽。理论上给水在锅炉中吸热是一个定压过程，实际上由于存在压力损失，所以给水泵出口处是整个系统中压力最高的部位。 本系统配置两台50容量的汽动给水泵作为经常运行，一台30%容量的电动调速给水泵作为机组启动和汽动给水泵故障时的备用泵。电动给水泵在机组正常运行期间处于热备用状态，当汽轮机甩负荷或汽动给水泵突然出现故障时，电动给水泵能立即投入运行。电动给水泵能够自动跟踪汽动给水泵的运行状态，并可以与汽动给水泵并列运行。 为提高给水泵运行的经济性，大容量机组都采用变速调节的高速给水泵，转速为50008000r/min。在同样的流量和扬程条件下，采用高速给水泵，可以减少泵的体积，减轻泵的重量，节省材料，提高运行可靠性。 给水泵传送的流体是高温的饱和水，发生汽蚀的可能性较大。要使泵不发生汽蚀，必须使有效汽蚀余量大于必需的汽蚀余量。泵必需的汽蚀余量随转速的平方成正比地改变，因此，高速泵所需的汽蚀余量比一般水泵高得多，其抗汽蚀性能大大下降，当滑压运行的除氧器工况波动时极易引起汽蚀。 为防止给水泵汽蚀，每台给水泵前都安装一台低速前置泵。前置泵的转速较低，所需的汽蚀余量大大减少，加之除氧器仍安装在一定高度，故给水不易汽化。当给水经前置泵后压力提高，增加了进入给水泵的入口压力，提高了泵的有效汽蚀余量，能有效地防止给水泵汽蚀，并可大幅度降低除氧器的布置高度。 除氧器水箱有三根出水管接至给水泵组的前置泵。汽动泵的前置泵由单独配备的电动机驱动，与给水泵不同轴；电动给水泵的前置泵与电动给水泵通过液力联轴器同轴连接。前置泵的进水管道上依水流方向分别设置了一个电动闸阀和一个粗滤网。滤网可以防比在安装检修期间可能聚积在除氧器水箱和吸水管内的焊渣、铁屑等杂物进入水泵。运行一段时间待系统干净后，可拆除滤网，以减少流动阻力。前置泵的入口水管上还设置了泄压阀，以防止该泵组各用期间进水管超压。在该泵组备用期间，前置泵的进口阀门关闭，进水管可能由于备用给水泵出口的逆止阀泄漏而超压。泄压阀的出口接管进入一个敞开的漏斗，方便运行人员监视。如果有泄漏，运行人员可以从泄压阀出口发现。 由于给水泵及其前置泵是同时启停的，因此在前置泵出口至给水泵进口之间的管道上不设隔离阀门。这段管道上依次设有流量测量喷嘴和精滤网，给水泵最小流量再循环控制阀的信号就取自这里。给水泵的出口管道上依次装有逆止阀、电动闸阀。给水泵出口设置逆止阀是当工作给水泵和备用给水泵在切换，工作给水泵停止运行时，防止压力水倒流，引起给水泵倒转。 2给水泵最小流量再循环装置三台给水泵出口均设置独立的再循环装置，其作用是保证给水泵有一定的工作流量，以免在机组启停和低负荷时发生汽蚀。最小流量再循环管道由给水泵出口管路上的逆止阀前引出，并接至除氧器给水箱。最小流量再循环装置由两个隔离阀和一个电动调节阀组成。给水泵启动时，阀门自动开启；随着给水泵流量的增加，阀门逐渐关小；流量达到允许值后，阀门关小。当给水泵流量小于允许值时自动开启。再循环管道进入除氧器给水箱前，经过一个逆止阀，防止水箱内的水倒流入给水泵。再循环管道的调节阀后，还设置启动排气管道，用于启动时迅速排出管道内的气体。 3暖泵 己冷却的给水泵再次启动时，温度较高的给水流入泵内，使泵的壳体产生较大的附加热应力，而且由于不相等的热膨胀，出现挠曲。为防比这种现象出现，每台给水泵都设有暖泵管路。暖泵管路中的热水循环通过停用泵的外壳，以使停用泵处于热备用状态。 4再热器减温水管道 给水泵中间抽头水供再热器减温用。从三台给水泵的中间抽头各引出一根支管，每根管上装一个逆止阀和一个隔离阀。逆止阀防止抽头水倒流回给水泵，隔离阀则方便给水泵检修。三根管子最后汇合成一根总管，通往再热器减温器。总管上装有流量测量孔板和气动薄膜隔离阀。然后分为两根支管去再热器事故减温器A、B，支管上依次安装气动调节阀和气动隔离阀。 给水泵至高加的给水总管上引出一根支管，为汽轮机高压旁路提供减温水。去高压旁路的管道上设有隔离阀和气动调节阀。 5高压加热器系统 三台给水泵出口管道在闸阀后合并成一根给水总管，通往高压加热器。本系统设置三台全容量、卧式、双流程的高压加热器。加热器内分为三个加热区段：过热蒸汽冷却段、凝结段和疏水冷却段。 高压加热器进一步将给水加热至设计的给水温度，以提高循环经济性。高压加热器的水管承受给水泵出口压力，如果管子破裂，给水必然流向汽侧，使加热器水位迅速上升，甚至倒流入汽轮机，发生严重事故。因此必须为高压加热器系统设置自动旁路保护装置。它的作用是一旦加热器故障，就及时切断加热器与给水管道的连接；这时，给水经过旁路流向锅炉，保证不中断地向锅炉供水。 加热器给水旁路系统分为大旁路和小旁路两种。大旁路系统是多台加热器共用一个旁路。这种旁路形式较为简单，管道附件少，设备投资小，但是如果一台加热器故障，就必须两台同时切除，使给水温度大大低于设计值，降低机组的运行热经济性。小旁路系统是指每台加热器都具有单独的给水旁路装置，包括进口阀、旁路阀和出口阀。因此其系统复杂，阀门数量多，投资大；但它的突出优点是非常灵活，需要时只切除故障的加热器，而其它加热器仍可继续投用，对整个系统的热经济性影响较小。 高压加热器的给水压力较高，因此阀门须承受很高的压力，造价较高。如果采用小旁路，会使管系过于复杂，阀门增多，投资加大，可靠性降低。并且，目前高压加热器的质量提高，单台高压加热器的事故率减少，可用率增大，而机组具有三台高压加热器全部解列后仍能发出额定功率的能力。因此，本机组的高压加热器系统配置一套给水大旁路系统，进口设电动三通阀，出口为快速电动闸阀。当任何一台高加发生故障时，两阀同时动作，关闭高压加热器组的进、出水，给水经旁路向锅炉省煤器直接供水。 每台高压加热器的出出管道上均装有一个安全阀。这是为了防止高压加热器停运后，由于汽轮机抽汽管道上的隔离阀关闭不严，漏入加热器的蒸汽使加热器管束内的给水加热膨胀，引起水侧超压。 6给水操作台1高加出口到省煤器进口集箱的管道上依次装有流量测量喷嘴、给水操作台和逆止阀。给水操作台是由给水总管及阀门，和与之并联的若干根较细的小流量旁路管道及其上的调节阀和隔离阀组成。一般旁路管道的管径由细到粗，以满足机组在不同负荷下对给水流量的需求。 当给水泵采用定速泵，小流量旁路管道有两到三根。机组启动时用直径最小的一根供水，当负荷逐渐升高时依次切换至直径较大的旁路管道，满负荷时用给水总管。 现代机组普遍采用调速泵。汽动给水泵的驱动汽轮机和电动给水泵的液力联轴器具有可靠的调节性能，在较大范围内，它能够通过改变泵的转速来调节流量，承担了大部分的给水流量调节任务，同时也大大简化了给水操作台。此时，给水操作台只作为给水流量的辅助调节手段。 本机组的给水操作台仅保留一根小流量旁路管道，管道上有两个闸阀和一个气动薄膜调节阀。它的作用是在机组启停和低负荷（小于15%)时供水，由电动旁路调节阀开度调节给水流量。在锅炉给水量大于巧时，切换至给水总管，给水流量由调速泵直接调节。给水总管上装设电动闸阀。 7过热器减温水管道 本机组采用给水泵出口水作为过热器减温水，在给水泵出口给水母管上接出一根减温水总管，总管上装有电动隔离阀。然后分出两根支管，分别去过热器一、二和三级减温器。支管上依次安装流量测量孔板、气动隔离阀和电动调节阀。三、给水系统的运行 1启动 给水系统的设备和管道在启动运行之前应全部充满水并排走系统内部的积存空气。各给水泵启动之前，应将其轴承润滑和冷却系统投入运行，并进行暖泵。 各泵满足启动要求后，应依次启动电动给水泵的前置泵和电动给水泵，其前置泵的入口闸阀全开，给水泵的出口电动闸阀处于全关位置。启动初期，给水经给水泵最小流量再循环管道返回除氧器水箱。其出口电动阀门随锅炉给水自动投入，并逐渐开大。当锅炉给水需求量大于给水泵所需要的最小流量时，再循环阀自动关小直至关闭。 电动给水泵运行一段时间后，锅炉点火，当负荷逐渐增加至30%MCR左右时，可以启动一台汽动给水泵。先启动与汽动给水泵匹配的前置泵，给水通过再循环管回到除氧器水箱。前置泵运转正常后，手动开启给水泵驱动小汽轮机的高压主汽门，同时开启给水泵的出口电动阀，汽动给水泵投入运行。在其出口给水压力在达到给水母管中给水压力之前，给水仍由再循环管回到除氧器给水箱，然后该汽动给水泵开始向给水母管送水。此后，逐渐增加汽动给水泵的流量，同时减少电动给水泵的流量。这时电动给水泵仍继续运行直至汽轮机负荷大于50%MCR，第二台汽动给水泵投入运行为止。当汽轮机的负荷增加，抽汽压力和流量能够驱动给水泵汽轮机时，给水泵汽轮机的低压主汽门自动开启，逐步切换到四段抽汽供汽；与 此同时，高压主汽门逐渐关小直至完全关闭，高压汽源处于热备用状态。 高压加热器根据机组启动运行情况，确定投运时间。 2正常运行 正常运行期间，在机组不同负荷下，要求两台汽动给水泵组和三台高压加热器全部投入 运行。给水泵汽轮机转速投入自动调节，电动泵自动备用。给水流量由小汽轮机转速进行调 节。即使机组负荷降至50 % MCR以下时，仍要求两个汽动给水泵均保持运行。这主要是因 为：一，汽轮机负荷低于50以后，抽汽参数较低，没有足够的能量驱动一台满出力运行的 给水泵。如果将一台给水泵的汽源切换至新蒸汽（高压汽源），虽然单泵能维持机组约60 的负荷，但热经济性较差。二，给水泵汽轮机启停操作过多，不便于机组快速增加负荷。 3停机 随着机组负荷的降低，两台汽动给水泵逐渐降低负荷。当机组负荷降至40 % MCR时， 汽动给水泵小汽轮机自动开启高压主汽门，由新蒸汽驱动。当负荷低于30%MCR时，投入给水泵最小流量再循环，并逐渐停用一台汽动给水泵。 当汽轮机负荷降至规程规定负荷以下时，可停运高压加热器。首先关闭加热器抽汽管道 上的电动隔离阀和逆止阀，切断汽源，同时开启抽汽管道上的疏水阀。同时应注意给水温度 降低速度在规定范围内。 根据运行情况，启动电动给水泵，停运汽动给水泵，由电动给水泵维持锅炉的最小给水 流量直至停止给水。 4非正常运行 （l）一台汽动泵或其前置泵解列 当机组负荷大于60 % MCR时，任何一台汽动给水泵或其前置泵解列，电动给水泵组立 即自动投入。电动给水泵与另一台汽动给水泵并列运行时，机组负荷不受影响。电动泵用改 变泵的转速的方式来调节泵出口的给水压力和流量。若机组负荷小于60 % MCR时，一台汽动给水泵或其前置泵解列，则可以不必启动备用泵，因为这时另一台汽动给水泵单独运行，可满足锅炉给水量的要求。（2）汽轮发电机组甩负荷汽轮发电机组甩负荷时，给水系统的运行按照停机过程处理。机组甩负荷导致汽轮机主汽门关闭后，电动给水泵自动投入运行。运行的汽动给水泵首先因为失去抽汽而切换由新蒸汽驱动，然后逐渐关闭汽动泵的出口隔离阀，最后汽动泵停运。随着给水需求量的下降，电动给水泵通过给水再循环管道运行，直至给水需求量为零，电动给水泵停机。汽轮机甩负荷后，各段抽汽逆止阀均联动关闭，将引起给水温度大幅度降低。（3）高压加热器解列由于疏水不畅或管子泄漏，引起高压加热器汽侧水位超过最高水位时，高压加热器自动旁路保护系统动作，给水走旁路，三台高压加热器解列。关闭抽汽管道电动隔离阀和逆止阀，防止汽轮机超速和进水。第五节 回热抽汽系统回热系统用来加热进入锅炉的给水。回热抽汽系统性能的优化，对整个汽轮机组循环热效率的提高起着重大的作用。本机组回热抽汽系统如图3-7所示。该系统采用8段回热抽汽（3段用于高压加热器的抽汽、1段用于除氧器及小汽轮机的供汽、4段用于低压加热器的抽汽）。其中高压缸有2段抽汽，中压缸有2段抽汽，低压缸有4段抽汽，各段抽汽参数如表3-2所示。表3-2 回热系统抽汽参数参数项目抽汽压力P（MPa）抽汽温度t（）焓 升h（kJ/kg）抽汽流量G（t/h）1#高加5653735151112392#高加352231226916144463#高加15884284103396206除氧器07973331606573625#低加03352328117.268.556#低加0.133140.569.945.697#低加0.063987.6105.0750.648#低加0.024564.5110.9358.28一、系统的保护措施 回热抽汽系统必须满足汽轮机超速保护、汽轮机进水保护和除氧器水箱及加热器水位过高保护的要求。 汽轮机各段抽汽管道将汽机与各级加热器或除氧器相连。当汽轮机突降负荷或甩负荷时，蒸汽压力急剧降低，这些加热器和除氧器内的饱和水将闪蒸成蒸汽，与各抽汽管道内滞留的蒸汽一同返回汽机。这些返回汽机的蒸汽可能在汽轮机内继续做功而造成汽机超速。另外，加热器管束破裂，管子与管板或联箱连接处泄漏，以及加热器疏水不畅造成水位过高等情况，都会使水倒入汽轮机，发生事故。为避免这些事故的发生，抽汽管道上安装电动隔离阀和气动逆止阀。其中气动逆止阀安装在汽轮机抽汽口附近，电动隔离阀的位置则靠近加热器。图3-7 回热抽汽系统当电网或汽轮机发生故障时，自动主汽门关闭，同时，气动逆止阀与之联锁快速关闭，切断抽汽管道，防止因汽水倒流引起汽轮机超速或水冲击。由于各种原因引起的加热器水位升高到事故报警水位时，自动关闭电动隔离阀和气动逆止阀。电动隔离阀作为防止汽轮机进水的一级保护，气动逆止阀兼作防止汽轮机进水的二级保护。二、系统的阀门设置 1、3, 5, 6段抽汽管道在靠近抽汽口处，2段抽汽管