2013年11月份学习资料总结.doc

超超临界1000MW凝汽式汽轮机特点：1、 机组总长28m, 比同等级的其他机组缩短约810m。2、 阀门与汽缸直接连接，无导汽管。3、 高压缸可采用补汽阀。4、 采用全周进汽技术，提高了机组运行的经济性和安全可靠性，相对于喷嘴调节不存在高温叶片强度和汽流激振问题，是大功率汽轮机最安全可靠的配汽方式。5、 除高压转子外，其他 转子均由单轴承支撑，结构紧凑，并能减少基础变形对轴承载荷及轴系对中的影响。6、 转子均采用无中心孔整锻转子，刚性好，应力小。独特的圆筒型高压外缸高压缸采用双层缸设计。 外缸为桶形设计，由垂直中分面分为进汽缸和排汽缸。内缸为垂直纵向平分面结构。由于缸体为旋转对称，使得机组在启动停机或快速变负荷时缸体的温度梯度很小，热应力保持在一个很低的水平。独特的补汽调节阀技术 与全周进汽、滑压运行配套的标准设计 相当于主汽门后的第三个(高负荷调节阀) 等焓节流,减低温度还可起到冷却高压汽缸作用中压缸双分流双层缸结构 中压缸整体发运。 内外缸双层结构，水平中分面分成上下半。 中压外缸通过猫爪搭在轴承座上，调阀端直接固定在二号轴承座上。 轴承座与猫爪之间的滑动支承面均采用耐磨低摩擦合金。 双分流形式，中部两侧切向进汽， 排汽口位于汽缸顶部中间位置。 整个中压外缸处在小于300C排汽温度中。主、再热门的特点1、主汽门及调门阀壳合为一体，结构紧凑，易于维护。2、再热门与汽缸通过法兰直接相连，无导汽管，损失小，阀门支撑于基础上，对汽缸附加力小。3、最优扩散口流道设计，压力损失小。4、阀门采用电液调节的油动机进行控制，弹簧关闭。阀门动态控制性能好。5、小网眼永久滤网，滤网刚性好，不易损坏。轴承布置及设计特点 除高压转子由2个径向轴承支撑外，其它转子均为单轴承支撑。 推力轴承位于高压和中压转子之间，与#2径 向轴承组成径向推力联合轴承。 推力轴承为可倾瓦型式，径向轴承为椭圆轴承。 高中压轴承为球面支撑，低压缸轴承为柱面支撑。 轴承的承载力大，稳定性高。 每个径向轴承均设顶轴油接口。 机组的轴向尺寸紧凑。 总的润滑油流量小，油泵耗功少。 采用ISO VG 46高粘度润滑油。润滑油系统概述 系统功能 汽轮发电机组润滑油的功能包括： 润滑和冷却轴承 驱动液压盘车装置 在低转速状态顶起转子 润滑油供油系统由主油箱、油泵、阀门和连接管路的组成，为所有用油部件提供所需的压力油。 2100%主油泵出口压力5.5 bar，用于轴承润滑和冷却 1100%危急油泵出口压力约2.5 bar，用于紧急停机时轴承润滑 2100%(或350%)顶轴油泵出口压力约175 bar 特点 提供2100%电动主油泵，使系统具有下列技术优点： 更佳的油泵入口吸入条件（不需要注油器或油涡轮） 较少的管道布置 提高了可靠性 维护更加方便汽封系统概述 功能 汽封密封蒸汽的功能是防止蒸汽从轴封漏出及空气进入汽缸或冷凝器。 为完成上述功能，将汽封蒸汽母管接至各汽封。在任何运行条件下，汽封蒸汽母管以及汽封内的蒸汽压力由密封蒸汽溢流阀和密封蒸汽供汽阀来控制。蒸汽压力大约35 mbar （表压）。 特点 启动时各汽封采用同一汽源供汽，在自密封时（约70% 额定负荷），高中压汽封漏汽直接为低压汽封供汽，不需要减温装置。疏水系统功能 汽缸、阀门和内部蒸汽管道内产生的凝结水通过疏水阀经疏水母管至凝汽器。 按压力等级依次将不同压力的疏水管接到疏水母管上，压力最高的疏水管靠近母管的端部。与母管端部相连的膨胀箱(或立管)设置喷水装置以限制进入凝汽器的温度。 启动时热的蒸汽在冷的管道和汽缸内凝结，当凝结水大量积聚时将导致叶片损坏。 此外，如果不能及时将凝结水排除的话，汽缸的上、下半温差增加，导致汽缸变形。 疏水阀的开关状态取决于汽缸温度、蒸汽温度、负荷以及进汽阀的阀门位置。汽轮机级内的损失有：喷嘴损失、动叶损失、余速损失、叶高损失、叶轮摩擦损失、部分进汽损失、漏汽损 、扇形损失、湿气损失9种级是汽轮机中最基本的工作单元。在结构上它是由静叶栅(喷嘴栅)和对应的动叶栅所组成。从能量观点上看，它是将工质(蒸汽)的能量转变为汽轮机机械能的一个能量转换过程。工质的热能在喷嘴栅中(也可以有部分在动叶栅中)首先转变为工质的动能，然后在动叶栅中再使这部分动能转变为机械能。调节级：通过改变进汽面积控制其进汽量，调节汽轮机功率的级称为调节级反动度：蒸汽在动叶中膨胀的部分占整个级膨胀的部分即反动度轮周效率：单位蒸汽量流过某级时所产生的轮周功Wu与蒸汽在该级中的理想可用能量E0之比，称为该级的轮周效率 最佳速比：将（级动叶的）圆周速度u与喷嘴出口（蒸汽的）速度c1的比值定义为速度比，轮周效率最大时的速度比称为最佳速度比。重热现象：多级汽轮机内上一级损失中的一小部分可以在以后各级中得到利用，这种现象称为多级汽轮机的重热现象余速利用：蒸汽在动叶栅中作功后，以绝对速度离开动叶栅，这部分动能在动叶栅中没有转变为机械功，成为这一级的损失，这一级的损失被下一级利用称为余速利用重叠度：采用喷嘴调节法的汽轮机，有多个依次开启的调节汽阀来控制流量，如果下一个阀门在上一个阀门全开以后再开启，那么阀门的总升程与流量的特性线将是一个曲折较大的线，运行中是不允许的，因此，通常在上一个阀门尚未完全开启时下一个阀门便提前开启，这个提前开启的量，称为调节汽阀的重叠度差胀：当汽轮机启动加热或停止运行冷却时以及负荷发生变化时，汽缸和转子都会产生热膨胀或冷却收缩。由于转子受热表面积比汽缸大，且转子的质量比相对应的汽缸小，蒸汽对转子表面的放热系数较大。因此，在相同条件下，转子的温度变化比汽缸快，转子与汽缸之间存在膨胀差，而这差值是指转子相对于汽缸而言，故称为相对膨胀差（即胀差）油膜震荡：转子工作转速高于两倍第一临界转速时所发生的轴瓦自激振动,称为油膜振荡偏心度：是指转子间找中心的中心偏离程度或转子上的另部件相对于大轴的中心偏离程度本机的调节保安系统的组成按其功能可分为四大部分：供油系统部分、执行机构部分、抗燃油超速保护及危急遮断、机械超速手动停机及启动挂闸部分。供油系统部分又可分为供油装置、自循环冷却系统、自循环再生过滤系统、EH油箱油温自动加热以及油管路及附件（油管路、高压蓄能器、EH管路支架等）。 执行机构部分包含高、中压自动关闭器执行机构（油动机）各2台，高压调节阀执行机构（油动机）4台，中压调节阀执行机构（油动机）2台。抗燃油超速保护及危急遮断保护系统包括：危急遮断电磁阀组件（即AST电磁阀组件）、超速保护电磁阀组件（即OPC电磁阀组件）、薄膜阀及相关的一些压力开关、压力表组件。机械超速手动停机及启动挂闸部分包括：危急遮断器、危急遮断器杠杆、危急遮断器滑阀、保安操纵箱及相关的压力开关、压力表组件等。 供油装置采用集装式,其主要部件包括油箱、泵站、过滤器组件、蓄能器组件、回油过滤器、冷却器、油加热器、独立式循环泵组、独立式再生泵组以及必备的监视、监测仪表。油动机作用是汽轮机调节保安系统的执行机构，它接受 DEH 控制系统发出的指令，操纵汽轮机阀门的开启和关闭，从而达到控制机组转速、负荷以及保护机组安全的目的。油动机由油缸和一个控制集成块相连而成，两者之间由“O”形密封圈实现静密封。按照其控制方式的不同，油动机分为连续型（主要用于调节阀油动机）和 开关型（主要用于主汽阀油动机）两类。油动机的工作原理：液压伺服系统有两个功能：一是控制阀门的开度，二是伺服机构、阀门系统的快速卸载，即阀门的快关功能。对于连续型油动机，其阀门的开度控制是一个典型的闭环位置控制系统。对于开关型油动机其阀门的开度控制则是一个开环控制系统。现以连续型（调节阀）油动机为例加以说明。当遮断电磁阀失电时，控制油通过遮断电磁阀进入卸载阀上腔，在卸载阀上腔建立起安全油压，卸载阀关闭。油动机工作准备就绪。计算机送来的阀位控制信号通过伺服放大器传到伺服阀，使其通向负载的阀口打开，高压油进入油缸下腔，使活塞上升并在活塞端面形成与弹簧相适应的负载力。由于位移传感器 (LVDT 2只，冗余配置) 的拉杆与活塞连接，所以活塞的移动便由位移传感器产生位置信号，该信号通过解调器反馈到伺服放大器的输入端，直到与阀位指令相平衡时，伺服阀回到零位，遮断其进油口和排油口，活塞停止运动。此时蒸汽阀门已经开到了所需要的开度，完成了电信号液压力机械位移的转换过程。随着阀位指令信号有规律的变化，油动机不断地调节蒸汽阀门的开度。高压自动关闭器执行机构接受DEH控制系统来的控制信号,其开关电磁阀（该电磁阀为二位四通常闭电磁阀）在得到DEH控制系统发出的控制信号后,失电关闭，这样卸荷阀上腔自动停机危急遮断控制油（即AST控制油）通往有压回油（DP）的通路被封闭，卸荷阀的滑阀在其上腔AST油压和弹簧的作用下关闭，此时高压抗燃油经节流孔进入该执行机构油缸和卸荷阀的下部,在油压的作用下,该执行机构克服蒸汽在阀门上作用力、摩擦力、阀门本身的重力和操纵座弹簧力而开启高压主汽门，当高压主汽门关闭后，操纵座上的行程开关触点闭合，同时发出一个节点信号给DEH和DCS，表明该主汽门已全关。1) 电液转换器（伺服阀）：是一个力矩马达和两级液压放大及机械反馈系统所组成。第一级液压放大是双喷嘴和挡板系统；第二级放大是滑阀系统。高压油进入伺服阀分成两股油路，一路经过滤后进入滑阀两端容室，然后进入喷嘴与挡板间的控制间隙中流出；另一路高压油就作为移动油动机活塞的动力油由滑阀控制。其原理如下：当有欲使执行机构动作的电气信号由伺服阀放大器输入时，则伺服阀力矩马达中的电磁线圈中就有电流通过，并在两旁的磁铁作用下，产生一旋转力矩使衔铁旋转，同时带动与之相连的挡板转动，此挡板伸到两个喷嘴中间。在正常稳定工况时，挡板两侧与喷嘴的距离相等，使两侧喷嘴的泄油面积相等，则喷嘴两侧的油压相等。当有电气信号输入，衔铁带动挡板转动时，则挡板移近一只喷嘴，使这只喷嘴的泄油面积变小，流量变小，喷嘴前的油压变高，而对侧的喷嘴与挡板的距离变大，泄油量增大，使喷嘴前的油压变低，这样就将原来的电气信号转变为力矩而产生机械位移信号，再转变为油压信号，并通过喷嘴挡板系统将信号放大。挡板两侧的喷嘴前油压与下部滑阀的两个腔室相通，因此，当两个喷嘴前油压不等时，则滑阀两端的油压也不相等，两端的油压差使滑阀移动并由滑阀上的凸肩控制的油口开启或关闭，以控制高压油通向油动机活塞下腔，克服弹簧力打开汽阀，或者将活塞下腔通向回油，使活塞下腔的油泄去，由弹簧力关小或关闭汽阀。为了增加调节系统的可靠性，在伺服阀中设置了反馈弹簧管，在反馈弹簧管调整时设有一定的机械偏零，这样，假如在运行中突然发生断电或失去电信号时，借机械力量最后使滑阀偏移一侧，使伺服阀关闭，汽阀亦关闭；反馈弹簧管还有一个重要的负反馈作用，它可以增加调节系统的稳定性，当电气信号输入使挡板移动后，在滑阀两端面有一压差，使滑阀移动，此时反馈弹簧管产生弹性变形，平衡掉一些滑阀压差力，防止在阀滑两端面压差力作用下，滑阀由中间位置被推向一端的极限位置，使油动机活塞移动过大，导致调节过程中产生振荡等情况。由于大机的所有油动机均采用单侧作用油动机，所以大机油动机伺服阀只有三个油口，另一个去活塞的油口实际是堵死的。小机调门油动机伺服阀有四个油口。2) 快速卸载阀：安装在油动机液压块上，它主要作用是当机组发生故障必须紧急停机或在危急脱扣装置动作或机组转速超过103%额定转速OPC电磁阀动作时，使危急遮断油或OPC油泄油失压后，可使油动机活塞下去腔的压力油经快速卸载阀快速释放，这时不论伺服阀放大器输出的信号大小，在阀门弹簧力作用下，均使阀门关闭。在快速卸载阀中有一杯状滑阀，在滑阀下部的腔室与油动机活塞下腔的高压油路相通。滑阀上部右侧复位油腔室经逆止阀与危急遮断油路相通，而另一侧腔室是经一针形阀与油动机活塞上腔及回油通道相连。在正常运行时，滑阀上部的油压作用力加上弹簧力将大于滑阀下部高压油的作用力，将杯状滑阀压在底座上，使高压油与油缸回油相通的油门关闭，油动机油缸活塞下腔的高压油油压建立，将阀门开启。当危急遮断油泄掉时，复位油腔室油压失去，滑阀下部高压油将顶开滑阀，打开排油口，使油动机活塞下去腔的压力油经快速卸载阀快速释放，在阀门弹簧力作用下，将阀门关闭。节流孔是产生快速卸载阀的复位油的，一旦该节流孔堵死，则会产生复位油降低或失压的现象，将会直接影响执行机构的正常运行。阻尼孔对杯状滑阀起稳定作用，以免在系统油压变化时产生不利的振荡。正常运行时，应将针形阀手柄完全压死在阀座上，仅在现场手动卸荷时才拧开此针形阀。用卸载阀手动关闭调节阀时，首先关闭截止阀，以防止高压油大量泄掉，再缓慢开启针形阀手柄，慢慢降低快速卸载阀的复位油压力，观察阀门和油动机移动到关闭位置。当要打开阀门，首先将针形阀手柄完全压死在阀座上，然后缓慢打开截止阀。3) 线性位传移传感器（LVDT）：是一种电气机械式传感器，它产生与其外壳位移成正比的电信号。它由三个等距离分布在圆筒形线圈组成，一个磁铁芯杆固定在油动机连杆上，此铁芯是轴向放置在线圈组件内，中央线圈是初级线圈，它是由交流电进行激励的，这样在外面的两个线圈上就感应出电动势。外面这两个线圈（次级）是反向串联在一起的，因而次级线圈的电压两个相位是相反的，所以，次级线圈的净输出是该两线圈所感应的电动势只之差。铁芯在中间位置，传感器输出为零；当铁芯与线圈有相对位移，例如。铁芯向上移动时，则上半部线圈所感应的电动势较下半部线圈所感应的电动势大，其输出电压代表上半部的极性。次级线圈输出电压是交流的，经过一解调器整流滤波后，便变为表示铁芯与线圈间相对位移的电气信号输出。零位可机械地调整到油动机行程的中间位置。为了提高控制系统的可靠性，每个执行机构中安装了两个线性位移传感器（LVDT），在运算时取其中的一个高值。1、 危急遮断系统为了防止汽轮机在运行中因部分设备工作失常可能导致的汽轮机发生重大事故，在机组上安装有危急遮断系统。危急遮断系统主要由薄膜阀、AST电磁阀、空气引导阀、危急遮断试验装置、危急遮断器、危急遮断器滑阀以及用以远方复位的保安操纵装置。位于前轴承箱右侧的薄膜阀，它提供了高压抗燃油系统的自动停机危急遮断系统和润滑油系统的机械超速和手动停机部分之间的接口，只要机械超速和手动停机母管中的保安油压消失，比如危急遮断器动作或手动搬动跳闸杠杆，导致保安油压泄掉，都会引起薄膜阀的开启，泄出高压抗燃油而停机。位于薄膜阀旁的危急遮断控制块上有六个电磁阀，其中四个自动停机遮断电磁阀（20/AST），两个超速保护电磁阀（20/opc）。另外在前轴承箱上，危急遮断控制块的下方有一空气引导阀，用以控制各段抽汽逆止门和高排逆止门。自动停机遮断电磁阀（20/AST）在正常运行时，它们是带电关闭的，从而关闭了自动停机危急遮断总管中抗燃油的泄油通道，使高、中压主汽阀、调阀的快速卸载阀复位油腔压力建立，快速卸载阀复位，堵塞高压油HP的泄油通路，使高、中压主汽阀、调阀执行机构活塞下腔的油压建立起来。当AST电磁阀失电打开时，则危急遮断总管泄油，快速卸载阀复位油腔压力失去，高压油HP的泄油通路打开，导致高、中压主汽阀、调阀在弹簧作用力下关闭而停机。四个20/AST电磁阀串并联布置，这样就具有多重保护性，即每个通道（1、3，2、4）中至少必须有一只电磁阀打开，才可导致停机。20/AST电磁阀接受下列停机指令；轴承油压低，EH油压低，轴向位移，凝汽器真空低，超速等。两个超速保护电磁阀（20/OPC），它们受DEH控制器的超速保护部分控制，布置成并联。正常运行时，电磁阀（20/OPC）不带电关闭，封闭了OPC总管油液的泄放通道，在AST电磁阀带电关闭前提下，使高、中压调节阀的快速卸载阀复位油腔压力建立，快速卸载阀复位，堵塞高压油HP的泄油通路，使高、中压调节阀油动机活塞下建立起油压。一旦OPC电磁阀打开，OPC母管油压泄放，这样卸载阀打开，使高中压调节阀立即关闭。由于在AST危急遮断油路和OPC油路之间装有单向阀，这样可以在OPC电磁阀开启时仍维持AST危急遮断油油压；在OPC母管油压泄放时，还将使空气引导阀打开“通大气”阀口，使压缩空气无法供到逆止门控制站，同时使各逆止门阀、控制站的压缩空气通过“通大气”阀口排掉，将各逆止门快速关闭。元件介绍1) 自动停机遮断电磁阀（20/AST）：AST电磁阀的工作过程，AST电磁阀带电，电磁阀带动阀芯下移，关闭高压供油HP的泄油通路，X腔的压力升高，为高压供油压力，它克服弹簧1的拉力，推动活塞向右移动，将AST危急遮断油的泄油通道堵塞，AST危急遮断油油压建立。AST电磁阀失电时，电磁阀阀芯在弹簧2的拉力作用下上移，打开高压供油HP的泄油通路，X腔的压力降低，不足以克服弹簧1的拉力，活塞在弹簧拉力的作用下左移，将AST危急遮断油的泄油通道打开，AST危急遮断油失压。2) 单向阀：在自动停机AST危急遮断油路和OPC油路之间的单向阀是用来维持AST油路中的油压，在OPC电磁阀动作后，单向阀将阻止AST危急遮断油通过OPC电磁阀泄掉，所以OPC动作后仍能使主汽门和再热主汽门保持全开。当转速降到规定转速时，OPC电磁阀关闭，高中压调门打开，从而由调阀来控制转速，使机组维持在额定转速。3) 空气引导阀：由一个油缸和带弹簧的阀体组成。当OPC母管油压建立