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汽轮机本体设备及控制系统介绍 郭汉森2012年8月 2 介绍内容 汽轮机基本情况汽缸 转子汽封汽门汽轮机抽汽转子和汽缸的支撑方式盘车装置有关热工监视 控制系统 3 汽轮机基本情况 本厂装有4台上海汽轮机厂引进美国CE公司技术制造的N300 16 7 538 538型汽轮机 亚临界 中间一次再热 高中压合缸 单轴双缸双排汽 凝汽式汽轮机 汽轮机转子共有 5级 其中高压转子 级 中压转子 级 低压转子 级 未级叶片高度为905mm 共有 级抽汽 分别提供给三台高加 四台低加 一台除氧器用汽 2机2010年底通流改造后为高压布置1个调节级和13个压力级 中压布置10个压力级 转子共有38级 机组控制系统一期采用美国贝利公司分散控制系统 二期采用新华公司分散控制系统 汽机调节系统采用美国西屋公司DEH调节系统 4 汽轮机组基本参数 铭牌出力 300MW机组型式 单轴 双缸双排汽 一次中间再热 凝汽式主汽压力 16 7MPa主汽温度 538 再热温度 538 额定排汽压力 6 0kPa 即真空95 3kPa 上海汽轮机有限公司生产 5 励磁机 高中压缸 发电机 低压缸 去凝汽器 中低压连通管 锅炉再热器 锅炉过热器 汽轮发电机组示意图 6 汽轮机尺寸 m 7 汽轮机重量 t 8 级的概念 汽轮机级是汽轮机作功的基本单位 一个级由一级静叶和一级动叶组成 静叶实现热动转换成动能动叶实现动能转换成机械能 9 高中压转子 文本 文本 10 中压缸隔板 11 高中压缸 12 高中压部分 高中压缸合缸 反向布置 高压布置1个调节级和11个压力级 中压布置9个压力级 高中压缸采用双层缸结构 为全合金铸钢件15Cr1Mo 内缸承受高温 压力由内外缸分担 内外缸夹层之间有冷却蒸汽流 对汽缸和进汽管进行冷却 13 高中压部分 续 高中压缸的动叶均为反动式 等截面叶片 静叶采用静叶持环结构 高压缸11个压力级安装在高压静叶持环上 中压缸前五级安装在 1中压静叶持环上 后四级安装在 2中压静叶持环上 高中压缸转子的平衡采用平衡活塞结构 14 高中压转子平衡活塞 15 低压转子 16 低压缸 17 低压部分 低压缸为中间进汽 双排汽结构 级数为2 7级 低压转子为整体进口合金锻件 没有中心孔 低压缸采用三层缸结构 普通钢板焊接 其中 1 2内缸为整体件 外缸分成三段并采用法兰拼接 18 低压部分 续 1内缸里布置了低压前五级 采用持环和静叶槽结构 调端持环装2级 电端持环装4级 其他级直接安装在 1内缸静叶槽内 2内缸里直接安装有低压6 7级静叶 2内缸包住 1内缸 2内缸外即为低压缸排汽 19 汽封 轴端汽封 防止汽缸内蒸汽漏出 造成汽水损失 防止漏汽由轴承进入油系统 同时亦防止低压侧轴端吸入空气 级内汽封 减少漏汽损失 提高汽轮机效率 20 轴端汽封系统示意图 21 高压主汽门 高压调门 高压主汽门 throttlevalve TV1 TV2高压调门 governingvalve GV1 GV6 22 高压主汽门 高压调门 23 24 高压主汽门 高压调门 高压主汽门 高压调门布置于汽机左 右侧 来自锅炉的新蒸汽 首先进入两个主汽门 然后 各经过三只调节汽门进入高压蒸汽室 各调节汽门的开度 分别由单独的油动机按调节系统来的信号而控制 从而调节进入高压缸的蒸汽流量 25 中压主汽门 中压调门 中压主汽门 reheatsteamvalve RSV1 RSV2中压调门 interceptorvalve IV1 IV2 26 中压主汽门 中压调门 再热主汽门 再热调节汽门布置于汽缸前部两侧 锅炉来的再热蒸汽通过再热主汽门 再热调节汽门返回中压缸作功 27 抽汽 28 轴承 转子的固定 按照轴承的工作原理 轴承可分为 滚动轴承滑动轴承 29 轴承 转子的固定 滑动轴承 表面能形成润滑膜将运动副表面分开 从而大大降低滑动摩擦力 由于运动副表面不直接接触 因此也避免了磨损 滑动轴承的承载能力大 回转精度高 润滑膜具有抗冲击作用 因此 在工程上获得广泛的应用 30 轴承 转子的固定 1 2机 8个轴承 其中1个为推力轴承 3 4机 7个轴承 其中1个为推力轴承 径向支持轴承是用来承担转子的重量 以及由于部分进汽或振动而产生附加作用力 并确定转子的径向位置 以保证转子与汽缸中心线的一致 推力轴承承担汽流作用在转子上的剩余轴向推力 并确定转子的轴向位置 以保证通流部分动静间正确的轴向间隙 31 猫爪 汽缸的固定 低压缸及轴承箱 前箱均为落在基础台板上 通过低压缸上的横销 纵销 确定低压进汽中心点为汽轮机静止部分的膨胀死点 低压缸可以沿着限定的方面 在台板上膨胀 高中压缸通过猫爪支撑在前后轴承座上 采用下缸中分面支撑 通过猫爪上的横销及定中梁 前箱台板上的纵销 限定高中压缸的膨胀方向 32 33 盘车装置 为使汽轮机机组在起动和停机时上下汽缸与转子的各部分受热或冷却均匀 在汽轮机起动前和停机都应使转子转动 因此设有盘车装置 盘车装置由驱动电机 传动轮系和降低转速的减速齿轮 啮合杆杠以及传动与联锁装置等组成 34 盘车装置 盘车电机转速980rpm盘车转速2 51rpm 35 盘车齿轮和大轴齿轮安装图 36 危险点 从人身伤害的角度 高温高压蒸汽泄漏 主蒸汽 538 16 8MPa 再热蒸汽 538 3 2MPa 各级抽汽 一抽383 5 87MPa六抽142 0 131MPa高压缸排汽 冷再蒸汽 317 6 3 57MPa轴封蒸汽辅助蒸汽 250 0 7MPa汽轮机本体疏水 管道的疏水 37 危险点 从人身伤害的角度 续1 高温高压水泄漏高加疏水 1高加疏水251 8 给水 278 9 20 08MPa 低加疏水 5低加疏水109 3 凝结水 131 5 1 7MPa 38 危险点 从人身伤害的角度 续2 润滑油着火氢气爆炸触电 39 危险点 从设备损坏的角度 防止汽机油系统着火防止压力容器爆破事故 除氧器 高加等 防止汽轮机超速防止轴系断裂事故防止汽轮机大轴弯曲防止轴瓦烧损事故 40 汽轮机有关热工监视 控制系统 DCS分散控制系统分布式计算机控制系统 对生产过程进行集中监视 操作 管理和分散控制的一种新型控制技术 包括CCS SCS DAS系统等 41 CCS 协调控制系统 CCS 包括给水控制系统和机炉协调控制系统两部分机炉协调控制系统 有MAN 手动 BF 炉跟机 TF 机跟炉 CCS 协调方式 四种 42 SCS 顺序控制系统SCS承担着发电机组辅机 包括 电动机 阀门 挡板等设备 的启动 停止和开 关等操作的自动控制任务 使单元机组实现顺序控制 43 DAS 数据采集系统DAS主要用于监视和报警 不用于控制 44 TSI 汽轮机监视系统 TSI 监视汽轮机转速 轴承振动 轴振动 胀差 偏心 汽缸绝对膨胀 轴向位移等参数 45 ETS 汽机事故跳闸系统ETS其主要功能是在危急情况下关闭TV GV RSV IV进行紧急停机 电超速 OS 低真空 LV 低润滑油压 LBO 低EH油压 LP 轴向位移超过极限值 RP 汽轮机轴振大 VB 集控室手动停机 外部信号跳机 46 DEH 数字电液控制系统 DEH 其主要的功能是实现汽机的自动升速 同步和带负荷 还可实现 阀门试验及阀门管理 转子热应力计算和控制功能 当CCS投入时 DEH系统满足锅炉跟踪 汽机跟踪 机炉协调 定压变压运行 快速减负荷 RUNBACK 手动等运行方式的要求