火电百万机组给水系统详解

1、上海交通大学热能工程研究所 给给 水水 系系 统统 华能玉环电厂华能玉环电厂1000MW培训讲义（汽轮机及系统部分）培训讲义（汽轮机及系统部分） 第五讲第五讲 上海交通大学热能工程研究所 给水系统的主要功能 给水系统的主要功能是将除氧器水箱中的主给水通过给将除氧器水箱中的主给水通过给 水泵提高压力，经过高压加热器进一步加热之后，输送水泵提高压力，经过高压加热器进一步加热之后，输送 到锅炉的省煤器入口，作为锅炉的给水到锅炉的省煤器入口，作为锅炉的给水。此外，给水系 统还向锅炉再热器的减温器、过热器的一、二级减温器 以及汽轮机高压旁路装置的减温器提供减温水，用以调 节上述设备出口蒸汽的温度。给水系

2、统的最初注水来自 凝结水系统。 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂给水系统介绍 （组成） 华能玉环电厂给水系统按最大运行流量即锅炉最大连续蒸 发量（BMCR）工况时相对应的给水量进行设计。系统设 置两台50%容量的汽动给水泵和1台25%容量的电动启动备 用给水泵。每台汽动给水泵配置1台同轴给水前置泵。电动 给水泵采用调速给水泵，配有1台与主泵用同一电动机拖动 的前置泵和液力耦合器。在一台汽动给水泵故障时，电动 给水泵和另一台汽动给水泵并联运行可以满足汽轮机83% 铭牌负荷的需要。 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂给水系统介绍 （组成） 对于250%汽动给水泵方案，根据规程规定，宜

3、设置一台25 35的启动备用电动给水泵。当一台汽动给水泵故障，则 启动电动给水泵，汽轮机仍可带80%以上负荷运行。由于本工 程高压厂用电采用6kV等级，给水泵配用的电动机容量将受到 一定的限制。同时参考国际上同容量和参数机组的普遍配置， 本工程按125%电动调速泵方案考虑。给水泵的额定容量按 给水系统的最大运行流量再加10%裕量进行选择。入口流量还 应考虑再热器减温水量（中间抽头）及密封水泄漏量。 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂给水系统介绍 （组成） 系统设2即双列3台全容量、卧式、双流程高压加 热器，每列三台高加采用电动关断大旁路系统。当任一 台高加故障时，同列三台高加同时从系统中

4、退出，给水 能快速切换到该列给水旁路，此时运行的1列高加可通过 60%65%的给水流量。机组在双列高加均解列时仍能 带额定负荷。这样可以保证在事故状态机组仍能满足运 行要求。 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂给水系统介绍 （30旁路） 给水总管的旁路上装设有30%容量的调节阀，以增加机 组在低负荷时的流量调节的灵敏度。机组正常运行时， 给水流量由控制给水泵汽轮机或电动给水泵液力偶合器 的转速进行调节。 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂给水系统介绍 （减温水） 给水系统还为锅炉过热器的减温器、事故情况下的再热 器减温器、汽轮机的高压旁路减温器提供减温喷水。锅 炉再热器减温喷水从给

5、水泵的中间抽头引出；过热器减 温喷水从省煤器进口前引出；汽机高压旁路的减温水从 给水泵的出口母管中引出。 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂主给水系统流程图 除氧器水箱除氧器水箱 汽动给水泵汽动给水泵A A汽动给水泵汽动给水泵B B 电动给水泵电动给水泵 至至B B高压加热器高压加热器 至至A A高压加热器高压加热器 上海交通大学热能工程研究所 给水泵概述（作用） 供给锅炉用水的泵叫做给水泵，其作用是把除氧器贮水 箱内具有一定温度、除过氧的给水，提高压力后输送到 锅炉，以满足锅炉用水的需要。由于给水温度高（为除 氧器压力对应的饱和温度），在给水泵进口处水容易发 生汽化，会形成汽蚀而引起出

6、水中断。因此一般都把给 水泵布置在除氧器水箱以下，以增加给水泵进口的静压 力，避免汽化现象的发生，保证水泵的正常工作。 上海交通大学热能工程研究所 给水泵概述（出口压力） 给水泵的出口压力主要取决于锅炉汽包的工作压力，此 外给水泵的出水还必须克服以下阻力：给水管道以及阀 门的阻力，各级高压加热器的阻力，给水调整门的阻力 ，省煤器的阻力，锅炉进水口和给水泵出水口间的静给 水高度。根据经验估算，给水泵出口压力最小为锅炉最 高压力的1.25倍。 上海交通大学热能工程研究所 给水泵概述（拖动方式） 给水泵的拖动方式常见的有电动机拖动和专用小汽轮机拖 动，此外还有燃气轮机拖动及汽轮机主轴直接拖动等。用

7、小型汽轮机拖动给水泵有如下优点：（1）小型汽轮机可根 据给水泵需要采用高转速（转速可从2900rmin提高到 50007000rmin）变速调节，高转速可使给水泵的级数 减少，重量减轻，转动部分刚度增大，效率提高，可靠性 增加，改变给水泵转速来调节给水流量比节流调节经济性 高，消除了阀门因长期节流而造成的磨损，同时简化了给 水调节系统，调节方便； 上海交通大学热能工程研究所 给水泵概述（拖动方式） （2）大型机组电动给水泵耗电量约占全部厂用电量的50 左右，采用汽动给水泵后，可以减少厂用电，使整个 机组向外多供34的电量；（3）大型机组采用小汽 轮机拖动给水泵后，可提高机组的热效率0.20.6

8、； （4）从投资和运行角度看，大型电动机加上升速齿轮液 力耦合器及电气控制设备比小型汽轮机还贵，且大型电 动机启动电流大，对厂用电系统运行不利。 上海交通大学热能工程研究所 给水泵概述（汽蚀） 给水泵在启动后，出水阀还未开启时或外界负荷大幅度 减少时以及机组低负荷运行时，给水流量很小或为零， 这时泵内只有少量或根本无水通过，叶轮产生的摩擦热 不能被给水带走，使泵内温度升高，当泵内温度超过泵 所处压力下的饱和温度时，给水就会发生汽化，形成汽 蚀。 上海交通大学热能工程研究所 给水泵概述（再循环管） 为了防止这种现象发生，就必须使给水泵在给水流量减 小到一定程度时，打开再循环管，使一部分给水流量返

9、 回到除氧器，这样泵内就有足够的水通过，把泵内摩擦 产生的热量带走。使温度不致升高而使给水产生汽化。 总的一句话，装再循环管可以在锅炉低负荷或事故状态 下，防止给水在泵内产生汽化，甚至造成水泵振动和断 水事故。 上海交通大学热能工程研究所 给水泵概述（最小流量） 制造厂对给水泵运行一般都规定了一个允许的最小流量 值，一般为额定流量的2530。规定允许最小流量 的目的是防止因出水量太少使给水发生汽化。现代高速 给水泵普遍采用变速调节，其小流量时为低转速，而低 转速时不容易发生汽蚀现象，所以允许的最小流量要比 定速给水泵小得多。 上海交通大学热能工程研究所 给水泵概述（出口逆止阀） 给水泵出口逆止

10、阀的作用是当给水泵停止运行时，防止 压力水倒流，引起给水泵倒转。高压给水倒流会冲击低 压给水管道及除氧器给水箱；还会因给水母管压力下降 ，影响锅炉进水；如给水泵在倒转时再次启动，启动力 矩增大，容易烧毁电动机或损坏泵轴。 上海交通大学热能工程研究所 给水泵概述（油系统） 大机组配套的给水泵一般都有独立的强迫供油系统，主 要由主油泵、辅助油泵、滤网、冷油器、油箱及其管道 、阀门组成。正常运行时由主油泵供油，启动和停泵时 由辅助油泵供油。油流回路为：油箱主油泵（辅助油 泵）过滤器冷油器压力油管各轴承回油管 油箱。主油泵一般由泵轴带动，辅助油泵由电动机带动 。 上海交通大学热能工程研究所 给水泵概述

11、（中间抽头） 现代大功率机组，为了提高经济效果，减少辅助水泵， 往往从给水泵的中间级抽取一部分水量作为锅炉的减温 水（主要是再热器的减温水），这就是给水泵中间抽头 的作用。 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂给水泵介绍 （前置泵） 华能玉环电厂给水泵采用日本EBARA公司的产品。前置泵 为主泵提供适当的压头以满足主泵在不同运行工况下对净 吸入压头的需要，并留有一定裕度。前置泵在最小流量工 况和系统降负荷工况下运行时不会被汽蚀。前置泵的主要 部件使用抗汽蚀材料制成，同时在结构上考虑了热膨胀的 影响。 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂给水泵介绍 （前置泵） 前置泵泵壳由高强度的抗汽蚀

12、材料制成，为了减轻法兰 在压力和热冲击联合作用下的变形，泵壳采用高强度螺 栓连接，此外，泵壳还装有排气阀；叶轮采用抗汽蚀的 不锈钢制成，而泵轴则由优质不锈钢锻成体制成；轴承 采用油润滑且装有温度测量装置。前置泵采用机械密封 且装有冷却套筒和过滤器。 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂给水泵介绍 （主泵） 华能玉环电厂给水泵主泵是水平、离心、多级、轴向中分 面式内壳、筒型泵。主泵的所有部件均安装在泵芯上，泵 芯可以从外壳中抽出，这样就大大缩短了泵的检修时间， 且同一型号的泵芯上的所有部件都具有互换性。泵体内所 有和高速水流接触的表面都有相应的防汽蚀措施，所有的 接合面也都有相应的保护措施。

13、 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂给水泵介绍 （主泵） 主泵采用湿式刚性转子，在泵轴的易磨损面上设有可替 换的保护套筒；在正常运行条件下，主泵的最低临界转 速高于150的最高运行转速。主泵叶轮和内部通流部分 的设计确保了其有较高的水力效率，而由效率、临界转 速和泵轴挠度共同决定的径向间隙则确保了其较高的运 行效率和可靠性。 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂给水泵介绍 （主泵） 由于叶轮和泵壳采用了合理的结构和材料，因此即使动 静部分之间发生了接触，转动部分也能得到很好的保护 。而在动静部分之间由于接触出现磨损以后，通过调整 动静部分之间的间隙仍然可以实现给水泵的高效运行。 从主

14、泵中间级引出的中间抽头供再热器喷水减温之用， 其出口设有逆止阀和截止阀。 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂给水泵介绍 （汽动给水泵） 汽动给水泵主泵可以在不脱开联轴节的情况下由给水泵汽 轮机驱动作低速转动。汽动给水泵减速箱的结构、材质和 各项参数均满足汽动给水泵前置泵的要求，减速箱的润滑 油由给水泵汽轮机油箱供给。汽动给水泵的中间抽头设在 泵体的右上侧（从给水泵汽轮机向泵看去），和进口管道 成4550角。汽动给水泵采用迷宫密封 ，确保了在运 行过程中密封水不会进入泵内，而给水亦不会向外泄漏 。 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂汽动给水泵轮廓图 上海交通大学热能工程研究所 华能玉

15、环电厂给水泵介绍 （电动给水泵） 电动给水泵前置泵由电动机直接驱动；主泵由电动机通 过液力传动装置的液力耦合器驱动，并通过液力耦合器 的勺管实现调速。电动给水泵的中间抽头设在泵体的右 下侧（从马达向泵看去），和进口管道成4550角 。电动给水泵采用机械密封。 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂电动给水泵轮廓图 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂给水泵介绍 （液力耦合器） 汽动给水泵由小汽轮机驱动，在变工况时，可以改变小 汽轮机的转速满足不同负荷的要求。电动给水泵由定转 速的电动机拖动，在变工况时，只能依靠液力耦合器来 改变给水泵的转速，以满足相应工况的要求。液力耦合 器是利用液体传

16、递扭矩的，可以无级变速。 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂给水泵介绍 （液力耦合器） 液力耦合器的主要功能是可以改变输出轴的转速，从而 达到改变输出功率的目的。电动给水泵主泵通过液力传 动装置的液力耦合器与电动机连接。液力传动装置主要 包括传动齿轮、液力耦合器及其执行机构（滑阀、油动 机、执行器等）、调节阀、壳体以及工作油泵、润滑油 泵、电动辅助油泵和冷油器等部件。 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂给水泵介绍 （液力耦合器） 液力耦合器主要由泵轮、涡轮和转动外壳（又叫旋转内 套）组成。它们形成了两个腔室：在泵轮与涡轮间的腔 室（即工作腔）中有工作油所形成的循环流动圆；另有 由泵

17、轮和涡轮的径向间隙（也有在涡壳上开几个小孔的 ）流入涡轮与转动外壳腔室（即副油腔）中的工作油。 一般泵轮和涡轮内装有2040片径向辐射形叶片，副油 腔壁上亦装有叶片或开有油孔、凹槽。 上海交通大学热能工程研究所 液力耦合器示意图 1泵轮泵轮 2涡轮涡轮 3主动轴主动轴 4从动轴从动轴 5旋转内套旋转内套 6勺管勺管 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂给水泵介绍 （液力耦合器） 耦合器泵轮是和电动机轴连接的主动轴上的工作轮，其功 用是将输入的机械功转换为工作液体的动能，即相当于离 心泵叶轮，故称为泵轮。涡轮的作用相当于水轮机的工作 轮，它将工作液体的动能还原为机械功，并通过从动轴驱 动负载

18、。泵轮与涡轮具有相同的形状、相同的有效直径（ 循环圆的最大直径），只是轮内径向辐射形叶片数不能相 同，一般泵轮与涡轮的径向叶片数差14片，以避免引起 共振。 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂给水泵介绍 （液力耦合器） 在泵轮与涡轮间的腔室中充有工作油，形成一个循环流 道；在泵轮带动的转动外壳与涡轮间又形成一个油室。 若主轴以一定转速旋转，循环圆（泵轮与涡轮在轴面上 构成的两个碗状结构组成的腔室）中的工作液体由于泵 轮叶片在旋转离心力的作用下，将工作油从靠近轴心处 沿着径向流道向泵轮外周处外甩升压，在出口处以径向 相对速度与泵轮出口圆周速度组成合速。 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环

19、电厂给水泵介绍 （液力耦合器） 冲入涡轮外圆处的进口径向流道，并沿着涡轮径向叶片 组成的径向流道流向涡轮，靠近从动轴心处，由于工作 油动量距的改变去推动涡轮旋转。在涡轮出口处又以径 向相对速度与涡轮出口圆周速度组成合速，冲入泵轮的 进口径向流道，重新在泵轮中获取能量，泵轮转向与涡 轮相同，如此周而复始，构成了工作油在泵轮和涡轮二 者间的自然环流，从而传递了动力。 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂给水泵介绍 （液力耦合器） 在泵轮转速固定的情况下，工作油量愈多，传递的动转距也愈大。 反过来说，如果动转距不变，那么工作油量愈多，涡轮的转速也愈 大（因泵轮的转速是固定的），从而可以通过改变工

20、作油油量的多 少来调节涡轮的转速去适应泵的转速、流量、扬程及功率。通过充 油量的调节，液力耦合器的调速范围可达0.20.975。在液力耦合器 中，改变循环圆内充油量的方法基本上有：调节循环圆的进油量； 调节循环圆的出油量；调节循环圆的进出油量。调节工作油的进油 量是通过工作油泵和调节阀来进行的。调节工作油的出油量是通过 旋转外壳里的勺管位移来实现的。但是采用前二种调节方法，在发 电机组要求迅速增加负荷或迅速减负荷时，均不能满足要求。只有 采用第三种方法，在改变工作油进油量的同时，移动勺管位置，调 节工作油的出油量，才能使涡轮的转速迅速变化。 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂给水泵介绍

21、（液力耦合器） 勺管用改变工作腔内充液量的方法来改变耦合器特性， 获得不同的涡轮转速，调节工作机械的转速，常用的方 法是在转动外壳与泵轮间的副油腔中，安置一个导流管 ，即勺管。勺管的管口迎着工作液的旋转方向。勺管由 操纵机构控制，在副油腔中作径向移动。当勺管移到最 大半径位置时，将不断地把工作腔中供入的油全部排出 ，耦合器处于脱离状态。当勺管处在最小半径位置时， 耦合器则处于全充油工作状态。这样当勺管径向移动每 一个位置，即可得到一个相应的不同充液度，从而达到 调节负荷的目的。 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂给水泵介绍 （液力耦合器） 液力耦合器的涡轮转速一定低于泵轮转速。若涡轮的转

22、 速等于泵轮的转速，则泵轮出口处的工作油的压力与涡 轮进口处的油压相等，且它们的压力方向相反，相互顶 住，工作油在循环圆内将不产生流动。涡轮就得不到力 矩，当然就转不起来，因此涡轮的转速永远只能低于泵 轮的转速。而只有当泵轮转速大于涡轮转速时，泵轮出 口处的油压才大于涡轮进口处的油压，工作油在压力差 作用下产生循环运动，于是涡轮被冲动旋转起来。就像 交流异步电动机转子的转速，永远低于静子旋转磁场旋 转速度。液力耦合器工作时，工作油在循环圆中循环流 动。 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂给水泵介绍 （液力耦合器） 在能量传送过程中，从动轮的转速稍低于主动轮的转速 。该转速差称为转差。由转

23、速差造成的能量损耗将使工 作油的温度升高，因此，需要冷却工作油以耗散该热量 。工作油通过循环油阀流入与之相连的工作室，由于离 心力的作用，工作油在勺形室内形成旋转的油环。勺管 的位置决定了勺形室内油环的厚度以及工作室内的油填 充程度。勺管抽出工作室内受热的工作油并将其导入工 作油冷油器进行冷却，然后通过循环油阀流回耦合器。 这样就完成了一个循环。如果需要增加耦合器中工作油 的注油量，可以调节勺管，工作油泵便从油箱中抽取额 外数量的工作油送入油路。 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂给水泵介绍 （液力耦合器） 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂给水泵介绍 （液力耦合器） 液力耦合器的

24、工作特点主要有以下几点： 可实现无级变速。通过改变勺管位置来改变涡轮的转速， 使泵的流量、扬程都得到改变，并使泵组在较高效率下运 行。 可满足锅炉点火工况要求。锅炉点火时要求给水流量很小 ，定速泵用节流降压来满足，调节阀前、后压差可达 12MPa以上。利用液力耦合器，只需降低输出转速即可满 足要求，既经济又安全。 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂给水泵介绍 （液力耦合器） 可空载起动且离合方便。使电动机不需要有较大的富裕 量，也使厂用母线减少启动时的受冲击时间。 隔离振动。耦合器泵轮与涡轮间扭矩是通过液体传递的 ，是柔性联接，所以主动轴与从动轴产生的振动不可能 相互传递。 无磨损，坚固

25、耐用，安全可靠，寿命长。 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂给水泵介绍 （液力耦合器） 过载保护。由于耦合器是柔性传动，工作时有滑差，当 从动轴上的阻力扭矩突然增加时，滑差增大，甚至制动 ，但此时原动机仍继续运转而不致受损，因此，液力耦 合器可保护系统免受动力过载的冲击。 液力耦合器的缺点是液力耦合器运转时有一定的功率损 失；除本体外，还增加一套辅助设备，价格较贵。 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂给水泵介绍 （液力耦合器） 液力耦合器调速给水泵可从如下方面获得经济性： 使用液力耦合器后，给水泵可在较小的转速比下启动， 启动转矩较小，电动机的容量就不必过于富裕，避免大 马拉小车的

26、现象。 正常运行中使用耦合器调节给水，与传统的节流调节相 比，无节流损失。 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂给水泵介绍 （液力耦合器） 虽然低转速比时，耦合器有一定的功率损耗，但其最大 损耗在转速比为23工况时，且功率损耗值不超过其传 递功率的15，故在低负荷运行时，其泵组经济性更为 明显。 减少给水对管路、阀门的冲刷，延长使用寿命。 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂给水泵汽轮机 （概述） 汽轮机的功能就是将热能转化为机械能，驱动给水泵的小 汽轮机同样也是如此，其本体结构的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

27、样样俱全。在前面 已经对主汽轮机本体各部件的结构、功能、技术要求作了 必要的阐述，这些阐述也适用于小汽轮机本体部件。 驱动给水泵的小汽轮机型式主要有背压式、背压抽汽式和 凝汽式 。 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂给水泵汽轮机 （概述） 华能玉环电厂给水泵汽轮机是日本三菱公司的产品。给水 泵汽轮机为单缸、单流、凝汽式单缸、单流、凝汽式，汽源采用具有高、低压 双路进汽的自动切换进汽方式，正常运行时，由主汽轮机 的四段抽汽（至除氧器的抽汽）供给，启动和低负荷时由 冷段蒸汽系统供给，调试时由辅助蒸汽系统供给，同时辅 助蒸汽系统也可满足给水泵汽轮机启动要求。 给水泵汽轮机排汽向下直接排入凝汽器

28、。每台给水泵汽轮 机各自设有一套润滑和控制油系统。给水泵汽轮机的正常 工作汽源从四级抽汽管道上引出，装设有流量测量喷嘴、 电动隔离阀和逆止阀，逆止阀是为了防止高压汽源切换时 ，高压蒸汽串入抽汽系统，当给水泵汽轮机在低负荷运行 使用高压汽源时，该管道亦将处于热备用状态。 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂给水泵汽轮机 （技术数据技术数据 1） 项目 高压汽源（冷段蒸汽）；低压汽源（四级抽 汽） 编号单位内 容 1型式 单缸、单流、主轴驱动、凝汽式、双汽源自 动切换 2调节系统型式 DEH 3进汽汽源 4高压进汽压力 MPa （a） 5.768 5高压进汽温度361.4 6低压进汽压力 MP

29、a （a） 1.066 7低压进汽温度364.9 9转速调节范围r/min28506300 10额定功率kW15850 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂给水泵汽轮机 （技术数据技术数据 2） r/min 编号项目单位内 容 10额定功率kW15850 11额定转速r/min5855 12设计功率kW22000 13设计转速6300 14额定内效率%81 15最大连续出力kW22000 16额定进汽压力MPa（a）1.066 17额定进汽温度362.9 18 额定排 气压力 高压侧KPa（a） 6.39 低压侧 KPa（a）5.40 19 额定排 气温度 高压侧 37 低压侧35 20紧

30、急跳闸转速r/min6440 21转动方向 逆时针（从小汽机向给水泵看） 22和给水泵联接方式 柔性联轴器 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂给水泵汽轮机 （轮廓图 ） 11轴承 2低压主汽调节阀 3排汽管中心线 42轴承 5固定键 6死点 7弹性支撑 8定心锲 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂给水泵汽轮机 （剖视图 ） 1排汽端盖 2调速器 31轴承 4排汽管中心线 5给水泵 62轴承 7本体 8转向 上海交通大学热能工程研究所 给水泵汽轮机的润滑压力油系统 （概述） 由于小汽轮机的运行方式与主汽轮机不同，所以每台小汽 轮机都各自配备一套独立的润滑油系统润滑油系统，用于向小汽轮

31、机 的轴承、盘车装置、齿形联轴器以及给水泵的轴承提供润 滑和冷却用油。 小汽轮机配备有自身的压力油系统压力油系统，用于向小汽轮机调节 系统和保安系统供油。目前，小汽轮机压力油系统有两种 配置方式：每台小汽轮机配置一套压力油系统（如北仑港每台小汽轮机配置一套压力油系统（如北仑港 电厂电厂2号机组）；两台小汽轮机共用一套压力油系统（如石号机组）；两台小汽轮机共用一套压力油系统（如石 洞口二电厂洞口二电厂600MW机组）机组）。华能玉环电厂给水泵汽轮机压 力油系统采用第一种配置方式。小汽轮机压力油系统既可 以与主汽轮机采用相同的工质，即采用抗燃油（如磷酸脂 抗燃油）；也可以和小汽轮机润滑油系统共用汽

32、轮机油。 华能玉环电厂选用的是第二种方式。 上海交通大学热能工程研究所 给水泵汽轮机的润滑压力油系统 （组成） 小汽轮机压力油系统的设备配置主要包括压力油油箱、压 力油泵、净化再生油泵及油再生器、滤网、蓄能器（蓄压 器）、压力调节装置（压力调节阀、安全阀）、冷油器、 电加热器、试验电磁阀以及连接系统的管道、阀门（隔离 阀、止回阀）等部件。 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂给水泵汽轮机润滑压力油系 统介绍 华能玉环电厂润滑压力油系统设有可靠的主辅供油设备 ，在启停、正常运行和事故情况下均能满足给水泵汽轮机 和汽动给水泵轴承的润滑需要，并能保证安全油供应。 给水泵汽轮机设有电动油泵供油系统

33、为给水泵汽轮机和汽 动给水泵的轴承提供润滑油，同时为给水泵汽轮机供应安 全油。油质和主汽轮机润滑油相同，为ISO VG46汽轮机油 ，流量为535l/min，压力为98kPa（g）。 上海交通大学热能工程研究所 给水泵汽轮机的调节保护系统 （概述） 给水泵小汽轮机调节系统的任务是，根据锅炉给水调节的 需要，通过改变小汽轮机的转速来改变给水泵的转速，使 得给水泵的供水符合锅炉的负荷要求。 每台给水泵小汽轮机各设有一套独立的调节一保护系统。 采用的调节方式有两种：一种是模拟式电液调节一种是模拟式电液调节（用模拟用模拟 量进行控制量进行控制），如北仑港电厂，如北仑港电厂2号机组；另一种是数字式电号机

34、组；另一种是数字式电 液调节液调节（用数值量进行控制用数值量进行控制），如石洞口二电厂的超临界，如石洞口二电厂的超临界 压力压力600MW机组。机组。电液调节就是控制功能由电气系统完成 ，或者说，控制指令由电气系统发出，而完成该指令的执 行机构是液压机构。将电气指令信号转换为液力操作信号 的部件称为电液转换器。它是电液调节系统中的关键部件 ，其性能必须十分可靠，才能完成电液调节系统的任务。 上海交通大学热能工程研究所 给水泵汽轮机的调节锅炉给水原理 泵组正常运行时，前置泵向给水泵的供水情况和给水泵的 出水情况基本保持恒定，因此给水管路的阻力特性也基本 保持恒定。若管道系统的阻力特性不变，当给水

35、泵的转速 从n1变到n2 时，给水泵工作特性曲线发生变动，从而使工 作点位置由A点移至B点，给水泵的出水流量相应地从qmA变 为qmB。因此，只要通过调节系统改变给水泵小汽轮机的转 速，就可以改变给水泵的出力。 锅炉运行时所需要的给水量由其给水控制系统输出控制指 令，该指令通过电液转换器转换为液力控制系统中电磁滑 阀的行程信号。于是液力执行机构在电磁滑阀的控制下， 开大或关小给水泵小汽轮机的进汽阀，改变给水泵小汽轮 机的进汽量，以此改变给水泵的转速，也即改变给水泵的 出力，使其与锅炉的出力相平衡。 上海交通大学热能工程研究所 给水泵汽轮机的调节系统 （组成） 给水泵小汽轮机的调节系统由三个主要

36、部分组成：电气控 制部分（锅炉给水）、电液转换器、液力执行机构 。 图中虚线框内是小汽轮机的调节执行机构。 对于给水泵小汽轮机，转速和出力是随主汽轮机负荷的变 化而变化的，主汽轮机负荷增加，锅炉所需的给水量也增 加，给水泵小汽轮机的转速就要提高；反之，转速降低。 也就是说，小汽轮机调节阀的开度取决于锅炉所需的给水 流量。这就是给水泵小汽轮机调节的基本出发点基本出发点。 上海交通大学热能工程研究所 高压加热器概述（保护装置） 高压加热器的概述可参看低压加热器的概述部分，此外 高压加热器还有自身的一些特点。高压加热器的保护装 置一般有如下几个：水位高报警信号，危急疏水门，给 水自动旁路，进汽门、抽

37、汽逆止门联动关闭，汽侧安全 门等。 上海交通大学热能工程研究所 高压加热器概述（给水自动旁路） 当高压加热器内部钢管破裂，水位迅速升高到某一数值 时，高压加热器进、出水门迅速关闭，切断高压加热器 进水，同时让给水经旁路直接送往锅炉，这就是高压加 热器给水自动旁路。对于大机组来说，这是一个十分重 要的保护装置。 上海交通大学热能工程研究所 高压加热器概述（蒸汽冷却器） 大机组配套的表面式加热器设置蒸汽冷却器的目的是为了 在结构上弥补表面式加热器由于端盖的存在而影响热经济 性。将加热器出水的全部或一部分引入蒸汽冷却器，让该 加热器的抽汽先经过这一设备再进入加热器本身，这样就 可以充分利用抽汽的过热

38、度，使出水温度接近、等于甚至 超过该级抽汽压力下的饱和温度，提高热经济性。在这个 换热器中蒸汽并不凝结，只是以降低其过热度来放出一定 的热量，用以加热给水。 上海交通大学热能工程研究所 高压加热器概述（蒸汽冷却器） 加热器的蒸汽冷却器可单独设置（外置式）或直接装在加 热器内部（内置式），内置式的蒸汽冷却器称为蒸汽冷却 段。究竟是外置还是内置，这要根据抽汽参数、蒸汽过热 度的大小及给水加热温度等情况，经技术经济比较后决定 。由于抽汽的过热度不会很大，并且过热蒸汽的传热效果 较差，因此蒸汽冷却器一般只应用于过热度较大、对经济 性要求较高、经技术经济比较认为是合理的地方。华能玉 环电厂1000MW机

39、组经技术比较后，确定1、2、3号高压加 热器内部设蒸汽冷却段。 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂高压加热器介绍 （容量） 华能玉环电厂高压给水加热器为卧式表面凝结型换热器， 按汽机夏季工况下热平衡图中管侧流量为基准，并留有 10%的流量裕量。最大管侧流速根据阀门全开VWO工况热 平衡校核以避免损坏管子。当有10%堵管时，仍能保证高 压给水加热器的性能满足汽轮机组各工况给水加热的要求 ，以及各工况下加热器疏水端差和给水端差的要求。 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂高压加热器介绍 （组成） 高压加热器由过热蒸汽冷却段、凝结段和疏水冷却段组成 。高压给水加热器内有合适的水容积，用于疏

40、水水位的控 制，并确保在所有运行工况下，疏水冷却段的管束均淹没 在疏水中。同时能在适当控制疏水水量的前提下，使加热 器内积水的表面积暴露最小，以便减少在汽机甩负荷时疏 水扩容后倒入汽机。 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂高压加热器介绍 （排气） 在启动过程和机组连续运行过程中，为去除集聚在蒸汽死 区的非凝结气体，在加热器内装有足够的排气接管和内部 挡板，其排气量按进入加热器汽量的0.5%设计，管内径足 够大，满足排气要求。启动排气接管与连续运行所需的排 气接管分开，不腐蚀高压给水加热器。 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂高压加热器介绍 （保护、清洗和注水、放水） 高压给水加热器

41、上装有充氮保护接口，水室有一个化学 清洗口。高压给水加热器的汽侧和水侧均设有放水阀， 用于停运和检修时泄压和排尽积水。高压给水加热器水 侧有注水门，并在管系的最高点有放气阀，用于注水时 排放管系内的空气。 上海交通大学热能工程研究所 华能玉环电厂高加系统图 返回第5页 上海交通大学热能工程研究所 除氧器概述（作用） 进入锅炉的给水中如果含有氧气，将会使给水管道、锅 炉设备及汽轮机通流部分遭受腐蚀，缩短设备的寿命。 除氧器的主要作用就是用它来除去锅炉给水中的氧气及 其它气体，保证给水的品质。同时，除氧器本身又是给 水回热加热系统中的一个混合式加热器，起了加热给水 ，提高给水温度的作用。 上海交通

42、大学热能工程研究所 除氧器概述（分类） 根据除氧器中的压力不同，可分为真空除氧器、大气式 除氧器和高压除氧器三种。根据水在除氧器中散布的形 式不同，又可分为淋水盘式、喷雾式和喷雾填料式三种 。 上海交通大学热能工程研究所 除氧器概述（高压除氧器） 大机组都是采用高压除氧器，与大气式除氧器相比具有下 述优点： （1）当高压加热器故障停用时，进入锅炉的给水 温度仍可保持较高值，有利于锅炉的正常运行；（2）可以 减少一级价格昂贵而运行不十分可靠的高压加热器；（3） 有利于回收利用加热器疏水的热量，同时在凝结水量很少 时，仍能保持有加热蒸汽进人除氧器，使除氧器工作稳定 。 上海交通大学热能工程研究所

43、除氧器概述（高压除氧器） 高压除氧器的缺点是配套的给水泵处在高温高压条件下 运行，设备投资费用高，运行时给水泵耗用厂用电较多 ；同时，这种除氧器必须设置在水泵上方较高的标高层 ，以避免运行中给水泵发生汽蚀和给水管道内发生水冲 击。 上海交通大学热能工程研究所 除氧器概述（淋水盘式除氧器） 淋水盘式除氧器主要由除氧塔和下部的贮水箱组成。在 除氧塔中装有筛状多孔的淋水盘，从凝结水泵来的凝结 水，其它疏水及化学补充水，分别由上部管道进入除氧 塔，经筛状多孔圆形淋水盘分散成细小的水滴落下。 上海交通大学热能工程研究所 除氧器概述（淋水盘式除氧器） 汽轮机来的抽汽经过压力调整器进人除氧塔下部，并由下 向

44、上流动，与下落的细小水滴接触换热，把水加热到饱和 温度，水中的气体不断分离逸出，并由塔顶的排气管排走 ，凝结水则流至下部的贮水箱中，除氧器排出的气、汽混 合物经过余汽冷却器，回收余汽中工质和一部分热量后排 人大气。 上海交通大学热能工程研究所 除氧器概述（喷雾式除氧器） 喷雾式除氧器依靠凝结水泵的压力，用喷嘴将凝结水雾 化，使凝结水同加热蒸汽接触面积大大增加。这种除氧 器对进水温度无特殊要求，温度很低的水在其中可以立 即加热至除氧器压力下的饱和温度，故当低负荷或低压 加热器事故停运时，除氧效果几乎不受影响。 上海交通大学热能工程研究所 除氧器概述（喷雾式除氧器） 在除氧过程中，大部分溶解于水中

45、的氧气以小气泡形式 逸出，残留氧要靠扩散来消除。在喷雾过程中，水滴被 击成雾状，对除去大量的小气泡是极为有利的。但雾化 时水滴直径变小，表面张力增大，这对残留氧气的扩散 是不利的。因此单用喷雾式结构，往往还不能获得满意 的除氧效果，这种除氧器出水的含氧量约为0.05 0.10mgL。 上海交通大学热能工程研究所 除氧器概述（喷雾淋水盘式除氧器） 目前大机组采用的喷雾淋水盘式除氧器既保持了喷雾式 除氧器的优点又增设了淋水盘弥补其不足，因而是一种 除氧效果比较理想的除氧器。实质上喷雾淋水盘式除氧 器是对水进行了两次加热除氧，因而除氧效果好，此外 还有低负荷适应性较好、出力大的优点。 上海交通大学热

46、能工程研究所 除氧器概述（安装） 因除氧器水箱的水温相当于除氧器压力下的饱和温度，如 果除氧器安装高度和给水泵相同的话，给水泵进口处压力 稍有降低，水就会汽化，在给水泵进口处产生汽蚀，造成 给水泵损坏的严重事故。为了防止汽蚀产生，必须不使给 水泵进口压力降低至除氧器压力，因此就必须将除氧器安 装在一定高度处，利用水柱的高度来克服进口管的阻力和 给水泵进口产生的负压，使给水泵进口压力大于除氧器的 工作压力，防止给水的汽化。 上海交通大学热能工程研究所 除氧器概述（安装） 一般还要考虑除氧器压力突然下降时，给水泵运行的可 靠性，所以，除氧器安装标高还留有安全裕量，一般大 气式除氧器的标高为6m左右

47、，0.6MPa的除氧器安装高度 为1418m，滑压运行的高压除氧器安装标高达35m以 上。 上海交通大学热能工程研究所 除氧器概述（除氧器水箱） 除氧器水箱的作用是贮存给水，平衡给水泵向锅炉的供 水量与凝结水泵送进除氧器水量的差额。也就是说，当 凝结水量与给水量不一致时，可以通过除氧器水箱的水 位高低变化调节，满足锅炉给水量的需要。除氧器水箱 的容积一般考虑满足锅炉额定负荷下20min用水量的要求 。 上海交通大学热能工程研究所 除氧器概述（除氧器水箱） 当汽轮机甩全负荷，除氧器停止进水，锅炉打开向空排 汽门，除氧器水箱尚可维持一段时间，给水泵可继续向 锅炉供水。当除氧器水箱容积一定时，为充分

48、发挥水箱 有效容积的作用，运行中应尽量维持较高的水位。一般 除氧器汽水管道排列的原则是：进水因其温度低，应在 除氧器的上部，蒸汽管放在除氧器的下部，这样使汽水 形成良好的对流换热条件。 上海交通大学热能工程研究所 除氧器概述（再沸腾管） 除氧器加热蒸汽有一路引入水箱的底部或下部（正常水 面以下），作为给水再沸腾用。装设再沸腾管有两点作 用：（1）有利于机组启动前对水箱中给水的加温及备用 水箱维持水温，因为这时水并未循环流动，如加热蒸汽 只在水面上加热，压力升高较快，但水不易得到加热； （2）正常运行中使用再沸腾管对提高除氧效果有益处。 上海交通大学热能工程研究所 除氧器概述（再沸腾管） 开启再

49、沸腾阀，使水箱内的水经常处于沸腾状态，同时 水箱液面上的汽化蒸汽还可以把除氧水与水中分离出来 的气体隔绝，从而保证了除氧效果。使用再沸腾管的缺 点是汽水加热沸腾时噪声较大，且该路蒸汽一般不经过 自动进汽调节阀，操作调整不方便。 上海交通大学热能工程研究所 除氧器概述（汽源） 高压除氧器用汽连接在相应压力的抽汽管上，为保证除 氧器压力在汽轮机低负荷时不致降低，设置有能切换至 较高抽汽压力的切换阀。当几台机组并列运行时可设置 用汽母管，作为备用汽源。 上海交通大学热能工程研究所 除氧器概述（溢流装置） 除氧器安装有溢流装置，安装溢流装置的目的是防止在运 行中大量水突然进入除氧器或监视调整不及时造成

50、除氧器 满水事故。安装溢流装置后，如果满水，水从溢流装置排 走，避免了除氧器运行失常危及设备安全。大气式除氧器 的溢流装置一般为水封筒，高压除氧器装设高水位自动放 水门。 上海交通大学热能工程研究所 除氧器概述（定压运行） 除氧器定压运行是指运行中不管机组负荷多少，始终保 持除氧器在额定的工作压力下运行。定压运行时抽汽压 力始终高于除氧器压力，用进汽调节阀节流调节进汽量 ，保持除氧器额定工作压力。 上海交通大学热能工程研究所 除氧器概述（滑压运行） 除氧器滑压运行是指除氧器的运行压力不是恒定的，而 是随着机组负荷与抽汽压力而改变。机组从额定负荷至 某一低负荷范围内，除氧器进汽调节阀全开，进汽压力 不进行任何调节，机组负荷降低时，除氧器压力随之下 降；负荷增加时，除氧器压力随之上升。 上海交通大学热能工程研究所 除氧器概