第三章 给水系统设备

第三章给水系统设备

第一节系统概述给水系统是指从除氧器出口到锅炉省煤器入口的全部设备及其管道系统。给水系统的主要功能是将除氧器水箱中的凝结水通过给水泵提高压力，经过高压加热器进一步加热后达到锅炉给水的要求，输送到锅炉省煤器入口，作为锅炉的给水。此外，给水系统还向锅炉过热器的一、二级减温器、再热器的减温器以及汽机高压旁路装置的减温器提供高压减温水，本工程给水系统主要包括：两台50％容量的汽动给水泵及其驱动小汽轮机；两台汽泵前置泵及其驱动电机；一台30％容量的电动给水泵及其驱动电机、液力偶合器和前置泵；1号、2号、3号高压加热器；阀门、滤网等设备以及相应管道。为提高除氧器在滑压运行时的经济性，同时又确保给水泵的运行安全，通常在给水泵前加设一台低速前置泵，与给水泵串联运行。由于前置泵的工作转速较低，所需的泵进口倒灌高度（即汽蚀裕量）较小，从而降低了除氧器的安装高度，节省了主场房的建设费用；并且给水经前置泵升压后，其出水压头高于给水泵所需的有效汽蚀裕量和在小流量下的附加汽化压头，有效地防止给水泵的汽蚀。给水系统流程示意图。除氧器水箱的给水经粗滤网下降到前置泵的入口，前置泵升压后的给水经精滤网进入给水泵的进口，给水泵的出水经出口逆止阀、电动闸阀汇流至出水母管，然后依次进入3号、2号、1号高压加热器，给水泵的出水母管还引出一路给水供高旁的减温水，给水泵的中间抽头引出的给水供锅炉再热器的喷水减温器。在1号高加出口、省煤器进口的给水管路上设有给水调节站，给水调节站是为了满足机组启动初期锅炉给水的调节，给水管路配有不小于40%BMCR容量的启动旁路，旁路管道上设有气动调节阀，在省煤器进口的给水管路引出给水供锅炉过热器的喷水减温器。第二节给水泵汽机1、概述本工程给水泵小汽轮机采用杭州汽轮机厂引进德国技术生产的NK63/71型汽轮机，汽轮机为单缸，轴流，反动式。进汽速关阀与汽缸法兰连接。速关阀的作用是紧急情况下在尽可能短的时间内切断进入汽轮机的蒸汽。本汽轮机有两个汽源，一个工作汽源，蒸汽压力较低。另一个是备用汽源，蒸汽压力较高。无论工作汽源或备用汽源均由调节器控制，汽源的切换由调节器自动控制完成。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，决定阀门开度，控制蒸汽流量。控制系统采用电/液调节。控制器布置在集控室，通过电液转换器实现对液压系统的控制。电液转换器布置在汽轮机旁，通过速关组合件实现汽轮机控制。小机通过鼓形齿式挠性联轴器与被驱动泵相连，采用油蜗轮盘车和手动盘车。油蜗轮盘车的特点是动静部分无机械连接，安全可靠，高速盘车。但是，往往受结构限制，盘车力矩不能很大。因此，配有顶轴装置，减少启动力矩。保护系统配有危急保安装置，用于超速保护和轴位移保护。停机电磁阀用于接受来自ETS的停机信号。汽轮机旁配有手动停机阀，用于切断速关油，关闭速关阀。轴瓦温度，轴振和轴位移的停机信号均通过ETS实现遥控停机。本汽轮机还配备有低真空、低油压、高油温与轴位移等报警或停机信号装置，保护本轮汽机正常运行。小汽轮机设计工况为主机TMCR由两台机并联运行，采用主机四段抽汽作为工作汽源，主机再热蒸汽冷段作为备用汽源，调试及启动汽源由辅助蒸汽系统提供，驱动每台锅炉给水泵供给锅炉50％BMCR给水量，当一台汽动泵因故停运时，采用另一台汽动给水泵与电动调速给水泵并联运行可保证机组在THA工况下的给水量。小汽轮机配备独立的集中供油系统。供油系统配备有带排油烟机和加热设备的油箱，一套双联冷油器，一套双联滤油器用于过滤润滑油，另一套双联滤油器用于过滤调节油，两台型号相同的交流主油泵一台工作，一台备用，一台直流事故油泵，一台盘车用顶轴油泵。汽轮机的密封蒸汽来自主机低压汽封母管的减温器之后，压力0.108MPa(a)，温度＜400℃：汽封漏汽送至主机轴封蒸汽冷却器推力轴承

推力轴承的作用有两个：承受转子的推力，并给转子轴向定位。推力轴承承受平衡活塞还没有平衡的部分转子推力以及齿式联轴器传过来的推力，这些推力的大小，主要决定于汽轮机负荷。推力轴承把这些推力传给前轴承座。另外，推力轴承也起固定转子相对于汽缸轴向位置的作用。速关阀速关阀是新蒸汽管网和小汽轮机之间的主要关闭机构，当运行中出现故障时，它能够在最短时间内切断进入小汽轮机的蒸汽。危急遮断器当汽轮机转速超过最高连续运行转速的9-11%时，通过危急保安装置使汽轮机停机。危急保安装置当汽轮机在运行中出现故障时，危急保安装置将速关阀中速关油泄掉，使速关阀关闭，切断进入汽轮机的汽源。小汽机监测

1、转速监测汽轮机运行需监测转子转速。汽轮机装有数个转速传感器，分别接至调节器用于转速控制和接至指示仪用于运行人员观察与监视2、振动监测汽轮机运行时转子要产生振动，振动通过轴承传递到轴承座。测量轴承座壳体的振动是间接的，因为转子振动传递受到轴承油膜的刚度、阻尼的影响，直接测量转子的振动是最好的办法。3、轴位移监测推力轴承用于汽轮机转子轴向定位，任何超过规定的轴向移动对设备都是有害的。当位移达到危险值时，应立即采取有效措施，停机检查。盘车控制装置

小汽轮机停机后，由于各部分散热情况的不同导致各部分产生的热应力不同，则在汽轮机冷却过程中，经过一定的时间间隔后，会或多或少地引起各部件的热变形，特别是容易引起转子发生弯曲，倘若在这个阶段，汽轮机又重新起动，则可能引起叶片汽封的磨擦和损坏。为了防止这种情况的发生，小汽轮机设有盘车装置进行连续盘车，直到小汽轮机转子均匀地冷却。盘车装置包括油涡轮、手动盘车。油涡轮盘车装置

油涡轮盘车基本原理是通过压力油冲转固定在汽轮机转子上的涡轮。盘车控制装置的任务是控制进入油涡轮的压力油量来实现盘车的启停和盘车转速高低。盘车时需要大量的压力油，甚至由2台油泵来提供。汽轮机启动时应当停止盘车才能建立速关油。汽轮机停机时转速降到500转/分以下时就可以投入盘车，这样可减少盘车启动力矩。手动盘车装置

手动盘车作为油涡轮盘车的一种辅助手段，当油涡轮盘车装置无法投入时可以进行手动盘车，使小汽轮机转子均匀冷却从而避免小汽轮机转子发生弯曲现象。第三节小汽机供油装置小汽轮机配备一套独立的油系统，用于向小汽轮机的轴承、盘车装置、鼓形齿式联轴器以及给水泵轴承等提供润滑和冷却用油，同时供小汽轮机的调节保安系统供油。供油装置为集中油站。小机油系统主要包括润滑油箱、两台100％容量的交流润滑油泵，一台直流事故油泵、油箱排烟风机、顶轴油泵、盘车电磁阀、两台100％容量的板式冷油器、温度调节阀（三通式）、滤油器、蓄能器等部件组成。交流油泵出口分三路，分别供润滑油、保安油和盘车油。正常工况下，供给小汽轮机和给水泵的润滑油，经过节流阀、冷油器和润滑油滤油器后，进入小汽轮机和给水泵的各个轴承进行润滑，并提供顶轴油油源，温度调节阀可以自动调节冷、热油的进油量，从而使其出口油温保持在一定范围内；供给小汽轮机的调节保安油，不经过冷油器，经过调节油滤油器进入小机保安系统；供给小汽轮机的盘车油，不经过节流阀、冷油器和滤油器，直接取自主油泵出口的油，并且要求二台泵同时运行，盘车油经盘车电磁阀进入油涡轮盘车装置。在事故状态下，供给润滑系统的油，由直流事故油泵从油箱中打出，不经过节流阀、冷油器和润滑油滤油器，直接供至各轴承。二、供油装置主要设备1、油箱在整个供油系统中，油箱是必不可少的，是储存汽轮机的润滑、调节等用油，同时也是分离油中的水、气、消除泡沫和沉淀杂质的主要设备。油箱的公称容积为6.3m3，实际容积约为9.8m3，初始装油量约为9.0m3，能保证连续循环的油在油箱内有充分的停留时间。2、油箱排油烟风机排油烟风机的作用是排出油箱内油烟，保持油箱内微负压，使回油畅通。油箱排风机出口管道上有冷凝油液的回收装置，避免冷凝油液回流至风机内，影响风机的正常使用及使用寿命。当主油泵启动后，油箱排风机就开始运行。3、油泵主油泵、直流事故油泵，兼作油系统启动充油（排空气）用。两台交流油泵为一用一备，每一台交流油泵都具有即对调节系统又对润滑油系统供油的能力，两台泵同时运行可满足盘车用油。一台直流事故油泵，用于在事故状态，提供小汽轮机、给水泵的润滑用油。滤油器

滤油器为双联立式滤油器，本滤油器为网式滤油器，过滤精度高，有足够的过滤面积，清洗方便双联滤油器由两个滤油器和一个切换阀组装而成。工作时，一个滤油器投入运行，另一个备用或清洗。当压差超过规定值（0.08MPa）或过滤后油的品质达不到要求时，需切换进行清洗或调换滤网。冷油器

本供油装置采用两台板式（丹麦APV进口组装）并联布置的板式冷油器，正常时一台运行一台备用。蓄能器

油系统配置蓄能器是为了稳定整个液压系统。尽管离心泵特性能够基本保证系统的稳定，但当汽轮机负荷大幅度变化时，油动机的耗油量很大，即使配置很大的油泵，其响应速度往往也是不够的，蓄能器能起到很好的作用。另一方面，两台交流主油泵互为备用，发生切换时也会产生很大的油系统波动，蓄能器的作用将是至关重要的。排汽阻油器

排汽阻油器安装在油箱顶上，其作用是使油箱内部的油雾在排空时，其中的大部分油液能够分离出来，流回油箱。1进口；2滤网；3档板；4壳体；5出口顶轴装置顶轴装置用于盘车时通过高压油顶起转子，使转子不与轴瓦直接接触，减少摩擦力，同时也防止轴瓦损伤。三、供油装置的运行1、供油装置运行前的检查供油装置投运前，必须检查各油路均完好，保证各油路畅通，油箱油温在正常范围内，一般要求油箱油温大于30℃。并且，必须保证各油泵的联锁试验和启停试验均正常。调节油压力整定为0.9Mpa,交流主油泵的润滑油供油压力整定为0.25Mpa。在供油装置投运前，还必须对各滤油器和冷油器进行彻底排气。2、供油装置的运行确认供油装置符合运行条件后，启动一台交流主油泵。小汽轮机组正常运行后，供油装置的主要任务是保证汽轮机组的安全运行，提供小汽轮机组所需的润滑和调节油量。一般情况下，要求润滑油的油温为45℃，对汽轮机调节油的油温没有特别限制，调节油供油压力应维持0.85MPa。四、小机调节系统给水泵小汽轮机调节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，进而达到锅炉给水的要求。给水泵小汽轮机配有一套独立的调节控制系统，主要采用电液控制系统。电液控制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来发出，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成为液力操作信号的部件称为电液转换器。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。给水泵转速发生变化，相应泵的工作特性也发生变化，给水泵出口流量同样发生变化。因此我们只要通过调节系统改变给水泵汽轮机的转速，就可以改变给水泵的出力。2、调节系统的功能

A、自动升速控制

MEH系统将以操作人员预先设定的升速率自动地将汽轮机转速自低转速一直提升至目标转速；B、给水泵转速控制：MEH系统接受来自锅炉闭环控制系统CCS的给水量需求信号，实现给水泵汽轮机转速的自动控制；C、滑压控制：随着主汽轮机所带负荷的升高，MEH系统可以自动地实现给水泵汽轮机从高压汽源至低压汽源的切换；反之亦然；D、联锁保护：MEH具有油压联锁、给水泵汽轮机的超速保护等功能；E、阀门试验以及跳闸试验：为保证发生事故时阀门能可靠关闭，MEH系统具有对高低压进汽门进行在线试验功能而不影响给水泵汽轮机的正常运行；同时MEH系统分别提供了进行电超速跳闸试验和机械超速跳闸试验的手段，以判断超速保护系统功能是否正常；F、自诊断功能：可以检测出可能造成非预期动作的系统内部故障（如电源故障、监视器的定时器故障等）并在CRT上提示报警；G、系统故障切手操功能：当系统发生内部故障时，MEH能自动地切换至手操方式，保持输出，发出故障报警信号并指明故障性质；H、系统组态功能：保证在线和离线两种方式均能进行系统组态。I、运行方式控制MEH系统设计成汽动给水泵能以自动方式或手动方式进行启动，使转速由0升至3000转/分，超过这个转速时，给水泵的控制可切换至由DCS的给水控制系统进行控制。具体启动和运行方式的选择和操作，运行人员可以通过DCS操作员站进行。系统还设有跟踪回路，以实现手动、自动运行之间的无扰动切换五、小机启动及运行监视1、系统启动要求：A、油温不低于35℃；B、蒸汽过热度不小于50℃；C、所有的保护和连锁投入。2、小汽轮机的启动步骤：A、投运润滑油系统，并检查油系统运行正常；B、投运盘车装置，控制盘车转速为120rpm左右；C、投入小机轴封系统；D、