第五章 给水泵汽轮机

1、2020/7/9,1,第五章给水泵汽轮机,华北电力大学 陈海平,二O一一年十月,2020/7/9,2,主 要 内 容,第一节 概述 第二节 给水泵汽轮机的结构 第三节 给水泵汽轮机的热力系统 第四节 给水泵汽轮机的调节保安及供油系统,2020/7/9,3,第一节 概 述,华北电力大学 陈海平,二O一一年十月,2020/7/9,4,一、变速给水泵的驱动,特点：机组负荷变化时，要求给水泵及时改变锅炉的给水量 中小机组：采用定转速、改变阀门开度来调节 优点：简单、方便 缺点：阀门压差大、易损坏 大机组：采用变速给水泵，电机或小汽轮机驱动 电机驱动的优点：简单、可靠、成本低，但机组容量增大是成本增加

2、小汽轮机驱动的优点： 有较宽的调速范围 节省厂用电 减少了主机末级蒸汽流量，降低其末级叶片高度和余速损失 小汽轮机驱动的缺点： 价格贵 系统复杂 小汽轮机效率高于75%才具有经济性,2020/7/9,5,给水泵小汽轮机驱动与电动驱动的比较,优点: 汽动给水泵转速高、轴短、刚度大、安全性好。当系统故障或全厂停电时，仍可保证锅炉用水。 采用大型电动机驱动给水泵时启动电流大，启动困难，而汽动给水泵不但便于启动，而且可配合主机的滑压运行进行滑压调节。 大型机组若采用电动给水泵，其耗电约为全厂厂用电的50%，采用汽动给水泵则可降低厂用电，增加供电量3%一4%。 可以变速运行来调节给水泵的流量，因而可省去

3、电动给水泵的变速器及液压联轴器。 缺点 汽轮机的启动时间长 汽水管路复杂 需要设置备用汽源,2020/7/9,6,小汽轮机的型式1,背压式（背压抽汽式）： 工作蒸汽来自主机某一压力较高的抽汽，即高压缸排汽 小机乏汽送入主机压力较低的某一级抽汽 多数背压机中间有若干抽汽送到主机回热系统，如P196图5-1所示 特点 不能改善机组的热经济性 工况适应性很差 已被凝气代替,2020/7/9,7,背压式小汽轮机装置系统图,2020/7/9,8,小汽轮机的型式2,凝汽式： 工作蒸汽来自主机中压缸或低压缸的抽汽，主机低负荷运行时切换至高压蒸汽 小机乏汽送入主凝汽器或自备凝汽器，如P196图5-2所示 特点

4、 运行灵活 系统复杂,2020/7/9,9,凝汽式小汽轮机装置系统图,2020/7/9,10,二、300MW汽轮机配套的小汽轮机技术规范,特点：变参数、变转速、变功率并能采用多种汽源 型号：ND(G)83/83/07型 型式：单缸、冲动、单流纯凝汽式 功率：保证最大6MW 主汽参数： 低压蒸汽：压力0.765MPa，温度335.4 高压蒸汽：切换时使用 正常：压力16.7MPa，温度538 最高：压力17.5MPa，温度546,2020/7/9,11,300MW汽轮机配套的小汽轮机技术规范,排汽压力：6.57kPa 净汽耗：5.33kJ/kWh(低压汽源设计工况) 汽轮机连续运行自动调节范围：

5、3000-6000rpm 危急遮断器动作转速：630050rpm 转子临界转速计算值： 刚性支撑 一阶临界转速：2724rpm 二阶临界转速：11007rpm 挠性支撑 一阶临界转速：2554rpm 二阶临界转速：7449rpm,2020/7/9,12,300MW汽轮机配套的小汽轮机技术规范,盘车转速：10rpm 危急保安系统 遮断装置 机械式超速遮断装置 可爆膜式高背压保护装置 电磁式遮断装置 发生下列事故时应立即停运 转速超过630050rpm 轴向位移超过1.2mm 润滑油压低于20kPa 后汽缸真空低于61.30kPa（表压） 设置轴承回油油温超温报警、油箱低油位报警：独立油系统,20

6、20/7/9,13,第二节 给水泵汽轮机的结构,华北电力大学 陈海平,二O一一年十月,2020/7/9,14,概述,组成 静止部分：汽缸、隔板、喷嘴、轴承等 转动部分：主轴、叶轮、动叶片等 控制部分 类型 冲动式 反动式 ND(G)83/83/07型小汽轮机示意图：P198图5-3,2020/7/9,15,ND(G)83/83/07型小汽轮机,2020/7/9,16,一、静止部分,汽缸和蒸汽室 组合式汽缸：优点是便于根据压力温度来选材 沿水平法兰分为上下两个半缸 第五压力级后，垂直中分为前后两部分 特点 前汽缸采用碳素钢铸件 低压蒸汽室与前汽缸上半部分铸为一体，低压调节阀装在低压蒸汽室内 高压

7、蒸汽室采用高强度耐热合金钢铸造，一端与前汽缸下半一侧面用法兰连接，另一端通过定位套筒及键定位与前汽缸下部另一侧面,2020/7/9,17,汽缸和蒸汽室特点（续）,后汽缸：主体采用碳素钢铸件，排汽口部位加固，以增强其刚性（滑参数运行时排汽温度较高） 后轴承座与后汽缸下半铸为一体 后汽缸通过其下部的两侧撑脚支撑于后座架上 后轴承各档腔室的壳体与后汽缸铸为一体 后轴承座内放置有后径向轴承、盘车设备和联轴器等部件,2020/7/9,18,2、 喷嘴组,低压喷嘴室：通过装于上半汽缸的低压喷嘴组进入汽轮机 低压喷嘴组：共三组，14-5-5 喷嘴与内外环焊成一体通过螺栓固定在前汽缸上半的低压喷嘴室出口 高压

8、喷嘴室：通过装于下半汽缸的高压喷嘴组进入汽轮机 由六只钻孔缩放喷嘴构成 喷嘴板嵌入位于前汽缸下半的高压喷嘴室,2020/7/9,19,3、隔板,共六级 全部采用焊接隔板 安装在汽缸内壁的隔板槽中 水平中分为上下两部分：需对中 注意点 设计工况下，第5、6两级以处于湿蒸汽状态 第5级后设去湿环,2020/7/9,20,4、汽封,轴封 高低齿式 前轴封：三段，第一段耐热 后轴封：二段 每块汽封环背弧均有一“桥式”弹簧片：防碰 隔板汽封和叶顶汽封 第1-3级：高低齿式 第4-6级：叶顶削尖,2020/7/9,21,5、滑销系统,纵销：前轴承座与前座架之间A 立销：后汽缸与导板之间B 横销：后汽缸两侧

9、与后座架结合处各设一个，CD A、B两销构成本机整个汽缸的纵向膨胀中心线，保证汽缸及与之相连的前轴承座受热后做纵向自由膨胀，对汽缸横向位置进行定位 C、D两销构成本机整个汽缸的横向膨胀中心线，保证汽缸受热后做横向自由膨胀，对汽缸纵向位置进行定位 膨胀死点：S,2020/7/9,22,二、转动部分,转子： 采用高强度的合金钢整锻而成 整锻出7个叶轮盘，依次为单列调节级、第一到第六压力级叶轮 临界转速计算值 刚性支撑：一阶为2724rpm,二阶为11007rpm 挠性支撑：一阶为2554rpm,二阶为7449rpm 平衡措施 调节级、1、3、4级叶轮开平衡孔：减少轴向推力 调节级、4、6级叶轮开平

10、衡燕尾槽：转子动平衡用,2020/7/9,23,2、动叶片,全部为不调频叶片 材料要求耐热、良好的减振性能和抗腐蚀性 调节级、1-3级为等截面直叶片，且自带围带 4-6级为变截面扭叶片，且自由叶片 1、2级叶片采用T型叶根 调节级、3、4级叶片采用外包T型叶根 5、6级叶片采用外包双T型叶根,2020/7/9,24,三、轴承,汽轮机转子由前后两只径向轴承支撑；其中前轴承由径向轴承和推力轴承组成联合轴承 径向轴承：可倾瓦型对分式轴承，防止油膜震荡 推力轴承：密切尔式,2020/7/9,25,四、联轴器：鼓型齿式挠性,2020/7/9,26,五、盘车装置,目的：防止启停过程中的转子的弯曲变形 装于

11、后轴承座盖上 正常盘车转速：10rpm,2020/7/9,27,第三节 给水泵汽轮机的热力系统,华北电力大学 陈海平,二O一一年十月,2020/7/9,28,一、主蒸汽系统,主机正常运行时：主机中压缸排汽（即4段抽汽）作为小机的低压工作汽源 主机负荷40%时：主机新蒸汽作为小机的高压独立工作或补充汽源 主机负荷20%时：主机新蒸汽作为小机的高压工作汽源 启动时：其他辅助汽源最为启动汽源 排汽：送入主机凝汽器,2020/7/9,29,二、轴封系统,与主机轴封系统共用轴封均压箱和轴封加热器 三、疏水系统 不设置独立的疏水扩容器等附属设施,2020/7/9,30,给水泵汽轮机的热力系统图,2020/

12、7/9,31,第四节 给水泵汽轮机的调节保安及供油系统,华北电力大学 陈海平,二O一一年十月,2020/7/9,32,一、给水泵汽轮机的调节保安系统,调节系统 任务：根据锅炉给水调节的需求，通过改变给水泵汽轮机的转速来改变主给水泵的转速，使得给水泵的供水满足锅炉负荷之需求。 调节方式 液压调节系统：小机转速可在600-6000rpm内调整 数字式电液控制系统MEH：小机转速可在3000-6000rpm内调整,2020/7/9,33,液压调节系统,给水调节信号 4-20mA,P2=0.09-0.215MPa,P2=0.215-0.28MPa,转速反馈,2020/7/9,34,MEH调节原理图,2020/7/9,35,MEH控制系统图,2020/7/9,36,2、给水泵汽轮机的调节保安系统,超速保护和试验 正常超速保护： 当转速达到105%额定转速，即6300rpm，汽轮机脱