汽轮机及其辅助系统.ppt

1、汽輪機及其輔助系統,主要內容,一、概述 二、汽輪機本體 三、旁路系統 四、液壓油及DEH系統 五、潤滑油系統 六、軸封系統 七、汽機疏放水系統 八、凝汽器系統,一、概述,機組佈置方式： 室內縱向佈置，機組右擴建（從汽機房向鍋爐房看，機頭在右側），發電機朝向固定端。,負荷性質： 帶基本負荷並調峰運行,機組運行方式： 定一滑一定方式運行,1.主設備使用條件,機組運轉層標高13.7m,迴圈冷卻水： 設計溫度20 夏季最高溫度33,凝汽器背壓： 雙背壓為4.4/5.4kPa(a)/(平均背壓4.9kPa(a),1.主設備使用條件,迴圈冷卻水系統 供水方式為閉式迴圈,燃料 電廠燃煤設計煤種為山西黃陵、銅

2、川，及河南義馬煤與其它地方煤。,水源 我公司司電廠補給水源為城市中水和伊洛河水源地地下水，可充分保證電廠用水量的需要。,1.主設備使用條件,額定功率（銘牌功率TRL）下參數 額定功率 600MW 額定主汽門前壓力24.2 MPa（a） 額定主汽門前溫度538 額定再熱汽閥前溫度566 ,汽輪機型式： 本機組選用東方汽輪機廠提供的N600-24.2/538/566超臨界、一次中間再熱、三缸四排汽、單軸、雙背壓、凝汽式汽輪發電機組。,2.系統及設備描述,加熱器級數 8級 -3高4低1除氧 -第四級抽汽用於除氧器加熱、驅動給水泵汽輪機及廠用輔助蒸汽系統。驅動給水泵汽輪機的備用汽源採用冷再熱蒸汽。 給

3、水溫度（TRL工況）： -286.3 ,2.系統及設備描述,2.系統及設備描述,給水泵配置： 每台機組配備2台50汽動給水泵和一台35%啟動及備用電動給水泵,主蒸汽管道從過熱器出口集箱單管接出，在進入汽機前分成兩路，分別接至汽輪機左右側主汽門。,再熱蒸汽冷、熱段管道，均採用採用雙-單-雙連接方式，鍋爐和汽機的介面均為兩個。,2.系統及設備描述,二、汽輪機本體,1.汽缸,高、中、低壓缸均採用已有成熟運行業績的結構和材料。高壓內缸、噴嘴室及噴嘴、中壓內缸、導流環等部件選用在高溫下持久強度較高的材料 。,在每個低壓缸上半部設置的排汽隔膜閥（即低壓缸安全閥），爆破壓力值為34.3 kPa（g）。,低壓

4、缸與凝汽器采用不銹鋼彈性膨脹節連接，凝汽器與基礎採用剛性支撐的方式。,1.汽缸,汽輪機缸效率 汽輪機總內效率 92.04(包括壓損) % 高壓缸效率 86.41% 中壓缸效率 92.55% 低壓缸效率 92.97 %,通流級數 高壓缸 8級 中壓缸 6級 低壓缸 227級,1.汽缸,汽輪機轉子採用無中心孔整鍛轉子。,各個轉子的脆性轉變溫度（FATT）的數值： 高中壓轉子100，低壓轉子 -6.6。,汽輪機設計允許不揭缸進行轉子的動平衡。,2.轉子及葉片,由於蒸汽參數高且採用直流鍋爐，對汽輪機防止固體顆粒侵蝕（SPE）採用了調節級噴嘴滲硼塗層的方法。,末級葉片第一台採用鑲焊司太立合金，第二台採取

5、高頻淬火的措施防止水刷。,低壓末級及次末級葉片應具有可靠的抗應力腐蝕及抗水蝕措施，汽輪機設有足夠的除濕用的疏水口。,2.轉子及葉片,軸系臨界轉速值： 高中壓一階/二階1690/4000 r/min、 低壓A一階1724/4000 r/min、 低壓B一階1743/4000 r/min。,採用轉子接地裝置和汽缸接地裝置，防止發電機產生的軸電流、軸電壓對汽輪機軸的損傷。 末級葉片長度：1016 mm,2.轉子及葉片,主軸承是自對中心型水準中分軸承。,任何運行條件下，各軸承的回油溫度不超過65，每個軸承回油管上有觀察孔及溫度計插座。 運行中各軸承設計金屬溫度不超過90，但烏金材料允許在112以下長期

6、運行。,3.軸承,3.軸承,軸瓦參數及形式,4.盤車裝置,盤車裝置 電動盤車,盤車電動機容量/電壓 15/380 kW/V,盤車速度 1.5r/min,5.汽門與執行機構,配汽方式： 複合配汽（噴嘴調節節流調節） -主蒸汽管道位於汽輪機運行層下部，經過2個高壓主汽閥和4個高壓調節汽閥，分四路進入高壓缸。2個高壓主汽閥的出口與4個調節汽閥的進口對接焊成一體，4個高壓調節汽閥合用一個殼體。,5.汽門與執行機構,-4根高壓導汽管的一端與高壓調節閥出口焊接，另一端則採用法蘭、螺栓與高壓缸上4根進汽短管的垂直法蘭相連接。高壓缸上的4根進汽短管以鐘罩型結構與高壓外缸焊接在一起，它們與噴嘴室的短管採用插入式

7、連接。高壓缸共有4個噴嘴室（噴嘴組），對稱地佈置於高壓缸上下汽缸上。,5.汽門與執行機構,-再熱蒸汽經過位於高、中壓缸中部兩側的中壓主汽聯合調節汽閥（佈置在運轉層），進入中壓缸。中壓聯合汽閥的進口與熱段再熱蒸汽管道連接，出口通向中壓缸下部的進汽口，這種佈置方式能有效縮短中聯閥至中壓缸之間的管道長度，減少管道蒸汽容積，避免閥門快關後汽輪機的超速。,5.汽門與執行機構,-超臨界機組主蒸汽及再熱蒸汽壓力、溫度較高，產生的衝擊力大、應力大，所以要求閥門採用的材質要好，要求機組正常停機或緊急停機時，所有閥門都應迅速關閉，所有閥門開關靈活無卡澀，同時保證所有閥門關閉嚴密，以保證設備的安全。,5.汽門與執行

8、機構,本機組閥門採用經過實驗研究及實際驗證的高效低損，低噪音高穩定性的閥座閥蝶型線及合理的卸載防漏機構，減小各項損失。,6.汽機運行,雜訊水準85 dB(A),最高允許背壓值0.0253 MPa（a）,臨界轉速時軸振動最大值0.15 mm,軸頸振動兩個方向最大值0.05 mm,定壓、變壓負荷變化率35 %/min,變壓運行負荷範圍30%90%,在機組採用中壓缸啟動方式，中壓缸啟動時為防止過熱，在高壓缸排汽口出處設有通風閥（VV閥）與凝汽器相連，使高壓缸處於真空狀態以減少鼓風發熱。,6.汽機運行,機組甩去外部負荷時在額定轉速下空轉（即不帶廠用電）持續運行的時間為15分鐘。,汽輪機能在低壓缸排汽溫

9、度不高於79下長期運行。高壓缸排汽溫度：正常運行最高307，報警420，停機450；,6.汽機運行,低壓缸排汽溫度：正常運行最高52，報警80，停機121。,超速試驗時，汽輪機能在112額定轉速下作短期運行，這時任何部件都不超應力，各軸系振動也不超過報警值。,當自動主汽門突然脫扣關閉，發電機仍與電網並列時，發電機處於電動機運行狀態，汽輪機的允許執行時間為1分鐘（背壓低於19.7kPa(a)）。,6.汽機運行,當汽機負荷從100甩至零時，汽輪發電機組能自動降至同步轉速，並自動控制汽輪機的轉速，以防機組脫扣。,在可能的不正常環境條件下或凝汽器冷卻水系統發生故障（例如水溫升高、單循泵或凝汽器半邊運行

10、等），機組能在高背壓下運行，即背壓高到0.0186MPa（a）時安全運行。機組在額定負荷下運行時允許的最大背壓值為0.0197MP a（a）。,6.汽機運行,機組的允許負荷變化率為： 1）在50100TMCR負荷範圍內不小於5/每分鐘 2）在3050TMCR負荷範圍內不小於3/每分鐘 3）30額定負荷（THA）以下，不小於2/每分鐘 4）允許負荷階躍 10額定負荷（THA）,6.汽機運行,機組運行模式符合以下方式： （年利用小時數5500小時。）,6.汽機運行,熱耗率保證值 機組THA工況的保證熱耗率為： 7570kJ/kW.h,7.汽機運行,加熱器端差按下表（加熱器號按抽汽壓力由高至低排列）

11、,6.汽機運行,汽機啟動預熱蒸汽參數,主蒸汽壓力 min.0.6 MPa(g) 主蒸汽溫度 200270 主蒸汽流量 9000（260）kg/h 輔助汽壓力 min.0.6 MPa(g) 輔助蒸汽溫度 200270 輔助蒸汽流量 9000（260） kg/h 汽缸預熱最低溫度 150 轉子預熱最低溫度 150 輔助蒸汽壓力 0.81.3 MPa(g) 輔助蒸汽溫度 200270 ,6.汽機運行,7.汽機運行沖轉方式及參數,三、旁路系統,1.總的介紹,本機組選用德國HORA公司提供的高低壓串聯旁路系統,採用高、低壓二級串聯旁路系統。其中高旁容量為40%BMCR，高旁閥數量為1個，低旁容量總容量為

12、40%BMCR+高旁噴水量，低旁閥數量為2個。,2.旁路系統示意圖,3.系統及設備描述,基本規格和容量 型式：汽機高低壓兩級串聯旁路，低壓旁路為兩路 , 本期工程的裝機容量為2x600MW，每台機組配1套高壓旁路裝置，2套低壓旁路裝置。 容量：本工程旁路容量的選取僅考慮滿足機組啟動要求，不考慮滿足機組甩負荷要求。,3.系統及設備描述,用途： 改善機組的啟動性能 機組在各種工況下（冷態、溫態、熱態和極熱態）啟動時，投入旁路系統控制鍋爐蒸汽溫度使之與汽機汽缸金屬溫度較快地相匹配，從而縮短機組啟動時間和減少蒸汽向空排放，減少汽機迴圈壽命損耗，實現機組的最佳啟動。 回收工質，減少噪音。,3.系統及設備

13、描述,旁路噴水減溫水源 高壓旁路：取自高壓給水 水壓：最大33 MPa(g)，正常 30 MPa， 水溫：192.4 低壓旁路：取自凝結水 水壓：最大4 MPa(g)，正常 3.2MPa， 水溫：正常32.8 最高42.4 ,3.系統及設備描述,高、低壓旁路進出管道規格及材料如下：,低壓旁路：進口：ID43817 材料A335P91 出口：8207 材料Q235A,高壓旁路：進口：ID24141 材料 A335P91 出口：67916.5 材料 A672B70CL32,4.自動控制和聯鎖,當機組在啟動或運行中有下列情況之一發生時，低旁應能自動關閉。 凝汽器真空下降到設定值； 凝汽器溫度高於設定

14、值； 凝汽器熱井水位高於設定值； 低旁出口壓力或溫度高於設定值； 低旁減溫水的壓力低於設定值。,低壓旁路對凝汽器的安全保護功能,對於氣動旁路閥系統，當正在動作中的控制氣源突然失氣時，此時各閥應能自動關閉。,4.自動控制和聯鎖,9.旁路啟動曲線,旁路三級減溫減壓器,四、液壓油系統,1.總的介紹,主機液壓油系統採用磷酸酯抗燃油系統，由東方汽輪機廠供貨。,2.系統及設備描述,汽輪機控制用抗燃油系統,1）抗燃油系統包括油箱及附件、兩台100容量的交流供油泵、抗燃油再生裝置、兩台100容量的冷油器、蓄能器、油篩檢程式、油溫調節裝置等。,7）抗燃油系統的設計除滿足主汽輪機用油需要外，還滿足驅動給水泵汽輪機

15、的用油需要。,6）抗燃油冷卻器的冷卻水採用閉式迴圈冷卻水，冷卻水溫度按38設計。,2.系統及設備描述,數位電液控制系統（DEH）,DEH系統的可用率99.98%。,本廠DEH採用日立的HIACS5000M系統，操作員介面採用漢化。,2.系統及設備描述,汽機跳閘系統ETS,ETS採用日立公司專用的ETS設備。,2.系統及設備描述,汽機危急保安系統,汽輪機設有機械型式（飛環式）超速保護裝置，還有電子超速保護裝置。機械保安裝置動作值為額定轉速的110112。危急保安器在汽機機頭處設有主脫扣手柄，集控室設有汽機跳閘手動按鈕。,2.系統及設備描述,2.系統及設備描述,從危急保安器動作到主汽門和中壓聯合汽

16、閥完全關閉的時間小於0.3秒，各級抽汽逆止門的緊急關閉時間小於1秒。,3.技術資料,液壓油供油系統參數,3.技術資料,DEH性能指標 空轉轉速波動:1r/min 轉速控制範圍最高可達3600r/min。 負荷控制精度3MW 負荷控制範圍 0690MW。 控制系統不靈敏度:0.06。 速度不等率4.5 35手動連續離線可調。 甩全負荷時,最大超速7,可維持空轉。 控制系統可用率99.98。,汽機ETS至少有下列跳閘保護條件：,4）機組軸向位移大保護。（三取二）。,3）凝汽器真空低保護（至少應設三個進口邏輯開關）。,2）機組超速保護（至少應有三個獨立於其它系統且來自現場的轉速信號）。,1）手動停機

17、（雙按鈕控制）。,4.自動控制和聯鎖說明,5）軸承潤滑油壓力低保護（至少應設三個進口邏輯開關）。,10）汽機、發電機製造廠要求的其他保護專案。,9）MFT。,8）DEH保護跳機。,7）發電機故障保護。,6）汽機抗燃油壓低保護（至少應設三個進口邏輯開關）。,4.自動控制和聯鎖說明,五、潤滑油系統,1.總的介紹,潤滑油系統設有可靠的主供油設備及輔助供油設備，在啟動、停機、正常運行和事故工況下，提供各個軸承的油量、油壓、回油溫度等數值，滿足汽輪機、發電機所有軸承的要求。給水泵汽輪機的潤滑油系統和主汽輪機的潤滑油系統分開，各自設有單獨的潤滑油系統。,2.系統及設備描述,汽輪機潤滑油系統,潤滑油系統包括

18、主油箱、主油泵、交流潤滑油泵、直流事故油泵、頂軸油泵、2台100容量的冷油器等。該系統還可以作為發電機密封油的輔助供油系統。,2.系統及設備描述,主油箱上設置二台全容量用交流電動機驅動的抽油煙機和油煙分離器等。當油箱油溫低於10，油不能迴圈時，投入電加熱器加熱溫度到40，提供電加熱器及溫控設備。汽輪機潤滑油系統考慮配有氫冷汽輪發電機的油系統排氫設施的回油。,油箱容量的大小，保證當廠用交流電失電的同時冷油器斷冷卻水的情況下停機時，仍能保證機組安全惰走，此時，潤滑油箱中的油溫不超過75，並保證安全的迴圈倍率。,2.系統及設備描述,頂軸系統,頂軸油系統設置安全閥以防超壓。,頂軸油泵設置入口油壓低的閉

19、鎖裝置和濾網，以保證頂軸油泵不受損壞。,頂軸系統的設計，能向每個軸承（包括發電機軸承）注入高壓潤滑油，以承受轉子的重量。在機組盤車時或跳閘後都能順利投入運行。頂軸系統設計成母管制系統。,2.系統及設備描述,頂軸油泵為3台高壓容積泵（所配電機為防爆型），其中一台備用，向汽輪機及發電機軸承供油。保證可靠地運行並防止漏油。,3.技術資料,主機潤滑油採用#32透平油、油質標準為GB11120-89,組合型式集裝油箱容量38 m3,軸承油壓0.176 Mpa（g）,軸承油迴圈倍率10.8,油系統需油量 30660 m3,潤滑油供油系統參數,3.技術資料,電加熱器 電壓AC380 V, 功率7x15 Kw

20、,板式冷油器 瑞典ALFA LAVAL/丹麥SWPE/日本HISAKA WORKS 數量1+1台 冷卻面積344.4 M2 冷卻水入口設計溫度38 出口油溫45 冷卻水流量510 m3/h 油量371 m3/h 管阻（無數據） Mpa（g）,3.技術資料,板式冷油器（續） 設計壓力： 水側0.69 Mpa（g） 油側0.49 Mpa（g） 設計溫度： 管側80 殼側80 材料： 冷卻板不銹鋼 水室20g 殼體20g,3.技術資料,輔助油泵 交流啟動泵（MSP） 型式離心式 數量1台 容量378 m3/h 出口壓力0.2 Mpa 轉速1500 r/min 電動機 型式1.1YB225M-4 容量

21、45 Kw 電壓AC380 V,交流輔助油泵（TOP） 型式離心式 數量1台 容量281.1 m3/h 出口壓力0.3 Mpa 轉速3000 r/min 電動機 型式1.2YB250M-2 容量55Kw 電壓AC380 V,直流事故油泵 型式離心式 數量1台 容量229.2 m3/h 出口壓力0.28 Mpa轉速1750 r/min 電動機 型式Z2-82 容量37 Kw 電壓DC220V 轉速1750 r/min,3.技術資料,六、軸封系統,軸封供汽系統,2）設一台100容量的軸封蒸汽冷卻器。軸封蒸汽冷卻器按凝結水泵出口全壓力設計。軸封冷卻器的管材選用不銹鋼。,1）軸封汽系統的壓力和溫度應是

22、自動控制的自密封系統，該系統還能向給水泵汽輪機供軸封汽，軸封系統的備用汽源為冷再、輔汽及主汽。該系統設有軸封壓力自動調整裝置、溢流泄壓裝置和軸封抽氣裝置。,1.系統及設備描述,軸封排氣風機 型式： 離心式 數量： 11台 容量： 2000 m3/h 排汽壓力： 3 kPa（g） 轉速： 2920 r/min 材料： 殼體： Q235-B 軸： 45 葉輪： 0Cr18Ni9 電動機 型式： Y160M1-2 容量： 15 Kw 電壓： AC380 V 轉速： 2920 r/min,2.技術資料,汽封蒸汽冷卻器,2.技術資料,汽封蒸汽冷卻器（續）,2.技術資料,七、汽機疏放水系統,1.系統及設備

23、描述,汽輪機疏水、排汽系統,3）在失去壓縮空氣氣源時，所有氣動疏水閥門自動打開。,2）疏水和排汽系統為全自動，並能遠方手動。,1）疏水系統的設計能排出所有設備包括管道和閥門內的凝結水。使備用設備、管道、閥門保持在運行溫度狀態。,c）汽室和高壓缸進口噴咀間的主蒸汽管道疏水。,b）主汽輪機和給水泵汽輪機的主汽門上下閥座的疏水。,a）收集和凝結所有軸封和閥杆漏汽的疏水。,1.系統及設備描述,d）中壓聯合閥門，各抽汽管道上逆止門的疏水。,h）凝汽器附近疏水集箱上試驗用連接件。,g）主蒸汽、再熱蒸汽、各級抽汽及本體管道上低位點疏水。,f）給水泵汽輪機的疏水。,e）排汽裝置閥門的漏汽。,1.系統及設備描述

24、,2.自動控制和聯鎖說明,汽機防進水控制,在某些重要的蒸汽管道（如再熱冷段管）的上、下方設置熱電偶，以便根據該管道上、下溫差來檢測管道內是否積水，同時發出報警信號，以及運行人員儘早發現並及時採取措施。,在各主要蒸汽管道的疏水口設置疏水袋,在再熱冷段管低位疏水點增設疏水袋並設二個水位感測器用於自動動力驅動閥門和在主控室內報警。,汽封系統噴水減溫器後設連續疏水，並應能排出噴水減溫器全開時噴入的全部水量。,增設減溫水控制閥和關斷閥，並與機組運行聯鎖，在啟動、停機、甩負荷時自動噴水，正常運行和停機狀態下自動關斷。,2.自動控制和聯鎖說明,汽機疏水閥運行建議說明如下：,在運行中，當蒸汽管道上、下溫差急驟增大時，應及時作出進水的判斷，並採取相應措施，隔斷水源。,2.自動控制和聯鎖說明,汽輪機疏水系統應通過控制系統實現自動控制疏水，在機組啟動之前開啟全部疏水閥，當機組負荷到額定負荷的10%時，自動關閉