汽轮机及其辅助系统.ppt

1、汽轮机及其辅助系统,主要内容,一、概述 二、汽轮机本体 三、旁路系统 四、液压油及DEH系统 五、润滑油系统 六、轴封系统 七、汽机疏放水系统 八、凝汽器系统,一、概述,机组布置方式： 室内纵向布置，机组右扩建（从汽机房向锅炉房看，机头在右侧），发电机朝向固定端。,负荷性质： 带基本负荷并调峰运行,机组运行方式： 定一滑一定方式运行,1.主设备使用条件,机组运转层标高13.7m,循环冷却水： 设计温度20 夏季最高温度33,凝汽器背压： 双背压为4.4/5.4kPa(a)/(平均背压4.9kPa(a),1.主设备使用条件,循环冷却水系统 供水方式为闭式循环,燃料 电厂燃煤设计煤种为山西黄陵、铜

2、川，及河南义马煤与其它地方煤。,水源 我公司司电厂补给水源为城市中水和伊洛河水源地地下水，可充分保证电厂用水量的需要。,1.主设备使用条件,额定功率（铭牌功率TRL）下参数 额定功率 600MW 额定主汽门前压力24.2 MPa（a） 额定主汽门前温度538 额定再热汽阀前温度566 ,汽轮机型式： 本机组选用东方汽轮机厂提供的N600-24.2/538/566超临界、一次中间再热、三缸四排汽、单轴、双背压、凝汽式汽轮发电机组。,2.系统及设备描述,加热器级数 8级 -3高4低1除氧 -第四级抽汽用于除氧器加热、驱动给水泵汽轮机及厂用辅助蒸汽系统。驱动给水泵汽轮机的备用汽源采用冷再热蒸汽。 给

3、水温度（TRL工况）： -286.3 ,2.系统及设备描述,2.系统及设备描述,给水泵配置： 每台机组配备2台50汽动给水泵和一台35%启动及备用电动给水泵,主蒸汽管道从过热器出口集箱单管接出，在进入汽机前分成两路，分别接至汽轮机左右侧主汽门。,再热蒸汽冷、热段管道，均采用采用双-单-双连接方式，锅炉和汽机的接口均为两个。,2.系统及设备描述,二、汽轮机本体,1.汽缸,高、中、低压缸均采用已有成熟运行业绩的结构和材料。高压内缸、喷嘴室及喷嘴、中压内缸、导流环等部件选用在高温下持久强度较高的材料 。,在每个低压缸上半部设置的排汽隔膜阀（即低压缸安全阀），爆破压力值为34.3 kPa（g）。,低压

4、缸与凝汽器采用不锈钢弹性膨胀节连接，凝汽器与基础采用刚性支撑的方式。,1.汽缸,汽轮机缸效率 汽轮机总内效率 92.04(包括压损) % 高压缸效率 86.41% 中压缸效率 92.55% 低压缸效率 92.97 %,通流级数 高压缸 8级 中压缸 6级 低压缸 227级,1.汽缸,汽轮机转子采用无中心孔整锻转子。,各个转子的脆性转变温度（FATT）的数值： 高中压转子100，低压转子 -6.6。,汽轮机设计允许不揭缸进行转子的动平衡。,2.转子及叶片,由于蒸汽参数高且采用直流锅炉，对汽轮机防止固体颗粒侵蚀（SPE）采用了调节级喷嘴渗硼涂层的方法。,末级叶片第一台采用镶焊司太立合金，第二台采取

5、高频淬火的措施防止水刷。,低压末级及次末级叶片应具有可靠的抗应力腐蚀及抗水蚀措施，汽轮机设有足够的除湿用的疏水口。,2.转子及叶片,轴系临界转速值： 高中压一阶/二阶1690/4000 r/min、 低压A一阶1724/4000 r/min、 低压B一阶1743/4000 r/min。,采用转子接地装置和汽缸接地装置，防止发电机产生的轴电流、轴电压对汽轮机轴的损伤。 末级叶片长度：1016 mm,2.转子及叶片,主轴承是自对中心型水平中分轴承。,任何运行条件下，各轴承的回油温度不超过65，每个轴承回油管上有观察孔及温度计插座。 运行中各轴承设计金属温度不超过90，但乌金材料允许在112以下长期

6、运行。,3.轴承,3.轴承,轴瓦参数及形式,4.盘车装置,盘车装置 电动盘车,盘车电动机容量/电压 15/380 kW/V,盘车速度 1.5r/min,5.汽门与执行机构,配汽方式： 复合配汽（喷嘴调节节流调节） -主蒸汽管道位于汽轮机运行层下部，经过2个高压主汽阀和4个高压调节汽阀，分四路进入高压缸。2个高压主汽阀的出口与4个调节汽阀的进口对接焊成一体，4个高压调节汽阀合用一个壳体。,5.汽门与执行机构,-4根高压导汽管的一端与高压调节阀出口焊接，另一端则采用法兰、螺栓与高压缸上4根进汽短管的垂直法兰相连接。高压缸上的4根进汽短管以钟罩型结构与高压外缸焊接在一起，它们与喷嘴室的短管采用插入式

7、连接。高压缸共有4个喷嘴室（喷嘴组），对称地布置于高压缸上下汽缸上。,5.汽门与执行机构,-再热蒸汽经过位于高、中压缸中部两侧的中压主汽联合调节汽阀（布置在运转层），进入中压缸。中压联合汽阀的进口与热段再热蒸汽管道连接，出口通向中压缸下部的进汽口，这种布置方式能有效缩短中联阀至中压缸之间的管道长度，减少管道蒸汽容积，避免阀门快关后汽轮机的超速。,5.汽门与执行机构,-超临界机组主蒸汽及再热蒸汽压力、温度较高，产生的冲击力大、应力大，所以要求阀门采用的材质要好，要求机组正常停机或紧急停机时，所有阀门都应迅速关闭，所有阀门开关灵活无卡涩，同时保证所有阀门关闭严密，以保证设备的安全。,5.汽门与执行

8、机构,本机组阀门采用经过实验研究及实际验证的高效低损，低噪音高稳定性的阀座阀蝶型线及合理的卸载防漏机构，减小各项损失。,6.汽机运行,噪声水平85 dB(A),最高允许背压值0.0253 MPa（a）,临界转速时轴振动最大值0.15 mm,轴颈振动两个方向最大值0.05 mm,定压、变压负荷变化率35 %/min,变压运行负荷范围30%90%,在机组采用中压缸启动方式，中压缸启动时为防止过热，在高压缸排汽口出处设有通风阀（VV阀）与凝汽器相连，使高压缸处于真空状态以减少鼓风发热。,6.汽机运行,机组甩去外部负荷时在额定转速下空转（即不带厂用电）持续运行的时间为15分钟。,汽轮机能在低压缸排汽温

9、度不高于79下长期运行。高压缸排汽温度：正常运行最高307，报警420，停机450；,6.汽机运行,低压缸排汽温度：正常运行最高52，报警80，停机121。,超速试验时，汽轮机能在112额定转速下作短期运行，这时任何部件都不超应力，各轴系振动也不超过报警值。,当自动主汽门突然脱扣关闭，发电机仍与电网并列时，发电机处于电动机运行状态，汽轮机的允许运行时间为1分钟（背压低于19.7kPa(a)）。,6.汽机运行,当汽机负荷从100甩至零时，汽轮发电机组能自动降至同步转速，并自动控制汽轮机的转速，以防机组脱扣。,在可能的不正常环境条件下或凝汽器冷却水系统发生故障（例如水温升高、单循泵或凝汽器半边运行

10、等），机组能在高背压下运行，即背压高到0.0186MPa（a）时安全运行。机组在额定负荷下运行时允许的最大背压值为0.0197MP a（a）。,6.汽机运行,机组的允许负荷变化率为： 1）在50100TMCR负荷范围内不小于5/每分钟 2）在3050TMCR负荷范围内不小于3/每分钟 3）30额定负荷（THA）以下，不小于2/每分钟 4）允许负荷阶跃 10额定负荷（THA）,6.汽机运行,机组运行模式符合以下方式： （年利用小时数5500小时。）,6.汽机运行,热耗率保证值 机组THA工况的保证热耗率为： 7570kJ/kW.h,7.汽机运行,加热器端差按下表（加热器号按抽汽压力由高至低排列）

11、,6.汽机运行,汽机启动预热蒸汽参数,主蒸汽压力 min.0.6 MPa(g) 主蒸汽温度 200270 主蒸汽流量 9000（260）kg/h 辅助汽压力 min.0.6 MPa(g) 辅助蒸汽温度 200270 辅助蒸汽流量 9000（260） kg/h 汽缸预热最低温度 150 转子预热最低温度 150 辅助蒸汽压力 0.81.3 MPa(g) 辅助蒸汽温度 200270 ,6.汽机运行,7.汽机运行冲转方式及参数,三、旁路系统,1.总的介绍,本机组选用德国HORA公司提供的高低压串联旁路系统,采用高、低压二级串联旁路系统。其中高旁容量为40%BMCR，高旁阀数量为1个，低旁容量总容量为

12、40%BMCR+高旁喷水量，低旁阀数量为2个。,2.旁路系统示意图,3.系统及设备描述,基本规格和容量 型式：汽机高低压两级串联旁路，低压旁路为两路 , 本期工程的装机容量为2x600MW，每台机组配1套高压旁路装置，2套低压旁路装置。 容量：本工程旁路容量的选取仅考虑满足机组启动要求，不考虑满足机组甩负荷要求。,3.系统及设备描述,用途： 改善机组的启动性能 机组在各种工况下（冷态、温态、热态和极热态）启动时，投入旁路系统控制锅炉蒸汽温度使之与汽机汽缸金属温度较快地相匹配，从而缩短机组启动时间和减少蒸汽向空排放，减少汽机循环寿命损耗，实现机组的最佳启动。 回收工质，减少噪音。,3.系统及设备

13、描述,旁路喷水减温水源 高压旁路：取自高压给水 水压：最大33 MPa(g)，正常 30 MPa， 水温：192.4 低压旁路：取自凝结水 水压：最大4 MPa(g)，正常 3.2MPa， 水温：正常32.8 最高42.4 ,3.系统及设备描述,高、低压旁路进出管道规格及材料如下：,低压旁路：进口：ID43817 材料A335P91 出口：8207 材料Q235A,高压旁路：进口：ID24141 材料 A335P91 出口：67916.5 材料 A672B70CL32,4.自动控制和联锁,当机组在启动或运行中有下列情况之一发生时，低旁应能自动关闭。 凝汽器真空下降到设定值； 凝汽器温度高于设定

14、值； 凝汽器热井水位高于设定值； 低旁出口压力或温度高于设定值； 低旁减温水的压力低于设定值。,低压旁路对凝汽器的安全保护功能,对于气动旁路阀系统，当正在动作中的控制气源突然失气时，此时各阀应能自动关闭。,4.自动控制和联锁,9.旁路启动曲线,旁路三级减温减压器,四、液压油系统,1.总的介绍,主机液压油系统采用磷酸酯抗燃油系统，由东方汽轮机厂供货。,2.系统及设备描述,汽轮机控制用抗燃油系统,1）抗燃油系统包括油箱及附件、两台100容量的交流供油泵、抗燃油再生装置、两台100容量的冷油器、蓄能器、油过滤器、油温调节装置等。,7）抗燃油系统的设计除满足主汽轮机用油需要外，还满足驱动给水泵汽轮机的

15、用油需要。,6）抗燃油冷却器的冷却水采用闭式循环冷却水，冷却水温度按38设计。,2.系统及设备描述,数字电液控制系统（DEH）,DEH系统的可用率99.98%。,本厂DEH采用日立的HIACS5000M系统，操作员界面采用汉化。,2.系统及设备描述,汽机跳闸系统ETS,ETS采用日立公司专用的ETS设备。,2.系统及设备描述,汽机危急保安系统,汽轮机设有机械型式（飞环式）超速保护装置，还有电子超速保护装置。机械保安装置动作值为额定转速的110112。危急保安器在汽机机头处设有主脱扣手柄，集控室设有汽机跳闸手动按钮。,2.系统及设备描述,2.系统及设备描述,从危急保安器动作到主汽门和中压联合汽阀

16、完全关闭的时间小于0.3秒，各级抽汽逆止门的紧急关闭时间小于1秒。,3.技术数据,液压油供油系统参数,3.技术数据,DEH性能指标 空转转速波动:1r/min 转速控制范围最高可达3600r/min。 负荷控制精度3MW 负荷控制范围 0690MW。 控制系统不灵敏度:0.06。 速度不等率4.5 35手动连续离线可调。 甩全负荷时,最大超速7,可维持空转。 控制系统可用率99.98。,汽机ETS至少有下列跳闸保护条件：,4）机组轴向位移大保护。（三取二）。,3）凝汽器真空低保护（至少应设三个进口逻辑开关）。,2）机组超速保护（至少应有三个独立于其它系统且来自现场的转速信号）。,1）手动停机（

17、双按钮控制）。,4.自动控制和联锁说明,5）轴承润滑油压力低保护（至少应设三个进口逻辑开关）。,10）汽机、发电机制造厂要求的其他保护项目。,9）MFT。,8）DEH保护跳机。,7）发电机故障保护。,6）汽机抗燃油压低保护（至少应设三个进口逻辑开关）。,4.自动控制和联锁说明,五、润滑油系统,1.总的介绍,润滑油系统设有可靠的主供油设备及辅助供油设备，在启动、停机、正常运行和事故工况下，提供各个轴承的油量、油压、回油温度等数值，满足汽轮机、发电机所有轴承的要求。给水泵汽轮机的润滑油系统和主汽轮机的润滑油系统分开，各自设有单独的润滑油系统。,2.系统及设备描述,汽轮机润滑油系统,润滑油系统包括主

18、油箱、主油泵、交流润滑油泵、直流事故油泵、顶轴油泵、2台100容量的冷油器等。该系统还可以作为发电机密封油的辅助供油系统。,2.系统及设备描述,主油箱上设置二台全容量用交流电动机驱动的抽油烟机和油烟分离器等。当油箱油温低于10，油不能循环时，投入电加热器加热温度到40，提供电加热器及温控设备。汽轮机润滑油系统考虑配有氢冷汽轮发电机的油系统排氢设施的回油。,油箱容量的大小，保证当厂用交流电失电的同时冷油器断冷却水的情况下停机时，仍能保证机组安全惰走，此时，润滑油箱中的油温不超过75，并保证安全的循环倍率。,2.系统及设备描述,顶轴系统,顶轴油系统设置安全阀以防超压。,顶轴油泵设置入口油压低的闭锁

19、装置和滤网，以保证顶轴油泵不受损坏。,顶轴系统的设计，能向每个轴承（包括发电机轴承）注入高压润滑油，以承受转子的重量。在机组盘车时或跳闸后都能顺利投入运行。顶轴系统设计成母管制系统。,2.系统及设备描述,顶轴油泵为3台高压容积泵（所配电机为防爆型），其中一台备用，向汽轮机及发电机轴承供油。保证可靠地运行并防止漏油。,3.技术数据,主机润滑油采用#32透平油、油质标准为GB11120-89,组合型式集装油箱容量38 m3,轴承油压0.176 Mpa（g）,轴承油循环倍率10.8,油系统需油量 30660 m3,润滑油供油系统参数,3.技术数据,电加热器 电压AC380 V, 功率7x15 Kw,

20、板式冷油器 瑞典ALFA LAVAL/丹麦SWPE/日本HISAKA WORKS 数量1+1台 冷却面积344.4 M2 冷却水入口设计温度38 出口油温45 冷却水流量510 m3/h 油量371 m3/h 管阻（无数据） Mpa（g）,3.技术数据,板式冷油器（续） 设计压力： 水侧0.69 Mpa（g） 油侧0.49 Mpa（g） 设计温度： 管侧80 壳侧80 材料： 冷却板不锈钢 水室20g 壳体20g,3.技术数据,辅助油泵 交流启动泵（MSP） 型式离心式 数量1台 容量378 m3/h 出口压力0.2 Mpa 转速1500 r/min 电动机 型式1.1YB225M-4 容量4

21、5 Kw 电压AC380 V,交流辅助油泵（TOP） 型式离心式 数量1台 容量281.1 m3/h 出口压力0.3 Mpa 转速3000 r/min 电动机 型式1.2YB250M-2 容量55Kw 电压AC380 V,直流事故油泵 型式离心式 数量1台 容量229.2 m3/h 出口压力0.28 Mpa转速1750 r/min 电动机 型式Z2-82 容量37 Kw 电压DC220V 转速1750 r/min,3.技术数据,六、轴封系统,轴封供汽系统,2）设一台100容量的轴封蒸汽冷却器。轴封蒸汽冷却器按凝结水泵出口全压力设计。轴封冷却器的管材选用不锈钢。,1）轴封汽系统的压力和温度应是自

22、动控制的自密封系统，该系统还能向给水泵汽轮机供轴封汽，轴封系统的备用汽源为冷再、辅汽及主汽。该系统设有轴封压力自动调整装置、溢流泄压装置和轴封抽气装置。,1.系统及设备描述,轴封排气风机 型式： 离心式 数量： 11台 容量： 2000 m3/h 排汽压力： 3 kPa（g） 转速： 2920 r/min 材料： 壳体： Q235-B 轴： 45 叶轮： 0Cr18Ni9 电动机 型式： Y160M1-2 容量： 15 Kw 电压： AC380 V 转速： 2920 r/min,2.技术数据,汽封蒸汽冷却器,2.技术数据,汽封蒸汽冷却器（续）,2.技术数据,七、汽机疏放水系统,1.系统及设备描

23、述,汽轮机疏水、排汽系统,3）在失去压缩空气气源时，所有气动疏水阀门自动打开。,2）疏水和排汽系统为全自动，并能远方手动。,1）疏水系统的设计能排出所有设备包括管道和阀门内的凝结水。使备用设备、管道、阀门保持在运行温度状态。,c）汽室和高压缸进口喷咀间的主蒸汽管道疏水。,b）主汽轮机和给水泵汽轮机的主汽门上下阀座的疏水。,a）收集和凝结所有轴封和阀杆漏汽的疏水。,1.系统及设备描述,d）中压联合阀门，各抽汽管道上逆止门的疏水。,h）凝汽器附近疏水集箱上试验用连接件。,g）主蒸汽、再热蒸汽、各级抽汽及本体管道上低位点疏水。,f）给水泵汽轮机的疏水。,e）排汽装置阀门的漏汽。,1.系统及设备描述,

24、2.自动控制和联锁说明,汽机防进水控制,在某些重要的蒸汽管道（如再热冷段管）的上、下方设置热电偶，以便根据该管道上、下温差来检测管道内是否积水，同时发出报警信号，以及运行人员尽早发现并及时采取措施。,在各主要蒸汽管道的疏水口设置疏水袋,在再热冷段管低位疏水点增设疏水袋并设二个水位传感器用于自动动力驱动阀门和在主控室内报警。,汽封系统喷水减温器后设连续疏水，并应能排出喷水减温器全开时喷入的全部水量。,增设减温水控制阀和关断阀，并与机组运行联锁，在启动、停机、甩负荷时自动喷水，正常运行和停机状态下自动关断。,2.自动控制和联锁说明,汽机疏水阀运行建议说明如下：,在运行中，当蒸汽管道上、下温差急骤增大时，应及时作出进水的判断，并采取相应措施，隔断水源。,2.自动控制和联锁说明,汽轮机疏水系统应通过控制系统实现自动控制疏水，在机组启动之前开启全部疏水阀，当机组负荷到额定负荷的10%时，自动关闭高