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-1-第一章汽轮机本体汽轮机是以水蒸气为工质,将蒸汽的热能转变为机械能的一种高速旋转式原动机。与其他类型的原动机相比,它具有单机功率大、效率高、运转平稳、单位功率制造成本低和使用寿命长等一系列优点,它不仅是现代火电厂和核电站中普遍采用的发动机,而且还广泛用于冶金、化工、船运等部门用来直接拖动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。在现代火电厂和核电站中,汽轮机是用来驱动发电机生产电能的,故汽轮机和发电机合称为汽轮发电机组,全世界发电总量的80%左右是由汽轮发电机组发出的。除用于驱动发电机外,汽轮机还经常用来驱动泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等,所以汽轮机是现代化国家中重要的动力机械设备。汽轮机设备是火电厂的三大主要设备之一,汽轮机设备包括汽轮机本体、调节保安及供油系统和辅助设备等。第一节概述KN300—16.7/537/537型300MW中间再热空冷凝汽式汽轮机为亚临界、单轴、中间再热、双缸双排汽、空冷凝汽式汽轮机。采用数字电液调节系统(即DEH),操作简便,运行安全可靠。高中压部分采用合缸反流结构,低压部分采用双流反向结构。主蒸汽从锅炉经1根主蒸汽管到汽机房后通过Y型异径斜插三通分别到达汽轮机两侧的主汽阀和调节汽阀。并由6根挠性导汽管进入设置在高压外缸的喷嘴室。6根导汽管对称地接到高中压外缸上、下半各3个进汽管接口。高压缸部分由1级单列调节级(冲动式)和11级(反动式)所组成。主蒸汽经过布置在高中压缸两侧的2个主汽阀和6调节汽阀从位于高中压缸中部的上下各3个进汽口进入喷嘴室和调节级,然后再流经高压缸各级。高压部分蒸汽由高压第七级后的向上的1段抽汽口抽汽至#1高压加热器。高压缸排汽从下部排出经再热冷段蒸汽管回到锅炉再热器。其中部分蒸汽由2段抽汽口抽汽至#2高压加热器。从锅炉再热器出来的再热蒸汽经由再热热段蒸汽管到达汽轮机两侧的再热主汽阀与再热调节汽阀,并从下部两侧进入中压缸。中压缸全部采用反动式压力级,分成2部分,共为9级,其中中压第1至5级静叶装于中压#1静叶持环上,中压第6至9级静叶装于中压#2静叶持环上。中压#1静叶持环装于中压内缸上,中压#2静叶持环装于高中压外缸上。中压缸第5级后出来的一部分蒸汽,经过高中压外缸下半的3段抽汽口抽汽至#3高压加热器。中压缸向上排汽经1根中低压连通管导入低压缸中部。同时,中压缸排汽的下部有一个抽汽口,通过这个抽汽口将一部分蒸汽抽至除氧器及厂用汽。低压缸采用双流反动式压力级,共2×7级。蒸汽从低压缸中部进入,然后分别流向两端排汽口进入下部排汽装置。因对称双流,故低压转子的轴向推力基本平衡,对转子上产生的轴向推力几乎为零。末级叶片长为665㎜。在低压缸调阀端的第1、3、5级和低压缸电机端的第1、3、5级后分别设有完全对称的抽汽口,抽汽至低压加热器。其中,第1级后的5段抽汽口抽至#5低压加热器,第3级后的6段抽汽口抽至#6低压加热器,第5级后的7段抽汽口抽至#7低压加热器。低压缸的排汽分别流向两端的排汽口排入直接空冷汽轮机的排汽装置。汽机-2-本体及各加热器的疏水也流入此排汽装置。此排汽装置与低压缸用不锈钢补偿节连接,以吸收低压缸与排汽装置横向及纵向热膨胀。从排汽装置引出一条直径为DN6000mm的排汽主管道,管外壁设加固环的焊接钢管。排汽主管道水平穿过汽机房至A列外,分为两条水平管,从水平管上接出6条上升支管,垂直上升,上升至空冷凝汽器顶部,每台机的空冷凝汽器布置在散热器平台之上,平台标高为42m,24个空冷凝汽器冷却单元分为6组,垂直A列布置,每组有4个单元空冷凝汽器,其中3个为顺流,1个为逆流,逆流空冷凝汽器放置在单元中部,24台冷却风机设置在每个冷却单元下部。抽真空管道接自每组冷却器的逆流冷却单元的上部,运行中通过水环真空泵不断地把空冷凝汽器中的空气和不凝结气体抽出,保持系统真空。凝结水经空冷凝汽器下部的各单元凝结水管汇集至主凝结水竖直总管,经内置于排汽装置中的小除氧器除氧后接至排汽装置下的凝结水箱。24台冷却风机为调频风机,根据环境温度的高低,通过自动装置调节风机转速而保证机组安全连续运行。凝结水采用二级反渗透精处理装置,设置二台100%容量凝结水泵互为备用。为了汇集空冷凝汽器中的凝结水,系统中设有一个凝结水箱。凝结水箱的容积按接纳各种启动疏水和溢流疏放水来考虑。凝结水自凝结水箱出口,经凝结水泵进入凝结水精处理装置,经100%处理后再经一台轴封加热器,三台低压加热器进入无头除氧器,轴封加热器及三台低压加热器的凝结水管道均有旁路,以避免有个别低压加热器因故停运时,过多影响进入除氧器的凝结水温度。由于采用直接空冷机组,其运行背压高,为保证汽轮机有足够的新蒸汽供应,采用3×50%容量电动给水泵的方案,正常运行时二台运行,一台备用,备用电泵采用双电源控制,给水经给水泵升压后经过3台高压加热器加热后,进入锅炉产生蒸汽来冲转汽轮机,高压加热器设置为大旁路,当高压加热器解列后机组功率仍可达到300MW。机组配有35%容量的两级串联旁路系统,其控制在DCS中执行。本机的辅机冷却水采用辅机冷却机力通风塔冷却,设有3台辅机冷却水泵,补充水来自工业泵房。主机润滑油系统使用主轴传动的主油泵及电动机带动的辅助油泵供油。主轴传动的主油泵装在前轴承箱内,当汽轮机接近或达到额定转速时,与油箱内的注油器配合供油,当润滑油压下降到规定值时,电动机带动的交流辅助油泵接替工作,当交流电源中断或油泵故障时,直流电动机带动的辅助油泵就作为紧急备用泵投入运行。采用3台顶轴油泵,供3、4、5、6号轴承。润滑油系统的大多数管道采用套装油管。油管外层为保护套管,兼作回油管,套管内是一根或多根小口经管子。本机组的控制油采用高压抗燃油,系统中不设循环泵及再生泵,汽轮机的调节控制采用数字式电液调节系统DEH。DEH能对机组的转速(包括起动、升速、甩负荷)和功率进行连续调节,并能满足机组协调控制系统对汽轮机的要求。DEH具有一系列安全保护功能,如超速(达到110%额定转速),推力轴承磨损,凝汽器真空低,轴承油压低,EH油压低时均可自动停机;机组转速达到103%时还能短时关闭高、中压调汽门,即超速保护(OPC)。本机组具有较完善的汽轮机监视仪表系统(TSI),这些仪表可供在起动、运行和停机阶段进行监视,其输出可以显示或记录,监视项目包括:汽缸绝对膨胀、-3-胀差、转子轴向位移,转子偏心,振动振幅及相位角,转速和零转速等。本汽轮机属于反动式汽轮机,故各级之轴向推力较大。为了减小轴向推力,除了在通流部分设计中采用反向流动及双流布置之外,还在转子结构上采用了平衡活塞及汽封,从而大大减小了轴向推力,而剩余的轴向推力则由推力轴承来承担。推力轴承设于前轴承座内,在推力轴承处形成转子的相对死点。在低压汽封电机端轴承箱处装有胀差指示器,监视机组胀差状态。高中压及低压部分均为内外缸结构。汽轮机静子死点位于距离低压缸排汽中心线600㎜并朝向调阀端的一点。低压缸的底脚自由地放在低压缸基础台板上,通过纵销和横销,保证其在各个方向的自由膨胀。高中压缸的前轴承座则自由地安放在前轴承座基础台板上。籍前轴承座与台板之间的导键,使前轴承座只能在台板上沿汽轮机纵向中心线滑动。前轴承座两侧共2只压板将前轴承座压住以防止跳动。高中压外缸两端有“H”形定中心梁,通过它与前轴承座和低压外缸(调阀端)轴承箱连接,在汽缸热胀时起推拉作用。同时又保证了汽缸与轴系的中心不变。高中压外缸的下缸有4个猫爪支撑在前轴承座和低压缸(调阀端)的轴承箱垫块上。猫爪为悬挂式结构,支承面与汽缸中分面在同一平面上,从而避免因猫爪热胀引起的汽缸走中。高中压转子的1、2号轴承和低压转子的3、4号轴承采用可倾瓦式,它具有良好的稳定性,可避免油膜振荡引起的轴承损坏。推力轴承采用自位式,它能自动调整推力瓦块负荷,稳定性好。此外,通过推力轴承壳体的定位机构,可测量并调整推力轴承的间隙。高中压转子与低压转子之间采用刚性联轴器连接。两个联轴器间装有垫片,安装时可调整转子的轴向位置。低压转子与发电机转子之间也采用刚性联轴器连接。在低压转子电机端装有盘车用大齿轮。该齿轮同时也作为联轴器垫片调整汽轮机转子与发电机转子的轴向位置。盘车装置在启动时可自动脱开,同时可手动或自动投入进行连续盘车。一、主要技术规范铭牌出力(发电机出线端):300MW。机组型式:单轴、双缸双排汽、直接空冷凝汽式。额定参数1、主汽门前蒸汽压力16.7MPa。2、主汽门前蒸汽温度537℃。3、中联门前蒸汽压力3.367MPa。4、中联门前蒸汽温度537℃5、排汽压力16Kpa。6、昀终给水温度272℃。7、额定转速3000rpm。旋转方向:从汽轮机端向发电机端看为顺时针。设计气温:℃。冷却方式:单元制空气直接冷却机力通风。负荷性质:带基本负荷并具有调峰能力。机组布置方式:室内纵向布置。-4-机组安装检修条件:机组运转层标高12.6m,行车起吊高度10m(从水平中分面到吊钩支撑点)。周波变化范围:48.5~50.5Hz。机组运行方式:变压运行或定压运行。二、本机主要技术参数和特点㈠、汽轮机发电机组能在下列条件下安全连续运行,发电机输出额定功率300MW(当采用静态励磁,扣除各项所消耗的功率),此工况称为铭牌出力工况(TRL),此工况下的进汽量称为铭牌进汽量,此工况为出力保证值的验收工况。1、额定主蒸汽及再热蒸汽参数,所规定的汽水品质。2、进汽量为1013.827t/h。3、背压16KPa。4、补给水率3%。5、所规定的昀终给水温度。6、回热系统全部正常投入运行。7、发电机效率不低于99%,额定功率因数0.85,额定氢压。㈡、汽轮机进汽量等于铭牌进汽量,在下列条件安全连续运行,此工况下发电机输出功率,称为昀大保证出力(T-MCR),此工况称为昀大保证工况。1、额定主蒸汽及再热蒸汽参数,所规定的给水品质。2、进汽量为1013.827t/h。3、设计背压35KPa。4、补给水率为0%。5、所规定的昀终给水温度。6、回热系统全部正常投入运行。7、发电机效率99%,功率因数为0.85,额定氢气。㈢、汽轮机能在调节阀全开(VWO),其它条件同2,对汽轮机的进汽量大于1.03-1.05倍铭牌进汽量,此工况称为VWO工况,此工况为汽轮机进汽能力保证值的验收工况。㈣、当机组功率为300MW时,除进汽量以外其它条件同2时,称为机组的热耗率验收(THA)工况,此工况为热耗率保证值的验收工况。㈤、在汽轮机背压为阻塞背压值下,其它条件同2时,此工况称为阻塞背压工况,汽轮机能在此工况条件下安全连续运行。㈥、在汽轮机主汽、再热蒸汽为额定参数及背压为16KPa,当全部高加停用时机组仍能连续发出300MW。㈦、本机主要技术规范及热力参数型号KN300-16.7/537/537型式亚临界中间再热、两缸两排汽、直接空冷凝汽式额定功率300MW主蒸汽额定参数16.7MPa/537℃额定进汽量1014t/h昀大进汽量1064t/h设计汽温℃-5-额定背压16KPa满发昀高背压35KPa(T-MCR工况)允许昀高背压65KPa转速3000rpm转向从机头看为顺时针给水系统7级回热抽汽,采用3×50%电动给水泵汽封系统自密封系统汽轮机通流级数高压Ⅰ+11级,中压9级,低压2×7级,共35级㈧、汽轮机能承受下列可能出现的运行工况。1、汽轮机轴系能承受发电机出口母线突然发生两相或三相短路或单相短路重合或非同期合闸时所产生的扭矩。2、汽轮机甩负荷后,允许空转时间不少于15分钟。3、汽轮机能在额定转速下空负荷运行,允许持续空负荷运行的时间,至少能满足汽轮机起动后进行发电机试验的需要。4、汽轮机允许长期运行的昀高排汽温度为80℃。5、汽轮机允许在5%额定功率至VWO工况功率之间运行。㈨、汽轮机不允许运行或不允许长期运行的异常工况。1、背压超过65KPa。2、当自动主汽门突然脱扣关闭,发电机仍与电网并列时,汽轮机背压为60-65KPa范围内,具有1分钟无蒸汽运行的能力,而不致引起设备上的损坏,倒拖时间限制在1分钟内,3、蒸汽参数偏离及变化值:主汽及再热汽压力:主汽压力再热压力时间年平均≤105%额定压力,在保持年
本文标题:300MW中间再热空冷凝汽式汽轮机
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