汽轮机主辅设备及各系统基本介绍

1、 海宁绿色动力再生能源有限公司 汽轮机主辅设备及各系统基本介绍主讲： 钱海华生产管理部：汽机除灰专工 汽轮机技术规范n1汽轮机的概述n本厂汽轮机是青岛捷能汽轮机集团股份有限公司生产的7.5MW凝汽式机组，型号为N7.5-3.8型。属于中温、中压、单缸冲动式汽轮机；汽轮机采用喷嘴调节，主蒸汽通过一个主汽阀后，由两根导汽管分别引入上汽缸的高压端进汽室，由调节阀控制蒸汽进入汽轮机。为了使机组在全负荷和部分负荷时均有较高的经济性，机组采用了喷嘴调节方式，配汽机构是提板式调节汽阀，借助机械杠杆与调速器油动机相连，调节汽阀由8只汽门组成。汽 缸n具有垂直和水平中分面,前后汽缸联接后不可再拆开。喷嘴室与前汽

2、缸铸为一体,新蒸汽由前汽缸左右两侧的进汽管进入汽缸,下半汽缸设有回热抽汽口，后汽缸排汽口与凝汽器采用挠性或刚性联接。前汽缸与前轴承座采用半圆法兰或“下猫爪”联接，后汽缸由两侧的侧支撑脚支承在后座架上，撑脚与后座架间有横向滑销。横向滑销中心与前轴承座、前座架的纵向滑销中心形成汽缸热膨胀死点。转子n采用套装式转子。叶轮及汽封套筒“红套”于主轴上，用刚性联轴器与发电机转子联接。 喷嘴、隔板及转向导叶环n喷嘴组为装配焊接式结构或围带焊接式结构，由螺栓固定于汽缸喷嘴室上。n高压级隔板为围带焊接式，低压级隔板为铸造隔板；下半隔板支持在汽缸中分面处的两个悬挂销上，底部与汽缸间有一定位键，上下半隔板在中分面处

3、有密封键和定位销。n转向导叶环采用“拉钩”结构支持在汽缸上，顶部及底部与汽缸间有定位键，非进汽弧段带有护套。前轴承座n装有推力轴承前轴承、主油泵、调速器、保安装置、转速表、温度表等，前轴承座安放在前座架上，其结合面上有纵向滑键，前轴承座可沿轴向滑动。热膨胀指示器装在轴承座下侧部。采用“猫爪”结构时，与汽缸“猫爪”相配的滑键带有冷却水孔。后轴承座n后轴承座下半与后汽缸铸为一体。装有汽轮机后轴承、发电机前轴承、盘车装置、温度表等。后轴承座下部左右两侧均有润滑油进回油口，便于机组左向或右向布置。轴 承n汽轮机前轴承和推力轴承组成球面联合轴承。推力轴承为摆动瓦块式，当前轴承直径180mm时，在推力轴承

4、回油处设有调节针阀，可根据回油温度予以调节。前、后径向轴承均为椭圆轴承。n主推力瓦块及径向轴承下半轴瓦上装有铜热电阻。主汽门及主汽门操纵座n主汽门为单座截止阀。阀碟是带预启阀的型线阀蝶，阀蝶上方装有蒸汽滤网。n 主汽门操纵座为液压式。压力油由保安装置控制，当保安装置挂闸，操纵座油缸内油压升到0.4 MPa时，顺时针旋转操纵座顶部的手轮，使丝杆下端的密封面密合，然后逆时针缓慢旋转手轮，即可开启主汽门。当保安装置动作后，截断到油缸的压力油，在操纵座弹簧力的作用下，主汽门迅速关闭。n操纵座下壳体上设有行程指示及行程开关。调节汽阀及连杆n为群阀提板式结构,型线阀碟,负荷变动时，各阀碟按一定顺序开启。阀

5、碟行程，出厂时已调整好。主汽系统n从锅炉来的中温中压新蒸汽，经由蒸汽管道、电动隔离阀和电动主汽门到自动主汽门。主汽门内装有蒸气滤网，以分离蒸气中的水滴和防止杂物进入汽轮机。新蒸汽由主汽门经三通接头分别进入汽轮机蒸汽室两侧，蒸汽在调节汽阀控制下流进汽轮机内各喷嘴膨胀作功。其中，部分蒸汽中途被抽出机外做回热抽汽和加热除氧用，其余部分继续膨胀作功后排入冷凝器，并凝结成水。借助凝结水泵将凝结水升压后打入汽封加热器，再经过低压加热器后进入除氧器，经除氧后低压给水借助给水泵升压后送入锅炉。汽封加热器、低压加热器均具有旁路系统，必要时可以不通过任何一个加热器。n凝结水泵出口后有一路凝结水可以进入凝结器上部。

6、在启动时还用于冷却蒸汽和由主汽门前来的疏水；低负荷运行时，此回水可保持凝汽器内一定的水位以维持凝结水泵的正常工作。油系统n 油系统主要向汽轮机-发电机组各轴承（包括发电机轴承）提供润滑油和向调节保安系统提供压力油，本系统确保汽轮发电机组各轴承在机组正常运行，启停及升速等工况下正常工作。n汽轮机润滑油系统主要包括：主油箱（注油器、启动排油阀、溢油阀）、主油泵、交流电动辅助油泵、交（直）流润滑油泵、冷油器、滤油器、排油烟装置、仪表及供给机组润滑所必需的辅助设备和管道。n 正常工作时，调节及润滑油由主轴传动的主油泵供给，启停、事故及转子惰走时交流油泵工作。油系统n本汽轮机供油系统是由两部分组成，一部

7、分是由主油泵为主组成的低压供油系统，主要用于向汽轮发电机组各轴承提供润滑油及调节保安系统提供压力油；另一部分主要是由叶片泵等组成的高压供油系统，专为DEH中电液驱动器供油。这两部分供油系统是相互独立。n4.1 低压供油系统n主要包括主油泵，注油器I、注油器，高压交流油泵，交、直流滑油泵，油箱，冷油器，滤油器，润滑油压力控制器及过压阀等。离心式主油泵由汽轮机主轴直接带动，正常运转时主油泵出口油压为1.27MPa，油量为3m/min，该压力油除供给调节、保安系统外，大部分是供给两只注油器的。两只注油器并联组成，注油器I出口压力为0.10MPa，向主油泵进口供油，注油器的出口压力为0.22MPa，经

8、冷油器、滤油器后供给润滑油系统。控制系统控制系统n海宁汽轮机数字电液调节系统(DEH)采用杭州和利时自动化有限公司的MACS V MACS系统而完成，软件版本为MACS V1.1.0SP2 。该控制系统主要包括以下功能：n转速控制：实现转速的大范围控制功能，从机组启动到3000r/min定转速，到110%超速试验，在并网之前为转速PID回路控制，其目标转速及升速率可在DEH主控画面上设定。n功率控制：并网后可实现功率PID回路控制，其目标功率及负荷率可在DEH主控画面上设定。n阀位控制：并网后可实现阀位控制，操作员可通过阀位控制的增、减按钮来改变调门开度。n高负荷限制：当机组实际负荷大于高负荷

9、限制值时，高负荷限制动作，逐渐关小调门，使实际负荷小于高负荷限制值。n主汽压力低限制：若投入“低汽压限制”， 当主汽压力低于低汽压限制值时，限制动作，逐渐关小高压调门恢复汽压。n超速保护：超速保护的功能是当汽轮发电机组转速超过110%时，发出打闸信号。控制系统控制系统n并网前在升速过程中，转速闭环为无差控制，DEH控制器将测量的机组实际转速和给定转速的偏差信号经软件分析处理及PID运算后作为给定输入到阀位控制器并与油动机反馈信号比较后将其偏差放大成电流信号来控制电液驱动器及调节阀门开度，从而减少转速偏差，达到转速无差调节，当转速达到3000r/min时，机组可根据需要定速运行，此时DEH可接受

10、自动准同期装置发出的或运行人员手动操作指令，调整机组实现同步，以便并网。控制系统控制系统n机组并网后，如果采用功率闭环控制，根据需要DEH可使机组立即带上初负荷，DEH实测机组功率和机组转速作为反馈信号，转速偏差作为一次调频信号对给定功率进行修正，功率给定与功率反馈比较后，经PID运算和功率放大后，通过电液驱动器和油动机控制阀门开度来消除偏差信号，对机组功率实现无差调节，若功率不反馈，则以阀位控制方式运行，即通过增加转速设定，开大调节阀，增加进汽量达到增加负荷的目的。在甩负荷时，DEH自动将负荷调节切换到转速调节方式。机组容量较小时建议可不采用功率闭环控制。n在机组带上一定负荷后或根据需要带热

11、负荷时可以投入抽汽控制。DEH控制器根据机组工况对机组电负荷及抽汽压力或流量进行自调整控制。保安系统保安系统n有防止超速的危急保安系统，在事故时能迅速关闭主汽门、调节阀、抽汽逆止阀，切断汽源。n有附加超速保护装置，其动作转速为额定转速的110-112%，复位转速高于额定转速。配备在运行中试验和活动，危及保安器的结构；有附加超速保护装置，动作转速3300-3360r/min，有备用辅助紧急停机装置。n设有下列事故状态下关闭主蒸汽阀和调节汽门的自动保护装置：n1汽轮机的转速超过危急保安器动作转速时。n2真空低于制造厂给定极限值时。n3润滑油压下降超过极限值时。n4转子轴向位移与推力瓦温度超过极限值

12、时。n5电超速保护装置：当油开关跳闸，关闭调速汽门小于1秒。n6保护电磁阀动作可靠，时间小于0.5秒。保安系统保安系统n 6.1危急遮断器：为飞锤式结构。当机组转速超过额定转速的1012%（即33003360 r/min）时，飞锤飞出使危急遮断油门脱钩动作。n危急遮断器的复位转速为3000 r/min。n 6.2危急遮断油门：与危急遮断器一起组成对机组超速的保护。当危急遮断器飞锤飞出时，将该油门下端挂钩打脱，油门滑阀在弹簧力作用下迅速移动，切断到主汽门操纵座及抽汽逆止阀油缸的高压油，使主汽门及抽汽逆止阀迅速关闭。同时，高压油进入错油门下部，使调节汽阀也迅速关闭。n该油门也可手动脱扣，手击油门上

13、部的小弹簧罩，使拉钩脱扣，即可重复上述关闭动作。n欲使油门复位，须在转速降到3000r/min时进行。将油门上部的大弹簧罩压下，使拉钩重新挂上即可。不可在转速高于3000r/min时复位，以防损坏飞锤和拉钩。保安系统保安系统n 6.3轴向位移遮断器：该装置在汽轮机转子轴向位移超过允许值时动作报警及停机。安装时，喷油嘴与装在主油泵体上的挡油盘保持0.5mm间隙（此时推力盘与主推力瓦块间隙为零），当转子相对位移为0.7mm时（即喷油嘴和挡油盘的间隙增长到1.2mm时），滑阀上的弹簧力大于油压力，滑阀移动切断到主汽门操纵座及抽汽逆止阀油缸的高压油，使主汽门和抽汽逆止门迅速关闭。同时，高压油进入错油门

14、滑阀下部，使调节汽阀也迅速关闭。n该装置上还可接电接点压力表，用于指示控制油压。当转子轴向位移0.4mm时，电接点压力表给出报警信号；位移0.7mm时，使电磁阀动作，关闭主汽门、抽汽逆止阀、调节汽阀。电接点压力表的整定值，见该装置的部套试验记录。n该装置也可以手动实现停机，用手拉装置的红色捏手，即可停机。欲使机组启动，须待高压油建立后，手推捏手，使滑阀端部的密封面与延伸臂端部的密封面密合，接通高压油路。n6.4磁力断路油门n该油门是电动停机保护装置。当电磁铁通电时，油门将保安高压油路切断，使主汽门、抽汽逆止门、调节汽阀迅速关闭。油门动作后，须将油门上的安全闩向外拉一下，使滑阀复位，方能接通高压

15、油路。抽汽、回热系统n汽轮机具有三级非调整抽汽，第一级非调整抽汽主要供锅炉空气预热器用、第二级非调整抽汽除氧器用，第三级非调整抽汽供低压加热器用。在一、二级抽汽管道上装有液压止回阀，以避免蒸汽倒流影响汽轮机运行安全。当主汽门关闭时，控制油门亦随之动作，泄去抽汽逆止阀的操纵座活塞压力油，使抽汽逆止阀在弹簧力作用下自动关闭。第三级非调整抽汽，由于汽压较低，采用了普通逆止阀。主蒸汽管路，抽汽管路尽量采用对称布置或增加热胀补偿弯头，以尽可能抵消或减少对汽轮机的推力。轴封系统 n完善的轴封蒸汽系统和设备，包括轴封压力调节阀、轴封加热器及辅助设备等。n 轴封系统采用自密封式，即前汽封二段与后汽封一段相联。

16、运行中，防止高段蒸汽从轴端漏排入大气或串入轴承箱，防止空气从低压轴端漏入真空部分。n 机组在启停和运行工况下，轴封系统可通过阀门自行调整压力。n 轴封调整器能适应来自回热抽汽、辅助蒸汽两种汽源向轴封供汽的调节要求，轴封系统上配置简便、可靠的调压、调温装置，满足轴封的供汽参数要求。汽封系统n汽封汽源在启动时由新蒸汽供给。汽封系统分为前汽封和后汽封。前汽封由四段汽封环组成三档汽室；后汽封由三段汽封环组成二档汽室。其中前汽封第一档送入第二道抽汽备用接口管路，送往除氧器作加热蒸汽用；第二档会同后汽封第一档及主汽门、各调节阀之阀杆的第一档漏汽接入均压箱，使均压箱压力保持2.94KPa29.4KPa，当均

17、压箱中压力低于2.94 KPa时，高于2.94 KPa的抽汽或除氧加热蒸汽通过该分配阀向均压箱补充，可在一定负荷时向后汽封供汽；当均压箱中压力高于29.4 KPa时，多余的蒸汽再通过汽封压力分配阀送至凝汽器上部；第三档会同后汽封第二档及主汽门、各调节汽阀阀杆漏汽的第二档接入汽封加热器吸入室，通过通风泵在吸入室内形成-1.013KPa-5.066KPa的真空，使此几档的汽室压力保持在-2.94KPa-1.96KPa的真空，造成空气向机内吸抽，以防止蒸汽漏出机外而漏入前后轴承座使油质破坏。轴封加热器的工作原理轴封加热器的工作原理n工作原理：轴封加热器为表面式热交换器，用于凝结轴封漏汽和门杆漏汽。轴

18、封加热器以及与之相连的汽轮机轴封汽室依靠轴封风机维持微负压状态，以防止蒸汽漏入环境或汽轮机润滑油系统。为维持其汽侧微负压，必须有足够的凝结水量流过轴封加热器，保证上述漏汽完全凝结n前轴封第三档会同后汽封第二档及主汽门、各调节汽阀阀杆漏汽的第二档接入汽封加热器吸入室，通过通风泵在吸入室内形成-1.013KPa-5.066KPa的真空，使此几档的汽室压力保持在-2.94KPa-1.96KPa的真空，造成空气向机内吸抽，以防止蒸汽漏出机外而漏入前后轴承座使油质破坏。疏水系统n汽机本体疏水系统由疏水管、阀门和疏水扩容器组成，确保启动和停机时将汽缸、蒸汽室、主汽管及各阀门的凝结水疏走并回收利用，当不能回

19、收利用时，及时排出确保机组安全。 盘车装置n盘车装置为低速自动盘车装置，具有自动投入和自动脱开功能。盘车装置有压力保护装置，轴承建立起适合油压前，禁止启动盘车装置，在汽机启动前，先启动盘车装置，一旦汽机启动，并达到一定转速时，盘车自动脱离啮合而不对汽机产生冲击，且不重新啮合。当汽机在盘车过程中失去厂用电时，可手动盘车。凝汽器n表面式双流程凝汽器，使蒸汽凝结在汽机排气口中建立所需要的真空，同时获得纯净的凝结水作为锅炉给水。n凝汽器采用双流程，同时设有分隔水室，允许一半运行一半检修，凝汽器单侧运行时能保证汽机带70%额定纯凝工况负荷。主凝汽器换热面积为800m2。n旁路凝汽器换热面积为350m2，

20、旁通能力为30吨主蒸汽（蒸汽参数为：汽压=4Mpa(A)，汽温400），凝汽器可在启停机和汽轮机故障情况下作旁路冷凝器用，并在凝汽器中内置一个减温减压器，其进口蒸汽参数为：汽压0.6Mpa(A)，汽温170。抽气系统真空泵的工作原理抽气系统真空泵的工作原理n在泵体中装有适量的水作为工作液。当叶轮按顺时针方向旋转时，水被叶轮抛向四周，由于离心力的作用，水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。n水环的下部分内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的上部内表面刚好与叶片顶端接触（实际上叶片在水环内有一定的插入深度）。n此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成和叶片数目相等的

21、若干个小腔。如果以叶轮的下部0为起点，那么叶轮在旋转前180时小腔的容积由小变大，且与端面上的吸气口相通，此时气体被吸入，当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝；当叶轮继续旋转时，小腔由大变小，使气体被压缩；当小腔与排气口相通时，气体便被排出泵外。n水环泵真空泵是靠泵腔容积的变化来实现吸气、压缩和排气的，因此它属于变容式真空泵。冷却塔的工作原理冷却塔的工作原理n工作原理：将所需冷却水的水通过循环水泵压到冷却塔上部，再通过配水系统的喷头均匀地喷到填料上，使热水从填料上部落下，此时，风机运行而产生的抽力使不饱和空气从塔下部上升进入塔内调料区域，在调料间隙中向上流动，不饱和空气与热水进行热交换，空气将热量向塔外传递，从而使塔内水温降低，达到降温效果。 n冷却塔是水与空气直接接触进行热交换的一种设备，它主要由风机、电机、填料、播水系统、塔身、水盘等组成，主要由在风机作用下的温度比较低的空气与填料中的水进行热交换从而达到降低水温的目的。减温减压器的工作原理减温减压器的工作原理n减温减压器有两部分组成：减