电厂蒸汽轮机相关系统简要概述

1、电厂蒸汽轮机相关系统简要概述（一）主热力系统流程从锅炉来的高温高压新蒸汽，经由新蒸汽管道和电动隔离阀至主汽门。新蒸汽通过主汽门后，经四根导汽管流向四个调节汽阀。蒸汽在调节汽阀控制下流进汽轮机内各喷嘴膨胀做功，其中部分蒸汽中途被抽出机外作工业用抽汽和回热抽汽用，其余部分继续膨胀做功后排入凝汽器，并凝结成水。借助凝结水泵将凝结水打入汽封加热器，再经过三个低压加热器后进入高压除氧器，然后经给水泵升压后送入两个高压加热器，最后进入锅炉。汽封加热器、低压加热器和高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。本机组的主蒸汽系统指从锅炉过热器出口输送新蒸汽到汽轮机自动主汽门的管道，还包括主蒸汽系

2、统疏水管道及锅炉过热器出口的安全阀及其排汽管道。材质为12Cr1MoV合金钢，管径为27320。（二）汽封系统1.轴封系统的作用和组成汽轮机工作时，转子高速旋转而静止部分不动，动静部分之间必须留有一定的间隙，避免相互碰撞或摩擦。而间隙两侧一般都存在压差，这样就会有漏汽，使汽轮机效率降低。为了防止和减少这种漏汽现象，以保证机组正常启停和运行，以及回收漏汽和利用漏汽热量，减少系统的工质损失和热量损失，汽轮机设有轴封系统，主要由轴端汽封、均压箱、轴封压力调整分配阀、轴封加热器、轴加抽风机、加上与之相连接的管道及阀门、疏水管道等组成的闭式轴封系统。2.汽封的工作原理本汽轮机采用高低齿梳齿形汽封，属于曲

3、径式汽封的一种。在汽封环上直接车出或镶嵌上汽封齿，汽封齿高低相间。汽轮机主轴上车有环形凸台或套装上有凸环的汽封套；汽封低齿接近凸环顶部，高齿对着凹槽；这样便构成了有许多狭缝的多次曲折通道，对漏汽形成很大的阻力。汽封齿与相对应部件间形成若干个缩孔，当蒸汽经过第一个缩孔时，由于通流面积突然减小，蒸汽压力由P0降至P1，汽流速度增加。高速汽流进入缩孔后的汽室后，由于摩擦、涡流等原因，速度降低，动能转换成热能，比焓值恢复到原来的值。然后蒸汽再依次经过以后各缩孔，重复上述过程。蒸汽每经过一个缩孔产生一次节流，压力降低一次，各汽封片前后的压差之和等于汽封前后的总压差。采用汽封后，由于汽封齿尖可以做得很薄，

4、动静间隙可以很小，减小了漏汽面积；另一方面，由于漏汽总压差被各汽封片分担，每一个汽封片前后压差较小，蒸汽速度减小，从而减小了漏汽量。漏汽面积和汽封前后总压差一定的情况下，汽封片数越多，每个汽封片两侧压差越小，漏汽量越小。汽轮机前后汽封近大气端的腔室和主汽门、调节汽阀及各阀杆近大气端的漏汽均有管道与汽封加热器相连，使各腔室保持-4.9KPa的真空，以保证蒸汽不漏入大气。同时可将此漏气加热凝结水以提高机组的经济性。前后汽封的平衡腔室和各阀杆的高压漏气端均与均压箱相连，均压箱上装有汽封压力调整分配阀，使均压箱内压力保持2.9429.4KPa，当均压箱中压力低于2.94KPa时，高于29.4KPa的抽

5、汽通过多余的蒸汽也通过汽封压力调整分配阀排入凝汽器，当汽封加热器工作失灵时，管路中有一向空阀可以打开。汽封的结构汽轮机汽封根据其装设部位可分为轴端汽封、隔板汽封和通流部分汽封。转子穿出汽缸两端处的汽封叫轴端汽封，简称轴封。高压轴封（前汽封）用来防止蒸汽漏出汽缸，造成能量损失及恶化运行环境；低压轴封（后汽封）用来防止空气漏入汽缸，破坏凝汽器的真空。隔板内圆孔与转子之间的汽封称为隔板汽封，用来阻止蒸汽经隔板内圆绕过喷嘴流到隔板后，造成能量损失并使叶轮前后压差增大，轴向推力增加。通流部分汽封包括动叶顶部和根部的汽封，用来阻止叶顶及叶根处的漏汽。轴封系统的特点和主要参数根据汽轮机蒸汽参数和启停机及负荷

6、变化的需要，本机轴封汽源有： eq oac(,1)除氧器汽来衡母管来汽； eq oac(,2)对外供热母管来汽做为备用高温汽源； eq oac(,3)三段抽汽逆止门前来汽； eq oac(,4)三、四、五抽水控逆止阀阀杆的高压侧漏汽。汽轮机前、后汽封最后一档腔室和主汽门、调节汽门及各抽汽逆止门等各阀杆低压侧的漏汽均有管道与汽封加热器相连，使各腔室保持1.013KPa5.066kPa的真空，以保证蒸汽不漏入大气。同时可将此漏汽加热凝结水以提高机组的经济性。前后汽封的平衡腔室和各阀杆的高压漏汽端均与均压箱相连，均压箱上装有汽封压力调整分配阀，使均压箱保持2.9429.4kPa，当均压箱中压力低于2

7、.94kPa时，高于2.94kPa的蒸汽通过该分配阀向均压箱补充，当均压箱中压力高于29.4kPa时，多余的蒸汽也通过汽封压力调整分配阀排入凝汽器。（三）法兰螺栓加热系统为加速机组启动，带负荷及降低热应力与热变形，本机有外引蒸汽的自流式法兰螺栓加热系统。汽源由新蒸汽供给，新蒸汽节流后进入加热联箱，然后分两路：一路进入左侧法兰，加热法兰和螺栓；另一路进入右侧法兰，加热法兰和螺栓，乏汽及疏水进入疏水膨胀箱。投用法兰螺栓加热系统时根据启动要求，监视法兰壁温及螺栓温度，随时控制进汽量。加热联箱上装有安全阀，当箱内压力大于0.685MPa时应排空。（四）疏水系统汽轮机本体及各导汽管道的疏水分别送入疏水膨

8、胀箱，分为高压侧和低压侧，高压侧接入四根导管疏水、#1、#3调门汽室疏水；低压侧接入一至五段水控抽汽逆止门底疏水，待压力平衡后送入凝汽器。为防止启机时，汽缸本体疏水与导管、调门疏水产生排挤，造成启机汽缸上、下缸温差增大，本系统将汽缸本体疏水接入本体疏水膨胀箱低压侧。（五）局部冷却系统为减少汽缸对凸轮机构和中压油动机及前轴承座的热传导，以避免凸轮机构、油动机和前轴承座的温度过高，使座架的内腔可通过冷却水；自动关闭器油缸下部也通冷却水，防止主汽门来的热传递加热油；同时为减少前汽缸猫爪对前轴承座的热传导，以避免前轴承座温度过高，猫爪下的滑键也通冷却水。（六）给水回热系统给水回热系统的工作原理在热力发

9、电厂中，提高朗肯循环效率的方法有多种，其中一种方法是采用多级给水回热加热，即从汽轮机的中间级后抽出一部分蒸汽，通过给水加热器对锅炉给水进行加热。相应的热力循环和热力系统称之为给水回热系统。采用汽轮机中间级一部分已做了部分功的蒸汽，在加热器中对给水加热，使抽汽的余热全部回收到热力系统中。若保持总发电量不变，就可减少进入凝汽器那部分蒸汽的发电量，降低冷源损失，同时换热温差比用锅炉烟气加热时小得多，因而节约了燃料，提高了循环热效率。给水回热系统的布置给水回热系统是发电厂原则性热力系统的基础。根据回热加热器的型式、种类及连接方式的不同，可以组成各个不同的回热系统，以满足汽轮机组对运行经济性和安全可靠性

10、的要求。 (七) 真空抽气系统 真空系统的主要作用就是用来建立和维持汽轮机组的低背压和凝汽器的真空。低压部分的轴封和低压加热器也依靠真空抽气系统的正常工作才能建立相应的负压或者真空。真空抽气系统主要包括汽轮机的密封装置、真空泵以及相应的阀门、管路等设备和部件。对于60MW汽轮机组，目前真空抽气系统采用的抽气设备多数是水环式真空泵和射气式抽气器相结合。(八) 凝汽设备及凝结水系统凝汽设备的作用及组成凝汽设备是汽轮机设备的一个重要组成部分。它的作用有两个：一是在汽轮机排汽口建立并维持一定的真空；二是回收洁净的凝结水作为锅炉给水的一部分。凝汽设备由凝汽器、循环水泵、凝结水泵、抽汽设备（水环真空泵）和

11、这些部件之间的连接管道和附件组成。1.1 凝汽器1.1.1凝汽器的作用 eq oac(,1)是在汽轮机排汽口处建立并维持高度真空，使蒸汽在汽轮机内膨胀到尽可能低的压力，将更多的热焓转变为机械功； eq oac(,2)将汽轮机的排汽凝结为水，补充锅炉给水，起到回收工质的作用； eq oac(,3)收集回热抽汽系统加热器的疏水、本体疏水膨胀箱内的疏水及其他可循环利用的洁净工质； eq oac(,4)具有一定的真空除氧作用。1.1.2凝汽器的基本构造. 本机组采用分列二道制表面回热式凝汽器，方形结构。凝汽器的外壳是用钢板焊接的，两端有水室，水室和蒸汽空间用管板隔开，管扳上装有许多钢管与水室相通.钢管

12、两端胀接在管板上，两端的管板焊接在壳体上。水室上装有外盖，需要进行捅刷凝汽器或更换凝汽器钢管等工作时，可将外盖打开。壳体下部为凝汽器热水井(简称热井)，凝结水出口管位于热井底部。在热水井的进口部位，装有真空除氧装置，以达到凝结水除氧的目的。凝汽器喉部与汽轮机汽口采用焊接形式(即刚性连接)，底部支承在若干组弹簧支座上(即弹性支承)。在安装和运行中，凝汽器的自重由弹簧支座承受，而凝汽器内水侧的水重则由汽缸传给低压缸基础框架承受，运行时凝汽器自上而下的热膨胀由弹簧来补偿。1.1.3凝汽器的工作过程正常运行时，循环水泵将循环冷却水从进水管打入前水室下半部，并分别流入各铜管中，再经过铜管到后水室转向，再

13、流经上半部钢管，回到前水室上部，从出水管排出。汽轮机的排汽经喉部进入凝汽器的蒸汽空间(铜管外的空间)，流过铜管外表面与冷却水进行热交换后被凝结。部分蒸汽由中间通道和两侧通道进入热井对凝结水进行加热，以消除过冷度，起到除氧作用，剩余的小部分的汽气混合物和不凝结的气体，经抽汽口由真空泵抽出。1.2抽汽系统水环真空泵1.2.1抽汽系统的任务：是在汽轮机启动时建立真空以及在运行中抽除从真空系统不严密处漏入的空气和未凝结的蒸汽。本机组使用水环式真空泵。1.2.2水环式真空泵系统组成该系统是由2BE4253-0MK4-Z型水环式真空泵、汽水分离器、工作液冷却器、自动补水器、泵组内部相关连接管道、阀门及驱动

14、电机、入口电动门等组成。1.2.2工作过程由凝汽器抽吸来的气体经手动闸阀、电动蝶阀进人真空泵，由泵排出进入汽水分离器，分离后的气体排向大气；分离出的水与补充水一起经冷却后称为工作水，一路喷人真空泵进口，把即将抽入泵内气体中的可凝结部分凝结；另一路直接进入泵体，维持真空泵水环和降低水环温度。1.3凝结水系统的各子系统凝结水再循环。为最小流量再循环管路，启动和低负荷时保证凝结水泵通过最小流量运行，防止凝结水泵汽化。凝结水再循环管路从轴封冷却器后接出，经手动闸阀和电动调节阀回到凝汽器汽侧顶部，保证启动和低负荷时有足够的凝结水流经轴封加热器，以保证轴加正常工作。补充水系统本机组在四米层布置有凝汽器除盐

15、水补充水母管，水源来自化学车间处理的除盐水。此补充水母管还用于真空泵工作液补水、给水泵水封反向螺旋密封水，厂用供暖站循环水，化学水汽取样间用水等。减温水系统本机组设有后缸喷水减温。从凝结水泵出口的凝结水母管接出，在后汽缸内沿末级叶片的叶根呈圆周形布置，喷水管钻有喷水孔，将水喷向排汽缸内部空间，起降温作用。在汽轮机启动、空负荷及低负荷时，蒸汽通流量很小，不足以带走蒸汽与叶轮摩擦产生的热量，从而引起排汽温度升高。排汽温度过高会引起汽缸变形，破坏汽轮机动静部分中心线的一致性，严重时会引起机组振动或其他事故，故要设立排汽缸喷水减温装置。正常运行中，后缸温度应65，启停机过程中后缸温度80，开启喷水减温

16、，空负荷时后缸温度不许超过100，事故情况下不许超过120。1.4凝结水系统调节与保护凝汽器热井水位调节启机时凝结水质不合格前，关闭凝结水至除氧器截门，打开凝结水上水调节门后的启机放水门，用热井补水门、凝结水上水调节门、凝结水再循环门维持热井水位在500700之间。低负荷时，可关小凝结水上水调节门、开启凝结水再循环门、必要开启热井补水门维持热井水位在500700之间，防止凝结水泵汽化。正常运行时用凝结水上水调节门调节热井水位，可投入自动运行。凝结水系统的主要功能是将凝汽器热井中的凝结水由凝结水泵送出，经除盐装置、轴封冷凝器、低压加热器输送至除氧器，其间还对凝结水进行加热、除氧、化学处理和除杂质

17、。此外，凝结水系统还向各有关用户提供水源，如有关设备的密封水、减温器的减温水、各有关设备的补给水以及汽轮机低压缸喷水等。凝结水系统的最初注水以及运行时的补水来自汽轮机的凝结水储存箱。凝结水系统设备主要包括凝汽器、凝结水泵、凝结水储存箱、凝结水输送泵、凝结水收集箱、凝结水精除盐装置、轴封冷凝器、低压加热器、除氧器以及水箱及连接上述各设备所需要的管道、阀门等， (九) 给水系统 给水系统的主要功能是将除氧器水箱中的凝结水通过给水泵提高压力，经过高压加热器进一步加热之后，输送到锅炉的省煤器入口，作为锅炉的给水。此外，给水系统还向锅炉再热器的减温器、过热器的一、二级减温器以及汽轮机高压旁路装置的减温器

18、提供减温水，用以调节上述设备出口蒸汽的温度，给水系统的最初注水来自凝结水系统，。(十) 循环水系统 循环水系统的主要功能是向汽轮机的凝汽器提供冷却水，以带走凝汽器内的热量，将汽轮机的排汽（通过热交换）冷却并凝结成凝结水。此外，系统还为除灰系统还开式冷却水系统提供水源。由于电厂地理条件不同，循环水系统所采用的循环水将有所不同，可能是江河、湖泊的淡水，也可能是海水（如海边的电厂）。系统的设置分为开式和闭式两种。开式循环水系统将循环水从水源输送到用水装置之后，即将循环水排出，不在利用，这种方式用于水源充足的环境；闭式循环水系统将循环水从水源输送到用水装置之后，排水经冷却装置（凉水塔）冷却后再次循环使

19、用，运行过程中只补充小部分损失掉的循环水。循环水系统的设备主要包括取水头、进水盾沟、进水工作井、循环水泵房设备、循环水进水管道、凝汽器、循环水排水管（箱涵）、虹吸井、排水工作井、排水盾沟排水头等部分。（十）汽轮机油系统 供油系统的作用:向调节系统和保护装置提供压力油；向机组各轴承及运动副机构（主油泵两端轴承等）提供润滑油，同时起冷却作用；向盘车装置及顶轴装置等供油。汽轮机油系统的组成及运行注意事项汽轮机供油系统是由主油泵为主组成的低压供油系统，主要用于向汽轮机发电机组各轴承提供润滑油及调节保安系统提供压力油；本机组推荐采用GB11120-89中规定的L-TSA46汽轮机油，在冷却水温度经常低于

20、15情况下，允许用GB11120-89中规定的L-TSA32汽轮机油来代替。主要包括主油泵，注油器，注油器，主油泵启动排油阀，高压交流油泵，交、直流润滑油泵，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1.57MPa，出油量为3.0m3/min，该压力油除供给调节系统及保安系统外，大部分是供给两只注油器的。两只注油器并联组成，注油器出口油压为0.10MPa，向主油泵进口供油，而注油器的出口油压为0.22MPa，经冷油器、滤油器后供给润滑油系统。机组启动时应先开低润滑交流油泵，以便在低压的情况下驱除油管道及各部件中的空气。然后再开

21、启高压交流油泵，进行调节保安系统的试验调整和机组的启动。在汽轮机起动过程中，由高压交流电动油泵供给调节保安系统和通过注油器供给各轴承润滑用油。为了防止压力油经主油泵泄走，在主油泵出口装有逆止阀。同时还装有主油泵启动排油阀，以使主油泵在起动过程油流畅通。当汽轮机升速至额定转速时（主油泵出口油压高于电动油泵出口油压），可通过出口管道上的阀门减少供油量，然后停用该泵，由主油泵向整个机组的调节保安和润滑系统供油。在停机时，可先启动高压电动油泵，在停机后的盘车过程中再切换成交流润滑油泵。为了防止调节系统因压力油降低而引起停机事故，所以当主油泵出口油压降低至1.3MPa时，由压力开关使高压交流调速油泵自动

22、启动投入运行。当运行中发生故障，润滑油压下降时，由润滑油压力控制器使交流润滑油泵自动启动，系统另备有一台直流润滑油泵，当润滑油压下降而交流润滑油泵不能正常投入工作时，由润滑油压力控制器使直流润滑油泵自动启动，向润滑系统供油。注意：机组正常运行时，电动辅助油泵都应停止运行，除非在特殊情况下，允许启动投入运行。油系统的辅助部件在润滑油路中设有一个低压油过压阀，当润滑油压高于0.15MPa左右即能自动开启，将多余油量排回油箱，以保证润滑油压维持在0.0780.15MPa范围内。油动机的排油直接引入油泵组进口，这样，当甩负荷或紧急停机引起油动机快速动作时，不致影响油泵进口油压，从而改善了机组甩负荷特性。 本机组中，压力油除供给油动机外，部分经滤油器向调节系统的DDV伺服阀以及OPC电磁阀供油。 (十一) 汽轮机调节以及保安系统 汽轮机调节和保安系统的作用主要是保证机组能够按照电网的实际需求进行工作，而在发生意外的情况下，又能保证机组以及系统