汽轮机给水系统培训教材

汽轮机给水系统培训教材概述给水系统是指从除氧器出口到锅炉省煤器入口的全部设备及其管道系统。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后达到锅炉给水的要求，输送到锅炉省煤器入口，作为锅炉的给水。此外，给水系统还向锅炉过热器的一、二级减温器、再热器的减温器以及汽机高压旁路装置的减温器提供高压减温水，用于调节上述设备的出口蒸汽温度。系统组成及特点给水系统设两台50%BMCR容量的汽动给水泵及其前置泵，给水泵的驱动小汽轮机及其前置泵驱动电机，#1、#2、#3高压加热器、阀门、滤网等设备以及相应管道。给水系统中三台高加采用大旁路，危机事故状态下三台高加同时解列.两台汽动动调速给水泵各设有一套最小流量装置。给水泵出口母管提供高旁减温水、给水泵中间抽头提供再热器减温水。锅炉过热器的一、二级减温器减温水取自总给水逆止门后，省煤器入口管道上。给水系统组成给水泵是汽轮机的重要辅助设备，它将旋转机械能转变为给水的压力能和动能，向锅炉提供所要求压力下的给水。随着机组向大容量、高参数方向发展，对给水泵的工作性能和调节提出愈来愈高的要求。为适应机组滑压运行、提高机组运行的经济性，大型机组的给水调节采用变速方式，避免调节阀产生的节流损失。同时给水泵的驱动功率也随着机组容量的增大而增大，若采用电动机驱动，其变速机构必将更庞大，耗费的电能也将全部由发电机和高厂变提供，为保证机组对系统的电力输出，发电机的容量将不得不作相应的增加，高厂变的容量也需增大，因此大型机组的给水泵多采用转速可变的小汽轮机来驱动。通常配置两台50%容量的汽动给水泵（简称汽泵），作为正常运行时供给锅炉给水的动力设备。为提高除氧器在滑压运行时的经济性，同时又确保给水泵的运行安全，通常在给水泵前加设一台低速前置泵，与给水泵串联运行。由于前置泵的工作转速较低，所需的泵进口倒灌高度（即汽蚀裕量）较小，从而降低了除氧器的安装高度，节省了主厂房的建设费用；并且给水经前置泵升压后，其出水压头高于给水泵所需的有限汽蚀裕量和在小流量下的附加汽化压头，有效地防止给水泵的汽蚀。由于不设除氧器再循环泵，在机组启动时汽前泵充当除氧器再循环泵，对除氧器内水进行循环加热。给水系统流程除氧器水箱的给水经粗滤网下降到前置泵的入口，汽前泵升压后的给水经精滤网进入给水泵的进口，给水泵的出水经出口逆止阀、电动闸阀汇流至出水母管，然后依次进入#3、#2、#1高压加热器，给水泵的出水母管还引出一路给水供高旁的减温水。锅炉启动循环泵高压冲洗水。给水泵的中间抽头（汽泵的第二级后）引出的给水供锅炉再热器的喷水减温器。锅炉过热器的一、二级减温器减温水取自总给水逆止门后，省煤器入口管道上。在#1高加出口、省煤器进口的给水管路上设有电动闸阀，为了满足机组启动初期锅炉给水的调节，给水管路配有不小于35%BMCR容量的启动旁路，旁路管道上设有电动调节阀，电动调阀前、后设有电动隔离门，方便运行调整及检修。汽动给水泵组汽前泵汽动给水泵前置泵是上海电力修造总厂生产的HZB253-640离心泵，为卧式、单级双吸垂直进出、单蜗壳泵。前置泵由电机驱动，通过柔性叠片联轴器进行功率传递，一个支撑在近中心线的壳体以允许轴向和径向自由膨胀，从而保持对轴线中心一致。泵整体安装在装有适合的排水装置的刚性结构的泵座上。前置泵主要由泵壳、叶轮、轴、叶轮密封环、轴承、轴、联轴器及泵座等部件组成。前置泵主要技术规范序号参数名称单位额定工况点最大工况点单泵最小点1进水压力MPa1.0711.131.0712流量t/h106911362473扬程m140.22137.75151.224转速rpm1490149014905必须汽蚀余量m5.96.35-6泵的效率%8686.440.957轴功率kW474.75493.2248.468泵出口压力MPa2.392.422.499设计水温℃182.9185.3182.910正常轴承振动值mm0.0511旋转方向顺时针（从传动端向自由端看）12轴承形式滑动轴承+推力轴承13汽前泵电机功率KW60014汽前泵电机型号YKK500-415极数416额定电流A43.317轴承形式滚动轴承右图为汽泵前置泵结构示意图。壳体结构为单蜗壳型、水平中心线分开、进出口水管在壳体下半部，材质为高质量的碳钢铸件。设计成双蜗壳的目的时为了平衡泵在运行时的径向力，因为径向力的产生对泵的工作极为不利，使泵产生较大的挠度，甚至导致密封环、套筒发生摩擦而损坏；同时径向力对于转动的泵轴来说使一个交变的载荷，容易使轴因疲劳而损坏。壳体通过一个与其浇铸在一起的泵脚，支撑在箱式结构钢焊接的泵座上，壳体和泵座的接合面接近轴的中心线，而键的配置可保持纵向与横向的对中以适合热膨胀，壳体上盖设有排气阀。叶轮是双吸式不锈钢铸件，精密加工制造而成，流道表面光滑并经过动平衡校验以保证较高的通流效率。双吸式结构可降低泵的进口流速，使其在较低的进口静压头下也不发生汽蚀；同时保证叶轮的轴向力基本平衡稳定运行。叶轮由键固定在轴上，轴向位置是由其两端轮毂的螺母所确定，这种布置使得叶轮能定位在涡壳的中心线上。叶轮密封环用于减少泄漏量，安装于壳体腔内由防转动定位销定位。汽动给水泵前置泵轴承采用滚动轴承+滑动轴承，润滑方式为稀油润滑并装有冷却水室及温度测点。轴承安装于与泵壳体端部牢固连接的轴承支架上。泵体装有平衡型机械密封，由弹簧支撑的动环和水冷却的静环所组成。机械密封工作时，在动环和静环之间形成一层液膜，而液膜必须保持一定的厚度才能使机械密封有效地吸收摩擦热，否则动静间的液膜会发生汽化，造成部件老化、变形，影响使用寿命和密封效果。为此分开的填料箱设有一套水冷系统，将来自机组的闭式冷却水输送至密封腔内，直接冲洗、冷却密封端面。设计每台汽前泵机械密封水量7.8t/h。机械密封是靠一对相对运动的环的端面A(一个固定，另一个与轴一起旋转，)相互贴合形成的微小轴向间隙起密封作用，这种装置称为机械密封。机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件组成，其中动环和静环的端面组成一对摩擦副，动环靠密封室中液体的压力使其端面压紧在静环端面上，并在两环端面上产生适当的比压和保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。压紧元件产生压力，可使泵在不运转状态下，也保持端面贴合，保证密封介质不外漏，并防止杂质进入密封端面。密封元件起密封动环与轴的间隙B、静环与压盖的间隙C的作用，同时对泵的振动、冲击起缓冲作用。 下图为汽前泵机械密封结构图汽动给水泵汽动给水泵是上海电力修造总厂有限公司生产的HPT300-340-6S型离心泵，为卧式、水平、六级筒体式离心泵；泵的芯包从英国SULZER公司原装进口。汽泵主要由泵的芯包、内外泵壳、水力部件、中间抽头、平衡装置、轴承、轴封以及泵座等部件组成。汽泵的转子是SULZER公司生产的刚性转子，具有极高的机械可靠性。另外，由于采用刚性转子汽动给水泵无须设暖泵系统，只需在启动泵之前先开启前置泵15分钟即可。芯包组件包括所有的旋转部件、导叶、内泵壳、轴承和所有磨损部件。该设计可使部件的更换既快速又方便，大大地缩短了维护所需的停机时间。内泵壳由单独的螺栓联结在一起，避免了长螺栓联结引起的振动问题。内泵壳间的密封是通过精确加工的金属表面之间的金属对金属密封实现的，最终，密封金属面通过作用在末级内泵壳上的水压力紧贴在一起。泵轴为马氏体不锈钢锻件，经粗加工、热处理、磨削和精磨加工而成，径向轴承档镀以铬层以防止咬轴，轴上所有螺纹用单头刀具按高标准加工成形，所有截面变化处和螺纹尾部都采用圆角过渡，所有热处理都在轴垂直放置时进行，避免发生热变形。泵轴采用较大的径长比（直径和轴承跨距）使得轴具有非常大的刚度。轴上没有螺纹，从而消除了应力集中和轴的变形。轴套通过紧力套装在轴上。用空气间隙作为隔热措施。轴套可以沿轴向自由膨胀。该设计可将瞬态和热备用条件下轴的变形降低到最小程度。叶轮由精密铸造而成。叶轮与轴的套装设计可保证在最严重的瞬态变化过程中的对中和密封。双键确保了扭矩的传递，叶轮卡环吸收轴向推力。导叶由精密铸造而成，确保尺寸符合要求。外泵壳主要由泵筒体、端盖及进、出口水管等组成。泵体由进口侧泵脚下的一对横向键轴向定位在联轴器端，筒体下另有一轴向键。这种布置使泵能在所有温度情况下保持与驱动机械的对中性，并将管道载荷传递到泵座上。在泵脚与泵座间的键连接部位装有铜质滑块，从而保证能自由地热膨胀和良好的接触。筒体为具有良好焊接性能的锰钢锻件，进出口支管同样采用锰钢锻件焊接在筒体上。筒体由锻造加工而成，以中心线方式安装，并具有导向系统以便于各方向的对正。该设计可确保与底板安装牢固，并可允许泵在各个方向的自由热膨胀。大端盖由与筒体材料相同的锻件加工而成。通过缠绕垫片及成型密封垫实现高压密封。端盖螺栓由液压张紧装置拆卸，可最大限度地缩短拆卸时间，精确设置螺栓拉伸负荷，并可测量螺栓拉伸量通过止口与末级导叶套接。在大端盖和筒体之间有一密封垫形成一高效的密封，密封垫为不锈钢石棉缠绕垫，这个密封垫嵌在筒体的凹槽内并通过大端盖面上的凸缘定位，这种结构方式确保大端盖和筒体的面与面接触并在密封垫上产生紧力。选择这种材料所制造的弹性密封垫，可以进一步防止由于密封面一部分表面受损所引起的泄漏，降低密封比压系数特性，从而降低大端盖螺栓载荷。大端盖螺栓借助于液压装置张紧，液压装置能给予螺栓精确地加载，使大端盖发生变形的可能性减至最低。大端盖与筒体的结合面高度光洁，最内一级内泵壳与筒体之间装有垫圈，该垫圈为镀铜钢圈，两面都经研磨加工到很好的光洁度，可以防止发生碰磨、卡涩现象。内泵壳选用耐腐蚀和冲蚀的13％铬钢，相邻内泵壳间的接口为金属对金属式，相对的配合面都加工到高的光洁度并经研磨。导叶环同样是13％的铬钢，各级导叶内定位销定位于前级泵壳上。各级间销子都是全封闭式，不与泵输送液体相接触，如果出现销子失效或松动，销子不会从泵出口处排出。每个内泵壳和导叶的内孔上都装有可更换的磨损环，末级导叶和出口大端盖间的碟型弹簧在组装和停机时给结合面提供足够的静压力，并允许内部组件自由膨胀，当泵运行时，水压建立，从而保证结合面严实的密封。每个磨损环内孔都加工有一组浅的平行槽，这种形式使其能保持光滑衬套的水力刚度，同时大大地减少泄漏，不需要其它复杂的防泄漏装置。筒体内所有受高速水流冲击的区域都堆焊以奥氏体不锈钢层以防止冲蚀。所有接合面也是用同样的方法加以保护。泵中所用的叶轮和导叶均为13%铬不锈钢精密浇铸，流道采用陶瓷芯法成型，由此而获得高的表面光洁度和强度、高精度和高重复性的叶形，以保证具有非常高的流通效率。叶轮上不装磨损环，但在其易磨部位留有足够的金属以备万一运行磨损时可车去并配上环。叶轮和静磨损环采用不同硬度的材料，叶轮的硬度为235-321VPN，静磨损环为380-430VPN。叶轮轴向由卡环定位，卡环为两片式嵌在轴上，卡环定位在叶轮的凹糟内以防其转动时飞出。叶轮在轮毂位置热套在轴上以固定叶轮并起到叶轮的级间密封，扭矩是由与之相配的键传递。选用键槽的最小内圆角保证最大应力集中系数为3.0。在泵的第二级上设有一中间抽头，为再热器减温装置提供减温水。中间抽头是单管结构，抽头水从筒体壁上的径向孔流出。从内泵壳到外部管路之间的连接管材料采用不锈钢，并且连接管外端的法兰夹在筒体外壁与外部管路端的法兰之间，借助于挠性金属垫来实现密封。在抽头连管内部，连接管在内泵壳径向孔处密封，虽然结构简单，但必须考虑由下列因素而引起的内泵壳和筒体间的中心位置误差：A、芯包互换引起的角度和轴向误差；B、芯包和筒体间的温差引起的轴向和径向误差；C、泵冷态启动开始变热或由于冷水通过引起抽头连接管自身的轴向膨胀、收缩；D、泵停转后零部件不均匀的冷却引起的芯包与筒体间的微量随机性偏移。泵的水力平衡装置为单平衡鼓装置配合推力轴承形成的平衡机构。由于给水泵为多级离心泵，工作时，由于给泵的出口和入口之间压差很大，这样就会产生一个由出口侧（高压侧）沿轴向向入口侧（低压侧）的轴向推力，在该轴向推力的作用下，使给泵的转子产生轴向位移，方向也是有出口侧向入口侧移动，为平衡给泵在工作时产生的轴向推力，控制轴向位移在给泵的动、静间隙安全范围内，所以在给泵的高压侧末级叶轮后装有平衡鼓（盘）装置，随转子一起旋转。平衡鼓外圆表面与泵体间形成径向间隙，一端是末级叶轮的高压区，另一端是与吸入口相连通的低压区。这样作用在平衡鼓上的压差，形成了与叶轮上的轴向力方向相反的平衡力，其大小由平衡鼓直径决定。平衡鼓平衡轴向力的效果也是减小轴向力，而不能完全平衡轴向力。控制轴向位移。高压水最后通过这个平衡管，回到给泵的入口，简单的理解平衡鼓（盘）其原理就和汽轮机上推力轴承相似，平衡管就和推力轴承的回油管作用类似。推力轴承采用大容量双向轴承，可以承受非设计工况下的附加推力和反向推力。由于结构原因发生轴向位移时，平衡鼓装置不会与其外部节流衬套发生摩擦和咬死现象，但它不能完全平衡轴向推力，剩余推力由加装的推力轴承承受。平衡鼓压装在轴上，轴向由轴肩定位，并在低压侧由一平衡螺母锁定。平衡鼓与轴的密封通过铅箔垫圈和衬圈实现。平衡鼓用不锈钢锻件制造，在节流衬套内转动。节流衬套材料进行特别选择，以保持其与平衡鼓的硬度差与叶轮及其衬套间的硬度差相同。泵轴是由一对普通圆柱型径向滑动轴承所支承，轴承为巴氏合金内衬强制油润滑型。轴承由轴承压盖固定，轴承压盖由螺栓固定在下半部轴承支架上。当上半部轴承支架装上后，整个轴承支架形成一360°的法兰支承面直接连在进口端盖或大端盖上。整个组件由销子定位，以保证能精确地重新组装，在大修时，轴承与轴可在原位一起拆卸。自位瓦块式推力轴承：自位瓦块式推力轴承对两个方向的推力载荷具有相同的承受容量，适用于正反两个方面的旋转。推力环组件由支承环组成，瓦块均匀分布于支承环上各单独的定位件之间，瓦块外径嵌在支承环的法兰内，瓦块通过定位件的头部嵌在其两侧的凹槽内定位，使得工作时瓦块能自由倾斜但不会掉下来。推力轴承安装在一轴向中分的轴承腔内，该腔体在自由端轴承支架上，而轴承支架本身也是轴向中分的。这种布置有下列优点：A、推力盘可在轴承支架未装上前就装在轴上，使得能精确地检查内侧（承载侧）面的飘偏和轴向定位；B、只需简单地拆下上半部轴承腔体，就可以目检推力轴承组件，因此，可就地拆卸、检查和更换瓦块而不用拆下推力盘，这样大大减小这一关键部件错装的可能性。给水泵装有固定衬套注射密封水卸荷型迷宫密封，迷宫密封是一种非接触密封，动静部分之间存在接触磨损，具有极高的运行可靠性，保证泵在运行时密封水不进入泵体而泵输送液体也不会泄漏出来。迷宫密封的使用寿命可达到六年以上。汽泵主要参数规范：序号参数名称单位额定工况点最大工况点单泵最小点1进水压力MPa2.392.422.492入口流量t/h106911362473扬程m3297.33293.84025.54转速rpm5770.65864.857715必须汽蚀余量m64.670.3-6泵的效率%85.4485.344.967抽头流量t/h4545-8抽头压力MPa11.7411.72-9轴功率（含抽头功率、增压级功率）kW10919.811629.96038.2410主泵出口流量t/h1024109124711主泵出口压力MPa30.9730.8937.3812设计水温℃182.9185.3182.913泵体设计压力/试验压力MPa42/5514关闭压头m40604200406015正常轴承座振动值（双振幅值）mm0.03816旋转方向顺时针(从汽轮机向泵看)17轴承形式滑动轴承+推力轴承18驱动方式小汽机(与给水泵同轴驱动)给水泵结构尺寸/配置情况表序号结构/配置名称单位尺寸/配置情况汽动前置泵汽动主泵1泵型号HZB253-640HPT300-340-6S2泵轴长M161526873首级叶轮吸入型式双吸单吸4叶轮尺寸（最大/最小）M640/520344/3405叶轮级数166转子直径M1001407轴承形式/数量滚动/1滑动/2推力瓦+推力盘/18推力额定负荷/推力最大值kgf//9联轴器传递功率KW5021202210密封形式/密封水流量机械密封/7.8t/h迷宫密封/25t/h11泵（第一/第二）临界转速rpm-8972汽泵给水流程图以及汽泵迷宫密封水示意图汽泵迷宫密封采用凝结水注入式迷宫密封，为非接触密封，由凝给水泵来的压力经调节阀后注入轴封，其压力约大于给水泵进口压0.05～0.1MPa。在旋转密封轴套的外圆加工多头反向螺旋帽，相当于一个螺杆泵，凝结水注射到密封腔内向泵送水方向流去，在卸荷环内与外漏的泵输送水相遇，卸荷环外档水通过间隙降压流向泵外，经Ｕ形水封管入凝汽器。卸荷环内档回水与轴端泄露的给水混合后的回水，重新通过管道回收至前置泵入口，这部分水就叫做卸荷水。卸荷水的作用就是防止泵内的热水外泄，回收工质，同时还有减小和平衡给泵轴向推力的作用。密封水调节阀的操作信号来自给水泵进口压力＋0.05～0.1Mpa，并同时满足回水温度。当泵处于静止状态，来自凝结水系统的密封水压力略高于泵入口压力，冷的凝结水进入泵内帮助泵更快地冷却，这样可防止热分层而造成的变形。迷宫密封操作：凝结泵来的压力水经调节阀后注入泵内固定的密封衬套和旋转的密封轴套之间的间隙中，衬套内圆加工了双头螺旋槽。一部分流量在轴套与衬套内与来自泵内的给水混合后流向前置泵进口进行卸荷，另一部分通过间隙节流降压，流出泵外经“U”形水封管进入凝汽器。密封水调节阀的操作信号来自注入水与回水(入凝汽器)温差。密封水量：正常：7m3/h；最大：12.5m3/h。泵启动：在启动汽动给水泵之前，先开启前置泵保证给水泵大筒体上下温差在15ºC以内，则可由汽轮机直接启动。泵座是中空型钢的焊接结构件，布置成在中心线处支承泵体。 汽泵组附属系统汽动给水泵的前置泵进口管道上设有化学清洗接口、电动闸阀、小汽机密封水有压回水管道接口、化学加药管道以及滤网。化学清洗接口用于机组启动前给水管道的清洗，通过清洗清除其内表面上所有疏松的残渣、油渍、氧化皮、铁锈、焊渣等各种杂物，防止滤网造成严重堵塞影响系统正常运行；汽动给水泵密封水有压回水管道是为了回收给水泵密封水及泵体部分高压漏水；为了给系统提供合格的给水水质，给水管道特设有加氨、联氨，加氧的加药管道；滤网设有放水门，当前置泵入口滤网前后压差达到0.05MPa时，发出差压高报警信号。汽动给水泵进口处管道上设有测量流量的流量测量装置和滤网。当滤网前后压差达到0.05MPa时，发出差压高报警信号；汽动给水泵的出口管道上装有止回阀和电动闸阀，止回阀和泵出口之间的管道上装有最小流量再循环管，汽动给水泵出口给水经电动阀门调节后进入除氧器水箱，保证汽动给水泵能够有一最小流量流过泵体，避免造成泵的汽蚀。汽泵轴承室为中分式，且全周通过法兰联结在泵端盖上。油封控制了轴承室的泄漏。径向轴承可为四油叶固定弧度套筒径向轴承。推力轴承为双向作用可倾瓦轴承。推力盘套装在轴上，并可通过液压方式拆卸。径向轴承和推力轴承由外部强制供油润滑。给水泵侧半联轴节与轴是靠过盈配合来传递扭矩的。带有中间短接的联轴器便于轴承和密封的拆除和维护，而不需移动给水泵汽轮机给水泵润滑油由外部强制供油润滑。进油位置 油量 进油孔板传动端径向轴承 12L/M φ5自由端径向轴承 12L/M φ5推力轴承内侧 37L/M φ12.6推力轴承外侧 37L/M φ12.6汽泵再循环系统给水泵在规定的小流量值以下运行，必须走再循环，再循环阀门的开启信号一般取自前置泵出口至给水泵进口连接管上的流量测量装置。再循环阀在流量小于270T/h自动打开，流量大于600T/H时自动关闭。运行中，再循环阀15s未打开设置跳闸保护。给水泵汽机 概述给水泵小汽轮机采用东方汽轮机厂生产的G16-1.0型汽轮机。小汽轮机为自带地盘，便于快速安装。小汽轮机设计工况为主机TMCR由两台机并联运行，采用主机四段抽汽作为工作汽源，主机再热蒸汽冷段作为备用汽源，调试及启动汽源由辅助蒸汽系统提供，驱动每台锅炉给水泵供给锅炉50％BMCR给水量，当一台汽动泵因故停运时，采取机组降负荷至60%，另一台汽动给水泵单独运行方式。小机通过鼓形齿式挠性联轴器与汽泵相连，盘车装置采用电液操纵摆动齿轮切向啮入式，能满足锅炉给水泵连续盘车的要求。小机排汽方式采用向下排汽，排汽至各自配置的水冷凝汽器。小汽轮机配备有电子式超速保护装置不设机械超速保护装置。小汽轮机配备独立的集中供油系统。供油系统配备有带排烟风机和加热设备的油箱，一套双联冷油器，一套双联滤网用于过滤润滑油，两台型号相同的交流主油泵一台工作，一台备用，一台直流事故油泵，给水泵小汽轮机主要技术规范型号：G16-1.0 形式：单轴、单缸、蒸汽外切换、变转速、凝汽式给水泵汽轮机额定功率：9448Kw 额定转速：5503r/min进汽压力（主汽阀前）：1.118Mpa 进汽温度（主汽阀前）：394.3°C排汽口压力：6.7kPa 备用汽源进气压力（切换阀前）：<6.0Mpa备用汽源进汽温度：<400°C 允许最大连续功率：16000Kw旋转方向：从机头方向看为顺时针 运行选装范围：2840～6000r/min汽源切换点：《40%主机额定负荷（定压）、《30%主机额定负荷（滑压）小机允许脱扣转速：电保护Ⅰ：6380r/min 电保护Ⅱ：6380r/min临界转速（计算值）一阶：2312r/min 二阶：6945r/min给水泵小汽轮机各工况技术参数：项目单位105%VWOTHATMCRTRL75%额定工况（滑压）50%额定工况（滑压）40%额定工况（滑压）30%额定工况（滑压、单泵）蒸汽压力Mpa(a)1.1621.0711.1311.1050.8170.5680.5270.399蒸汽温度℃365.3366365.5363.4370.3374.4374.7347.3蒸汽流量t/h56.6049.1952.2759.3228.2415.1514.3512.95背压KPa7.07.07.013.87.07.07.07.0转速r/min55205250531053004550300028004100内效率%82.282.782.583.381.072.070.777.4机械损失KW4040404040404040输出功率KW11749.210152.510847.611160.15492.624672267.82054.5汽耗Kg/(kw.h4.81734.84514.81865.31495.14056.14116.32776.3032排汽量t/h56.25948.90251.95758.96828.09115.13814.35412.979排汽温度℃39.039.039.052.339.039.039.039.0排汽焓KJ/kg2432.62439.62433.32500.42494.32618.82637.42580.2小机本体结构：驱动给水泵的小汽轮机本体结构的组成部件与主汽轮机基本相同，同样具有主汽阀、调节阀、汽缸、喷嘴室、隔板、转子、支持轴承、推力轴承、轴封装置等组成。蒸汽排汽向下经过排气管进入自带凝汽器。小机蒸汽系统、汽源（小机原设计有备用汽源，现取消冷再备用汽源，以下冷再汽源供参考）小机正常有两路汽源：工作汽源和备用汽源。工作汽源为主机四段抽汽，备用汽源为再热冷段蒸汽。辅助蒸汽汽源在主机启动时通过部分工作汽源供汽管路供汽。配汽方式：工作汽源和备用汽源使用同一个主汽阀，同一个调阀、蒸汽室—喷嘴室，喷嘴室分为5个腔室，小机采用喷嘴配汽。汽源切换：小机工作汽源和备用汽源之间采用外切换的方式。当主机负荷降到约40%额定负荷（定压）或30%额定负荷（滑压）以下，小机调节阀开度大于95%，四段蒸汽流量仍不能满足给水泵的功率。布置在冷再至小机蒸汽管道上的蒸汽调节阀（切换阀）打开，将备用蒸汽引入，相继通过主汽阀、调节阀，然后进入喷嘴做功。此时，四抽进气管道上的逆止阀自动关闭，工作汽源由主机四段抽汽切换至冷再蒸汽。反之，当主机负荷升至约40%额定负荷（定压）或30%额定负荷（滑压）时，关闭备用蒸汽管道上的蒸汽调节阀（切换阀），四抽进汽管道上的逆止阀门自动打开，主机四段抽汽通过主汽阀、调节阀，然后进入喷嘴做功。此时，工作汽源已由冷再蒸汽切换至主机四段抽汽。其它工况出现切换，原理相同。轴封系统：汽轮机轴封系统的主要作用是防止高参数蒸汽沿高压段轴封端向外泄露，并防止空气沿低压段轴端进入汽缸破坏凝汽器真空。小机共有前、后两组轴端汽封。前、后轴端汽封均采用迷宫式汽封，具有良好的密封性能。前、后轴端汽封的第一段接至主机轴封供汽母管，第二段漏汽至轴封回汽母管至轴封加热器。小机轴封系统与一期不同，二期小机高压侧轴封汽源取自主机轴封供汽母管，二期小机低压侧轴封在主机低压缸轴封供汽母管接出，故二期小机低压侧轴封管路不设喷水减温系统。疏水系统：汽轮机疏水系统的主要作用是在机组启动、停机、低负荷运行或低参数运行时，汽轮机本体、阀门、蒸汽管道等都可能凝聚凝结水。这些凝结水必须及时疏泄出去，避免造成汽轮机进水，而引起水冲击，导致机器损坏。小机在主汽阀和调节阀壳上均设有疏水口，汽轮机本体上在调节级后设有一疏水口，各压力级的疏水采用逐级自流的方式。由于各疏水口的压力不同，因此按压力高低顺序依次导出，以利于疏水畅通。小机主、调阀及本体疏水至本小机水冷凝汽器，不与主机及另一台小机混合。滑销系统：汽轮机在启动、停机和运行时，由于温度的变化，会产生热膨胀。滑销系统的作用就是为了使机组的动、静部分能够按照预定的方向膨胀，保证机组安全运行。小机的基架浇死在基础上，而小汽机靠后汽缸处左右两撑脚坐落在已焊于基架上的两个挠性支架上，汽缸两撑脚上距排气中心线向后197毫米处各有一定位销，用以固定汽缸与基架的相对位置，并以此作为机组的绝对死点。前汽缸与后汽缸通过螺栓连成一体，并在前支持轴承处挠性地支撑在基架上。汽缸的纵向和横向热膨胀由此三个挠性支撑吸收。在后汽缸末端对称于汽轮机中心线上，汽缸与基架之间设有一垂直定位键，用于保证机组膨胀时的中心外置不变。前轴承箱与前汽缸采用螺栓连接。前箱内装有推力轴承，汽轮机转子相对于静子的固定点（相对死点）在转子推力盘的工作面处。小机滑销系统简图小机轴系由汽轮机转子、给水泵轴及用以联接汽轮机转子和给水泵轴的挠性联轴器组成了该汽轮机—给水泵机组的轴系。汽轮机转子两端支撑在轴承上，轴承跨距为2489mm。转子：汽轮机转子采用整锻转子，材料为30Cr2Ni4MoV，转子总长3386mm，包括叶片总重约3500kg。转子包括调节级在内共7级叶轮，所有叶轮为等厚截面叶轮，除调节级为菌行叶根外，其余为纵树型叶根槽。在第1～6级叶轮盘上设有5个Φ30mm的平衡孔，均布在直径为Φ550mm的节圆上，以减少叶轮两侧压力引起的转子轴向推力。叶轮间的隔板汽封和轴端汽封均采用迷宫型汽封。在转子第1、4、7级叶轮凸缘上设有径向平衡螺塞孔，供做动平衡用。小机转子脆性转变温度FATT为-1.1℃动叶片：由于小机有较高的运行转速和较宽的转速运行范围（2840～6000r/min），故所有动叶片均采用不调频叶片。前3级动叶为直叶片，后4级为扭叶片。调节级叶片材料采用2Cr12NiMo1W1V，2～4级叶片材料采用1Cr12W1MoV,5～6级叶片材料采用1Cr12Mo。为防止水蚀，工作在湿蒸汽区的末级及次末级动叶片顶部进汽侧均采用防水蚀措施，以提高叶片的抗水蚀强度。末级动叶片长度为365mm，材料采用1Cr12Ni2W1Mo1V。动平衡：转子装配时，为保证获得好的整体动平衡，各级都经过叶片的力矩平衡。因此，转子装配后，厂家只须进行低速动平衡，一般不必做高速动平衡，且转子经过制造厂严格的平衡试验后，一般不必重新进行动平衡。转子的动平衡依靠在转子第1、4、7级叶轮凸缘上设置的径向平衡螺塞孔内加放平衡螺塞来实现。如果需要做动平衡试验，则可通过汽缸上的预留孔，用厂家提供的专用工具来取、放平衡螺塞，不必揭缸。联轴器：由于机组在运行时，因温度变化而引起各轴承的标高有所改变。为避免汽轮机转子和给水泵轴对接处及轴颈产生额外的挠曲变形而引起交变应力和振动，小机采用鼓形齿式挠性联轴器，以补偿标高的变化值及吸收汽轮机和给水泵轴端的热位移量，使整个轴系形成一条圆滑过渡的曲线，保证轴系工作的稳定性和可靠性。为防止联轴器中间传动段脱落而导致汽轮机转速飞升及其它恶性事故的发生，每次检修后启动前应仔细检查防脱挡圈及连接螺栓等零件，如有损伤零部件，应及时更换，以保证机组的安全运行。小机轴承支撑轴承：小机机前、后支撑轴承均为可倾瓦轴承。瓦块分别装在上、下部分的轴瓦体内，上半三块，下半两块。前支撑轴承采用球面自位式轴承，并带有调整垫块，便于机组安装时中心的找正以及运行时的自行对中。右图为小机前支撑轴承球面自位式轴承结构图。推力轴承：小机的推力轴承安装在前轴承箱内，为活支可倾瓦块型。其工作推力瓦和定位推力瓦各有6块，分别装在各自的均载板上，使各瓦块负荷都能随时均等。定位推力瓦和工作推力瓦位于转子推力盘的前后两侧，承受机组的轴向推力，以此为机组的相对死点。右图为小机推力轴承结构图。小机汽缸：小汽轮机为单缸机组，有前、后两部分组成。前汽缸和后汽缸之间通过垂直法兰用螺栓连成一个整体。前汽缸和喷嘴室：前汽缸和低压喷嘴室采用焊接结构，材料为20g。低压喷嘴室分为5个独立的腔室，装焊与前汽缸上半内。小机汽缸布置图后汽缸：后汽缸为焊接结构，材料为Q235-B。在末级动叶的出口处设置有倒流装置以减少排汽损失。汽缸采用向下排汽的方式，排汽口与排汽管道以焊接形式相接。在后汽缸下半内设有两个篮式探头，用于测量排汽口静压。在后汽缸上半设有大气阀（防爆膜），它是真空系统的保护装置。当排汽压力升高到表压34.3kPa时，大气阀中的保护性隔膜（防爆膜）破裂，蒸汽排入大气，避免汽缸、动叶片因压力过高而损坏，以保证机组的安全。小机喷嘴及隔板喷嘴组合隔板是完成蒸汽热能向动能转换的部件，具有工作温度高、前后压差大、与转子间隙小的特点。小机在设计时充分考虑了结构的强度、温度效应及工作条件，因而有良好的安全可靠性。小机的喷嘴和隔板均为焊接结构。喷嘴：喷嘴由内、外环，围带和导叶片组成，并通过螺栓将其固定在低压喷嘴室的端面上。喷嘴共分5组，每组之间用挡板隔开，使其各组分别与喷嘴室的5个独立腔室相通，各由相应的调节阀供汽。隔板：小机2、3级隔板装在前汽缸内，第4～7级隔板装在后汽缸内。各级隔板均装置有水平中分面，但上、下半之间无螺栓连接，而是靠悬挂销将隔板上半悬挂于汽缸上半内，以便于机组的安装和检修。为减小级间损失，所有隔板汽封都采用高低齿汽封，除末级隔板外，各级隔板在动叶顶部均带有径向汽封。小机的阀门小机低压进汽由一个主汽阀和五个调节阀控制。正常备用汽源（再热冷段蒸汽）由一个切换阀控制，节流调节后相继进入主汽阀和调节阀。辅助蒸汽汽源至小机电动门正常关闭状态，主机启动时开启该电动门进入四抽供小机低压逆止门后进汽管道。主汽阀：主汽阀采用直通式结构，壳体为铸件。阀门直接与作为调节阀进气室的蒸汽室盖联接。主汽阀与其操纵机构、油动机相连，并弹性地支撑在基架上。（右图）主汽阀直径为Φ356mm，阀杆行程125mm。为减小阀门的提升力，主汽阀设有直径为Φ64mm的预启阀。阀门依靠主汽阀油动机提供的开启力打开，靠操纵座内的压缩弹簧的弹力关闭。调节阀：调节阀共5只，分别控制喷嘴室5个腔室的进汽。5只调节阀共用一个提升板，由一个调节阀油动机通过一杠杆机构来控制阀门的开、关及开度。油动机的不同行程对应着调节阀的开启数目和开度的大小。右图为小机调节阀结构图。切换阀：切换阀布置在再热冷段蒸汽管道上，当调节阀开度大于95%，进气量仍满足不了给水泵功率要求时，切换阀打开，备用蒸汽经切换阀进入主汽阀。通过切换阀油动机控制切换阀的开度，使蒸汽流量与所需的功率相适应。所采用的滑套式阀碟的结构可使提升力减小至足够小。小机切换阀直径为Φ150mm，行程为60mm。切换阀是压力卸载单座阀（下图），阀壳（6）的上端由阀盖（13）封闭。阀杆（9）穿过阀盖的部位装有用以对阀杆导向、密封的衬套（10、14）和一组柔性石墨密封环（12），需要时可通过调整压紧螺母（15）来减少阀杆漏汽。阀杆下端连接着阀碟（5），当阀杆在油动机操纵下产生位移时，阀碟随之在阀盖的套筒（4）中移动。执行机构由杠杆（1）、油动机（2）、支架（3）、支座（22）等构成。在静止状态下，弹簧（19）的预紧力通过弹簧座（18）、调整垫圈（17）和阀杆使阀碟被压在阀座上，阀杆上端通过拉杆接头（20），拉杆（21）以及关节轴承（23）等与杠杆的一端相连，杠杆的另一端与油动机拉杆端部的关节轴承连接在一起。停机时，弹簧通过弹簧座和阀杆将阀碟压到阀座上。如果要开启阀门，受二次油压控制的油动机动作，将阀杆向下拉，阀门就相应开启。切换阀结构图1．杠杆2．油动机3．支架4．套筒5．阀碟6．阀壳7．销、螺塞8．阀座9．阀杆10．导向套筒11．衬套12．密封圈13．阀盖14．导向套筒15．压紧螺母16．螺柱17．调整垫圈18．弹簧座19．弹簧20．拉杆接头21．拉杆22．支座23．关节轴承盘车装置小机的盘车装置采用高速盘车装置，盘车转速120r/min，驱动电机功率11kw。机组启动冲转前，盘车装置在就地或远方信号的控制下自动投入并带动主轴旋转。机组启动冲转后，盘车装置能够自动甩开并停止运行。当电气或者其它故障不能实现自动盘车时，装置具有手动盘车能力（在手动盘车时自动盘车启动无效）机组冲转前盘车，使转子连续转动，避免因阀门漏汽和汽封送汽等因素造成的温差使转子弯曲。同时检查转子是否已出现弯曲和动静部分是否有摩擦现象。机组在停机后盘车，使转子连续转动，避免因汽缸自然冷却造成的上下缸温差使转子弯曲。机组在盘车状态下冲转，可使转速控制较平稳。较长时间的连续盘车，可以消除转子因机组长期停运和存放或其它原因引起的非永久性弯曲。可以驱动转子作现场简易加工。小机纵剖面图小机启动前的检查和准备1机组启动前先启动主油泵，对油系统进行油循环，排出系统中的空气，并检查油系统中的油温、油压和油位是否正常。当油温低于20℃时，开启电加热器进行加热；待油温升至35℃时，则关闭电加热器。2投盘车后，检查并记录转子偏心度，并与转子同一位置的原始值相比较，若变化值小于0.03㎜，则可确认转子没有发生弯曲。同时应监听通流部分有无摩擦声。小机辅助系统正常。机组在启动前或冲转带负荷过程中若出现下列情况之一时禁止启动或停机进行检查：任一安全保护装置系统失灵；机组保护动作值不符合规定；汽轮机调速系统不能维持空负荷运行，机组甩负荷后不能控制转速在危急遮断动作转速以下；主汽阀或任一调节阀卡涩或关不严；汽轮机转子弯曲值相对于原始值变化大于0.03㎜；盘车时听到清楚地金属摩擦声、盘车电流明显增大或大幅度摆动；润滑油和抗燃油油质不合格；润滑油进油温度不正常，回油温度过高；油箱油位在最低报警油位以下；抗燃油油温小于18℃，油箱油位过低；主要仪表，如测转速、振动、轴向位移等的传感器；调节及润滑油压、冷油器出口油温、轴承回油温度、蒸汽压力、温度等的显示仪表以及调节、保安系统压力开关、测轴承金属温度的热电阻（偶）及显示仪表等，不全或失灵；主油泵、事故油泵、润滑油系统、抗燃油系统故障及盘车装置故障；汽轮机进水；机组保温不完善；蒸汽品质不符合要求；MEH控制系统故障；机组启动、运行过程中超过限制值。小机启动小机采用低压汽源启动。小机MEH控制系统有手动、转速自动、锅炉自动三种控制方式。这三种方式的控制范围为：手动：0—2840r/min 运行人员操作小机转速手动:0—5945r/min运行人员操作小机转速自动：2840—5945r/min给水系统信号在正常情况下，采用的控制方式为：小机转速手动:0—2840r/min运行人员操作设定目标转速2840—5945r/min运行人员手动增减小机转速指令小机转速自动：2840—5945r/min给水系统信号冲转蒸汽参数冷态启动：（停机时间≥72h） 低压进汽压力：≥0.55MPa低压进汽温度：过热度≥50℃温态启动：（停机时间72--12h） 低压进汽压力：≥0.55MPa 低压进汽温度：＜300℃过热度≥50℃热态启动：（停机时间≤12h） 低压进汽压力：≥0.55MPa 低压进汽温度：≥300℃小机启动操作1.开启主汽阀。2.“目标”设置500r/min转速。3.“速度”设置200r/min/min（冷态启动）、300r/min/min（温态启动）、400r/min/min（热态启动）。4.检查小机低压调节阀逐渐开启，机组按给定的升速率增加转速，当转速大于盘车转速时，盘车装置应自动脱开，否则应立即打闸停机。5.升速至500r/min检查。在此转速下，对机组进行全面检查，主要检查动静部分是否有摩擦，振动是否过大及轴向位移等。停留时间不超过5min。6.系统检查合格，按原升速率升速至1000r/min，进行机组低速暖机，暖机时间40min。7.小机在1000r/min暖机正常后，“速度”设置200r/min/min（冷态启动）、300r/min/min（温态启动）、400r/min/min（热态启动）机组升速至1800r/min，进行机组中速暖机，暖机时间10min。由于机组一阶临界转速约为2310r/min，在机组1800r/min转速下稳定运行时，因检查各部件工作是否正常，所有监视、控制仪表全部投入，各方面均无异常后，机组方可过临界转速。8.小机在1800r/min暖机正常后，“速度”设置200r/min/min（冷态启动）、300r/min/min（温态启动）、400r/min/min（热态启动）机组升速至2840r/min。9.当小机实际转速升至2840r/min，检查机组均正常，则将小机的控制方式切至小机转速手动，手动调整小机转速。如给水系统信号正常，且波动较小，则将小机投入小机转速自动，小机转速根据给水系统信号自动增减转速。在小机转速手动或自动方式，小机速度变化率限制在1000r/min/min。9.当主机负荷大40%额定负荷以后，即可关闭小机系统阀门、汽缸及蒸汽管道上的所有疏水。正常运行需监视仪表工作正常、各疏水口工作正常、机组振动、轴向位移、偏心等在允许范围内，各轴承钨金温度和进、回油温度指示正常，且在允许范围内，汽缸排汽温度和压力在允许范围内。控制油压、润滑油压及润滑油箱的油位符合要求。蒸汽参数和给水参数应符合要求。小机启动、运行的限制值序号参数单位正常高Ⅰ高Ⅱ低限跳闸1转速rpm550359456380/63802排汽压力KPa6.221.333.63排汽温度℃451351504轴承振动mm≤0.060.100.205润滑油压MPa0.19～0.210.160.136润滑油滤网前后差压MPa＜0.050.057润滑油温℃40～45558轴承箱回油温度℃＜60659控制油压MPa10.7～11.79.27.8抗燃油进油温度℃＜545410轴向位移mm-0.50＜位移＜+0.30≤-0.50/≥+0.30≤-0.60/≥+0.4011支持轴承温度℃＜8510011012推力轴承温度℃＜85105115小机运行方式主机定压运行：单台汽泵运行时，最高运行负荷为主机60%额定负荷，在主机40%额定负荷以下为备用汽源做功；两台汽泵运行时，受泵最小流量限制，运行负荷应大于主机40%额定负荷，在主机40%额定负荷以上为工作汽源做功。主机滑压运行：单台汽泵运行时，受小汽轮机最低运行转速2840r/min的限制，最小运行负荷为主机30%额定负荷，在主机30%额定负荷以上为工作汽源做功，最高运行负荷为主机60%额定负荷；两台汽泵运行时，受小汽轮机最低运行转速2840r/min的限制，最小运行负荷为主机40%额定负荷。小机正常停机1当主机负荷下降至30%额定负荷时，打开小机汽缸和蒸汽管道的全部疏水阀，同时打开小机主汽阀前的疏水阀。2随着主机负荷下降，由于给水流量的降低，“小机转速自动”会自动降低小汽轮机转速，当小汽轮机转速下降到“小机转速自动”控制方式的最低值2840r/min时，按下“手动停机”按钮或“就地手动停机”按钮，则小机脱扣。小机主汽阀与调节阀迅速关闭，相应指示灯亮。小机运行方式重新切换至“手动”运行方式，以备再次启动。当机组转速惰走到140r/min时，盘车装置自启动，此时盘车装置润滑油开始供应；当机组转速降低至盘车转速以下时，盘车装置离合器自动投入，机组进入盘车状态。盘车装置连续运行至汽缸温度达150℃以下。手动停止，而后，间断盘车。在下列情况下，机组应立即打闸停机：1）机组发生强烈振动，振幅达停机值以上，或机组振动值急剧增加。2）汽轮机内有清晰地金属摩擦声和撞击声。3）汽轮机发生水击。4）轴承钨金温度急剧上升至115℃或任一轴承回油温度升至75℃。5）轴封或挡油环严重摩擦、冒火花。6）润滑油压低至停机值，启动备用油泵无效。7）油箱油位低至停机值，补油无效。8）油系统着火。9）轴向位移超限，而轴向位移保护装置未动作。10）汽轮机转速升至跳闸转速值，而机组未遮断。给水泵汽机附属系统小机附属系统包括小机润滑油系统（集装油箱）、小机凝汽器系统及小机真空系统，小机凝汽器胶球清洗装置系统等。小机润滑油系统二期小机润滑油系统与一期小机润滑油系统一致，均由两台主交流润滑油泵及一台直流润滑油泵组成，不同之处为二期润滑油系统集装油箱布置于0M，润滑油冷油器由一期的板式换热器改为管式换热器。上图为小机润滑油系统图，小机及给水泵油系统均采用套装油管路。小机润滑油系统参数表 名称单位数值采用的油牌号、油质标准ISOVG32汽轮机油油系统需油量kg~5000轴承油循环率10主油箱型式集装油箱容量m36.12尺寸mm×mm×mm3204×1824×1360回油流量kg1200油箱中电加热器数量只6油箱中电加热器功率及电压KW/V5/220交流油泵型式离心式制造厂成都泵类研究所容量m3/h20出口压力MPa(g)0.8入口压力MPa(g)0.14电动机容量kW30电动机转速r/min2900冷油器型式管式制造厂东汽数量台2冷却面积m250冷却水入口设计温度℃35出口油温℃45冷却水流量kg/h58500油量m3/h20设计压力管侧MPa(g)0.8设计压力壳侧MPa（g）0.8设计温度管侧℃80直流事故油泵型式离心式制造厂成都泵类研究所容量m3/h21