汽轮机的结构由转动部分,即为转子,和静止部分,即为静子,两个方面组成。转子包括主轴、叶轮、动叶片和联轴器等。静子包括进汽部分、汽缸、隔板和静叶栅、汽封及轴承等。
汽缸是汽轮机的外壳,将汽轮机的通流部分与大气隔开,保证蒸汽在汽轮机内部完成能量的转换过程,汽缸内安装着喷嘴室、隔板、隔板套等零部件;汽缸外连接各种管道。联轴器用来连接汽轮机各个转子以及发电机转子,并将汽轮机的扭矩传给发电机。隔板用于固定静叶片,并将汽缸分成若干个汽室。动叶片安装在转子叶轮或转鼓上,接受喷嘴叶栅射出的高速气流,把蒸
汽轮机本体主要由哪几部分组成?
汽轮机本体由固定部分(静子)和转动部分(转子)组成。固定部分包括汽缸、隔板、喷嘴、汽封、紧固件和轴承等。转动部分包括主轴、叶轮或轮 鼓、叶片和联轴器等。固定部分的喷嘴、隔板与转动部分的叶轮、叶片组成蒸汽热能转换为机械能的通流部分。汽缸是约束高压蒸汽不得外泄的外壳。汽轮机本体还设有汽封系统。
汽缸
汽缸是汽轮机的外壳,其作用是将汽轮机的通流部分与大气隔开,形成封闭的汽室,保证蒸汽在汽轮机内部完成能量的转换过程,汽缸内安装着喷嘴室、隔板、隔板套等零部件;汽缸外连接着进汽、排汽、抽汽等管道。
汽缸的高、中压段一般采用合金钢或碳钢铸造结构,低压段可根据容量和结构要求,采用铸造结构或由简单铸件、型钢及钢板焊接的焊接结构。
高压缸有单层缸和双层缸两种形式。单层缸多用于中低参数的汽轮机。双层缸适用于参数相对较高的汽轮机。分为高压内缸和高压外缸。高压内缸由水平中分面分开,形成上、下缸,内缸支承在外缸的水平中分面上。高压外缸由前后共四个猫爪支撑在前轴承箱上。猫爪由下缸一起铸出,位于下缸的上部,这样使支承点保持在水平中心线上。
中压缸由中压内缸和中压外缸组成。中压内缸在水平中分面上分开,形成上下汽缸,内缸支承在外缸的水平中分面上,采用在外缸上加工出来的一外凸台和在内缸上的一个环形槽相互配合,保持内缸在轴向的位置。中压外缸由水平中分面分开,形成上下汽缸。中压外缸也以前后两对猫爪分别支撑在中轴承箱和1号低压缸的前轴承箱上。
低压缸为反向分流式,每个低压缸由一个外缸和两个内缸组成,全部由板件焊接而成。汽缸的上半和下半均在垂直方向被分为三个部分,但在安装时,上缸垂直结合面已用螺栓连成一体,因此汽缸上半可作为一个零件起吊。低压外缸由裙式台板支承,此台板与汽缸下半制成一体,并沿汽缸下半向两端延伸。低压内缸支承在外缸上。每块裙式台板分别安装在被灌浆固定在基础上的基础台板上。低压缸的位置由裙式台板和基础台板之间的滑销固定。
转子
转子是由合金钢锻件整体加工出来的。在高压转子调速器端用刚性联轴器与一根长轴连接,此节上轴上装有主油泵和超速跳闸结构。
所有转子都被精加工,并且在装配上所有的叶片后,进行全速转动试验和精确动平衡。
套装转子:叶轮、轴封套、联轴节等部件都是分别加工后,热套在阶梯型主轴上的。各部件与主轴之间采用过盈配合,以防止叶轮等因离心力及温差作用引起松动,并用键传递力矩。中低压汽轮机的转子和高压汽轮机的低压转子常采用套装结构。套装转子在高温下,叶轮与主轴易发生松动。所以不宜作为高温汽轮机的高压转子。
整锻转子:叶轮、轴封套、联轴节等部件与主轴是由一整锻件削而成,无热套部分,这解决了高温下叶轮与轴连接容易松动的问题。这种转子常用于大型汽轮机的高、中压转子。结构紧凑,对启动和变工况适应性强,宜于高温下运行,转子刚性好,但是锻件大,加工工艺要求高,加工周期长,大锻件质量难以保证。
焊接转子:汽轮机低压转子质量大,承受的离心力大,采用套装转子时叶轮内孔在运行时将发生较大的弹性形变,因而需要设计较大的装配过盈量,但这会引起很大的装配应力,若采用整锻转子,质量难以保证,所以采用分段锻造、焊接组合的焊接转子。它主要由若干个叶轮与端轴拼合焊接而成。焊接转子质量轻,锻件小,结构紧凑,承载能力高,与尺寸相同、有中心孔的整锻转子相比,焊接转子强度高、刚性好,质量轻,但对焊接性能要求高,这种转子的应用受焊接工艺及检验方法和材料种类的限制。
组合转子:由整锻结构套装结构组合而成,兼有两种转子的优点。
联轴器
联轴器用来连接汽轮机各个转子以及发电机转子,并将汽轮机的扭矩传给发电机。现代汽轮机常用的联轴器常用三种形式:刚性联轴器,半挠性联轴器和挠性联轴器。
刚性联轴器:
这种联轴器结构简单,尺寸小;工作不需要润滑,没有噪声;但是传递振动和轴向位移,对中性要求高。
半挠性联轴器
右侧联轴器与主轴锻成一体,而左侧联轴器用热套加双键套装在相对的轴端上。两对轮之间用波形半挠性套筒连接起来,并以配合两螺栓坚固。波形套筒在扭转方向是刚性的,在变曲方向刚是挠性的。这种联轴器主要用于汽轮机-发电机之间,补偿轴承之间抽真空、温差、充氢引起的标高差,可减少振动的相互干扰,对中要求低,常用于中等容量机组
挠性联轴器
挠性联轴器通常有两种形式,齿轮式和蛇形弹簧式。这种联轴器,可以减弱或消除振动的传递。对中性要求不高,但是运行过程中需要润滑,并且制作复杂,成本较高。
静叶片
隔板用于固定静叶片,并将汽缸分成若干个汽室。
动叶片
动叶片安装在转子叶轮或转鼓上,接受喷嘴叶栅射出的高速气流,把蒸汽的动能转换成机械能,使转子旋转。
叶片一般由叶型、叶根和叶顶三个部分组成。
叶型是叶片的工作部分,相邻叶片的叶型部分之间构成汽流通道,蒸汽流过时将动能转换成机械能。按叶型部分横截面的变化规律,叶片可以分为等截面直叶片、变截面直叶片、扭叶片、弯扭叶片。
等截面直叶片:断面型线和面积沿叶高是相同的,加工方便,制造成本较低,有利于在部分级实现叶型通用等优点。但是气动性能差,主要用于短叶片。
弯扭叶片:截面型心的连线连续发生扭转,可很好地减小长叶片的叶型损失,具有良好的波动特性及强度,但制造工艺复杂,主要用于长叶片。
叶根是将叶片固定在叶轮或转鼓上的连接部分。它应保证在任何运行条件下的连接牢固,同时力求制造简单、装配方便。
T形叶根:加工装配方便,多用于中长叶片。
菌形叶根:强度高,在大型机上得到广泛应用。
叉形叶根:加工简单,装配方便,强度高,适应性好。
枞树型叶根:叶根承载能力大,强度适应性好,拆装方便,但加工复杂,精度要求高,主要用于载荷较大的叶片。
汽轮机的短叶片和中长叶片通常在叶顶用围带连在一起,构成叶片组。长叶片刚在叶身中部用拉筋连接成组,或者成自由叶片。
围带的作用:增加叶片刚性,改变叶片的自振频率,以避开共振,从而提高了叶片的振动安全性;减小汽流产生的弯应力;可使叶片构成封闭通道,并可装置围带汽封,减小叶片顶部的漏气损失。
拉筋:拉筋的作用是增加叶片的刚性,以改善其振动特性。但是拉筋增加了蒸汽流动损失,同时拉筋还会削弱叶片的强度,因此在满足了叶片振动要求的情况下,应尽量避免采用拉筋,有的长叶片就设计成自由叶片。
汽封
转子和静体之间的间隙会导致漏汽,这不仅会降低机组效率,还会影响机组安全运行。为了防止蒸汽泄漏和空气漏入,需要有密封装置,通常称为汽封。
汽封按安装位置的不同,分为通流部分汽封、隔板汽封、轴端汽封。
轴承
轴承是汽轮机一个重要的组成部分,分为径向支撑轴承和推力轴承两种类型,它们用来承受转子的全部重力并且确定转子在汽缸中的正确位置。
1.多油楔轴承(三油楔、四油楔):轻载、耗功大,高速小机
2.圆轴承:可承重载,瓦温高
3.椭圆轴承:可承重载
4.可倾瓦轴承:2、4、5、6瓦块轴承,稳定性好,承载范围大,耗油量较大
5.推力轴承:1)固定瓦块式:承载能力小,用于小机组。2)可倾瓦块式:①密切尔式:瓦块背面线接触;②金斯伯里式:瓦块背面点接触。
汽轮机的结构
汽轮机
将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械。又称蒸汽透平。主要用作发电用的原动机,也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要 。
汽轮机是将蒸汽的能量转换为机械功的旋转式动力机械,是蒸汽动力装置的主要设备之一。汽轮机是一种透平机械,又称蒸汽透平。
公元一世纪时,亚历山大的希罗记述了利用蒸汽反作用力而旋转的汽转球,又称为风神轮,这是最早的反动式汽轮机的雏形;1629年意大利的布兰卡提出由一股蒸汽冲击叶片而旋转的转轮。
19世纪末,瑞典拉瓦尔和英国帕森斯分别创制了实用的汽轮机。拉瓦尔于1882年制成了第一台5马力(3.67千瓦)的单级冲动式汽轮机,并解决了有关的喷嘴设计和强度设计问题。单级冲动式汽轮机功率很小,现在已很少采用。
20世纪初,法国拉托和瑞士佐莱分别制造了多级冲动式汽轮机。多级结构为增大汽轮机功率开拓了道路,已被广泛采用,机组功率不断增大。帕森斯在1884年取得英国专利,制成了第一台10马力的多级反动式汽轮机,这台汽轮机的功率和效率在当时都占领先地位。
20世纪初,美国的柯蒂斯制成多个速度级的汽轮机,每个速度级一般有两列动叶,在第一列动叶后在汽缸上装有导向叶片,将汽流导向第二列动叶。现在速度级的汽轮机只用于小型的汽轮机上,主要驱动泵、鼓风机等,也常用作中小型多级汽轮机的第一级。
与往复式蒸汽机相比,汽轮机中的蒸汽流动是连续的、高速的,单位面积中能通过的流量大,因而能发出较大的功率。大功率汽轮机可以采用较高的蒸汽压力和温度,故热效率较高。19世纪以来,汽轮机的发展就是在不断提高安全可靠性、耐用性和保证运行方便的基础上,增大单机功率和提高装置的热经济性。
汽轮机的出现推动了电力工业的发展,到20世纪初,电站汽轮机单机功率已达10兆瓦。随着电力应用的日益广泛,美国纽约等大城市的电站尖峰负荷在20年代已接近1000兆瓦,如果单机功率只有10兆瓦,则需要装机近百台,因此20年代时单机功率就已增大到60兆瓦,30年代初又出现了165兆瓦和208兆瓦的汽轮机。
此后的经济衰退和第二次世界大战期间爆发,使汽轮机单机功率的增大处于停顿状态。50年代,随着战后经济发展,电力需求突飞猛进,单机功率又开始不断增大,陆续出现了325~600兆瓦的大型汽轮机;60年代制成了1000兆瓦汽轮机;70年代,制成了1300兆瓦汽轮机。现在许多国家常用的单机功率为300~600兆瓦。
汽轮机在社会经济的各部门中都有广泛的应用。汽轮机种类很多,并有不同的分类方法。按结构分,有单级汽轮机和多级汽轮机;各级装在一个汽缸内的单缸汽轮机,和各级分装在几个汽缸内的多缸汽轮机;各级装在一根轴上的单轴汽轮机,和各级装在两根平行轴上的双轴汽轮机等。
按工作原理分,有蒸汽主要在各级喷嘴(或静叶)中膨胀的冲动式汽轮机;蒸汽在静叶和动叶中都膨胀的反动式汽轮机;以及蒸汽在喷嘴中膨胀后的动能在几列动叶上加以利用的速度级汽轮机。
按热力特性分,有为凝汽式、供热式、背压式、抽汽式和饱和蒸汽汽轮机等类型。凝汽式汽轮机排出的蒸汽流入凝汽器,排汽压力低于大气压力,因此具有良好的热力性能,是最为常用的一种汽轮机;供热式汽轮机既提供动力驱动发电机或其他机械,又提供生产或生活用热,具有较高的热能利用率;背压式汽轮机的排汽压力大于大气压力的汽轮机;抽汽式汽轮机是能从中间级抽出蒸汽供热的汽轮机;饱和蒸汽轮机是以饱和状态的蒸汽作为新蒸汽的汽轮机。
汽轮机的蒸汽从进口膨胀到出口,单位质量蒸汽的容积增大几百倍,甚至上千倍,因此各级叶片高度必须逐级加长。大功率凝汽式汽轮机所需的排汽面积很大,末级叶片须做得很长。
汽轮机装置的热经济性用汽轮机热耗率或热效率表示。汽轮机热耗率是每输出单位机械功所消耗的蒸汽热量,热效率是输出机械功与所耗蒸汽热量之比。对于整个电站,还需考虑锅炉效率和厂内用电。因此,电站热耗率比单独汽轮机的热耗率高,电站热效率比单独汽轮机的热效率低。
一座汽轮发电机总功率为1000兆瓦的电站,每年约需耗用标准煤230万吨。如果热效率绝对值能提高1%,每年可节约标准煤 6万吨。因此,汽轮机装置的热效率一直受到重视。为了提高汽轮机热效率,除了不断改进汽轮机本身的效率,包括改进各级叶片的叶型设计(以减少流动损失)和降低阀门及进排汽管损失以外,还可从热力学观点出发采取措施。
根据热力学原理,新蒸汽参数越高,热力循环的热效率也越高。早期汽轮机所用新蒸汽压力和温度都较低,热效率低于20%。随着单机功率的提高,30年代初新蒸汽压力已提高到3~4兆帕,温度为400~450℃。随着高温材料的不断改进,蒸汽温度逐步提高到535℃,压力也提高到6~12.5兆帕,个别的已达16兆帕,热效率达30%以上。50年代初,已有采用新蒸汽温度为600℃的汽轮机。以后又有新蒸汽温度为650℃的汽轮机。
现代大型汽轮机通常采用新汽压力24兆帕,新汽温度和再热温度为535~565℃的超临界参数,或新汽压力为16.5兆帕、新汽温度和再热温度为535℃的亚临界参数。使用这些汽轮机的电站热效率约为40%。
另外,汽轮机的排汽压力越低,蒸汽循环的热效率就越高。不过排汽压力主要取决于冷却水的温度,如果采用过低的排汽压力,就需要增大冷却水流量或增大凝汽器冷却面积,同时末级叶片也较长。凝汽式汽轮机常用的排汽压力为0.005~0.008兆帕。船用汽轮机组为了减轻重量,减小尺寸,常用0.006~0.01兆帕的排汽压力。
此外,提高汽轮机热效率的措施还有,采用回热循环、采用再热循环、采用供热式汽轮机等。提高汽轮机的热效率,对节约能源有着重大的意义。
大型汽轮机组的研制是汽轮机未来发展的一个重要方向,这其中研制更长的末级叶片,是进一步发展大型汽轮机的一个关键;研究提高热效率是汽轮机发展的另一方向,采用更高蒸汽参数和二次再热,研制调峰机组,推广供热汽轮机的应用则是这方面发展的重要趋势。
现代核电站汽轮机的数量正在快速增加,因此研究适用于不同反应堆型的、性能良好的汽轮机具有特别重要的意义。
全世界利用地热的汽轮机的装机容量,1983年已有3190兆瓦,不过对熔岩等深层更高温度地热资源的利用尚待探索;利用太阳能的汽轮机电站已在建造,海洋温差发电也在研究之中。所有这些新能源方面的汽轮机尚待继续进行试验研究。
另外,在汽轮机设计、制造和运行过程中,采用新的理论和技术,以改善汽轮机的性能,也是未来汽轮机研究的一个重要内容。例如:气体动力学方面的三维流动理论,湿蒸汽双相流动理论;强度方面的有限元法和断裂力学分析;振动方面的快速傅里叶转换、模态分析和激光技术;设计、制造工艺、试验测量和运行监测等方面的电子计算机技术;寿命监控方面的超声检查和耗损计算。此外,还将研制氟利昂等新工质的应用,以及新结构、新工艺和新材料等。
汽轮发电机都有哪些结构组成?
火力发电厂或核能发电厂的汽轮发电机皆采用卧式结构,如图1所示,发电机与汽轮机、励磁机等配套组成同轴运转的汽轮发电机组。汽轮发电机最基本的组成部件是定子、转子、励磁系统和冷却系统。
1、定子
汽轮发电机的定子,由定子铁芯、定子绕组、机座等部件组成。
(1)定子铁芯。定子铁芯是构成磁路并固定定子绕组的重要部件,通常由0.5mm或3.5mm厚、导磁性能良好的冷轧硅钢片叠压而成。大型汽轮发电机的定子铁芯尺寸很大,硅钢片冲成扇形,再用多片拼装成圆形。
(2)定子绕组。定子绕组嵌放在定子铁芯内圆的定子槽中,分三相布置,互成120°角度,以保证转子旋转时在三相定子绕组中产生互成120°相位差的电动势。每个槽内放有上下两组绝缘导体(亦称线棒),每个线棒分为直线部分(置于铁芯槽内)和两个端接部分。直线部分是切割磁力线并产生感应电动势的导体有效边,线棒端接部分则起到连接作用,把相关线棒按照一定的规律连接起来,构成发电机的定子三相绕组。中、小型汽轮发电机的定子线棒均为实心线棒,而大型汽轮发电机由于散热的需要,多采用内部冷却的线棒,譬如由若干实心线棒和可通水的空心线棒并联组成。
(3)机座及端盖。机座的作用是支撑和固定发电机定子铁芯。机座一般用钢板焊接而成,必须有足够的强度和刚度,并能满足通风散热的要求。端盖的作用是将发电机本体的两端封盖起来,并与机座、定子铁芯和转子一起构成发电机内部完整的通风系统。
2、转子
汽轮发电机的转子,主要由转子铁芯、励磁绕组(转子绕组)、护环和风扇等组成,是汽轮发电机最重要的部件之一。由于汽轮发电机转速高,转子受的离心力很大,所以转子都呈细长形,且制成隐极式的,以便更好地固定励磁绕组。
(1)转子铁芯。发电机转子本体采用高强度、导磁性能良好的合金钢加工而成。沿转子本体表面轴向铣出用于放置励磁绕组的凹槽。槽的排列方式一般为辐射式,槽与槽之间的部分为齿,俗称小齿。未加工的部分通称大齿,大齿作为磁极的极身,是主磁通必经之路。
(2)励磁绕组。励磁绕组为若干个线圈组成的同心式绕组,线圈则用矩形扁铜线绕制而成。励磁绕组放在槽内后,绕组的直线部分用槽楔压紧,端部径向固定采用护环,轴向固定采用云母块和中心环。励磁绕组的引出线经导电杆连接到集电环上,再经过电刷引出。
(3)护环和中心环。汽轮发电机转速很高,励磁绕组端部承受很大的离心力,所以要用护环和中心环来紧固。护环把励磁绕组端部套紧,使绕组端部不发生径向位移和变形;中心环用以支持护环,并防止端部的轴向移动。
(4)集电环。集电环分为正、负两个集电环,由坚硬耐磨的合金锻钢制成,装于发电机转子的励磁端外侧。正、负两个集电环分别通过引线接到励磁绕组的两端,并借电刷装置引至发电机励磁系统上。
(5)风扇。风扇装于发电机转子的两端,用以加快气体在定子铁芯和转子部分的循环,提高冷却效果。
3、冷却系统
发电机运行时,其内部产生的各种损耗会转化为热能,引起发电机发热。尤其是大型汽轮发电机,因其结构细长,中部热量不易散发,发热问题更显得严重。如果发电机温度过高,会直接影响绝缘的使用寿命,因此冷却对于大型汽轮发电机是非常重要的问题。
4、励磁系统
励磁系统的主要作用是:
①发电机正常运转时,按主机负荷情况供给和自动调节励磁电流,以维持一定的端电压和无功功率的输出。
②发电机并列运行时,使无功功率分配合理。
③当系统发生突然短路故障时,能对发电机进行强励,以提高系统运行的稳定性。短路故障切除后,使电压迅速恢复正常。
④当发电机负荷突减时,能进行强行减磁,以防止电压过分升高。
⑤发电机发生内部故障,如匝间短路或转子发生两点接地故障时,能够对发电机自动减磁或灭磁。
汽轮机的本体结构成
汽轮机本体由转动部分(转子)和静止部分(静体或静子)两部分组成。
转动部分:动叶片、叶轮(反动式汽轮机为转鼓)、主轴和联轴器及紧固件等旋转部件;
静止部分包括汽缸、蒸汽室、喷管、隔板、隔板套(反动式汽轮机为静叶持环)、汽封、轴承、轴承座、机座、滑销系统以及有关紧固零件等。
汽轮发电机的主要构造有哪些
问题太大,笼统的说分几大部分:
1.发电机定子部分
2.发电机转子部分
3.发电机冷却部分
原理简单说就是:发电机转子回路输入励磁电流,再由汽轮机带动以3000转每分钟的转速旋转,定子回路切割转子回路产生的旋转磁场,从而感应出50赫兹的三相交流电动势。
电厂汽轮机有哪几个部分组成
汽轮机本体的结构由下列几个部分组成:①转动部分由主轴、叶轮、轴封套和安装在叶轮上的动叶片等组成;②固定部分由汽缸、隔板、喷嘴、静叶片、汽封和轴封、前后轴承箱和前后轴承等组成;③控制部分由调速电子装置、电磁阀门、调速执行机构液压系统和液压装置(控制阀门用)、机械超速保护装置组成
还有各种安全监视的传感器
4、不带蒸气时的驱动机构(盘车装置)5各种进汽阀门和进汽管道
汽轮机的辅机部分:
润滑油系统(油箱
油泵
滤网
冷油器
各种阀门、主油泵)
汽水系统(蒸汽冷凝器
凝结水泵
疏水泵
轴封加热器
低压加热器数个
除氧器
高压加热器
给水泵
)
根据汽轮机的功率大小
汽轮机缸体还分高压
中压
低压缸(数个)
每一个缸体都有转动和固定部分以及轴承箱、轴承。
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一 、认识汽机专业
1、 汽机专业的任务
用锅炉送来的蒸汽,维持汽轮机转速(未并网)或负荷(并网),将做完工的乏汽凝结成水,利用抽汽加热后再送回锅炉。
2、 汽机专业的系统
(1) 汽轮机本体:将蒸汽的热能转换成机械能,维持高速旋转。
(2) 辅助系统:汽轮机旋转所必须的支持系统;为了提高热效率而设置的回热系统(把水加热后再送回锅炉);辅机、发电机冷却系统。
二 、汽机主系统
▲汽机热力系统简图
三 、汽轮机本体
1、 汽轮机本体:
转子——叶轮、叶片
静止部分:隔板、喷嘴、汽缸、
其他:汽封、轴瓦
为达到应有的功率,有若干级
2、 汽轮机本体的间隙问题
▲汽轮机本体径向间隙示意图
▲汽轮机本体轴向间隙问题1示意图(轴向位移又叫窜轴)
▲汽轮机本体轴向间隙问题2示意图(差胀)
小结:
u 动静间隙太大,蒸汽不做功漏掉,不经济,汽轮机将热能转化为机械能的效率降低,也即每发一度电所耗的热能(热耗),所需的蒸汽(汽耗)增加。
u 动静间隙太小,容易发生动静摩擦,产生机组振动,严重时造成汽轮机汽封、大轴、叶片损坏事故。
u 既要经济性又要安全性,间隙控制在一定范围内(几十微米)
u ——汽轮机是精密设备,必须防止动静接触(防碰磨),发生碰磨时,反应碰磨的保护(振动、轴向位移、差胀)动作,跳机
3、 汽轮机汽封:
▲轴端汽封示意图
u 汽封:尽量减少漏汽,提高热效率
u 轴封:防止缸内蒸汽外泄,防止外部空气进入缸内。
u 轴封供汽不能中断
4、 轴瓦:
通入润滑油,在一定转速下轴瓦和轴颈之间形成稳定油膜,实现油摩擦。汽轮机运行中任何情况下都不能断油。
四、汽轮机的控制、安保系统:控制汽轮机的负荷(转速),发生事故时停机。
(1) 高主、中主门的控制示意图
(2) 高、中压调门控制示意图
(3) AST控制油
(4) OPC油
五、关于汽轮机本体的保护
1、 超速保护:
103%超速:因电网原因机组甩负荷,汽轮机转速超3090r/min,关闭高、中调门,待转速降到3000r/min以下时,重新打开各调门,如转速又超3090r/min,会再动作。防止出现更高的超速。
110%超速:DEH、TSI、ETS三套,动作于AST电磁阀,跳机。机械超速,动作后卸掉隔膜阀上油压,再卸掉AST油压停机。
汽轮机超速事故会造成大轴断裂、轴瓦损坏、甚至飞车等恶性后果,必须严防。
2、 高压缸保护:
北重机组因结构原因,低负荷时因蒸汽流量太小,不能有效带走缸内因鼓风摩擦损失而产生的热量,缸内设备会因过热而损坏,故采用中压缸启动,待蒸汽流量达到一定值后切回高缸进汽。
冷态启动过程中高缸需要得到充分暖缸,在1020rpm以上为了不产生鼓风摩擦热量,高缸必须抽成真空。
高缸保护就是为达到上述目的而设。
3、 凝汽器低真空保护
汽器真空低(排汽压力高),也即排汽温度升高,使低压缸、低压转子叶片、凝汽器温度升高,会造成汽轮机振动、动静摩擦、末级叶片断裂、金属变形、凝汽器钢管泄漏等后果。
4、 润滑油压低保护
防断油烧瓦。
5、 EH油压低保护
EH油压降低,高中主调各门会发生不可控动作,必须停机。
6、 轴承振动保护
汽轮机动静摩擦、转子质量平衡破坏(如叶片断裂等)、轴承故障(如润滑不良、磨损等)、联轴器故障等原因会造成机组振动。
7、 轴向位移保护
防动静摩擦。
8、 DEH失电跳机保护
机组失去监控,必须停机。
9、 轴承温度高保护
防轴承、轴颈损坏
10、 汽轮机差胀保护
防动静摩擦
11、 汽机手动跳闸保护按钮
发生汽轮机保护无法反应的危急情况(如危及人身安全、着火等)以及保护拒动时。机头有危急保安器,按下后实现机头停机,类似辅机事故按钮。
12、 锅炉MFT动作后联跳汽机保护
锅炉-汽机-发电机是一个统一单元,锅炉不正常,防止事故波及到汽轮机,汽轮机应停止进汽。
但为了减少机组非停,提高经济性(即使是机组热起,损失也是很大的),目前做停炉不停机逻辑和预案,除个别直接危及汽轮机安全的(如汽包高水位、汽温直降等)情况外,锅炉MFT,不跳机。
13、 主、再热蒸汽温度下降跳汽机保护
主、再热蒸汽温度下降预示着蒸汽带水,汽轮机有水冲击的危险,而水冲击可造成汽缸变形、转子弯曲、动静摩擦等严重后果。
14、 发电机主保护动作联跳汽机保护
发电机跳闸,汽轮机失去负荷,会发生超速,因此发电机跳闸联动汽轮机跳闸,关闭各主、调门,切断汽轮机动力。
六 、高、低压旁路
1、 将高压缸旁路掉的叫高旁,将中低压缸旁路掉的叫低旁。
2、 高低旁的作用:
(1) 蒸汽参数不满足要求或汽轮机不允许进汽时,给锅炉产生的蒸汽提供通道流过再热器,避免再热器干烧。蒸汽流动将炉内热量带出,同时可采取措施对蒸汽参数进行调整。
(2) 泄压。当锅炉压力突升,高旁打开卸掉部分压力,防止锅炉超压。
3、 高低旁启动模式
(1) 高旁冷态启动模式
机组启动过程中,使用该方式,其自动控制阀门开度及主蒸汽压力如下图:
(2) 低旁冷态启动模式
低旁启动过程中控制过程与高旁类似,可投自动,压力人为设置。起初手动打开一定开度:
◇ 凝汽器抽真空时可以直接抽到锅炉汽包,有助于锅炉过热器、再热器内存水蒸发,消除水封,也有利于汽包水蒸发,尽早建立锅炉水循环。
◇ 给蒸汽提供通道,保护再热器;
◇ 低旁开大有利于提升主、再热汽温;
◇ 随着再热汽温的上升,调整低旁开度,逐渐提升再热汽压力,达到冲转压力后可将低旁投压力自动,稳定压力进行机组冲转,并网后随着增加负荷,再热蒸汽走中、低汽缸,低旁自动关闭。
(3) 旁路非冷态启动模式(锅炉有一定的压力)
◇ 非冷态启动,高旁不能投启动模式
◇ 非冷态启动模式,锅炉点火后应及时打开高、低旁,给蒸汽提供通道,保护再热器。
◇ 高低旁的控制应根据锅炉燃烧情况(也即主再热蒸汽压力上升情况)调整高低旁开度,逐步提升压力和温度。
注意:在调整过程中如果汽机还没有挂闸,高旁开度小于2%,锅炉会发生MFT。
4、 正常运行模式
◇ 高低旁正常运行必须严密关闭;
◇ 高旁滑压模式运行(当前实际压力加一定偏置作为定压控制值,确保其关闭)
◇ 低旁滑压模式,其给定值由调节级压力折算而来,确保大于实际压力,使其关闭
5、 有关高低旁保护
(1) 防止蒸汽带水,高旁先开减压阀,才能开减温阀;
(2) 防止凝汽器热冲击,低旁先开减温阀,才能开减压阀;
(3) 为保护再热器,高旁后温度超过一定值后,高旁快关;
(4) 为保护凝汽器,低真空、凝汽器水位高、低旁减温水压力低、凝汽器温度高低旁快关。
6、 高旁快开
高旁快开高温高压蒸汽对高旁后管道造成强大的机械、热冲击(如高旁暖管不良会更严重),曾经发生过高旁快开造成管道破裂事故,因此高旁快开功能被取消。
7、 正常运行中高旁为了实现其作用(泄压、保护再热器),在几种情况下自动打开20%:
◇ l高压缸切中压缸瞬间
◇ l机前压力大于规定值
◇ l机前压力上升速率超规定
8、 正常运行中低旁在再热汽压力超4.4Mpa情况下自动打开泄压。
9、 正常运行中应注意检查高低旁是否投自动,否则会发生拒动。
七、 发电机密封油系统:
1、 作用:供给发电机密封瓦,在密封瓦与轴之间形成油膜,将氢气封在发电机内。密封油不能中断,否则应紧急排氢。
▲发电机密封瓦示意图
2 密封油正常运行方式(主油泵工作)示意图(紫色为供油,蓝色为回油)
3主密封油故障,备用油泵运行方式
4 主、备用油泵均失去时的运行方式:靠润滑油作为密封油油,因其压力低(0.16MPa),发电机内压力必须低于0.1,也即需紧急排氢,降压
5 润滑油中断运行方式:
八 、关于暖热力设备(汽轮机、管道、泵等)
1 作用
◇ 排尽设备内的积水、空气、杂质,以免产生振动;
◇ 让设备温度缓慢升高,避免温度突升,金属内外、局部受热不均而产生裂纹,损坏设备;
2 管道产生振动的原因及消除
◇ 振动是由水锤造成的,即前面的积水(原来的积水或通进去的蒸汽遇冷凝结形成)在蒸汽的推动下撞向后面的积水或拥堵物(例如关闭的阀门、管道堵头等);
◇ 汽(气)液两相在管道内同时存在是产生振动的根本原因
◇ 高加旁路切主路,如果主路暖管不充分,主、旁路水有温差,也即有密度差,混合后水的总体积缩小,在管道内产生间隙,会发生后面的水撞击前面水的情况,从而使管道产生振动。
◇ 暖管时防止管道振动,要将管道内的水、空气放尽,消除水锤产生的根源。
3 暖管的操作
◇ 先将管道(含母管及其用户)上所有疏水门、空气门全开完
◇ 检查各疏水点无大股水流出,稍开汽源
◇ 从汽源端到用户端开始逐个检查疏水门,如只有汽无水流出,管道不振动,应关小疏水门开度。关闭空气门。
◇ 如果无用户,最后一个疏水应开大,保证一定蒸汽流量;
◇ 根据温升情况调整汽源门开度
◇ 有用户后应及时关闭所有疏水门。
◇ 属于热备用的管道,暖管疏水应走有疏水器的主路,关闭旁路,防止热量损失。