汽机辅机培训给水、主再热蒸汽、真空系统.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,汽机辅机培训,给水、主再热蒸汽、真空系统,除氧给水系统,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。,除氧给水系统,一、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，前置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号、2号、1号高压加热器和蒸汽冷却器，给水泵的出水母管还引出一路给水供高旁的减温水，给水泵的中间抽头（汽泵的第二级后、电泵的第四级后）引出的给水供锅炉再热器的喷水减温器。,在蒸汽冷却器出口、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，旁路管道上设有气动调节阀，在省煤器进口的给水管路（电动闸阀之前）管路上引出给水供锅炉过热器的减温水管路。,除氧给水系统,二、给水系统设备：,1、除氧器：凝结水在流经负压系统时，在密闭不严处会有空气漏入凝结水中，加之凝结水补给水中也含有一定量的空气，这部分气体在满足一定条件下，不仅会腐蚀系统中的设备，而且使加热器及锅炉的换热能力降低。为了防止给水系统的腐蚀,主要的方法是减少给水中的溶解氧，或在一定条件下适当增加溶解氧，缓解氧腐蚀，并适当提高给水PH值，消除CO2腐蚀。,除氧方法分为化学除氧和热力除氧两种，电厂常用以热力除氧为主，化学除氧为辅的方法进行除氧。除氧器是利用热力除氧原理进行工作的混合式加热器，既能解析除去给水中的溶解气体；又能储存一定量给水，缓解凝结水与给水的流量不平衡。在热力系统设计时，也用除氧器回收高品质的疏水。,除氧给水系统,除氧给水系统,（2）除氧器的汽源设计决定于除氧器系统的运行方式。当除氧器以带基本负荷为主时，多采用定压运行方式，这时，供汽汽源管路上设有压力调节阀，要求汽源的压力略高于定压运行压力值，并设有更高一级压力的汽源作为备用。这种方式节流损失大，效率较低；而以滑压运行为主的除氧器，其供汽管路上不设调节阀，除氧器的压力随机组负荷而改变。因不发生节流，其效率较高。,为防止给水泵汽蚀，给水前置泵布置在零米，除氧器布置在位置较高的除氧器平台，增大给水泵的有效汽蚀余量。,除氧给水系统,（3）除氧器工作原理：亨利定律指出：当液体和气体处于同一平衡状态时，在温度一定的情况下，单位体积液体内溶解的气体量与液面上该气体分压力成正比。当水温升高时，水的蒸发量增大，水面上水蒸汽的分压力升高，气体分压力相对下降，导致水中的气体不断析出，达到新的动平衡状态，除氧器就是利用这种原理进行除氧的。,为达到良好的热力除氧效果，必须满足以下条件：,1）有足够量的蒸汽将水加热到除氧器压力下的饱和温度；,2）及时排走析出的气体，防止水面的气体分压力增加，影响析出；,3）增大水与蒸汽接触的表面积，增加水与蒸汽接触的时间，蒸汽与水采用逆向流动，以维持足够大的传热面积和足够长的传热、传质时间。,除氧给水系统,除氧器的两路汽源四抽和辅汽均引入底部，任一路均能满足除氧和加热的要求，另外高加正常疏水也从底部引入除氧器。进水口安装一只,stork,盘式恒速喷嘴。,除氧给水系统,除氧器水位过高可能引起除氧器超压，当除氧器水位失控甚至满水时可能使汽轮机进水，造成恶性事故。因此除氧器内设有除氧器溢流与放水口，并在顺序控制中设有高水位限制。当水位上升至较高值时，先打开放水阀放掉部分给水；在除氧器水位上升至溢流水位时，水经溢流口排掉。,除氧给水系统,3）给水含氧量升高：,给水含氧量升高的主要原因是机组负荷大幅度变化或抽汽、凝结水系统、高、低加运行异常破坏了除氧器的平衡状态，超负荷运行、凝结水含氧量增加、补水量突然增加、排氧门开度过小等原因。,除氧给水系统,3）疏水冷却段,设置该冷却段的作用是使凝结段来的疏水进一步冷却，使进入凝结段前的被加热水温得到提高，其结果一方面使本级抽汽量有所减少，另一方面，由于流入下一级的疏水温度降低，从而降低本级疏水对下级抽汽的排挤，提高了系统的热经济性。实现疏水冷却的基本条件是被冷却水必须浸泡在换热面中，是一种水水热交换器，该加热段出口的疏水温度，低于加热蒸汽压力下的饱和温度。,一个加热器中含有上面三部分中的两段或全部。一般认为蒸汽的过热度超过5070时，采用过热蒸汽冷却段比较有利，因此低压加热器采用过热蒸汽冷却段的很少。只采用了凝结段和疏水冷却段的加热器，其端差较大。,除氧给水系统,（2）高加结构：高压加热器一般为卧式、表面凝结、U型换热器，采用大旁路配置。#1、#2高加为三段式、#3高加为二段式。,1、给水入口 2、人孔 3、给水出口 4、水室分流隔板、5、水室、6、管板、7、蒸汽入口,8、防冲板 9、过热蒸汽冷却段、10、凝结段 11、管束12、疏水冷却段 13、正常疏水,14、支座 15、上级疏水入口 16、疏水冷却段密封件 17、管子支撑板 18、事故疏水,除氧给水系统,3、每台机组选用 1100%汽泵组，两机共用1x30%的电动定速启动给水泵。,（1）前置泵：,提高汽泵入口压力，防止汽动给水泵汽蚀。该泵为主给水泵提供合适的扬程以满足主给水,泵在各种工况下,必须汽蚀余量的,要求，并留有足,够的裕量。,给水除氧系统,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。（机封见剖面图）,除氧给水系统,4、汽动给水泵：,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（详见剖面图）。,除氧给水系统,给水泵轴向推力的平衡：,泵的推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，平衡鼓装在轴的末级叶轮后面，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。平衡鼓在固定于大端盖上的节流衬套内旋转，与节流衬套形成一圆环形径向间隙，高压液体通过该间隙泄漏，在平衡鼓前后形成不同的压力，由这个压力差来产生平衡力平衡部分轴向推力。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。,除氧给水系统,给水泵的密封冷却：密封的作用是动环和静环的密封面存在一个非常窄的轴向间隙，为了获得长期使用寿命，必须防止密封面特别是电站初次调试时（因为锅炉给水中的杂质是有害的）在泵运行时由于两接触面的磨损作用，使密封室的温度升高，为了防止产生汽化现象就必须把汽化的热量带走。因此围绕密封室设计了一个冷却室。除此之外在密封室内部的循环液体还通过封闭式的冷却管路进行循环。为对闭合冷却回路内的循环液体进行冷却，给每个机械密封提供一个冷却器，并提供两个磁性过滤器以达到净化水的目的。,除氧给水系统,5、电动给水泵规范,除氧给水系统,6、给水泵汽轮机：,型号：G16-1.0,型式：单缸、单流、单轴、冲动式、纯凝汽、外切换、上排汽,运行方式：变参数、变功率、变转速,额定功率：MW（给水泵效率为 85.2 ，转速为 5321 r/min）,内效率：（额定功率时）,最大连续功率：MW,额定进汽压力：1.095 MPa，温度 356.5 ,额定排汽压力：6.6 kPa，温度 37.91 ,额定转速：5321 r/min,调速范围：2840 6000 r/min,超速保护：6380 r/min（电气一）,动作转速 6380 r/min（电气二）,除氧给水系统,小机调节系统：,本机采用的数字电液调节系统（MEH）主要由数字式电调、电液转换器、液压伺服机构、调节汽阀等组成。,MEH数字式电调系统具备以下功能：,1）自动升速的控制：能以操作人员预先设定的升速率自动地将转速自提升到目标转速。,2）给水泵转速控制：接受锅炉闭环控制系统的给水流量需求信号，实现转速的自动控制。,3）联锁保护：具有油压联锁，给水泵汽轮机的超速保护等功能。,4）阀门试验：为保证发生事故时阀门能可靠关闭，MEH系统具备对主汽门进行试验功能。,5）跳闸试验：MEH系统提供分别进行在线电超速跳闸试验和机械超速跳闸试验的手段。,6）系统故障切手操功能：当发生系统内部故障时，MEH能自动地切换至手操。,7）任何故障均不导致汽动给水泵不可控的加速和增负荷。,8）具备在线低油压报警、油泵自启动试验功能。,除氧给水系统,给水泵汽轮机保安系统概述,本机的保安系统采用冗余保护，除了传统的机械液压式保安装置外，增加电调装置、仪表监测系统的电气保护。保安系统主要由危急遮断器、危急遮断油门、试验控制阀、电磁阀、主汽门、仪表监测系统、电调节器超速保护等组成。,保安系统包括机械液压保安系统和电气保安系统两部分。,在线试验或超速时，危急遮断器撞,击子1飞出，撞击危急遮断器油门挂,钩2，滑阀3左移，将保安油切断并,泄掉下游的保安油，如图一,除氧给水系统,危急遮器在线试验：第一、缓慢按下油路切换阀手柄并保持到试验结束。此时高压油通过油路切换阀直接进入下游保安油，解除了危急遮断油门，同时为喷油试验阀供油。第二、顺时针旋下喷油试验阀。高压油进入危急遮断器，将撞击子压出，使危急遮断器油门脱扣。如图示所示。此时危急遮断器接近开关指示灯亮。,除氧给水系统,手动停机阀：,手动停机阀是用于手动停机的一个控制阀。图六为正常运行位置。危急情况下，拿掉罩帽，压下手柄可以实现紧急停机。开机前，电动油泵已供油时，用力向上拔起手柄，可建立保安油，或者，在控制室激励手动停机复位电磁阀（位置见控制阀底板），高压油进入滑阀底部，顶起滑阀，也可建立保安油。,除氧给水系统,启动阀：,启动阀是开启主汽门的控制阀（图七为正常运行位置）。当保安油已建立，欲开主汽门时，先顺时针向下拧启动阀手轮至拧不动为止，再逆时针慢慢向上拧开启动阀手轮至拧不动为止，启动阀开启过程中将慢慢关闭高压油泄油口，主汽门将随着高压来油的慢慢升高而开启。或者，在控制室使启动阀复位电磁阀短时间得电（此时启动阀手轮处于开启位置，并不旋下），主汽门也将随之开启。,除氧给水系统,主汽门：,a）其原理如左图。开机时，在保安油的作用下，滑阀1右移，主汽门活塞左右腔串油通路被关闭，同时，启动阀来油可进入油缸右腔，可使主汽门打开。保安油失压时，滑阀1左移，导致主汽门活塞上下油缸串通，在弹簧力作用下主汽门迅速关闭；,B）主汽门活动试验：第一步，使活动试验电磁阀激励，油缸左右油腔由5的油路连通，在弹簧力作用下主汽门关闭10%时，5的油路被油缸活塞切断，主汽门停止关闭。第二步，使电磁阀失电，主汽门恢复100%开度。试验目的在于检验主汽门有无卡涩现象。试验频率建议为：每月一次。,除氧给水系统,7、给水系统主要异常,（1）给水泵汽蚀,汽蚀是由于泵入口压力突然降低或温度过高造成入口水温超过对应压力下的饱和温度而产生大量的汽泡，汽泡进入高压区域发生破裂对泵体产生冲击作用，危害泵的安全的一种现象。造成给水泵汽蚀的主要原因主要以下几个方面：,1）除氧器压力过低或温度过高。,2）除氧器大量补水造成压力突降。,3）除氧器水位过低,4）低负荷工况下给水泵再循环未开启造成冷却流量不足。,5）两台给水泵并列运行情况下出力不均造成出力小的给水泵“打焖泵”。,6）给水泵投运前泵体未排空气造成泵内积聚空气。,防止给水泵汽蚀的主要措施就是要消除以上情况。,除氧给水系统,（2）给水泵倒转,给水泵倒转主要发生在运行过程中给水泵突然停运后出口逆止门不严或卡涩引起；给水泵倒转对泵体危害较大，控制的措施主要有：,1）给水泵停运后应及时关闭出口电动门。,2）给水泵投运前应先冲转待出口压力与系统压力接近后在开启出口门。,3）给水泵停运后应监视给水泵转速，发现倒转应及时采取措施加关出口门或紧急采取泄压措施。,除氧给水系统,（3）给水泵低压法兰超压损坏,给水泵低压法兰超压一般是由于在机组运行的情况下单侧给水泵解列检修的情况下发生的，主要原因是给水泵出口电动门未严密关闭造成高压给水不断返入泵体，在泵的低压侧产生远高于设计工况的静压，超过了低压法兰的承受能力。,防止给水泵低压法兰超压的主要措施包括：,1）正常情况下应保持给水泵入口电动隔离门处于完全开启状态。,2）在给水泵解列检修的情况下，入口电动门关闭应缓慢进行，全关后应严密监视泵体压力的变化趋势，发现压力上升应立即开启入口门，加关出口门。,3）给水泵泵体放水门在确认放水管道变冷后方可关闭并交付检修。,除氧给水系统,（4）汽水品质恶化,由于直流锅炉没有运行排污装置，因此对给水品质要求极为严格，给水品质恶化会导致机组被迫停运，严重时会导致受热面大面积结垢。防止给水品质恶化，就要从如下及各方面加以控制：,1）加强机组启动前的冲洗工作，冲洗要分部进行，一个阶段结束化验合格方可进入下一阶段的冲洗工作。,2）锅炉热态冲洗期间要严格控制压力和温度，严禁炉水化验不合格的情况下升温升压。,3）加强除氧器的管理，确保除氧器除氧效果。,4）加强对除盐水补充水箱的管理，确保补充水水质合格。,5）加强对精处理装置的管理，启动过程中要按规定投入精处理装置，并确保精处理装置的效果满足要求。,6）加强对水质的监督，发现问题及时分析解决，当水质超标无法控制时应果断申请停机处理。,除氧给水系统,8、操作要点：,（1）给水泵并泵操作,启动过程中随电动给水泵的出力增加要求时应及时暖投汽动给水泵，并泵的过程中应注意调整汽动给水泵出口压力略低于系统压力方可开启出口电动门，防止对主给水流量造成较大的影响；出口门开启后应缓慢提高汽动给水泵的转速，同时注意观察汽动给水泵流量逐渐增加，电动给水泵出口流量逐渐下降，控制总给水流量不发生大幅变化。当汽动给水泵全部接带负荷后，关闭电动给水泵出口门，停止电动给水泵运行，并泵操作结束。,除氧给水系统,（2）主给水切换,在启动过程中，为了维持一定的给水压力，保证给水泵的安全和一定的减温水流量，启动初期常采用关闭主给水电动门，用给水旁路调节阀调节给水流量，随着机组出力逐步增加，当给水调节阀开度超过80的情况下，应及时开启主给水阀；主给水阀具有中停功能，开启过程中应严密监视主给水流量的变化，当发现给水流量大幅增加的时候应将主给水阀定位，通过关小给水旁路阀和调节给水泵转速使得给水流量恢复到正常水平，然后再逐步开启主给水阀，直到全开。,主再热蒸汽系统,主蒸汽系统包括从锅炉过热器出口联箱至汽轮机进口主汽阀的主蒸汽管道、阀门、疏水装置及通往进汽设备的蒸汽支管所组成的系统。对于装有中间再热式机组的发电厂，还包括从汽轮机高压缸排汽至锅炉再热器出口联箱的再热冷段管道、阀门及从再热器出口联箱到汽轮机中压缸进口阀门的再热热段管道、阀门。,主再热蒸汽系统,主蒸汽管道采用炉侧双管汽机侧双管布置，即从锅炉过热器出口联箱分两根单管分别从两侧接出，到汽机高压缸前再分为两根支管，分别接到汽机高压缸左右侧主汽门，既2-1-2。,主蒸汽管道上不装设流量测量喷嘴，利用高压缸的调速级产生的压差来测量主汽流量。锅炉过热器联箱出口主蒸汽管道上设置水压试验堵阀，便于过热器在投产前或大修后进行水压试验，由于汽机自动主汽门具有可靠的严密性，主蒸汽管道上不再装设任何隔断门。,主再热蒸汽系统,再热热段和再热冷段蒸汽管道均采用炉侧单管汽机侧双管布置,2-1-2。在再热器的进、出口管道上均装设有水压试验堵阀，便于再热器在投产前或大修后进行水压试验时再热热段和冷段管道隔断不参与水压试验，（再热器水压试验需要专用的高压水泵）既方便又适用。冷再热蒸汽还作为汽动给水泵在机组启动和低负荷时的备用汽源，也作为辅助蒸汽系统的备用汽源之一。,主再热蒸汽系统,设计参数,主再热蒸汽系统,旁路系统,汽轮机旁路系统是与汽轮机并联的蒸汽减温减压系统。它由蒸汽旁路阀门、旁路阀门控制系统、执行机构和旁路蒸汽管道组成。其作用是将锅炉产生的蒸汽不经过汽轮机而引到下一级压力和温度的蒸汽管道或冷凝器。,蒸汽旁路系统有两种：一种是将锅炉产生的蒸汽直接引入冷凝器，这种旁路系统称为大旁路。另一种是由高、低压两级旁路系统组成：旁路汽轮机的高压缸而将蒸汽从锅炉引入再热器的称为高压旁路；旁路汽轮机的中、低压缸而将蒸汽从再热器出口引入冷凝器的称为低压旁路。,主再热蒸汽系统,大型火电机组都采用高参数、中间再热式的热力系统，采用一机一炉的单元配置。在这种机组中，一台锅炉只向一台汽轮机供汽，这就要求锅炉的产汽量与汽轮机的耗汽量保持平衡。而实际上汽轮机的空载流量仅为汽轮机额定蒸汽流量的25，远远小于锅炉的最低稳定燃烧蒸发量（3050）。锅炉在更低的燃烧率下不能稳定运行。因此必须有其它的蒸汽管道，作为锅炉的负载，承担其余的蒸汽流量。另外当事故工况下汽轮机甩去负荷或停机时，大量的多余蒸汽必须通过旁路阀门而排入冷凝器，减少锅炉安全门起跳，同时避免大量蒸汽排入大气。因此在中间再热机组中配置蒸汽旁路系统可以改善锅炉和汽轮机特性上的差异，提高机组的安全性和经济性。,主再热蒸汽系统,旁路系统作用：,（1）调整主蒸汽、再热蒸汽参数，协调蒸汽压力、温度与汽机金属温度的匹配，保证汽轮机各种工况下中压缸启动方式的要求，缩短机组启动时间。,（2）协调机炉间不平衡汽量，旁路掉负荷瞬变过程中的过剩蒸汽。由于锅炉的实际降负荷速率比汽机小，剩余蒸汽可通过旁路系统排至凝汽器。使机组能适应频繁起停和快速升降负荷，并将机组压力部件的热应力控制在合适的范围内。,（3）在机组启动和甩负荷时，保护再热器不干烧和超温。,（4）回收工质，减少噪音。在机组突然甩负荷（全部或部分负荷）时，旁路快开，回收工质至凝汽器，改变此时锅炉运行的稳定性，减少甚至避免安全门动作。,主再热蒸汽系统,旁路系统的投停原则及注意事项,投入时：先开三级减温，再投低压旁路，最后投入高压旁路。,停运时：先停高压旁路，再停低压旁路，最后停止三级减温减压器。,注意事项：在旁路投运前，旁路系统一定要充分暖管疏水，以防止旁路投入时引起管道振动。开启高压旁路时，操作幅度要小并缓慢进行，并根据锅炉汽温的升温要求来控制高旁进汽阀的开度。经低旁进入凝汽器的蒸汽温度不得高于80，否则应加大三级减温的冷却水量。,真空系统,真空系统的作用：,建立和维持汽轮机机组的低背压和凝汽器的真空。正常运行时不断地抽出由不同途径漏入汽轮机及凝汽器的不凝结气体。,真空系统,1、水环真空泵：,水环式真空泵的壳体内部是一个圆柱体空间，叶轮偏心地装在这个空间内，同时在壳体两端面的半径处，吸气口和排气口开设在叶轮的侧面，进行轴向吸气和排气。真空泵的壳体内充有适量的工作水，带有若干前弯叶片的转子在泵体内旋转，由于受离心力的作用，水被甩向壳体圆柱表面而形成一个运动着的圆环，称之为水环。由于叶轮与壳体是偏心的，转子每转一周，转子上两个相邻叶片与水环间所形成的空间均会形成由大到小,又由小到大的周期性变化.当空间处于由小到大的变化时,该空间产生真空,进气口便吸入气体。当空间处于由大变小时,该空间内的气体被压缩而产生压力,经排气门排出。由于转子是若干叶片组成,每个相邻叶片与水环所构成的空间均处于不同的容积变化过程,所以当转子转动时,泵的吸气和排气均为一个连续,不间断的过程。,由于在吸气过程中,叶片间的空间为真空状态,不可避免地有一部分水被蒸发,也随之排出。为了保持水环恒定的径向厚度，在运行过程中必须连续向泵内补水。,真空系统,真空泵运行注意事项：,1）若备用真空泵切换，应手动启动备用泵正常后，方可停用原运行泵。,2）事故情况下需要破坏真空应停止真空泵运行。,3）当真空泵停止作备用时，应检查其人口气动门关严。,4）泵组在运行中振动不大于4.5mm/s,若振动明显增大或明显的不正常异声，应立即启动备用真空泵，停用原运行泵。,5）真空泵的电流应不超限。电机轴承温度90，线圈温度135，,6）工作水温40，否则应倒换冷却水源。,7）真空泵分离器水位应处于正常值。若水位低于停泵值时，真空泵应自停并自启备用泵，若自动未停，则应立即手动启动备用真空泵而停用原运行泵。,真空系统,凝汽器真空度下降的影响,1）当汽机的排汽压力、温度升高，蒸汽在机内的可用焓降减少，蒸汽在凝汽器中的冷源损失增大，机组效率下降，机组出力减少,2）凝汽器真空下降较大而排汽温度上升较高时，将使排汽缸及低压轴承座等部件受热膨胀，引起机组中心偏移，机组发生振动,3）真空降低，要维持机组负荷不变，需增加蒸汽流量，引起末级叶片可能过负荷，轴向推力增大，推力瓦温度升高，严重时可能烧毁推力瓦,4）由于排汽温度升高，可能引起凝汽器冷却水管胀口松动，破坏凝汽器冷却水管严密性,5）排汽的体积流量减少，对末级叶片工作不利,资料显示，当机组汽耗量不变时，真空恶化1，将引起汽轮机的功率降低约为额定容量的1。当汽轮机的负荷不变时，真空恶化1，相当于电厂的燃煤消耗量增加大约为1-2。真空每降低1kPa，汽轮机汽耗平均增加12。,真空系统,汽轮机凝汽器真空度下降原因分析,引起汽轮机凝汽器真空度下降的原因主要有循环水量中断或不足、循环水温升高、后轴封供汽中断、抽气器或真空泵故障、凝汽器满水（或水位升高）、凝汽器结垢或腐蚀，传热恶化、凝汽器水侧泄漏、凝汽器真空系统不严密，汽侧泄漏导致空气涌入等。,