20150604上午单流给水泵汽轮机分析.pptx

给水泵汽轮机技术介绍给水泵汽轮机技术介绍单流给水泵汽轮机u 概述u 技术规范u 主要特点 给水泵汽轮机是锅炉给水泵的驱动设备。在300MW及其以上的汽轮发电机组中，为提高整个热循环的效率，普遍配置两台50汽动给水泵，一台50电动给水泵作为启动和备用给水泵。当一台汽动泵故障停运时，另一台汽动泵与电动给水泵并联运行，保证锅炉90%的负荷率。u 概述概述 根据给水泵汽轮机的容量大小，我公司目前主要有四个产品系列：6MW给水泵汽轮机（机型代号248、268、278系列）11MW给水泵汽轮机（机型代号258、A258、288系列）13.5MW给水泵汽轮机（机型代号298、297系列）22.5MW给水泵汽轮机（机型代号296、A296系列）l 分类分类根据给水泵汽轮机的排汽方式分类主要有以下几种：排汽经排汽管道送至主机凝汽器 向下排汽至主机凝汽器（高位布置）向上排汽至主机凝汽器（低位布置）给水泵汽轮机自带凝汽器 空冷给水泵汽轮机l 分类分类 型式：单缸、单流、冲动、纯凝汽式、再热冷段汽/新汽内切换u 技术规范技术规范最大功率（MW）61113.522.5连续运行范围rpm3000600028006000旋转方向顺时针顺/逆末叶片高度mm204304.8500轴承跨距mm2500261026682700级数（调节+压力级）1+61+5 268系列 ND(G)83/83/07 258系列ND(G)84/79/07 298系列 ND(Z)84/79/07 296/A296系列ND(Z)89/84/06编号说明：N指凝汽式，D指低压汽源,括号中内容指高压汽源，G指新蒸汽，Z指冷再热蒸汽，没有则表示机型不配备高压进汽机构。XX/XX/XX中，第一个数字指调节级叶片的根径，第二个数字指末级叶片根径，单位都是厘米，最后一个数字指总的级数。l 机型编号机型编号l 纵剖面图纵剖面图6MW给水泵汽轮机11MW给水泵汽轮机l 纵剖面图纵剖面图13.5MW给水泵汽轮机22.5MW给水泵汽轮机l 纵剖面图纵剖面图11MW给水泵汽轮机上排汽l 侧视图侧视图22.5MW给水泵汽轮机l 前视图前视图22.5MW给水泵汽轮机l 三维实体模型三维实体模型13.5MW给水泵汽轮机机组的布置方式有二种：(1)镜面对称布置 (2)头对头、点对点布置l 机组布置方式机组布置方式 汽轮机精装整机出厂，工艺达到了同类产品的国际先进水平。汽轮机组装好后整机发运，拼缸、找中、检测和零部件的清洁以及包装等均达到电厂安全运行标准要求，到电厂不需解体,大大减少电厂安装工作量，缩短了电厂现场安装周期。成对配置的汽轮机在结构上完全满足镜面对称的要求，相对主机各汽轮机的汽水管路及油管路均可满足布置在相同一侧的要求。l 整机精装出厂整机精装出厂 我公司给水泵汽轮机为单缸、单转子结构。汽轮机转子由单列调节级和56个压力级组成。为适应变参数、变转速及多种汽源的运行要求，转子由整锻加工而成，转于上动叶片全部为不调频叶片。汽轮机转子由前、后两只径向轴承支承，均采用可倾瓦结构，可以有效保持轴承油膜的稳定性及转子的中心位置。推力轴承承受汽轮机转子的全部推力，它与前径向轴承组成联合轴承布置在前轴承座内。汽缸属于组合式汽缸，结构简单，沿水平法兰分为上、下两半缸。汽轮机静止部分绝对死点位于后汽缸的排汽口中心，所以静止部分在受热之后自死点向前膨胀。u 主要特点主要特点给水泵汽轮机主要由四个部分组成(1)结构部分汽缸、转子、主调阀、轴承座、轴承、座架、回转设备、排汽管道等(2)通流部分动叶、静叶等(3)汽、水、油路系统润滑油供油系统、疏水系统、汽封管路系统等(4)自控部分汽轮机MEH，ETS，TSI及阀门油动机等u 给水泵汽轮机组成部分给水泵汽轮机组成部分结构部分结构部分 汽缸属组合式汽缸，其结构简单，沿水平法兰分为上、下两半缸，汽缸又垂直中分为前、后两部分，前部分汽缸称前汽缸，后部分汽缸称后汽缸。前、后汽缸间垂直中分面法兰用螺栓相接，上、下缸各用三只骑缝圆柱销定位，检修中不需拆开。l 汽缸汽缸 前轴承座采用球墨铸铁铸成，并座落在固定于基础上的前座架上。前轴承座的后端，通过与前汽缸前部的半圆法兰用螺栓相连接并支承前汽缸。l 轴承座轴承座 隔板全部采用焊接喷嘴隔板，采用光滑的汽流斜通道设计，组成光滑匀称的汽流通道，减少流动阻力损失，提高效率。l 隔板隔板 为适应汽轮机采用不同参数蒸汽，高转速运行的情况，转子体采用无中心孔高强度合金钢整锻加工制造，具有较低的脆性临界转变温度，能适应负荷急剧变化和快速起动。l 转子转子l 转子转子现场动平衡孔现场动平衡孔调调节节级级第第一一级级第第二二级级第第三三级级第第五五级级 296机组转子增加了现场动平衡孔，可以不揭缸进行转子动平衡 低压喷嘴组占较大的环形面积 对于无高压汽源机组，则无高压喷嘴组，且对应腔室封闭l 喷嘴组喷嘴组低压喷嘴组低压喷嘴组高压喷嘴组高压喷嘴组 隔板体与转子之间，装有隔板汽封，减少其级间的漏汽损失 l 隔板汽封隔板汽封 当小机排汽至主机凝汽器时，小机与主机之间的连通管称为排汽管道 当小机自带凝汽器时，小机排汽口与凝汽器直连l 排汽管道排汽管道上排汽 低位布置下排汽 高位布置真空蝶阀 真空蝶阀安装在排汽管道上，作用是隔断小机与主机凝汽器的联系，避免因小机故障或检修而影响到主机凝汽器真空度。蝶阀供应商：ADAMS、KEYSTONE(进口)、铁岭(国产)按密封型式分有软、硬密封两类 ADAMS：两种类型都有 KEYSTONE：软密封型式 铁岭：软密封型式 l 真空蝶阀真空蝶阀 后汽缸排汽接管处设有喷水减温装置，采用气控执行机构，压缩空气气源要求干燥、无油，压力为0.50.8MPa(g)。为保证安全，后汽缸温度限制在70预报警，80报警，120时停机。喷水管路工作压力不大于PN 1.6MPa(g)。l 喷水装置喷水装置 给水泵汽轮机的配汽机构相对于其它类型汽轮机具有其独特性，一般都会设有备用汽源，因备用汽源的进汽方式不同分为外切换和内切换两种形式。两种切换形式各有特点，在国内电厂均有良好的运行业绩。l 配汽机构配汽机构 低压、高压两套独立完整的配汽机构，实现无扰切换 低压配汽机构由低压主门、低压调门、低压喷嘴组组成 高压配汽机构由高压主门、高压调门、高压喷嘴组组成 内切换内切换低压蒸汽高压蒸汽20%30%在主机低负荷工况下，当低压调节汽阀开启至总升程的93%95%时，低压蒸汽尚不满足汽轮机的进汽需要时，经调节系统调节就开启高压调节汽阀，高压蒸汽能随同补入汽轮机内作功，以达到功率的平衡。低压蒸汽切换再热冷段蒸汽切换点约为主机（滑压）额定负荷的30%，切换时平稳，转速无任何扰动。内切换内切换20%40%采用外切换的小汽机不需要象内切换那样配置二套，配汽机构、二套喷嘴等，简化了汽缸结构、阀门的布置，更可有效地降低了生产成本和原材料消耗。但外切换系统由于系统配置原因则需要更加完善的控制系统。l 配汽机构配汽机构低压进汽逆止阀：低压进汽逆止阀：逆止阀采用气控操纵座，位于低压主汽门进口前，防止小机蒸汽进入主机l 配汽机构配汽机构 为避免汽动给水泵在低速盘车时有可能卡涩的情况发生，按给水泵的特性和要求，所以必须采用高速盘车。盘车转速可根据用户要求采用40100r/min。盘车控制装置提供了三种控制模式：自动、手动连续、手动点动。可以根据需要来选择工作模式，盘车控制装置具有必要的安全保护和报警功能，保证设备的安全可靠运行。l 6MW，11MW，13.5MW机组中采用后置式盘车l 22.5MW机组中采用前置式盘车l 盘车装置盘车装置后置式盘车：后置式盘车：盘车装置由回转设备、回转设备电动机及盘车控制柜等部件组成 盘车装置布置在后轴承座盖上，电动机通过皮带轮连接减速机l 盘车装置盘车装置前置式盘车：前置式盘车：盘车装置由回转设备、盘车大齿轮、回转设备电动机以及盘车控制 柜等部件组成 盘车装置前置布置，回转设备布置在前轴承座内，盘车大齿轮与汽 轮机主轴红套，回转设备电动机安装在轴承座侧壁 盘车装置及前轴承座为给水泵汽轮机双出轴驱动前置泵预留了空间l 盘车装置盘车装置汽轮机通过联轴器驱动给水泵，常用联轴器形式有两种：齿形鼓式挠性联轴器膜片式联轴器l 联轴器联轴器膜片式联轴器联轴器罩壳是将联轴器的齿盘等突出部分包容起来l 联轴器罩壳联轴器罩壳l 基础座架基础座架l 地脚螺栓地脚螺栓 专用工具：小机主要专用工具如表格所示l 附件附件序号名称备注1桥形规2拆轴瓦工具3汽缸引导工具拆装汽缸用4转子吊索5转子起吊横梁6吊汽缸工具7转子固定装置 仅运输用8转子托架汽泵组罩壳:整体式隔音罩壳，覆盖运转层上的小机及给水泵设备通流部分通流部分采用先进技术和设计准则，实现通流部分的自动优化设计，使各级焓降分配更合理，汽流通道更光滑，各级动、静叶片的成型设计完全满足流场气动性能的要求。新型叶片型线依据设计准则，以高效新型线为母型，CAD技术成型，具有光滑的内背弧型线和收敛的叶栅通道，型线截面断面模数大幅提高，动应力明显下降。为提高抗水滴冲蚀性能，末级动叶采用高频淬硬或进汽侧上部钎焊（司太立6B）硬质合金。l 各机型叶片各机型叶片调节级第1级第2级第3级第4级第5级围带形式双重铆接ISBISBILBILBILB叶根枞树型枞树型枞树型枞树型枞树型枞树型叶型直叶型直叶型直叶型扭叶片扭叶片扭叶片22.5MW叶片形式11及13.5 MW叶片形式调节级第1级第2级第3级第4级第5级第6级围带形式双围带自带围带自带围带自带围带铆接围带铆接围带自由叶片叶根枞树型外包T型外包T型双外包T型枞树型枞树型枞树型叶型直叶型直叶型直叶型直叶型扭叶片扭叶片扭叶片l 各机型叶片各机型叶片6MW叶片形式调节级第1级第2级第3级第4级第5级第6级围带形式双围带自带围带自带围带自带围带铆接围带铆接围带自由叶片叶根外包T型外包T型T型T型外包T型双T型双T型叶型直叶型直叶型直叶型扭叶片扭叶片扭叶片扭叶片22.5MW机组创新采用了ISB叶片和ILB叶片22.5MW机组各级动叶采用新型纵树形叶根l ISB-ISB-整体围带动叶片整体围带动叶片 整体自带围带的结构形式，在运行状态下各个叶片围带之间并非形成整圈连接方式，叶片仍为单片振动特性，但因相邻围带的极小间隙产生碰撞阻尼效应，使动应力大幅下降。整体围带叶片可全面提高叶片静、动强度的安全裕度。其主要特点在如下几个方面：整体围带使围带与叶型连接处的应力下降70%，消除了叶片铆接处的腐蚀坑隐患及高中压缸前几级高温蠕变破坏的隐患。碰撞阻尼不仅使叶片的振动应力减少70%以上，且因碰撞型式的叶片仍为单个自由叶片的振动形式，频率及振型非常简单，计算机数值软件系统可以精确地求解频率及振型、动应力、叶片变形及挠度等；可建立严格精确的调频和不调频设计考核规范。l ISB-ISB-整体围带动叶片整体围带动叶片叶片精确的数控切削加工，安装工艺简便，易于保证稳定的装配质量。叶片强度振动设计计算机程序系统能进行所有整体围带叶片级的设计，同时针对这种叶片结构，专门建立了叶片的数控加工中心：包括叶根精密磨床，三座标测量仪专用设备等。l ILB-ILB-整圈自锁阻尼型长叶片整圈自锁阻尼型长叶片极小动应力的整圈自锁阻尼型长叶片（ILB）ILB叶片具有良好的变工况气动特性和小容积流量下的气动特性及阻尼减振特性。以CAE技术为基础，整圈自锁长叶片建立了完整的设计准则：振型频率、动应力、自锁紧力、动试验及工艺规范。l ILB-ILB-整圈自锁阻尼型长叶片整圈自锁阻尼型长叶片采用该技术已成功开发出多种末级ILB长叶片，广泛应用于湿冷及空冷机组中。l ILB-ILB-整圈自锁阻尼型长叶片整圈自锁阻尼型长叶片整圈自锁阻尼型长叶片主要特点：没有任何附加的应力集中因素：如焊、铆、销等；具有整圈自锁阻尼的振动特性；动应力极小，安全可靠性好；调频振型少，特别适合于低压缸末段长叶片；单个叶片加工安装为自由的自带围带或带凸台的叶片。由离心力的反扭矩形成整圈自锁阻尼，比由机械结构形成的整圈效应更为可靠。l 叶根及轮槽叶根及轮槽 高强度的转子轮槽及叶根应力减少50%.采用一种按CAE技术优化设计的、新的高强度枞树型转子轮槽及叶根型线，新的型线为整体围带叶片提供牢固的叶根，提高了转子及叶片的强度性能，可减小转子的寿命损耗，提高启动及变负荷速率；对末级叶片可降低应力腐蚀的风险，提高抗低周疲劳的强度。汽、水、油系统部分汽、水、油系统部分 配置独立的汽轮机供油系统，所有的油泵均为电动油泵，润滑油系统用油牌号可与主机用油牌号相同。为使主油泵和备用油泵之间的切换运行更趋安全可靠，在电站布置中投用一套油泵实验装置(其中包括压力开关及电磁阀)，可在线做油泵切换实验，并可提高泵切换的可靠性。油路系统灵活多变，润滑油油系统的所有设备可布置在零米层或中间层上，油箱和油管路均可满足镜面对称布置在相同一侧的要求。油系统供货型式有两种：(分散式供货)冷油器、滤油器、主油泵、备用主油泵、直流油泵组装在同一公用底板上，与油箱分散供货。(集装式供货)冷油器、滤油器、主油泵、备用主油泵、直流油泵与油箱设置成集装式供油站，管路联接好后整体发运，现场安装工作量大大减少。u 油系统油系统l 润滑油管路图润滑油管路图l 油箱模块油箱模块双联滤双联滤油器油器排油烟排油烟风机风机电动电动油泵油泵板式冷板式冷油器油器油箱油箱 汽封系统二种型式可供用户选择：小机汽封系统与主机合并 小机汽封系统独立 配置汽封喷水减温装置，将主机蒸汽站蒸汽经减温减压后送到给水泵汽轮机前后汽封。u 汽封系统汽封系统l 汽封管路图汽封管路图l 汽封喷水减温装置汽封喷水减温装置二位式气动疏水门，失气失电时阀门均能自动打开。本汽轮机在各档压力腔室的最低处均设有疏水孔。各档低压疏水分别流入主机凝汽器高压调节汽阀导汽管最低处的高压疏水经节流后流入主机凝汽器。u 疏水系统疏水系统l 疏水管路图疏水管路图自控部分自控部分 给水泵汽轮机的自动控制设备：电调节控制装置（MEH）危急遮断控制装置（METS）监测仪表（MTSI）给水泵汽轮机控制分两部分：调节控制系统危急遮断控制系统。按全容量及半容量各个不同项目，MEH、METS和MTSI系统可根据用户要求实行不同配置。l MEHMEH、METSMETS、MTSIMTSI的厂家的厂家MEH厂家：SIEMENS、OVATION、ABB、FOXBORO、MAX新华、国电智深、国电南京自动化有限公司、上海自动化仪表有限公司METS厂家：MODICON、AB、SIMENSTSI厂家：BENTLY、EPRO、VIBROMETER