资源描述
第五章 给水泵组及其驱动汽轮机
给水系统的主要功能是将除氧器水箱中的主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提供减温水,用以调节上述设备出口的蒸汽温度。给水系统的最初注水来自凝结水系统。
每台机组配置2台50%容量的汽动给水泵,用于机组正常运行,另外还配置1台带液力偶合器的30%容量的电动调速给水泵,用于机组启动及备用。
每台汽动给水泵配置1台电动机驱动的前置泵,电动给水泵也配置1台前置泵,与电动给水泵由同一电动机驱动。
汽动给水泵与其前置泵组成锅炉给水泵组,它向锅炉连续供水并向锅炉过热器、再热器及汽轮机高压旁路提供减温水。
给水泵前置泵用于提高主给水泵入口的给水压头,满足其必需的净正吸入水头。
电动给水泵组在机组启动或主给水泵组事故状态下,向锅炉连续供水并向锅炉过热器、再热器及汽轮机高压旁路供减温水。
给水泵运行方式为:
电动给水泵(包括其前置泵)由电动机驱动,给水泵经液力偶合器调节转速。汽动给水泵组由变速汽轮机驱动。
给水管道电动关断阀设旁路调节阀,用于机组启动初期小流量调节,电动给水泵30%额定流量以上时由液力偶合器变速调节。
机组正常运行时电动给水泵处于备用状态,当运行汽动泵事故跳闸时,备用泵自动投入运行。
为了满足启动、停机以及试验条件下的特殊要求,能就地手动操作,并设有单元控制室控制接口。
每台汽动给水泵出口流量:1158 m3/h
每台给水泵中间抽头流量:不小于41.5t/h
每台给水泵中间抽头压力:不小于12.2MPa.g
汽动给水泵组总扬程(包括前置泵):22.64MPa
电动给水泵容量按2台汽动给水泵总容量的30%考虑,扬程与汽动给水泵一样,中间抽头流量和压力按与汽动给水泵一样考虑。
电动给水泵组和汽动给水泵前置泵安装于除氧间0.00m,汽动给水泵安装于汽机房运转层(13.7m),境向对称布置。汽动给水泵与给水泵汽轮机采用弹簧基础,应充分考虑弹簧基础对汽动给水泵组的影响。
第一节 汽动给水泵及其前置泵
一、给水泵组性能要求
1.给水泵组能在机组最大工况下(VWO工况)长期连续运行,同时又能满足锅炉各种运行工况下锅炉给水和减温水的需要量。
2.电动﹑汽动给水泵组在所有正常运行范围内时,设备能连续运行,无需操作人员值守。给水泵的流量、扬程特性曲线变化平缓。给水泵零流量的扬程升高值不超过铭牌扬程的20%。给水泵的最高效率点尽量靠近机组额定工况流量的工作点。给水泵效率不低于83%。
前置泵主要部件采用抗汽蚀材料制造,使给水泵组具有良好的抗汽蚀性能。当出现负荷波动或机组跳闸等不稳定工况时,泵能安全运行而不发生汽蚀。在所有运行范围内,前置泵的扬程大于给水泵主泵所需要的必需汽蚀余量,并留有一定的裕量以抵消电厂系统瞬变引起的变化。卖方有责任配合设计院进行除氧器暂态计算,以保证给水泵在机组跳闸时,不会发生汽蚀。
前置泵性能与给水泵相匹配,在任何允许运行工况、变工况及甩负荷的情况下均保证主给水泵不会发生汽蚀。
泵的最小流量不超过其铭牌流量的25%。水泵转子的第一临界转速不低于额定转速的125%。
汽动给水泵和电动给水泵均设有中间抽头,以供给锅炉再热蒸汽减温用水。无论是单台汽动泵组运行,两台汽动泵组并列运行还是一台汽动给水泵组与电动给水泵组并列运行,均能保证能以系统所需要的压力输送一定流量的给水到再热减温器和过热减温器。减温喷水流量可以作为总给水流量的一部分。
两台汽动给水泵组的特性曲线完全一致,在所有机组运行工况范围内两台汽动给水泵组并列运行的负荷分配偏差限制在5%以内。汽动给水泵与电动给水泵特性曲线也一致,保证可以相互并列运行,当二台汽动给水泵中的一台故障时, 电动给水泵组能尽可能快地投运,并达到所需压力,与另一台汽动给水泵组并联并连续地运行,且汽轮发电机仍能达到90%额定出力。
泵组的设计能经受热冲击,当主机甩负荷后,允许给水温度下降速率为2.8℃/s。 汽动给水泵能随给水泵汽轮机一起连续盘车。
二、给水泵的型号及技术参数
本机组配置2台50%容量的汽动给水泵,用于机组正常运行,另外还配置1台带液力偶合器的30%容量的电动调速给水泵,用于机组启动及备用。汽动给水泵及其前置泵为上海电力修造厂提供的FK4E39型给水泵和FA1D67型前置泵,电动给水泵及其前置泵与汽动给水泵相同。它们的技术参数见表5-1~表5-5所示。
表5-1 主给水泵的技术规范
项 目
单 位
运 行 工 况
额 定
TRL工况
最大流量
单泵最大流量
单泵最小流量
泵型号
FK4E39
进水温度
℃
169.7
172.5
175
169.7
169.7
进水压力
MPa(g)
2.12
2.15
2.17
2.14
2.33
进水流量
t/h
1021
1104
1158
1276
255
出水流量
T/h
979.5
1062.5
1116.5
1276
255
扬程
m
2315
2328
2339
1750
2660
效率
%
84
84.2
84.5
75
42
必需汽蚀余量
m
35
44
43
56
22
密封型式
迷宫密封
转速
r/min
5435
5582
5625
5435
5435
出水压力
MPa(g)
22.5
22.56
22.64
17.5
25.7
轴功率
kW
7511
8111
8579
8108
4398
抽头压力
MPa(g)
12.2
12.2
12.3
0
0
抽头流量
t/h
41.5
41.5
41.5
0
0
轴振(双振幅)
mm
0.038
接口法兰公称压力
进口
MPa
4
抽头
MPa
16
出口
MPa
32
接口管子规格
(f×S)
进口
mm
φ377×10
抽头
mm
f76×6
出口
mm
OD355.6x25 WB36
重量
kg
10800
旋转方向
顺时针(从传动端向自由端 看)
轴承型式
滑动轴承+推力轴承
驱动方式
汽轮机驱动
表5-2 给水泵前置泵的技术规范
项 目
单 位
运 行 工 况
额 定
最大流量
TRL工况
单泵最大流量
单泵最小流量
泵型号
FA1D67
进水温度
℃
169.7
175
172.5
169.7
169.7
进水压力
MPa(g)
0.803
0.906
0.858
0.803
0.803
流量
T/h
1021
1158
1104
1276
255
扬程
m
150
145
147
141
162
效率
%
83
83.5
83.2
84.3
42
必需汽蚀余量
m
3.7
3.7
3.7
3.7
3.7
密封型式
机械密封
转速
r/min
1490
出水压力
MPa(g)
2.12
2.17
2.15
2.14
2.33
轴功率
kW
512
548
535
581
273
重量
kg
8000(含电动机)
接口法兰
公称压力
进口
MPa
2.5
出口
MPa
4
接口管子
规格(f×S)
进口
mm
f480×14
出口
mm
f377×10
旋转方向
顺 时针(从 机头 向 泵 看)
轴承型式
滑动轴承+推力滚子轴承
驱动方式
电动机
表5-3 给水泵前置泵技术数据表
序号
项 目
单位
数 据
1
型号
-
FA1D67
2
型式
-
水平中开
3
进水温度
℃
175
4
进水密度
kg/m3
892.1
5
进水压力
MPa
0.906
6
流量
t/h
1158
7
扬程
m
145
8
出口压力
MPa
2.17
9
必需汽蚀余量(NPSHR)
m
3.7
10
效率
%
83.5
11
轴功率
kW
548
12
转速
r/min
1490
13
旋转方向
-
顺时针(从传动端看)
14
泵关闭扬程
mH2O
165
15
泵正常运行时
mm
0.05
16
泵事故运行时最大值
mm
0.07
17
泵壳设计压力
MPa
2.5
18
泵壳水压试验压力
MPa
3.2
19
叶轮级数
-
1
20
第一级叶轮型式
-
双吸
21
叶轮直径(最大/最小)
mm
660
22
泵轴直径
mm
90
23
轴长度
mm
1.5
24
径向轴承数量
-
2
25
联轴器型式
-
叠片
26
临界转速
r/min
3010
27
径向轴承型式
-
滑动轴承
28
推力轴承型式
-
滚子轴承
29
推力轴承载荷
kN
0.5
30
机械密封型式
-
平衡式
31
机械密封制造厂
-
乐合
32
泵体尺寸(长×宽×高)
mm
1.7×1.7×1.7
33
泵出口公称压力
MPa
2.5
34
密封水水质
凝结水
35
密封水压力
MPa
高于前置泵入口0.1MPa
36
密封水温度
℃
最高49.1
37
密封水流量
m3/h
0.2
38
冷却水水质
闭式水
39
冷却水压力
MPa
0.4-0.7
40
冷却水温度
℃
38
41
冷却水流量
m3/h
7.8
表5-4给水泵主泵技术数据表
序号
项 目
单位
数 据
1
型号
-
FK4E39
2
型式
-
筒体
3
进水温度
℃
175
4
进水密度
kg/m3
892.1
5
进水压力
MPa
2.17
6
进水流量
T/h
1158
7
出口流量
T/h
1116.5
8
扬程
m
2339
9
出口压力
MPa
22.64
10
抽头流量
m3/h
41.5
11
抽头压力
Mpa
12.30
12
是否设增压级
否
13
增压级扬程
m
无
14
叶轮中心处的必需汽蚀余量 (NPSHR)
m
43
15
效率
%
84.5
16
轴功率
kW
8579
17
转速
r/min
5625
18
转速范围(从机头向泵看)
r/min
0~5625
19
旋转方向
-
顺时针
20
最小流量
T/h
<290
21
泵关闭扬程
mH2O
2870
22
泵正常运行时
mm
0.05
23
泵事故运行时最大值
mm
0.07
24
泵壳设计压力
MPa
25
25
泵壳水压试验压力
MPa
32
26
叶轮级数
-
4
27
第一级叶轮型式
-
单吸
28
叶轮直径(最大/最小)
mm
375
29
泵轴直径
mm
145
30
轴长度
mm
2045
31
径向轴承数量
-
2
32
临界转速
r/min
8675
33
径向轴承型式
-
滑动轴承
34
推力轴承型式
-
推力瓦块
35
推力轴承载荷
kN
2.5
36
泵体尺寸(长×宽×高)
mm
2.5×2.4×2.4
37
密封
-
迷宫密封
38
双头螺栓
-
35CrMoA
39
轴承支架
-
HT250
40
泵进口尺寸
mm
DN350
41
泵进口公称压力
MPa
2.5
42
泵出口尺寸
mm
DN250
43
泵出口公称压力
MPa
25
44
密封水水质
凝结水
45
密封水压力
MPa
高于主泵进口0.1MPa
46
密封水温度
℃
最高49.1
47
密封水流量
m3/h
33
48
滤网型式
斜插
49
接口口径
mm
φ480×14
50
过滤精度
40目
51
最大阻力
MPa
0.03
52
滤网型式
斜插
53
接口口径
mm
φ377×10
54
接口方式
焊接
55
过滤精度
40目
56
最大阻力
MPa
0.03
57
逆止阀型式
旋启
58
逆止阀设计压力/口径
PN/DN
32/250
59
制造厂家
KSB
表5-5汽动给水泵前置泵驱动电动机技术数据表
序号
项 目
单位
数 据
1
型号
-
YKK450-4
2
型式
-
鼠笼式
3
制造厂
-
上海电机厂
4
额定功率
kW
630
5
额定电压
kV
6
6
额定电流
A
70.4
7
极数
-
4
8
同步转速
r/min
1500
9
频率
Hz
50
10
效率
%
95
11
功率因数
-
0.86
12
堵转转矩
(倍)
0.8
13
堵转电流
(倍)
6.5
14
最大转矩/额定转矩
(倍)
1.8
15
绝缘等级
-
F
16
防护等级
-
IP44
17
冷却方式
-
空-空
三、给水泵及其前置泵的结构
给水泵前置泵为卧式双吸口式,给水泵为卧式多级双壳芯包式,所有的泵、叶轮、扩散段和涡壳的布置在所有流量时提供充分的径向平衡。
泵转子为刚性转子。泵轴在其磨损部位装配可更换的轴套。给水泵主泵前、后轴预设安装轴振动测量装置的位置接口。所有径向轴承为压力润滑自调整中分套筒式,其布置便于更换。推力轴承能在任何稳态和瞬态运行情况下,包括启动和停止时,保持水平对中。轴承座的结构便于在轴承解体前将油全部排出。
给水泵的水力平衡装置为平衡鼓结构,通过平衡装置平衡大部分轴向推力,其余轴向力通过推力轴承平衡,整套平衡装置能防止泵在任何工况下转子轴向窜动。
每台前置泵入口管上分别装设有Y型(检修口朝下)粗过滤网(其阻力变化范围为0.02~0.03MPa),各台给水泵主泵入口分别装设Y型(检修口朝下)精过滤网,并且分别带临时和永久性滤网芯各一套。
给水泵出口设逆止阀及最小流量接口;泵体设有放水、排气接口及其关断阀、密封水接头、进口和出口法兰上的试验压力表接头。放水和排气关断阀使用两道串联阀。
电动给水泵及前置泵采用机械密封,汽动给水泵采用迷宫密封,保证给水泵安全连续运行。为保证密封水的清洁,电动给水泵设有密封水过滤器。密封水取自泵出口,再返回到泵体中。
汽动给水泵结构如图5-1所示。它主要由泵转子、内泵壳、外泵壳、泵盖、轴承、轴封及平衡装置组成。
图5-1 给水泵纵剖面图
10.3-泵筒体;108.1、108.2、108.3、108.4-中段泵壳;116.1、116.2-冷却室体;131-入口导流器;
161-泵盖;171-导叶;171.3-末级导叶;210-泵轴;230.1、230.2、230.3、230.4、230.5、231-叶轮;
350.1、350.2-轴承体;370-径向轴承;384-推力盘;411-缠绕垫片;441.1、441.2-密封体;
501-中开环;502-叶轮密封环;541-导叶衬套;551-间隔垫圈;601-平衡盘
(1)泵转子由泵轴(201)、叶轮(231和230.1至230.5)、平衡盘(601)和推力盘(384)等组成,整个泵转子由2个位于泵筒体外侧的径向轴承(370)支承,它们安装在两端的轴承体(350)内。在非驱动端一侧端头装有位移指示器及转速表。
该泵有6级叶轮,它们均热套在泵轴上,为过盈配合。从第1级叶轮(231)开始,内径逐级减小0.2mm,与叶轮相配的轴径也逐级缩小0.2mm。所有叶轮的入口都面向吸入端按顺序排列,各叶轮之间不设间距套,而用装入轴槽内的中开环(501)使其轴向定位。
(2)内泵壳为垂直分段式结构。内泵壳由入口导流器(131)、中段壳体(108.1至108.4)、导叶(171)、未级导叶(171.3)、叶轮密封环(502)及导叶衬套(541)等组成。入口导流器和中段壳体用铬钢浇铸精加工制成,彼此之间的同心度依靠止口来保证。导叶用不锈钢精密浇铸成形,精加工后与中段壳体高度同心,并用销钉定位于中段壳体中。各级中段壳体结合面对研,依靠金属对金属直接接触密封。
叶轮密封环与中段泵壳、导叶衬套与导叶均过盈配合。未级导叶和泵盖(161)间安装了一个由若干片间隔垫圈(551)和缠绕垫片(411)交错组成的膨胀补偿器,它可以确保内泵壳在任何工作条件下的密封可靠和自由膨胀。
(3)外泵壳主要由泵筒体(10.3)、泵盖(161)及进、出水管组成。泵筒体是用钢整体锻制成的圆筒形。泵的进、出水管均向上焊接在泵筒体上,检修时泵筒体和进、出水管都可不拆卸。泵盖也用钢锻造,并用螺栓将其固定在泵筒体上,外泵壳的水平中心线平面上,焊有4个支脚,入口端支脚与泵座之间装有横销,外泵壳垂直中分面下端与泵座之间配有纵销,热态时泵筒体以入口端支脚为死点向出口端自由膨胀。外泵壳与入口导流器、内泵壳及泵盖的配合面处堆焊不锈钢,精密加工以确保内、外泵壳中心一致,防止水浸蚀冲刷。泵筒体上还设有抽水接管孔、检漏孔和放水孔。
内泵壳与泵转子可组成泵芯组合体,检修时松开泵盖连接泵筒体的螺栓即可从出水端整体抽出。发生事故时只要将备用泵芯组合体装入,调整外泵壳与泵芯组合体的同心度,在较短的时间内即可完成,恢复正常运行,由于内、外泵壳之间在运行时充满着自末级叶轮输出的高压水,加强了内泵壳结合面的密封效果。此外,双壳体还可以保证各部件在组合时对轴心线的对称性,并减小压差,使热冲击和热变形均匀对称,从而提高了运转的可靠性。
(4)汽动给水泵的轴承装置包括2只径向轴承和1只推力轴承。径向轴承(370)由上、下2个半轴瓦组成,它们均安装在两端轴承体(350)内的镫镣形座(571)上。该径向轴承为MGF型(多摩擦面)是多油楔滑动轴承,这些轴承内孔的圆周上对称地开有4个油槽,轴承可以在两个转向下工作,并且泵的吸入端和排出端可以互换,轴承由压力油强制润滑,油通过一端的13E.2进入径向轴承下部,然后穿过轴承体上的环形空间以及轴瓦上的孔流入轴瓦内的油槽。
推力轴承的润滑与径向轴承一样均采用强制油润滑,油通过节流孔板后从13E.3流入推力轴承盘和扇形推力瓦之间两侧的空间,然后流经推力轴承的2个摩擦表面,并且通过轴承端盖(361)上的流出孔进入轴承体,最后与径向轴承的润滑油一起从13A.2中流出。轴承端盖上还装有1只可调的节流阀,可以方便地调整推力轴承的需油量和油压。轴承盖上的压力表可用来监视所需的油压,推力轴承扇形推力瓦块上装有4个双向热电偶来监视推力轴承的温度。
轴承体上测力环的弯曲区域内,贴有应变片,同时还有1个用作连接电桥的电缆接头。在调试和检查时,可以通过电桥和测力环的标定曲线来测量朝向驱动端作用的推力大小。每个测力环的标定曲线是在制造厂标定的,而且只能作专一的使用。
泵轴穿过轴承体的两端有轴封环(420)和迷宫环(423)对润滑油进行密封,防止润滑油飞溅至轴承体外。
(5)主给水泵的轴封装置位于泵体两侧,见图5-3,它包括冷却室体、密封体、动环座、动环、静环座、静环及密封座等,整套装置分别用螺栓紧固在进水侧的泵筒体(10.3)和出水侧的泵盖(161)上。冷却室体与密封体围成的空间为冷却室。主给水泵由于转速高,压力和温度也都相当高,为了减少泄漏量,防止轴或轴套的损坏,故采用密封性能比填料密封好的机械密封装置,它的机械损失功率较小,约为填料密封的10%~15%。
冷却器(K)通常布置在泵轴的上方,是为了在低转速时以虹吸作用来弥补泵环出力不足。管路中还设置了温度测量仪,当到达报警温度时,应该清洗磁性过滤器的滤网。主给水泵在试转前应使循环系统彻底排气。由于机械密封装置的泄漏水量非常有限,运行中只允许间断地少量泄漏。暖泵启动情况下,应监视机械密封水的温度,最高不能超过80℃。如果因过滤器堵塞(由于污垢积聚),使温度计的温度在短时间内迅速升高,应及时查找原因并加以排除。
(6)平衡装置。单吸泵在运行时,从叶轮流出的液体有一部分通过缝隙回流到叶轮盖板的两侧,由于两侧盖板的面积不一样,液体的压力也不同,使作用在叶轮两侧的压力不相等,因此产生1个指向泵吸入口并与轴平行的轴向推力。这个力往往可达数万牛顿,使整个转子压向吸入口,对泵的工作十分不利。对主给水泵这样的多级单吸泵来讲,轴向推力更大。为此设置了1个平衡盘来平衡大部分轴向推力,剩余的轴向推力由推力轴承来承受。
FA1D67型前置泵是单级双吸卧式涡壳泵,其结构如图5-2所示。它包括泵转子、泵壳、轴承及轴封部件。
图5-2 FA1D67型前置泵剖面示意图
101-泵体;162-吸入盖;165-冷却室盖;210-泵轴;234-双吸叶轮;350-轴承体;361-前端轴承盖;
384-推力盘;387-推力瓦;392-推力瓦支座;412。3-O形密封圈;451-填料函;524-轴保护套;
525-挡套;571-镫形环;902-双头螺栓
(1)泵转子由泵轴(210)、双吸叶轮(234)、挡套(525)、轴保护套(524)及推力盘(384)组成。
双吸叶轮用键径向固定在泵轴上,为保护泵轴在运行中不致磨损,不致被输送液体腐蚀,在叶轮两端采用了挡套和轴保护套来达到这一目的,同时挡套还起着使叶轮在轴向定位的作用。两端轴保护套利用丝扣在轴封部位拧紧在轴上,其丝扣方向与旋转方向相反。
推力盘位于泵轴的非驱动端侧,利用泵轴凸肩及螺母固定,调整其轴向位置及扇形推力瓦块可以确保双吸叶轮处于泵壳中间位置。由于所有泵的过水部件是对称设计和布置的,泵在运行中产生的轴向推力并不大。
(2)泵壳由泵体(101)、吸入盖(162)、填料函(451)及冷却室盖(165)组成。
吸入盖用双头螺栓紧固在泵体上。填料函及冷却室盖用双头螺栓紧固在吸入盖上,组成过水通道。使吸入的较低压力水通过叶轮提高压力后由吐出室排出。吸入盖与泵体连接处用0形圈(412.3)密封以防止泄漏。
(3)轴承部件由径向轴承(370)、推力轴承及轴承体(350)组成。
泵转子由两个强制润滑的径向轴承支承,轴承借助镫形环(571)固定在轴承体上。
泵的非驱动端装有推力轴承,它包括推力盘(384)、推力瓦(387)及推力瓦支座(392)。推力轴承的作用有两个:①使叶轮轴向定位;②虽然叶轮设计时考虑了对称性,使泵在运行中产生的轴向力很小,但由于泵体铸造件的制造公差及管路布置,仍会造成流经叶轮的水流存在不均匀性,由此产生的残余轴向推力要靠推力轴承来承受,它能承受双向的轴向推力。
当轴向力朝向泵的驱动端时,通过固定在轴承体前端的推力瓦支座来传递。当轴向力指向泵的非驱动端时,由前端轴承盖(361)来吸收。前端轴承盖用双头螺栓(902)固定在轴承体上。推力盘和推力瓦之间的间隙应为0.3mm+0.05mm。
推力轴承供油量可通过装在油管上的节流喷嘴来调节,有压力表进行监测。径向轴承和推力轴承由泵组的强制润滑油系统通过管路供给润滑油。
(4)轴封装置包括主填料函体(451)、主填料(461.2)、主填料函压盖(452.2)、辅助填料(461.1)及辅助填料函压盖(452.3)组成。在主填料函压盖的一端开了一臼环形槽作为辅助填料函。
填料又称盘根,填料函即为安置填料的腔室。前置泵的轴封通常采用软填料密封。在运行中,水泵内为高压水,它通过主填料函和轴保护套(524)之间的间隙泄漏后,受到主填料的密封作用,其泄漏量减少,正常运行时应只有少量水滴出。填料函体及填料函压盖都应用水进行冷却。主填料函体与冷却室压盖之间围成的空间为冷却室;为防止冷却室内可能出现的结垢,应使用经过处理的冷却水,通常电厂采用凝结水来作冷却用水,冷却水为下进上出。辅助填料是用来密封主填料函压盖环形冷却液体通路的,以防止空气进入,冷却水采用上进上出。
四、给水泵故障、原因及处理
给水泵故障原因及其处理措施如表5-6所示。
1. 轴承温度太高,原因是润滑油量不足、润滑油不清洁、轴承有缺陷(如安装不当),处理方法是增加润滑油量并将润滑油处理至合格,检查或重新安装轴承。
2. 轴套内泄漏,轴套垫圈破损,应更换新的轴套垫圈。
3. 泵不能输送给水,原因是泵未注水,泵转速大低。叶轮损坏或堵塞、吸人口堵塞、泵转向错误,处理方法是引水倒流入泵、检查泵的输入传动装置、清除堵塞物或更换叶轮、检查泵的传动装置转向是否正确。
表5-6 泵组故障症状及其原因
症状
可能的原因
处理意见
泵组不能启动
1. 供电故障;
2. 电动机故障;
3. 在泵组中咬住;
4. 泵组处在“跳闸”条件。
检查供电
检查电动机
重新定位咬住之处,或者大修
调查原因,重新设定跳闸值
泵组性能低
1. 驱动电动机或供电故障;
2. 转动方向不正确;
3. 前置泵或主泵内严重磨损;
4. 管路系统堵塞;
5. 主泵转速低。
检查电动机或供电
检查转动方向
拆卸泵并检查各内部元件
检查管路系统
检查液力联轴器的设定和操作
轴承过热
1. 润滑不良;
2. 泵组轴系不对中;
3. 轴承磨损或不对中;
4. 润滑油等级不正确。
检查油的供应,加润滑油
检查对中
检查轴承
检查油的等级
泵组所需的输
入功率增加
1. 出口压力低;
2. 泵组动静件之间发生摩擦;
3. 泵内间隙过小;
4. 机械密封安装不正确;
检查流量
检查间隙
检查间隙
检验密封
泵过热或咬住
1. 泵干转;
2. 泵中内摩擦;
3. 润滑油不足或等级不正确;
4. 轴承磨损或不对中;
5. 泵组不对中;
检查入口阀门是否打开,过滤器是否清洁,前置泵出口压力是否正常检查间隙检查润滑油系统
检验轴承
检查对中
噪声或振动大
1. 转动部分不平衡;
2. 联轴节不对中;
3. 轴承磨损严重;
4. 固定螺栓松动;
5. 内部间隙过小。
检查转子动平衡
检查对中
检验轴承
检查螺栓
检查间隙
机械密封过热
1. 密封冷却水不足;
2. 机械密封安装不正确;
3. 机械密封磨损或损坏。
检查供水
拆卸并检查密封
检查密封,如必要则更换
密封泄漏严重
机械密封磨损或损坏
拆卸并检查密封,如必要则更换
4. 泵的流量不足或压力低,原因是吸人口处有空气漏入、泵转速太低、吸入系统的汽蚀余量太低并有可能发生泵汽蚀、吸人口堵塞、叶轮损坏、泵转向错误,处理方法是检查吸人口是否泄漏,检查原动机的转速及传动装置是否正常、检查吸人管路系统、清除吸人口处的堵塞物、更换叶轮、检查传动装置的转动方向。
5. 传动装置过载,可能是由于液体密度或流速变化造成的。
6. 密封机构温度太高,原因是密封水管道堵塞、密封水的磁性分离器堵塞,处理方法是清除堵塞物,确保冷却水畅通。
7. 密封泄漏,可能是密封面损坏,可检查密封面,如已损坏,则予以更换。
8. 振动超标,振动大的原因很多,主要有泵的转子对中不良、转子弯曲、轴承有缺陷,处理方法是校正对中、检查转子的平直度,如已弯曲应予以较直,检查并整修轴承。
第二节 给水泵驱动汽轮机
一、概述
驱动给水泵的小汽轮机正常工作汽源采用四段抽汽,备用和启动汽源采用新蒸汽。启动调试汽源采用辅助蒸汽。
给水泵汽轮机轴封供汽来自主汽轮机的轴封系统,轴封供汽压力、温度调节由主机轴封系统完成,轴封排汽排至主汽轮机轴封蒸汽冷却器中。给水泵汽轮机排汽及疏水排入主凝汽器中。
驱动汽轮机基本技术规范如下:
1. 每台机组配置两台给水泵汽轮机
2. 型式:单缸、单流程、下排汽凝汽式
3. 最大连续功率:8.579 MW
4. 汽轮机连续运行自动调速范围:约3100~5900 r/min
5. 给水泵汽轮机转向:从汽轮机向给水泵看为顺时针。
给水泵汽轮机冷油器冷却水采用开式循环水系统,其水温为20℃,压力为0.2—0.5MPa.g;
给水泵汽轮机与汽动给水泵同轴,布置于汽机房运转层(13.7m)。两台给水泵汽轮机为头对头镜面对称布置。给水泵汽轮机与汽动给水泵采用弹簧基础。卖方应充分考虑弹簧基础对汽动给水泵汽轮机组的影响。
当两台汽动给水泵中的一台故障时,电动给水泵与另一台汽动给水泵组并联连续地运行,且汽轮发电机仍能达到90%额定出力。
给水泵汽轮机配有自动汽源切换的机构,以自动切换汽源,由高压汽源到低压汽源,或低压汽源到高压汽源。切换过程中亦允许高压和低压两种蒸汽同时作为小机的工作汽源。给水泵汽轮机能利用来自主汽轮机的低压蒸汽在尽可能低的负荷下提供所需的动力。切换点最小负荷为主机负荷40%额定(定压运行)。
给水泵汽轮机对汽源参数变化有较大的适应性,以下为对汽源参数适应性的要求 。
1.高压汽源允许的初压变化
入口初压允许在小于VWO工况压力105%以下运行。在非正常情况时,压力瞬时值允许在130%以下波动,但在初压为额定压力的110%以上运行累计持续时间允许为12小时/12个月。
2.高压汽源允许的初温变化
按主汽轮机新蒸汽可能发生的温度变化进行设计。
3.低压汽源允许的参数变化
低压进汽按主汽轮机4段抽汽口处的抽汽可能发生的压力和温度变化进行设计,特别是温度、压力变化同时出现的情况。
4.给水泵驱动汽轮机允许从最低工作转速不受限制地加速到额定运行工况,同时不需对汽缸的内外壁温差、胀差等进行监视,即能适应快速启动和负荷急剧变化的要求。
5.给水泵汽轮机转速可远方控制操作,在给水泵要求的转速范围内应能连续平稳运行,并能在一台汽动给水泵故障退出运行时,满足泵的过负荷转速要求。
6.给水泵汽轮机超速跳闸转速比给水泵最高转速高5%~10%,以避免过负荷时流量瞬态波动引起误跳闸。
7.给水泵汽轮机不同工况允许的负荷变化率和允许的转速变化 。
给水泵汽轮机允许的负荷变化满足大机负荷变化的要求,即30%~100% ,给水泵汽轮机的负荷变化率、转速变化率不受限制。
8. 给水泵汽轮机内效率不低于82.32%,最高效率点由卖方与给水泵制造厂配合,靠近主机THA工况点。
9. 给水泵汽轮机的设计有充足的措施以防止意外的超速、进冷汽、冷水、着火和突然振动,有关防止汽轮机进水的规定按ASME TDP-1标准执行。
10.在轴颈处测得的轴振动峰值(水平径向和垂直径向)依据JB/T6765-93及API-612执行,在所有正常工作速度和负荷条件下,在轴颈处测得的轴的双幅振动值不超过0.05mm,轴承振动值不超过0.025mm。
给水泵汽轮机转子采用柔性转子,一阶临界转速2545r/min,二阶临界转速11721r/min。
给水泵汽轮机不设置独立的备用轴封供汽汽源。
给水泵汽轮机高压主汽阀前、低压主汽阀前后、高压蒸汽室、高压导管、在内汽封漏汽至汽轮机第五级的平衡管最低位置设有全排放能力的疏水口,保证疏水畅通。
给水泵汽轮机配供盘车装置及其控制系统,控制逻辑由MEH完成。就地配置盘车控制柜,在就地控制柜实现远方/就地切换;就地操作分两种形式:
(1)通过MEH逻辑联锁条件;
(2)直接操作盘车。盘车装置做到自动啮合、自动退出而不发生撞击。
盘车系统设置压力开关和压力联锁保护,防止在油压建立前投入盘车。盘车装置运行中如发生供油中断或油压降低到不安全值时,及时报警,并停止运行。
二、给水泵汽轮机的性能
本机组给水泵驱动汽轮机为NGZ83.6/83.5/06型单缸单流纯凝汽冲动式汽轮机,其技术规范见表5-7,其各个工况下的热力参数见表5-8,其运行技术数据见5-9。
表5-7 给水泵驱动汽轮机技术规范
项 目
单位
数据
型号
NGZ83.6/83.5/06
型式
单缸、单流、 冲动式、纯凝汽
运行方式
变参数、变功率、变转速
额定功率
kW
7511
最大连续功率
kW
8579
额定工况内效率
%
82.32
额定进汽压力
MPa.a
0.7865
额定进汽温度
℃
355.2
额定排汽压力
kPa.a
6.3
允许最高背压值
kpa.a
13.5
调速范围
r/min
3100-5900
高压进汽压力
MPa.a
3.465
高压进汽温度
℃
317
高压进汽流量
t/h
35.3
低压进汽压力
MPa.a
0.7865
低压进汽温度
℃
335.2
低压进汽流量
t/h
38.87
高、低压汽源切换点
40%THA
与给水泵连接方式
叠片式挠性联轴器连接
旋转方向
顺时针旋转(从机头向给水泵侧看)
叶片级数
级
5
末级叶片长度
mm
260
末级叶片环形面积
cm2
8944
汽缸材质
前部ZG20CrMo后部Q235-A.F
转子材质
30Cr2Ni4MoV
脆性转变温度(FATT)
℃
27
各级叶片材质
首叶1Cr12Mo 末叶0Cr17Ni4Cu4Nb
汽缸螺栓材质
20CrMoVA
转子转动惯量GD2
㎏.㎡
870
最大噪声值
dB(A)
85dB(A)(距给水泵汽轮机外壳罩1米外空间)
安装方式
汽轮机独立钢底盘快装式
排汽口方向
向下
排汽口尺寸
mm
2120×1220
外形尺寸(包括外罩壳)
mm
7609×3570×3788
运转层至法兰面尺寸
mm
1900
表5-8 给水泵驱动汽轮机各个工况下的热力参数
序号
参数
单位
TRL
工况
VWO
工况
THA
工况
75%额定工况
50%额定工况
30%额定工况
1
蒸汽压力
Mpa.a
0.8432
0.8921
0.7865
0.5957
0.4137
0.3397
2
蒸汽温度
℃
337.9
336.1
335.2
338.5
318.8
303.4
3
蒸汽流量
t/h
46.25
43.85
38.87
24.75
20.07
19.53
4
背 压
KPa.a
13.2
6.3
6.3
6.3
6.3
6.3
5
转 速
r/min
5480
5625
5435
4780
4510
4480
6
相对内效率
%
85.27
81.44
82.32
81.02
80.41
79.66
7
机械损失
KW
41
41
41
41
41
41
8
输出功率
KW
8370
8579
7511
4681
3479
3204
9
汽 耗
t/h
5.526
5.089
5.163
5.289
5.768
6.096
10
排 汽 量
t/h
46.19
43.80
38.86
24.82
20.16
19.63
11
排汽温度
℃
51.
展开阅读全文