北重330MW机组概述.doc

第一篇 主机部分
1. 汽轮机概述
1.1 330MW汽轮机整体概述
1.1.1 设备运行环境
电厂海拔 1255.0米
室外极端最高/最低气温 40.2℃/-32.6℃
室内日最高/最低气温 40℃/0℃以上（不洁冰）
年平均相对湿度 51％
多年平均大气压 901.6hPa
多年平均风速 5m/s
最大风速 24.2 m/s
历年平均气温 8.3℃
地震烈度 8度
机组运行方式 定—滑—定运行
负荷特性 带基本负荷并调峰运行
机组安装条件 运转层标高：12.0米
机组布置方式 室内纵向顺列布置
冷却方式 自然通风冷却塔二次循环
周波变化范围 48.5～50.5Hz
1.1.2 汽轮机本体特点
阿尔斯通30万千瓦级汽轮机从设计上采取优化汽轮机结构的措施。整个汽轮机本体部件标准化、模块化结构。汽轮机的通流部分按模块化设计，其几何尺寸在30～36万千瓦范围内不做任何改变，只改变叶片的高度和出口角度来满足用户提出的对机组容量的要求。
鄂电汽轮机由高压、中压和低压三个缸组成。均为双层缸的模块结构。高、中压缸分缸布置，通流部分反向布置。低压缸为双排汽，具有对称结构，内缸是流动通道，外缸为排汽部分并与凝汽器喉部相通。在低压外缸内装有喷水减温装置。在低压外缸顶部装有两只安全膜。双层缸结构把单层缸受的巨大蒸汽总压力分摊给内、外两层汽缸，从而使汽缸的壁厚和法兰、螺栓尺寸都大大减小；这样内缸主要承受高温，蒸汽的高压由内、外缸共同承担，所以内缸壁可以较簿，大大降低了热应力。高、中压缸的两端分别是高压缸排汽和中压缸排汽，压力和温度都比较低，因此，两端外汽封漏汽小，轴承受汽封温度的影响也较小。
通流部分选用冲动式汽轮机工作原理。高、中压缸均采用单流，标准化的具有高气动性能的冲动式叶片，通过动叶片根部所需要的压差很小，因而每级叶轮的轴向推力小。连续性整体围带不但能形成有效的叶片顶部之密封性，而且它的坚实性能安全地采用高展弦比叶片，为扩展单流提供了关键因素。末两级以前的所有各级叶片均为叉形叶根，自带围带，予扭装配，在工作转速下保证正圈联接，漏汽损失小，也降低了叶片的动应力和叶片共振的谐波数，提高叶片的安全可靠性。末级叶片为1055mm的长叶片，圆弧枫树形叶根，具有良好的气动性能，距根部875mm处，有一扁平鳍形拉筋，在工作转速下，形成整圈联接，可靠性高，为无事故叶片。
高、中、低压转子都是整锻转子，均采用刚性联轴器联接。高压转子由一个单列调节级和10个压力级组成；中压转子由12个压力级组成；低压转子由2 × 5个压力级组成。
高压缸进汽由两组联合阀控制，分别装在汽缸的两侧。甲高压主汽门控制#1、3调速汽门，乙高压主汽门控制#2、4调速汽门。各汽门由各自独立的单侧油动机操纵。中压缸进汽也由两组联合汽门控制，每组联合汽门包括一只主汽门和一只调速汽门，分别装在汽缸两侧，各汽门同样由各自独立的单侧油动机控制。
主汽门和调速汽门均套有4mm司太立合金套筒，阀杆采用同一组浮动环密封，不仅耐磨、抗氧化、也防卡涩，提高机组的可靠性。当主汽门和调速汽门全开时，焊在阀蝶根部的司太立合金与阀体紧密贴合，形成自密封，避免阀杆漏汽，也降低压降损失。
高、中压缸轴向膨胀死点设在中压缸后轴承箱上。当缸体受热时，中压缸由死点向机头方向膨胀，同时通过联接高、中压缸之间左右两侧推拉杆推动高压缸，并由高、中压缸猫爪搭在#1-#2轴承箱水平滑动板上滑动。
低压外缸放置在支撑板上，支撑板放在固定于基础的台板上。外缸的绝
对膨胀以汽机侧排汽口横销为死点向发电机侧膨胀。低压内缸以凝汽器中心线为死点向前、后膨胀。
推力轴承设在＃2轴承箱内，可随同高压缸一起膨胀移动，整个汽轮发
电机转子以推力盘为死点，分别向前、后膨胀。
1.1.3 汽轮机运行的特点
中压缸启动是阿尔斯通公司大型再热冲动式汽轮机的一大特点。该公司经
过长期的试验、完善和实践，已具有丰富的经验。在电调系统中配有专用的中压缸启动程序，全部自动化，十分可靠。根据统计，该公司在11个国家的110台以上大型机组采用中压缸启动，超过35000次，每次都是成功的。
机组采用中压缸冲转，滑压启动，在负荷达到额定功率的91％时，主蒸
汽压力达到额定值。在中压缸冲转直至带少量负荷，其高压缸一直处于真空状态。主蒸汽经高压旁路进入再热器，便于在启动过程中控制蒸汽的参数，特别是主蒸汽温度与再热蒸汽温度的匹配，此时相当于中压凝汽式机组的启动，控制比较方便。
由于设计时已按予定启动程序详细地进行过胀差计算，并按最大胀差值确
定各档轴封间隙和通流间隙，因此在启动过程中只需按预定的程序进行控制，无需进行胀差监视和调整。调节保安系统中，设有应力监视器，也无需控制各种温差指标。
机组按冲转前的金属温度或停机时间分为：冷态启动、温态启动、热态和
极热态启动四种方式，每种方式的启动，均可按自己的程序进行启动。
机组中压缸启动具有以下优点：
a)在启动及低负荷时，高压缸处于真空状态，可以避免由于高压缸内介质
流量小所造成的鼓风效应而引起高压缸温度过高，也避免了常规启动时，第一级隔板承受很大的热应力。中压缸启动使汽轮机受到极少的热冲击，延长机组的使用寿命。
b)可以在低负荷下运行，不受时间限制。在电网发生临时故障的情况下，
机组可以单独带厂用电运行，直至电网恢复，又可迅速投入并网。
c)启动程序可以人为任意中断，不至影响汽轮机寿命，运行比较灵活。
d)机组启动过程中热应力小，启动时间相应缩短，从冷态启动至满负荷仅
为3小时20分钟。停机1小时后的极热态启动至满负荷仅需35分钟。
e)机组具有良好的调峰性能。对负荷变化适应性强，在低负荷时也有较好
的经济性，升负荷率高，在带额定负荷的50％以下时，负荷变化率为每分钟4％；在50～70％时，变化率为7％；负荷达70％以上时，可按10％的变化率增减负荷。
f)汽轮机组及其系统，采用MICROREC自动控制装置。用多台微机分散控
制处理的数字电调系统。该装置分为检测、保安和控制调节三个系统，满足机组稳定运行的各方面要求；并可增强与锅炉及电网调度协调控制能力；有自动和人工手动调节功能。在单独带低负荷或带厂用电负荷运行时，运行的动态过程使机组的功率改变适度，不出现大幅度波动。
1.1.4 汽轮机热力系统概述
锅炉来的新蒸汽以双—单—双的主蒸汽管道，经左右高压联合汽门，由
四根导汽管送入高压缸作功，作功后的蒸汽由二根排汽管经球形三通合成一
根管子去再热器。再热后的蒸汽同样以双——单——双管道方式经左右中压联合汽门，由二根导汽管通过中压缸作功后经二根联通管引入低压缸，然后进入凝汽器凝结成水。凝结水经凝泵、精处理装置、轴加和四台低加进入除氧器除氧，再由给水泵升压经两台高加和一台外置式蒸汽冷却器加热后送往锅炉。
旁路系统选用二级串联装置，其高旁容量为70％，低旁容量为50％，它
们之间不平衡蒸汽由再热器安全门排放。控制装置为AV6系统，能实现综合
调节控制、顺序控制和数据采集功能。执行机构采用电液执行系统，能满足大提升力和快速动作要求。

1.2 330MW汽轮机的主要技术规范
本汽轮机为北重厂与法国阿尔斯通公司合作生产的330MW亚临界，凝汽式
汽轮机，与采用水氢氢冷却的发电机及1025t／h自然循环燃煤汽包炉配套，锅炉与汽机的热力系统采用单元制布置。
1.2.1 型号: N330-17.75/540/540
型式：亚临界、中间一次再热、单轴、三缸、双排汽、凝汽式。
转子转动方向：自汽轮机向发电机看为逆时针方向。
1.2.2 主要技术规范
额定功率 330MW
最大功率 350MW
额定转速 3000rpm
主蒸汽压力 17.75MPa
主蒸汽温度 540℃
主蒸汽流量 969t/h
高压缸排汽压力 4.21MPa
高压缸排汽温度 333.5℃
再热蒸汽压力 3.789MPa
再热蒸汽温度 540℃
再热蒸汽流量 849.3t/h
低压缸排汽流量 626.6t/h
低压缸排汽压力 0.0049MPa
循环水冷却水温 20℃
给水温度 255.8℃
热耗率 8012.5KJ/KW·h
汽耗率 2.845Kg/KW·h
回热抽汽级数 7级
高压缸速度变动率 ％
中压缸速度变动率 ％
保安系统动作速率 110%N0
1.2.3 轴系临界转速及振动
1.2.3.1 第一临界转速
高压转子 2273rpm
中压转子 2498rpm
低压转子 1906rpm
发电机转子 1348rpm
轴系临界转速
1.1.3.2 第二临界转速
高压转子 ＞4400rpm
中压转子 ＞4400rpm
低压转子 ＞4400rpm
发电机转子 3520rpm
轴系临界转速
1.2.3.3 轴承振动许可值
见表1—1
表1—1
轴承
一阶临界转速振动值μm
额定转速时振动值μm
正常
报警
跳闸
1
100
60
100
130
2
100
60
100
130
3
100
60
100
130
4
100
60
100
130
5
100
60
100
130
6
100
60
100
130
7
100
60
140
180
8
100
60
140
180