汽轮机热力系统概述培训教材.doc

2×300MW汽机专业培训教 材汽轮机热力系统概述汽轮机热力系统概述 第一节第一节 主主、再热蒸汽及旁路系统再热蒸汽及旁路系统本机组主蒸汽及再热蒸汽系统采用单元制、一次中间再热型式。通常我们将进入高压缸的蒸汽称为主蒸汽；高压缸排汽称为冷再热蒸汽；冷再热蒸汽经锅炉再热器重新加热后进入中压缸的蒸汽称为热再热蒸汽；从主蒸汽管道经高压旁路控制阀至冷再热蒸汽管道称为高压旁路管道；从热再热蒸汽管道经低压旁路控制阀以及喷水减温器后至凝汽器的管道称为低压旁路管道。一、主蒸汽系统一、主蒸汽系统、主蒸汽管道主蒸汽管道采用 A335P91 优质合金钢。最大蒸汽流量为锅炉 B-MCR 工况时的最大连续蒸发量 1025t/h。设计蒸汽压力 18.2Mpa，设计蒸汽温度 546，主蒸汽管道计算压力降约为0.6556MPa(MCR 工况)。主蒸汽从锅炉过热器出口联箱，由单根管道接出通往汽机房。至汽机主汽门前分成两根支管，各自接到汽轮机高压缸左右侧主汽及调节汽阀。然后再由四根高压主汽管导入高压缸。在高压缸内作功后的蒸汽通过两个高压排汽止回阀，在出口不远处汇合成单根管道进入锅炉再热器。这种单管系统的优点比较双管系统是简化管道布置，并能节省管材投资费用，同时，还有利于消除进汽轮机的主蒸汽和热再热蒸汽由于锅炉可能产生的热偏差，以及由于管道阻力不同产生的压力偏差。两个主汽门出口与汽轮机调速汽门阀壳相接。主汽门的主要功用是在汽轮机故障或甩负荷情况下迅速切断进入缸内的主蒸汽，汽轮机正常停机时，主汽门也用于切断主蒸汽，调速汽门通过各自蒸汽导管进汽到汽轮机第一级喷嘴。调速汽门用于调节进入汽轮机的蒸汽流量，以适应机组负荷变化的要求。由过热器出口至汽轮机主汽门入口的范围内，在主蒸汽管道上依次设有两只电动对空排汽阀、一只高整定压力的弹簧安全阀、一只低整定压力的弹簧安全阀和一个电磁释放阀、水压试验堵阀。水压试验堵阀的作用是当过热器水压试验时，隔离主蒸汽管道，防止由于主汽门密封不严而造成汽轮机进水。由主汽主管上沿汽流方向依次接出的管道有：汽机高压旁路接管及启动初期向汽机汽封系统及汽机夹层加热的供汽管。2、安全阀2×300MW汽机专业培训教 材两只电动对空排汽阀、一只高整定压力的弹簧安全阀、一只低整定压力的弹簧安全阀和一个电磁释放阀、装在锅炉过热器出口的主蒸汽管道上。每根排汽管道上设置消音器，安全阀的整定压力与锅炉压力部件的最大允许压力相一致。两只电动对空排汽阀的作用有两点：1)锅炉启动阶段排出过热汽系统的空气；2)当发生过热蒸汽超压时开启调整压力，防止超压。锅炉过热器出口主蒸汽管道上弹簧安全阀与锅炉汽包上弹簧安全阀为过热器和汽包提供超压保护。过热器出口安全阀的整定值低于汽包安全阀，以便超压时过热器出口安全阀的开启先于汽包安全阀，以保证安全阀动作时有足够的蒸汽流经过热器，防止过热器管束超温。过热器出口主蒸汽管道上电磁泄压阀是作为过热器超压保护的附加措施，设置电磁泄压阀的目的是为了避免弹簧安全阀过于频繁动作。尽量减少弹簧安全阀动作频度，可以减少弹簧安全阀的维修工作量。所以电磁泄压阀的整定值应低于弹簧安全阀的动作压力。而且运行人员可在控制室内操作。每只电磁泄压阀前各装一只隔离阀，以供泄压阀隔离检修。该阀在正常运行期间应处于开启位置。3、疏水主蒸汽管道设计有通畅的疏水系统，其作用有以下二方面:）起动期间及停机后一段时间内，由于主蒸汽管道内蒸汽遇冷凝结成水，这些凝结水若不及时排除，则进入汽轮机的危险性很大。）起动暖管期间，为加速暖管温升，应及时将蒸汽凝结水及冷蒸汽排掉。主蒸汽管道疏水点的设置一般来说，在管道低位点，暖管终端关断门前，以及蒸汽不流通的死端，均设置疏水点。在主蒸汽主管末端靠近分支处，每一支管进主汽门前，设有疏水点。主蒸汽主管及到汽轮机每一支管上的疏水管道，其管径为 76×10，材料为 12CrlMoV，每一根疏水管道上装一只通流断面与疏水管道内径相等的气动薄膜疏水阀。疏水阀出口管道的口径大于其进口管道的口径，以防止管道内疏水汽化后造成“流动壅塞“。气动薄膜疏水阀在机组起动期间开启，以便排除主蒸汽管道暖管的蒸汽凝结水，待机组负荷达到 10%时疏水阀自动关闭，疏水阀在机组负荷降到 10%时或汽轮机跳闸时自动开启，也可以在控制室内手动操作，这些气动疏水阀均设计成当空气供应系统失去空气时自动开启。每一根疏水管道单独接到疏水扩容器的疏水集管，所有疏水管道在接入疏水集管之前，以顺汽流成45 度方向接入以保证疏水畅通。二、冷再热蒸汽系统二、冷再热蒸汽系统、冷再热蒸汽管道2×300MW汽机专业培训教 材冷再热蒸汽管道设计压力 4.593MPa，设计温度 348。冷再热蒸汽管道最大流量930.86t/h（VWO 工况） 。冷再热蒸汽管道主管采用 A672B70CL32 电熔焊有缝钢管，支管采用A106B 无缝碳素钢。冷再热蒸汽从汽轮机高压排汽接口经两只气动逆止阀后合成一根总管，至锅炉房内约34.0M 标高靠近锅炉再热器处，分为两根支管经大小头接入减温器，减温器后各自接到再热器入口。安全阀设置在减温器入口管段上。冷再热蒸汽管道计算压降约为 0.0546MPaMCR 工况。按冷再热蒸汽的流向，从冷再热蒸汽总管上连接下列支管；）高中压缸预暖蒸汽管路。）高压旁路排汽管。）至辅助蒸汽系统高压母管、2 号高压加热器加热蒸汽、小汽轮机的高压汽源供汽管道。在再热器进口处的两根冷再热蒸汽管道上均依次装有：一只事故喷水减温器、一个水压试验堵阀、一个角式弹簧安全阀；再热器出口总管上装有三个角式弹簧安全阀和一个水压试验检修堵阀。事故喷水减温器作用为控制热再热蒸汽温度，装在再热器进口处的两根冷再热蒸汽支管上，正常运行时，再热蒸汽温度由摆动式喷燃器控制。当再热蒸汽超温、喷燃器无法控制时，快速投入事故喷水减温器。减温器减温水来自给水泵中间抽头。水压试验堵阀装在靠近再热器入口处的冷再热蒸汽两根支管上，以便再热器水压试验期间，隔离汽轮机高压缸排汽管，防止汽机进水。由于汽轮机高压旁路阀出口管接在冷再热蒸汽管道上，为防止高压旁路运行期间其排汽倒入汽轮机高压缸，在汽轮机高压缸两个排汽支管上分别装设气动止回阀即高排止回阀。该止回阀设置位置是考虑汽轮机旁路系统运行期间，旁路蒸汽可通过冷再热蒸汽管道供给辅助蒸汽系统及汽封系统，且防止其它蒸汽倒流入高压缸引起汽机超速。、安全阀在再热器入口的冷再热蒸汽两根支管上共装两只弹簧安全阀。在再热器出口热再热蒸汽主管上装有三只弹簧安全阀，每根排汽管道上设置消音器。 、疏水冷再热蒸汽管道上可能潜在的水源有三处:）暖管、冲转期间以及停机期间形成的凝结水；）高旁减温器及再热蒸汽事故喷水减温器的减温水系统故障时，有大量的未经雾化的减温水进入冷再热蒸汽管道；）2 号高压加热器管束破裂时，可能有大量给水进入冷再热蒸汽管道。2×300MW汽机专业培训教 材高旁减温器及再热蒸汽事故喷水减温器的减温水系统故障时，未经雾化的减温水进入冷再热蒸汽管道，其水量是很大的。设计足以排除这种进水的庞大的疏水系统是不现实的。因此，疏水系统及其控制系统在设计上采取如下措施：一是在汽轮机下面的冷再热蒸汽管道水平段管道装一组热电偶温度计，如果管道进水，则上、下两点热电偶温度计产生温度差，CRT 报警；二是疏水系统出现“高一高“水位信号，运行人员在报警后应采取措施，防止汽轮机进水。根据冷再热蒸汽管道的布置情况，冷再热蒸汽管道在可能积水处设置三个疏水点，逆止阀后两排汽支管汇合水平管道低位点布置一个疏水点；分别在两高排止回阀前水平管道低位点布置一个疏水点；另一个疏水点布置在冷再热蒸汽管道低位点。每一根疏水管道系统由一个疏水罐、一只疏水手动阀和气动阀串联、疏水管道等组成。疏水阀在机组启动期间开启，以便排除冷再热管道起动暖管期间形成的凝结水。待负荷达到 20%时，控制系统给疏水阀关闭信号。机组负荷降到 20%以下时或汽机跳闸时，疏水阀自动开启，疏水阀也可以在控制室内手动操作。疏水罐上安装两个水位开关，当水位到高水位时，高水位开关开启气动疏水阀并延时关闭，同时在控制室报警；当水位到“高一高“水位时，“高一高“水位开关在 CRT 报警并再次开启疏水阀。气动薄膜疏水阀在失气时自动开启。疏水阀出口管道的口径大于其进口管道的口径，以防止管道内疏水汽化后造成“流动壅塞” 。各疏水管均接至本体疏水扩容器， 三、热再热蒸汽系统三、热再热蒸汽系统、热再热蒸汽管道热再热蒸汽管道设计压力 4.08MPa，设计温度 546，热再热蒸汽管道最大流量为846.1t/h（VWO 工况） ，热再热蒸汽管道计算压降为 0.1441MPa（MCR 工况）热再热蒸汽管道采用 A335P22 合金钢。从锅炉高温再热器出口联箱由二个热再热蒸汽管接出，在联箱出口不远处由两根合成一根主管，通往汽机房。在汽机处，热再热蒸汽主管又分成两根支管，各自接到汽轮机中压缸的左右侧中压联合汽门。中压联合汽门的功用是当汽轮机跳闸时快速切断从锅炉再热器到汽轮机中压缸的热再热蒸汽，以防汽轮机超速。在高温再热器出口管上设置一水压试验堵阀，以便再热器水压试验时，隔离热再热蒸汽管道，防止由于中压主汽门不严密而漏水进入汽轮机。、安全阀同上所述，三只弹簧安全阀装在再热器出口的热再热蒸汽主管上。再热器出口弹簧安全阀的整定值低于再热器入口的弹簧安全阀，以便超压时再热器出口安全阔的开启先于其入口的安全阀，保证安全阀动作时有足够的蒸汽流经再热器，防止再热器管束超温。疏水热再热蒸汽管道上设计有通畅的疏水系统，其作用有以下二方面:）起动、冲转和低负荷期间，以及停机后一段时间内，由于热再热蒸汽管道内蒸汽遇冷凝结成水，这些凝结水若不及时排除，则进入汽轮机的危险性很大:2×300MW汽机专业培训教 材2）起动暖管期间，特别是热态起动期间，为加速暖管温升，应及时将蒸汽凝结水和冷蒸汽排除掉。热再热蒸汽主管上及每一支管在中压联合汽门前设有疏水点。汽轮机在起动冲转之前，热再热蒸汽管道处于凝汽器的压力下，去凝汽器的疏水仅依靠重力疏水。为便于重力疏水，疏水管道设计成管径为 194×14，长约 250m 的疏水接管，然后，在疏水阀前管径减为76×3.5，疏水阀后管径又增大到 89×4 以防止管内疏水汽化后造成“流动壅塞” 。疏水阀靠近本体疏水扩容器的附近，以减少阀后管道两相流体的冲刷和振动。气动薄膜疏水阀前设有手动隔离阀。疏水阀在机组起动时开启，以排除热再热蒸汽管道暖管的蒸汽凝结水。机组负荷达 20%时疏水阀自动关闭。机组负荷降到 20%或汽轮机跳闸时疏水阀自动开启。疏水阀也可以在控制室内手动操作。所有这些气动疏水阀设计成在压缩空气供应系统失压时能自动开启。每一根疏水管单独接至本体疏水扩容器。在接入本体疏水扩容器之前，以顺汽流成 45 度方向接入一根疏水集管。四、汽轮机旁路系统四、汽轮机旁路系统、旁路系统的作用汽轮机旁路系统是本机组重要外部系统之一，它具有改善机组启动性能，减少汽轮机寿命损耗和快速跟踪负荷等功能。合理的旁路设置能满足机组中压缸启动。我公司采用 35%BMCR 容量的 2 级串联旁路，2 级减压 3 级减温的旁路系统。其作用如下：）加快启动速度、改善启动条件大容量机组普遍采用滑参数启动方式，为适应这种启动方式，应在整个启动过程中不断地调整汽温、汽压和蒸汽流量，以满足汽轮机启动过程中不同阶段的要求。如果单纯调整锅炉燃烧或调整汽压是很难适应上述要求的，因此一般都要设置旁路系统来配合解决这一问题。在机组热态启动过程中也可以用来提高主蒸汽或再热蒸汽温度，从而加快启动速度，改善启动条件。）保护锅炉再热器机组在启、停和甩负荷过程中，再热器无蒸汽或中断了蒸汽，此时可经旁路把新蒸汽减温减压后送入再热器，使再热器不至于因干烧而损坏）回收工质，减少汽水损失，减少噪音机组在启停或甩负荷过程中，有时需要维持汽轮机空转，由于机炉蒸汽量不匹配，锅炉最低负荷一般为额定蒸发量的 40左右，而对于汽轮机而言，汽轮机维持空转的汽耗量一般为额定汽耗量的 710。因此需要将多余的蒸汽及时排掉。如果排入大气不但损失了热量和工质，而且造成排汽噪音和热污染，设置旁路系统则可以达到既回收工质又保护环境的目的。此外，当汽轮机快速减负荷或甩负荷时，利用旁路系统可以防止锅炉超压，减少锅炉安全阀的动作次数、旁路系统技术参数2×300MW汽机专业培训教 材旁路系统的设计容量参数进口参数出口参数流量35%BMCR 旁 路系统MPa/MPa/T/h高压旁路（HPBV）16.67/5373.99*）/330359低压旁路（LPBV）3.59*）/5370.688/164.2*）415*）注：高压旁路流量：1025*35/100=359t/h(35%MCR 旁路)1025 t/h 为 BMCR 工况主蒸汽流量。低压旁路流量：高压旁路流量+高压旁路喷水流量。*） 按 MCR 工况热平衡确定。*）按 3 级减温减压器前参数确定。*）高压旁路的喷水流量是假定按高压旁路通流能力 15%考虑。、旁路系统布置旁路系统布置在靠近汽轮机的主蒸汽管道和热再热蒸汽管道的低位点，以使其尽可能排放起动过程中产生的低温蒸汽和凝结水，为尽快达到汽轮机冲转参数创造条件。高压旁路管道自汽轮机主蒸汽管道上接出，高压旁路阀排汽接入汽轮机高压缸排汽出口气动止回阀后冷再热蒸汽管道上，低压旁路管道自热再热蒸汽管道三通后接出，进入低压旁路阀，阀后在凝汽器附近分两路接入凝汽器的三级减压减温器。在高旁减压阀前低位点设一疏水点，起动期间排除高旁前管道的蒸汽凝结水。机组负荷达到 10%时疏水阀自动关闭，在机组负荷降到 10%以下或汽轮机跳闸时疏水阀自动开启。高旁阀后也设一疏水点。起动期间排除高旁后管道的蒸汽凝结水。机组负荷达到 20%时疏水阀自动关闭，在机组负荷降到 20%以下或汽轮机跳闸时疏水阀自动开启。在高旁阀关闭期间，为确保高旁管道及高旁阀体处于热备用状态，减小运行时的热冲击，在高旁阀前设置一根 76×10 的予热管，经减压后接入热再热蒸汽管道，使少量蒸汽在予热管内缓慢流动，同时回收该部分蒸汽。在高旁阀关闭期间，高旁阀出口至冷再热蒸汽管道之间，将形成一段蒸汽不流通的盲管。为防止该管段内蒸汽凝结产生凝结水并予热该管段，在高旁阀后接出一根 76×3.6 的予热管，经一高温高压阀后，由 76×6 的管道，接入低旁阀进口管，再经低旁阀前的预热管至四段抽汽，使少量冷再热蒸汽在予热管内流动，以预热高旁排出管。低旁管道自热再热蒸汽管道三通后接出，在低旁阀前设一疏水点，机组负荷升到 20%及以上时疏水阀自动关闭，当机组负荷降到 20%以下或汽轮机跳闸时，疏水阀自动开启。低旁阀后的低位点设置一由疏水罐水位控制的疏水阀，疏水罐上设置两个水位开关，当疏水到高水位时，联锁开启疏水阀，当疏水到“高一高“水位时，报警，同时联锁关闭低旁阀。在机组正常运行期间，旁路系统处于热备状态，此时低旁阀关闭。为保证低旁进口管道及低旁阀处于热备2×300MW汽机专业培训教 材用状态，减少投运时的热冲击，在低旁阀进口前管道上接出一路 76×3.5 的予热管，经减压后接入四段抽汽管道，使少量蒸汽在予热管内缓慢流动，同时回收该部分蒸汽。、旁路系统控制）高压旁路控制高压旁路站的减压部分包括一个装有电动执行机构的蒸汽减压阀。喷水阀也装有电动执行机构，用于向减压阀提供冷却水，以降低主汽温度两种执行器均有快速开启的操作方式压力控制压力控制在控制盘上有“手动”和“自动”两种运行方式可供选择。在手动方式下，蒸汽减压阀的开度由控制面板上的按钮来进行手操。在自动方式下实际压力与给定压力进行比较，其差值经动力开关控制蒸汽减压阀的开度，蒸汽减压阀的开度在控制面板上进行指示。当汽机跳闸或发电机甩负荷时减压阀快开，喷水阀快开。若高旁后温度大于 390时，无论处于自动或手动运行方式减压阀快关。温度控制温度控制在控制盘上有“手动”和“自动”两种运行方式可供选择。在手动方式下，喷水阀的开度由控制面板上的按钮来进行手操。阀门的开度和控制偏差有两个指示分别指示。在自动方式下，实际温度与给定温度进行比较，其差值经动力开关控制喷水阀的开度，喷水阀的开度在控制面板上进行指示。如果蒸汽减压阀关闭，喷水阀也相应被闭锁而关闭。快速动作为防止事故或甩负荷时机组超压，蒸汽减压阀和喷水阀设有快速动作回路。在下列情况下，快速回路起作用（均投自动的情况下）：.一旦负荷下降速度超过监视器的设定值，高旁阀和喷水阀将快速开启。.当实际压力比设定压力高出监视器的设定值，高旁阀和喷水阀将快速开启。高旁喷水隔离阀的控制在减压阀不关的情况下，它总是打开的。当减压阀关闭时，将联锁喷水隔离阀，使之关闭。这样确保了在减压阀关严之前，没有水进入减压阀，从而避免了水击现象。）低压旁路的控制低压旁路站装有电动执行器的蒸汽减压阀和喷水阀。减压阀用来降低蒸汽压力，喷水阀用来控制减温用的冷却水。两种执行器都可快速动作。快速执行器即可打开也可关闭蒸汽减压阀，而喷水阀的快速执行器只用来打开阀门。蒸汽减压阀的执行器装有快速动作的单独电机，而喷水阀的执行器装有变级的双速电机。压力控制压力控制在控制盘上有“手动”和“自动”两种运行方式可供选择。2×300MW汽机专业培训教 材在手动方式下，蒸汽减压阀的开度由控制面板上的按钮来进行手操。在自动方式下，当负荷正常时，压力设定值又比实际压力高，低旁处于关闭状态。若实际压力过高时，将使减压阀的快速电机和喷水阀的快速电机接通，使两阀门快速开启。喷水控制喷水控制在控制盘上有“手动”和“自动”两种运行方式可供选择。在手动方式下，根据减温器出口温度在控制面板上开关喷水阀。在自动方式下，由来自减压阀的开度，再热器的压力和温度作为喷水调节器的参考值。有了这三个参考值，阀门开度设定点就可通过计算回路获得参考点，开度设定值与喷水阀的参考值相比较，并经参考点送入喷水调节器。这个喷水调节器根据它的输出信号来调节喷水阀执行器的速度，由内部限制监视器和存储器顺序连结在一起，来停止喷水调节。凝汽器保护为了防止旁路运行中出现凝汽器压力和温度过高，设有蒸汽减压阀快速关闭回路。以下条件满足低旁阀快关：.真空（三选一）低于设定值 62kpa 且 DCS 保护投入时；.凝汽器温度大于 85时；.低旁减压阀后温度大于 190时；.低旁喷水压力低至 1.0Mpa 时。三级减温水阀的控制当低旁减压阀或喷水阀不关时，则开此阀。当低旁减压阀或喷水阀均关时，则关此阀。第二节第二节 汽轮机疏水系统汽轮机疏水系统一、汽轮机疏水系统的作用及组成一、汽轮机疏水系统的作用及组成在汽轮机组各种运行工况下，当蒸汽经过汽轮机和管道时，都可能积聚凝结水。例如：机组启动暖管、暖机或蒸汽长时间处于停滞状态时，蒸汽被金属壁面冷却而形成的凝结水；正常运行时，蒸汽带水或减温喷水过量的积水等。当机组运行时，这些积水将与蒸汽一起流动，由于汽水密度和流速不同，就会给热力设备和管道造成热冲击和机械冲击。轻者引起设备和管道振动，重着使设备损坏及管道发生破裂。一旦积水进入汽轮机，将会造成叶片和围带损坏，推力轴承磨损，转子和隔板裂纹，转子永久性弯曲，静体变形及汽封损坏等严重事故。另外，停机后的积水还回引起设备和管道的腐蚀。为了保证机组的安全经济运行，必须及时地把汽缸和管道内的积水疏放出去，同时回收凝结水，减少汽水损失，因此发电厂设置了汽轮机疏水系统。2×300MW汽机专业培训教 材汽轮机疏水包括：主蒸汽管道的疏水，再热蒸汽冷、热段管道的疏水，高、低压旁路管道疏水，抽汽管道疏水，高、中压缸主汽门和调节汽阀的疏水，高、中压缸缸体疏水，汽轮机轴封疏水等。上述疏水管道、阀门和疏水扩容器等组成了汽轮机的疏水系统。在机组启动过程中排出暖管、暖机的凝结水称为启动疏水，机组正常运行时的疏水称为经常疏水，疏放机组长时间停用时积存的凝结水称为自由疏水或放水。二、汽轮机疏水系统二、汽轮机疏水系统1、疏水点的设置疏水点一般设在容易积聚凝结水的部位及有可能使蒸汽带水的地方，如蒸汽管道的低位点，汽缸的下部，阀门前、后可能积水处，喷水减温器之后，备用汽源管道死端等。这些部位设置疏水点，能够将疏水全部疏出，保证机组安全。通常我们将疏水系统按设备分为管道疏水与本体疏水。管道疏水包括主蒸汽管道的疏水，再热蒸汽冷、热段管道的疏水，高、低压旁路管道疏水，抽汽逆止门后的管道疏水，汽轮机轴封管道疏水。本体疏水包括高、中压缸主汽门和调节汽阀的疏水，高、中压缸缸体疏水，汽轮机轴封体疏水，抽汽逆止门前的管道疏水。按照疏水点压力分为高压疏水、中压疏水、低压疏水。高压疏水包括：高压主汽阀阀体上部疏水，高压主汽阀阀体下部疏水，高压主汽管疏水，高压内缸疏水，汽缸夹层加热进汽联箱及其引入管疏水，高中压内外缸夹层疏水，一、二段抽汽止回阀及阀前疏水；中压疏水包括：中压进汽腔室疏水，高排止回阀阀前、后疏水，三、四段抽汽止回阀及阀前疏水，中压联合汽阀疏水、中压缸排气口疏水；低压段疏水包括：五、六段抽汽止回阀及阀前疏水，自密封系统及轴封供汽管疏水。2、疏水装置及控制疏水的控制是通过疏水装置来实现的。疏水装置包括手动截止阀、电动调节阀、气动调节阀以及节流孔板、节流栓和疏水罐等。大型机组多采用电动疏水阀或气动疏水阀作为疏水控制的主要机构。电动阀可以自动开关，也可在集控室由运行人员手操控制。气动疏水阀一般为气关式，由电磁阀控制，当电源、气源、和信号中断时，阀门向安全的方向（开启方向）动作，以确保疏水的畅通。它可根据机组运行情况由程序控制自动开启，也可在集控室手操控制。手动截止阀、节流孔板、节流栓和疏水罐，一般与以上两种疏水阀配合使用，组成不同的疏水控制方式。由于各处对疏水的要求不同，疏水的控制方式也不尽相同。一只手动截止阀一般用于 PN2.452MPa 的疏水管道，截止阀全开全关，不调节疏水流量，以防止误操作，确保疏水畅通。在 PN3.923MPa 的疏水管道上，用一只截止阀串联一只电动调节阀，进行疏水控制。压力较高的疏水采用几根疏水管先汇集到节流孔板组件，减压后由一根管引出，通过一个气动调节阀控制疏水。这种疏水方式使用于高压调节阀导汽管的疏水。2×300MW汽机专业培训教 材在最易引起汽轮机进水或疏水量大的疏水点，采用疏水罐疏水方式，疏水罐是DN 150mm、长度以能接外视水位计为限的疏水短管，其上设有高水位开关和高高水位开关。当疏水水位达高水位时，高水位开关通过电磁阀全开气动疏水调节阀，并向集控室发出高水位报警和疏水阀开启信号。当疏水水位达高高水位时，向集控室发出高高水位报警信号，以引起运行人员注意并采取对策。当负荷小于一定值或汽轮机跳闸时，疏水阀自动打开。这种疏水方式疏水量大且疏水控制的自动化水平高，一般用于大型机组的高压缸排汽止回阀前、后，再热热段蒸汽管道中压联合汽阀前，高压旁路阀后，低压旁路阀前、后，减温器后，以及小汽轮机高压汽源管道等处。对于处于热备用状态的管道，需要经常有少量的疏水流动进行暖管，确保备用管道随时启动。采用带有旁路的疏水节流栓的疏水方式，可使疏水节流降压，控制疏水量。当需要增大疏水量时，旁路阀同时开启。这种疏水方式常用于轴封系统和辅汽系统。3、疏水管道布置疏水管道的布置以及疏水管道和疏水阀内径的确定，应考率在各种不同的运行方式下都能排出最大疏水量，且在任何情况下管道和阀门的内径均不应小于 20mm,以免被污物阻塞。疏水管道的布置原则如下：1) 疏水管道都应有顺气流方向向终端的坡度。对依靠重力疏水或疏水压力差较小的疏水管道，其坡度越大越好。疏水管道上不应有低位点或比本体疏水扩容器接口标高还要低的管段。如为满足管道的热补偿要求，疏水管道上需要设置补偿管段，则补偿段应位于水平方向或垂直方向有坡度的平面内。2) 每根疏水管道应单独引至本体疏水扩容器。同一管道不同标高或同一管道压力相差较大处接出的两根或数根疏水管道，不应合并再通过本体疏水扩容器，否则较高位或较高压力的疏水会阻滞较低位或较低压力的疏水。不同标高和不同压力的管道和设备接出的疏水管道绝不可合并后再引向疏水扩容器。3) 为减少本体疏水扩容器的开孔，扩容器上装有几根进水集管，其内横截面积要足够大（不能小于接入该集管的所有疏水管内横截面积之和的 10 倍） ，使所有疏水管道同时开启的情况下，集管内部的压力都能低于接入该集管压力最低疏水点的压力。并且要求进水集管的标高必须高于凝汽器热井的最高水位和扩容器的运行水位，以防止凝汽器或扩容器中的水通过进水集管、疏水管倒流入汽轮机。4）工作压力接近（同一压力等级）的疏水管才能接到同一进水集管，并按压力从高到到低的顺序排列（沿集管的水流方向） 。否则，压力高的疏水就可能从压力低的疏水管返至汽轮机，造成汽轮机进水事故。5) 自动疏水阀不允许另设隔离阀与之串联，以免误操作使疏水系统失效。所有疏水阀后的疏水管径应比阀前大 12 级，并且要求疏水阀应尽量集中布置靠近集箱接口处，可防止阀后管道因疏水汽化造成流动阻塞，且便于操作和维修。2×300MW汽机专业培训教 材6) 疏水一般按压力的高低排入与之压力相对应的汽轮机本体疏水扩容器。疏水扩容器上装有减温喷水管，各路疏水经疏水集管扩容后，再到扩容器继续扩容并减温，使得流出疏水扩容器的汽水接近凝汽器的参数。扩容器的蒸汽从扩容器顶部出汽管进入凝汽器颈部，而凝结水通过底部 U 形水封管进入凝汽器热井，从而回收工质。三、东方汽轮机厂三、东方汽轮机厂 N30016.7/537/537-8 型汽轮机疏水系统型汽轮机疏水系统汽轮机本体疏水包括：高压内缸疏水、高压缸夹层疏水、高压缸排汽口疏水、中压内缸疏水、中压缸排气口疏水、高压导汽管疏水、高中压主汽阀疏水、高中压调节汽阀疏水、各段抽汽逆止阀壳及阀前疏水、高中低压轴封体疏水。汽轮机管道疏水包括：主蒸汽管道的疏水，再热蒸汽冷、热段管道的疏水，高、低压旁路管道疏水，抽汽逆止门后的管道疏水，汽轮机轴封管道疏水。由于上述疏水压力不同，按压力高低顺序依次导入高、中、低压疏水集管，经汇集后分别导入疏水扩容器。扩容后的蒸汽由扩容器的汽管进入凝汽器，凝结的疏水则引入凝汽器的热井。这种疏水方式，阀门集中，便于控制、维护及检修方便，又由于汽水分离，避免了热井内汽水冲击。本系统疏水管是按压力高低顺序，依次与疏水集管联接，以利疏水畅通。疏水系统采用气动疏水阀，由 DEH 控制系统实现自动控制功能。机组升负荷过程中：当机组负荷10ECR 时，关闭高压疏水：高压主汽阀阀体上部疏水，高压主汽阀阀体下部疏水，高压导汽管疏水，高压内缸疏水，汽缸夹层加热进汽联箱及其引入管疏水，高中压内外缸夹层疏水，一、二段抽汽管道疏水，主蒸汽管道及高旁前疏水。当负荷20ECR 时，关闭中压疏水：中压进汽腔室疏水，高排止回阀阀前、后疏水，三、四段抽汽管道疏水，中压联合汽阀疏水、中压缸排气口疏水，再热蒸汽冷、热段管道疏水，高压旁路后管道疏水，低旁管道疏水。当负荷30ECR 时，关闭低压疏水阀：五、六段抽汽管道疏水，自密封系统及轴封供汽管疏水。四、汽轮机本体疏水系统的运行四、汽轮机本体疏水系统的运行汽轮机本体疏水系统在机组运行的各种工况下，必须按以下原则投入：1)在汽轮机启动和向轴封供汽之前各疏水阀必须打开。2）在机组升负荷过程中，只有当金属温度和锅炉运行条件表明不可能形成积水进入汽轮机时，疏水阀才能关闭。3) 在机组正常运行中，需要经常疏水处，如处于热备用及喷水减温器后等蒸汽管道的疏水点，疏水阀要始终开启。）机组在降负荷过程中，当负荷降到 10%ECR 时，疏水阀都必须开启。）紧急停机时，所有的疏水阀都应自动开启。2×300MW汽机专业培训教 材6）停机后到汽轮机冷态这段时间，汽轮机本体及管道疏水阀必须保持全开，以释放汽轮机内部压力、余汽和凝结水，以防止汽轮机超速，减轻停机后的金属腐蚀，同时防止机组再次启动时，造成水击事故。第三节第三节 汽轮机的轴封蒸汽系统汽轮机的轴封蒸汽系统一、轴封蒸汽系统的作用一、轴封蒸汽系统的作用汽轮机在各种运行工况下，轴封蒸汽系统都应提供合乎要求的轴封和阀杆密封用汽。轴封蒸汽系统的作用可归纳为：1)防止汽缸内蒸汽和阀杆漏汽向外泄漏，污染汽轮机房环境和轴承润滑油油质。2)防止机组正常运行期间，高温蒸汽流过汽轮机大轴，使其受热从而引起轴承超温。3）防止空气漏入汽缸的真空部分。在机组启动及正常运行期间，保证凝汽器的抽真空效果及真空度。在汽轮机打闸停机及凝汽器需要维持真空的整个热态停机过程中，防止空气漏入汽轮机，加速汽轮机内部冷却，造成大轴弯曲。4) 回收汽封和阀杆漏汽，减少工质和能量损失。二、轴封系统的组成轴封系统的组成1汽轮机本体轴封（1）高压缸轴封。汽轮机高压缸在运行工况下，大轴周围的空间均为正压，汽封的目的为防止高温蒸汽沿轴端向外泄漏。本机组采用高中压合缸，高压缸后汽封共有四段汽封片，三个汽封腔室，采用高低齿“尖齿”汽封。高压缸后汽封蒸汽从内向外流动情况：从高压缸排汽区轴端漏出的蒸汽进入第一腔室，一部分通过管道接至除氧器供除氧水加热，在管道上装有电动截止阀，作用为在除氧器满水时快速关闭以防止汽缸进水。另一部分蒸汽继续外漏进入第二腔室，该腔室为自密封系统接口（SSR） 。高负荷阶段蒸汽由该腔室漏出进入高压轴封母管，与中压缸后轴封一腔室漏汽混和经减温器后进入低压轴封母管，由高中压缸轴封漏汽供低压轴封供汽实现自密封；低负荷阶段高压轴封母管蒸汽由此腔室供给高压缸轴封蒸汽，在该腔室分为两路：沿着轴封间隙流向高压缸侧的蒸汽封住高压缸向外泄汽，沿着轴封间隙向大气侧流动的蒸汽进入第三腔室。高压轴封第三腔室保持微负压（6.3KPa）状态，从大气侧漏入的少量空气与高压缸内漏出的蒸汽混和通过漏汽母管至轴封冷却器。（2）中压缸轴封。中压缸在额定负荷时，缸内处于正压状态。在机组启动凝汽器抽真空期间，处于真空状态。因而中压缸的轴封蒸汽起压力密封和真空密封的作用。本机组采用高中压合缸，中压缸后汽封共有三段汽封片，二个汽封腔室，采用高低齿“尖齿”汽封。中压缸后汽封蒸汽从内向外流动情况：从中压缸排汽区轴端漏出的蒸汽进入第一腔室，该腔室为自密封系统接口（SSR） 。高负荷阶段蒸汽由该腔室漏出进入高压轴封母管，与高2×300MW汽机专业培训教 材压缸后轴封二腔室漏汽混和经减温器后进入低压轴封母管，由高中压缸轴封漏汽供低压轴封供汽实现自密封；低负荷阶段高压轴封母管蒸汽由此腔室供给中压缸轴封蒸汽，在该腔室分为两路：沿着轴封间隙流向中压缸侧的蒸汽封住中压缸向外泄汽，沿着轴封间隙向大气侧流动的蒸汽进入第二腔室。中压轴封第二腔室保持微负压（6.3KPa）状态，从大气侧漏入的少量空气与中压缸内漏出的蒸汽混和通过漏汽母管至轴封冷却器。（3）低压缸轴封。在各种工况下，两个低压缸内部均处于真空状态。汽封是防止空气漏入破坏凝汽器真空的。低压缸前、后汽封共有三段汽封片，二个汽封腔室，采用光轴尖齿结构的铜汽封。低压缸前、后汽封蒸汽从内向外流动情况：从低压缸排汽区轴端漏出的蒸汽进入第一腔室，该腔室为自密封系统接口（SSR） 。低压轴封母管蒸汽由此腔室供给低压缸轴封蒸汽，在该腔室分为两路：沿着轴封间隙流向低压缸侧的蒸汽封住低压缸向外泄汽，沿着轴封间隙向大气侧流动的蒸汽进入第二腔室。低压轴封第二腔室保持微负压（6.3KPa）状态，从大气侧漏入的少量空气与低压缸内漏出的蒸汽混和通过漏汽母管至轴封冷却器。2、阀杆漏汽汽轮机的高压主汽阀、高压调节汽阀、中压联合汽阀的阀杆漏汽，均有两个漏汽腔室。高压腔室的漏汽汇成一根母管接至除氧器供除氧水加热，低压腔室的漏汽全部接至轴封冷却器。高压漏汽管道上装设有隔离阀，在除氧器进口处装设一个止回阀和倒“U”形管道，其作用是：在汽轮机甩负荷时，防止除氧器内的蒸汽倒流入汽轮机；除氧器满水时，防止水倒流入汽轮机。三、汽轮机轴封蒸汽系统汽轮机轴封蒸汽系统该机组采用自密封供汽轴封蒸汽系统。这种轴封蒸汽系统的特点是：在汽封母管上设有三个备用汽源：辅助蒸汽、主蒸汽、冷再热蒸汽。辅助蒸汽与冷再热蒸汽通过电动截止门与逆止门汇合后通过压力控制站后接入轴封母管，主蒸汽通过单独设置的压力控制站接入轴封母管，在轴封母管上设有溢流站。在机组启动初期，由辅助蒸汽向轴封供汽。当主蒸汽参数满足轴封供汽要求时，由主蒸汽向轴封供汽。当机组负荷为 1020MCR 时，由冷再热蒸汽供汽。各汽源的供汽压力由设在汽源管道上的压力控制站调节。随着机组负荷增加，当负荷大于25%30MCR 时，由高压缸后汽封二段漏汽与中压缸后汽封一段漏汽供低压缸轴端汽封，实现自密封，在这种情况下，压力控制站的溢流调节阀投入工作，维持自密封系统压力，系统正常压力是 0.13MPa。这时的各供汽汽源则处于热备用状态，以便随时启用。这种轴封蒸汽系统，在机组启动或停机时由外来汽源供汽，在机组正常运行时，实现自平衡密封供汽，消耗蒸汽量小，运行经济、安全可靠。四、轴封蒸汽系统的运行四、轴封蒸汽系统的运行1、启动2×300MW汽机专业培训教 材确认轴封蒸汽系统已具备投运条件。开启气源供汽阀门，对轴封供汽系统中有关供汽设备和管道进行暖管和疏水，以防止凝结水进入轴封蒸汽系统。汽轮机冷态启动时，凝汽器开始抽真空之前或同时向轴封供汽。但在热态启动时，必须先投轴封蒸汽系统再抽真空，以使机组热应力减至最小并缩短启动时间。投入轴封蒸汽系统的顺序：先启动轴封冷却器的轴抽风机，并调节轴抽风机的蝶阀，使漏汽腔室压力保持在0.095MPa 的微真空状态。投入轴封供汽，开启疏水阀一段时间后关闭，通过自动调节装置保持供汽压力在规定的范围内。冷态启动时，高、中、低压缸的轴封供汽温度为 160170。热态启动时，高中压缸的供汽温度必须与汽轮机转子表面的温度相适应，一般要求供汽温度不得高于轴封区域金属温度 110，低压缸和小汽轮机的轴封蒸汽温度控制在 120170范围内。对于自密封轴封蒸汽系统，注意各汽源的切换，当负荷达到一定值时，实现自密封供汽，检查轴封母管溢流阀打开。、正常运行在机组正常运行时，调整并保持高、低压轴封母管压力，温度稳定在正常值，维持漏汽腔室处于微负压状态。在机组各种运行工况下，保证轴封蒸汽系统的正常工作。、停机汽轮机解列打闸停机后，轴封蒸汽系统仍需继续供汽，以防止冷空气漏入汽轮机内部，过快地局部降低金属温度而引起热应力。根据停机过程的具体情况，当凝汽器真空为零时，可停止向汽轮机轴封供汽。此时依次关闭供汽装置进汽阀，停运减温器，停止轴封冷却器的轴抽风机，打开轴封蒸汽系统各疏水阀。第四节第四节 给水系统给水系统给水系统采用单元制，每台机组配置二台 50容量的汽动给水泵，一台 50容量的电动调速给水泵作为启动和备用泵，各给水泵前均设有前置泵。在 1 高加出口、省煤器进口的给水管路上设有电动闸阀，并设有 30B-MCR 容量的启动调节旁路，在旁路管道上装有气动控制阀。给水系统中三台高压加热器采用大旁路系统，在 3 号高加进口处采用电动三通阀，具有系统简单，阀门少，投资节省，运行维护方便等优点。从除氧器水箱经给水泵、高压加热器到锅炉省煤器的全部管道系统称为给水管道系统。给水系统提供锅炉过热器各级减温器的减温水，用以调节过热蒸汽温度；此外，给水系统还提供汽轮机高压旁路系统的减温水，以降低高压旁路阀出口蒸汽温度。在除氧器给水箱下水管上设充氨和联胺管道，以控制给水的 PH 值，及消除给水中的氧气。一、系统说明一、系统说明正常运行期间，除氧给水箱和锅炉省煤器入口联箱之间给水依次通过下列设备：2×300MW汽机专业培训教 材1)给水泵前置泵（简称前置泵） ；2)汽动给水泵；3)3 号高压加热器；4)2 号高压加热器；5)1 号高压加热器。6)给水流量调节阀机组起动时，采用电动调速给水泵，当电动调速给水泵负荷在 20%B-MCR 工况以下时，通过省煤器入口前流量调节阀 LCV-2112 调节给水流量。当机组负荷升到 50%B-MCR 工况时，切换到汽动给水泵。正常运行时，两台汽动给水泵并联运行可满足锅炉 1.05MCR 工况给水量。若一台汽动给水泵故障，联锁电动调速给水泵自动投入，电动调速给水泵和另一台汽动给水泵并联运行，可满足锅炉 1.lMCR 工况的给水量。前置泵用以