汽轮机型号(汽轮机型号的含义)
汽轮机型号的含义
汽轮机的型号表示汽轮机基本特性,我国目前采用汉语拼音和数字来表示汽轮机型号,基型号由三段组成:××××—×××/×××/×××—×第一段表示型式及额定功率(MW),第二段表示蒸汽参数,第三段表示设超高频型序号。例如本厂N300-167/538/538型,表示凝汽式300MW汽轮机,新汽压力为16.7Mpa,新汽温度538℃,再热汽温538℃。
汽轮机型号字母的含义
汽轮机的型号表示汽轮机基本特性,我国目前采用汉语拼音和数字来表示汽轮机型号,基型号由三段组成:
××××—×××/×××/×××—×
第一段表示型式及额定功率(MW),第二段表示蒸汽参数,第三段表示设超高频型序号。
例如本厂N300-167/538/538型,表示凝汽式300MW汽轮机,新汽压力为16.7Mpa,新汽温度538℃,再热汽温538℃。
汽轮机型号及参数
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汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械。又称蒸汽透平。主要用作发电用的原动机,也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要。
汽轮机-简介
将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械。又称蒸汽透平。主要用作发电用的原动机,也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽
汽轮机
满足生产和生活上的供热需要。公元1世纪,亚历山大的希罗记述的利用蒸汽反作用力而旋转的汽转球,是最早的反动式汽轮机的雏形。1629年,意大利的G.de布兰卡提出由一股蒸汽冲击叶片而旋转的转轮。1882年,瑞典的C.G.P.de拉瓦尔制成第一台5马力(3.67千瓦)的单级冲动式汽轮机。1884年,英国的C.A.帕森斯制成第一台10马力(7.35千瓦)的多级反动式汽轮机。1910年,瑞典的B.&F.容克斯川兄弟制成辐流的反动式汽轮机。20世纪初,法国的A.拉托和瑞士的H.佐莱分别制造了多级冲动式汽轮机,美国的C.G.柯蒂斯制成多个速度级的汽轮机。
公元1世纪,亚历山大的希罗记述的利用蒸汽反作用力而旋转的汽转球,又称为风神轮,是最早的反动式汽轮机的雏形。1629年,意大利的G.de布兰卡提出由一股蒸汽冲击叶片而旋转的转轮。1882年,瑞典的C.G.P.de拉瓦尔制成第一台5马力(3.67千瓦)的单级冲动式汽轮机。1884年,英国的C.A.帕森斯制成第一台10马力(7.35千瓦)的多级反动式汽轮机。1910年,瑞典的B.&F.容克斯川兄弟制成辐流的反动式汽轮机。
汽轮机
19世纪末,瑞典拉瓦尔和英国帕森斯分别创制了实用的汽轮机。拉瓦尔于1882年制成了第一台5马力(3.67千瓦)的单级冲动式汽轮机,并解决了有关的喷嘴设计和强度设计问题。单级冲动式汽轮机功率很小,现在已很少采用。20世纪初,法国拉托和瑞士佐莱分别制造了多级冲动式汽轮机。多级结构为增大汽轮机功率开拓了道路,已被广泛采用,机组功率不断增大。帕森斯在1884年取得英国专利,制成了第一台10马力的多级反动式汽轮机,这台汽轮机的功率和效率在当时都占领先地位。20世纪初,美国的柯蒂斯制成多个速度级的汽轮机,每个速度级一般有两列动叶,在第一列动叶后在汽缸上装有导向叶片,将汽流导向第二列动叶。现在速度级的汽轮机只用于小型的汽轮机上,主要驱动泵、鼓风机等,也常用作中小型多级汽轮机的第一级。
汽轮机-工作原理
汽轮机是能将蒸汽热能转化为机械功的外燃回转式机械,来自锅炉的蒸汽进入汽轮机后,依次经过一系列环形配置的喷嘴和动叶,将蒸汽的热能转化为汽轮机转子旋转的机械能。蒸汽在汽轮机中,以不同方式进行能量转换,便构成了不同工作原理的汽轮机。
汽轮机通常在高温高压及高转速的条件下工作,是一种较为精密的重型机械,一般须与锅炉(或其他蒸汽发生器)、发电机(或其他被驱动机械)以及凝汽器、加热器、泵等组成成套设备,一起协调配合工作。
由转动部分和静止部分两个方面组成。转子包括主轴、叶轮、动叶片和联轴器等。静子包括进汽部分、汽缸、隔板和静叶栅、汽封及轴承等。
汽轮机汽缸
汽缸是汽轮机的外壳,其作用是将汽轮机的通流部分与大气隔开,形成封闭的汽室,保证蒸汽在汽轮机内部完成能量的转换过程,汽缸内安装着喷嘴室、隔板、隔板套等零部件;汽缸外连接着进汽、排汽、抽汽等管道。汽缸的高、中压段一般采用合金钢或碳钢铸造结构,低压段可根据容量和结构要求,采用铸造结构或由简单铸件、型钢及钢板焊接的焊接结构。高压缸有单层缸和双层缸两种形式。单层缸多用于中低参数的汽轮机。双层缸适用于参数相对较高的汽轮机。分为高压内缸和高压外缸。高压内缸由水平中分面分开,形成上、下缸,内缸支承在外缸的水平中分面上。高压外缸由前后共四个猫爪支撑在前轴承箱上。猫爪由下缸一起铸出,位于下缸的上部,这样使支承点保持在水平中心线上。中压缸由中压内缸和中压外缸组成。中压内缸在水平中分面上分开,形成上下汽缸,内缸支承在外缸的水平中分面上,采用在外缸上加工出来的一外凸台和在内缸上的一个环形槽相互配合,保持内缸在轴向的位置。中压外缸由水平中分面分开,形成上下汽缸。中压外缸也以前后两对猫爪分别支撑在中轴承箱和1号低压缸的前轴承箱上。低压缸为反向分流式,每个低压缸一个外缸和两个内缸组成,全部由板件焊接而成。汽缸的上半和下半均在垂直方向被分为三个部分,但在安装时,上缸垂直结合面已用螺栓连成一体,因此汽缸上半可作为一个零件起吊。低压外缸由裙式台板支承,此台板与汽缸下半制成一体,并沿汽缸下半向两端延伸。低压内缸支承在外缸上。每块裙式台板分别安装在被灌浆固定在基础上的基础台板上。低压缸的位置由裙式台板和基础台板之间的滑销固定。
转子
转子是由合金钢锻件整体加工出来的。在高压转子调速器端用刚性联轴器与一根长轴连接,此节上轴上装有主油泵和超速跳闸机构。所有转子都被精加工,并且在装配上所有的叶片后,进行全速转动试验和精确动平衡。套装转子:叶轮、轴封套、联轴节等部件都是分别加工后,热套在阶梯型主轴上的。各部件与主轴之间采用过盈配合,以防止叶轮等因离心力及温差作用引起松动,并用键传递力矩。中低压汽轮机的转子和高压汽轮机的低压转子常采用套装结构。套装转子在高温下,叶轮与主轴易发生松动。所以不宜作为高温汽轮机的高压转子。整锻转子:叶轮、轴封套、联轴节等部件与主轴是由一整锻件削而成,无热套部分,这解决了高温下叶轮与轴连接容易松动的问题。这种转子常用于大型汽轮机的高、中压转子。结构紧凑,对启动和变工况适应性强,宜于高温下运行,转子刚性好,但是锻件大,加工工艺要求高,加工周期长,大锻件质量难以保证。焊接转子:汽轮机低压转子质量大,承受的离心力大,采用套装转子时叶轮内孔在运行时将发生较大的弹性形变,因而需要设计较大的装配过盈量,但这会引起很大的装配应力,若采用整锻转子,质量难以保证,所以采用分段锻造,焊接组合的焊接转子。它主要由若干个叶轮与端轴拼合焊接而成。焊接转子质量轻,锻件小,结构紧凑,承载能力高,与尺寸相同、有中心孔的整锻转子相比,焊接转子强度高、刚性好,质量轻,但对焊接性能要求高,这种转子的应用受焊接工艺及检验方法和材料种类的限制。组合转子:由整锻结构套装结构组合而成,兼有两种转子的优点。
联轴器
联轴器用来连接汽轮机各个转子以及发电机转子,并将汽轮机的扭矩传给发电机。现代汽轮机常用的联轴器常用三种形式:刚性联轴器,半挠性联轴器和挠性联轴器。刚性联轴器:这种联轴器结构结构简单,尺寸小;工作不需要润滑,没有噪声;但是传递振动和轴向位移,对中性要求高。半挠性联轴器右侧联轴器与主轴锻成一体,而左侧联轴器用热套加双键套装在相对的轴端上。两对轮之间用波形半挠性套筒连接起来,并以配合两螺栓坚固。波形套筒在扭转方向是刚性的,在变曲方向刚是挠性的。这种联轴器主要用于汽轮机-发电机之间,补偿轴承之间抽真空、温差、充氢引起的标高差,可减少振动的相互干扰,对中要求低,常用于中等容量机组挠性联轴器通常有两种形式,齿轮式和蛇形弹簧式。这种联轴器,可以减弱或消除振动的传递。对中性要求不高,但是运行过程中需要润滑,并且制作复杂,成本较高。
隔板用于固定静叶片,并将汽缸分成若干个汽室。
汽轮机
动叶处安装在转子叶轮或转鼓上,接受喷嘴叶栅射出的高速气流,把蒸汽的动能转换成机械能,使转子旋转。叶片一般由叶型、叶根和叶顶三个部分组成。叶型是叶片的工作部分,相邻叶片的叶型部分之间构成汽流通道,蒸汽流过时将动能转换成机械能。按叶型部分横截面的变化规律,叶片可以分为等截面直叶片、变截面直叶片、扭叶片、弯扭叶片。等截面直叶片:断面型线和面积沿叶高是相同的,加工方便,制造成本较低,有利于在部分级实现叶型通用等优点。但是气动性能差,主要用于短叶片。弯扭叶片:截面型心的连线连续发生扭转,具有良好的拨动特性及强度,但制造工艺复杂,主要用于长叶片。叶根是将叶片固定在叶轮或转鼓上的连接部分。它应保证在任何运行条件下的连接牢固,同时力求制造简单、装配方便。T形叶根:加工装配方便,多用于中长叶片。菌形叶根:强度高,在大型机上得到广泛应用。叉形叶根:加工简单,装配方便,强度高,适应性好。枞树型叶根:叶根承载能力大,强度适应性好,拆装方便,但加工复杂,精度要求高,主要用于载荷较大的叶片。汽轮机的短叶片和中长叶片通常在叶顶用围带连在一起,构成叶片组。长叶片刚在叶身中部用拉筋连接成组,或者成自由叶片。围带的作用:增加叶片刚性,改变叶片的自振频率,以避开共振,从而提高了叶片的振动安全性;减小汽流产生的弯应力;可使叶片构成封闭通道,并可装置围带汽封,减小叶片顶部的漏气损失。拉筋:拉筋的作用是增加叶片的刚性,以改善其振动特性。但是拉筋增加了蒸汽流动损失,同时拉筋还会削弱叶片的强度,因此在满足了叶片振动要求的情况下,应尽量避免采用拉筋,有的长叶片就设计成自由叶片。
转子和静体的间的间隙会导致漏汽,这不仅会降低机组效率,还会影响机组安全运行。为了防止蒸汽泄漏和空气漏入,需要有密封装置,通常称为汽封。
汽轮机
汽封按安装位置的不同,分为通流部分汽封、隔板汽封、轴端汽封。
轴承是汽轮机一个重要的组成部分,分为径向支持轴承和推力轴承两种类型,它们用来承受转子的全部重力并且确定转子在汽缸中的正确位置。1、多有楔轴承(三油楔、四油楔):轻载、耗功大,高速小机2、圆轴承:可承重载,瓦温高3、椭圆轴承:可承重载4、可倾瓦轴承:2、4、5、6瓦块轴承,稳定性好,承载范围大,耗油量较大5、推力轴承:1)固定瓦块式:承载能力小,用于小机组2)可倾瓦块式:①密切尔式:瓦块背面线接触②金斯伯里式:瓦块背面点接触[2]
汽轮机种类很多,并有不同的分类方法。
有单级汽轮机和多级汽轮机;各级装在一个汽缸内的单缸汽轮机,和各级分装在几个汽缸内的多缸汽轮机;各级装在一根轴上的单轴汽轮机,和各级装在两根平行轴上的双轴汽轮机等。
有蒸汽主要在各级喷嘴(或静叶)中膨胀的冲动式汽轮机;蒸汽在静叶和动叶中都膨胀的反动式汽轮机;以及蒸汽在喷嘴中膨胀后的动能在几列动叶上加以利用的速度级汽轮机。
有为凝汽式、供热式、背压式、抽汽式和饱和蒸汽汽轮机等类型。凝汽式汽轮机排出的蒸汽流入凝汽器,排汽压力低于大气压力,因此具有良好的热力性能,是最为常用的一种汽轮机;供热式汽轮机既提供动力驱动发电机或其他机械,又提供生产或生活用热,具有较高的热能利用率;背压式汽轮机的排汽压力大于大气压力的汽轮机;抽汽式汽轮机是能从中间级抽出蒸汽供热的汽轮机;饱和蒸汽轮机是以饱和状态的蒸汽作为新蒸汽的汽轮机。
汽轮机图册
可分为电站汽轮机、工业汽轮机、船用汽轮机等。按汽缸数目可分为单缸汽轮机、双缸汽轮机和多缸汽轮机。另外还可按照蒸汽初压(低压、中压、高压、超高压、亚临界、超临界)、排列方式(单轴、双轴)等进行分类。
与往复式蒸汽机相比,汽轮机中的蒸汽流动是连续的、高速的,单位面积中能通过的流量大,因而能发出较大的功率。大功率汽轮机可以采用较高的蒸汽压力和温度,故热效率较高。19世纪以来,汽轮机的发展就是在不断提高安全可靠性、耐用性和保证运行方便的基础上,增大单机功率和提高装置的热经济性。
汽轮机-发展前景
汽轮机的出现推动了电力工业的发展,到20世纪初,电站汽轮机单机功率已达10兆瓦。随着电力应用的日益广泛,美国纽约等大城市的电站尖峰负荷在20年代已接近1000兆瓦,如果单机功率只有10兆瓦,则需要装机近百台,因此20年代时单机功率就已增大到60兆瓦,30年代初又出现了165兆瓦和208兆瓦的汽轮机。此后的经济衰退和第二次世界大战期间爆发,使汽轮机单机功率的增大处于停顿状态。50年代,随着战后经济发展,电力需求突飞猛进,单机功率又开始不断增大,陆续出现了325~600兆瓦的大型汽轮机;60年代制成了1000兆瓦汽轮机;70年代,制成了1300兆瓦汽轮机。现在许多国家常用的单机功率为300~600兆瓦。汽轮机在社会经济的各部门中都有广泛的应用。汽轮机种类很多,并有不同的分类方法。 汽轮机的蒸汽从进口膨胀到出口,单位质量蒸汽的容积增大几百倍,甚至上千倍,因此各级叶片高度必须逐级加长。大功率凝汽式汽轮机所需的排汽面积很大,末级叶片须做得很长。汽轮机装置的热经济性用汽轮机热耗率或热效率表示。汽轮机热耗率是每输出单位机械功所消耗的蒸汽热量,热效率是输出机械功与所耗蒸汽热量之比。对于整个电站,还需考虑锅炉效率和厂内用电。因此,电站热耗率比单独汽轮机的热耗率高,电站热效率比单独汽轮机的热效率低。一座汽轮发电机总功率为1000兆瓦的电站,每年约需耗用标准煤230万吨。如果热效率绝对值能提高1%,每年可节约标准煤6万吨。因此,汽轮机装置的热效率一直受到重视。为了提高汽轮机热效率,除了不断改进汽轮机本身的效率,包括改进各级叶片的叶型设计(以减少流动损失)和降低阀门及进排汽管损失以外,还可从热力学观点出发采取措施。根据热力学原理,新蒸汽参数越高,热力循环的热效率也越高。早期汽轮机所用新蒸汽压力和温度都较低,热效率低于20%。随着单机功率的提高,30年代初新蒸汽压力已提高到3~4兆帕,温度为400~450℃。随着高温材料的不断改进,蒸汽温度逐步提高到535℃,压力也提高到6~12.5兆帕,个别的已达16兆帕,热效率达30%以上。50年代初,已有采用新蒸汽温度为600℃的汽轮机。以后又有新蒸汽温度为650℃的汽轮机。现代大型汽轮机按照其输出功率的不同,采用的新蒸汽压力又可以分为各个压力等级,通常采用新蒸汽压力24.5~26兆帕,新蒸汽温度和再热温度为535~578℃的超临界参数,或新汽压力为16.5兆帕、新汽温度和再热温度为535℃的亚临界参数。使用这些汽轮机的热效率约为40%。
汽轮机
另外,汽轮机的排汽压力越低,蒸汽循环的热效率就越高。不过排汽压力主要取决凝汽器的真空度,真空度又取决于冷却水的温度和抽真空的设备(通常称为真空泵),如果采用过低的排汽压力,就需要增大冷却水流量、增大凝汽器冷却水和冷却介质的换热面、降低被使用的冷却水的温度和抽真空的设备,较长的末级叶片,但同时真空太低又会导致汽轮机汽缸(低压缸)的蒸汽流速加快,使汽轮机汽缸(低压缸)差胀加剧,危及汽轮机安全运转。凝汽式汽轮机常用的排汽压力为5~10千帕(一个标准大气压是101325帕斯卡)。船用汽轮机组为了减轻重量,减小尺寸,常用0.006~0.01兆帕的排汽压力。此外,提高汽轮机热效率的措施还有,采用回热循环、采用再热循环、采用供热式汽轮机等。提高汽轮机的热效率,对节约能源有着重大的意义。大型汽轮机组的研制是汽轮机未来发展的一个重要方向,这其中研制更长的末级叶片,是进一步发展大型汽轮机的一个关键;研究提高热效率是汽轮机发展的另一方向,采用更高蒸汽参数和二次再热,研制调峰机组,推广供热汽轮机的应用则是这方面发展的重要趋势。现代核电站汽轮机的数量正在快速增加,因此研究适用于不同反应堆型的、性能良好的汽轮机具有特别重要的意义。全世界利用地热的汽轮机的装机容量,1983年已有3190兆瓦,不过对熔岩等深层更高温度地热资源的利用尚待探索;利用太阳能的汽轮机电站已在建造,海洋温差发电也在研究之中。所有这些新能源方面的汽轮机尚待继续进行试验研究。另外,在汽轮机设计、制造和运行过程中,采用新的理论和技术,以改善汽轮机的性能,也是未来汽轮机研究的一个重要内容。例如:气体动力学方面的三维流动理论,湿蒸汽双相流动理论;强度方面的有限元法和断裂力学分析;振动方面的快速傅里叶转换、模态分析和激光技术;设计、制造工艺、试验测量和运行监测等方面的电子计算机技术;寿命监控方面的超声检查和耗损计算。此外,还将研制氟利昂等新工质的应用,以及新结构、新工艺和新材料等。目前发展瓶颈主要在材料上,材料问题解决了,单片的功率就可以更大。
汽轮机-汽轮机常见问题
在汽轮机运行过程中,汽轮机渗漏和汽缸变形是最为常见的设备问题,汽缸结合面的严密性直接影响机组的安全经济运行,检修研刮汽缸的结合面,使其达到严密,是汽缸检修的重要工作,在处理结合面漏汽的过程中,要仔细分析形成的原因,根据变形的程度和间隙的大小,可以综合的运用各种方法,以达到结合面严密的要求。
1.汽缸是铸造而成的,汽缸出厂后都要经过时效处理,就是要存放一些时间,使汽缸在住铸造过程中所产生的内应力完全消除。如果时效时间短,那么加工好的汽缸在以后的运行中还会变形,这就是为什么有的汽缸在第一次泄漏处理后还会在以后的运行中还有漏汽发生。因为汽缸还在不断的变形。
2.汽缸在运行时受力的情况很复杂,除了受汽缸内外气体的压力差和装在其中的各零部件的重量等静载荷外,还要承受蒸汽流出静叶时对静止部分的反作用力,以及各种连接管道冷热状态下对汽缸的作用力,在这些力的相互作用下,汽缸发生塑性变形造成泄漏。
3.汽缸的负荷增减过快,特别是快速的启动、停机和工况变化时温度变化大、暖缸的方式不正确、停机检修时打开保温层过早等,在汽缸中和发兰上产生很大的热应力和热变形。
4.汽缸在机械加工的过程中或经过补焊后产生了应力,但没有对汽缸进行回火处理加以消除,致使汽缸存在较大的残余应力,在运行中产生永久的变形。
5.在安装或检修的过程中,由于检修工艺和检修技术的原因,使内缸、汽缸隔板、隔板套及汽封套的膨胀间隙不合适,或是挂耳压板的膨胀间隙不合适,运行后产生巨大的膨胀力使汽缸变形。
6.使用的汽缸密封剂质量不好、杂质过多或是型号不对;汽缸密封剂内若有坚硬的杂质颗粒就会使密封面难以紧密的结合。VIF900高温汽缸密封剂是最新汽轮机汽缸密封材料,高、中、低压缸可通用,避免了型号选择不当而造成的汽缸泄漏。
7.汽缸螺栓的紧力不足或是螺栓的材质不合格。汽缸结合面的严密性主要靠螺栓的紧力来实现的。机组的起停或是增减负荷时产生的热应力和高温会造成螺栓的应力松弛,如果应力不足,螺栓的预紧力就会逐渐减小。如果汽缸的螺栓材质不好,螺栓在长时间的运行当中,在热应力和汽缸膨胀力的作用下被拉长,发生塑性变形或断裂,紧力就会不足,使汽缸发生泄漏的现象。
8.汽缸螺栓紧固的顺序不正确。一般的汽缸螺栓在紧固时是从中间向两边同时紧固,也就是从垂弧最大处或是受力变形最大的地方紧固,这样就会把变形最大的处的间隙向汽缸前后的自由端转移,最后间隙渐渐消失。如果是从两边向中间紧,间隙就会集中于中部,汽缸结合面形成弓型间隙,引起蒸汽泄漏。
9.高压缸上下缸温差过大汽轮机首次冲转时,转速在2130r/min时开始进行中速暖机,在暖机过程中,高压外缸缸中部检水温差达到汽轮机厂汽轮机运行说明书中所规定的上限值55.6℃,此时上、下外缸的温度分别达到207℃和151℃,但此时机组各运行参数稳定,各轴承振动没有明显变化。考虑到机组首次冲转,并且是高压外缸下缸温度明显高于上缸,存在积水的可能,因而手动打闸停机。
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务实基础|汽轮机的基本原理和设备介绍
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汽轮机型号含义N600-24.2/566/566
一、监视段压力的监督
在凝汽式汽轮机中,除最后一、二级外,调节级汽室压力和各段抽汽压力均与主蒸汽流量成正比例变化。根据这个原理,在运行中通过监视调节级汽室压力和各段抽汽压力,就可以有效地监视通流部分工作是否正常。因此,通常称各抽汽段和调节级汽室的压力为监视段压力。
制造厂已根据热力和强度计算结果,给出高压汽轮机在额定负荷下,蒸汽流量和各监视段的压力值,以及允许的最大蒸汽流量和各监视段压力。由于每台机组各有自己的特点,所以即使是对相同型号的汽轮机,在同一负荷下的各监视段压力也不完全相同。因此,对每台机组来说,均应参照制造厂给定的数据,在安装或大修后,通流部分处于正常情况下进行实测,求得负荷、主蒸汽机流量和监视段压力的关系,以此作为平时运行监督的标准。
如果在同一负荷(流量)下监视段压力升高,则说明该监视段以后通流面积减少,多数情况是结了盐垢,有时也会由于某些金属零件碎裂和机械杂物堵塞了通流部分或叶片损伤变形等所致。如果调节级和高压缸各抽汽段压力同时升高,则可能是中压调速汽门开度受到限制。当某台加热器停用时,若汽轮机的进汽量不变,则将使相应抽汽段的压力升高。
监视段压力,不但要看其绝对值的升高是否超过规定值,还要监视各段之间的压差是否超过规定值。如果某个级段的压差超过了规定值,将会使该级段隔板和动叶片的工作应力增大,从而造成设备的损坏事故。
汽轮机结垢时要进行清洗,加热器停用时,要根据具体情况决定是否需要限制负荷以及限制负荷的具体量值。若通流部分损坏时应及时修复,暂不能修复时,也要考虑在必要时适当地限制汽轮机的负荷。
二、轴向位移及轴瓦温度的监控
1、轴向位移
汽轮机转子的轴向位移。轴向位移指标是用来监视推力轴承工作状况的。作用在转子上的轴向推力是由推力轴承担的,从而保证机组动静部分之间可靠的轴向间隙。轴向推力过大或推力轴承自身的工作失常将会造成推力瓦块的烧损,使汽轮机发生动静部分碰磨的设备损坏事故。
汽轮机汽温低或汽缸进水时会产生巨大的轴向推力,对于高中压缸反向布置的再热机组来说,由于发生水冲击事故时,瞬间增大的轴向推力是发生在高压缸内,即轴向推力方向与高压缸内汽流方向一致,因此推力瓦的工作面将承受巨大的轴向作用力。
当再热蒸汽温度降低或中压缸进水时则推力的作用方向和中压缸的蒸汽流向一致,这时推力瓦的非工作面将承受巨大的轴向作用力。此外,真空低或通流部分结垢时也会使轴向推力发生较大的变化。
机组运行中,发现轴向位移增加时,应对汽轮机进行全面检查、倾听内部声音,测量轴承振动,同时注意监视推力瓦块温度和回油温度的变化,一般规定推力瓦块乌金温度正常不允许超过85℃,推力瓦块乌金温度超过107℃,应果断停机,回油温度不允许超过71℃,当温度超过规定的允许值时,即使串轴指示不大,也应减少负荷使之恢复正常。若串轴指示超过允许值,引起保护动作掉闸时,应立即要求发电机解列停机。当串轴指示值超过允许值,而保护拒绝动作时,要认真检查、判断,当确认指示值正确时则应迅速采取紧急停机措施。
汽轮机运行中轴向推力增大的主要原因有:
(1)汽温、汽压下降;
(2)隔板轴封间隙因磨损而增大;
(3)蒸汽品质不良,引起通流部分结垢;
(4)发生水冲击事故;
2、轴瓦温度
汽轮机轴在轴瓦内高速旋转,引起了透平油和轴瓦温度的升高。轴瓦温度过高时,将威胁轴承的安全。通常采用监视润滑油温升的方法来间接监视轴瓦的温度。因为轴瓦温度升高,传给润滑油的热量也增多,润滑油的温升也就增大。一般润滑油的温升不得超过10~15℃。但仅靠润滑油温升来反映轴瓦的工作状况不仅迟缓,而且很不可靠,往往轴瓦已经烧毁,回油温度却还没有显著变化,尤其是推力轴瓦,更不显著。因此,最好的方法是直接监视轴瓦的乌金温度,汽轮机各轴承回油温度正常不超过77℃,超过113℃就应该果断停机。为了使轴瓦正常工作,对轴承的进口油温作了明确的规定,一般各轴承的进口油温为38~45℃。
三、主蒸汽参数
在汽轮机正常运行中,不可避免地会发生蒸汽参数短暂地偏离额定值地现象。当偏离不大,没有超过允许范围时,不会引起汽轮机部件强度方面地危险性,否则,会引起运行可靠性和安全性两个方面地问题。
当初始压力和排汽压力不变时,主蒸汽温度变化使得整个热循环热源温度变化,循环热效率变化。主蒸汽温度升高,机内理想焓降增大,做功能力增强。相反,主蒸汽温度降低时,做功能力降低,效率降低。
在调节汽门全开的情况下,随着初温的升高,通过汽轮机的蒸汽流量减少,调节级叶片可能过负荷。随着温度升高,金属的强度急剧降低。另外,在高温下金属还会发生蠕变现象。所以猛烈的过载或超温对它们都是很危险的,目前,制造厂都规定了温度高限,一般不超过额定汽温5~8℃。
在调节汽门开度一定时,初温降低则流量增大,调节级焓降减少,末级焓降增加,末级容易过负荷;另外,初温降低,则排汽湿度增大,增大了末级叶片的冲蚀损伤;初温降低,还会引起轴向推力的增大。因此初温降低,不仅影响机组运行的经济性,而且威胁机组的安全运行。为保证安全,一般初温低于额定值15~20℃时,应开始减负荷。
在调节汽门开度一定时,当初温和背压不变而初压升高时,汽轮机所有各级都要过负荷,其中末级过载最严重,同时初压升高对汽轮机管道及其他轴压部件的安全性也会造成威胁。初压降低时,不会影响机组的安全性,但机组出力要降低。因此,运行中主蒸汽压力的要求按机组规定压力运行,特别是滑压运行机组要严格按照变压运行曲线维持机组运行。
从机组经济性方面来看,当主蒸汽压力、排汽压力不变,而蒸汽温度升高时,蒸汽的比体积相应增大,若调节汽门开度不变,则进汽量相应减少,此时,蒸汽在高压缸的理想比焓降稍有增加,高压缸功率与主蒸汽温度的二次方根成正比,但中、低压缸的功率,因再热汽流量和中、低压缸理想比焓减少而减少,因高压缸功率占全机比例较小(约为1/3),全机功率相应减小。此时,蒸汽在锅炉内的平均吸热温度升高,而是循环热效率相应增加,故机组的热耗率相应降低。若主蒸汽温度降低,则反之。
当主蒸汽温度、排汽压力不变,而主蒸汽压力变化时,将引起汽轮机进汽量、理想比焓降和内效率的变化。主蒸汽压力变化不大时,相对内效率可以认为不变。若调节汽门开度不变,则对于凝汽式机组或调节级为临界工况的机组,其进汽量与主蒸汽压力成正比,故汽轮机功率变化与主蒸汽压力的变化成正比。当主蒸汽压力降低时,蒸汽在锅炉内的平均吸热温度相应降低,机组的热循环效率也相应降低,而使其热耗率相应增大。功率随压力降低而减少。若主蒸汽压力升高,则反之。
当主蒸汽参数和排汽压力不变,而再热蒸汽温度升高时,在热汽比体积相应增加,同时中、低压缸内的理想比焓降也相应增加,故中、低压缸功率增大。另外,随着再热蒸汽汽温升高,低压缸排汽湿度会相应降低,则低压缸效率相应提高。有由于再热蒸汽温度的升高,蒸汽在锅炉内的平均吸热温度必然升高,这使得机组的循环热效率提高,热耗率降低。若再热蒸汽温度降低,则反之。
主蒸汽参数变化,均将引起汽轮机进汽量相应的变化,从而使在热蒸汽流量或再热蒸汽流动阻力改变,由此引起再热蒸汽压力变化。若再热蒸汽温度不变,而再热压力降低且排汽压力未变,则中、低压缸的流量和理想焓降多减少,排汽湿度随再热压力降低而有所降低,虽然这可使低压级的相对内效率增大,但综合的结果,汽轮机中、低压缸的效率相应减少。另外,再热蒸汽在锅炉再热器中的平均吸热温度相应降低,且排汽比焓相应增加,从而使机组热耗率相应增大。若再热蒸汽压力升高,则反之。
四、凝汽器真空
凝汽器真空即汽轮机排汽压力,由于蒸汽负荷的变化,凝汽器铜管积垢,真空系统严密性恶化,环境温度的变化等,汽数值可以在很宽的范围内变化,直接影响机组的安全经济运行。主要表现有:
(1)汽轮机排汽压力升高时,主蒸汽的可用焓降减少,排汽温度升高,被空气带走的热量增多,蒸汽在凝汽器中的冷源损失增大,机组的热效率明显下降。通常对于非再热凝汽式机组凝汽器的真空每降低1%,机组的发电热耗将增加1%;另外,凝汽器真空降低时,机组的出力也将减少,甚至带不上额定负荷。
(2)当凝汽器真空降低时,要维持机组负荷不变,需增加主蒸汽流量,这时末级叶片可能超负荷。对冲动式纯凝汽式机组,真空降低时,要维持负荷不变,则机组的轴向推力将增大,推理瓦块温度升高,严重时可能烧损推理瓦块。
(3)当凝汽器真空降低较多使汽轮机排气温度升高较多时,将使汽缸及低压轴承等部件受热膨胀,机组变形不均匀,这将引起机组中心偏移,可能发生共振。
(4)当凝汽器真空降低,排汽温度过高时,可能引起空冷岛翅片管束的胀口松弛,破坏凝汽器的严密性。
(5)凝汽器真空降低时。将使排汽的体积流量减小,对末级叶片的工作不利。
汽轮机在运行中真空降低是经常发生的,真空降低的原因很多,但他往往是由于真空系统的严密性不好或凝汽器的抽气系统故障所致。因此,运行值班员要定期检查真空系统的严密程度等,即使发现问题加以消除。机组运行中只能允许真空在一定范围内下降,否则必须减负荷,甚至执行紧急停机。
凝汽器真空的变化对汽轮机运行的经济性由很大的影响,主要表现在真空的变化引起做功能力的变化。因此,实际运行中必须经常保持空冷岛翅片管束的清洁,保持真空系统严密性合格,在同样的投入下得到较高的真空,提高机组运行的经济性。
当主蒸汽压力和温度不变,凝汽器真空升高时,蒸汽在汽轮机内的总焓降增加,排汽温度降低,被空气带走的热量损失减少,机组运行的经济性提高;但要维持较高的真空,在进入凝汽器的空气温度相同的情况下,就必须增加风量,这时风机就要消耗更多的电量。因此,机组只有维持在凝汽器的经济真空下运行才是有利的。所谓经济真空,就是通过提高凝汽器,使汽轮发电机多发的电量风机等多消耗的电量的差达到最大值时的凝汽器真空。另外,真空提高到汽轮机末级喷嘴的蒸汽膨胀能力达到极限(此时的真空值称为极限真空)时,汽轮机发电机组的电负荷就不会在增加了。所以凝汽器的真空超过经济真空并不经济,并且还会使汽轮机末几级叶片蒸汽湿度增加,使末几级叶片的湿气损失增加,加剧了蒸汽对动叶片的冲蚀作用,缩短了叶片的使用寿命。因此,凝汽器的真空升的过高,对汽轮机的经济性和安全性也是不利的。
来源:火力发电集控运行
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汽轮机型号cjk的含义
汽轮机是用具有一定温度和压力的蒸汽来做功的回转式原动机。由于其具有热效率高、运转平稳、输出功率大、事故率低等优点,广泛应用于拖动发电机、大型风机水泵及船舶的动力设备。依其做功原理的不同,可分为冲动式汽轮机和反动式汽轮机两种类型。两种类型各具特点,各有其发展的空间。
冲动式汽轮机:蒸汽的热能转变为动能的过程,仅在喷嘴中发生,而工作叶片只是把蒸汽的动能转变成机械能的汽轮机。即蒸汽仅在喷嘴中产生压力降,而在叶片中不产生压力降。
反动式汽轮机:蒸汽的热能转变为动能的过程,不仅在喷嘴中发生,而且在叶片中也同样发生的汽轮机。即蒸汽不仅在喷嘴中进行膨胀,产生压力降,而且在叶片中也进行膨胀,产生压力降。
冲动式与反动式在构造上的主要区别在于:
冲动式:动叶片出、入口侧的横截面相对比较匀称,汽流通道从入口到出口其面积基本不变。
反动式:动叶片出、入口侧的横截面不对称,叶型入口较肥大,而出口侧较薄,汽流通道从入口到出口呈渐缩状。
最简单的汽轮机单级汽轮机结构由轴、转轮、叶片和喷嘴组成,工作原理为:具有一定压力和温度的蒸汽通入喷嘴膨胀加速,此时蒸汽压力、温度降低,速度增加,蒸汽热能转变为动能,然后,具有较高速度的蒸汽由喷嘴流出,进入动叶片流道,在弯曲的动叶片流道内,改变汽流方向,给动叶片以冲动力,产生了使叶轮旋转的力矩,带动主轴旋转,输出机械功,完成动能到机械能的转换。
热能→动能→机械能,这样一个能量转换的过程,便构成了汽轮机做功的基本单部分元,通常称这个做功单元为汽轮机的级。由于单级汽轮机的功率较小,且损失大,故使汽轮机发出更大功率,需要将许多级串联起来,制成多级汽轮机。多级汽轮机的第一级又称为调节级,该级在机组负荷变化时,是通过改变部分进汽量来调节汽轮机负荷,而其它级任何工况下都为全周进汽,称为非调节级。
汽轮机分类按热力过程可分为:
1、凝汽式汽轮机:进入汽轮机做功的蒸汽,除少量漏汽外,全部或大部分排入凝汽器,形成凝结水。
2、背压式汽轮机:蒸汽在汽轮机内做功后,以高于大气压力被排入排汽室,以供热用户采暖和工业用汽。
3、调整抽汽式汽轮机:将部分做过功的蒸汽以某种压力下抽出,供工业用或采暖用。
4、中间再热式汽轮机:将在汽轮机高压缸做完功的蒸汽,再送回锅炉过热器加热到新蒸汽温度,回中、低压缸继续做功。
按蒸汽初蒸汽分类:
低压汽轮机:新汽压力为1.2~1.5MPa;
中压汽轮机:新汽压力为2.0~4.0MPa;
次高压汽轮机:新汽压力为5.0~6.0MPa;
高压汽轮机:新汽压力为6.0~10.0MPa;
还有超高压、亚临界压力、超临界压力汽轮机等等。
汽轮机型号表达方式:
我国采用汉字拼音和数字来表示汽轮机的型号。型号中第一组符号的汉字拼音,表示汽轮机的热力特性或用途,数字表示汽轮机的额定功率,第二组符号由数字组成,表示汽轮机主蒸汽参数。
例如N6-2.35 凝汽式,额定功率6MW,初压2.35MPa
B3-3.43/0.49 背压式,额定功率3MW,初压3.43MPa
背压0.49MPa
针对水泥余热资源品位低、流量大的特点,在满足水泥工艺要求前提下,为充分利用余热热能,宁一线采用多级冲动混压凝汽式带减速机型汽轮机。利用参数较低的主蒸汽和来自闪蒸器的饱和蒸汽发电,汽轮机额定功率6480kW,排气压力-95.6kPa,转速5829rpm,级数9级,工作状态下额定蒸汽条件:
入口蒸汽压力 主蒸汽 高压混汽 低压混汽 2.45Mpa 0.31Mpa 0.006Mpa
入口蒸汽温度 335℃ 饱和 饱和
入口蒸汽流量 31.93t/h 2.24t/h 0.93t/h
汽轮机为减速式汽轮机,通过减速机后转速为1500rpm,这样汽轮机的整体尺寸较小,暖机和冲转所需的时间较短,便于汽轮机停机后能够在短时间内迅速再投入,适应窑系统工况的波动。针对汽轮机后几级叶片水份较多、易发生水蚀现象的特点,在低压部分特别设计了集水槽和疏水孔,充分利用转子转动的离心力分离水珠,避免水蚀。另在末两级叶片前部覆盖了一层特殊合金,以减轻水击产生的损伤。
汽轮机的调节系统采用电、液(压)调节方式,感应机构为电磁式,执行机构为液压传动式。调节系统稳定可靠,保证了汽轮机在设计范围内的任何工况下稳定运行。
为保障汽轮机安全运行,我厂汽轮机设置保护有:1、主蒸汽进汽阀门丧失油压而自动关闭;2、超速保护(电气、机械保护);3、润滑油、跳闸油压力低保护;4、推力轴承磨损保护;5、排汽压力保护。
汽轮机油系统组成有:油箱装置、油雾排气扇、油净化器、油冷却器、润滑油过滤器、调节油过滤器、主油泵、辅助油泵、紧急油泵、控制(润滑)油压调节阀、油温调节阀及相应的管道等。润滑油主要作用是为保证各轴承部位的润滑、冷却、清洗及防止氧化等,另外,汽轮机的调节、保护系统均采用油作为工质。我厂汽轮机使用的是美孚(Mobil)46#透平油。
主油泵作用:是汽轮机正常运行时,向汽轮机发电系统供油。为轴驱动齿轮泵,转速1025rpm,能力55m3/h。
辅助油泵作用:汽轮机组启动与停止时向汽轮机系统供油。为电机驱动齿轮泵,能力54m3/h,电机额定功率37kW。
紧急油泵作用:当汽轮机系统主油泵及辅助油泵无法启动时,该泵启动向系统供油。为直流电机驱动齿轮泵,能力17m3/h,电机额定功率2.2kW。
盘车装置:在机组升温启动与机组停车降温时带动转子,使汽机转子均匀受热。型式:手动啮合电机驱动自动分离式。
真空泵作用:将凝汽器内的不凝结气体抽出以保持较高的真空度,使做过功的蒸汽能充分冷凝,设计真空-95.6kPa。
汽封蒸汽凝汽器:使汽封部蒸汽凝结成水重新参加系统循
环,并回收蒸汽所携带热能。冷却水为凝结水,热交换加热。
三、汽轮机静止部分的结构
汽轮机静止部分的结构由汽缸、隔板和喷嘴组、轴封及隔板汽封、轴承组成。
1、汽缸
汽轮机的汽缸是将调节汽室及喷嘴、隔板、轴封、滑销等连成一体,与汽轮机转子组成通流部分,从而保证蒸汽在汽轮机内做功过程的基础部件。
中小型汽轮机都是单层汽缸,整体呈圆柱形,由中分面将汽缸分为上下两部分,上半部分叫上汽缸,又称为汽缸盖,下半部叫下汽缸。上下汽缸在接合面处用大螺栓连成一体。每半汽缸又分为高压缸(前汽缸)、低压缸(后汽缸)两部分。
汽缸滑销系统:无论汽轮机汽缸怎么前后左右膨胀,有个点的相对位置却不变,这个点称为汽缸膨胀的死点。
2、隔板和喷嘴组
隔板是由隔板外缘、喷嘴、隔板体构成的圆形板状组合件,通常将装在调节汽室上的喷嘴组合体简称为喷嘴组,汽轮机通过各个调速汽阀,控制各自的喷嘴,达到控制汽轮机进汽量的目的,从而使机组启动时能平稳地控制转速,并入电网后稳定地调整负荷。
3、轴封及隔板汽封
轴封与隔板汽封统称为汽封。
轴封又称为轴端汽封,即转子穿出汽缸两端处的汽封。汽轮机高压端轴封称为高压轴封,在单缸汽轮机中又称为前轴封,它的作用是防止高压蒸汽漏出汽缸,造成工质损失,汽轮机效率降低,并可使轴颈处被加热或蒸汽冲进轴承造成润滑油质恶化。低压端轴封称为低压轴封,用来防止空气漏进汽缸,造成真空度下降,使真空恶化。在单缸汽轮机中又称为后轴封。我厂为密封迷宫填料,分成4或6段在填料盒内用圈弹簧压紧。
装在隔板汽封槽中的汽封称为隔板汽封,用来阻碍蒸汽绕过喷嘴而造成的能量损失,并使叶轮上的轴向推力增大。采用曲径式汽封,一方面漏汽间隙减小,另一方面汽封片较多,每一个汽封片形成一个缩孔,产生一次节流作用,漏汽量逐级减少。
减少隔板汽封闭损失方法:
加装隔板汽封片,减少漏汽量;
在动叶片根部安装径向汽封片;
在叶轮上开平衡孔,使隔板漏汽经平衡孔漏向级后。
通流部分汽封是动叶柵顶部和根部处的汽封,用来阻碍蒸汽从动叶柵两端散逸,使做功能力降低。
4、轴承
汽轮机的轴承按受力方式分为支持轴承和推力轴承两种。
(1)支持轴承 用来支承汽轮机转子的重力,保持动静件中心一致,从而保证动静件之间的径向间隙在规定范围内。
(2)推力轴承 用来平衡转子的轴向推力,确定转子膨胀的死点,从而保证动静件之间的轴向间隙在设计范围内。
四、汽轮机转子的结构
汽轮机转子是汽轮机最重要的部件,由主轴、叶轮、叶片、推力盘、轴套、联轴器等组成。
按其结构分为套装式转子、整体锻造转子、组合式转子和焊接转子。
1、套装式转子
是将叶轮热装在加工好外径尺寸的主轴上构成的,叶轮与主轴用键连接。优点是加工方便。不利因素是适应高温条件较差,在高温下过大温差会使热装过盈消失,致使叶轮松动。
2、整体锻造转子
转子是由一块钢料整体锻造而成,因此不存在高温下的松弛现象,整体锻造转子,轴向尺寸较小,结构紧凑,适应于高温区域运行,缺点是加工难度大,锻件较大,质量难保证,转子材料须由耐高温的好材料制作。
汽轮机的转子因材料内部的质量不均匀、加工精度等原因,造成转子的重心与其旋转中心存在一定的偏差,因而使转子转动时产生离心力,这个离心力周期性地作用在转子上,就成为引起转子强迫振动的扰动力,这个扰动力的频率与汽轮机转速相等。当转子的转速和它的本身自由振动频率相等时,转子就会发生共振现象,振幅将要不断的加大,这时汽轮机若在这个转速下长时间工作,转子将会因强烈的振动而遭到破坏。汽轮机产生共振时的转速,叫做临界转速。在进行汽轮机设计时,要求其临界转速比工作转速高或低30%左右。工作转速低于临界转速的汽轮机转子称为刚性转子。刚性转子在启动过程中没有共振现象产生。工作转速高于临界转速的汽轮机转子称为挠性转子,这种转子在启动过程中有临界转速的出现。
汽轮机叶片
在汽轮机中,动叶片是形状复杂、工作条件恶劣、受力情况复杂、数目最多的一种零件。它在汽轮机中的重要任务是把蒸汽的动能转变为机械能,并通过叶轮传给主轴。叶片由叶顶、叶片型线部分和叶根三部分组成。
叶顶是为了改变叶片的振动特性,增加其强度,而由围带及拉筋连接成的。短叶片的叶顶都有围带,其围带连接有两种形式,一种是在叶片顶部铣出铆钉头,然后用特制带有孔眼的围带与其铆在一起。另一种是将叶片顶部的围带与叶片一起铣出,在叶轮上组装叶片后,在将每组叶片的围带采用亚弧焊焊在一起。叶顶均有较薄的汽封刃,可以大大减少叶片顶部的漏汽。
叶型部分是动叶片进行能量转换的工作部分,蒸汽的动能转变为机械能的过程就在这里发生。因此,叶型部分应具有良好的空气动力特性,以减少蒸汽做功的能量损失。叶型按从根部到顶部截面变化的情况,可分为等截面叶片和变截面叶片两种。等截面叶片从叶跟到叶顶,不但叶片型线相同,而且其截面积也相等。变截面从根部到顶部的截面积逐渐减小,且线型扭转改变,它能较好的保证空气动力特性,减少叶片根部所承受的离心力,提高叶片强度。
叶根是用来将叶片和叶轮结合在一起而采用的一种连接结构。叶片在工作中承受不变的离心力和变化的由蒸汽引起的弯应力,它们都要传至叶片根部。叶根通常有以下几种形状:T型叶根;菌型叶根;叉型叶根;纵枝型叶根。
汽轮发电机连轴器
连轴器也叫靠背轮或对轮。在汽轮发电机中它用来连接汽轮机与发电机转子,借以将汽轮机的扭矩传递给发电机。检修时,借助连轴汽的外圆和端面校正汽轮机发电机的中心,使汽轮机和发电机的中心在一条连续的中心线上。
对小型高速汽轮机,为保证电网频率50Hz,在汽轮机后端处增设减速机,与发电机相联。
汽轮机与发电机之间的连轴器有三种类型,即刚性连轴器、挠性连轴器和半挠性连轴器。刚性连轴器的结构形式有很多种。其特点是使汽轮机与发电机之间具有硬性连接,在运行中两个连轴器之间不允许有相对位移。挠性连轴器允许汽轮机侧连轴器语法发电机侧连轴器有少许的位移。因此对汽轮发电机找中心的要求比刚性连轴器要求低。半挠性连轴器主要用在高压大容量的汽轮发电机中,在汽轮机与发电机之间用一个单波形膨胀节实现连接。
五、汽轮机调节系统
不同类型的汽轮机组,要有不同类型或不同结构的调节系统去适应其工况要求,但它们都要达到一些基本要求就是:
1)在正常参数下,当主汽阀全开时,调节系统应能维持机组在额定转速下稳定的运行。这一要求,是为防止机组在甩负荷后严重超速,以便机组并列和解列而提出的。2)机组运行中负荷的摆动,应在允许范围内。当运行方式改变时,调节系统应能保证从这一运行方式平稳地过渡到另一运行方式,而不能有较大或较长时间的不稳定状态,这一要求就是要保证汽轮机在设计范围内的任何工况下都能稳定的运行。3)在设计范围内,机组能在高频率、低参数情况下带满负荷。这就要求调节系统各部套的工作范围(如行程、油压等)有一定的裕度。4)当机组突然甩负荷至零时,调节系统应能将机组转速控制在危急保安器动作转速以内。这是因为,如果机组甩负荷后保安器动作,再启动时要增加操作,这不利于系统在事故后迅速恢复。
汽轮机调节原理就是,汽轮发电机正常运行时,汽轮机发出的主力矩和发电机担负的反力矩间是相互平衡的。当发电机的反力矩增大时,如果汽轮机的进汽量不变,则汽轮机的转速就要降低;当发电机的反力矩减小时,若汽轮机不改变进汽量,则汽轮机的转速就要升高。汽轮机的调节原理,就是以汽轮机主力矩和发电机反力矩失衡时转速的变化为脉冲信号,去控制汽轮机的进汽量,从而保证在新工况下,汽轮机的主力矩和发电机的反力矩重新平衡,并维持汽轮发电机的转速基本不变。
汽轮机的调节系统一般由感应机构、传动放大机构、执行机构和定值机构组成。其中感应机构接受调节信号的变化,并将其转换为可传递的信号。采用转速变化为调节信号时,感应机构称为调速器。传动放大机构将感应机构送来的调节信号进行幅值放大和功率放大,并进行综合处理,传递给执行机构进行调节。汽轮机调节系统的执行机构是进汽调节阀和操纵机构,也称配汽机构。它根据调节信号,改变调节阀的开度,使机组功率相应变化。定值机构即同步器,对于电液调节系统即转速给定和功率给定。它通过手动产生调节信号,也送入传动放大机构,以改变进汽调节阀的开度。
供热式汽轮机的调节系统分为调速和调压两部分。调速部分参加调节是有一个特点:当汽轮机转速降低时,由于调节系统的作用,使汽轮机的进汽量增加,从而使发电机的负荷增加。汽轮机转速变化与功率之间有一定的单值对应关系。这一关系曲线称为调节系统的静态特性曲线。静态特性的好坏直接影响调节系统工作的好坏,影响汽轮机的运行状态。速度变动率和迟缓率是影响静态特性好坏的主要参数。
1、调节系统的速度变动率
由右图可以看出:
汽轮机在负荷P0=0时(空负荷)具有最大转速n2,而在额定负荷Pe时具有最低转速n1。两个转速之差与汽轮机平均转速之比的百分数,称为调节系统的速度变动率。由于发电机经常在额定转速下运行,为方便期间一般都采用额定转速代替平均转速。可见,速度变动率就相当于汽轮机从空负荷至额定负荷的速度变化率。其一般值为3%~6%,常用值为4%~5%。速度变动率越大,单位负荷引起的转速变化也越大,或说速度变动率越大,转速变化引起的负荷变化越小。对一台汽轮机而言,调节系统的稳定性与速度变动率有很大的关系。速度变动率打者,系统频率变化时负荷摆动小,这台汽轮机稳定性就好;反之,稳定型就差。因此,汽轮机调节系统的速度变动率一般不应小于3%。
2、调节系统的迟缓率
由于调节系统的感应机构、放大机构、配汽机构等存在一定的摩擦阻力,使升降负荷方向的特性曲线不重合。如下图所示,在同一负荷下对应的汽轮机转速有一个差值,在同一转速时对应的负荷也不同,存在一个差值破坏了转速与负荷间的单值对应关系。把由于迟缓而造成的统一负荷下的转速差与额定转速之比的百分数叫做调节系统的迟缓率,或不灵敏度。迟缓率的存在不利于汽轮机的运行,手动调节电负荷时容易造成超速,自动调节时,频率稍有变化会造成调节系统不稳,同时恶化了甩负荷时的稳定性,造成汽轮机转速额外升高。造成迟缓率过大的原因是多方面的。在运行和检修方面的原因主要是:检修质量不佳;随动滑阀、压力变换器滑阀、调速汽阀、油动活塞等间隙过小;滑阀体有毛刺或清扫不干净;压力变换器支点不正;弹簧与侧壁发生摩擦;以及运行中油中含水,滑阀、套筒被腐蚀,油中含有杂质,凸轮传动机构润滑情况不良等。因此,在设计、制造、安装、检修中要把住调节系统诸元件的质量关,在运行中加强维护,使调节系统的迟缓率降低到一定限度。
3、速度变动率与迟缓率之间的关系
调节系统的迟缓率对调节的质量有关。在运行中,机组负荷的摆动值与调节系统的迟缓率成正比,与调节系统的速度变动率成反比。迟缓率的不良影响是通过速度变动率发挥出来。在迟缓率不变时,调节系统的速度变动率越小,迟缓率对调节系统的稳定性影响越大。因此,对于一台并列运行的机组来说,为使其稳定运行,不仅要求迟缓率要小,而且速度变动率也要整定合适。
六、汽轮机典型事故处理
汽轮机动静部分摩擦及大轴弯曲
一、事故原因
1、动静部分发生摩擦的原因
1)动静间隙安装、检修调整不当
2)动静部套加热或冷却时,膨胀或冷却不均匀
3)受力部分机械变形超过允许值
4)推力轴承或主轴瓦损坏
5)机组强烈振动
6)转子装套部件松动有位移
7)通流部分的部件损坏或硬质杂物进入通流部分
8)在转子弯曲或汽缸严重变形的情况下强行盘车
2、引起大轴弯曲的主要原因
1)动静部分摩擦使转子*部过热
2)停机后在汽缸温度较高时,由于某种原因使冷水进入汽缸,引起高温状态下的转子下侧接触到冷水,*部骤然冷却,出现很大的上下温差而产生热变形,造成大轴弯曲。据计算结果,当转子上下温差达到105~200℃时,就会造成大轴弯曲。转子金属温度越高,越容易造成大轴弯曲。
3)转子的原材料存在过大的内应力,在较高的温度下经过一段时间运转后,内应力逐渐得到释放,从而使转子产生弯曲变形。
二、事故现象
由于这种事故发生在汽缸内,无法直接观察,因而只能根据事故的原因、现象进行判断。一般具有下列特征:
1)机组振动增大,甚至强烈振动。
2)前后汽封处可能产生火花。
3)汽缸内部有金属摩擦声音。
4)有大轴挠度指示表计的机组,指示值将增大或超限。
5)若是推力轴承损坏,则推力瓦温度将升高,轴向位移指示值可能超标并发出信号。
6)上下汽缸温差可能急速增加。
三、事故处理办法
通过各种特征,如机组振动增大、汽缸内有金属摩擦声或汽封处产生火花等,结合有关表计指示值变化判断是这种事故,应果断的故障停机,不要采取将负荷或降转速继续暖机,以致延误了停机时间而扩大事故,加剧设备的损坏。停机时要记录转子惰走时间,静止后进行手动盘车。如果盘车不动,不要强行盘动,必须全面分析研究,采取适当措施,直至揭缸检查。
汽轮机水击
汽轮机水击事故是一种恶性事故,如处理不及时,易损坏汽轮机本体。汽轮机运行中突然发生水击,将使高温下工作的蒸汽室、汽缸、转子等金属件骤然冷却,而产生很大的热应力和热变形,导致汽缸发生拱背变形,产生裂纹,并能使汽缸法栏结合面漏汽,胀差负值增大,汽轮机动静部分发生碰摩损伤;转子发生大轴弯曲,同样也使动静部分发生碰摩,这些都将引起机组发生强烈振动。水击发生时,因蒸汽中携带大量水分,水的速度比蒸汽的速度低,将形成水赛汽道现象,使叶轮前后压差增大,导致轴向推力急剧增加,如果不及时紧急停机,推力轴承将过载而被烧毁,从而使汽轮机发生剧烈的动静碰摩而损坏。另外发生水击时,进入汽轮机的水将对高速旋转的动叶片起着制动作用,特别是低压级的长叶片,其叶顶线速度可高达300~400m/s以上,水滴对其打击力相当大,严重时将把叶片打弯或打断。总之,水击将导致汽轮机严重损坏。
一、水击发生的原因
1)锅炉的蒸发量过大或蒸发不均引起汽水共腾。
2)运行人员误操作或给水自动调节失灵造成锅炉满水。
3)汽轮机汽动过程中没有充分暖管或疏水排泄不畅,主蒸汽管道或锅炉过热器疏水系统不完善,可能把积水带入汽轮机内。
4)机组停机时,降温降的过快,使汽温低于当时大气压下的包和温度而成为带水的湿蒸汽。
5)汽轮机启动时,汽封供汽系统暖管不充分或排水不畅,使汽水混合物被送入汽封。
6)停机后,忽视对凝汽器水位的监督,发生凝汽器满水,倒入汽缸。
二、水击现象
1)主蒸汽温度急速下降,主汽阀和调节汽阀的阀杆、法兰、轴封处可能冒白汽。
2)机组振动逐渐增大,直到剧烈振动。
3)推力轴承乌金温度迅速上升,机组转动声音异常。
4)汽缸上下温差变大,下缸温度要降低很多。
三、处理方法
汽轮机水击事故是汽轮机运行中最危险的事故之一,运行人员必须迅速、准确的判断是否发生水击,一般应以主蒸汽温度是否急剧下降作为依据,同时应检查汽缸上下温差变化,因为汽轮机进水时,下缸温度必然下降较大。待确认发生水击事故时,应立即破坏真空紧急故障停机。
1)破坏真空紧急故障停机。
2)开启汽缸缸体和主蒸汽管道上的所有疏水阀门,进行充分排水。
3)正确记录转子惰走时间及真空数值。
4)惰走中仔细倾听汽缸内声音。
5)检查记录推力瓦乌金温度和轴向位移数值。
6)注意惰走过程中机组转动声音和推力轴承工作情况,如惰走时间正常,经过充分排出疏水,主蒸汽温度恢复后,可以重新启动机组,但这时要特别小心仔细倾听汽缸内是否有异音,并观察机组振动是否增大,如果发生异常,应立即停止启动,揭缸检查。
汽轮机叶片损坏与脱落
一、事故原因
造成叶片断裂或脱落的原因很多,它与设计、制造、材质、安装、检修工艺和运行维护等因素均有关系,归纳起来有以下几个方面:
1、机械损伤
1)外来的机械杂质随蒸汽进入汽轮机内打伤叶片。
2)汽缸内部固定零部件脱落,如阻汽片、导流环等,造成叶片严重损伤。
3)因轴承或推力瓦损坏、大轴弯曲、胀差超限以及机组强烈振动,造成通流部分动静摩擦,使叶片损坏。
2、腐蚀或锈蚀损伤
叶片的腐蚀常发生在开始进入湿蒸汽的各级,这些级段在运行中,蒸汽干、湿交替变化,使腐蚀介质易浓缩,引起叶片腐蚀。叶片受到侵蚀削弱后,不但强度减弱,而且叶片被侵蚀的缺口、孔洞还会产生应力集中现象,侵蚀严重的叶片,还会改变叶片的振动频率,从而使叶片因应力过大或共振疲劳而断裂。
3、水蚀损伤
水蚀一般多发生在末几级湿蒸汽区的低压段长叶片上,尤其是末级叶片。水蚀是湿蒸汽中分离出来的水滴对叶片冲击造成的一种机械损伤,而末级叶片旋转线速度高,并且蒸汽湿度大,水滴多,故水冲蚀程度更严重。受水蚀严重,叶片将出现缺口、孔洞等,叶片强度降低,导致断裂损坏。
4、水击损伤
汽轮机发生水击时,前几级叶片的应力会突然增加,并骤然受到冷却,使叶片过载,末几级叶片则冲击负荷更大。叶片遭到严重水击后会发生变形,其进汽侧扭向内弧,出汽侧扭向背弧,并在进、出汽侧产生细微裂纹,成为叶片振断裂的根源。水击有时会使叶片拉筋断裂,改变了叶片连接形式,甚至原来成组的叶片变为单个叶片,改变了叶片振动频率,降低叶片的工作强度,致使叶片发生共振,造成断裂。
5、叶片本身存在的缺陷
1)设计应力过高或结构不合理,如叶片顶不太薄,围带铆钉头应力大,常在运行中发生应力集中,铆钉头断裂,围带裂纹折断,使叶片损坏。
2)叶片振动特性不合格,运行中因共振产生很高的动应力,使叶片损坏。
3)叶片材质不良或错用材质,如叶片材质性能差,金属组织有缺陷或有夹渣、裂纹;叶片经过长期运行后材料疲劳性能或振动衰减性能等降低而导致叶片损坏。
4)加工工艺不良,例如叶片表面粗糙,留有刀痕,围带铆钉孔或拉筋孔处无倒角等等,都会导致应力集中而使叶片损坏。
6、运行维护原因
1)电网频率变动超出允许范围,过高、过低都可能使叶片振动率进入共振区,产生共振而使叶片断裂。
2)机组过负荷运行,使叶片的工作应力增大,尤其是最后几级叶片,蒸汽流量增加,各级焓降也增加,使其工作应力增加很大而严重超负荷。
3)主蒸汽参数不符合要求,频繁而较大幅度的波动,主蒸汽压力过高,主蒸汽温度偏低或水击,以及真空过高,都会加剧叶片的超负荷或水蚀而损坏叶片。
4)蒸汽品质不良使叶片结垢、腐蚀、叶片结垢将使轴向推力增大,引起某些级过负荷。腐蚀则容易引起叶片应力集中或材质的机械强度降低,都能导致叶片损坏。
5)停机后由于主蒸汽或抽汽系统不严密,使汽水漏入汽缸,时间一长,时通流部分锈蚀而损坏。
二、事故现象
1)汽轮机内部或凝汽器内部有突然的响声。
2)当断落的叶片落入凝汽器内时,会将凝汽器铜管打坏,使凝汽器内循环水进入凝结水中,导致凝结水硬度和电导率突然增大,凝结水水位增高,凝结水泵电机电流增大。
3)机组振动通常会明显变化,有时还会瞬间产生强烈振动,其原因是叶片断裂脱落,使转子失去平衡或摩擦撞击。但有时叶片会在中间级断落,并未引起严重动、静摩擦,在工作转速下机组振动一定明显增大,只是在启动、停机过程中的临界转速附近,机组振动会明显增大。
4)叶片损坏较多时会使蒸汽通流面积改变,从而同一个负荷的蒸汽流量、监视段压力、调速汽阀开度都会改变。
5)在停机惰走或盘车状态下,有可能听到金属摩擦声,惰走时间缩短;在启动和停机过程中,通过临界转速时机组振动将会明显的发生变化。
三、处理方法
这种事故发生在汽缸内,只能根据叶片断裂事故可能出现的现象进行综合判断,当清楚的听到缸内发生金属响声或机组出现强烈振动时,应判断为通流部分损坏或叶片断落,则应紧急故障停机,准确记下惰走时间,在惰走和盘车过程中仔细倾听缸内声音,经综合检查、分析研究,决定是否需要揭缸检查。
汽轮机超速
一、事故原因
1、调节系统有缺陷
不合格的调节系统,汽轮机一旦甩掉全负荷后,机组不能维持转速在危急保安器动作转速以下,转速飞升过高,起原因为:
1)调速汽阀不能正常关闭或漏汽量过大。
2)调节系统迟缓率过大,调节部件或传递机构卡涩。
3)调节系统的速度变动率过大。
4)调节系统动态特性不良。
5)调节系统调整不当。如同步器调整范围、配汽机构膨胀间隙不符合要求等。
2、汽轮机超速保护系统故障
危机保安器动作过迟或不动作,将会引起超速,原因如下:
1)重锤或飞环导杆卡涩。
2)弹簧受力后产生过大的径向变形,以至于孔壁产生摩擦。
3)脱扣间隙大,撞击子飞出后不能使危机保安器滑阀动作。
另外危机保安器滑阀卡涩、自动主汽阀或调速汽阀卡涩、蒸汽返入缸内,都能引起汽轮机超速。
3、运行操作、调整不当
1)由于油质管理不善,例如汽封漏汽大而蒸汽漏入油内,引起超速和保安部套生锈卡涩。
2)运行中同步器调整超过了范围,这是不但会造成甩负荷后机组蜚声转速提高,还会使调节部套失去脉动作用,从而造成卡涩。
3)主蒸汽品质不合格,含有盐分,机组又长期带某一负荷运行,将会造成自动主汽阀和调速汽阀阀杆结盐垢而卡涩。
4)超速实验时操作不当,造成转速飞升猛增。
二、事故现象
1)功率表指示到零。
2)转速或频率表指示值连续上升。
3)机组声音异常,振动逐渐增大。
三、事故处理方法
汽轮机机组严重超速是汽轮机恶性事故之一,如果处理不当,会因转子转速过高使汽轮机与发电机转子上的零件由于离心力过大而损坏,甚至甩出机内致使事故扩大。
1)如果危急保安汽未动作,转速超过额定值的112%,应立即手打危急保安器,破坏真空故障停机。
2)如果危急保安器动作而 自动主汽阀、调速汽阀卡住或关闭不严时,应设法关闭上述各汽阀或立即关闭电动主汽阀。
3)如果采取上述办法后机组转速仍然不降低,则应迅速关闭一切与汽轮机相连的汽阀,以截断汽源。
4)必要时可以要求运行人员将发电机励磁投入。
5)机组投停下后,必须全面检修好调速与保安系统的缺陷,重新启动后,在并列前,必须做危急保安器超速试验,确认动作转速正常后方可投入正常运行。
汽轮发电机轴瓦乌金熔化或损坏
一、事故原因
1)由于发生水击或机组过负荷,引起推力轴瓦损坏。
2)轴承断油。一般由以下原因引起:①运行中油系统切换时发生误操作;②启动或停机过程中润滑油泵工作失常;③汽轮机启动、升速过程中,在停止高压电动油泵时没注意监视油压,此时若主油泵失压,且电动润滑油泵又没有联动起来便引起断油;④油箱油位过低,空气进入输油管道使润滑油压下降或油系统中进入空气;⑤油系统积存空气未能及时排除,往往会造成轴瓦瞬间断油;⑥厂用电中断事故停机中,直流油泵因故没能及时投入造成轴瓦断油;⑦油管道断裂或油系统发生泄漏造成油压下降而使轴瓦供油中断;⑧轴瓦在运动中移位,如轴瓦转动,造成进油孔堵塞而断油;⑨安装或检修时油系统内留有棉纱、抹布等杂物造成油系统堵塞而断油。
3)机组强烈振动。由于机组强烈振动,会使轴瓦油膜破坏而引起轴颈与乌金研磨损坏,也可能使轴瓦在振动中发生位移,造成轴瓦工作失常或损坏。
4)轴瓦本身缺陷。在轴瓦加工制造过程中,乌金浇铸质量不良,如浇铸乌金前瓦胎没有清洗干净,没有挂锡或挂锡质量不符合要求,在运行中发生轴瓦乌金脱落或乌金龟裂等问题。
5)润滑油中夹带有机械杂质,损伤乌金面,引起轴承损坏。
6)油温控制不当,引起轴承油膜的形成与稳定,都会导致轴瓦乌金损坏。
二、事故现象
1)轴承回油温度超过75℃或突然连续升高至70℃。
2)主轴瓦乌金温度超过85℃,推力瓦乌金温度超过95℃。
3)回油温度升高且轴承内冒烟。
4)润滑油压下降至运行规程允许值以下,油系统漏油或润滑油泵无法投入运行。
5)机组振动增加。
三、事故处理办法
在机组运行中发现以上现象而证明轴瓦已发生异常或损坏,应立即打闸故障停机,检查损坏情况采取检修措施进行修复。
四、支撑轴承和推力轴承故障的其他原因
不论是支撑轴承还是推力轴承,都会在运行中出现异常、事故,甚至损坏机组,其原因还有以下几个方面:
1、检修方面的原因
由于检修方面的原因造成径向支撑轴承或推力轴承工作失常,大多发生在大、小修后,机组启动或试运过程中,或者启动前的试验中。主要原因有:轴承乌金面接触不良;在调整各轴承润滑油分配量时,轴承润滑油入口油孔调整失当;油管中残留异物(棉纱、破布、漆片、沙土);调整轴瓦垫片时忘记开油孔;轴承间隙、过盈量的过大或过小;润滑油系统充油时,放进了脏油或油中含水等都会造成运行中轴承工作失常、断油、烧瓦。
2、运行方面的原因
轴封漏汽过大造成油中有水而没有及时过滤,油中有水破坏了轴承的润滑条件。现在更有一种理论认为,油中的水珠在油膜的高压下会变成固体冰,直接破坏轴承的乌金表面。
润滑油温调不当,太高或太低,使轴承油膜形成不好,引起轴承处于半液体摩擦状态,并伴随有机组的振动,构成轴承润滑不良的恶性循环,使轴承发生故障。
运行中清洗油冷却器或润滑油过滤网后,投入前没有排净油系统内的空气,使汽轮机在运行中瞬间断油。
油冷却器中润滑油压力应大于冷却水压力,但是在夏季运行中,为降低润滑油温开大冷却水补水门,如控制不好,有时会使水压大于油压,一旦此时油冷却器铜管泄漏,会造成油中大量存水。
润滑油过滤网或主油箱上的过滤网应根据网前网后压差的增大情况及时清洗,否则压差过大时会损坏过滤网。若碎网片进入油系统中,则会造成严重后果。
运行中主蒸汽温度骤然降低,造成汽轮机水击,使轴向推力增大。或汽水质量不合格,汽轮机叶片严重积垢,通流面积减小,使转子的推力增大,造成推力轴承损坏。
上述原因是造成径向支撑轴承和推力轴承工作情况变坏,引起故障的一些主要原因。还有许多,这里就不一一列举了。
汽轮机真空下降
汽轮机真空下降有急剧下降和缓慢下降两种情况。
一、事故原因
1、真空急剧下降原因
1)冷却循环水中断
冷却循环水中断的故障可从循环水泵的电流和水泵出口压力来分析判断,如发现循环水泵电机电流和水泵出口压力到零时,即可确认循环水中断。这时如不属于厂用电中断就应立即起动备用泵(正常情况下备用泵会自动起动),注意在操作过程中要根据真空变化情况适当降低汽轮机负荷并严密监视汽轮机真空。当真空下降到最低允许值仍不能恢复正常运行且有继续下降趋势时,要采取紧急停机措施。
2)后轴封(低压缸轴封)供汽中断
后轴封供汽中断时将会有大量的空气漏入排汽缸,不但会使汽轮机真空迅速降低,同时还会因冷空气冷却轴颈使转子收缩造成负的胀差。后汽封中断通常是由于负荷大幅度变化、汽封压力调整器失灵、供汽汽源中断、汽封系统进入等情况造成的。
3)真空泵故障
因真空泵喷嘴堵塞、隔离箱水位控制失灵等情况时,都会使真空泵工作失常。这时可切换至备用机运行,对故障机进行处理。
4)凝汽器满水
凝汽器满水通常由于水位控制失灵、凝汽器铜管泄漏以及运行人员维护不当等因素造成的。可通过凝结水泵出口压力、电机电流心脏凝汽器外壳温度颁情况作出判断,严重时会从真空泵排汽管喷出水来。此时可起动备用凝结水泵开大凝结水泵出口控制阀迅速排水,必要时可将部分凝结水直接排放入地沟,直到水位恢复正常。
5)真空系统大量漏气
真空系统大量漏汽的情况通常是由于膨胀不均匀或机械碰撞造成真空系统管路或管件破裂引起的。
2、真空缓慢下降的原因及处理:
真空缓慢下降所涉及的因素较多,一般对机组的安全威胁不太大,但检查原因却往往比真空急剧降低的情况更加困难。真空缓慢下降的原因一般可归纳为以下几个方面:
1)真空系统不严密
真空系统不严密的典型特征是真空降到某一定值即保持稳定,这说明漏气量和抽气量达到了平衡。而且随着负荷的升高,汽轮机真空也随着提高。
真空系统容易泄漏的地方通常是抽汽管道、汽缸法兰、人孔门、中低压缸排气连接管与汽缸连接法兰部位。
真空系统的严密性,一般规定在满负荷的情况下或额定负荷的40%以上的稳定工况下进行检查试验。
2)凝汽器水位升高
引起凝汽器水位升高的原因一般可分为两类。
①凝结水泵工作不正常。这时通常表现为凝结水泵电机电流减小、水泵出口压力降低。这时应注意检查凝结水泵吸入口切断阀水封、水泵轴封盘根、密封水源是否正常,水泵与凝汽器汽侧联络管上的阀门是否开启,水泵是否有摩擦等异音。必要时可起动备用泵,将故障设备停下进行检查维修。
②凝汽器铜管破裂。这时可通过凝结水硬度来检查判断。
另外还应检查凝结水泵备用泵出口逆止阀是否严密,即是否存在凝结水短路循环的情况。
3)循环水量不足
循环水量不足表现为在同一负荷下,凝汽器循环水进出口水温差增大。这时应注意检查循环水泵工作是否正常。
4)真空泵工作不正常或效率降低
真空泵工作不正常或效率降低表现为真空降低、端差增大。这时应注意检查其进出口压力是否正常,冷却水量是否足够,喷嘴是否堵塞。
5)汽轮机凝汽器铜管结垢,循环水冷却设备工作效率低等情况都会造成汽轮机真空降低。这时可以通过凝汽器端差、进水温度的变化进行分析判断。
二、事故现象
1)凝汽器真空下降,排汽温度升高。
2)机组负荷降低或同样负荷下主蒸汽量增大。
3)凝汽器水位升高。
4)循环水泵、凝结水泵、循环水冷却设备等工作出现异常。
三、事故处理方法
视凝汽器真空使急剧下降还是缓慢下降,根据造成的原因不同而采取不同的处理方法,要根据凝汽器真空值的下降数,依照运行规程的规定降低机组负荷(运行规程中都有真空值和机组负荷的对应表)。减负荷过程中,若故障一时处理不了,凝汽器真空值降到允许最低值时仍继续下降,则需停机处理。
汽轮机型号怎么读
本文介绍国内三个汽轮机制造厂家分别引进技术合作生产的超超临界1000MW汽轮机的结构特点等情况。
1.本体结构
东汽、哈汽为冲动机型。上汽为反动机型,高压外缸为轴向对分筒形结构,高压内缸筒形结构、对剖垂直中分面。
2.进汽方式
东汽采用复合配气(喷嘴调节+节流调节)调节方式,哈汽采用喷嘴调节。但这两种调节方式在部分进汽的情况下调节级叶片承受严苛的强度、振动问题,不得不使用双流调节级,对提高高压缸缸效不利。
上汽采用全周进汽+补气阀调节方式,无调节级,高中压第一级斜置静叶、切向进汽,第一级动叶与一般压力级无异;阀门(不含补气阀)全开时对汽轮机效率有利,但在夏季工况下补气阀全开后效率要低,调频任务由补气阀来承担。
3.转子支撑方式
东汽与哈汽都为双轴承支撑,上汽为N+1轴承支撑,转子短8~10M,振动较好。
国内典型超超临界1000MW汽轮机技术特点对比
项目
上海汽轮机厂
哈尔滨汽轮机厂
东方汽轮机厂
技术支持方
德国西门子
日本东芝
日本日立
型号
N1000—25.0/600/600
CCLN1000-25/600/600
N1000—25.0/600/600
高
压
模
块
型式
单流
双流调节级+单流压力级
双流调节级+单流压力级
级数
15
2×1+9
2×1+8
转子
整锻无中心孔
整锻无中心孔
整锻无中心孔
第一级叶片
斜置式静叶、全周进汽
高压喷嘴采用渗硼处理、部分进汽
调节级整体围带+铆接围带成组
其余叶片
整体围带,马刀形三维叶片
冲动式、三维、整体围带
高压1、2压力级铆接围带,其余级整体围带
汽缸
轴向对分筒形外缸
内、外缸,螺栓连接水平中分面
内、外缸,螺栓连接水平中分面
中
压
模
块
型式
双流
双流
双流
级数
2×14
2×7
2×6
转子
整锻无中心孔
整锻无中心孔
整锻无中心孔
第一级叶片
斜置式静叶
喷嘴采用涂陶瓷材料
铆接围带、高负荷扭曲叶片
其余叶片
整体围带叶片
铆接围带叶片
汽缸
内、外缸,螺栓连接水平中分面
内、外缸,螺栓连接水平中分面
内、外缸,螺栓连接水平中分面
低
压模块
型式
两缸四排汽
两缸四排汽
两缸四排汽
级数
2×2×6
2×2×6
2×2×6
转子
整锻无中心孔
整锻无中心孔
整锻无中心孔
末级叶片
自由叶片、枞树形叶根、空心静叶、激光表面硬化
整体围带、套筒拉筋、圆弧纵树形叶根
整体围带和凸台拉筋,8叉叶根,加焊司太立合金片
次末级叶片
整体围带,全三维
特殊的疏水收集器
整体围带,三维设计
其余叶片
整体围带,马刀形三维叶片
整体围带
铆接围带、高负荷扭曲叶片
末级排汽面积
4×10.96
4×11.87
4×10.11
低压缸与凝汽器连接
刚性连接
弹性连接
弹性连接
转子支承方式
单轴承支撑(5个)
双轴承支撑(8个)
双轴承支撑(8个)
调节方式
滑压调节(定-滑)
喷嘴调节(定-h滑-定)
喷嘴调节(定-h滑-定)
防固体颗粒侵蚀(SPE)措施
全周进汽。20%反动级高、中压第一级斜置静叶加大了静、动间隙,无防