50MW汽轮机

50MW汽轮机课程2013年6月版前言•课程适合范围：火力发电厂运行人员、相关技术人员及管理人员•课程撰写人：李长辉课程提纲一、汽轮机的原理三、汽轮机的分类二、汽轮机的发展史四、50MW单抽汽轮机的主要技术参数六、主要名词解释七、调节保安系统的基本知识五、50MW汽轮机的结构八、我厂50MW机组的调节保安系统一、汽轮机的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。工作原理二、汽轮机的发展史公元一世纪时，亚历山大的希罗记述了利用蒸汽反作用力而旋转的汽转球，又称为风神轮，这是最早的反动式汽轮机的雏形；1629年意大利的布兰卡提出由一股蒸汽冲击叶片而旋转的转轮。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。历史发展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。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。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。三、汽轮机的分类（一）按工作原理（二）按热力特性1、冲动式汽轮机2、反动式汽轮机1、凝汽式汽轮机2、背压式汽轮机3、抽汽式汽轮机4、抽汽背压式汽轮机5、多压式汽轮机（三）按蒸汽压力分汽轮机类别主蒸汽压力（MPa)低压汽轮机0.12~1.5中压汽轮机2~4高压汽轮机6~10超高压汽轮机12~14亚临界压力汽轮机16~18超临界压力汽轮机22.1超超临界压力汽轮机32四、50MW单抽汽轮机的主要技术参数型号C50-8.83/3.82/0.981型式高压单缸、单轴、冲动、一级可调整低压抽汽凝汽式+一级非调整中压抽汽调节方式喷嘴调节,汽轮机调节系统采用低压透平油数字电液调节系统。功率铭牌工况50000kW最大出力工况60000kw最大凝汽工况50000kw工作转速3000r/min转子旋转方向从汽机头往发电机方向看为顺时针工作电网频率50HZ蒸汽初压8.83MPa蒸汽初温535℃铭牌工况抽汽压力0.83MPa抽汽流量/最大工况160t/h（200t/h）进汽流量/最大工况360t/h（381t/h）排汽压力铭牌工况0.0034MPa最大出力工况0.035MPa最大凝汽工况0.0057MPa给水温度铭牌工况213.3℃最大出力工况222.7℃最大凝汽工况205.9℃汽轮机转子临界转速1617r/min级数1+8+1+8（共18级）回热抽汽数6级（分别在5.7.9.11.14.17后）五、50MW汽轮机结构概述C50-8.83/13.82/0.981型汽轮机为高压单缸、冲动、单抽汽凝汽式，具有单级调节抽汽。调节系统采用低压透平油数字电液调节，操作简捷，运行安全可靠。汽轮机转子通过刚性联轴器直接带动发电机转子旋转，发出电功率。（一）主汽阀主蒸汽从锅炉经2根φ273×25主蒸汽管进入主汽阀。主汽阀由油动机活塞下的透平油的作用将阀门开启，当活塞下的油压泄掉后，由主汽阀操纵座上的弹簧压力使其关闭。主汽阀带有预启阀，当预启阀打开后，主汽门上下压力平衡，使提升力减小。（二）主蒸汽导管主蒸汽进入主汽阀后，再由四根φ219×18的主蒸汽管分别引入四个调节阀进入汽轮机。主蒸汽管道的直管和弯管均由制造厂提供，管道的热膨胀由弯管部分补偿。主蒸汽管材质为12Cr1MoV。（三）调节阀本机组有四个调节阀，每一调节阀对应一组喷嘴。调节阀由高压油动机经凸轮配汽机构控制，油动机位于前轴承座内。根据电—液调节系统控制信号，油动机给定各阀的位置。（四）汽缸汽缸由前汽缸、中汽缸、后汽缸三部分组成，并用垂直法兰联接。前汽缸用猫爪支承在前轴承座上。汽缸膨胀时，借横键推动轴承座作轴向移动。汽缸（五）喷嘴组、隔板喷嘴组和隔板是完成蒸汽热能向动能转换的部套，具有工作温度高、前后压差大、与转子间隙小的特点。本机组的喷嘴组为高压喷嘴组。本汽轮机共18级，第2～18级为焊接隔板，其中第2～3级导叶为双流叶栅，第9级为旋转隔板。其中第17～18级为弯扭导叶。隔板（六）轴承前轴承为推力轴承和支持轴承制成一体，称作推力支持轴承。支持轴承内孔φ300，椭圆形。轴瓦体外表面为φ560的球形面，球形面与轴瓦套的接合面应保证0.02～0.06过盈，其接触面积不得小于70％，均匀分布。球面自位式轴承，可以随转子挠度的变化而自动调整中心，保证轴颈与轴瓦接触良好，从而达到沿轴承全长度的负荷分配均匀。前轴承箱内装有2只轴向位移传感器，测量轴向位移。以推力盘紧贴定位推力瓦为“0”，轴向发电机侧串动定为“＋”，向机头方向串动定为“－”。轴向位移达到+0.8mm或-0.8mm发出光信号报警；达到+1或-1.2mm时，紧急停机并作事故记录。推力轴承、推力瓦（七）气封（轴封）汽轮机汽封的主要作用是将高压缸转子伸出端蒸汽封住，使蒸汽不向外泄漏，并防止空气沿轴端进入低压缸破坏凝汽器真空。隔板汽封是防止级间漏汽，以提高级效率。前汽封为蜂窝汽封，后汽封为平齿汽封隔板汽封为高低齿形结构，汽封齿和汽封圈由同一种材料车制而成。轴封漏气（八）盘车装置盘车装置是带动机组转子缓慢转动的机械装置，作用如下：a.机组冲转前盘车，使转子连续转动，避免因阀门漏汽和汽封送汽等因素造成的温差使转子弯曲，也可以检查转子是否弯曲。b.机组的停机后盘车，使转子连续转动，避免因汽缸自然冷却造成的上下缸温差使转子弯曲。c.机组必须在盘车状态下才能冲转，否则转子在静止状态下因静摩擦力太大而无法启动或在静止状态下被冲转将导致轴承损伤。d.较长时间的连续盘车，可以消除转子因机组停运和存放或其他原因引起的非永久性弯曲。e.可以驱动转子工作现场简易加工。（九）转子六、名词解释（一）热电厂的总热效率热电厂的总热效率=（供热量+供电量*3600kj/kwh)/(燃料总消耗量*燃料低位发热量）*100%（对于纯凝式发电厂，热电厂的总热效率一般在25~35%之间）（二）排汽端差（终端温度差）汽轮机排汽温度与凝汽器循环水出水温度的差值。（三）热耗率每生产一千瓦时电能所需要的热量。（四）气耗率（五）厂用电率厂用电量占发电量的百分数。每生产一千瓦时电能所需要的蒸汽量。（四）水蒸气的临界压力pcr=22.127MPa（五）气耗率当水蒸气的压力超过临界压力后，就不再有汽水共存的状态。因此，当p＞pcr时，若温度高于临界温度，物质只能以气态存在。而如果低于临界温度，物质只能以液态存在。tcr=374.15℃七、调节保安系统的基本知识（一）调节系统的组成1、感应机构：径向钻孔离心油泵。两大特点：①当进口油压一定时，出口油压与转速成线性关系；②当进口油压一定时，出口油压与油量大小几乎无关。Pn2、传动放大机构（简称放大机构）：①一级放大机构：压力变换器。作用：将主油泵出口油压的变化转换成脉冲油压的变化。一级放大的理解要点：对油压变化量的放大。②二级放大机构：错油门、油动机。作用：将脉冲油压的变化转换成高压油的变化。3、执行机构：调节阀。4、反馈机构：油压反馈、位移反馈。作用：使错油门滑阀回中。八、我厂50MW机组的调节保安系统（一）系统概述汽轮机的调节系统作为汽轮机的一个重要组成部分，其对汽轮机的安全运行起着非常重要的作用，其主要任务就是：根据外界热（电）负荷的变化自动控制机组的转速、抽汽压力，从而保障机组的稳定运行，同时，可以调整电负荷（或热负荷）大小。为了保证汽轮机的安全，在汽轮机的调节系统中还配有保安系统，保安系统的作用就是在出现可能危急到汽轮机安全的异常情况发生时，通过保安系统部套的动作，使调节部套能够迅速关闭主汽门、调节汽门和旋转隔板，实现紧急停机。（二）C50-8.83/3.82/0.981型抽汽凝汽式（空冷）汽轮机的调节系统本台汽轮机的调节系统是采用低压透平油电液调节系统，该电液调节系统主要是由DEH控制系统、电液转换器，北京北重汽轮发电机厂生产的高、中压油动机等电控、机械和液压部套等组成。调节保安系统图。其中，调节系统油压：1.96MPa油泵进口油压：0.1MPa脉冲油压：0.98MPa答疑联系电话恒丰热电-李长辉为客户生产满意商品为社会培养有益人才