火电厂汽轮机设备及运行-第一章-概述

火电厂汽轮机设备及运行第一章概述ST12340-1火电厂朗肯循环示意图1-2蒸汽在汽轮机中膨胀做功，将热能转换为机械能；2-3蒸汽在凝汽器中凝结成水；3-4给水在给水泵中升压；4-1工质在锅炉中定压加热。（4’-1’+2’-1为一次再热式汽轮机在锅炉内的吸热过程）2’4’1’锅第一章概述第一节汽轮机的分类和国产型号一、汽轮机分类（一）按工作原理分（1）冲动式汽轮机（2）反动式汽轮机冲动式汽轮机与反动式汽轮机比较1.反动级的汽流特点和结构特点•反动级的反动度•反动级的汽流特点级的速度三角形左右对称，蒸汽在两种叶栅通道中流动情况基本（动叶栅用相对坐标系）。因此，静叶片和动叶片可采用同一叶型，简化了叶片制造工艺，且余速利用系数较高，提高了汽机的相对内效率。这样的静叶片和动叶片互称镜内映射叶片。5.0/*tbmhh•结构特点由于叶栅前后压差较大，为了减小轴向推力，不采用叶轮，而是将动叶装在转鼓的外缘上。与此相对应的隔板，也没有大幅面的隔板题，而是一个径向尺寸不大的内环，称之为持环。反动级动静间的轴向间隙可取得大一些（一般为8—12mm)，轴向间隙增大使动叶进口处汽流趋于均匀，降低了汽流对叶片的激振力；且允许较大的胀差，对机组变负荷有利。而冲动式汽轮机由于动叶入口速度高，一般级内的间隙均取得较小（如5—7mm）。图1-1冲动式汽轮机叶轮式转子结构图1-2反动式汽轮机高压转鼓式转子示意图2.反动级与冲动级的效率比较•叶栅损失反动级动叶入口蒸汽速度低，蒸汽在动叶栅中为增速流动，且转向角度小，使附面层增厚趋势变小，既降低了叶型损失，也减小了端部损失。因此反动级的叶栅损失明显小于冲动级，这是反动级的最大优点。•漏汽损失由于反动级采用转鼓式结构，隔板内径较冲动级大，增大了隔板漏汽面积和漏汽量；同时由于动叶前后压差大，所以叶顶漏汽损失也增加。3.整机的特点•喷嘴调节的反动式汽轮机调节级通常采用冲动级，以避免“死区”弧段漏汽损失太大；•采用平衡活塞来平衡部分轴向推力，增加了轴封漏汽损失，这是反动式汽机的主要问题；•在同样的初终参数下，反动式汽轮机的级数比冲动式多。但由于冲动级隔板较厚，所以整机轴向尺寸倒不一定长。如上汽300MW，35级；东汽冲动式28级。（二）按热力特性分（1）凝汽式汽轮机(N)排汽进入凝汽器（2）背压式汽轮机（B）排汽压力高于大气压力。一般用于供热，以热定电；（3）调整抽汽式汽轮机（C、CC)可同时保证热、电两种负荷单独调节（4）抽汽背压式（CB)（5）中间再热式能提高排汽干度；合理的选择再热压力还可提高平均吸热温度，提高朗肯循环效率。(三）按主蒸汽参数分（1）高压汽轮机主蒸汽压力6~10MPa；（2）超高压汽轮机主蒸汽压力12~14MPa；（3）亚临界汽轮机主蒸汽压力16~18MPa；（4）超临界汽轮机主蒸汽压力22.2MPa。二、国产汽轮机型号ΔXX——XX——X类型设计次序蒸汽参数额定功率（MW)汽轮机类型例：N600—24.2／538／566CC50-8.83/0.98/0.118第二节N600-24.2/538/566汽机简介亚临界、单轴、一次中间再热三缸四排汽高压缸：1个单列调节级+11个压力冲动级中压缸：8个压力冲动级低压缸：4×7个压力冲动级给水回热系统：3高加+1除氧+4低加末级叶片长度：1050mm次末级叶片长度：479mm保证净热耗率：7572kJ/kW.h设计背压：双背压4.4/5.4kPa，平均背压4.9给水温度（TRL工况）：280.8℃2×50％容量的汽动给水泵+35%容量的启动及备用电动给水泵600MW反动式汽轮机，亚临界、单轴四缸四排汽高压缸：1个单列调节级+10个压力反动级中压缸：2×9个压力反动级低压缸：2×2×7个压力反动级给水回热系统：3高加+1除氧+4低加末级叶片长度：900mm汽轮机总长度：32m保证净热耗率：7896kJ/kWh机组工况的定义铭牌工况（TRL），进汽量为铭牌进汽量，此工况为出力保证值的验收工况，其条件如下：1）额定主蒸汽参数、再热蒸汽参数及规定的汽水品质；2）汽轮机低压缸排汽平均背压为11.8kPa3）补给水量为3％4）最终给水温度为280.8℃5）全部回热系统正常运行，但不带厂用辅助蒸汽6）汽动给水泵满足额定给水参数7）发电机效率98.9％，额定功率因数0.90，额定氢压汽轮机进汽量等于铭牌工况（TRL）进汽量，能在下列条件下安全连续运行，此工况下发电机输出的功率（扣除静态励磁所消耗的功率），称为最大连续功率（T—MCR），此工况出力为648.862MW，其条件如下：1）额定主蒸汽再热蒸汽参数及所规定的汽水品质2）汽轮机低压缸排汽平均背压为4.9kPa3）补给水量为0％4）最终给水温度为280.7℃5）全部回热系统正常运行，但不带厂用辅助蒸汽6）汽动给水泵满足规定给水参数7）发电机效率98.9％，额定功率因数0.90，额定氢压。调节门全开（VWO）工况：汽轮机的进汽量不小于105％的铭牌工况（TRL）进汽量，最终进水温度为283.9℃，此工况出力为674.421MW汽轮发电机组能在高压加热器全部停运时安全连续运行，除进汽量及部分回热系统不能正常运行外，最终给水温度188.7℃，此时机组能保证输出额定功率600MW热耗率验收（THA）工况：当机组功率（扣除静态励磁所消耗的功率）为600MW时，除进汽量以外，最终给水温度为275℃热耗率保证机组THA工况的保证热耗率不高于如下值：7572kJ/(kW.h)THA工况条件下的热耗率按下式计算不计入任何正偏差值）汽轮发电机组热耗率=式中：Wt主蒸汽流量kg/hWr再热蒸汽流量kg/hHt主汽门入口主蒸汽焓kJ/kg△Hr经再热器的蒸汽焓差kJ/kgHf最终给水焓kJ/kgkWg发电机终端输出功率kW采用静态励磁时所消耗的功率hkwkJikWkWgHrWrHfHtWt/)()(kWi汽轮机能承受下列可能出现的运行工况：a)汽轮机轴系，能承受发电机及母线突然发生两相或三相短路或线路单相短路快速重合闸或非同期合闸时所产生的扭矩b)机组甩去外部负荷时在额定转速下空转（即不带厂用电）持续运行的时间不超过15分钟c)汽轮机并网前能在额定转速下空转运行，其允许持续运行的时间，能满足汽轮机启动后进行发电机试验的需要d)汽轮机能在低压缸排汽温度不高于80℃下长期运行。当超过限制值时，应投入喷水系统使温度降到允许的范围内