北重330MW機(jī)組概述.doc

.第一篇 主機(jī)部分1. 汽輪機(jī)概述1.1 330MW汽輪機(jī)整體概述1.1.1 設(shè)備運(yùn)行環(huán)境電廠海拔 1255.0米室外極端最高/最低氣溫 40.2/-32.6室內(nèi)日最高/最低氣溫 40/0以上（不潔冰）年平均相對(duì)濕度 51多年平均大氣壓 901.6hPa多年平均風(fēng)速 5m/s最大風(fēng)速 24.2 m/s歷年平均氣溫 8.3地震烈度 8度機(jī)組運(yùn)行方式 定滑定運(yùn)行負(fù)荷特性 帶基本負(fù)荷并調(diào)峰運(yùn)行機(jī)組安裝條件 運(yùn)轉(zhuǎn)層標(biāo)高：12.0米機(jī)組布置方式 室內(nèi)縱向順列布置冷卻方式 自然通風(fēng)冷卻塔二次循環(huán)周波變化范圍 48.550.5Hz1.1.2 汽輪機(jī)本體特點(diǎn)阿爾斯通30萬(wàn)千瓦級(jí)汽輪機(jī)從設(shè)計(jì)上采取優(yōu)化汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)的措施。整個(gè)汽輪機(jī)本體部件標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化結(jié)構(gòu)。汽輪機(jī)的通流部分按模塊化設(shè)計(jì)，其幾何尺寸在3036萬(wàn)千瓦范圍內(nèi)不做任何改變，只改變?nèi)~片的高度和出口角度來(lái)滿(mǎn)足用戶(hù)提出的對(duì)機(jī)組容量的要求。鄂電汽輪機(jī)由高壓、中壓和低壓三個(gè)缸組成。均為雙層缸的模塊結(jié)構(gòu)。高、中壓缸分缸布置，通流部分反向布置。低壓缸為雙排汽，具有對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，內(nèi)缸是流動(dòng)通道，外缸為排汽部分并與凝汽器喉部相通。在低壓外缸內(nèi)裝有噴水減溫裝置。在低壓外缸頂部裝有兩只安全膜。雙層缸結(jié)構(gòu)把單層缸受的巨大蒸汽總壓力分?jǐn)偨o內(nèi)、外兩層汽缸，從而使汽缸的壁厚和法蘭、螺栓尺寸都大大減??；這樣內(nèi)缸主要承受高溫，蒸汽的高壓由內(nèi)、外缸共同承擔(dān)，所以?xún)?nèi)缸壁可以較簿，大大降低了熱應(yīng)力。高、中壓缸的兩端分別是高壓缸排汽和中壓缸排汽，壓力和溫度都比較低，因此，兩端外汽封漏汽小，軸承受汽封溫度的影響也較小。通流部分選用沖動(dòng)式汽輪機(jī)工作原理。高、中壓缸均采用單流，標(biāo)準(zhǔn)化的具有高氣動(dòng)性能的沖動(dòng)式葉片，通過(guò)動(dòng)葉片根部所需要的壓差很小，因而每級(jí)葉輪的軸向推力小。連續(xù)性整體圍帶不但能形成有效的葉片頂部之密封性，而且它的堅(jiān)實(shí)性能安全地采用高展弦比葉片，為擴(kuò)展單流提供了關(guān)鍵因素。末兩級(jí)以前的所有各級(jí)葉片均為叉形葉根，自帶圍帶，予扭裝配，在工作轉(zhuǎn)速下保證正圈聯(lián)接，漏汽損失小，也降低了葉片的動(dòng)應(yīng)力和葉片共振的諧波數(shù)，提高葉片的安全可靠性。末級(jí)葉片為1055mm的長(zhǎng)葉片，圓弧楓樹(shù)形葉根，具有良好的氣動(dòng)性能，距根部875mm處，有一扁平鰭形拉筋，在工作轉(zhuǎn)速下，形成整圈聯(lián)接，可靠性高，為無(wú)事故葉片。高、中、低壓轉(zhuǎn)子都是整鍛轉(zhuǎn)子，均采用剛性聯(lián)軸器聯(lián)接。高壓轉(zhuǎn)子由一個(gè)單列調(diào)節(jié)級(jí)和10個(gè)壓力級(jí)組成；中壓轉(zhuǎn)子由12個(gè)壓力級(jí)組成；低壓轉(zhuǎn)子由2 5個(gè)壓力級(jí)組成。高壓缸進(jìn)汽由兩組聯(lián)合閥控制，分別裝在汽缸的兩側(cè)。甲高壓主汽門(mén)控制#1、3調(diào)速汽門(mén)，乙高壓主汽門(mén)控制#2、4調(diào)速汽門(mén)。各汽門(mén)由各自獨(dú)立的單側(cè)油動(dòng)機(jī)操縱。中壓缸進(jìn)汽也由兩組聯(lián)合汽門(mén)控制，每組聯(lián)合汽門(mén)包括一只主汽門(mén)和一只調(diào)速汽門(mén)，分別裝在汽缸兩側(cè)，各汽門(mén)同樣由各自獨(dú)立的單側(cè)油動(dòng)機(jī)控制。主汽門(mén)和調(diào)速汽門(mén)均套有4mm司太立合金套筒，閥桿采用同一組浮動(dòng)環(huán)密封，不僅耐磨、抗氧化、也防卡澀，提高機(jī)組的可靠性。當(dāng)主汽門(mén)和調(diào)速汽門(mén)全開(kāi)時(shí)，焊在閥蝶根部的司太立合金與閥體緊密貼合，形成自密封，避免閥桿漏汽，也降低壓降損失。高、中壓缸軸向膨脹死點(diǎn)設(shè)在中壓缸后軸承箱上。當(dāng)缸體受熱時(shí)，中壓缸由死點(diǎn)向機(jī)頭方向膨脹，同時(shí)通過(guò)聯(lián)接高、中壓缸之間左右兩側(cè)推拉桿推動(dòng)高壓缸，并由高、中壓缸貓爪搭在#1-#2軸承箱水平滑動(dòng)板上滑動(dòng)。低壓外缸放置在支撐板上，支撐板放在固定于基礎(chǔ)的臺(tái)板上。外缸的絕對(duì)膨脹以汽機(jī)側(cè)排汽口橫銷(xiāo)為死點(diǎn)向發(fā)電機(jī)側(cè)膨脹。低壓內(nèi)缸以凝汽器中心線為死點(diǎn)向前、后膨脹。 推力軸承設(shè)在2軸承箱內(nèi)，可隨同高壓缸一起膨脹移動(dòng)，整個(gè)汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子以推力盤(pán)為死點(diǎn)，分別向前、后膨脹。1.1.3 汽輪機(jī)運(yùn)行的特點(diǎn)中壓缸啟動(dòng)是阿爾斯通公司大型再熱沖動(dòng)式汽輪機(jī)的一大特點(diǎn)。該公司經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的試驗(yàn)、完善和實(shí)踐，已具有豐富的經(jīng)驗(yàn)。在電調(diào)系統(tǒng)中配有專(zhuān)用的中壓缸啟動(dòng)程序，全部自動(dòng)化，十分可靠。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，該公司在11個(gè)國(guó)家的110臺(tái)以上大型機(jī)組采用中壓缸啟動(dòng)，超過(guò)35000次，每次都是成功的。機(jī)組采用中壓缸沖轉(zhuǎn)，滑壓?jiǎn)?dòng)，在負(fù)荷達(dá)到額定功率的91時(shí)，主蒸汽壓力達(dá)到額定值。在中壓缸沖轉(zhuǎn)直至帶少量負(fù)荷，其高壓缸一直處于真空狀態(tài)。主蒸汽經(jīng)高壓旁路進(jìn)入再熱器，便于在啟動(dòng)過(guò)程中控制蒸汽的參數(shù)，特別是主蒸汽溫度與再熱蒸汽溫度的匹配，此時(shí)相當(dāng)于中壓凝汽式機(jī)組的啟動(dòng)，控制比較方便。由于設(shè)計(jì)時(shí)已按予定啟動(dòng)程序詳細(xì)地進(jìn)行過(guò)脹差計(jì)算，并按最大脹差值確定各檔軸封間隙和通流間隙，因此在啟動(dòng)過(guò)程中只需按預(yù)定的程序進(jìn)行控制，無(wú)需進(jìn)行脹差監(jiān)視和調(diào)整。調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)中，設(shè)有應(yīng)力監(jiān)視器，也無(wú)需控制各種溫差指標(biāo)。機(jī)組按沖轉(zhuǎn)前的金屬溫度或停機(jī)時(shí)間分為：冷態(tài)啟動(dòng)、溫態(tài)啟動(dòng)、熱態(tài)和極熱態(tài)啟動(dòng)四種方式，每種方式的啟動(dòng)，均可按自己的程序進(jìn)行啟動(dòng)。機(jī)組中壓缸啟動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：a)在啟動(dòng)及低負(fù)荷時(shí)，高壓缸處于真空狀態(tài)，可以避免由于高壓缸內(nèi)介質(zhì)流量小所造成的鼓風(fēng)效應(yīng)而引起高壓缸溫度過(guò)高，也避免了常規(guī)啟動(dòng)時(shí)，第一級(jí)隔板承受很大的熱應(yīng)力。中壓缸啟動(dòng)使汽輪機(jī)受到極少的熱沖擊，延長(zhǎng)機(jī)組的使用壽命。b)可以在低負(fù)荷下運(yùn)行，不受時(shí)間限制。在電網(wǎng)發(fā)生臨時(shí)故障的情況下，機(jī)組可以單獨(dú)帶廠用電運(yùn)行，直至電網(wǎng)恢復(fù)，又可迅速投入并網(wǎng)。c)啟動(dòng)程序可以人為任意中斷，不至影響汽輪機(jī)壽命，運(yùn)行比較靈活。d)機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中熱應(yīng)力小，啟動(dòng)時(shí)間相應(yīng)縮短，從冷態(tài)啟動(dòng)至滿(mǎn)負(fù)荷僅為3小時(shí)20分鐘。停機(jī)1小時(shí)后的極熱態(tài)啟動(dòng)至滿(mǎn)負(fù)荷僅需35分鐘。e)機(jī)組具有良好的調(diào)峰性能。對(duì)負(fù)荷變化適應(yīng)性強(qiáng)，在低負(fù)荷時(shí)也有較好的經(jīng)濟(jì)性，升負(fù)荷率高，在帶額定負(fù)荷的50以下時(shí)，負(fù)荷變化率為每分鐘4；在5070時(shí)，變化率為7；負(fù)荷達(dá)70以上時(shí)，可按10的變化率增減負(fù)荷。f)汽輪機(jī)組及其系統(tǒng)，采用MICROREC自動(dòng)控制裝置。用多臺(tái)微機(jī)分散控制處理的數(shù)字電調(diào)系統(tǒng)。該裝置分為檢測(cè)、保安和控制調(diào)節(jié)三個(gè)系統(tǒng)，滿(mǎn)足機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的各方面要求；并可增強(qiáng)與鍋爐及電網(wǎng)調(diào)度協(xié)調(diào)控制能力；有自動(dòng)和人工手動(dòng)調(diào)節(jié)功能。在單獨(dú)帶低負(fù)荷或帶廠用電負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行的動(dòng)態(tài)過(guò)程使機(jī)組的功率改變適度，不出現(xiàn)大幅度波動(dòng)。1.1.4 汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)概述鍋爐來(lái)的新蒸汽以雙單雙的主蒸汽管道，經(jīng)左右高壓聯(lián)合汽門(mén)，由四根導(dǎo)汽管送入高壓缸作功，作功后的蒸汽由二根排汽管經(jīng)球形三通合成一根管子去再熱器。再熱后的蒸汽同樣以雙單雙管道方式經(jīng)左右中壓聯(lián)合汽門(mén)，由二根導(dǎo)汽管通過(guò)中壓缸作功后經(jīng)二根聯(lián)通管引入低壓缸，然后進(jìn)入凝汽器凝結(jié)成水。凝結(jié)水經(jīng)凝泵、精處理裝置、軸加和四臺(tái)低加進(jìn)入除氧器除氧，再由給水泵升壓經(jīng)兩臺(tái)高加和一臺(tái)外置式蒸汽冷卻器加熱后送往鍋爐。旁路系統(tǒng)選用二級(jí)串聯(lián)裝置，其高旁容量為70，低旁容量為50，它們之間不平衡蒸汽由再熱器安全門(mén)排放。控制裝置為AV6系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)綜合調(diào)節(jié)控制、順序控制和數(shù)據(jù)采集功能。執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用電液執(zhí)行系統(tǒng)，能滿(mǎn)足大提升力和快速動(dòng)作要求。1.2 330MW汽輪機(jī)的主要技術(shù)規(guī)范 本汽輪機(jī)為北重廠與法國(guó)阿爾斯通公司合作生產(chǎn)的330MW亞臨界，凝汽式汽輪機(jī)，與采用水氫氫冷卻的發(fā)電機(jī)及1025th自然循環(huán)燃煤汽包爐配套，鍋爐與汽機(jī)的熱力系統(tǒng)采用單元制布置。1.2.1 型號(hào): N330-17.75/540/540 型式：亞臨界、中間一次再熱、單軸、三缸、雙排汽、凝汽式。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向：自汽輪機(jī)向發(fā)電機(jī)看為逆時(shí)針?lè)较颉?.2.2 主要技術(shù)規(guī)范額定功率 330MW最大功率 350MW 額定轉(zhuǎn)速 3000rpm 主蒸汽壓力 17.75MPa 主蒸汽溫度 540 主蒸汽流量 969t/h 高壓缸排汽壓力 4.21MPa 高壓缸排汽溫度 333.5 再熱蒸汽壓力 3.789MPa 再熱蒸汽溫度 540 再熱蒸汽流量 849.3t/h 低壓缸排汽流量 626.6t/h 低壓缸排汽壓力 0.0049MPa 循環(huán)水冷卻水溫 20 給水溫度 255.8 熱耗率 8012.5KJ/KWh 汽耗率 2.845Kg/KWh 回?zé)岢槠?jí)數(shù) 7級(jí) 高壓缸速度變動(dòng)率 中壓缸速度變動(dòng)率 保安系統(tǒng)動(dòng)作速率 110%N01.2.3 軸系臨界轉(zhuǎn)速及振動(dòng)1.2.3.1 第一臨界轉(zhuǎn)速 高壓轉(zhuǎn)子 2273rpm 中壓轉(zhuǎn)子 2498rpm 低壓轉(zhuǎn)子 1906rpm 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子 1348rpm 軸系臨界轉(zhuǎn)速1.1.3.2 第二臨界轉(zhuǎn)速 高壓轉(zhuǎn)子 4400rpm 中壓轉(zhuǎn)子 4400rpm 低壓轉(zhuǎn)子 4400rpm 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子 3520rpm 軸系臨界轉(zhuǎn)速1.2.3.3 軸承振動(dòng)許可值見(jiàn)表11 表11軸承一階臨界轉(zhuǎn)速振動(dòng)值m額定轉(zhuǎn)速時(shí)振動(dòng)值m正常