給水泵汽輪機(jī)構(gòu)造與安全可靠性運(yùn)行分析

李軍

摘 要：給水泵汽輪機(jī)是電站熱力循環(huán)系統(tǒng)的主要部件之一，特別是在高參數(shù)大容量的超臨界機(jī)組中占有重要地位，其安全可靠的運(yùn)行，直接影響著整個(gè)電站設(shè)備運(yùn)行。因其在安全可靠性、自動(dòng)化水平、負(fù)荷適應(yīng)性等方面要求很高。

關(guān)鍵詞：給水泵汽輪機(jī) 構(gòu)造 安全 可靠性 運(yùn)行

中圖分類號(hào)：TK227 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）02（b）-0077-01

電力是工業(yè)的先行，關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展全局。在我國(guó)，隨著電力工業(yè)的發(fā)展，各發(fā)電廠均在努力提高機(jī)組的效率的同時(shí)，降低機(jī)組的運(yùn)行費(fèi)用。而機(jī)組容量、參數(shù)和自動(dòng)化水平的提高對(duì)設(shè)備的安全可靠性提出越來(lái)越高的要求，因此設(shè)備的可靠性和可用度已經(jīng)成為影響電廠運(yùn)行費(fèi)用的關(guān)鍵因素。如果能夠根據(jù)不同設(shè)備的運(yùn)行和維修特點(diǎn)制定出設(shè)備具體合適的維修方法，依據(jù)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行維修，做到維修的“量體裁衣”，必須提高設(shè)備的可用率，減少運(yùn)行和維修費(fèi)用，不斷提高設(shè)備的安全可靠性的運(yùn)行。

1 汽輪機(jī)本體的構(gòu)造

汽缸由汽缸前部和汽缸后部?jī)刹糠纸M成，兩者在垂直法蘭處焊接在一起。汽缸前部由20CrMo鑄造而成，其前部裝有高、低壓蒸汽室，前端下部由垂直法蘭與前軸承箱相連，前軸承箱固定在彈簧板支架上。從汽缸下半的前汽封第一段處抽出的蒸汽經(jīng)一根汽封管道進(jìn)入汽缸中第四級(jí)隔板前繼續(xù)做功，當(dāng)高壓汽源工作時(shí)，位于該汽缸下部的高壓噴嘴室可由噴嘴后來(lái)的蒸汽冷卻。汽缸后部為焊接結(jié)構(gòu)，其排汽口方向根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)布置要求可向上或向下，汽缸后部下半兩側(cè)各有一個(gè)對(duì)稱機(jī)組中心線的撐腳，在位于排汽中心線的撐腳處開有橫向滑鍵槽，便于汽缸左右膨脹，橫向滑鍵中心線與汽輪機(jī)軸向中心線的垂直交點(diǎn)即為機(jī)組死點(diǎn)，汽缸后部用立銷與基礎(chǔ)臺(tái)板定位，便于汽輪機(jī)的軸向中心線保持不變。

為了提高機(jī)組的內(nèi)效率，汽輪機(jī)采用型線好，效率高的葉型，整個(gè)汽缸通流部分成圓錐形，內(nèi)外壁光滑通暢，六級(jí)隔板全部采用焊接隔板，低壓級(jí)隔板采用了斜汽道，末級(jí)隔板有去濕環(huán)。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子為整鍛式結(jié)構(gòu)，共有七級(jí)葉輪，每級(jí)葉輪均為雙菌形葉根，前五級(jí)動(dòng)葉片為等截面葉片，后兩級(jí)動(dòng)葉片為變截面葉片，轉(zhuǎn)子后部裝有聯(lián)軸器，通過(guò)它與給水泵相聯(lián)。轉(zhuǎn)子相對(duì)于靜子的相對(duì)死點(diǎn)在前軸承箱內(nèi)推力軸承的主推力面處，轉(zhuǎn)子由此向低壓端膨脹。

汽輪機(jī)的絕對(duì)死點(diǎn)為排汽口中心線與軸心線交點(diǎn)，汽輪機(jī)定位依靠前軸承箱和汽缸后部焊牢的立銷，在前軸承箱底部沒(méi)有縱向鍵，僅有兩塊橫置的直立鋼板作為撓性支承，支撐在基礎(chǔ)臺(tái)板上，當(dāng)機(jī)組起動(dòng)和停機(jī)時(shí)，則從死點(diǎn)開始向前膨脹或向后收縮，此時(shí)前軸承箱在撓性板的支撐下向前有一個(gè)位移或恢復(fù)原位。

排汽管道為鋼板卷制后焊接而成，為了吸收和抵償排汽管熱脹時(shí)的位移量，在排汽管道上裝有壓力平衡式補(bǔ)償器，補(bǔ)償器上有多層不銹鋼板制成波紋管，通過(guò)該補(bǔ)償器可把附加到汽輪機(jī)上的力和力距減少到最小。排汽管道上還裝有隔離閥，便于保護(hù)機(jī)組的使用和安全運(yùn)行。前后汽封和隔板汽封均采用梳齒式，汽封間隙合理，能滿足經(jīng)濟(jì)性和安全性的要求，并且檢修方便。汽輪機(jī)軸封采用自密封結(jié)構(gòu)，改善了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，其供汽由主汽輪機(jī)提供，汽輪機(jī)的疏水和漏汽也進(jìn)入主汽輪機(jī)的相應(yīng)系統(tǒng)。汽輪機(jī)本體壁溫高于100℃的位置均裝有保溫裝置，以減少散熱損失，并改善機(jī)房環(huán)境條件。

2 汽輪機(jī)的油系統(tǒng)

油系統(tǒng)主要用來(lái)供給鍋爐給水泵汽輪機(jī)組的軸承潤(rùn)滑、控制和調(diào)節(jié)用油，該系統(tǒng)為整體集裝式結(jié)構(gòu)，設(shè)有油箱，潤(rùn)滑油過(guò)濾器，控制油過(guò)濾器， 調(diào)節(jié)油過(guò)濾器，兩個(gè)交流電動(dòng)油泵，一個(gè)直流事故油泵，兩個(gè)并列冷油器，排煙裝置，溢流閥，逆止閥，供油和回油管路，油位指示報(bào)警器，電加熱器等設(shè)備和元件。

（1）汽輪機(jī)采用20號(hào)汽輪機(jī)油，潤(rùn)滑油壓力為0.25MPa， 控制及調(diào)節(jié)油壓力為2.5MPa。

油箱為集裝式，由鋼板焊接而成，箱內(nèi)有效容積為3m3，油在油箱中的最高及最低油位距頂面分別為150mm 與450mm。

（2）主油泵為兩臺(tái)相同特性的立式油泵，高壓出油口的壓力為2.5MPa，流量為84L/min，供操作和調(diào)節(jié)用油；低壓出油口的壓力為0.25MPa，流量為267L/min，供軸承潤(rùn)滑用油；電動(dòng)機(jī)型號(hào)為YB180M-4，功率為18.5KW，電壓為380V，轉(zhuǎn)速為1450r/min。主輔油泵的出油口均裝有逆止閥，正常運(yùn)行時(shí)主油泵投入，輔油泵備用。

（3）直流事故油泵作為主輔油泵的最后備用油泵，僅提供軸承用潤(rùn)滑油，當(dāng)潤(rùn)滑油壓降至0.08MPa時(shí)，直流事故油泵可以自啟動(dòng)。直流事故油泵為立式油泵，出油口的壓力為0.25MPa，流量為267L/min，供軸承潤(rùn)滑用油；電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Z2-52，功率為7.5KW，電壓為220V，轉(zhuǎn)速為1500r/min。

（4）排煙裝置的排煙能力為20m3/h，壓升為100Pa，功率為0.25kW，電壓為380V，轉(zhuǎn)速為2800r/min。

（5）潤(rùn)滑油冷卻器的單個(gè)冷卻面積為30 m3，冷卻水量為36t/h.潤(rùn)滑、控制和調(diào)節(jié)油過(guò)濾器的過(guò)濾精度為40μ、25μ、5μ。當(dāng)潤(rùn)滑油主管路油壓降至0.15MPa時(shí)接通外設(shè)報(bào)警，0.12MPa時(shí)啟動(dòng)備用泵。

3 汽動(dòng)給水泵上水的安全性和可靠性

盡管存在著較多技術(shù)關(guān)鍵問(wèn)題，但通過(guò)系統(tǒng)完善、提高設(shè)備檢修質(zhì)量及可靠性，制定汽泵上水方案及細(xì)化操作票等運(yùn)行管理手段，完全可以滿足鍋爐上水要求，而且在機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中，汽泵的提前啟動(dòng)，可以及時(shí)檢驗(yàn)汽動(dòng)給水泵組是否存在缺陷，爭(zhēng)取消缺時(shí)間，避免因缺陷處理不及時(shí)影響機(jī)組帶負(fù)荷，另一方面，為電廠經(jīng)濟(jì)啟動(dòng)，提前帶負(fù)荷，節(jié)約能耗提供保證。其中，主要取得以下成效。

（1）機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中，由電動(dòng)給水泵改用汽動(dòng)給水泵上水，降低了廠用電量，起到節(jié)能降耗的目的；（2）由于汽動(dòng)給水泵隨機(jī)啟動(dòng)，因此提高機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程的帶負(fù)荷速度（特別溫態(tài)及熱態(tài)啟動(dòng)過(guò)程中，應(yīng)為明顯），增加機(jī)組發(fā)電量，從而提高經(jīng)濟(jì)效益；（3）人力資源合理調(diào)配，提高工作效率。由于機(jī)組啟動(dòng)前期操作任務(wù)較少，而機(jī)組帶負(fù)荷后操作任務(wù)較多，利用汽泵上水，可將汽泵啟動(dòng)的操作前移，合理調(diào)配運(yùn)行人員的工作，提高機(jī)組啟動(dòng)的操作效率。（4）提高機(jī)組啟動(dòng)安全性可靠性。原利用電泵上水，一旦電泵跳閘，將造成機(jī)組停運(yùn)，嚴(yán)重時(shí)造成鍋爐干爐，而利用汽泵上水，電泵備用，提高了機(jī)組啟動(dòng)的安全系數(shù)。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著汽輪發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量及蒸汽參數(shù)的不斷提高，設(shè)置獨(dú)立的與主汽輪機(jī)分離的汽輪機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)給水泵已成為大功率機(jī)組中應(yīng)用最多的驅(qū)動(dòng)方式。在現(xiàn)代發(fā)電廠中，設(shè)備之間相互聯(lián)系、相互制約，各環(huán)節(jié)的操作必須協(xié)調(diào)一致、互相配合，才能順利完成，其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出了問(wèn)題，都會(huì)給整個(gè)機(jī)組帶來(lái)很大的影響。

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