1、 N300MW 汽轮机组热力系统分析 - TMCR专科生毕业设计开题报告2011 年 09 月 24 日学生姓名 张吉培 学号 2009310234 专业 电厂热能动力装置题目名称 N300MW汽轮机组热力系统-TMCR课题目的及意义目的：汽轮机是高等院校热能与动力工程专业的一门专业课程，是现代化国家重要的动力机械设备。通过本次设计，可以使我进一步深入学习汽轮机原理，基本结构等相关知识，同时也为我以后的工作打下了良好的理论基础。通过这次设计，还可以培养我的实践技能，总结合巩固已学过的基础理论知识，培养查阅资料、使用国家有关设计标准规范，进行实际工程设计，合理选择和分析数据的能力，锻炼提高运算、
2、识图计算机绘图等基本技能，增强工程概念，培养了我对工程技术问题的严肃、认真和负责的态度，并在实践过程中吸取新的知识。意义：基于 300MW汽轮机热力系统分析提高了我对本专业知识的理解，设计中要用到许多本专业的课程，不仅是知识的巩固，更重要的是通过设计使我提高了对已有知识的应用能力，也提高了我对未知知识的求知欲望，同时也为我以后的工作打下了良好的理论基础。所以本次毕业设计让我们理论应用于实际，使我们受益匪浅。本系统 N300MW汽轮机是亚临界中间再热两缸两排汽凝汽式机。有八级抽汽供给三台高压加热器，一台除氧器和四台低压加热器。主要参数：主蒸汽压力： 16.67 MPa主蒸汽温度： 538 再热蒸
3、汽温度：538 排气压力：0.00539Mpa主要内容根据三峡电力职业学院电厂热能动力装置毕业设计任务书的规定，此次设计包括几个阶段，基本内容如下：第一部分 N300MW 汽轮机概述1了解汽轮机工作的基本原理2掌握汽轮机各组成部分的工作原理及结构特点。主要包括 汽缸、隔板与隔板套、转子、动叶片等第二部分 热力系统的设计设计并绘制以下各系统图1主再热蒸汽系统2主给水系统3凝结水系统4回热系统5抽汽及加热器疏水系统6轴封系统7本体疏水系统8绘制原则性热力系统图时间安排第四、五周 接受毕业设计任务书，学习毕业设计（论文）要求及有关规定。第六周 阅读指定的参考资料及文献，完成开题报告。第七周 上交开题
4、报告，指导教师批阅。第八周 完成设计书，指导教师批阅。第九周 完成毕业设计，全部成果交指导教师批阅。第十周 毕业答辩采取的主要技术路线或方法本次设计本着理论联系实际的思想，认真对原始资料进行分析，全面把握热电联产机组系统经济性分析，搜集大量相关资料，其中包括图书馆以及网上查阅。对于设计中出现的问题，要及时准确的查阅相关资料，并请教指导老师。为保证设计质量，设计过程的阶段成果应定期的上交指导老师，经指导老师批改都，对错误部分要及时纠正，并吸取教训，降低错误率。在整个设计过程中我将使用计算机和手工结合，进行基本的计算和绘图。首先对原始资料和实例进行分析和调研，做到对原始资料心中有数，并对具体数据的
5、优势和困难有深入的了解。其次是查阅相关的资料和规范，了解相关的新技术，新理念，新设备，并力争在设计中体现。指导教师意见签 名：年 月 日备注参考文献 1 热力发电厂 杨义波 张燕侠等 中国电力出版社 2 热力发电厂 叶涛 中国电力出版社3 火电厂辅机设备 胡沛成 水利电力出版社4 电厂热力系统与辅助设备 孙玉民 中国电力出版社有关300MW 机组的图册说明摘要节能是我国能源战略和政策的核心。火电厂既是能源供应的中心也是资源消耗及环境污染和温室气体排放的大户，提高电厂设备运行的经济性和可靠性，减少污染物的排放，已经成为世人关注的重大课题。热经济性代表了火电厂的能量利用、热功能转换技术的先进性和运
6、行的经济性，是火电厂经济性评价的基础。合理的计算和分析火电厂的热经济性是在保证机组安全运行的基础上，提高运行操作及科学管理水平的有效手段。火电厂的设计、技术改造、运行优化以及目前国内外对大型火电厂性能监测的研究、运行偏差的分析等均需对火电厂的热力系统作详细的热平衡计算，求出热经济指标作为决策的依据。因此电厂的热力系统计算是实现上述任务的重要技术基础，直接反映出全厂的经济效益，对电厂的节能具有重要意义。本文主要设计的是 300MW 凝汽式汽轮机。先了解了汽轮机及其各部件的工作原理。再设计了该汽轮机的各热力系统，并用手绘了各系统图。最后对所设计的热力系统进行经济性指标计算，分析温度压力等参数如何影
7、响效率。本设计采用了三种计算方法常规计算方法、简捷计算、等效热降法。关键词：节能、热经济性分析、热力系统目 录N300MW 汽轮机组热力系统分析- TMCR 1专科生毕业设计开题报告 .1摘要 .4关键词 .4第一章 绪论 911 毕业设计的目的 .912 国内外研究综述 9第二章 300MW 汽轮机组的结构与性能 .1121 汽轮机工作的基本原理 .11第三章 热力系统的设计 .143.1 主、再热蒸汽系统 .143.1.1 主蒸汽系统 .153.1.2 再热蒸汽系统 .153.2 主给水系统 163.2.1 除氧器 .163.2.2 高压加热器 .163.2.3 其他 .173.3 凝结水
8、系统 173.3.1 凝结水用户 .173.3.2 凝结水泵及轴封加热器 183.4 抽汽及加热器疏水系统 .183.5 轴封系统 193.6 高压抗燃油系统 .203.6.1 磁性过滤器 .203.6.2 自循环滤油系统 213.7 润滑油系统 213.8 本体疏水系统 213.9 发电机水冷系统 .223.10 原则性热力系统 .233.11 调节保安系统图 .243.11.1 电子控制器柜 .243.11.2 操作系统 .243.11.3 蒸汽阀伺服执行机构 243.11.4EH 供油系统 .243.11.5 保安系统 .25第五章 设计总结 .56致谢 .56参考文献 57附录 .57
9、附录 2 附图 .73第一章 绪论11 毕业设计的目的汽轮机是高等院校热能与动力工程专业的一门专业课程，是现代化国家重要的动力机械设备。通过本次设计，可以使我进一步深入学习汽轮机原理，基本结构等相关知识，同时也为我以后的工作打下了良好的理论基础。通过这次设计，还可以培养我的实践技能，总结合巩固已学过的基础理论知识，培养查阅资料、使用国家有关设计标准规范，进行实际工程设计，合理选择和分析数据的能力，锻炼提高运算、识图计算机绘图等基本技能，增强工程概念，培养了我对工程技术问题的严肃、认真和负责的态度，并在实践过程中吸取新的知识。二、国内外现状和发展趋势汽轮机的起源公元 1世纪，亚历山大的希罗记述的
10、利用蒸汽反作用力而旋转的汽转球，又称为风神轮，是最早的风式汽轮机的雏形。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）的多级动式汽轮机。1910 年，瑞典的 B. F.容克斯川兄弟制成辐流式汽轮机。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
11、，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。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
12、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 325600 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 300600 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
13、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
14、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 34 兆帕，温度为 400450。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 612.5 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，
15、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 24.526 兆帕，新蒸汽温度和再热温度为 535578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。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）
16、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 510千帕（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0.0060.01 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
17、于不同反应堆型、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
18、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。我国自 1955年制造第 1台中压 6MW汽轮机以来，在以后几 10年时间里，已经走完了从中压机组到亚临界 600MW机组的全部过程，特别是近 10年时间里，发展较快。这预示着我国将制造出更大功率等级的汽轮机，逐步赶上世界先进水平。我本次设计的是 300MW汽轮机，它是由哈尔滨汽轮机制造厂制造的亚临界中间再热两缸两排汽凝汽式汽轮机，型号 N300-16.67/538/538。有八级抽汽供给三台高压加热器、一台除氧器和四台低压加热器第二章 300MW 汽轮
19、机组的结构与性能2 1 汽轮机工作的基本原理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。最简单的汽轮机单级汽轮机工作原理为：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元，通常称这个做功单元为汽轮机的级，它是由一列喷嘴叶栅和其后紧邻的一列动叶栅所构成。由于单级汽轮机的功率较小，且损失大，故
20、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
21、初蒸汽分类：1、 低压汽轮机：新汽压力为 1.21.5MPa；2、 中压汽轮机：新汽压力为 2.04.0MPa；3、 次高压汽轮机：新汽压力为 5.06.0MPa；4、 高压汽轮机：新汽压力为 6.010.0MPa；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 2.35MPaB3-3.43/0.49 背压式，额定功率 3MW，初压 3.43MPa背压 0.
22、49MPa2 2 汽轮机各部分的工作原理及结构特点汽轮机本体是完成蒸汽热能转换为机械能的汽轮机组的基本部分，即汽轮机本身。汽轮机本体由固定部分（静子）和转动部分（转子）组成。固定部分包括汽缸、隔板、喷嘴、汽封、紧固件和轴承等。转动部分包括主轴、叶轮或轮鼓、叶片和联轴器等。固定部分的喷嘴、隔板与转动部分的叶轮、叶片组成蒸汽热能转换为机械能的通流部分。汽缸是约束高压蒸汽不得外泄的外壳。汽轮机本体还设有汽封系统。大功率汽轮机的运行特性除了与汽轮机的热力特性有关外，还受其结构特点及系统特性的影响，尤其是转子、汽缸、动叶栅、静叶栅、轴承、阀门等部件的性能，对运行的安全及经济性均产生重大影响。 随着汽轮机
23、容量的增大，进汽参数的提高，汽轮机本体结构变得越来 越复杂，部件尺寸也变得庞大，为使设备在高参数下工作时金属部件有足够的强度，汽缸、法兰、螺栓等设计制造得十分笨重。221 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
24、膨胀的死点。汽缸结构特点汽缸是汽轮机中形状和结构最复杂的部件,其内壁上车有一圈圈用以安装隔板、隔板套和汽封体的环行槽道，外壁上有许多管接头用以与进汽管、抽汽管、排汽管和疏水管等管道连结，前端进汽室，中间有抽汽室和抽汽口，后端有排汽室。根据机组的功率不同，汽缸有单缸和多缸结构。目前我国生产功率为 10万千瓦以上的汽轮机多采用多缸结构；高中压部分汽缸均为铸造结构，低压排汽缸除功率较小的机组采用铸铁结构外，大功率机组采用钢板焊接结构或小铸件和钢板焊接的组合结构。汽缸从高压向低压方向看，大体成圆筒形或圆锥形。为了便于加工、安装和检修，汽缸一般做成水平对分式，即分为上、下汽缸，水平结合面通常用法兰螺栓连
25、接。为了合理利用材料和便于加工，汽缸常按缸内压力高低沿轴分为几段，垂直结合面亦采用法兰螺栓连接大容量中间再热式汽轮机一般采用多缸，汽缸数目取决于机组的容量和单个低压汽缸所能达到的通流能力。我本次设计的汽轮机是两缸两排汽，一个高压、一个中压连接一起和一个低压缸。2、2、2、隔板和喷嘴隔板是由隔板外缘、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。隔板的作用：隔板用来固定汽轮机各级的喷嘴汽叶,并将整个汽缸间隔成若干个汽室，由隔板体、静叶片
26、和隔板外缘。考虑到拆卸方便，隔板通常做成水平中分形式，沿水平中分面对分为上、下两半块。在隔板的内圆孔处开有隔板汽封的安装槽。隔板的特点：具有足够的刚度和强度；良好的汽密封性；合理的支承与定位；结构、工艺简单，便于加工、安装和检修。隔板的类型：根据隔板的工作温度和作用在隔板两侧的蒸汽压差来决定的分为焊接隔板和铸造隔板。隔板的安装位置：可直接固定在气缸上，或固定在隔板套上，通常做成水平对分形式，内圆孔处开有隔板汽封的安装槽。隔板套用来固定隔板。隔板和隔板套的支承和定位隔板和隔板套分别用挂耳支承在隔板 套和汽缸内，挂耳可 用螺钉固定或焊接。为便于拆装 ，上隔板通过挂耳、 压块和螺钉悬挂在上 隔板内。
27、 隔板和隔板套的定位方法与转向导叶环相似，一般采用环形槽道、轴向键和支承挂耳来固定轴向、横向和竖向的位置，使隔板中心线与转子中心线重合，并留有适当间隙。 上、下隔板间的定位有以下几种结构：焊 接隔板的两半结合面是平面 ，在其中一半上做出或安置 凸键，而在另一半上加工凹 槽；对于中分面整体倾斜的 铸造隔板，可用定位对中； 对中分面阶梯倾斜(仅喷嘴部 位倾斜) 的铸造隔板，用圆柱 销定位。汽轮机喷嘴的作用是把蒸汽的热能转变成动能，也就是使蒸汽膨胀降压，增加流速，按一定方向喷射出来，推动动叶片而做功。 冲动式汽轮机中，调节级的喷嘴组安装在各自的喷嘴室出口，其它 各级的喷嘴叶栅都安装在隔板上。汽轮机的
28、隔板在于把汽缸分成若干个 汽室，使蒸汽的压力、温度逐级下降，蒸汽的热能在导叶片组成的汽道中 被转化为动能。工作时，隔板承受前后压差产生的均布载荷。 本机共有 36 级隔板，根据隔板所处的不同的蒸汽温度，选用了不同的材料和结构形式。2、2、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
29、。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：（1） 加装隔板汽封片，减少漏汽量；（2） 在动叶片根部安装径向汽封片；（3） 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。2、2、4 转子根 据 ISO 标 准 ， 由 轴 承 支 撑 的 旋 转 体 称 为
30、 转 子 。 转 子 多 为 动 力 机 械 和 工 作 机 械 中 的 主 要 旋 转部 件 。 典 型 的 转 子 有 透 平 机 械 转 子 、 电 机 转 子 、 各 种 泵 的 转 子 和 透 平 压 缩 机 的 转 子 等 。 转 子在 某 些 特 定 的 转 速 下 转 动 时 会 发 生 很 大 的 变 形 并 引 起 共 振 ， 引 起 共 振 时 的 转 速 称 为 转 子 的临 界 转 速 。 在 工 程 上 ， 工 作 转 速 低 于 第 一 阶 临 界 转 速 的 转 子 称 为 刚 性 转 子 ， 大 于 第 一 阶 临 界转 速 的 转 子 称 为 柔 性 转 子
31、 。 由 于 转 子 作 高 速 旋 转 运 动 ， 所 以 需 要 平 衡 。 静 平 衡 主 要 用 于 平 衡盘 形 转 子 的 惯 性 力 。 刚 性 转 子 的 动 平 衡 可 以 通 过 通 用 平 衡 机 来 平 衡 惯 性 力 和 惯 性 力 偶 ， 消 除转 子 在 弹 性 支 承 上 的 振 动 。 柔 性 转 子 的 动 平 衡 比 较 复 杂 ， 从 原 理 上 区 分 ， 有 振 型 平 衡 法 和 影 响系 数 法 两 类 。1,整锻式转子:叶轮和整个大轴都是由钢水一体铸造而成的，这种转子的热稳定性最好，但是制造困难麻烦。而且出了问题修复困难。2，焊接式转子：这种转
32、子是一段一段焊接起来的，热稳定性也好，但是对焊接技术要求很高。3，套装式转子，这种转子的叶轮是通过热套套在大轴上的，制造成本低，但是在高温下容易松动，通常只用于中小型机组中。2 25 叶片叶片按用途可分为动叶片（又称工作叶片，简称叶片）和静叶片（又称喷嘴叶片）两种。动叶片安装在转子叶轮上（冲动式汽轮机）或转鼓（反动式汽轮机）上，是将蒸汽的动能（或热能）转换成旋转机械能的主要部件，接受喷嘴叶栅射出的高速汽流，把蒸汽的动能转换成机械能，使转子旋转。静叶片安装在隔板或汽缸上，在反动式汽轮机中，起喷嘴作用；在速度级中，作导向叶片，使汽流改变方向，引导蒸汽进入下一列动叶片。叶片是汽轮机中数量和种类最多的
33、关键零件，其结构型线、工作状态将直接影响能量转换效率，因此其加工精度要求高，它所占的加工量约为整个汽轮机加工量的 30%，可批量生产。第三章 热力系统的设计3.1 主、再热蒸汽系统主蒸汽系统：发电厂主蒸汽管道所输送的工质流量大、参数高，因此对发电厂运行的安全性和经济性影响大。对其要求是：系统简单；工作安全、可靠；运行调度灵活，便于切换；便于检修、扩建；投资和运行费用最省。发电厂常用的主蒸汽管道系统有以下四种形式：集中母管制系统切换母管制系统单元制系统扩大单元制系统。再热蒸汽系统：再热蒸汽系统是指从汽轮机高压缸排汽口经锅炉再热器至汽轮机中压联合汽门前的全部蒸汽管道和分支管道。按再热蒸汽温度的高、
34、低，分为再热冷段和再热热段蒸汽系统，再热冷段蒸汽系统是指从汽轮机高压缸排汽口到锅炉再热器进口联箱的再热蒸汽管道及其分支管道，再热热段蒸汽系统是指从锅炉再热器出口联箱至汽轮机中压缸进汽门之间的再热蒸汽管道及其分支管。现代大型机组广泛应用单元制系统。随着机组容量的增大，锅炉炉膛宽度加大，烟气流量、温度分配不均，造成主蒸汽、再热蒸汽两侧的气温偏差和压力偏差增大。机组运行中，过大的温度偏差，会使汽缸等高温部件受热不均，造成汽缸变形，严重时会引起动静摩擦损坏设备；过大的压力偏差，将会引起汽轮机机头因受力不均发生偏转位移，致使汽轮机产生强烈振动。国际电工协会规定，最大允许气温偏差为：持久性的为 15，瞬时
35、性的为 42。因此，单元制主蒸汽、再热蒸汽系统要求有混温措施，它分为双管式系统，单元双管式系统和双管单管双管式系统三种形式。双管式系统可以避免用管壁厚、管径大的主蒸汽和再热蒸汽管道及大口径阀门，以节省投资，并使蒸汽流速在允许范围内，不造成过大的蒸汽流动压降，若相同流量，双管的总重量与单管相近。另外除氧器除氧器的主要作用是除去锅炉给水中的氧气和其它不凝结气体，以保证给水的品质。若水中溶解氧气，就会使与水接触的金属被腐蚀，同时在热交换器中若有气体聚积，将使传热的热阻增加，降低设备的传热效果。因此水中溶解有任何气体都是不利的，尤其是氧气，它将直接威胁设备的安全运行。在火电厂采用热力除氧，除氧器本身又
36、是给水回热系统中的一个混合式加热器，同时高压加热器的疏水、化学补水及全厂各处水质合格的高压疏水、排汽等均可汇入除氧器加以利用，减少发电厂的汽水损失。一、无头除氧器工作原理来自低压加热器的主凝结水（含补充水）经进水调节阀调节后，进入除氧器，与其他各路疏水在除氧器内混合，经喷头或多孔管喷出，形成伞状水膜，与由下而上的加热蒸汽进行混合式传热和传质，给水迅速达到工作压力下的饱和温度。此时，水中的大部份溶氧及其他气体基本上被解析出来，达到除氧的目的。从水中析出的溶氧及其他气体则不断地从除氧器顶部的排汽管随余汽排出器外。进入除氧器的高加疏水也将有一部分水闪蒸汽化作为加热汽源，所有的加热蒸汽在放出热量后被冷
37、凝为凝结水，与除氧水混合后一起向下经出水口流出。为了使除氧器内的水温保持在工作压力下的饱和温度，可通过再沸管引入加热蒸汽至除氧器内。除氧水则由出水管经给水泵升压后进入高压加热器二、除氧设备技术参数除氧器的型式为：无头卧式，型号为：YC2010。主要技术参数如下：设计出力2010t/h、最大出力 2110t/h，设计压力为 1.33MPa 、设计温度为：376滑压运行范围 0.151.012MPa。三、 除氧设备的结构 21、除氧器结构本除氧器为卧式双封头、喷头、再热沸腾管结构。外直径为 3850mm，总长约31800mm，总高 5660mm。外壳封头壁厚为 28mm，筒身壁厚为 25mm，材质
38、均为16MnR。左、右封头上装设有 DN600 的人孔，供检修除氧器内件用。筒身顶上设有DN250 的安全阀二只及其它接口。内件主要由混合水室，喷头，再热沸腾管，及下水管等组成。除氧器设三个支座，两端滚动，中间限位。相邻两支座间距为10000mm，筒体下方装设了防涡流装置的出水口三个及放水口等，筒身上还装设有单室平衡容器，就地磁翻板水位计，就地温度计，压力表等配套附件。在除氧系统上还装配有进水调节阀，进汽调节阀，溢流电动调节阀等。除氧器共布置有两只进口喷头（流量为 1200t/h，由荷兰 STORK 公司进口），由于喷头弧形圆盘的调节作用，当机组负荷大时，喷头内外压差增大，弧形圆盘开度亦增大，
39、流量随之增大。当机组负荷小时，喷头压差降低，弧形圆盘开度亦减少，流量随之减少。使喷出的水膜始终保持稳定的形态，以适应机组滑压运行。四、除氧设备的启动1、启动前的检查1）确认真空泵启动许可条件均满足，汽轮机轴封汽已投运，轴封压力正常。（2）从 DCS 画面上启动真空泵运行，检查真空泵进口负压应逐渐增大，入口气动阀自动打开。（3）检查真空泵电动机启动电流和返回时间正常、轴承振动、气水分离器水位和排气正常（4）检查板式热交换器工作正常，真空泵入口密封水温度正常。（5）按同样步骤，依次启动另外两台真空泵。（6）当机组真空正常后，根据情况停用一台真空泵作备用。（7）启动真空系统可以用真空泵启动功能组投入
40、。2、除氧器的投入步骤（1）确认除氧器启动排气电动门、连续排气旁路门在开启位置。（2）当凝结水系统冲洗合格后，开启除氧器冲洗放水门，除氧器上水冲洗.（3）除氧器水质合格后，将水位降至-900mm，关闭除氧器冲洗放水门。（4）投除氧器辅汽加热，开启辅汽至除氧器调门前后隔离门，缓慢开启辅汽至除氧器压力调节阀，控制除氧器给水温升率不大于 4.26/min ，加热过程中注意除氧器振动情况，如振动大时，应减缓加热速度（5）除氧器投加热过程中，继续用凝结水泵将除氧器上水至正常水位。（6）当除氧器水温达到 100以后，关闭启动排气电动门，将辅汽至除氧器压力调节阀投入自动，检查除氧器温升率不大于 4.26/m
41、in ，除氧器压力逐渐上升到0.147MPa。（7）辅汽加热过程中，应控制除氧器水位，如凝汽器未建立真空，禁止开启溢流、放水至凝汽器电动阀（8）凝结水系统启动后，根据需要，除氧器水位调节投自动。（9）当四抽压力达到 0.147MPa，检查除氧器压力、水位正常，开启四段抽汽至除氧器电动阀，除氧器由辅汽切至四抽供汽，辅汽至除氧器压力调节阀关闭，除氧器由定压运行变为滑压运行。（10）当四段抽汽电动阀后逆止阀已开后，应检查四段抽汽至除氧器电动阀前气动疏水阀关闭。（11）根据给水含氧量调节除氧器的连续排气电动门。3、除氧器的停运（1）当负荷小于 20额定负荷时，除氧器由四抽切换为辅汽加热，维持0.147
42、MPa 定压运行。（2）当机组停止运行后，根据具体情况决定是否停止除氧器上水。（3）除氧器若停运两个月以上，应采用充氮保护，切断一切汽源、水源，放尽水箱余水，关闭放水阀，全面隔离后开启充氮总门和隔离门，对除氧器充氮并维持一定压力。五、除氧设备的正常运行(1) 当机组正常运行后，关闭除氧器顶部排汽管路上的二只电动截止阀，排汽经节流孔板排出。(2) 汽轮机甩负荷时，当机组进入除氧设备的抽汽压力小于 0.15MPa 时应自动关闭抽汽门，紧急打开备用汽源并投自动压力调节使除氧设备维持在 0.15MPa 压力下定压运行。当给水泵停运时关闭备用汽源，关闭进、出水阀门，除氧设备进入停运状态。(3) 除氧设备
43、在正常运行情况下如发现出水含氧量不合格时，可适当开大排气阀开度。(4) 运行中应经常监督水位，使之应保持在正常水位值，当水位过高或过低时自动水位调节器应该动作，如发生故障应及时处理。.(5) 正常运行时，各种阀门、水位表、压力表、温度计等应该齐全，灵敏和可靠，并应经常检查。(6) 按运行规程要求定时检测并记录除氧设备运行压力、温度、水位、出水含氧量和出力等参数.六、除氧器联锁保护(1）当除氧器水位升高到高值时，报警。（2）当除氧器水位升高到高值时，联锁开启除氧器溢放水至凝汽器电动门。（3）当除氧器水位升高到高值时，联开#3 高加危急疏水调节门、联关四段抽汽至除氧器电动门和四抽逆止门 1、2 及
44、 4 抽电动总门。七、加热汽源的调节当机组采用滑压运行时，作加热汽源的汽机四段抽汽至除氧器管道上不装设调节阀，除氧器内工作压力随四段抽汽压变化而相应变化。此时，调节阀装设在备用汽源至除氧器的管道上。若四段抽汽压力降至 0.147MPa 时，除氧器汽源应自动切换至辅助汽源，此时，除氧器作定压运行。压力信号由装在除氧器上信号管发出，再通过电子仪表控制进汽调节阀，当机组负荷上升，四段抽汽压力回升到 0.147Mpa 时，辅助汽源亦应自动切换至四段抽汽。当机组作定压运行时，调节阀装设在加热蒸汽汽源前，压力信号由除氧器发出，再通过电子仪表控制进汽调节阀。压力信号亦引至集控室压力表，供运行人员监视用.八、
45、除氧设备的停运保护除氧设备若停运在一周以内者，可以稍开备用汽源并关闭其它各种汽、水进出阀，进行热态保护，内部压力可维持在 0.02MPa 。当设备较长时间停运（一周以上）时，应放净内部积水进行充氮保护，维护充氮压力 0.02MPa ，或采用其它保护措施（如放防防腐剂等），以防除氧器内壁受氧气或其它有害气体的侵蚀。除氧器(作用)用它来除去锅炉给水中的氧气及其它气体,保证给水的品质 ,同时除氧器本身又是给水回热系统中的一个混合式加热器,起了加热给水、提高给水温度作用。2、除氧器工作原理：（膜式除氧器）?膜式除氧器应用了射流和旋转技术，并采用了比表面积很大的填料液汽网盒。除氧器总体设计成两级除氧结构
46、。第一级：除氧装置由起膜装置和淋水箅子所组成汽轮机的凝结水和化学补充水以及其它低于饱和温度下的各种疏水都进入起膜装置的水室中混合，混合后的水经过固定在上、下管板上的起膜喷管的喷孔以射流方式在起膜喷管的内壁上形成高速向下旋转的水膜。向下流动的水膜与上升的加热蒸汽接触后产生强烈的热交换过程，当旋转的水膜流出起膜管时，水温基本上接近了饱和温度，水中的溶解氧将被除掉 90%95%。水膜流出起膜管后形成椎形裙体，并在重力和蒸汽流的作用下被冲破而形成水滴，降落在淋水箅子上淋水箅子由五层 3030等边角钢构成，除氧水经过各层箅子同蒸汽进一步的进行热交换，同时也为除氧水进入液体网填料盒进行均匀分配。液汽网填料
47、盒是除氧器第二级除氧装置。液汽网填料盒根据实际情况设计成单层或双层。液汽网是一种新型高效填料，它是由不锈钢扁丝（0.10.4）以 形编织成的网套，把液体网按其自然状态盘成圆盘，圆盘直径相当于液汽网盒框体的内径，在圆盘的上下用扁钢和 14钢筋将其固装在液汽网的框体内，除氧水经过液汽网盒使汽水更加充分接触，可将水中溶解最大限度地高析出来，这一除氧过程保证了除氧器在变工况运行时的适应性能和稳定性能。高压加热器由壳体和管系两大部分组成，在壳体内腔上部设置蒸汽凝结段，下部设置疏水冷却段，进、出水管顶端设置给水进口和给水出口。当过热蒸汽由进口进入壳体后即可将上部主螺管内的给水加热，蒸汽凝结为水后，凝结的热
48、水又可将下部疏冷螺管内的部分给水加热，被利用后的凝结水经疏水出口被疏流出体外。本装置具有能耗低，结构紧凑，占用面积少，耗用材料省等显著优点，并能够较严格控制疏水水位，疏水流速和缩小疏水端差。一、高压加热器是怎样加热的高压加热器就是一台管板式加热器，水在管内流动，汽轮机的抽汽在管外流动，依靠二者的相互流动而传热将水加热。抽汽放热后的凝结水（疏水）依靠疏水阀排除，以维持一定的水位。对，高加内的水管就是蛇形管。二、高压加热器的用途： 高压给水加热器是引入来自汽轮机中抽出的蒸汽来加热锅炉给水，使给水达到所要求的温度，从而保证机组的出力和提高电厂循环热效率。 三、高压加热器结构形式： 高压给水加热器形式
49、多样，有倒置立式螺旋管、顺置立式 U 形管、卧式 U 形管等，传热结构根据参数不同分别采用一、二或三段式传热(过热蒸汽冷凝段、饱和蒸汽冷凝段及疏水冷却段)，并配置安全保护控制设备。 四、高压加热器的特点： 1、温差应力小2、传热面积裕量大3、防冲装置采用不锈钢挡板4、管束设有防振措施5、强度可靠6、管子与管板胀接与焊接质量稳定、效率高7、管板进行堆焊8、换热管端部采用不锈钢防磨套管9、充氮保护轴封系统 一、轴封蒸汽系统的作用汽轮机在各种运行工况下，轴封凝结水系统一、凝结水系统的主要作用是把凝结水从凝汽器热井送到除氧器。凝结水系统一般由凝结水泵、轴封加热器、低压加热器等主要设备及其连接管道组成。一般机组的凝结水系统具有以下特点：（1）设两台为 100的凝结水泵或本体疏水系统300MW 机组的汽轮机本体疏水系统。该系统设有高、中、低三个汽轮机本体疏水扩容器，扩容后蒸汽进入凝汽器颈部，水引入凝汽器热井。高压疏水扩容器两侧装设两个进水连箱供以下疏水进入：汽轮机高压汽缸和夹层疏水，第一、二级抽汽管道疏水，高压缸排汽止回阀前再热冷段管道疏水，主汽阀后主蒸汽联通管及调解门后导汽管疏水
