- 调试工程
- 工程造价员网 张国栋主编
- 37613字
- 2020-08-28 01:32:32
1.2 汽机分系统调试
第一部分 说明释义
一、工作内容
1.2.1 蒸汽系统调试
蒸汽系统调试包括辅助蒸汽系统,抽汽回热系统,轴封蒸汽系统和法兰、螺栓及汽缸加热系统调试。
(1)辅助蒸汽系统调试的工作内容。①热工信号及联锁保护校验。②辅助蒸汽系统管道蒸汽冲管。③辅助蒸汽系统及减温水管道冲洗。④配合辅助蒸汽系统安全门热态校验。⑤减温减压装置投运及调整。⑥系统投运及动态调整。
【释义】 减温减压装置:图1-7为减温减压装置的工作原理示意图。压力、温度较高的新蒸汽首先经节流门节流降压,然后喷入减温水,使新蒸汽的压力、温度降至规定值。减温水来自高压给水泵的出口或将凝结水泵出口的凝结水经专门减温水泵升压后作为减温水。
图1-7 减温减压装置工作示意图
火力发电厂中的减温减压装置有以下几方面的作用。
①在对外供热系统中,减温减压装置可以补充汽轮机抽汽的不足,此外,还可作为备用汽源,当汽轮机检修或事故停运时,它将锅炉的新蒸汽减温减压,以保证热用户的用汽。
②在大容量中间再热式汽轮机组的旁路系统中,当机组启动、停机或发生故障时,它可起调节和保护的作用。
③电厂内所装的厂用减温减压器可做厂用低压用汽的汽源。
④电厂中装设点火减温减压器用于回收锅炉点火的排汽。
图1-8为减温减压装置。其减压系统由减压阀1和节流孔板2组成。减温系统由混合管3、喷嘴4、给水分配阀5、给水节流装置6、截止阀7、止回阀8组成。安全保护装置由主安全阀9、脉冲安全阀10、压力表11、温度计12和蒸汽管组成。
图1-8 减温减压装置
1—减压阀;2—节流孔板;3—混合管;4—喷嘴;5—给水分配阀;6—给水节流装置;7—截止阀;8—止回阀;9—主安全阀;10—脉冲安全阀;11—压力表;12—温度计;13—蒸汽管道;14—出口阀;15—疏水排出系统;L1—减压系统长度;L2—减温系统长度;L3—安全装置长度
蒸汽的减压过程是靠减压阀、节流孔板来实现的。所需要的减压级数由进口的蒸汽压力与出口蒸汽压力的差值来决定,一般每经过一级减压后,压力大致降落为减压前压力的一半。
减温系统采用带机械喷嘴的文氏管式喷水减温器。减温水经节流装置、给水分配阀而注入喷嘴。为了改善给水分配阀的调节性能,使流过节流装置的给水流量保持不变,剩余的水由给水分配阀的另一通路流回水箱或除氧器。为了维持出口蒸汽参数确定,要求进口蒸汽流量的变动不得太大(一般可比正常流量小20%左右)。
为了保持供汽压力稳定,防止由于压力调节器失灵使供汽设备超压,在减温减压器上设有安全阀。安全阀的类型有全启式双杠杆安全阀、脉冲安全阀、主安全阀组成的冲量式装置等。当减压后的管道压力超过规定数值时,安全阀动作,将蒸汽排至大气,保证了减温减压器及供热管道的安全。
安全门:是锅炉上重要的安全附件。当锅炉内介质压力超过允许值时,安全门自动开启,排汽泄压,同时发出声响警报,提醒司炉火工人及时采取措施,使锅内压力降低。当锅内压力下降到规定的正常值时,安全阀自动关闭,使锅内压力控制在允许的压力范围之内。
(2)抽汽回热系统调试的工作内容。①热工信号及联锁保护校验。②系统管道冲洗。③低压加热器自动疏水装置调整及投用。④高压加热器自动疏水装置调整及投用。⑤低压加热器危急疏水装置调整及投用。⑥高压加热器危急疏水装置调整及投用。⑦抽汽逆止门控制系统调整。⑧系统投运。
【释义】 低压加热器:卧式U形管加热器的受热面一般由黄铜管或钢管组成。目前,大型机组多采用不锈钢管。加热器的管子胀接在管板上,管系固定在半圆形导向隔板的骨架和加强筋上,圆筒形外壳由钢板焊接而成。图1-9为卧式U形管低压加热器结构图。汽室的筒体部分由钢板卷制焊接而成,球形封头部分由钢板冲压而成。管系胀接在钢制管板上,胀管长度一般为管板厚度的80%,U形管系固定在半圆形导向隔板的骨架及十字形加强筋上。隔板的作用是引导蒸汽沿流程作S形流动,以提高传热效果并防止管系振动。水室内也有挡板,将其分离成3个腔,使主凝结水在管子中经过双流程。U形管结构能自补偿热膨胀,便于布置、检修及堵漏。
图1-9 卧式U形管低压加热器结构图
1—蒸汽冷却段;2—凝结段;3—疏水冷却段;4—管板;5—管系;6—导向隔板;7—水室;8—蒸汽进口;9—水侧出口;10—水侧入口;11—汽侧排空门;12—上级疏水进口;13—事故疏水口;14—疏水出口;15—空气抽出口;16—就地水位计;17—滑动支架;18—检修人孔;19—固定支架
汽轮机抽汽从进汽管进入壳体内,在蒸汽进口正对管系处装有挡汽板,以分散汽流流速,减小冲击力,使蒸汽入口处的管系不致受到严重的冲刷和侵蚀。在有内置式蒸汽冷却器的加热器中,蒸汽先经过过热段,再进入凝结段,并沿导向隔板形成的流向,横向掠过管系,把热量传给凝结水,蒸汽则被冷却而凝结成疏水,汇集在壳体下部,从疏水排出口排出去。内置式疏水冷却器的加热器中专门设有疏水冷却段,将疏水冷却后再排出去。
随蒸汽一起进入壳体内的还有少量不凝结的气体,这些气体聚集起来形成空气层就会恶化传热效果,所以在壳体上设有抽空气管。
自后一级加热器来的疏水引入口的位置,应不高于正常的疏水水位。为了使疏水平稳地引入,防止翻腾,减少热量损失,在其引入加热内的一段管子上开有许多小孔,小孔的直径为引入管道直径的1/10~1/5。
高压加热器:图1-10为高压加热器结构图,该加热器是表面卧式双流程加热器。U形管形成受热面,布置成双管束,用管板固定,作成两个换热区。一个是用蒸汽疏水来加热给水,而在第二个加热器中,给水被即将冷凝的蒸汽加热。加热器的外壳采用整体焊接,不可拆卸,水室上备有人孔,以检查水侧内部,尤其是检查管子的严密性。
图1-10 UPG系列高压加热器结构图
加热器包括下列部件:管道系统、蒸汽室外壳和装在蒸汽室外壳中的蒸汽凝结水冷却器、水室。
管道系统由管板、U形管束、管束的支撑结构,支撑件由轴向(或纵向)部件组成。蒸汽室外壳由圆筒形外壳构成,用椭圆形的底封闭,焊接在管板上,外壳上备用连接短管、支座、支撑管束的内部部件和导入上一级加热器的疏水管路。在管束支撑结构的下部装入了一台卧式凝结水(疏水)冷却器,它包括外壳及支撑板,外管来的水经U形管的下半部从其中通过,导流板迫使水平的蒸汽凝结水流经管子外侧,其流向与管子中水的流向相反,水室包括一个焊在管板上的半球形盖,还有连接水管的管接头,人孔短管。带有人孔的内水室装在水室的进水口处。
加热器设计中没有考虑水流量的调整和限制,U形管中1~3m/s的水速由协同工作系统的调整来实现。加热器内外两管束间水量的分配由这两管束中U形管的相互联系而决定;加热蒸汽流量由当时存在于加热器中的热交换状态所决定。蒸汽凝结水量在疏水口得到控制,在任何运行方式下都保证凝结水位在冷却区之上。
启动时,空气和在加热器运行期间的残余蒸汽被吸收到为数不多的开孔管子中,这些管子位于管束中间,吸气管接到一个装置上,此装置内的压力在孔板或除氧器的作用下,保持其低于加热器内部压力。
上一级加热器的蒸汽凝结水可以导入下一级加热器,在此情况下,凝结水进入位于加热器外壳内的穿孔胀管,凝结水在膨胀管外从蒸汽中分离出来,在通过节流阀时存在能量损失。
疏水器:蒸汽疏水器的作用是自动阻止蒸汽逸漏而且迅速地排出用热设备及管道中的凝水,同时能排除系统中积留的空气和其他不凝性气体。
根据疏水器作用原理的不同,可分为三种类型,即机械型疏水器、热动力型疏水器和热静力型(恒温型)疏水器。
①机械型疏水器指利用蒸汽和凝水的密度不同而形成凝水液体,以控制凝水排水孔自动启闭工作的疏水器。主要产品有浮筒式、钟形浮子式、自由浮球式、倒吊筒式疏水器等。
②热动力型疏水器指利用蒸汽和凝水热动力学(流动)特性的不同来工作的疏水器。主要产品有圆盘式、脉冲式、孔板或迷宫式疏水器等。
③热静力型疏水器指利用蒸汽和凝水的温度不同引起恒温元件膨胀或变形来工作的疏水器。主要产品有波纹管式、双金属片式和液体膨胀式疏水器等。
逆止门:也叫止回阀。
止回阀的工作过程是利用流体的压力推开阀芯,使它呈开启状态,流体即正向流动;当流体逆流时,阀芯即自动下降,呈关闭状态,从而阻止流体逆向流动。止回阀常用于锅炉汽水管道上,通常有三种形式:旋启式止回阀、升降式止回阀、弹簧式止回阀。
①旋启式止回阀又叫摆动式止回阀,在阀室内有一个可以摆动的摆杆,摆杆的一端固定在阀芯上部的摆轴上,另一端用螺栓将其与阀芯固定起来,使阀芯随着摆动,达到关闭或开启管道的通路。
②升降式止回阀又叫圆盘式止回阀。短阀杆固定在阀芯上,在阀盖上有导向槽,可使短阀杆沿导向槽上下滑动,从而带动阀芯在阀壳内上下运动,开启或关闭管道的通路。
③弹簧式止回阀。这种止回阀在结构上与升降式止回阀基本相同,所不同的是在短阀杆的上端加装了一个弹簧。弹簧力的作用可使阀芯与阀座结合得更严密。弹簧式止回阀使用可靠,经久耐用,维修方便,可以任意方位安装,它是一种适用性比较广泛的止回阀。
(3)轴封蒸汽系统调试的工作内容。①热工信号及联锁保护校验。②系统轴封汽管道冲管。③系统减温水管道冲洗。④供汽减温减压装置调整。⑤轴封压力装置调整。⑥轴封汽冷却器(轴加)投运及轴凝风机试转与负压调整。⑦系统投运。⑧轴封汽加热装置调试。
【释义】 轴封汽系统:汽轮机运行时,转子高速旋转,汽缸及隔板(或静叶环)等固定不动,所以为了避免动、静部件发生碰磨,转子和汽缸等之间就必须留有适当的间隙,然而间隙的存在就必然导致漏汽(或漏气),这样不仅会降低机组效率,还会影响机组的安全运行。为了减少蒸汽泄漏和防止空气漏入,需要有密封装置,通常称为汽封。汽封按其安装位置的不同,可分为通流部分汽封、隔板(或静叶环)汽封、轴端汽封。反动式汽轮机还装有高、中压平衡活塞汽封和低压平衡活塞汽封。
汽封的结构型式有曲径式、碳精式、水封式等。目前,大部分汽轮机均采用曲径式汽封,也称迷宫汽封,它可分为以下几种结构形式:梳齿形、J形(又叫伞柄形)、枞树形。此外,还有一类新型汽封,主要有可调汽封、多齿汽封及椭圆汽封等。曲径汽封一般由汽封管(也叫汽封体)、汽封环及轴套(或称汽封套筒)三部分组成。汽封套固定在汽缸上,内圈有T形槽道,隔板汽封一般不用汽封套,而是在隔板体上直接车有T形槽;汽封环一般由6~8块汽封块组成,装在汽封套T形槽道内,并用弹簧片压住;在汽封环的内圆和轴套(或轴颈)上,有相互配合的梳齿及凹凸肩,形成蒸汽曲道和膨胀室。蒸汽在通过这些汽封和相应的汽封凸肩时,在依次相连的狭窄通道中反复节流,逐步降压和膨胀,以减少蒸汽的泄漏量。可调汽封在松弛状态时保持较大间隙,以适应启停要求,在正常运行时维持较小的间隙,以减少漏汽损失。
(1)通流部分汽封
在汽轮机的通流部分,由于动叶顶部与汽缸壁面(或静叶持环)之间存在着间隙,动叶栅根部与隔板(或静叶持环)壁面之间也存在着间隙,而动叶两侧又具有一定的压差,所以在动叶顶部和根部必然会有蒸汽的泄漏,为减少这部分蒸汽的漏汽损失,设置有通流部分汽封。
通流部分汽封包括动叶围带处的径向、轴向汽封和动叶根部处的轴向汽封。一般围带汽封间隙较小,约为1mm左右;考虑到动静部分的相对膨胀,轴向间隙设计的较大,为6~10mm。
(2)隔板(或静叶环)汽封
冲动式汽轮机隔板前后压差较大,隔板与主轴之间又存在着间隙。所以必定有一部分蒸汽从隔板前通过间隙漏到隔板后面与叶轮之间的汽室里。由于这部分蒸汽不通过喷嘴,同时还会恶化蒸汽主流的流动状态,从而形成隔板漏汽损失。为了减少该漏汽损失,必须将间隙设计得小一点,故设置有隔板汽封,通常其间隙为0.6mm左右,汽封片一般较多。隔板汽封环装在隔板体内圆的汽封槽中,汽封一般多采用梳齿式。
反动式汽轮机无隔板结构,只有单只静叶环结构,静叶环内圆处的汽封称为静叶环汽封,隔板汽封和静叶环汽封统称静叶汽封。静叶环汽封径向间隙一般设计为1.0mm。
(3)轴端汽封
为了减少或防止由于轴端漏气(或漏气)而引起汽轮机效率的降低,在转子穿过汽缸的两端均设置有汽封,这种汽封称轴端汽封,简称轴封。高压轴封用来防止蒸汽漏出汽缸,而造成工质损失,恶化运行环境;低压轴封用来防止空气漏入低压缸内,避免影响汽轮机的经济和安全运行。
大型汽轮机的轴封比较长,通常分成若干段,相邻两段之间有一环形腔室,可以布置引出或引入蒸汽的管道。因此,轴端汽封必须和相应的轴封系统配合工作才能有效地确保汽封功能的实现。
(4)平衡活塞汽封
为减小汽轮机的轴向推力,反动式汽轮机往往设置了平衡活塞,为在平衡活塞两侧形成压差并减少蒸汽的泄漏,在高、中、低压平衡活塞处均设有汽封。平衡活塞汽封体均制成两半,支承在高、中压缸内缸上。
平衡活塞汽封采用高低齿汽封,由于压降较大,齿数较多,故做成若干个汽封环,分别嵌在平衡活塞汽封持环的环形槽道内,并采用弹性支承。
(5)轴封系统
在汽轮机的高低压端虽然都设有轴端汽封,能减少蒸汽漏出(或空气漏入),但漏汽现象仍不可能完全消除。为了防止和减少这种漏汽现象,以保证机组的正常启停及运行,以及回收漏汽和利用漏汽的热量,减少系统的工质损失和热量损失,汽轮机均设有由轴端汽封加上与之相连接的管道、阀门及附属设备组成的轴封系统。
汽轮机的型式不同,轴封系统也就各不相同,主要取决于汽轮机进汽参数和回热系统连接方式等因素。大、中型汽轮机都采用具有自动调节轴封蒸汽压力装置的闭式轴封系统。轴封系统所需要的蒸汽与汽轮机的负荷有关,通常情况下,轴封供汽母管压力应维持在0.02~0.027MPa(表压)。
风机:按其作用原理可分为两类。
①叶片(透平)式风机。靠叶轮的高速旋转提高气体的压力和速度,随后在固定元件内使一部分动能进一步转换为压能从而完成气体输送的风机。属于这类的风机有离心式风机、轴流式风机和混流式风机。
②容积式风机。靠周期性改变工作室容积使气体体积减小而提高压力从而完成对气体输送的风机。工作室容积的改变有往复和回转两种方式。属于往复式的有活塞式、自由活塞式、隔膜式风机;属于回转式的有滑片式、螺杆式、罗茨式风机。
(4)法兰、螺栓及汽缸加热系统调试的工作内容。①系统管道冲洗及阀门调整。②配合安全门热态校验。③系统投、停及动态调整。
【释义】 汽缸也就是汽轮机的外壳,是汽轮机静子部件的主要部件。其作用是将汽轮机的通流部分与大气隔开,以形成将蒸汽热能转换为机械能的封闭汽室。汽缸内部装有喷嘴室、喷嘴(静叶)、隔板(静叶环)、隔板套(静叶持环)、汽封等部件;外连进汽、排汽、回热油汽等管道以及支承座架等。汽缸工作时受力情况十分复杂,除承受内外蒸汽的压差以及汽缸本身和装在其中的各零部件的质量等静载荷外,还要承受蒸汽流出静叶时对静叶部分的反作用力,各种连接管道冷热状态下对汽缸的作用力以及沿汽缸轴向、径向温度分布不均匀所引起的热应力。特别是在机组快速启停和工况变化时,温度变化大,在汽缸和法兰中产生很大的热应力和热变形。
由于汽缸形状复杂,高压汽缸内部又处于高温、高压蒸汽的作用下,因此,在其结构设计时,缸壁必须具有一定的厚度,以满足强度和刚度的要求。水平法兰的厚度则更大,以保证结合面的严密性。汽缸的形体在设计上应力求简单、均匀、对称,使其能顺畅地膨胀和收缩,以减小热应力和应力集中,并且保证具有良好的密封性能。此外,还要保持静止部分与转动部分处于同心状态,并保持合理的间隙。低压缸则需要有良好的刚性和气动性能,使排汽损失最小,同时要能克服运行时大气压力、凝汽器水重、抽真空力等对其的影响。
按照汽轮机的型式、容量、蒸汽参数、是否采用中间再热及制造厂家的不同,汽缸的结构也有多种形式。根据进汽参数的不同,可分为高压缸、中压缸和低压缸;按每个汽缸的内部层次可分为单层缸、双层缸和三层缸;按通流部分在汽缸内的布置方式可分为顺向布置、反向布置和对称分流布置;按汽缸形状可分为有水平结合面的或无水平结合面的则可分为圆筒形、圆锥形、阶梯圆筒形或球形等等。
螺钉:圆柱形或圆锥形金属杆上带螺纹的零件。也叫螺丝钉或螺丝。
法兰:管道上起连接作用的一种部件。这种连接形式的应用范围非常广泛,如管道与工艺设备连接,管道上法兰阀门及附件的连接。采用法兰连接既有安装拆卸的灵活性,又有可靠的密封性。法兰种类很多。
(1)平焊法兰
这是最常用的一种。这种法兰与管子的固定方法是将法兰套在管端,焊接法兰里口和外口,使法兰固定,适用公称压力不超过2.5MPa。用于碳素钢管道连接的平焊法兰,一般用Q235和20号钢板制造;用于不锈耐酸钢管管道上的平焊法兰应用与管子材质相同的不锈耐酸钢板制造。平焊钢法兰密封面一般都为光滑式,密封面上加工钢有浅沟槽,通常称为水线。平焊钢法兰的规格范围如下:公称压力PN0.25MPa的为DN10~DN1600;PN0.6MPa的为DN10~DN1000;PN1.0~PN1.6MPa的为DN10~DN600;PN2.5MPa的为DN10~DN500。
(2)对焊法兰
也称高颈法兰和大尾巴法兰,它的强度大,不易变形,密封性能较好,有多种形式的密封圈,适用的压力范围很广。光滑式对焊法兰,其公称压力为2.5MPa以下,规格范围为DN10~DN800。凹凸式密封对焊法兰,由于凹凸密封面严密性强、承受的压力大,每副法兰的密封面必须一个是凹面,另一个是凸面。常用公称压力范围为4.0~16.0MPa,规格范围为DN15~DN400。榫槽式密封面对焊法兰密封性能好,结构形式类似凹凸式密封面法兰,也是一副法兰必须两个配套使用。公称压力范围1.6~6.4MPa,规格范围DN15~DN400。梯形槽式密封面对焊法兰在石油工业管道比较常用,承受压力大,常用在公称压力为6.4MPa和16MPa,规格范围为DN15~DN250。上述各种密封对焊法兰,是按其密封面的形式不同而加以区别的。从安装角度看,不论是哪种形式的对焊法兰,其连接方式是相同的,因而所耗用的人工、材料和机械台班,基本上是一致的。
(3)管口翻边活动法兰
也称卷边松套法兰。这种法兰与管道不直接焊接在一起,而是以管口翻边为密封接触面,套紧法兰起紧固作用,多用于铜、铅等有色金属及不锈耐酸钢管道上。其最大优点是法兰可以自由活动,法兰穿螺栓时非常方便,其缺点是不能承受较大的压力。适用于公称压力0.6MPa以下的管道连接,规格范围为DN10~DN500,法兰材料为Q235号碳钢。
(4)焊环活动法兰
也称焊环松套法兰。它是将与管子相同材质的焊环直接焊在管端,利用焊环作密封面,其密封面有光滑式和榫槽式两种。焊环法兰多用于管壁较厚的不锈钢管和钢管法兰的连接。法兰的材料为Q235和Q255碳素钢。其公称压力和规格范围如下:PN0.25MPa为DN10~DN450;PN10MPa为DN10~DN300;PN1.6MPa为DN10~DN200。
(5)螺纹法兰
是用螺纹与管端连接的法兰,有高压和低压两种。低压螺纹法兰,包括钢制和铸铁制造两种,随着工业的发展,低压螺纹法兰已被平焊法兰所代替,除特殊情况外,基本不采用。高压螺纹法兰,密封面由管端与透镜垫圈形成,对螺纹与管端垫圈接触面的加工要求精密度很高,适用压力为PN22.0MPa、PN32.0MPa,其规格范围为DN6~DN150。
(6)其他法兰
①对焊翻边短活动法兰。其结构形式与翻边活动法兰基本相同,不同之处是它不在管端直接翻边,而是在管端焊成一个成品翻边,其质量较好,密封面平整,适用压力在2.5MPa以下的管道连接管,规格范围是DN15~DN300。
②插入焊法兰。其结构形式与平焊法兰基本相同,不同之处在于法兰口内有一环形凸台。插入焊法兰适用压力在1.6MPa以下,其规格范围为DN15~DN800。
③铸铁两半式活动法兰。这种法兰可以灵活拆卸,随时更换。它是利用管端两个平面紧密结合以达到密封效果,适用压力较低的管端,如陶瓷管道的连接,其规格范围内DN25~DN300。
1.2.2 给水系统调试
给水系统调试包括凝结水及补给水系统、除氧给水系统、前置泵系统、电动给水泵、汽动给水泵调试。
(1)凝结水及补给水系统调试的工作内容。①热工信号及联锁保护校验。②凝结水泵试转(变频改造后的凝结水泵须进行不同转速的试转)及再循环系统调整。③系统管道水冲洗及阀门调整。④凝结水输送泵试转及系统调整。⑤凝结水输送系统水冲洗及系统阀门调整。⑥凝结水补给水系统试运及凝结水箱自动补给水调节器投运调整。⑦系统投运及动态调整。
【释义】 凝结水泵:汽轮发电机组配套的凝结水泵包括主凝结水泵和凝升泵,主凝结水泵是将凝汽器内的凝结水送入除盐设备。经过除盐后的凝结水再用凝升泵进行升压,然后通过低压加热器组进入除氧器。主凝泵与凝升泵串联工作,使除盐设备避免承受较高压力,同时凝结水通过除盐设备后,压力损失较大,需凝升泵提高压力才能送入除氧器。电厂使用的凝结水泵形成一般可分为卧式和立式两种类型。
(1)卧式凝结水泵
如图1-11所示为卧式凝结水泵结构,该类型泵在结构上有如下特点。
图1-11 卧式凝结水泵结构
①首级叶轮采用双吸结构,二级和三级叶轮分别布置在中间和两侧。
②抗汽蚀性能较强。
③转子产生的轴向推力很小。
(2)立式凝结水泵
卧式凝结水泵占地面积大,不利于设备布置,故随着机组容量的增大,设备的增多,逐渐向立式凝结水泵发展。图1-12为立式凝结水泵结构简图。该类型泵在结构上有如下特点。
图1-12 立式凝结水泵结构
1—圆筒体;2—下轴承压盖;3—下轴承;4—下轴承支座;5—诱导轮衬套;6—首级前密封环;7—次级后密封环;8—首级导流壳;9—首级叶轮;10—诱导轮;11—次级导流壳;12—次级叶轮;13—变径管;14—轴承体;15—接管;16—泵座;17—支座;18—泵轴;19—电动机;20—卡环;21—定位轴套;22—导轴承;23—固定键;24—卡套;25—固定套;26—传动轴;27—刚性联轴器
①采用筒袋式结构,减少壳体因汽蚀泄漏的可能性,保证了泵的安全运行。
②第一级叶轮采用宽敞吸入口,并且首级叶轮采用双吸叶轮,大大提高了泵的抗汽蚀性能。
③泵壳采用双蜗壳结构,以平衡径向力。
水箱:水箱设在建筑物给水系统的最高处,其目的如下。①贮存用水,调节用水量;②稳定供水水压。水箱有圆形和矩形两种,可用钢板或钢筋混凝土制成。水箱上应设置进水管、出水管、溢水管、泄水管、水位信号管等管道,以保证水箱正常工作。
(2)除氧给水系统调试的工作内容。①热工信号及联锁保护校验。②系统水冲洗(给水管道、再循环管道)。③系统阀门调整。④配合除氧器安全门热态校验。⑤除氧器再循环泵试转及调整。⑥系统投运及停及动态调整。
【释义】 除氧给水系统:是指除氧器与锅炉省煤器之间的设备、管路及附件等,其主要作用是对主给水进行除氧、升压和加热,为锅炉提供数量和质量都满足要求的给水。系统设置除氧器的目的是将给水中所有不凝结气体除去,因为这些气体中的氧气会腐蚀设备和管道,同时这些气体在加热器中分析出,将使得传热效果恶化。大大降低热交换的效率。除氧器没有一定水容积的水箱,因此它还能够补偿锅炉给水和汽轮机凝结水流量之间的不平衡。它作为汽水系统中唯一的混合式加热器,能方便地汇集各种汽、水流、因此它除了加热给水、除去给水中的气体等作用外,还有回收工质的作用。
除氧系统:根据气体在水中的溶解特性,可以从三方面采取除气(特别是除氧)措施。
①将水加热,减小其中氧的溶解度,水中氧气就可以逸出;
②将水面上空间中的氧气排除,或转变成其他气体(如CO2)。既然水面上没有氧气存在,氧的分压力就为零,则水中氧的溶解度就要减小,也应为零,水中氧气就不断逸出;
③氧的性质很活泼,它能与很多非金属与金属直接化合形成稳定的氧化物,使水中的溶解氧在进入锅炉前就转变为与金属或其他药剂和稳定化合物而耗尽。
锅炉给水的常用除氧方法如图1-13所示。
图1-13 除氧方法
热力除氧:将水加热至沸点,水中的氧因溶解度减小而逸出,再将水面上产生的氧气排除,使充满蒸汽。如此使水中氧气不断逸出,而保证给水含氧量达到给水质量标准的要求。
热力除氧的优点是不仅能除O2,而且能除CO2、H2S、NH3及N2;与其他除氧方法相比,效果稳定可靠;除氧后水中不增加含盐量,也不增加其他气体的溶解量;操作比较容易控制。但是,热力除氧的蒸汽耗量较多;负荷变动时不易调整,且由于提高了给水温度,影响了烟气余热的利用。
热力除氧器:热力除氧在热力除氧器中进行。热力除氧器可以根据各种不同方式进行分类。
(1)按加热方法分类
①混合式除氧器。水在除氧器内与蒸汽直接接触并被加热至除氧器工作压力下的饱和温度。一般在中、低压锅炉中应用得较为普遍。
②过热式除氧器。水预先在表面式加热器中,用蒸汽加热至远远超过相当除氧器压力沸点以上的温度,将此过热水引入除氧器中,其中一部分由于减压而自行汽化,其余则处于沸腾状态。水中溶氧逸出后,随加热蒸汽的余汽一起被排出除氧器外。
过热式除氧器不够经济,且因为水被加热到较高温度,加热器及管道腐蚀较严重,故高度加热需用较高温度的蒸汽;除氧器温度很难调节,因而难以保证在负荷变化时水流分布均匀及气体被均匀排出。因此,过热式除氧器不常使用。
(2)按工作压力分类
按照除氧器的工作压力的不同,除氧器可分成三类。
①真空式除氧器。除氧器保持在0.0075~0.05MPa绝对压力下进行除氧。
②大气式除氧器。除氧器保持比大气压力稍高的压力。为便于逸出的氧气能够向除氧器外排出,除氧器内压力一般为0.02~0.025MPa表压力(此压力下饱和温度为104~105℃),而不采用大气压力。锅炉房常用的就是大气式热力除氧。
③压力式除氧器。除氧器在较高的压力下进行除氧。一般除氧器内保持0.5~1.5MPa绝对压力。
(3)按结构分类
按照除氧器结构的不同可分为淋水盘式、喷雾式、填料式以及这几种结构的组合形式。
①淋水盘式除氧器。水通过淋水盘的小孔后分成细水流,被蒸汽加热除氧。
②喷雾式除氧器。水通过喷嘴或喷管进行雾化后,被蒸汽加热而除去氧气。
③填料式除氧器。水经过填料层后被分散成水膜状态,增大水、汽接触面积。
单独使用填料式除氧器的情况很少,一般总是与喷雾式或淋水盘式除氧器联合使用,尤以喷雾填料式除氧器用得较多。
(3)前置泵系统调试的工作内容。①热工信号及联锁保护校验。②前置泵试转及系统冲洗。③前置泵投运。
【释义】 前置泵:火力发电厂给水泵入口的水温接近工作压力下的饱和温度,工作条件恶劣,很容易发生汽化,为保证给水泵的安全运行,一般都为给水泵配置流量与给水泵相匹配的低速前置泵。前置泵转速低,抗汽蚀性能好,除氧器的给水经前置泵增压后进入给水泵。保证了锅炉给水泵所需的足够的汽蚀余量,从而大大改善了给水泵抗汽蚀的性能。
前置泵作为火力发电厂给水泵的增压泵一般有两种形式:一种为水平中开式;另一种为单级悬臂式。
(1)水平中开式离心前置泵,如图1-14所示。
图1-14 水平中开式离心前置泵
1—键;2—叶轮;3—O形密封环;4—填料;5—轴套;6—轴;7—轴承体;8—定位套;9—泵体;10—吸入盖;11—冷却室;12—冷却室盖;13—推力盘扇形块;14—推力盘
①此种泵为水平卧式,具有一级双吸叶轮,泵壳的支撑点设计在近中心处,允许泵在运行中轴向和径向自由膨胀并能保持对中性。
②壳体为高质量碳钢铸件,沿水平中心线分开。
③叶轮是双吸式不锈钢铸件,可自动平衡轴向推力。
④轴承的自由端为双向推力轴承和径向轴承,在传动端为径向轴承。各轴承润滑油来自液力偶合器的润滑供油系统。
⑤泵端轴封为机械密封,机械密封为平衡型,由弹簧支撑的动环和水冷却的静环组成,分开的填料箱设有一个冷却水套,以保持机械密封旋转部分周围水的温度较低。
(2)单级单吸悬臂式离心前置泵,如图1-15所示。
图1-15 单级单吸悬臂式离心前置泵
1—垫片;2—耐磨环;3—叶轮;4—蜗壳;5—壳盖;6—轴承架;7—耐磨环;8—机械密封;9—滚柱轴承;10—轴承托架;11—向心推力轴承;12—轴承并帽;13—泵轴;14—支撑架;15—甩水环;16,18,19—密封垫;17—螺栓;20—键;21—叶轮并帽
①此种泵为单吸单级离心泵,泵壳是蜗壳型,轴向吸入,径向排出。泵壳为中心支撑型,在泵壳与底座的连接处采用横向连接的滑销膨胀系统,由此保证泵受热膨胀后的对中性。
②泵壳为中心支撑型,在检修泵时不必将出入口法兰拆下,检修起来比较方便。
③叶轮上配有耐磨环,叶轮磨损后只更换耐磨环即可,减少了设备检修的费用。另外在叶轮上开有平衡孔,可以自动平衡轴向推力。
④泵轴由滚动轴承支撑,利用冷缩装配法将滚珠轴承和滚柱轴承装配到轴上。两个轴承靠自身油系统润滑,油位由恒位加油器控制,按规定保持适当油位。
⑤轴端密封为机械密封,靠弹力的弹性和密封液体的压力来达到密封的目的。
(4)电动给水泵试运调试的工作内容。①热工信号及联锁保护校验。②电机带耦合器试转。③耦合器润滑油压、工作油压调整及油温调整。④泵密封水管道冲洗。⑤泵组带再循环试转。⑥减温水管道冲洗及高压给水管道冲洗。⑦泵组带负荷试转。
【释义】 给水泵包括电动给水泵和汽动给水泵两种。
给水泵是将凝结水泵送入经低压加热器、除氧水箱的水再送入锅炉省煤器后注入汽包内使用,同时也可将化学水处理的补给水送入锅炉。
每一台(套)汽轮发电机组安设两台电动给水泵,另外再安设两台汽动给水泵(由汽轮机启动)。
每一台(套)汽轮发电机组在运行时,有两台汽动给水泵工作,另一台电动给水泵备用。汽动给水泵可节省电能。
偶合器:液力偶合器是安装在电动机与泵之间的一种传动部件,从电动机至液力偶合器和偶合器至水泵之间是采用挠性联轴器连接的,而液力偶合器与一般联轴器不同之处在于,它是通过工作轴来传递和转换能量的。
液力偶合器的基本配置如图1-16所示。
图1-16 液力偶合器基本配置
1—连接螺钉;2—泵轮;3—叶片;4—主动轴承;5—从动轴;6—流道;7—旋转内套;8—蜗轮
它主要由主动轴、泵轮、蜗轮、从动轴以及防止漏油的旋转内套组成。泵轮与蜗轮分别装在主动轴和从动轴上,它们之间无机械联系,旋转外套在其外缘法兰处用螺钉将其与泵轮相连接。
泵轮与蜗轮的轴心线相重合,内腔相对布置,两轮侧板的内腔形状和几何尺寸相同,轮内装有许多径向辐射形平面叶片,两轮端面留有适当的间隙δ,构成一个液流通道,叫工作腔,工作腔的轴面投影称为流道。
运转时,在液力偶合器中充满工作油,当主动轴带动泵轮回转时,泵轮流道中的工作油在离心力的作用下,沿着径向流道由泵轮内侧(进口)流向外缘(出口),形成高压高速油。在出口处以径向相对速度与泵轮出口圆周速度形成合速,冲入蜗轮的进口径向流道,并沿着流道借助工作油动量矩的改变去推动蜗轮,使其跟随泵轮作同方向旋转。因液体不具有刚性,假使它们在同一转数下旋转,则工作油就不会再冲击蜗轮,故它们的转速不可能完全相同,因而不会发生动力传递。一般泵轮与蜗轮的转差率为3%~4%。油在蜗轮流道中由外缘(入口)流向内侧(出口)的过程中减压减速,在出口中又以径向相对速度与蜗轮出口圆周速度形成合速,冲入泵轮的进口径向流道,重新在泵轮中获得能量。如此周而复始,构成工作油在泵轮和蜗轮两者间的自然环流。在这种循环中,泵轮将输入的机械功转化为工作油的动能和压力能,而蜗轮则将工作油的动能和势能转换为输出的机械功,从而实现了电动机到水泵之间的动力传递。工作油量越多,则传递的动力越大,也就增加了蜗轮的转速;而工作油减少时,情况正与上述相反。运行过程中,靠勺管来实现工作油量的改变。
润滑油:它在各种机械中的作用主要有4个,即润滑、冷却、封闭及清洁。
润滑油的质量指标主要有黏度、凝点、残炭量、灰分、热氧化安定性、抗氧化安全性、清净分散性、破乳时间、介质损失角、平均击空电压及绝缘强度。
常用润滑油的主要用途见表1-2。
表1-2 常用润滑油的主要用途
(5)汽动给水泵试运的工作内容。①热工信号及联锁保护校验。②小汽机进气管道冲管。③小汽机轴封汽调试及投运。④小汽机单转及超速试验。⑤汽动给水泵组再循环试转。⑥高低压减温水管及高压给水管道冲洗。⑦泵封闭水管道清洗。⑧泵组振动测量及监视。
【释义】 给水泵:在锅炉系统中,用于锅炉系统给水的设备。泵是一种将原动机的机械能转换为流体势能和动能的换能装置。
工业锅炉常用的给水泵有电动离心式水泵、汽动活塞式水泵和蒸汽注水器等。
电动离心式水泵是利用叶轮的高速旋转而凭借离心力将叶片间水甩出而工作的。离心水泵是由许多零件组成的,其主要零件按转动关系分成三个部分。转动部分:叶轮、泵轴;固定部分:泵壳、泵座;交接部分:泵轴与泵壳之间的轴封装置即填料盒、叶轮外缘与泵壳内壁接缝处的减漏装置即减漏环、泵轴与泵座之间的连接装置即轴承座、泵轴与原动机轴的连接装置即联轴器。
保安系统试验:包括超速试验、主要调节汽门严密性试验、汽阀油动机关闭时间测定试验和甩负荷试验。
MEH:即电液控制系统。MEH是用于锅炉给水泵汽轮机的自动控制系统。主要有以下的控制功能。①手动控制。运行人员通过控制盘上的“阀位增”、“阀位减”、控制按钮,使阀位控制器输出信号,控制调节门开度以控制汽轮机的转速。手动方式一般用于转速0~600r/min时。②转速自动控制。运行人员通过“增速”、“减速”按钮改变阀位控制器转速设定值,对汽轮机转速进行自动控制。此方式一般用于转速在600~3000r/min时。③锅炉自动控制。锅炉给水控制器发出的信号作用到MEH的阀位控制器,以改变汽动给水泵的转速。此方式一般用于转速3000~5700r/min时。
汽动活塞式水泵一般只作为停电时备用。汽动活塞式水泵所能达到的扬程与进汽压力和排汽压力之差有关,并随其改变而相应地改变。未经制造厂同意不得任意提高进汽压力。
汽机:汽机种类比较多,可按以下方法进行分类。
(1)按热力过程分类
①凝汽式汽轮机。指进入汽机的蒸汽在做完功之后除加热给水的蒸汽外全部排入凝汽器,其凝结水全部送回锅炉。凝汽式汽轮机的主要是用来发电。
②抽汽式汽轮机。从汽轮机中抽出做了部分功的蒸汽来给其他工厂或热用户使用,其余蒸汽仍排入凝汽器。这种汽轮机既能发电又能供热,称为抽汽式汽轮机,分为单抽与多抽两种。
③背压式汽轮机。把汽轮机的全部排汽达到热用户,供生产或取暖用。这种汽轮机也可作为前置式机组,置于较低汽压的汽轮机之前,以提高电站的经济效益。它的特点是以热定产(电),没有热负荷就不能运行,热负荷低时则电负荷也低。
④抽汽背压式汽轮机。既有抽汽供热的功能,又有背压供热的特点。用一台机即能满足二种不同参数的热用户需要,运行较灵活。
(2)按汽轮机做功原理分类
①冲动式汽轮机。
②反动式汽轮机。
冲动式汽轮机:蒸汽仅在喷管中把热能转换为动能,以汽流对叶片的冲动作用工作的汽轮机。
反动式汽轮机:蒸汽不仅在固定的导向叶片中有膨胀,而且在动叶片中也有很大的膨胀,汽轮机转子上的叶片不仅受汽流的冲击作用力,而且受很大的反作用力。
(3)按蒸汽参数分为中压、高压、超高压、亚临界和超临界机组,还有按汽缸数目及轴数分类的。
(4)按冷却方式分为全空冷汽轮发电机、全氢外冷汽轮发电机、水氢内冷汽轮发电机、氢内冷汽轮发电机、双水内冷汽轮发电机。
1.2.3 发电机水、氢、油系统调试
发电机水、氢、油系统调试包括发电机水冷却系统、密封油系统和氢冷却系统调试。
(1)发电机水冷却系统调试的工作内容。①热工信号及联锁保护校验。②冷却水泵试转及调整。③冷却水系统各管道冲洗及阀门调整。④冷却水水箱自动补水系统调整。⑤水箱充气系统调试。⑥水系统水处理装置的调试。⑦发电机水冷装置调试及系统投运调整。
【释义】 水冷系统:冷却左循环线流动过程中的冷水系统。
由于水比氢的冷却性能优越,水内冷比氢冷电机在结构和运行维护方面较简单,且水内冷电机尚有定子、转子运行温度低、尺寸小和便于运输。组合方式有:水水氢(定子和转子绕组水内冷,铁芯氢冷)、水水空(定子和转子绕组水内冷,铁芯空冷)及全水冷(定子、转子绕组及铁芯都为水冷)三种。
实际上“双水内冷”汽轮发电机除了水水空冷却方式外,还应有水水氢冷却方式。下面讨论的双水内冷汽轮发电机仅指水水空冷发电机。
(1)双水内冷汽轮发电机的特点
①定子绕组和转子绕组温度低,绝缘寿命长,电机的超负载能力大。
②由于线圈温度低,导线与绝缘层间相对位移极少,转子平衡稳定。水冷转子绕组温度低,导线无局部过热点,线圈区间以及线圈与转子铁芯之间的温度小,这样就避免了铜导线匝间因启动、停机时热胀冷缩不一致而引起相对位移,并影响转子平衡。我国制造的水冷转子,运行中极少发生匝间短路,水内冷转子平衡可以长期保持稳定。
③尺寸小、用料少、质量轻。水冷定子绕组导体的电流密度可以成倍提高,线圈横断面高阔比值比气体表面冷却的线圈高阔比值小。这样定子槽较浅,定子铁芯外圈尺寸相应减少,降低了硅钢片用量。由于提高了电流密度,转子尺寸较小,减小了转子锻件的尺寸和质量,定子铁芯是用空气冷却,与氢冷相比,端盖、机座不需要防爆与严格密封,端盖与转轴的密封要求大大降低。空气冷却器安装在电机外部,结构简单,用钢量少。因此,水水空型汽轮发电机的质量和外形尺寸相应减小,便于运输。
④双水内冷型发电机冷却介质单一,配套设备较少,运行、维护、检修较简便。水水空冷发电机仅需水系统配套设备,无需供氢和二氧化碳系统以及密封油系统等配套设备,而且输送水介质所需要的动力很小,电站运行时,维护和检修较方便。
⑤双水内冷型发电机内部充满空气,无爆炸及燃爆的危险,无需净化及氢气检漏等工序,因而投运及检修和启、停方便,节约时间。
⑥水冷定子槽型较浅,瞬变电抗较小,有利于系统的稳定。
⑦双水内冷型发电机的通风摩擦损耗较大,但采取适当措施后,效率可接近氢冷发电机水平。定子和转子绕组的温度较低,定子、转子绕组损耗可减少,机内仅有铁芯用空气冷却,所需要的风压较低,风量较小,因而总的通风损耗降低,但是在气隙中转子的摩擦损耗较大,电机的效率下降,仅能接近氢冷水平。减少通风摩擦损耗,提高效率,需要进一步采取措施,如尽量减小转子表面粗糙度,在定子内圈装光滑的绝缘筒或在气隙抽真空等。
⑧端部压圈等结构件局部温升较高,双水内冷发电机定子铁芯的温度不高,但由于定子线负荷高,高端漏磁严重,所产生的损耗较大,再加以空气冷却的效果差,所以端部压圈、压指的局部温升较高,需要采取电磁屏蔽及加强端部结构件的冷却等措施。
⑨制造工艺与空冷电机相似,比较简单。只是水冷线圈的水接头焊接及装配相应的水冷部件等在工艺上较严格。此外,还必须增加水密封检验工序,以确保电机质量。水冷部件需要采用质量好、性能可靠的材料。
(2)双水内冷发电机的冷却水系统
图1-17为双水内冷汽轮发电机的主要供水系统。
图1-17 双水内冷汽轮发电机供水系统
1—一次冷却水;2—主要水冷却器;3—离子交换器;4—水泵的出水;5—定子绕组的进水;6—主电流引线的进水;7—主电流引线的出水;8—水冷定子绕组;9—水冷转子绕组;10—定子绕组出水;11—储水器的回水;12—储水器;13—充满保护气;14—水泵进水;15—座式轴承;16—进出水结构;17—转子绕组出水;18—水泵;19—静止时用水泵;20—漏水储集器;21—泄水泵;22—转子绕组进水
正常运行时,冷却水经安装在轴末端的同轴水泵升压后,供给定子绕组、引出线和转子绕组进行冷却。其中经定子绕组、引线冷却后的水回到储水器中,经转子冷却后的水经进、出水结构回到储水器,然后循环使用。安装在该系统中的离子交换器用来对循环水进行再生净化。在启动过程中,常用水泵对系统进行通水进而润滑或冷却转子进出水部件。
泄水泵用来回收进出水结构漏出的少量冷却水。为了减少腐蚀作用,通常在储水箱中充满保护气体,以隔绝空气。该系统具有以下特点。
①采用与转子同轴的水泵,动力自给,安全可靠。
②采用非接触密封,无接触磨损,维护工作量小。
③由于漏水回收故无冷却水消耗,或者消耗极少。
水箱:设在建筑物给水系统的最高处,在系统中起贮水、调节用水量和稳定供水水压的作用。水箱有圆形和矩形两种,可用钢板和钢筋混凝土制成。钢板水箱自重小,容易加工,可现场焊制,目前工程上较多采用。但其内外表面均应防腐,并且水箱内表面涂料不应影响水质。钢筋混凝土水箱经久耐用,维护方便,不存在腐蚀问题。但自重较大,在建筑物结构允许的情况下,尽量考虑采用。水箱一般设置在顶层房间、闷顶或平层顶上的水箱间内。水箱间的净高不得小于2.2m,采光、通风应良好,且保证其不冻结,如有冻结可能时,要采取保温措施。水箱的承重结构应为非燃烧性材料。水箱应加盖,不得污染。
(2)发电机密封油系统调试的工作内容。①热工信号及联锁保护校验。②密封油泵试转及系统调整。③密封油箱真空调整。④密封油管道冲洗。⑤密封油装置(油/氢差压调节)调试。⑥系统投运及动态调整。
【释义】 发电机密封油系统:为了防止发电机氢气向外泄漏或漏入空气,发电机氢冷系统应保持密封,特别是发电机两端大轴穿出机壳处必须采用可靠的轴密封装置。目前,氢冷发电机多采用油密装置,即密封瓦,瓦内通有一定压力(高于机内氢压)的密封油,密封油除起密封作用外,还对密封装置起润滑和冷却作用。因此,密封油系统的运行,必须使密封、润滑和冷却三个作用同时实现。由于密封瓦的结构不同,因此密封油系统的供油方式也有多种形式,但归纳起来可分为两种形式:单回路供油系统和双回路供油系统。大型氢冷发电机常用双流环式密封瓦。
密封油系统:启动前,应按运行规程的要求做好准备工作,使密封油箱保持适当的油位,且交、直流密封油泵试转正常,进行交流密封油泵事故联动直流密封油泵的试验,并利用油压继电器做直流备用泵油压低自启动试验,正常后,投入交流密封油泵使密封油系统投入运行,并维持进入密封瓦的油压高于氢压0.05MPa左右。装有密封油真空处理设备的机组,这时可将抽气器投入运行,然后开启润滑油到密封油系统管路的阀门,使之投入备用;对于双路供油系统,空、氢侧分别作联动试验,正常后投入空、氢侧交流密封油泵运行,投入差压阀和平衡阀,保持油压高于氢压0.05MPa左右。
在运行中还应加强对密封油调节系统的检查维护,以确保平衡阀、差压阀等调节部件的正常跟踪。当发现调节阀跟踪不上,油压、氢压偏差过大时,应及时切换为手动调节并及时消除缺陷。在切换过程中应注意保持油压升稳。
油温升高后向密封油冷油器通冷却水,并保持冷油器出口油温在33~37℃之间。随着密封油温度的升高,油吸收气体的能力逐渐增加,50℃以上的回油约可吸收8%容积的氢气和10%容积的空气。发电机的高速转动也使密封油增强了吸收气体的能力。为了保持发电机内部的氢气压力和纯度,冷油器出口油温不宜过高。
若运行中备用直流密封油泵联动,则说明密封油系统可能出现故障,应迅速检查密封油压力、交流密封油泵情况、密封瓦温度、并尽量使油压维持正常,待查明联动原因确证可以停止被联动油泵后,方可将其停止。
正常运行中,因某种原因需要切换密封油系统的运行方式时,应填写操作票,并在监护人的监护下进行。
密封油系统中断不能恢复时,为防止设备的损坏,应立即停止机组的运行,同时进行排氢。
运行中,运行人员应监视密封油装置的供油压力、中间回油压力、供油温度、回油温度、回油油流情况以及密封瓦温度,定时检查油泵冷油器的运行情况,有真空处理设备的机组还要检查真空泵和抽气器的工作情况和监视真空油箱的真空度、氢气分离箱和补油箱的油位。双回路供油系统中还应加强对氢侧油箱油位的监视,以防油箱满油而造成发电机进油或油箱油位低而造成漏氢和氢侧从而导致油泵工作不正常。运行中应保持适当的供油压力,油压过高时油量大,带入发电机的空气和水分多,吸走的氢气也多,容易污染氢气,增大耗氢量;油压过低,则油流断续,氢气易泄漏。当密封油漏入发电机的情况严重且调整无效或其他原因造成密封装置损坏,影响发电机安全时,应停机处理。
运行中还应保持主油箱排油烟机的连续运行并定时对油烟中的氢气含量进行化验。当排油烟机发生故障时,应采取措施,防止发生氢爆。对密封油系统中的排烟设备要经常检查,使其处于良好的运行状态,以防油系统积氢。
运行中要防止密封油进入发电机内部,当漏进油量较大时,会被发电机风扇吹到线包上,不及时清理,就会损坏绝缘。此外,大量的向发电机内进油会导致汽轮机主轴箱油位下降。因此,运行中应定期从发电机底部排放管或油水液位信号器处检查是否有油。
发电机:发电机应按以下原则进行安装。
①发电机定子安装。定子安装前应找好机组的纵、横轴线,按制造厂供给的安装图确定底板高度、基础螺孔、电缆孔及励磁机基础板的分布正确性。安装吊运定子时,只能用固定的吊攀起吊,以免损坏机器。在安装转子前必须对发电机定子进行单独气密试验,试验前应用专用盖板和工具堵死所有的孔。还要检查定子的水路情况,做水压试验,压力按设计规定,在8h内无渗漏现象。
②发电机转子安装。安装前单独进行气密试验,在穿转子前和电机装配后,测试转子直流电阻和绝缘电阻值。在转子穿入定子时,应严格注意不要碰伤端部绝缘挡风板;全部穿入后用专门工具将转子吊在定子端板上。
③发电机和励磁机找中心。检查联轴器,其径向跳动和端面跳动应在规定范围内。按照找好的发电机转子为基准找励磁机转子中心,按圆周找正,其端面圆跳动不超过0.04mm。
④发电机轴承及油管路安装。
⑤发电机密封瓦及油系统安装。
⑥发电机定子水系统安装。出水管与外部管道联接要有一定的绝缘措施。
⑦发电机气体冷却器及气体系统安装。氢气冷却器在装配前应进一定压力的水压试验,在半小时内无变化,如有渗漏应进行修理。所有的气体管路应保证不漏气并消除油污及氧化皮等。所有气体管路及其元件等应做气密试验。
⑧发电机电刷架和集电环安装。发电机找好中心后装配刷架,应使集电环和刷架各处辐向间隙相等,也应注意轴向位置。
⑨发电机转子气密试验。
⑩空气冷却器及风道检查安装。
发电机的主励磁机和副励磁机检查安装。
差压:用两个压力之差表示的压力称为差压,也就是以环境压力(大气压力)之外的任意压力作为零标准表示的压力。
(3)发电机氢冷却系统调试的工作内容。①热工信号及联锁保护校验。②系统吹扫。③配合发电机氢系统严密性试验。④系统干燥器调整与投用。⑤氢气控制装置调整及投运。⑥发电机绝缘过热监测装置调整及投运。⑦发电机漏液监测装置调整及投运。⑧发电机漏氢检测装置调整及投运。⑨发电机充氢、排氢的投运及调整。
【释义】 发电机氢冷却系统:氢冷发电机的冷却水系统主要是用来向发电机的定子绕组和引出线不间断地供水。此系统常简称为定子冷却水系统。
定子冷却水系统必须具有很高的工作可靠性,能确保长期稳定运行。冷却水不仅不能含机械杂质,而且对其电导率及硬度等都有严格的要求,一般要求20℃时开式水系统的电导率,不大于5μS/cm;对定子绕组采用独立密闭循环的水系统,要求其电导率为1.5μS/cm,pH值为6.5~8,硬度不大于2μg/L,水中含氧量尽可能少。否则,将会影响发电机的安全运行。
发电机定子冷却水系统由水箱、水泵、冷却器、滤网、离子交换器、电导率计等组成。由于对水质要求严格,因而对水冷却系统的组成部件亦有特殊要求,即整个水系统的管道、阀门、水箱等必须采取防锈措施,常采用不锈钢材料制作。如为降低成本而仍然采用普通碳钢时,其内壁必须衬有聚三氟氯乙烯的塑料膜。为保证水质稳定,在供水站还装有离子交换器以提高系统中水的水质。另外还装有两只电导率计:一只用来监视进入发电机定子绕组冷却水的电导率;另一只用来监视离子交换器出水电导率,以便判断树脂是否需要再生,电导率计在水质超限时可以发出信号。
定子水系统中配有两台定子泵,正常运行时一台运行,一台备用。为有效地防止空气漏入水中,在水箱上部空间充以一定压力的氢气。水箱上部充氢压力值通过一台减压器得以保证。排除水箱中水位、温度(包括环境温度)对水箱内氢气压力的影响后,如果这一压力出现持续上升的趋势,则说明有漏氢现象。首先要检查补氢门或补氢旁路门泄漏或减压器失调等情况,其次检查定子绕组或引线是否有破损,氢气是否从破损处漏入水中。切断补氢管路的气源,观察压力变化情况,便可判断氢气泄漏至水箱的原因。
水箱中氢压高时,接点式压力表可以发出报警信号。减压阀上有安全阀,氢压过高时,安全阀开启释放压力。水箱上还装有补水电磁阀和液位信号器,液位计和油封箱上的液位计一样,外壳由透明有机玻璃制成或外带磁翻版液位计,便于人工观察液位,同时还可发出报警信号。水位低时,可手动或自动打开补水电磁阀向水箱补水。补水和系统初始充水的水质与含氧量应符合要求。
1.2.4 真空系统调试
真空系统有机械真空泵系统和射水抽气器(或射汽抽气器)真空系统两种类型。
(1)机械真空泵系统调试的工作内容。①热工信号及联锁保护校验。②机械真空泵试转及调整。③气水分离箱水位自动调节装置调整。④真空系统管道冲洗及阀门调整。⑤配合凝汽器真空系统灌水检查。⑥真空泵试转及投运。⑦真空系统试抽真空及严密性检查。⑧真空系统投运及动态调整。
【释义】 真空泵:真空式气力输送系统常利用真空泵在管路中保持一定的真空度,吸升式吸入管段的大型泵装置在启动时也常用真空泵抽气充水。
真空泵泵壳的叶轮是安装在偏心位置,利用叶轮旋转产生的离心力连续不断地抽吸气体或液体进行工作。真空泵结构简单、紧凑,内部无需润滑,可使气体免受油污。真空泵可用作大型水泵的真空引水,也可和其他泵串联作为前置泵。气体温度在20~40℃为宜。
H型滑阀式机械真空泵常用来抽除密封容器中的空气。该泵采用严密油封,可靠耐用,它带有气锁装置,可抽除潮湿气体,一般用于真空冶炼、真空干燥、真空处理、真空浸渍、真空蒸馏、真空模拟装置及其他真空作业中,也可以做高真空泵的前级泵,但其不适于作气体输送泵,也不适于抽除含氧过高的、有爆性的、对黑色金属及真空泵油起化学作用的气体。
型号含义:以ZH-15型为例进行说明。
Z——为双级(单级泵省略数字);
H——滑阀式(H为汉语拼音“滑”字第一个字母);
15——抽气速率,L/s。
H型真空泵的性能见表1-3。
表1-3 H型滑阀式机械真空泵性能表
①1mmHg=133.322Pa。
凝汽器:按照汽轮机排汽凝结的方式不同,凝汽器可分为混合式和表面式两种类型。混合式凝汽器采用排汽与冷却水直接接触的混合换热来凝结排汽,它对冷却水水质的要求较高,否则凝结水将不能回收。表面式凝汽器是采用排汽与冷却水通过金属表面进行间接换热的方式来凝结排汽。目前,大部分火力发电厂均采用表面式凝汽器。表面式凝汽器按冷却水的流程又可分为单流程、双流程、多流程;按水侧有无垂直隔板,又可分为单一制(单道制)和对分制(双道制),大型电厂多采用对分制凝汽器。随着电厂,特别是核电站汽轮机单机功率的增长,凝汽器冷却水进水方式出现了在同一壳体内冷却水通过3~6根进水管进入相应的3~6个水室去的凝汽器,分别称为三道~六道制凝汽器;按进入凝汽器的汽流流动方向,又可分为汽流向下式、汽流向上式、汽流向心式和汽流向侧式。
按照凝汽器冷却介质的不同,又可以将凝汽器分为水冷却式凝汽器和空气冷却式凝汽器。空气冷却式凝汽器又分为直接空冷凝汽器、间接空冷表面式凝汽器和间接空冷混合式凝汽器。
按照凝汽器汽室压力数,又可以将凝汽器分为单压凝汽器和多压凝汽器。一般来说,与单压凝汽器相比,多压凝汽器可使汽轮机组热效率提高0.15%~0.25%,我国制造或引进的500MW以上的机组多采用双压凝汽器。
在机组启动时,凝汽器的真空是靠抽气器抽出其中的空气建立起来的。此时,所能达到的真空值较低。在汽轮机正常运行中,低压缸的排汽进入凝汽器,凝汽器中的真空主要是靠汽轮机的排汽被冷却成凝结水时,其比体积急剧缩小形成的。如在4.9kPa的压力下,1kg蒸汽的体积比1kg水的体积大两万多倍。这样,当蒸汽凝结成水后,其体积骤然缩小,原来被蒸汽充满的空间就形成了一定的真空。此时,抽气器的作用是抽出真空系统中漏入的空气以及其他不凝结气体,以维持凝汽器的真空。
严密性:主要是试验锅炉受压元件的焊缝、法兰接头及管子胀口等处是否严密而无渗漏。焊缝在水压试验时,如果发现渗漏,说明焊缝有穿透性的缺陷。因此,必须把焊缝缺陷处铲除干净后再重焊,不允许仅在其表面上进行堆焊修补。在水压试验时胀口处发现渗漏,应分析原因,找出正确的处理方法。如果一个胀口经过一、两次补胀后,仍有漏水现象,就应将管子取下,检查管端是否有裂纹、轴向刻痕或其他情况,然后换管重胀。
(2)射水抽气器(或射汽抽气器)真空系统调试的工作内容。①热工信号及联锁保护校验。②射水泵试转及系统调整(或射汽抽气器试运及系统调整)。③真空系统管道冲洗及阀门的调整。④配合凝汽器真空系统灌水检查。⑤真空系统试抽真空及严密性检查。⑥真空系统投运及动态调整。
【释义】 射水抽气器(或射汽抽气器):汽轮机组的抽气设备,根据其工作原理的不同,可分为射流式抽气器和容积式真空泵两大类。
射流式抽气器由喷嘴、混合室和扩压管组成。根据其工作介质的不同,射流式抽气器又分为射汽式和射水式两种。
(1)射汽式抽气器
以高压蒸汽为工质,利用蒸汽的喷射速率来完成抽吸作用的。根据其结构和用途的不同,可分为启动抽气器和主抽气器两种。
①启动抽气器的主要任务是在汽轮机启动前和启动过程中抽出汽轮机本体和凝汽器内的大量空气,迅速建立必要的真空,以便汽轮机进行启动。启动抽气器通常都是单级且不带冷却器。为缩短抽真空时间,一般启动抽气器抽气容量较大,但因效率较低且不能回收混合物中的热量和凝结水,所以经济性较差。
②主抽气器的主要任务是在汽轮机正常运行时,将凝汽器内的不凝结气体抽出,以保持凝汽器的真空。主抽气器通常采用中间冷却的多级型式,大部分蒸汽在中间冷却器中冷却,可以回收工质和热量,因而经济性较高。
常见的射汽抽气器技术规格表见表1-4。
表1-4 射汽抽气器技术规格
(2)射水式抽气器
以压力水为工质,利用压力水的速度完成抽吸作用的。射水抽气器根据其喉部长度的不同,可分为长喉和短喉两种。喉管长度为直径的6~8倍的称为短喉式;喉管长度为直径的15~40倍的称为长喉式。长期的运行实践表明:长喉式射水抽气器的引射效率高,噪声小,振动也小。
射水式抽气器在混合室入口处装设有止回阀,以防止水泵出现故障时水和空气进入凝汽器。有些电厂采用U形水封管代替止回阀。
常见的射水抽气器技术规格见表1-5。
表1-5 射水抽气器技术规格
(3)射汽式抽气器与射水式抽气器的比较
从系统上讲,射汽式抽气器系统复杂,经济性差,在滑参数启动时还需要另外设置汽源,变负荷时需要不断地调整工作蒸汽的参数。而射水式抽气器的系统简单,耗能少、设备价格低,运行、维护简单方便。但其也具有需配置专用的水泵、水箱和补水管道,耗水量大,占地面积大等缺点。
图1-18为射流式抽气器特性曲线,从运行特性上看,实线位置2比虚线1的位置低,说明在抽吸同样空气量时,射水抽气器的效果好,可维持较高真空。从图1-18上还可以看出,射水式抽气器特性曲线无明显拐点,由此说明抽气负荷增大时,射水式抽气器的工作更稳定。
图1-18 射流式抽气器特性曲线
pco—凝汽器喉部压力;—凝汽器空气抽出口压力;pd—射水式抽气器吸入室压力;1—使用射汽式抽气器时凝汽器喉部的压力曲线;2—使用射水式抽气器吸干空气时的特性曲线
随着汽轮机初参数和单机容量的提高,若仍把新汽节流到1.6~1.8MPa,供射汽式抽气器使用,就显得复杂且不合理。而且大功率单元制机组均采用滑参数启动,在启动之前需另有汽源供抽气器。因此高参数、大容量机组已很少采用射汽式抽气器。
凝汽器真空系统:抽气设备是汽轮机组的主要辅助设备——凝汽设备的重要组成部分,其主要任务是在机组启动时,将其汽、水管道和一些设备中的空气抽走,并在凝汽器汽侧建立一定真空,以加快启动速率,避免汽水冲击;正常运行中,需要用抽气设备及时地抽出凝汽器及真空系统中的不凝结气体,以维持凝汽器的真空。此外,低压轴封处的蒸汽、空气混合物也需要及时地抽到轴封加热器中,以确保轴封的正常工作。
1.2.5 汽机油系统调试
汽机油系统调试包括调节、保安系统,控制油系统,润滑油净化处理系统,主机润滑油、顶轴油系统及盘车装置调试。
(1)调节、保安系统调试的工作内容。①热工信号及联锁保护校验。②液压调节系统静态调试。③保安系统静态调试。④主汽门及调速汽门关闭时间测定。⑤配合电液调节控制系统静态调试。
【释义】 调节系统:调节系统静止试验也称静态调整试验,它是在发电机组静止时进行的试验,是用模拟的方法测取调速部套静态相关特性,初步确定调节系统静态特性,从而创造安全、可靠的启动条件。
汽轮机在静止状态下,启动高压调速油泵,油压、油温接近于正常运行工况,且油质合格后,对调节系统进行检查,以测取绘制各部套之间的关系曲线,并与制造厂设计曲线相比较,如偏离较大,应进行重新调整与处理,以保证汽轮机整体启动试运行的顺利进行。
对于采用高速离心调速器为敏感元件的调节系统,一般应测取同步器行程与挂闸油压、中间滑阀行程、各自动主汽门行程、各油动机行程之间的关系,以及油动机程与调节汽门开度的关系。
对于全液压调节系统,在进行静态试验前,应加接临时油源,以建立一次油压,经整定后,测取同步器在不同行程的一次油压与二次油压的关系、二次油压与各油动机行程的关系以及其他类似装置(启动阀、功率限制器等)的行程与调节汽门油动机行程的关系。
抽汽式供热汽轮机应在调压器的压力敏感元件内接入油压表校验台建立油压,进行调整压器的静态整定,再与调节部套一起做各油动机的静态调试,测取调压器的压力、调压器行程,同步器行程以及各油动机行程之间的关系。
电液调节系统应测取控制系统的模拟量输出与调节汽门油动机行程关系特性。
保安系统:保安系统试验包括超速试验、主调节汽门严密性试验、汽阀油动机关闭时间测定试验和甩负荷试验。这里只介绍汽阀油动机关闭时间测定的试验。
汽轮机挂闸后,测取同步器、启动阀或其他有关装置行程与主汽门开度的关系。进行远方打闸模拟保安系统隔离试验,测取主汽门、调节汽门的关闭时间,其中主汽门油动机需全开,调节汽门油动机应处于额定负荷位置,关闭时间是从发出跳闸指令至油动机关闭的全过程时间。汽门油动机总关闭时间的规定见表1-6。
表1-6 汽门油动机总关闭时间
由于此关闭时间是在汽门上无蒸汽的情况下测定的,考虑蒸汽作用力的影响,需要对有蒸汽条件下的试验结果加以修正。
对于功率限制器的调整应达到以下标准。
①功率限制器在退出位置时,不妨碍调节汽门全开。
②在投入位置时,能根据给定值限制机组负荷,但不应妨碍调节汽门全关。
③操作装置灵活,投入与退出的声光信号正确。
(2)控制油系统调试的工作内容。①热工信号及联锁保护校验。②控制油泵试转及调整。③控制油系统压力调整。④高压备用密封油泵试转及系统调整。⑤油处理装置调整。⑥系统蓄能器调整。⑦系统投运及联动调试。
【释义】 油处理装置:除去油中的杂质,使油净化、纯净的成套设备。包括油箱,油过滤器等设备。
油箱是用来储存油液、散发热量、沉淀杂质和分离油液中的气泡等。从油箱的散热、沉淀杂质和分离气泡等职能看,油箱容积越大越好。但若容积太大,会导致体积大、重量大、操作不便,特别是在行走机械中矛盾更为突出。对于固定设备的油箱,一般建设其有效容积为液压泵每分钟流量的3倍以上。油箱结构有开式、隔离式和压力式三种类型。开式油箱即为露天油箱。中间油箱即为隔离式油箱。
露天油箱:此油箱由回油管、泄漏油箱、泵的吸油管、空气滤清器、安装板、隔板等组成。设计露天油箱时,在注意以下几个问题。①油箱内设隔板将吸油区和回油区隔开地,以利于散热、沉淀污物和分离气泡。隔板高度一般为液面高度的2/3~3/4。②油箱底面应略带斜度,并在最低处设放油螺塞。③油箱上部设置带滤网的加油口,平时用盖子封闭;油箱上部还设有带空气滤清器的通气孔,目前生产的空气滤清器兼有加油和通风作用,其规格可按泵流量选用。④油箱侧面装设油位计及温度计。⑤吸油管和回油管尽量远离。回油管口与箱底之距不小于管径的3倍,管端切成45°斜口,斜口面向与回油管最近的箱壁,有利于沉淀杂质。吸油管口要装有具有泵吸入量2倍以上过滤能力的滤油器或滤网(其精度为100~200目),它们距箱底和侧壁应有一定的距离,以便四面进油,保证泵的吸入性能。⑥系统中的泄漏油管应尽量单独接入油箱。其中,各类控制阀的泄漏油管端部应在油面之上,以免产生背压。⑦一般油箱可通过拆卸上盖进行清洗、维护。对大容量油箱,多在油箱侧面设清洗用的窗口,平时侧用侧板密封。⑧油箱容量较小时,可用钢板直接焊接而成,大容量的油箱,特别是在油箱盖上安装电动机、泵和其他液压件时,不仅应使盖板加厚,局部加强,而且还应在油箱各面加焊角板、加强助,以增加刚度和强度。⑨油箱内壁涂油性防锈涂料。
中间油箱:在周围环境恶劣、灰尘特别多的场合,可采用隔离式油箱。当泵吸油时,挠性隔离器的进出气孔进气;当泵停止工作,油液排回油箱时,挠性隔离器被压瘪,进出气孔排气。所以油液在不与外界空气接触的条件下,液面压力仍能保持为大气压力。挠性隔离器的容积应比泵的每分钟流量大25%以上。
压力油箱:当泵吸油能力差,安装补油泵不合算时,可采用压力油箱。将油箱封闭,来自压缩空气站储气罐的压缩空气经减压阀将压力降到0.05~0.07MPa。为防压力过高,设有安全阀。为避免压力不足,还设有电接点压力表和报警器。
油过滤器:带有很多微小间隙或小孔的容器。当油液流过时,它能将大于这些间隙或小孔的杂质隔住,使系统油液清洁、工作稳定、寿命延长。常用的油过滤器有网式、线隙式、纸芯式和磁性油过滤器等。
网式油过滤器按用途分为吸油管路用网式油过滤器和排油管用网式油过滤器两种。其过滤精度取决于铜丝网每寸所含的网格数(目/寸)。
吸油管用网式油过滤器的滤芯由一层或两层方格铜丝网包在圆形支架上构成,标准产品无外壳,直接装在吸油管入口处,浸入油面之下,用以保护油泵,这种过滤器结构简单,通过性能好,压力降小,但过滤精度较差。
线隙式油过滤器是用铜丝或铝线绕在筒形芯架的外部,利用线间缝隙过滤油液。XU型线隙式滤油器,主要用在吸油管上。其特点是结构简单,通油能力强,过滤效果好,但不易清洗。这种滤油器也可用于排油管或辅助油路中。
油过滤器的选择应考虑系统对过滤精度和过滤能力的要求,以及过滤器的强度、抗腐蚀能力,并考虑使用目的(用于系统保护还是元件保护)、油温和油泵类型等。
纸质油过滤器,其滤芯为平纹或波纹的酉芬醛树脂或木浆微孔滤纸制成的纸芯,将纸芯围绕在带孔的镀锡铁做成的骨架上,以增大强度。为增加过滤面积,纸芯一般做成折叠形。其过滤精度高,一般用于油液的精过滤,但堵塞后无法清洗,须经常更换滤芯。
磁性油过滤器,其滤芯为永久磁铁,罩子外面为铁环。当油液中能磁化的杂质经过铁环间隙时,便被吸附在其上,从而起到过滤作用。这种油过滤器适用于加工钢铁件的机床液压系统。
(3)润滑油净化处理系统调试的工作内容。①热工信号及联锁保护校验。②油输送泵试转及调整。③净化装置调试。④配合热控进行程控投运试验。⑤系统投运及动态调整。
【释义】 润滑油:是涂在机器轴承等运动部分表面的油质,作用是减少摩擦、避免发热,防止机器磨损。一般是分馏石油的产物,也有从动植物中提炼的。
润滑油可分为三类:一是有机油,通常是动、植物油;二是矿物油,主要是石油产品;三是化学合成油。其中因矿物油来源充足,成本低廉,适用范围广,而且稳定性好,故应用最多。动植物油中因含有较多的硬脂酸,在边界润滑时有很好的润滑性能,但因其稳定性差而且来源有限,所以使用不多。合成油是通过化学合成方法制成的新型润滑油,它能满足矿物油所不涌满足的某些特性要求,如高温、低温、高速、重载和其他条件。
润滑油处理设备:实际上指的是压力滤油机,可分为LY型移动式板框压滤机和GLJ型过滤机,它主要用于各发电厂、农村电灌站及工厂企业变电所在维修电器设备(如油断路器、油浸变压器等)时过滤透平油、变压器油、绝缘油及其他稀释的并有润滑性能的液体油中少量的水分和杂质。
滤油机规格见表1-7。
表1-7 滤油机规格表
(4)主机润滑油、顶轴油系统及盘车装置调试的工作内容。①热工信号及联锁保护校验。②润滑油泵(交、直流)试转及调整。③顶轴油泵试转及调整。④顶轴油压分配及轴颈抬起高度调整。⑤排烟风机试转,油箱真空调整。⑥冷油器投用。⑦事故排油系统调试。⑧润滑油压、流量分配调整。⑨盘车装置自动及手动投运、调试。
【释义】 冷油器:当液压系统功率大、效率低(例如节液环节多),或者油箱容积受限制等单靠自然散热不能保持规定的油温时,必须采用冷却设备,这个冷却设备即为冷油器。冷油器分为水冷式和风冷式两类。
①水冷式冷油器:水冷式冷油器可分为多管式、枝式和翅片式等种类。
多管式水冷油器工作时,冷却水从铜管内通过,将铜管周围油流中的热量带走。冷油器内的挡板使油迂回前进,增加了油的流程和流速,提高了传热效率,冷却效果较好。
翅片式水冷油器中水从管内流过,油液在水管外面通过,油管外部加装横向或纵向的散热翅片,以增加散热面积,冷却效果能比其他冷油器提高数倍。
②风冷式冷油器:在行走机械(如轮胎吊)和在野外工作的机械中,宜采用风冷式冷油器。常用的风冷式冷油器有翅管式和翅片式两种。
翅管式风冷油器是将翅片绕在光管上焊接而成。
翅片式风冷油器的每两层通油板之间设有波浪形的翅片板,大大提高了传热系数。若采用强制通风,则冷却效果更好。翅片式风冷油器具有结构紧凑、体积小、强度高等优点。
盘车装置:汽轮机在冲动转子以前和停机以后,使转子保持连续转动的装置称为盘车装置。盘车具有以下几方面的作用。
①防止转子因受热不均产生热弯曲而影响再次启动或损坏设备。
②机组启动前盘动转子,可以用来检查机组是否具备运行条件(如是否存在动静部分之间摩擦及主轴弯曲变形等)。
③机组启动冲转时,可以减小蒸汽对叶轮的冲击作用。
盘车装置可分为手动盘车和自动盘车两种,自动盘车又分为电动盘车、液动盘车和气动盘车三种。国内现有机组安装电动盘车的居多,所以这里主要对两种典型的电动盘车加以介绍。
(1)具有螺旋轴的电动盘车装置
①通过齿轮进行一次减速的盘车装置如图1-19所示,电动机1与小齿轮3由弹性联轴器2连接,在小齿轮轴的两端装有两只能承受轴向推力的滚动轴承,大齿轮4和啮合齿轮6装配在同一个螺旋轴5上。大齿轮4借助于销子固定在轴上,啮合齿轮6滑套在带有两只39°斜度的螺旋键的螺旋轴5上。啮合齿轮6(相当于螺帽)通过叉杆7沿着螺旋轴5(相当于螺杆)作轴向移动的同时自身转动,与盘车齿轮12啮合后即可启动盘车装置。螺旋轴5的两端同样设有能承受轴向推力的滚动轴承。叉杆和外部的盘车手柄8用轴连在一起,并用键嵌在该轴上。推动手柄8可以改变啮合齿轮在螺旋轴上的位置,并同时控制润滑油错油门9和电动机行程开关10。
图1-19 盘车装置示意
1—电动机;2—联轴器;3—小齿轮;4—大齿轮;5—螺旋轴;6—啮合齿轮;7—叉杆;8—手柄;9—润滑油门;10—行程开关;11—凸缘;12—盘车齿轮;13—保险销
②通过蜗轮进行一次减速的盘车 如图1-20所示,这种盘车与通过齿轮进行一次减速的盘车大体相同,只是一次减速装置由齿轮变为蜗轮。
图1-20 盘车装置示意
1—电动机;2—弹性联轴器;3—蜗杆轴;4—蜗轮;5—啮合齿轮;6—蜗轮轴;7—盘车齿轮
通过蜗轮进行一次减速的盘车装置有的没有保险插销,而有一个油动的伺服机,投入自动化程度更高,可以手动投入也可自动投入。自动投入盘车时,通过按钮将控制油路的电磁阀门打开,润滑油开始流动工作,压力油进入伺服机,伺服机执行机构直接作用在叉杆上,使其旋转带动啮合齿轮靠向盘车大齿轮,啮合齿轮的轮齿与大齿轮的切入端具有一定的倾斜角度,切入点部位很薄,所以很容易切入。当啮合齿轮刚好切入盘车大齿轮时,随叉杆一起旋转的外侧手柄也恰好压到行程开关上,行程开关接通,盘车电动机开始旋转,啮合齿轮继续切入,当完全与盘车大齿轮啮合时,啮合齿轮也刚好靠到凸肩上,此时啮齿轮变为主动齿轮,带动转子旋转。
(2)具有摆动齿轮的盘车装置
如图1-21所示,齿轮3和齿轮4通过中间轴O3和轴O4装在摆动壳12内,摆动壳又通过中间轴O3装在盘车的壳体内。中间轴O3两端的盘车壳体处各装有一个上下分体的支撑轴承,轴O4两端的摆动壳内各装有一个整圈的铜质支撑轴承,其与摆动壳间存在着一定的紧力。在外力作用下,摆动壳可以绕中间轴O3摆动。齿轮4除能绕自身轴O4转动,还能随摆动壳一起绕中间轴O3摆动,所以称为摆动齿轮。曲柄连杆10和带缓冲器的拉杆11组成一个杠杆系统。
图1-21 具有摆动齿轮的盘车装置传动系统
1—小齿轮;2—大齿轮;3—中间轴齿轮;4—摆动齿轮;5—盘车齿轮;6—锁紧销;7—手轮;8—曲柄;9—压弹簧;10—连杆;11—拉杆;12—摆动壳;13—行程开关;14—顶杆;15—盘形弹簧
如图1-20所示,利用电动机与齿轮1之间装设的摆线针轮减速器进行一次减速,再通过齿轮1、齿轮2、齿轮3、齿轮4及齿轮5减速。盘车装置的投入或退出是通过摆动壳连同摆动齿轮在杠杆系统操纵下的上下摆动实现的。杠杆系统的动作由操作手轮控制。
1.2.6 高低压旁路系统调试
工作内容:①旁路管道及减温水系统的冲洗。②控制油泵试转、控制油油站静态调试。③控制油再生系统调整。④热工信号及联锁保护校验。⑤系统联动调试。⑥系统投运及功能调整。
【释义】 旁路控制系统:控制主蒸汽流过旁路的流量,以适应锅炉和汽轮机特定运行规律的控制系统,它的主要功能如下。
①满足启动要求,使机组能在冷态、温态和热态状态下快速启动,以节省启动时间和降低能耗;
②超压保护,当汽轮发电机故障或甩负荷时,引起汽压过高,旁路系统能迅速(2~3s)投入,使汽压不致过高,而使锅炉维持在最低负荷下运行;
③保护再热器,使再热器得到有效冷却;
④能满足机组变压运行和定压运行的需要;
⑤在负荷变化时具有调节功能。
旁路系统主要有以下几种形式。
①单级大旁路,即汽轮机前的主蒸汽经减温减压后,直接排入凝汽器;
②两级串联旁路,即由高压(Ⅰ级)和低压(Ⅱ级)旁路串联而成,高压旁路是旁通高压汽缸,低压旁路是旁通中、低压汽缸。
此外,还有高、低压旁路串联后再与大旁路并联的形式,或不设旁路系统等。
高低压旁路系统调试:具有旁路系统的汽轮机组,在锅炉点火之前,高、低压旁路就必须复置,使之处于正常的启动状态,这也是有些锅炉复置MFT的必要条件之一。锅炉点火后,高、低压旁路系统均处于自动状态。当高压旁路处于自动状态下,且当实际主蒸汽和低于预先设定好的压力偏置时,高压旁路阀保持一个预置的强制打开的最小开度。当主蒸汽压力升高超过预置值时,高压旁路会自动逐渐开大,以保证主蒸汽压力按一个预先设定的变化率升高到机组所规定的冲转前的压力。达到汽轮机冲转压力后,高压旁路的控制方式自动切换到定压方式。在定压方式下,汽轮机开始冲转,一直到并网带负荷。大多数汽轮机组采用了复合滑压运行方式,机组的启动定压运行方式一直维持到负荷达到一定值(G/A机组为50%,ABB机组为35%,WH机组为40%,东芝机组为25%等)。在汽轮机带负荷的同时,只要实际主蒸汽压力低于设定值,高压旁路就会自动关小,一直到高压旁路阀全关,高压旁路的控制方式切换到滑压运行,汽轮机组转入滑压运行方式,高压旁路则处于事故备用状态。
在汽轮机的启动阶段,低压旁路的控制和运行方式与高压旁路是相独立的。低压旁路控制进入自动方式后,随着锅炉升温、升压,再热蒸汽压力达到一定值时,低压旁路控制方式自动转到“最小压力控制方式”,低压旁路控制阀就会开始关小,慢慢地直至全关。当低压旁路控制阀全关以后,低压旁路控制方式自动转到滑压方式,低压旁路主汽门保持全开,低压旁路控制阀保持全关,处于事故备用状态。
1.2.7 小汽轮机调试
小汽轮机调试包括小机调节、保安、控制油系统和小机润滑油、顶轴油系统及盘车装置调试。
(1)小机调节、保安、控制油系统调试的工作内容。①热工信号及联锁保护校验。②液压调节系统静态调试。③保安系统静态调试。④控制油系统调试。⑤汽门阀位校对。⑥配合电液调节控制系统静态调试。
【释义】 小汽轮机:通常指的是拖动给水泵的汽轮机,区别于发电的大汽轮机。
(2)小机润滑油、顶轴油系统及盘车装置的工作内容。①热工信号及联锁保护校验。②润滑油泵试转及调整。③顶轴油泵试转及运行。④顶轴油压分配及轴颈抬起高度调整。⑤排烟风机试转,油箱真空调整。⑥冷油器投用。⑦事故排油系统调试。⑧润滑油压、流量分配调整。⑨盘车装置自动及手动投运调试。
【释义】 汽轮机:自然界中能够产生能量的资源称为能源。它可分为一次能源与二次能源。一次能源是指自然界中以自然形态存在的、可以利用的能源。其中有些可以直接利用,但通常需要经过适当加工转换后才能利用。主要有煤、石油等所含的化学能、水力能、风能、太阳能、核能和地热能等。可见一次能源直接使用既不方便又不经济,有时还容易造成环境污染。二次能源是指由一次能源经过加工转换后的能源,其中最常见的就是把燃料的化学能、原子核能或水的重力势能等在发电厂内大规模地加工转化为电能。此外,还有热能和机械能等。
由此可见,发电厂(包括火电厂、水电厂、核电站等)是能源加工厂。火力发电厂简称火电厂,它是将化石燃料(如煤、石油或天然气等)中蕴藏的化学能在蒸汽锅炉内通过燃烧转变成蒸汽的热能,然后在汽轮机内将蒸汽的热能转变成机械能带动发电机发电的工厂。在现代火电厂和核电站中,汽轮机就是用来驱动发电机生产电能的,故汽轮机与发电机的组合称为汽轮发电机组。汽轮机还可用来驱动泵、风机、压气机和船舶螺旋桨等。所以,汽轮机是现代化国家中重要的动力机械设备。
由于电能无法大量储存,发电设备的功率是随外界负荷的变化而变化的,即发电、供电与用电同时完成,所以,电能的生产不同于其他产品的生产,这是发电厂生产的一个重要特点。因此,汽轮机必须要有可靠的自动调节系统,以便随时调节汽轮机的功率,使之满足用户的需要,并保证供电质量即供电的电压与频率,同时还要确保电能生产具有高度的可靠性和安全性。如果电能质量降低,就会影响用户产品的产量和质量;若汽轮机运行中发生故障,供电中断,便会引起国民经济各部门生产停顿、减产,甚至损坏用户设备,发生人身事故等,最终给企业造成无法弥补的严重后果。
给水泵:火力发电厂中最重要的一种辅助设备,其作用是向锅炉连续提供具有足够压力、流量和相当温度的给水。给水泵的安全、可靠地运行,直接关系到锅炉设备的安全运行。随着发电厂单机容量的不断增加,给水泵所处的地位也越来越重要。
现代给水泵的特点如下。
①大容量。近年来,火电机组由20MW、300MW发展到600MW,以至在国际上发展到2000MW,随着火电机组这样不断地增长,与之配套的给水泵的容量也在不断增大,见表1-8。
表1-8 不同容量火电机组相对应的给水泵功率和参数
大容量化的意义是可相对提高给水泵效率,提高设备利用率,节省钢材,减少占地空间等。
②高转速。增大给水泵容量最合理和最简便的方法就是提高给水泵的转速。
提高给水泵的转速,可以减少水泵级数,提高单级扬程;且泵轴尺寸缩短,泵轴刚性提高,可由挠性轴改为刚性轴;泵体尺寸减小、质量减轻等。不同转速时给水泵质量和级数的比较见表1-9。
表1-9 不同转速时给水泵质量和级数的比较
目前,对于给水泵汽轮机直接驱动的给水泵,普遍采用的转速为5000~6000r/min;对于电动机驱动经升速齿轮升速后由液力联轴器调速的给水泵,普遍采用的转速为5000~6500r/min。
③高性能。随着现代科学技术的迅速发展,给水泵逐步实现高效率、高度自动化和高可靠性。随之逐步建立了日趋完善的调速技术、自动控制技术、自动监测技术和自动保护技术,比如用液力联轴器、油膜转差离合器、变频调速装置和给水泵汽轮机等原动机调速技术实现了给水泵的自动无级调速;并投入各种监测和保护系统,保证了给水泵在任何情况下都具有较好的抗振动、抗轴向推力、抗烧瓦和抗汽蚀等性能。同时采用三元流动理论优化给水泵设计;并采用磁力轴承和先进轴密封等技术,使给水泵的性能进一步提高。
总之,现代大型给水泵容量大、转速高,另外对给水泵的驱动方式、结构和材料也有了新的要求。当前单元机组均参与电网调峰,使给水泵的流量变化范围加大,它的扬程、吸入压力和给水温度也相应随着变化,从而使它的运行出现了一些新的问题。
1.2.8 循环水系统调试
循环水系统调试包括循环水系统和胶球清洗系统调试,其中循环水系统有开式和闭式两种类型。
(1)循环水系统调试的工作内容。①热工信号及联锁保护校验。②循环水泵试运转及调整。③系统管道水冲洗及阀门调整。④水池自动补水系统调试(闭式)。⑤出口碟阀及液压装置调整。⑥配合热控进行程控投运试验。⑦旋转滤网、清污机、冲洗水泵试转及调整投运。⑧冷却水泵试运转及投运。⑨系统投运及动态调整。
【释义】 循环水泵:目前,大型火力发电厂中使用的循环水泵大多为立式混流泵,其按泵与电动机连接方式可分为单基础和双基础泵。单基础泵与电动机直接相连,安装在一个基础上;双基础泵与电动机安装在各自的基础上,其中泵的吐出管位于泵基础之上,也有在泵基础之下的。泵的吸入水池通常为湿坑式,即将泵直接插入敞开的水渠中。泵中间的轴承为洁净水润滑的橡胶轴承。
水冲洗:对系统管道进行大水量冲洗,其目的是除去管子内部的锈蚀物和其他杂质及运行生成的部分沉积物;同时可借此检查系统的严密性和回路的畅通情况,特别是并联立式布置的管排,若有气塞现象,会影响清洗质量。水冲洗时,流速保持5m/s以上。
立式混流泵按照叶片调节的可能性可分为固定式、半调节式和全调节式。固定式混流泵的叶片和轮毂铸成一体,叶片角度不能改变;半调节式水泵的叶片在需要改变工况时,可松开螺母、拆出定位销调整叶片的安装角度,达到调节的目的;全调节式泵的叶片可在停泵或不停泵的情况下,通过一套液压或机械调节机构来改变叶片的安装角,以满足流量和扬程的要求。
碟阀:靠旋转体内阀板来达到开关目的,这种阀结构比较简单,其优点是外形体积比较小,重量轻,开关方便,流体阻力小,适用于直径较大的输送水、空气、原油和油品等介质的低压管道上。温度不能超过80℃,公称压力为2.5MPa以下,最大公称直径为2000mm。传动方式有手动、电动和气动三种。
循环水泵的性能:发电设备需要大量的水,其中以凝汽器的冷却用水量最大,约占总用水量的95%左右。循环水泵供水主要是为凝汽器提供用水。在直流式供水系统中,循环水泵安设在河道或湖岸边的水泵房里。在循环式供水系统中,循环水泵将冷却设备冷却的水抽回到凝汽器内,也就是使水在冷却设备和凝汽器之间往复循环。
以湘江型泵(湘江48-18型)为例,来介绍循环水泵的结构。
①泵壳为中开式,吸入口和吐出口均在泵体轴线下方,与轴线垂直,向两侧伸出,泵盖揭开后,可以检查内部零件。
②两端各用单列向心球轴承支承,用2号或3号锭子油润滑。
③泵两端均有轴伸出,电机可以联接在任何一端运行,其转向按泵盖上的转向牌所示。
④泵盖顶上接有排气阀,在阀的上部可接真空泵以抽出空气将水引入泵内,当泵内水满以后,排气阀可以自动关闭。
⑤填料处的水封,可用泵体本身抽送的液体(清洁的液体)或另接自来水进行水封。
⑥轴承座均备有冷却室,必要时可以接冷却水以保持轴承温度正常。
阀门:是用来启闭管道,使被输送的介质行、止或调节被输送介质的流向、压力或间接调节温度,以达到控制介质流动,满足使用要求的重要管道部件。通常放在分支管处、穿越障碍物和过长的管线上。一般设在配水支管的下游,以便关阀门时不影响支管的供水。阀门的种类多,分类方法也多,但一般是按其动作特点分为两大类:一是驱动阀门,指借用外力(人力或其他动力)来操纵的阀门,如闸阀、旋塞阀等;二是自动阀门,指借助介质流量、参数能量变化而动作的阀门,如止回阀、安全阀等。阀门一般由阀体、阀瓣、阀盖、阀杆和手轮等部件组成。
按制造材质划分,有铸铁阀、碳钢阀、铜阀、铬钼合金阀、不锈耐酸钢阀以及各种非金属阀等;按阀门的驱动种类,可分为手动、电动和气动;按阀门的连接形式,可分为螺纹连接、法兰连接和焊接等。
阀门的类型代号用汉语拼音字母表示,见表1-10。
表1-10 阀门的类型
常用的阀门有很多类型,其产品型号代号由七个单元组成,按图1-22顺序编制。
图1-22 阀门的型号代号
(2)胶球清洗系统调试的工作内容。①热工信号及联锁保护校验。②胶球泵试转及调整。③胶球清洗装置投运及调整。④配合热控进行程控装置投运。⑤胶球清洗装置收球率试验及调整。
【释义】 胶球清洗装置:一种常见的凝汽器清洗装置,它的清洗系统由二次滤网(净水器)、加球室、胶球泵、收球网、阀门管道及自动控制部分组成。二次滤网是循环水的净化装置,对减少水阻,节约能源起关键作用,是保证胶球清洗装置正常投运,提高胶球回收率不可缺少的部件。
收球网是胶球清洗装置关键部件之一,其作用是收集在冷凝器铜管中工作流过的海绵球,使其从循环水中分离出来再循环使用,所以它是起收集海绵球的作用。
加球室是供加球,收球及监视球循环运行情况之用。
胶球泵采用无障碍的离心泵,叶轮是由两叶片构成的宽形管状通道,具有不堵球和磨损低的特点,是一种理想的胶球泵,它由一台电动机驱动。
胶球清洗装置采用电气程序控制,操作方便,也可根据需要切换成手动控制方式。
胶球清洗系统:循环水通过凝汽器铜管时,水中杂质会在其内壁沉淀结垢。为了保证凝汽器铜管内壁的清洁,以往采用的方法是停机或降低机组出力来进行清洗。现在,国内外普遍采用的方法是在运行中用胶球连续清洗凝汽器铜管,收到了较好的效果。
(1)胶球清洗的基本原理
一般采用直径比铜管内径大1~2mm的胶球来进行清洗。胶球被循环水带进铜管后被压缩变形,和铜管内壁进行全周摩擦,这样胶球在循环水压力作用下流经铜管时,就把铜管内壁擦洗了一遍。利用胶球清洗凝汽器破坏了脏物在铜管内壁积聚黏附的条件,从而起到预防结垢和达到清洗的目的。胶球一般采用圆形橡胶球,橡胶球的孔隙大小均匀,孔与孔之间相通,长期泡在水中不变形,不变质,其湿态视密度略大于循环水。对球的硬度和耐磨性也有一定要求。普通胶球用于保持管子清洁,表面带金刚砂的胶球用于清除冷却管内壁的硬垢,特殊的涂塑胶球适用于钛管清洗。
(2)凝汽器胶球清洗系统
凝汽器胶球清洗系统的主要设备有胶球泵、装球室、分配器、收球网及专用阀门等。
投入系统循环的胶球数量可按下式求得,即
胶球数=20%铜管数/Z
式中 Z——凝汽器流程数。
图1-23为胶球清洗系统。胶球装入装球室3中,从胶球泵2来的压力水流过装球室3把胶球带至分配器4,然后送入凝汽器循环水管。凝汽器出口循环水管上装有收球网1,起着收集胶球的作用。收集起来的胶球在一部分水流的夹带下陆续进入胶球泵,再次进入装球室。至此,胶球完成了一次清洗任务。根据机组容量的大小、胶球通道的长短及冷却水流速的不同,胶球在系统中循环一周的时间为10~30s。
图1-23 凝汽器胶球清洗系统
1—收球网;2—胶球泵;3—装球室;4—分配器;5—差压计
分配器4两侧的阀门以及胶球泵进口两侧的阀门,用于凝汽器中甲、乙侧轮流清洗切换之用;差压计5监视收球网的清洁状况;胶球泵进出口压力表用于监视胶球泵与系统的运行情况。
漩涡式二次滤网主要应用在直流供水系统中,也可应用于有机物、漂浮物较多的循环水供水系统。其作用是进一步清除由一次滤网漏入的杂物,以增强铜管热交换强度,提高胶球回收率。运行中必须定期对积存在二次滤网芯外边的杂物进行清洗,否则,由于杂物的附着会增大循环水的阻力。
漩涡式二次滤网的清洗方法是把圆形碟阀旋转至与网芯相切的位置,此时循环水的流通截面积减小,流速增大,较高速度的水流直接冲刷网芯,并利用水流通过网芯的旋涡对网芯进行清洗,在离心力的作用下,比较重的杂物被甩到靠近外壁的地方,在水流的夹带下通过上部排污管排出。采用圈形碟阀的目的就是在清洗时,可以用水从两个不同的方向对网芯进行清洗。
若采用活动式收球网,可在胶球清洗系统未投入时,将活动滤网转动到与水流方向相平行的位置,这样既可以使水流冲洗黏附在网面上的细小杂物,又可以减少收球网对循环水的阻力。
二次滤网和活动收球网应使用不锈钢板制造。
(3)影响胶球回收率的因素
胶球回收率是指在正常投球量下,胶球清洗系统正常运行30min,收球15min,收回的胶球数与投入运行的胶球数的百分比。它是胶球清洗的一个关键问题,胶球清洗效果的好坏与清洗时真正参与循环的胶球数量有直接关系。
根据已有的运行经验,为提高胶球回收率必须注意做好以下几方面的工作。
①对循环水加强机械过滤,防止杂物堵塞铜管。
②对不合理的凝汽器的水室结构进行合理的改造。
③回收滤网内壁要光滑,无毛刺,不卡球,而且应安装在循环水管的垂直管段上。
④通过试验确定合理的循环水流速,因为与水密度相近的胶球是依靠一定的水流速度才能通过铜管的。
1.2.9 冷却水系统调试
冷却水系统调试包括开式辅助机冷却水系统和闭式辅助机冷却水系统调试。
(1)开式辅助机冷却水系统的工作内容。①热工信号及联锁保护校验。②开式水泵试转及调整。③系统管道冲洗及阀门调整。④旋转滤网试转及调整。⑤冷却器投运及调整。⑥冷却器胶球清洗装置投运及调整。⑦系统投运及动态调整。
【释义】 开式辅助机冷却水系统:火力发电厂在电力生产过程中需要大量的冷却用水。冷却用水主要包括冷却汽轮机排汽的冷却水、发电机冷却系统的冷却水、汽轮发电机组润滑油的冷却水、辅助机械轴承的冷却水等。由水源、取水设备、供水设备和管路组成的系统叫做火力发电厂的供水系统。按地理条件和水源水量的多少,可分为以下两种形式的供水系统。
①直流供水系统。也叫开式供水系统。它是以江河、湖泊或海洋为水源,供水直接由水源引入,经凝汽器等设备吸热后再返回水源的系统。其又可分为岸边水泵房直流供水系统、中继泵直流供水系统和水泵置于机房内的直流供水系统。
②循环供水系统。冷却水经凝汽器等设备吸热后再进入冷却设备(如冷却塔或喷水池等)冷却,被冷却后的水由循环水泵再次送入凝汽器,如此反复循环使用,这种系统称为循环供水系统,也叫闭式供水系统。循环供水系统根据冷却设备的不同又可分为冷却水池、喷水池和冷却塔三种类型的循环供水系统。
胶球清洗装置:胶球清洗应注意以下几个方面。
①为了确保胶球清洗效果,应根据运行中的水质情况和污染物种类来确定清洗时间。以在间隔时间内,管内不形成坚实的污垢附着物或藻类物质为确定原则。有的发电厂每天清洗一次,每次15~30min,也有的发电厂每周清洗一次,每次0.5h。
②定期检查胶球的磨损情况,当胶球的直径减小时,应更换新球。
③如果收球网前后压差过大,应进行反冲洗,以保证胶球的正常循环。
④运行中若发现胶球的循环速度下降,应检查胶球输送装置及系统的工作情况,发现问题及时处理。
冷却器:用来对空气冷却的表面式换热器称作冷却器。它分为水冷式和直接蒸发式两种。水冷式表面冷却器内用冷冻水或冷冻盐水作冷媒。直接蒸发式是以制冷剂作冷媒,靠制冷剂的蒸发吸取外部空气的热量,以冷却空气。
(2)闭式辅助机冷却水系统调试的工作内容。①热工信号及联锁保护校验。②闭式水泵试转及调整。③系统管道冲洗及阀门调整(母管及各辅机支管)。④水箱自动补水系统调整。⑤停机冷却水泵试转及系统调整。⑥热交换器投运及调整。⑦分系统投运及动态调整。
【释义】 热交换器:属于换热器的一种。热交换器是一类用来完成各种不同介质间传热过程的设备,其基本的传热方式有传导、对流和辐射三种。热交换器的典型结构是由外壳、内壳、附件三大部分组成的。其中外壳包括封头、筒体、管箱和连接法兰等;内壳包括管板、管束、折流板、定距管、管箱隔板;附件则包括了各种接管、鞍座以及膨胀节等。
换热器的类型很多,也有很多分类方式,主要有以下几种。
(1)按作用原理或传热方式分类
①混合式换热器(或称直接式换热器):是利用参与换热流体的直接混合作用来进行热量交换的。
②蓄热式换热器。大多是用耐火砖垒砌而成。其内部用耐火砖垒砌成“火格子”或者用成形填料填充,它让两种不同的流体先后通过同一固体填料的表面,热载体先通过,把热量蓄积在填料中,冷流体通过时将热量带走,从而实现冷、热两种流体间的热量传递。如炼焦炉蓄热室的多孔格子砖,空气分离装置蓄冷器中的卵石等的表面。
③间壁式换热器。它是利用一种固体壁面将进行热交换的两种流体隔开,使它们通过壁面进行传热。这种形式的换热器使用较为广泛。
(2)按生产中使用目的分类
可分为冷却器、加热器、冷凝器、汽化器、再沸器和热交换器等。
(3)按换热器所用材料分类
一般分成金属材料和非金属材料换热器。
(4)按换热器传热面的形状和结构分类
①管式换热器。通过壁管传热的换热器。又分为蛇管式换热器和套管式换热器两类。
②管壳式(列管式)换热器。是将管子与管板连接,再用壳体固定。按自身结构特点又可分为固定管板式换热器和不固定管板式换热器(包括浮头式、滑道管板式、填料函式、U形管式和双套管式)。
③板片式换热器。传热面是由冷压成形或经焊接连接的金属板材构成的。属于这类的热换器有螺旋式换热器、板式换热器和板翅式换热器等。
④非金属换热器。采用耐腐蚀的新型材料制成的换热器(如陶瓷、玻璃、聚四氟乙烯、石墨等),这类换热器可用于具有强腐蚀性的各种物料。
⑤空气冷却器。包括水平式空冷器和斜顶式空冷器,干式空冷器和温式空冷器,强制风(送风)空冷器和诱导通风空冷器等。
1.2.10 直接空冷系统调试
工作内容:①配合空冷系统气密性试验。②热工信号及联锁保护校验。③空冷风机、相关转动机械试转及调整。④其他辅助设备搬运及调整。⑤空冷系统冲洗及阀门调整。
【释义】 空气冷却系统是利用空气作为冷却介质向发电机定子和转子绕组以及定子铁心进行冷却的系统。该系统通常有开式通风和闭式循环两种冷却方式。
二、未包括的工作内容
设备和系统的特殊调试、性能试验、特性试验和转动机械平衡试验。
【释义】 详见1.1节第一部分中“二、未包括的工作内容”。
三、工程量计算规则
本节所有项目均根据图示数量以机组“台”为单位计量。
【释义】 详见1.1节第一部分中“三、工程量计算规则”。
四、其他说明
1.蒸汽系统调试未包括加热器汽测的安全门校验。200MW及以下机组按采用法兰、螺栓及汽缸加热系统计列,若实际工程配置中不采用,定额乘以系数0.95。200MW以上机组均按不采用螺栓及汽缸加热系统计算,如实际工程配置中采用,则定额乘以系数1.05。
【释义】 主蒸汽系统包括从锅炉过热器出口联箱至汽轮机进口主汽阀的主蒸汽管道、阀门、疏水装置及通往用新汽设备的蒸汽支管所组成的系统。
2.真空系统调试按机械真空泵系统计列,若采用射水抽气器(或射汽抽气器)真空系统,定额乘以系数0.85。
【释义】 抽气器的任务是将漏入凝汽器的空气和不凝结的气体连续不断的抽出,保持凝汽器始终在较高的真空下运行。抽气器可以分为射水和射汽抽气器两种,区别主要是工作介质不同。
射水抽气器是一款针对凝汽器真空及其他设备真空的一款节能产品。其所用的工质是过热蒸汽,故称射汽抽气器。使用射汽抽气器的机组一般都设有主抽气器和启动抽气器各一台。
3.循环水系统调试按闭式循环水系统计列,若采用开式循环水系统,定额乘以系数0.85。
【释义】 循环水系统是将冷却水(海水)送至高低压凝气器去冷却汽轮机低压缸排汽,以维持高低压凝气器的真空,使汽水循环得以继续。另外,它还向开式水系统和冲灰系统提供用水。
4.若实际工程为间接空冷系统,则相应调试项目根据直接空冷系统调试定额乘以系数0.45;采用空冷设备的机组,其循环水系统调试按定额乘以系数0.5。
【释义】 间接空冷系统是指混合式凝汽器的间接空冷系统(海勒式间接空冷系统)和具有表面式凝汽器间接空冷系统(哈蒙式间接空冷系统)及其他。
第二部分 定额释义
1.2.1 蒸汽系统调试
定额编号:YS1-63~YS1-68 机组容量 50~1000MW P30
【应用释义】 蒸汽供热系统:能够向生产用热设备、供暖、热水供应、通风、空调等用户提供热能。
1.2.2 给水系统调试
定额编号:YS1-69~YS1-74 机组容量 50~1000MW P31
【应用释义】 给水系统:给水的取水、输水、水质处理和配水等设施以一定的方式组合成的总体。是指通过管道及辅助设备,按照建筑物和用户的生产,生活和消防的需要有组织的输送到用水地点的网络。
1.2.3 发电机水、氢、油系统调试
定额编号:YS1-75~YS1-80 机组容量 50~1000MW P32
【应用释义】 发电机氢气系统主要由氢站的高压储氢罐、备用氢瓶,置换用的CO2钢瓶,氢气干燥器,氢气减压器,氢气过滤器,纯度分析器,液体探测,氢气露点仪组成,向发电机转子绕组和定子铁芯提供适当压力、高纯度的冷却用氢,同时还要完成对氢气的冷却、干燥及检测。
1.2.4 真空系统调试
定额编号:YS1-81~YS1-86 机组容量 50~1000MW P33
【应用释义】 真空系统是由真空泵、真空计、被抽容器及其他元件如真空阀门、冷阱等,借助于真空管道,按一定要求组合而成,并具有所需抽气功能的抽气装置。
1.2.5 汽机油系统调试
定额编号:YS1-87~YS1-92 机组容量 50~1000MW P34
【应用释义】 振动检测仪是基于微处理器最新设计的机器状态监测仪器,具备振动检测,轴承状态分析和红外线温度测量功能。
1.2.6 高低压旁路系统调试
定额编号:YS1-93~YS1-98 机组容量 50~1000MW P35
【应用释义】 高低压旁路即汽轮机旁路,它是现代单元机组热力系统的一个组成部分。它的功能是,当锅炉和汽轮机的运行情况不相匹配时,即锅炉产生的蒸汽量时,多余部分可以不进入汽轮机而经过旁路减温减压后直接引入凝汽器。此外,有的旁路还承担着将锅炉的主蒸汽经减温减压后直接引入再热器的任务,以保护再热器的安全。旁路系统的这些功能在几组启动,降负荷或甩负荷时是十分必要的。
1.2.7 小汽轮机调试
定额编号:YS1-99~YS1-104 机组容量 50~1000MW P36
【应用释义】 接触式转速表可以直接测量各种运动零件的旋转速度,特别像轴类,盘类,轮鼓类零件的旋转速度,可以直接测量旋转零件的每分钟转速或每分钟线速度,最大测量转速20000r/min,最大测量线速度1000m/min。记忆功能可以正确的反映最大值,最小值及最后测量值。
1.2.8 循环水系统调试
定额编号:YS1-105~YS1-110 机组容量 50~1000MW P37
【应用释义】 凡士林可以用在许多家具、机械等来防锈、润滑、补裂痕。在电缆与接线盒之间涂抹,可以起到润滑作用。
其他释义参见本节第一部分说明释义1.2.8中的内容。
1.2.9 冷却水系统调试
定额编号:YS1-111~YS1-116 机组容量 50~1000MW P38
【应用释义】 冷却水系统:用于提供冷却锅炉辅机轴承、齿轮润滑油系统可靠稳定的冷源,系统压力一般为0.3~0.4MPa,由冷却水箱、冷却水管路、冷却水泵、排水箱及排水泵组成。
冷却水箱的大小根据辅机所需冷却水量而定,一般采用高位布置;排水箱的大小还考虑锅炉的凝结水及疏放水量。冷却水泵和排水泵采用单级离心泵并联布置,一台使用,另一台备用。水泵检修时必须与系统隔离。
1.2.10 直接空冷系统调试
定额编号:YS1-117~YS1-122 机组容量 50~1000MW P39
【应用释义】 直接空冷系统:系利用机械通风使汽轮机排汽直接在翅片管式空冷凝汽器中凝结,一般由大管径排汽管道、空冷凝汽器、轴流冷却风机和凝结水泵等组成。