20150604上午單流給水泵汽輪機分析

給水泵汽輪機技術介紹單流給水泵汽輪機概述技術規(guī)范主要特點給水泵汽輪機是鍋爐給水泵的驅(qū)動設備。在300MW及其以上的汽輪發(fā)電機組中，為提高整個熱循環(huán)的效率，普遍配置兩臺50％汽動給水泵，一臺50％電動給水泵作為啟動和備用給水泵。當一臺汽動泵故障停運時，另一臺汽動泵與電動給水泵并聯(lián)運行，保證鍋爐90%的負荷率。概述根據(jù)給水泵汽輪機的容量大小，我公司目前主要有四個產(chǎn)品系列：6MW給水泵汽輪機（機型代號248、268、278系列）11MW給水泵汽輪機（機型代號258、A258、288系列）13.5MW給水泵汽輪機（機型代號298、297系列）22.5MW給水泵汽輪機（機型代號296、A296系列）分類根據(jù)給水泵汽輪機的排汽方式分類主要有以下幾種：排汽經(jīng)排汽管道送至主機凝汽器向下排汽至主機凝汽器（高位布置）向上排汽至主機凝汽器（低位布置）給水泵汽輪機自帶凝汽器空冷給水泵汽輪機分類型式：單缸、單流、沖動、純凝汽式、再熱冷段汽/新汽內(nèi)切換技術規(guī)范最大功率（MW）61113.522.5連續(xù)運行范圍rpm3000－60002800－6000旋轉(zhuǎn)方向順時針順/逆末葉片高度mm204304.8500軸承跨距mm2500261026682700級數(shù)（調(diào)節(jié)+壓力級）1+61+5268系列 ND(G)83/83/07258系列 ND(G)84/79/07298系列 ND(Z)84/79/07296/A296系列 ND(Z)89/84/06編號說明：N指凝汽式，D指低壓汽源,括號中內(nèi)容指高壓汽源，G指新蒸汽，Z指冷再熱蒸汽，沒有則表示機型不配備高壓進汽機構。XX/XX/XX中，第一個數(shù)字指調(diào)節(jié)級葉片的根徑，第二個數(shù)字指末級葉片根徑，單位都是厘米，最后一個數(shù)字指總的級數(shù)。機型編號縱剖面圖6MW給水泵汽輪機11MW給水泵汽輪機縱剖面圖13.5MW給水泵汽輪機22.5MW給水泵汽輪機縱剖面圖11MW給水泵汽輪機上排汽側視圖22.5MW給水泵汽輪機前視圖22.5MW給水泵汽輪機三維實體模型13.5MW給水泵汽輪機機組的布置方式有二種：(1)鏡面對稱布置(2)頭對頭、點對點布置機組布置方式汽輪機精裝整機出廠，工藝達到了同類產(chǎn)品的國際先進水平。汽輪機組裝好后整機發(fā)運，拼缸、找中、檢測和零部件的清潔以及包裝等均達到電廠安全運行標準要求，到電廠不需解體,大大減少電廠安裝工作量，縮短了電廠現(xiàn)場安裝周期。

成對配置的汽輪機在結構上完全滿足鏡面對稱的要求，相對主機各汽輪機的汽水管路及油管路均可滿足布置在相同一側的要求。整機精裝出廠

我公司給水泵汽輪機為單缸、單轉(zhuǎn)子結構。汽輪機轉(zhuǎn)子由單列調(diào)節(jié)級和5～6個壓力級組成。為適應變參數(shù)、變轉(zhuǎn)速及多種汽源的運行要求，轉(zhuǎn)子由整鍛加工而成，轉(zhuǎn)于上動葉片全部為不調(diào)頻葉片。汽輪機轉(zhuǎn)子由前、后兩只徑向軸承支承，均采用可傾瓦結構，可以有效保持軸承油膜的穩(wěn)定性及轉(zhuǎn)子的中心位置。推力軸承承受汽輪機轉(zhuǎn)子的全部推力，它與前徑向軸承組成聯(lián)合軸承布置在前軸承座內(nèi)。汽缸屬于組合式汽缸，結構簡單，沿水平法蘭分為上、下兩半缸。汽輪機靜止部分絕對死點位于后汽缸的排汽口中心，所以靜止部分在受熱之后自死點向前膨脹。主要特點給水泵汽輪機主要由四個部分組成(1)結構部分汽缸、轉(zhuǎn)子、主調(diào)閥、軸承座、軸承、座架、回轉(zhuǎn)設備、排汽管道等(2)通流部分動葉、靜葉等(3)汽、水、油路系統(tǒng)潤滑油供油系統(tǒng)、疏水系統(tǒng)、汽封管路系統(tǒng)等(4)自控部分汽輪機MEH，ETS，TSI及閥門油動機等給水泵汽輪機組成部分結構部分汽缸屬組合式汽缸，其結構簡單，沿水平法蘭分為上、下兩半缸，汽缸又垂直中分為前、后兩部分，前部分汽缸稱前汽缸，后部分汽缸稱后汽缸。前、后汽缸間垂直中分面法蘭用螺栓相接，上、下缸各用三只騎縫圓柱銷定位，檢修中不需拆開。汽缸

前軸承座采用球墨鑄鐵鑄成，并座落在固定于基礎上的前座架上。前軸承座的后端，通過與前汽缸前部的半圓法蘭用螺栓相連接并支承前汽缸。軸承座隔板全部采用焊接噴嘴隔板，采用光滑的汽流斜通道設計，組成光滑勻稱的汽流通道，減少流動阻力損失，提高效率。隔板為適應汽輪機采用不同參數(shù)蒸汽，高轉(zhuǎn)速運行的情況，轉(zhuǎn)子體采用無中心孔高強度合金鋼整鍛加工制造，具有較低的脆性臨界轉(zhuǎn)變溫度，能適應負荷急劇變化和快速起動。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子現(xiàn)場動平衡孔現(xiàn)場動平衡孔調(diào)節(jié)級第一級第二級第三級第五級

296機組轉(zhuǎn)子增加了現(xiàn)場動平衡孔，可以不揭缸進行轉(zhuǎn)子動平衡低壓噴嘴組占較大的環(huán)形面積對于無高壓汽源機組，則無高壓噴嘴組，且對應腔室封閉噴嘴組低壓噴嘴組高壓噴嘴組隔板體與轉(zhuǎn)子之間，裝有隔板汽封，減少其級間的漏汽損失隔板汽封當小機排汽至主機凝汽器時，小機與主機之間的連通管稱為排汽管道當小機自帶凝汽器時，小機排汽口與凝汽器直連排汽管道上排汽低位布置下排汽高位布置真空蝶閥真空蝶閥安裝在排汽管道上，作用是隔斷小機與主機凝汽器的聯(lián)系，避免因小機故障或檢修而影響到主機凝汽器真空度。

蝶閥供應商：ADAMS、KEYSTONE(進口)、鐵嶺(國產(chǎn))按密封型式分有軟、硬密封兩類ADAMS：兩種類型都有KEYSTONE：軟密封型式鐵嶺：軟密封型式真空蝶閥后汽缸排汽接管處設有噴水減溫裝置，采用氣控執(zhí)行機構，壓縮空氣氣源要求干燥、無油，壓力為0.5～0.8MPa(g)。

為保證安全，后汽缸溫度限制在70℃預報警，80℃報警，120℃時停機。噴水管路工作壓力不大于PN1.6MPa(g)。噴水裝置

給水泵汽輪機的配汽機構相對于其它類型汽輪機具有其獨特性，一般都會設有備用汽源，因備用汽源的進汽方式不同分為外切換和內(nèi)切換兩種形式。兩種切換形式各有特點，在國內(nèi)電廠均有良好的運行業(yè)績。配汽機構低壓、高壓兩套獨立完整的配汽機構，實現(xiàn)無擾切換低壓配汽機構由低壓主門、低壓調(diào)門、低壓噴嘴組組成高壓配汽機構由高壓主門、高壓調(diào)門、高壓噴嘴組組成內(nèi)切換低壓蒸汽高壓蒸汽20%30%在主機低負荷工況下，當?shù)蛪赫{(diào)節(jié)汽閥開啟至總升程的93%～95%時，低壓蒸汽尚不滿足汽輪機的進汽需要時，經(jīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)就開啟高壓調(diào)節(jié)汽閥，高壓蒸汽能隨同補入汽輪機內(nèi)作功，以達到功率的平衡。

低壓蒸汽切換再熱冷段蒸汽切換點約為主機（滑壓）額定負荷的30%，切換時平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速無任何擾動。內(nèi)切換20%40%

采用外切換的小汽機不需要象內(nèi)切換那樣配置二套，配汽機構、二套噴嘴等，簡化了汽缸結構、閥門的布置，更可有效地降低了生產(chǎn)成本和原材料消耗。但外切換系統(tǒng)由于系統(tǒng)配置原因則需要更加完善的控制系統(tǒng)。配汽機構低壓進汽逆止閥：逆止閥采用氣控操縱座，位于低壓主汽門進口前，

防止小機蒸汽進入主機配汽機構為避免汽動給水泵在低速盤車時有可能卡澀的情況發(fā)生，按給水泵的特性和要求，所以必須采用高速盤車。

盤車轉(zhuǎn)速可根據(jù)用戶要求采用40～100r/min。盤車控制裝置提供了三種控制模式：自動、手動連續(xù)、手動點動。可以根據(jù)需要來選擇工作模式，盤車控制裝置具有必要的安全保護和報警功能，保證設備的安全可靠運行。6MW，11MW，13.5MW機組中采用后置式盤車

22.5MW機組中采用前置式盤車盤車裝置后置式盤車：盤車裝置由回轉(zhuǎn)設備、回轉(zhuǎn)設備電動機及盤車控制柜等部件組成盤車裝置布置在后軸承座蓋上，電動機通過皮帶輪連接減速機盤車裝置前置式盤車：盤車裝置由回轉(zhuǎn)設備、盤車大齒輪、回轉(zhuǎn)設備電動機以及盤車控制

柜等部件組成盤車裝置前置布置，回轉(zhuǎn)設備布置在前軸承座內(nèi)，盤車大齒輪與汽

輪機主軸紅套，回轉(zhuǎn)設備電動機安裝在軸承座側壁盤車裝置及前軸承座為給水泵汽輪機雙出軸驅(qū)動前置泵預留了空間盤車裝置汽輪機通過聯(lián)軸器驅(qū)動給水泵，常用聯(lián)軸器形式有兩種：齒形鼓式撓性聯(lián)軸器膜片式聯(lián)軸器聯(lián)軸器膜片式聯(lián)軸器聯(lián)軸器罩殼是將聯(lián)軸器的齒盤等突出部分包容起來聯(lián)軸器罩殼基礎座架地腳螺栓

專用工具：小機主要專用工具如表格所示附件序號名稱備注1橋形規(guī)2拆軸瓦工具3汽缸引導工具拆裝汽缸用4轉(zhuǎn)子吊索5轉(zhuǎn)子起吊橫梁6吊汽缸工具7轉(zhuǎn)子固定裝置僅運輸用8轉(zhuǎn)子托架汽泵組罩殼:整體式隔音罩殼，覆蓋運轉(zhuǎn)層上的小機及給水泵設備通流部分采用先進技術和設計準則，實現(xiàn)通流部分的自動優(yōu)化設計，使各級焓降分配更合理，汽流通道更光滑，各級動、靜葉片的成型設計完全滿足流場氣動性能的要求。新型葉片型線依據(jù)設計準則，以高效新型線為母型，CAD技術成型，具有光滑的內(nèi)背弧型線和收斂的葉柵通道，型線截面斷面模數(shù)大幅提高，動應力明顯下降。為提高抗水滴沖蝕性能，末級動葉采用高頻淬硬或進汽側上部釬焊（司太立6B）硬質(zhì)合金。各機型葉片調(diào)節(jié)級第1級第2級第3級第4級第5級圍帶形式雙重鉚接ISBISBILBILBILB葉根樅樹型樅樹型樅樹型樅樹型樅樹型樅樹型葉型直葉型直葉型直葉型扭葉片扭葉片扭葉片22.5MW葉片形式11及13.5

MW葉片形式調(diào)節(jié)級第1級第2級第3級第4級第5級第6級圍帶形式雙圍帶自帶圍帶自帶圍帶自帶圍帶鉚接圍帶鉚接圍帶自由葉片葉根樅樹型外包T型外包T型雙外包T型樅樹型樅樹型樅樹型葉型直葉型直葉型直葉型直葉型扭葉片扭葉片扭葉片各機型葉片6MW葉片形式調(diào)節(jié)級第1級第2級第3級第4級第5級第6級圍帶形式雙圍帶自帶圍帶自帶圍帶自帶圍帶鉚接圍帶鉚接圍帶自由葉片葉根外包T型外包T型T型T型外包T型雙T型雙T型葉型直葉型直葉型直葉型扭葉片扭葉片扭葉片扭葉片22.5MW機組創(chuàng)新采用了ISB葉片和ILB葉片22.5MW機組各級動葉采用新型縱樹形葉根ISB-整體圍帶動葉片整體自帶圍帶的結構形式，在運行狀態(tài)下各個葉片圍帶之間并非形成整圈連接方式，葉片仍為單片振動特性，但因相鄰圍帶的極小間隙產(chǎn)生碰撞阻尼效應，使動應力大幅下降。整體圍帶葉片可全面提高葉片靜、動強度的安全裕度。其主要特點在如下幾個方面：整體圍帶使圍帶與葉型連接處的應力下降70%，消除了葉片鉚接處的腐蝕坑隱患及高中壓缸前幾級高溫蠕變破壞的隱患。碰撞阻尼不僅使葉片的振動應力減少70%以上，且因碰撞型式的葉片仍為單個自由葉片的振動形式，頻率及振型非常簡單，計算機數(shù)值軟件系統(tǒng)可以精確地求解頻率及振型、動應力、葉片變形及撓度等；可建立嚴格精確的調(diào)頻和不調(diào)頻設計考核規(guī)范。ISB-整體圍帶動葉片葉片精確的數(shù)控切削加工，安裝工藝簡便，易于保證穩(wěn)定的裝配質(zhì)量。葉片強度振動設計計算機程序系統(tǒng)能進行所有整體圍帶葉片級的設計，同時針對這種葉片結構，專門建立了葉片的數(shù)控加工中心：包括葉根精密磨床，三座標測量儀專用設備等。ILB-整圈自鎖阻尼型長葉片極小動應力的整圈自鎖阻尼型長葉片（ILB）ILB葉片具有良好的變工況氣動特性和小容積流量下的氣動特性及阻尼減振特性。以CAE技術為基礎，整圈自鎖長葉片建立了完整的設計準則：振型頻率、動應力、自鎖緊力、動試驗及工藝規(guī)范。ILB-整圈自鎖阻尼型長葉片采用該技術已成功開發(fā)出多種末級ILB長葉片，廣泛應用于濕冷及空冷機組中。ILB-整圈自鎖阻尼型長葉片整圈自鎖阻尼型長葉片主要特點：沒有任何附加的應力集中因素：如焊、鉚、銷等；具有整圈自鎖阻尼的振動特性；動應力極小，安全可靠性好；調(diào)頻振型少，特別適合于低壓缸末段長葉片；單個葉片加工安裝為自由的自帶圍帶或帶凸臺的葉片。由離心力的反扭矩形成整圈自鎖阻尼，比由機械結構形成的整圈效應更為可靠。葉根及輪槽高強度的轉(zhuǎn)子輪槽及葉根應力減少50%.采用一種按CAE技術優(yōu)化設計的、新的高強度樅樹型轉(zhuǎn)子輪槽及葉根型線，新的型線為整體圍帶葉片提供牢固的葉根，提高了轉(zhuǎn)子及葉片的強度性能，可減小轉(zhuǎn)子的壽命損耗，提高啟動及變負荷速率；對末級葉片可降低應力腐蝕的風險，提高抗低周疲勞的強度。汽、水、油系統(tǒng)部分配置獨立的汽輪機供油系統(tǒng)，所有的油泵均為電動油泵，潤滑油系統(tǒng)用油牌號可與主機用油牌號相同。為使主油泵和備用油泵之間的切換運行更趨安全可靠，在電站布置中投用一套油泵實驗裝置(其中包括壓力開關及電磁閥)，可在線做油泵切換實驗，并可提高泵切換的可靠性。油路系統(tǒng)靈活多變，潤滑油油系統(tǒng)的所有設備可布置在零米層或中間層上，油箱和油管路均可滿足鏡面對稱布置在相同一側的要求。油系統(tǒng)供貨型式有兩種：(分散式供貨)冷油器、濾油器、主油泵、備用主油泵、直流油泵組裝在同一公用底板上，與油箱分散供貨。(集裝式供貨)