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1、2023-5-62023-5-61000MW给水泵汽轮给水泵汽轮机介绍机介绍2023-5-62023-5-6序言超超临界1000MW给水泵汽轮机是我公司为超超临界1000MW汽轮机配套而新开发的一种新型给水泵汽轮机，该机既能适应我公司1000MW汽轮机中压排汽1.05Mpa（THA）的进汽要求，也能适应上汽、哈汽1000MW汽轮机中压排汽0.83Mpa（THA）的要求。 2023-5-62023-5-6该机型以我公司600MW给水泵汽轮机D9.6C为母型机，是一种250%的给水泵汽轮机 。该机吸取我公司已投运给水泵汽轮机的优点，借鉴国内外给水泵汽轮机的各项先进技术，该汽轮机与给水泵相匹配，能满
2、足电站各种工况的需求。小机可自带凝汽器或与主汽轮机共用凝汽器。工作汽源的主蒸汽来自大机四段抽汽，备用汽源的主2023-5-62023-5-6蒸汽来自大机再热冷段抽汽或辅助汽源。小机的排汽方式为下排汽。小机采用全电调控制。 2023-5-62023-5-6主要技术参数主要技术参数 额定进汽压力1.05MPa额定进汽压力0.83MPa 运行方式 变参数、变功率、变转速 额定功率 13318.8kW 14123.4kW 最大功率23002.2kW22395.5kW额定内效率 82.4 % 83.1 % 额定转速 5100r/min 5097 r/min 调速范围 28006000 r/min 280
3、06000 r/min 计算临界转速 一阶 2350 r/min， 二阶 7673 r/min 额定进汽流量 61.49 t/h 71.36 t/h 额定进汽温度 395 344 额定排汽压力 6 kPa 6 kPa 2023-5-62023-5-6总体方案设计总体方案设计 1.1.本汽轮机采用单缸、单轴、冲动式、本汽轮机采用单缸、单轴、冲动式、纯凝汽、再热冷段蒸汽外切换型式；纯凝汽、再热冷段蒸汽外切换型式；2.2.采用小底盘快装方式，两台给水泵汽采用小底盘快装方式，两台给水泵汽轮机镜面布置在主机运行平台上，油轮机镜面布置在主机运行平台上，油箱放在零米平台上，汽轮机外形尺寸箱放在零米平台上，汽
4、轮机外形尺寸约为：长约为：长宽宽高高 4.224.22米米3.963.96米米3. 63. 6米（不含给水泵和罩壳）米（不含给水泵和罩壳）2023-5-62023-5-63.3.排汽方式采用向下排汽，经排汽管进排汽方式采用向下排汽，经排汽管进入主机凝汽器或自带的小机凝汽器；入主机凝汽器或自带的小机凝汽器； 4.4.通流级数为通流级数为I I调节级调节级+5+5压力级，共压力级，共6 6级；级； 5.5.汽轮机与给水泵的连接方式为挠性联汽轮机与给水泵的连接方式为挠性联轴器或者膜片联轴器，可以有效补偿轴器或者膜片联轴器，可以有效补偿汽轮机与给水泵的高差；汽轮机与给水泵的高差； 6.6.汽缸分为前、
5、后两部分，汽缸前部采汽缸分为前、后两部分，汽缸前部采2023-5-62023-5-6 用铸造结构，汽缸后部采用钢板焊接用铸造结构，汽缸后部采用钢板焊接结构；结构； 7.7.主汽阀布置在汽缸前部右侧主汽阀布置在汽缸前部右侧, ,调节阀布调节阀布置在汽缸前部的蒸汽室上，调节阀油置在汽缸前部的蒸汽室上，调节阀油动机安装在蒸汽室上，靠机头侧；动机安装在蒸汽室上，靠机头侧； 8.8.本机以主机四段抽汽作为工作汽源，本机以主机四段抽汽作为工作汽源，以再热器冷段蒸汽或辅助汽源作为高以再热器冷段蒸汽或辅助汽源作为高压备用汽源。压备用汽源。 2023-5-62023-5-69.低压汽源和高压备用汽源之间采用外切
6、低压汽源和高压备用汽源之间采用外切换的方式。换的方式。10.10.本汽轮机设一个绝对死点和一个相对本汽轮机设一个绝对死点和一个相对死点。汽轮机静子相对于基础的静止死点。汽轮机静子相对于基础的静止点（绝对死点）位于排汽中心处；汽点（绝对死点）位于排汽中心处；汽轮机转子相对于静子的静止点（相对轮机转子相对于静子的静止点（相对死点）位于前轴承箱内在转子推力盘死点）位于前轴承箱内在转子推力盘的工作面处。的工作面处。 11.11.本机组的汽封系统采用自密封系统。本机组的汽封系统采用自密封系统。 2023-5-62023-5-6汽轮机外形图2023-5-62023-5-6通流叶片设计 给水泵汽轮机要适应泵
7、工况频繁变化的特点，其通流叶片设计是此类机组开发设计的重点及难点，主要是因为随着大机负荷的变化，导致给水泵的出力及转速在较宽的范围内变化，因此给水泵汽轮机应有以下特点：2023-5-62023-5-61.一般给水泵转速变化范围宽；2.进汽参数及流量变化大，导致通流叶片的速比变化大；3.通流叶片的冲角变化大，要求动静叶片的攻角适应性要好；4.动叶片强度设计难度大，要求按不调频叶片准则设计动叶片，一般要求在额定工作转速附近应尽可能要调开叶片的共振频率，以达到减小叶片动应力的目的。2023-5-62023-5-6 我公司开发了更可靠的、满足上述通流叶片特点的末级动叶片。1000MW等级机组给水泵汽轮
8、机通流部分共采用6级，其最高设计工作转速为6000rpm，在06000rpm范围内，叶片动、静强度均满足设计规范。在4500rpm6000rpm范围内各叶片级的速比较合理排气角均在75100之间，说明各叶片级的冲角在20以内，且叶型有良好的攻角适应性。末级叶片排汽面积达1.7m2，具有优良的排气特性。2023-5-62023-5-6 通过改变调节级的配汽，保证25级通流不变得情况下，可在811ata进汽参数条件下，满足给水泵的出力要求。2023-5-62023-5-6本体结构本体结构 转子结构 由汽轮机转子、给水泵轴及用以连接汽轮机转子和给水泵轴的挠性联轴器组成了该汽轮-给水泵组的轴系。 汽轮
9、机转子采用整锻转子，材料采用高纯度型30Cr2Ni4MoV合金钢；转子两端分别支在150mm和180mm的可倾瓦自位轴承上，轴承跨距为2310mm。该转子包括调节级在内共6级叶轮，。在第16级叶轮盘上设有5个30的平衡孔，2023-5-62023-5-6均布在直径为550mm的节圆上，以减小叶轮两侧压差引起的转子轴向推力。叶轮间的隔板汽封和轴封均采用迷宫型汽封。在转子第1、4、6级叶轮凸缘上设有径向平衡螺塞孔，供现场动平衡用。2023-5-62023-5-6 除调节级动叶片为直叶片外，其余动叶片全部为扭叶片。调节级动叶片材料为2Cr12NiMo1W1V。为防止水蚀，工作在湿蒸汽区的末级及次末级
10、动叶片顶部进汽侧均采取等离子淬火防水蚀措施，以提高叶片的抗水蚀强度。末级叶片材料采用1Cr12Ni3Mo2VN。 联轴器采用鼓形齿式联轴器以补偿因温度变化而引起轴承标高的变化值，避免汽轮机转子与给水泵轴对接处及轴颈产2023-5-62023-5-6 生额外的挠曲变形而引起交变应力和振动，保证轴系工作的稳定性和可靠性。2023-5-62023-5-6本体结构 该汽轮机是一种真正的快装机组，其快装结构是在底盘上实现的。底盘为工字钢框架结构，后部中空，接纳后汽缸排汽口。前轴承箱底部和后汽缸下半左右两侧排汽中心处各设有一撑脚，小汽机靠该撑脚座落在底盘上。前轴承箱、后汽缸下半撑脚均采用挠性板结构，以吸收
11、机组的轴向和横向2023-5-62023-5-6热膨胀。在后汽缸尾部与基架间有一纵向键，以保证静子横向膨胀时的中心位置不变。 喷嘴采用喷嘴组结构，喷嘴分为五组，三组安装在汽缸上半的喷嘴室上，其余两组安装在汽缸下半的喷嘴室上。喷嘴导叶片采用直叶栅。2023-5-62023-5-6 汽缸分为前、后两部分，前后接配采用垂直法兰、螺栓连接。前汽缸采用铸件结构，后汽缸采用焊接结构。前汽缸上半前部浇铸有蒸汽室，该蒸汽室分为5个独立的流道，分别构成5个喷嘴组的独立腔室。前汽缸材料采用ZG230-450。后汽缸上半装有一个大气阀，以使汽缸不致因压力过高而损坏，下半排汽口为焊接结构。后汽缸材料采用Q235-B
12、。 本机进汽由一个主汽阀和五个调节阀控制。2023-5-62023-5-6 主汽阀为角阀，弹性支撑在底盘上，主汽阀出口直接与调节阀进汽室相连。阀门开启和关闭由主汽阀油动机控制。主汽阀阀壳材料采用ZG230-450。进汽室座落在前汽缸上半与蒸汽室相连。调节阀采用提板式结构，并带有预启阀。5只调门由一个低压调节阀油动机通过一杠杆机构来控制阀门的开、关及开度，调节阀油动机安装在进汽室机头侧的支架上。2023-5-62023-5-6 在运的采用低转速盘车装置的汽轮机-给水泵组，经常因为汽动给水泵轴的卡塞而无法正常工作。经过调查了解到防止泵轴卡塞的措施主要有两方面，一是在保证给水品质符合要求的同时还需水
13、流有一定的冲刷能力，以防止水中的微粒停留在级间间隙中。二是使泵中的水流搅动，避免泵壳上下因温差而变形。要达到这两方面的要求，就必须使汽动给水泵组的盘车装置具有较高的盘车转速和动态投入的能力。2023-5-62023-5-6 基于上述原由，本次设计采用了带有自动同步离合器结构的盘车装置。盘车采用自啮合自脱开传动装置，轴向啮合脱开，盘车装置通过垂直法兰安装在前轴承箱机头侧。盘车转速为120r/min 2023-5-62023-5-6 盘车装置由盘车电动机、单级蜗轮蜗杆减速器和自动同步离合器三大部分组成，其中盘车装置的自动投入和甩开是靠自动同步离合器来完成的。盘车电机的驱动力是通过蜗轮蜗杆减速器及内
14、、外花键齿传递到汽轮机转子上并带动转子旋转的。2023-5-62023-5-62023-5-62023-5-6滑销系统 汽轮机在启动、停机和运行时，由于温度的变化，会产生热膨胀。滑销系统的作用就是为了使机组的动、静部分能够按照预定的方向膨胀，保证机组安全运行。2023-5-62023-5-6 本机组的基架固定在基础上，而小汽机靠后汽缸处左右两撑脚，坐落在焊接基架上的两个挠性支架上，汽缸两撑脚上排汽中心线附近各有一定位销，用以固定汽缸与基架的相对位置，并以此作为机组的绝对死点。高压汽缸通过螺栓与后汽缸和前轴承箱相连，在前轴承箱下部设有挠性支撑板来支撑机组前部。汽缸的纵向和横向热膨胀由此三个挠性支
15、撑吸收。2023-5-62023-5-6 在后汽缸末端对称于汽轮机中心线上，汽缸与基架之间设有一垂直定位键，用于保证机组膨胀时的中心位置不变。前箱内装有推力轴承，汽轮机转子相对于静子的固定点（相对死点）在转子推力盘的工作面处。2023-5-62023-5-6滑销系统图 （1）2023-5-62023-5-6滑销系统图 （2）2023-5-62023-5-6 挠性支撑结构是轴承箱或汽缸通过一弹性板支撑在一固定的物体上，轴承箱随汽缸一起向前膨胀或汽缸向两侧横向膨胀时，弹性板产生变形，吸收轴向或横向的位移值，由于弹性板只能在规定的方向产生变形，而另一方向宽度较大，因此机组在前后伸缩及后汽缸在横向伸缩
16、时其中心也就自然不变。2023-5-62023-5-6 并且，机组前后均采用弹性板支撑结构，能够使机组中心在运行时和安装状态保持基本不变。减少了机加工及钳工修刮滑动面的工作量；电厂运行维护更加方便；彻底消除了滑动面卡涩、推拉装置工作不正常对机组运行稳定性的影响；方便了运输过程中的维护保养及电厂安装。2023-5-62023-5-6辅助系统概述 油系统概述 汽轮机润滑油系统采用电动主油泵-调压阀供油方式。主油泵由电机直接驱动，其出口润滑油经减压阀减压后向汽轮机各轴承及给水泵轴承提供润滑油，并带走轴承运行产生的热量。系统工质为ISO-VG32汽轮机油。2023-5-62023-5-6油系统概述本系统主要由电动主油泵、直流事故油泵、集装油箱、溢油阀、冷油器、切换阀、排烟装置、低润滑油压遮断器、单、双舌止逆阀、可调式止逆阀、套装油管路、油位指示器、滤网、双联滤油器、监视仪表等设备构成。 2023-5-62023-5-6油系统概述 由于汽机和给水泵容量变大，供油系统容量相应提高，主油泵和事故油泵容量变大，按循环倍率，油箱容积增大。为增加系统可靠性，将在油箱净、污油区侧分别设置油位指示器，为清洗回
