汽轮机设备规范及构造概述

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1、汽轮机设备规范及构造概述第一节 设备规范一、汽轮机设备规范序号项 目单位额定工况参数1型号NC30016.7/537/5372制造厂哈尔滨汽轮机厂有限公司3型式亚临界，一次中间再热，单轴，两缸两排汽、单抽供热凝汽式汽轮机4功率MW3005主蒸汽压力MPa16.76主蒸汽温度5377主蒸汽流量t/h926.688再热压力MPa3.499再热温度53710再热蒸汽流量t/h755.4111排汽压力Pa539012供热抽汽流量t/h48055013供热抽汽压力（可调整）Mpa0.2450.687 27914回热级数级815排汽湿度%8.916最大允许主汽压力MPa17.517最大主蒸汽流量t/h10

2、2118最大功率MW327.518工作转速r/min300019最大允许系统周波摆动Hz48.550.520空负荷时额定转速摆动r/min121噪音水平dB8522轴承振动mm0.02523通流级数级3624高压级数级+1225中压级数级1126低压级数级2627高中压转子临界转速r/min173928低压转子临界转速r/min161329发电机转子临界转速r/min1290/345330末级叶片长度mm90031盘车转速r/min3.3532最大转子外缘直径mm352833汽轮机总长度mm1730034高压转子重量t27.835低压转子重量t54.736调节系统形式DEH二、发电机设备规范序

3、号项 目单位额定工况参数1型号QFSN-300-22制造厂哈尔滨电机厂有限公司3额定功率MW3004最大功率MW3005额定转速r/min30006额定功率因数0.85（滞后）7临界转速r/min13908定子电流KA60309频率HZ5010冷却方式水氢氢11励磁方式自并励静止励磁系统12定子电流KA1813转子电压V370014额定容量MVA353 15最大连续容量MVA38816额定电压kV20 第二节 构造概述一、一、汽轮机结构简介NC300-16.7/537/537 汽轮机为亚临界，一次中间再热，单轴，两缸两排汽、单抽供热凝汽式汽轮机。机组按照“以热定电”的原则，结合国内外先进的设计

4、经验进行重新设计，通流结构介于反动式与冲动式透平之间，级数少，效率高；整锻转子高压通流反向布置，中压通流正向布置，低压通流为对称布置，轴向推力自平衡；采用多层缸结构，通流部分轴向间隙大，径向间隙小，具有较好的热负荷适应性；采用数字式电液调节（DEH）系统，自动化程度高。引进后对该机组进行了完善化采用控制涡流型设计；现在又采用全三维设计手段，进行了全面优化设计。全部动叶自带围带成圈联接；高压缸压力级叶片为倒 T 型叶根，中、低压采用“P”型叶根。整机在可靠性及经济性方面均有进一步的提高。1、高中压缸合缸，通流部分反向布置，且为双层缸；低压缸由外缸、1 号内缸、2 号内缸组成，为三层缸。它是双流程

5、、双排汽、对称布置，其外缸两端各设有一喷水减温装置，顶部装有两只大气阀。2、高中压转子和低压转子均为整锻转子，两者连接为刚性连接；为平衡轴向推力，在高中压转子上设置有高、中、低压平衡活塞。高中压转子为无中心孔转子，低压转子为有中心孔转子.高压转子有一个单列调节级（纯冲动级）和 12 个反动式压力级，中压转子有 11个反动式压力级；低压转子有 26 个反动式压力级，共 36 级。3、高压缸进汽分别从汽轮机两侧进入。1 号高压主汽门控制 2 号、4 号高压调门；2 号高压主汽门控制 1 号、3 号高压调门；各汽门由各自独立的单侧油动机控制。进汽方式遵循对称进汽原则。中压缸进汽由两组联合汽门控制，每

6、组联合汽门包括一只中压主汽门和一只中压调门，分别装在前箱两侧，各汽门同样由各自独立的单侧油动机控制。4、新机组投运初期，采用“单阀”控制方式，即 14 号高调门开度均一致，配汽方式为节流方式；运行 6 个月后，可采用“顺序阀”控制方式，即喷嘴配汽方式。整个冲转过程中，均采用“单阀”方式。5、汽缸死点和膨胀汽缸死点在纵销和横销中心线的交点上，高、中、低压缸以死点为中心，通过高中压缸带动前轴承向前膨胀；前轴承座的轴向位移就表示了高、中、低压缸向前膨胀值之和，即绝对膨胀（总胀）。在高压部分，由于转子向发电机端膨胀，与汽流方向相反，而高压静叶持环随汽缸向机头端膨胀，这样产生负差胀；在中压部分，中压静叶

7、持环随汽缸向机头膨胀，而转子向发电机端膨胀，与汽流方向一致，产生正差胀。6、转子死点和膨胀：转子以推力盘为死点，向发电机方向膨胀。二、二、本体结构特性1、蒸汽流程：新蒸汽从下部进入置于该机两侧的两个固定支持的高压主汽联合阀后，各经两个调节阀分别进入高中压合缸高压部分喷咀室，再由四组喷咀组(每组8个喷咀)进入正向调节级，而后汽流折回180，再进入反向的12级反动级后排出高压缸到再热器，中间再热后的蒸汽从该机前部进入置于该机前箱两侧浮动支持的中压再热调节联合汽阀后，经调节阀分别从下部进入高中压合缸中压部分，经过正向的11级反动级后从上部排出汽缸，再经过一根连通管进入低压缸，低压缸为双分流结构，蒸汽

8、从中央流入经过正反向各六级反动级后从两个排汽口排入两个相同的凝汽器。2、高中压调节联合阀：高压主汽调节联合阀是一个整体耐热合金钢铸件，它包括一个主汽阀和两个相同的调节阀，这些阀门的开度均由各自油动机控制，油动机又由数字电液调节系统来控制，中压再热调节联合阀是一个整体耐热合金钢铸件，各有一个摇板阀和一个调节型遮断阀组成。3、高中压汽缸：此汽缸是高压与中压合缸的双层缸结构，由外缸、高压内缸、中压内缸组成，高温部分设计有蒸汽回流冷却，因此使每个汽缸的温差和压差都有所降低。汽缸水平中分面螺栓靠近汽缸壁中心线，使汽缸和法兰厚度差别减少。上下半结构基本对称，重量接近，热容量差别少，因此汽缸热负荷适应能力强

9、。外缸下半有四个猫爪分别搭在前轴承箱和低压缸上，每个汽缸均有相对死点及热膨胀导销装置。4、低压缸：全部由板件焊接而成，为减少温度差别而设计成三层缸，一个中部，两个排汽部分由垂直法兰做永久性联接，相互有中心定位导向销以适应膨胀，外缸四周有框架式撑脚，以承受重量及增加刚性，在外缸四个边中心有健槽以形成绝对死点。5、隔板：该机为反动机型，因此隔板全部为单只静叶组焊加工成两半后紧镶在隔板套上的静叶环结构，经改进静叶全部采用扭曲叶片以实现涡流型设计，末两级隔板为内、外环及静叶焊接结构。6、转子：高中压转子是一根联合转子，调节级在中部，高中压部分各置前后，是由耐热合金钢整锻而成的结构，调节级根部有冷却蒸汽

10、孔，并由调节级后抽出一股蒸汽用来冷却中压第一级，可使转子寿命延长，高中压叶片全部采用自带围带，成圈连结，调节级叶根为叉型，高压叶根为倒T型，中压及低压叶根为直或斜30侧装式枫树型，高中压转子前端连接一伸长轴，推力盘、主油泵、危急遮断撞击子装在上面。高中压流向相反布置，再由三个平衡活塞将轴向推力平衡，保持一个不大的轴向推力。低压转子由强度较高的合金钢整锻而成，双分流，两侧对称各有六级，转子中部的26级呈鼓形结构，末级、次末级呈轮状结构，以达到合理的应力分布，低压末两级叶片采用拱形围带成圈联接，叶根为圆弧枞树形。7、盘车装置：采用蜗轮蜗杆副传动，低速盘车，转速为3.35r/min，当汽机转速超过盘

11、车额定转速时，自行脱开，盘车装在低压缸下半轴承箱内，小修时不影响操作，为降低盘车负荷，三、四、五、六号轴承均配有高压油顶起装置。8、轴承：推力轴承有双层调整块，自位性能好，通过6块调整块的摆动使轴承合金的负荷中心处于同一水平，使各瓦块负荷均匀。高中压转子的径向轴承采用可倾瓦式，对中性好，低压转子采用二瓦块可倾瓦轴承及球面三垫块支持圆轴承，可自动调整中心，并能承受大负荷，运行稳定。10、润滑油系统：本系统除润滑系统外，还有供危急遮断撞击子用油，润滑油与 EH 油接口用油和发电机密封油系统用油，润滑油系统是由汽轮机主轴驱动的主油泵、冷油器，顶轴装置，盘车装置，排烟系统，油箱，润滑油泵，事故油泵，滤

12、网加热器，油位指示器，油位开关等以及各种脱扣控制装置和连接管道、阀门、逆止门，各种监视仪表等构成。三、三、汽轮机主要热力工况1、汽轮机在额定主汽参数和再热蒸汽参数、背压 11.8kPa、补给水率为 3%时机组能连续运行，发电机输出额定功率 300MW(扣除非同轴励磁所耗功率)，此功率为铭牌功率，此功率下进汽量为保证进汽量。2、汽轮机在额定进汽参数、额定背压 6.5kPa、补给水率为 0%，进汽量等于保证进汽量时连续运行，发电机输出功率 312.29MW，称为最大连续功率（TMCR）3、汽轮机在调门全开、额定进汽参数、额定背压、回热系统正常投运、进汽量 1025 t/h时，机组能连续运行并发出最

13、大功率 333.9MW，此时称为 VWO 工况。4、汽轮机在额定进汽参数、额定背压、回热系统正常投运、补给水率为 0%连续运行，发电机输出功率为 300MW，此为机组的热耗率（THA）验收工况，此工况为热耗率保证值的验收工况。5、汽轮机在主蒸汽、再热蒸汽及背压为额定值时，高加全部切除，能保证连续发出300MW。机组排汽压力升高至 18.6kPa 时,允许带负荷连续运行。第三节 汽轮机系统概述1、本机组的主蒸汽系统采用双管一单管一双管布置。主蒸汽由锅炉过热器出口集箱经两根支管接出，汇流成一根单管通往汽轮机房，至汽轮机前再分成两路分别接至汽轮机两侧主汽门。由于锅炉厂在过热器出口装有水压试验堵阀，故

14、主汽管道上不设隔离阀。从主蒸汽管上还接出高压旁路管道及轴封供汽管道。2、本机组的再热蒸汽系统是指从高压缸的排汽口到中压缸中压联合汽阀前的所有蒸汽管道系统。其中，高压缸排汽至锅炉再热器进口联箱间的管道称为再热冷段；从再热器出口联箱至主汽轮机中压联合汽阀之间的管道称为再热热段。3、本机组为自密封供汽系统。轴封供汽系统是自动的且具有汽封压力自动控制功能，并有防止汽轮机进水而损坏汽轮机的措施，轴封系统的汽源满足机组冷热态起动和停机的需要。该系统设有轴封压力自动调整装置、溢流泄压装置和轴封抽气装置。4、辅助蒸汽系统主要由辅汽联箱、减温减压装置、疏水母管、连接管路及阀门组成。辅助蒸汽系统为机组和全厂的公用

15、汽系统，它的作用是向有关的辅助设备和系统提供蒸汽，以满足机组在启动、正常运行、低负荷、甩负荷和停机等运行工况的要求。5、本机组润滑油系统采用集装方式。且采用套装油管路集装供油系统，具有运行安全可靠的特点。系统主要由主油箱、主油泵、射油器、交流润滑油泵、直流油泵、溢油阀、2台100%容量的板式换热冷油器、切换阀、油烟分离器、排烟风机、顶轴油泵、油氢分离器、低润滑油压遮断器、单双座逆止阀、套装油管路、油位指示器及连接管道、监视仪表和进油管上的活动滤网等设备构成。该系统还作为发电机密封油的辅助供油系统。润滑油系统采用主油泵一射油器的供油方式，汽轮机正常运行时,主油泵由汽轮机主轴直接驱动，主油泵出口油

16、压向汽轮机危急遮断隔膜阀提供低压安全油，并向 1、2 号射油器供油。其中 1 号射油器向主油泵入口供油，2 号射油器供润滑油,以满足汽轮发电机组各轴承润滑和冷却的需要，并同时向发电机氢密封装置及顶轴油泵供油。6、本机组调节保安用的动力油采用高压抗燃油，不设置高压启动油泵，在机组启动过程中,当汽轮机转速尚未达3000r/min时，主油泵不能工作，此时润滑油系统由交流润滑油泵供给。当汽轮机冲转至3000r/min后，交流润滑油泵停运做备用。本机组采用数字式电液调节系统(简称 DEH)，其液压调节系统（简称 EH）的控制油为14MPa 的磷酸脂抗燃液，而机械保安油为 0.7MPa 的低压透平油，该系

17、统有一个独立的高压抗燃油供油装置。7、凝结水系统包括凝汽器、凝结水泵、凝结水精处理装置、低压加热器等设备。8、给水系统包括脱氧器、给水泵及高压加热器等设备。9、循环水系统采用带自然通风冷却塔的二次循环单元式供排水系统，冷却塔淋水面积为 5500m2。每台机组共配置 2 台循环水泵，冬季工况为 1 用 1 备，夏季为 2 台运行无备用。两台机组的循环水泵集中布置于循环水泵房内，循环水泵房位于冷却塔附近，距主厂房约300 m。循环水泵入口经两台控制启闭机后进入泵的入口水室，两根 DN1800 的出水管从凝汽器引出主厂房外,出水管均设有电动蝶阀。循环水干管管径为 2.44m，循环水管内流速为2.3m

18、/s，设计循环倍率为 55 倍。循环水系统的主要功能是向汽轮机的凝汽器提供冷却水，以带走凝汽器内的热量，将汽轮机的排汽（通过热交换）冷却并凝结成凝结水。此外，系统还为开式冷却水等系统提供水源。10、本机组汽轮机具有八级非调整抽汽，分别作为 3 台高加、1 台高脱、4 台低加的加热汽源。四段抽汽除供脱氧器外，同时还向厂用辅助蒸汽联箱供汽。11、凝汽器的真空系统由凝汽器、凝结水泵和真空泵等设备组成，其作用是维持汽轮机在一定背压下运行，同时把排汽凝结成水送回锅炉参加热力循环。12、哈尔滨电机厂生产的 QFSN-300-2 型汽轮发电机，采用水-氢-氢冷却方式。即：发电机定子绕组采用水冷，转子绕组、铁

19、芯及定子铁芯采用氢冷。发电机氢气、油、水控制系统，分为三个部分即氢气控制系统、密封油系统和定子绕组冷却水系统。发电机氢冷系统为闭式氢气循环系统，热氢通过发电机的氢气冷却器由冷却水冷却。氢气控制系统用来置换发电机内气体，有控制地向发电机内输送氢气，维持机内氢气压力、纯度的特定要求。密封油系统采用双流环式油密封，油密封装置置于发电机两端端盖内侧，其作用是通过轴颈与密封瓦之间的油膜阻止氢气外逸。密封油系统部套包括：氢侧设两台冷油器、密封油箱、氢油分离箱、油一气压差阀、压力平衡阀、油过滤器。密封油系统用来保证密封瓦所需压力油不间断地供应，因而使发电机内的氢气得以密封。定子绕组冷却水系统设置有自动水温调

20、节器和离子交换器等辅助装置，还设有监视水温、水压、电导率、流量等参数的表计，并可在超限时发出报警信号。定子绕组冷却水系统用来保证向定子绕组不间断地供水，监视水温、水压、流量和电导率等参数，系统还设有自动水温调节器和离子交换器,以调节定子绕组冷却水进水温度，提高和保持内冷水的水质。13、开式水循环系统设有两台开式循环冷却水泵，两台开式循环泵均为 100%容量，互为备用，并联连接，夏季水温高时可同时投入使用。开式冷却水取自循环水供水母管，经滤网过滤，由开式冷却水泵升压后供给各用户使用，回水汇至循环水出水管。开式循环冷却水系统主要作用是连续不断地向主厂房各辅助设备和转动机械供给冷却用水。14、闭式循

21、环冷却水系统为单元制闭合回路系统，由膨胀水箱、闭式水循环冷却水泵、闭式循环热交换器以及连接管道、阀门等组成。闭式循环冷却水系统主要供给水泵及前置泵、凝结水泵轴承冷却及取样器冷却等，其冷却水为除盐水，总水量为 75.5t/h。系统中设有两台闭式循环水泵，两台水一水热交换器，一台运行一台备用。在水泵进口管道上设有一台低位闭式循环膨胀水箱，用以稳定水泵进口压力。水一水交换器的二次冷却水为循环水，夏季为掺混水。15、本厂旁路系统为汽轮机配 35%锅炉最大连续出力的两级串联旁路系统。汽轮机旁路系统由上海电力机械厂生产。主要由电子控制装置、液压执行机构和阀门等三个部分组成。高压旁路由高压旁路阀(角型)、喷

22、水调节阀、减温水隔离阀组成。低压旁路由低压旁路阀(Z 型)、喷水调节阀、减温水隔离阀组成。高压旁路蒸汽从主蒸汽总管接出,经旁路阀减压减温后接至再热冷段蒸汽总管，其减温水取自给水泵出口管道。低压旁路从再热热段蒸汽总管接出，经旁路阀减压减温后至凝汽器入口，在进凝汽器前分两路经三级减温后进入凝汽器。其减温水均取自凝结水泵出口管道。16、汽轮机疏水系统可分为汽轮机本体疏水和蒸汽管道疏水两部分。汽轮机的本体疏水及本体管道疏水主要包括汽轮机的主汽门和中压联合汽门及其至汽轮机本体之间管道的疏水，高压缸排汽逆止阀及其至高压缸排汽口之间管道的疏水，各抽汽逆止阀及其至汽缸之间管道的疏水，轴封系统的高压汽源控制站、

23、辅助汽源控制站、溢流控制站内的阀门、管道以及供汽母管和供汽支管的疏水。对于滑参数启动方式的再热机组，其本体疏水系统还包括主蒸汽和再热蒸汽管的疏水。由于机组启动暖机的各疏水点压力不同，汽轮机本体疏水应分别引人压力不同的疏水母管，再接至本体疏水扩容器。疏水扩容器位于凝汽器附近，其汽水出口侧与凝汽器相连。第四节 设备大修周期及标准检修项目1、大修周期大修周期：六年2、大修标准检修项目(见表 1-1)表 1-1 标准大修项目清单序号标准检修项目备注1解体的准备工作检修项目2高中压缸外围设备解体检修项目3低压联通管解体检修项目4高压导汽管解体检修项目5高中压外缸解体检修项目6轴端汽封体解体检修项目7高压

24、内上缸解体检修项目8高压内下缸解体检修项目9中压内上缸（即中压隔热罩上半）解体检修项目10中压内下缸（即中压隔热罩下半）解体检修项目11低压外缸解体检修项目12低压 1 号、2 号内缸解体检修项目13高压喷嘴解体不常修项目14高中压隔板解体检修项目15低压隔板的解体检修项目16清理检查高中压内外汽缸检修项目17清理检查低压内外缸检修项目18高中压转子解体检修项目19清理检查高中压转子检修项目20低压转子解体检修项目21清理检查低压转子检修项目22高中低压喷嘴、隔板的检修检修项目23高压喷嘴组装不常修项目24隔板汽封的检修检修项目25隔板汽封的回装检修项目26轴端汽封的检修检修项目27轴端汽封的回装检修项目281 号6 号支持轴承及推力轴承的检修检修项目29密封瓦的检修检修项目30滑销系统的检修检修项目31高中压缸回装检修项目32低压缸的回装检修项目33低压联通管的回装检修项目34汽缸保温检修项目35轴承座台板加注润滑脂检修项目36装复化装板检修项目