火力发电厂汽轮机系统讲义

一. 主机设备介绍：1.辛店电厂#5、6机组型号：N300-16.7/538/538；机组型式：亚临界、中间再热、反动式、单轴、两缸两排汽、凝汽式汽轮机；旋转方向：从机头向发电机看为顺时针；汽轮机的启动方式：高压缸启动；制造厂商：哈尔滨汽轮机厂有限责任公司；2.主机设计参数：二. 汽机主要系统介绍：（一）主汽系统：锅炉与汽轮机之间的蒸汽通道与通往各用汽点的支管及其附件称为发电厂主汽系统，对于再热机组还包括再热蒸汽管道。

（解释流程）（二）旁路系统：指高参数蒸汽不进入汽缸通流部分做功而是经过与汽缸并联的减温减压器，将减温减压后的蒸汽送至低一级参数的管道或凝结器。

1.作用：加快启动时间，改善启动条件；保护不允许干烧的再热器；回收工质降低噪音。

2.一、二级旁路及减温水（分别解释流程）：（三）回热抽汽系统：1.回热系统作用是：抽取汽轮机做功后蒸汽作为各加热器的加热汽源，用于提高凝结水和给水温度以提高机组的循环热效率。

300MW机组共计8段非调整抽汽。

（三高、四低、一除氧）三段高压抽汽分别在：高压9级后、高压13级后、中压5级后；作为#1、2、3高压加热器的汽源。

四段低压抽汽分别在低压2级后（调阀端）、低压4级后（电机端）、低压5级后（调阀、电机端）、低压6级后（调阀、电机端）；作为#5、6、7、8低压加热器的汽源。

一级除氧抽汽（四抽）。

作为除氧器的汽源。

2.回热抽汽额定工况：（抽汽压力为绝对压力）（四）主凝结水系统：指凝结器至除氧器之间与主凝结水相关的管路与设备。

包括：2台100%容量的凝结水泵、凝结水精处理装置、一台轴封加热器、四台低压加热器、一台凝结水补水箱和补水泵。

主要作用：加热凝结水，并将凝结水从凝结器热水井送至除氧器。

（介绍流程：轴加-#8、7、6、5低加）轴封加热器为表面式热交换器，用于凝结轴封漏汽、门杆漏汽，轴封加热器以及与之相连的汽轮机轴封汽室靠轴抽风机维持微负压状态，防止蒸汽漏入环境中或进入汽轮机润滑油系统。

其他作用：杂用母管，二三减温水、汽缸冷却水、给水泵密封水、轴封减温水等多种用途。

补水系统：化学补至300立方贮水箱----凝结水输送泵------调节门----凝结器（考虑节能目前化学除盐水泵直接到凝结器）（五）主给水及除氧系统：主给水系统：指除氧器与锅炉省煤器之间的设备、管路及附件等。

主要作用：在机组各种工况下，对主给水进行除氧、升压和加热，为锅炉省煤器提供数量和质量都满足要求的给水。

主要流程：除氧器---前置泵---流量测量装置---给水泵---#3高压加热器---#2压加热器---#1压加热器---流量测量装置---给水操作台---省煤器进口集箱。

除氧器：将水中的不凝结气体（主要是氧气）除去，以防止或减轻这些气体对设备和管道造成腐蚀。

除氧器是汽水系统中唯一的混合式加热器，能方便的汇集各种汽体、疏水，因此它除了加热给水除去不凝结气体外还有回收工质的作用。

（介绍与除氧器连接的主要汽水管道）（六）汽封系统：汽轮机运行中，转子高速旋转，静子部分静止不动，动静之间必须留有一定间隙，避免动静摩擦，而间隙前后存在压差必然会产生漏汽降低汽轮机的循环热效率。

为减少通流部分的漏汽造成的损失就需要汽封。

汽轮机转子穿过汽缸端部也有间隙，为防止在转子穿出汽缸部位造成蒸汽外漏或空气漏入，就需要轴端汽封。

（介绍自密封系统）（七）凝汽器真空及疏水管道系统：降低凝结器排汽压力是提高机组循环热效率的主要方法之一，凝汽式汽轮机配有完备的凝汽系统，一方面在汽轮机排汽口建立高度真空，另一方面回收洁净的凝结水作为锅炉给水循环使用。

锅炉给水中溶解一些不凝结气体，会随蒸汽一起进入汽轮机，做功完毕进入凝结器，其次在凝结器工作时，真空系统一些不严密地方会漏入空气，这些气体无法在凝结器内凝结，若不及时除去，会积聚在凝结器换热管束表面，阻碍蒸汽放热影响凝结器真空度，并且使凝结水过冷度增大，热损耗随之增大。

凝结器：技术参数与设备规范(1)技术参数：凝结水流量 780t／h凝结水温度 32.54℃轴加出口温度 54.58#5低加出口温度 138.7℃#6低加出口温度 106.8℃#7低加出口温度 86.5℃#8低加出口温度 63.7℃凝结水泵：（2台）型式立式、筒袋型多级离心泵型号 9LDTNB-5PJX压头 273m流量 780t/h轴功率 707kW转速 1480r／min必须汽蚀余量 3.5m凝汽器规范：型号 N-18000型形式单壳体、对分双流程、表面式冷却面积 18000m2冷却水温（设计/最高） 20/33℃壳体设计压力 0.098MPa.g管侧设计压力 0.46MPa.a循环水量 38200 t/h管内平均循环水流速 2.22m/s凝汽器顶部圆周段管子数量 422凝汽器主凝结段管子数量 19464凝汽器空冷区管子数量 1258凝汽器热井容积 46m3凝汽器外形尺寸(长⨯宽⨯高) 15400×9500×11667mm凝汽器外壳与汽轮机排汽口联接型式膨胀节防腐措施阴极保护凝汽器冷却面积 18000m2水环式真空泵系统：组成由水环式真空泵、电机、汽水分离器、机械密封冷却器、水位调节器及管道阀门等。

（介绍偏心泵）疏水管道系统：疏水扩容器主要作用是收集主蒸汽、再热蒸汽、汽机旁路、回热抽汽、辅助蒸汽、轴封、加热器疏放水等系统的所有疏水。

（按压力高低等级分为8个疏水集管，在凝结器东侧方形集箱）；高加危机疏水扩容器：接收#1、2、3高加和除氧器事故疏水；直接进凝结器的疏水：#5、6、7、8低加事故疏水，轴封加热器疏水、给水泵密封水等。

（八）循环水冷却水系统及工业水系统：凝汽式发电厂中，为了使汽轮机排汽凝结，凝结器需要大量的循环冷却水。

除此之外电厂中诸多转动机械轴承摩擦产生热量、发电机运行中的铜损、铁损也产生大量的热量，这些热量不及时排除积聚在设备内部，会引起设备超温甚至损坏。

为确保设备安全运行，电厂必须有完备的冷却设备。

（直供水方式也称开式供水，直接从江河湖海上游取水经凝结器后排入下游。

循环供水方式，在水资源不充足或水源较远的电厂采用，设有冷却水池，循环水泵从水池取水经凝结器循环冷却吸收热量后，送入冷却设备中利用水蒸发降温原理，使水降温后循环使用）(1)凝汽器设备规范：型式单壳体、对分双流程、表面式冷却面积 18000m2管径×壁厚（mm）φ25×0.5(0.7)顶部圆周段TP316L 422(根)主凝结段TP316L 19464(根)空冷区TP316L 1258(根)凝汽器外形尺寸(长⨯宽⨯高)（mm） 15400×9500×11667mm凝结器传热端差 7-12℃（2）循环水泵型号 1800KLA-20.5生产厂家北京昌宁集团型式立式斜流泵效率 87.8％电机型号 YKSL1400-14/1730-1电机功率与电源 1400kW 6kV 3ph 50Hz电机冷却方式水冷绝缘等级 F防护等级 IP54扬程 20.5m流量（单台）（单台高速） 5.04m3／s转速高/低 425/375 r/min必需汽蚀余量 6.8m重量 30000kg(3)循环水胶球系统：（介绍流程，作用）开式循环水系统：开始循环水的品质较差、水温较低，一般用于冷却对冷却水质较低、水温较低、水量较大的冷却设备。

（设计水温20℃、夏季水温33℃）系统包括：两台100%容量的开式循环水泵、各冷却器及管道附件。

流程：循环水进水母管---电动滤水器---开始循环水泵---各设备冷却器----回水管道回至凉水塔（主要用户：发电机冷风器、主机冷油器、小机冷油器、电动给水泵冷油器（润滑、工作）、电动给水泵电机冷风器、闭式水换热器、空压机冷却水、真空泵冷却器、锅炉侧运转设备。

）开式循环冷却水泵:（2台）型号 600S32B扬程 24m泵流量 2400m3／h泵转速 970r/min气蚀余量 7.5m效率 84%出口压力 0.3MPa（九）润滑油系统：润滑油系统的任务是可靠的向汽轮发电机组的支持、推力轴承和盘车装置提供合格的润滑冷却油。

主要组成：主油箱、主油泵、交直流润滑油泵、注油器、高压油泵、冷油器、滤网、排烟机等。

（十）发电机冷却及密封油系统：发电机在运行中会发生能量损耗，包括铁芯和绕组线圈发热、转子转动时气体与转子之间的鼓风摩擦发热，以及励磁损耗、轴承摩擦损耗等。

所有这些损耗最终都转化为热量，致使发电机发热，必须及时排除此热量。

发电机的冷却系统完成此任务，全过程的提供温度、流量、压力、品质均符合要求的冷却介质。

本厂300MW机组采用水——氢——氢冷却系统，即发电机定子线圈用水冷却、发电机的定子铁芯和转子线圈用氢气冷却。

1.发电机定子冷却水系统：闭式循环冷却系统：内冷水箱（纯净的软化水）——通过内冷水泵——板式冷却器——滤网——发电机定子线圈汇流管带出定子线圈热量——内冷水箱。

内冷水系统1.1技术参数：正常工作定子水压 0.2～0.25MPa内冷水流量 30m3/h内冷水进口温度高报警 50℃内冷水出口温度高报警 75℃内冷水流量低报警 20m3/h内冷水流量低低解列、灭磁 10m3/h内冷水流量低低机组跳闸时间 30s内冷水泵进出口差压低报警联泵 0.14MPa内冷水滤网差压高报警 0.021MPa定子氢水差压低报警 0.035MPa内冷水箱氮气压力高报警 0.014MPa内冷水箱水位高Ⅰ报警 550mm内冷水箱水位高Ⅱ报警 650mm内冷水箱水位低Ⅰ报警 450mm内冷水箱水位低Ⅱ报警 300mm1.2设备规范：1.2.1内冷水箱型号 SKB-300工作压力 0.2Mpa流量 30t/h供水温度 45℃回水温度 75℃冷却水温度 38℃制造厂家哈尔滨电机厂有限责任公司1.2.2内冷水泵：（2台）泵形式 CZ型化工离心泵型号 50-250流量 45m3/h扬程 65 m泵制造厂牡丹江北方电站设备有限公司电机型号 Y180M-2转速 2940r／min电压 380V电流 42.2A电动机功率 22kW1.2.3内冷水冷却器：（2台）型号 M10－BFML板式内冷水冷却器设计压力 1.0MPa试验压力 1.3MPa设计温度 95℃换热面积 30m2发电机保护：正常内冷水流量不低于30立方（现场实际在50立方以上），内冷水流量下降至20立方米/秒，发“内冷水流量低”报警信号，内冷水流量下降至10t/h时，开始计时延时30s，发电机解列，发“内冷水中断”报警信号，汽机掉闸；2.发电机氢气冷却系统：在发电机转子的两端对称装有轴流式风扇，驱动氢气在发电机内流动。

在发电机机座两端各装有两台氢气冷却器，用开式循环水作为冷却水，将吸热升温后的氢气进行冷却，然后重新进入发电机，如此循环。