水泵汽轮机

关键词： 调速器 给水泵 汽轮机

水泵汽轮机（精选十篇）

水泵汽轮机 篇1

我厂给水泵汽轮机调速器是日本神户造船厂套配美国WOODWARD生产的HYD油动机, 电液转换器型号EG-3P, 是目前工业应用普遍的调速器, 广泛用于工业蒸汽汽轮机, 燃气轮机的驱动机上, 用于控制透平压缩机的转速。Woodward控制系统有两种操作方式:编程模式和运行模式。编程模式用于选择控制器内部配置及运行方式的设置;运行模式则根据设定的程序实现控制, 汽轮机电子调速器;汽轮机电液转换器;他的输出的控制信号经过I/H转换器转换成液压信号来控制蒸汽透平压缩机蒸汽调节汽门的开度, 以达到控制透平压缩机转速的目的。

汽轮机低压调门是小汽轮机调速及安全运行的重要设备, 而高压调门一般只作为备用使用, 因此低压调门的调节品质的好坏直接影响到给水泵汽轮机转速及给水泵流量的控制的稳定性, 因给水流量的稳定性对于机组的安全性至关重要, 在正常运行工况下存在的低压调门严重摆动问题的原因必须深入分析, 本文给出了较为完善的解决方案, 对其它电厂解决相似问题具有一定借鉴意义。

2 现象

给水泵汽轮机运行正常, 转速5771rpm, 低压调门指令69.9%, 转速瞬间降低到5259rpm, 调门指令随机变为96.3%, 此时, 备用高压调门连锁开启, 维持给水泵流量稳定, 检查发现给水泵汽轮机低压调门在20%左右摆动, 阀门的实际开度和指令开度不一致, 控制油压表在1002kpa到998kpa之间摆动, 正常运行时控制油压在1000kpa, 很稳定, 最多变化不超过2kpa, 给水泵汽轮机转速变化也在4700~4400rpm左右变化, 转速瞬间变化在150 rpm左右, 给水系统不稳定, 初步怀疑低压调门故障, 随后将给水泵汽轮机打闸, 关闭小机高、低压进汽截止阀。打闸后, 对低压调门作静态传动试验和调整, 效果不明显, 只能通过停油解体油动机, 才能发现和处理问题。

3 处理措施和原因分析

3.1 处理过程

3.1.1 检查给水泵汽轮机调节汽门。

给水泵汽轮机打闸后, 阀门能够正常关闭, 挂闸试验过程中阀门能够瞬间全开, 说明调门本身不存在缺陷, 排除了调节汽门本体故障因素。

3.1.2 油动机静态实验。

给水泵汽轮机打闸后, 进行低压调门静态实验, 试验操作开启给水泵汽轮机低压调门, 指令在60%以下时, 阀门就地检查不动作, 阀门实际开度为0, 当阀门开度指令超过60%时, 检查发现低压调门实际开启后, 在20%-90%之间摆动, 打开油动机检查盖板, 通过手动控制调速器反馈杠杆, 阀门可以全开全关, 但不能维持在稳定位置, 此操作证明油管路能够通畅运行, 即实际油压在指令发出低于60%开度以下时, 不能有效供应到位, 电信号或液压油不能正常控制阀门动作。调速器原理如下图3-1:

3.1.3 热工检查热工元件。

随后, 热工人员对外部电缆接头, 电流输入和输出进行了检测, 未发现异常, 调门调速器需要解体检查。

3.1.4 解体检修。

因现场不具备检测条件, 整台调速器通过专业厂家进行了解体检修, 解体后发现EG-3P电液转换器的电磁线圈固定螺栓腐蚀老化断裂, 两条固定螺栓仅剩一条, 其他部件未发现异常, 电磁线圈是通过输入电流的大小变化来变化控制油压, 控制油压通过滑阀位置的变化来调节油动机活塞行程, 达到控制调节汽门的目的, 因此电磁线圈是整个调速器动作的重要部件。

下面是电磁线圈固定螺栓断裂情况, 电磁线圈通过两条固定螺栓固定在EG-3P电液转换器壳体内, 两条固定螺栓仅剩一条, 会造成电磁线圈接受电流信号后因固定不牢产生位移, 导致控制油压变动, 滑阀不能按电流大小有规则的控制阀门开度, 如n图3-2:

3.1.5 修复过程。根据解体检查情况, 对整台调速器进行了以下工作。

(1) 取出EG-3P电液转换器内部的遗留螺栓, 更换电磁线圈的固定螺栓。

(2) 全面清理调速器油动机油缸腔室, 检测弹簧和滑阀组件, 清理EG-3P电液转换器。

(3) 在试验台上作EG-3P试验。

(4) 在试验台上进行油动机试验。

(5) 组装后带动给水泵汽轮机低压调门进行静态试验。

3.2 原因分析

汽轮机低压调门作为工业用汽轮机重要的调节机构, 其可靠性对机组的安全尤为重要, 因此需对低压调门摆动的原因进行分析, 并采取措施从根本上防止此类现象频繁发生。调节汽门摆动影响较多的主要原因和现象结合本次故障的处理最终分析为以下几点。

3.2.1 热工信号。

首先, 热工信号能否准确输送到位, 输入和输出电流是否有偏差, 电缆连接接头是否松动等都会直接造成阀门摆动, 此项工作一般通过热工人员在线测试, 即可排除。其次供回油电磁阀故障, 会导致油动机无法正常供回油, 即调节汽门失去液压油源, 调门自然无法正常工作, 热工人员通过检查测试, 也可通过接触测量电磁阀处油管温度来排除电磁阀故障嫌疑, 控制元件松动, 该调速器经解体发现电磁线圈固定螺栓断裂, 造成线圈松动, 外部电流不能正常控制其动作走向, 当电流达到一定程度后, 电磁线圈开始在有限的空间频繁往复运动, 调门即产生摆动。这是本次给水泵汽轮机低压调门摆动的根本原因。此现象只有通过解体检查才能发现, 只通过外部信号测量根本无法判定热工元件是否发生了问题, 因此, 在分析调速器阀门摆动问题时, 片面的通过检测手段来判断某一部件是否发生故障而作出的检修方案, 往往会增加工作量, 甚至作出错误的处理, 导致不可预见的事情发生。

3.2.2 控制油品质恶化。

控制油品质差, 油中含有杂物, 一般情况下, 调速器中调节滑阀间隙配合较小, 一旦油中杂物进入滑阀, 会造成滑阀卡涩, 或滑阀出现划痕, 造成调节失灵, 当滑阀卡涩时, 如果通过其他手段使滑阀全开全关一次, 则阀门会短时间正常运行, 即全开全关过程中将夹在滑阀间隙中的杂物带走, 系统会短时间恢复正常, 但不排除再次被其他杂质卡住的可能, 如果滑阀密封遭到破坏, 会造成油压不稳, 系统波动, 更多的是阀门不能打开, 但不会频繁在一个区域内反复出现摆动现象。

给水泵汽轮机的润滑油、控制油系统和泵的油系统共用一个油箱, 运行中给水泵机械密封泄漏事件经常发生, 当给水泵机械密封大量泄漏时, 给水泵汽轮机润滑油就会乳化, 巡检人员就会立即发现并及时滤油, 提升油脂, 但部分杂质一旦进入调节系统, 不会通过滤油排出全部杂质, 当杂质积累到一定程度或杂质直接进入调节系统错油阀, 就会导致调节系统失灵, 或随时失控的隐患, 而当机械密封泄漏量不太大时, 油脂超标不能立刻发现, 造成给水泵汽轮机润滑或调节系统随时失控的隐患。而给水泵因机封泄漏对自身设备损伤影响很小, 重视度不高, 所以提高油脂要从根本上处理, 最好将控制油系统和其他油源区分并单独使用, 确保油脂合格。

3.2.3 低压调门卡涩。

低压调节汽门发生卡涩, 特别是电厂的调节汽门, 一般都是高温高压环境, 长时间运行会造成门杆处产生氧化层, 当氧化层厚度接近阀杆间隙时, 就会发生阀杆卡涩, 如果阀杆弯曲同样会造成阀门开关过程出现卡涩, 但一般情况卡涩部位相同, 即越过卡涩点, 阀门动作就会正常, 一般会发生阀门动作过大, 调节范围失灵, 但不会发生阀门频繁摆动现象。因小机低压调门为提板式调节阀, 由执行机构带动提板, 提板上面悬挂6个调节阀芯, 每个阀芯通过锁母控制阀门行程, 正常运行时, 在不同的开度, 油动机控制提板行程, 提板高度控制了6个阀芯的不同开度, 因此, 如果阀芯脱落, 会造成转速降低, 但不会造成阀门整体的行程频繁往复摆动。

3.2.4 动机调速器活塞故障。

油动机活塞故障, 游动机活塞是通过油压克服弹簧力传递力矩的重要工具, 如果活塞磨损, 活塞和汽缸之间存在间隙, 就会造成油缸内部卸油, 阀门不能稳定在固定位置, 油动机油缸中另一个重要部件就是弹簧, 机械弹簧在运行中断裂对汽轮机控制会生不可预见的影响, 在机组甩负荷、机组跳闸或其它异常情况时, 汽轮机低压调节门要靠弹簧力快速关闭, 而机械弹簧失效会增大调速系统动作时间, 严重时会造成汽轮机超速, 其危害十分严重, 则阀门不会正常迅速关闭。

4 取得的成效

通过更换电磁线圈固定螺栓, 有效的消除了油动机摆动问题, 油动机组装到小机上面后, 开关阀门, 动作正常, 行程到位, 保证了机组稳定运行。电液调节系统设备各部件连接属于小公差配合, 特别是调节滑阀, 最小外径不足1mm, 配合间隙要求在10μm左右, 通过普通工具根本无法准确测量, 只能通过试验台检测并逐一排除部件的磨损老化, 目前, 一些使用单位为了降低费用, 自己在现场检修, 根本无法真正查清原因, 即使能够处理问题, 也会存在较大的风险, 如在试验台上检测, 不但能够发现问题, 还会避免发生连锁事故, 而在现场试验, 会使问题复杂, 还会发生因调速器故障造成相应的连锁问题, 导致主设备发生故障, 带来更大的损失。因此, 定期进行专业检测, 可以有效预防调速器故障的发生。

5 结论

随着机组容量, 参数的提高, 对机组控制系统精度要求的增加, DEH系统的调节保护作用就愈加显著, 上述分析既是常见故障判断, 又是我们日常维护中该做的预防工作, 如油脂, 电缆防护, 控制元件固定等, 结合日常定期工作, 及时发现, 提高机组安全稳定性。

摘要：本文阐述了给水泵汽轮机低压调门在运行过程中突然发生阀门摆动和转速突变现象, 对调门严重摆动问题的原因进行了深入分析, 给出了较为完善的解决方案, 对其它电厂解决相似问题具有一定借鉴意义。

关键词：摆动,转速突变,断裂,电磁线圈

参考文献

[1]吉林热电厂.高压汽轮机检修[M].北京:水利电力出版社, 1978.

[2]电站汽轮机数字式电液控制系统DEH[M].上海新华控制技术有限公司编著.

[3]汽轮机数字式电液控制系统[M].中国电力出版社.

水泵汽轮机 篇2

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主题内容与适用范围

一般术语类型结构部件 5 性能参数渗道参数试验方面

汉语索引

英文索引

附录A 水轮机零部件名词术语与图样对照（参考件）

本标准参照采用国际标准IEC4（秘）104A《水轮机、蓄能泵和水泵水轮机的名词术语导则》（1993年版），以及IEC41《确定水轮机、蓄能泵和水泵水轮机水力性能的现场验收试验》（1991年版）、IEC193《水轮机模型验收试验国际规程》（1965年版）、IEC609《水轮机、蓄能泵和水泵水轮机空蚀评定》（1978年版）。主题内容与适用范围

本标准规定了水轮机、蓄能泵和水泵水轮机（以下总称水力机械，简称水机）的专用术语。

本标准适用于制订标准，编写和翻译手册、教材、书刊以及图纸设计等用途。2 一般术语

2.1 水力机械 hydraulic machinery 实现水流机械能和固体机械能之间互相转换的机械。2.2 水轮机 hydraulic turbine

把水流能量转换成旋转机械能的水力机械。2.3 蓄能泵 storage pump

抽水蓄能电站中将水从下游提升至上游的水泵。2.4 水泵水轮机 reversible turbine，pump-turbine

既可作水轮机运行又可作蓄能泵运行的水力机械，亦称可逆式水轮机。2.5 旋转方向 direction of rotation

从发电机轴端看到的转轮［叶轮］的旋转方向。贯流式水轮机则从上游向下游方向看水泵水轮机的旋转方向取水轮机工况的旋转方向。2.6 机组 unit

用于发电或抽水蓄能的水力机械和电机的组合装置。2.7 水轮机进口测量断面 inlet measuring section of turbine

测量水轮机进口水流能量的断面［图1（a）、图1（b）、图1（c）、1断面］。2.8 水轮机出口测量断面 outlet measuring section of turbine

测量水轮机出口水流能量的断面［图1（a）、图1（b）、图1（c）、2断面、图1（d）、3断面］。2.9 蓄能泵进口测量断面 inlet measuring section of storage pump

靠近吸水管或蓄能泵壳进口处的商定断面［图1（e）、图1（f）、2断面］。2.10 蓄能泵出口测量断面 outlet measuring section of storage pump

对于开敞式排流渠道，为靠近蓄能泵出口处的商定断面［图1（g）、1断面］；对于封闭管道，为排水阀上游靠近蓄能泵压水室处的商定断面［图1（e）、图1（f）、1断面］。2.11 高压测量断面 high pressure measuring section

水轮机进口测量断面与蓄能泵出口测量断面（图2）。

图1（a）后击式水轮机，混凝土蜗壳，肘形尾水管

图1（b）反击式水轮机圆断面金属蜗壳

图1（c）卧式分击式水轮机

A 单喷嘴

B 双喷嘴

Q=QI+QII

图1（d）水斗式水轮机

图1（e）离心泵——卧轴

图1（f）离心泵—立轴

图1（g）轴流泵 灯泡式机组

图2

2.12 低压测量断面 low pressure measuring section

水轮机出口测量断面与蓄能泵进口测量断面（图2）。2.13 立式、卧式和倾斜式机组 vertical，horizontal and inclined unit

主轴呈铅直、水平和倾斜布置的机组。

2.14 可调式水力机械 regulated hydraulic machinery

用导叶、转轮［叶轮］叶片或喷嘴来调节流量的水力机械。2.15 不可调式水力机械 non-regulated hydraulic machinery

不能进行流量调节的水力机械。2.16 主阀 main valve

装设在压力管道和蜗壳（压水室）之间能切断水流的阀门。3 类型 3.1 水轮机

3.1.1 反击式水轮机 reaction turbine

转轮利用水流的压力能和动能作功的水轮机。3.1.2 混流式水轮机 Francis turbine，mixed-flow turbine

轴面水流径向流入、轴向流出转轮的反击式水轮机，又称法兰西斯式水轮机。3.1.3 轴流式水轮机 axial turbine

轴面水流轴向进、出转轮的反击式水轮机。

3.1.4 轴流转桨式水轮机 Kaplan turbine，axial-flow adjustable blad propeller turbine

转轮叶片可与导叶协联调节的轴流式水轮机，又称卡普兰式水轮机。3.1.5 轴流调桨式水轮机 Thoma turbine

仅转轮叶片可调节的轴流式水轮机，又称托马式水轮机。3.1.6 轴流定桨式水轮机 Propeller turbine

转轮叶片不可调的（或停机可调的）轴流式水轮机。3.1.7 贯流式水轮机 tubular turbine，through flow turbine

过流通道呈直线（或S形）布置的轴流式水轮机。3.1.8 灯泡式水轮机 bulb turbine

发电机置于流道中灯泡体内的贯流式水轮机（图3）。

图3 3.1.9 竖井贯流式水轮机 pit turbine 发电机置于流道竖井中的贯流式水轮机。

3.1.10 全贯流式水轮机 straight flow turbine，rim-generator unit

发电机转子直接装在转轮叶片外缘上的贯流式水轮机（图4）。

图4

3.1.11 轴伸贯流式水轮机（S形水轮机）tubular turbine（S－type turbine）

具有S形流道，其主轴自流道伸出与发电机连接的贯流式水轮机（图5）。

图5

3.1.12 斜流式水轮机 diagonal turbine

轴面水流以倾斜于主轴的方向进、出转轮的反击式水轮机。3.1.13 斜流转桨式水轮机 Deriaz turbine

转轮叶片可与导叶协联调节的斜流式水轮机。3.1.14 斜流定桨式水轮机 fixed blade of Deriaz turbine

转轮叶片不可调的（或停机可调的）斜流式水轮机。3.1.15 冲击式水轮机 impuls turbine，action turbine

转轮只利用水流动能作功的水轮机。

3.1.16 水斗式水轮机 Pelton turbine，scoop turbine

转轮叶片呈斗形，且射流中心线与转轮节圆相切的冲击式水轮机（图6），又称贝尔顿水轮机，或称切击式水轮机。

图6

3.1.17 斜击式水轮机 inclined jet turbine

转轮叶片呈碗形，且射流中心线与转轮转动平面呈斜射角度的冲击式水轮机（图7）。

图7

3.1.18 双击式水轮机 cross-flow turbine

转轮叶片呈圆柱形布置，水流穿过转轮两次作用到转轮叶片上的冲击式水轮机（图8）。

图8

3.2 蓄能泵

3.2.1 混流式（离心式）蓄能泵 centrifugal storage pump，mixed-flow storage pump

轴面水流轴向流进、径向流出叶轮的蓄能泵（图9）。

图9

3.2.2 轴流式蓄能泵 propeller storage pump，axial storage pump

轴面水流轴向进、出叶轮的蓄能泵（图10）。

图10

3.2.3 斜流式蓄能泵 diagonal storage pump

轴面水流以倾斜于主轴的方向进、出叶轮的蓄能泵（图11）。

图11

3.2.4 多级式蓄能泵 multi-stage storage pump

水流依次流过装在一根轴上的多个叶轮的蓄能泵。3.3 水泵水轮机（又称可逆式水轮机）3.3.1 单级水泵水轮机 singal stage pump-turbine

水流只流过一个转轮的水泵水轮机。3.3.2 多级水泵水轮机 multi-stage pump-turbine

水流依次流过装在一根轴上的多个转轮的水泵水轮机。3.4 主阀与阀门

3.4.1 蝴蝶阀 butterfly valve 3.4.1 蝴蝶阀 butterfly valve

活门呈凸透镜状或扁平状的主阀[图12（a）]。

3.4.2平板蝶阀 biplane butterfly valve，through flow butterfly valve

活门由双平板及隔栅组成，开启时平板间可以通过水流的主阀[图12（b）]。

图12

3.4.3 圆筒阀 cylindrical valve，ring gate

活门呈圆筒形，位于水轮机固定导叶和活动导叶之间，可沿水轮机轴线方向上下移动的主阀［图12（c）］。3.4.4 球阀 rotary valve，spherical valve

阀体呈球状，全开时活门与压力钢管形成一个直通流道的主阀［图12（d）］。3.4.5 盘形阀 mushroom valve，hollow-cone valve，howell-Bunger valve

活门呈盘形，一般用作排水的阀门［图12（e）］。3.4.6 针形阀 needle valve

活门呈锥状的进水阀门或卸载阀门［图12（f）］。3.4.7 旁通阀 by-pass valve

在开启主阀前，用来平衡主阀前后水压的阀门。3.4.8 直空破坏阀 vacuum break valve 当导叶紧急关闭时，为减小水锤引起的真空，能自动打开补入空气的阀门。4 结构部件 4.1 混流式水轮机

4.1.1 埋入部件 embedded component

埋入混凝土中不可拆卸的部件。4.1.2 引水室（turbine）flume

将水引入导水机构的通流部件，又称吸入管。4.1.3 蜗壳 spiral case

蜗状的有压引水室。4.1.4 座环 stay ring

由上、下环和固定导叶组成的基础构件，用以传递水推力和蜗壳上部混凝土及机组重量。4.1.5 固定导叶 stay vane

连接座环上、下环的支柱，引导蜗壳水流均匀流向导叶。4.1.6 蜗壳鼻端 spiral case nose

位于蜗壳终端具有特殊形状的固定导叶。4.1.7 基础环 foundation ring，discharge ring

连接底环和尾水管锥管，并在安装、大修中用于承放转轮的基础部件。4.1.8 尾水管 draft tube

位于转轮后的出水管段，借以利用转轮出口水流的位能和部分动能，又称吸出管。4.1.9 锥形尾水管 conical draft tube

流道呈直锥形的尾水管。4.1.10 肘形尾水管 elbow draft tube

流道呈肘形，并由锥管、肘管和扩散段组成的尾水管。4.1.11 尾水管锥管 draft tube cone 与基础环相接的直锥管段。4.1.12 尾水管肘管 draft tube elbow

锥管和扩散段之间的肘形弯管。4.1.13 尾水管扩散段 draft tube outlet part

肘管后的扩散形流道。4.1.14 尾水管支墩 draft tube pier

扩散段内的流线型承重支墩。4.1.15 尾水管里衬 draft tube liner

尾水管混凝土表面的钢板护面。4.1.16 机坑里衬 pit liner

水轮机机坑混凝土表面的护面。4.1.17 导水机构 distributor

引导水流和调节进入转轮流量的机构（包括顶盖、底环、导叶及其操作机构等）。4.1.18 顶盖 headcover，top cover

支持导叶上部轴颈及有关部件并构成过流表面的环状件。4.1.19 底环 bottom ring，bottom cover

支持导叶下轴颈并构成过流表面的环状件。4.1.20 导叶 guide vane，wicket gate

引导水流和调节水轮机（蓄能泵）流量的流线形零件。4.1.21 控制环 regulating ring，operating ring

把接力器的操作力传递给连杆，使全部导叶同步动作的环形件。4.1.22 导叶臂 guide vane lever，wicket gate lever

安装在导叶上轴端用以转动导叶的零件。4.1.23 分半键 split key 连接导叶和导叶臂，并传递扭矩的分半的圆柱销。4.1.24 导叶连杆 guide vanelink，wicket gate link

连接控制环和导叶臂的传动杆件。

4.1.25 导叶过载保护装置 guide vane overload protection device

导叶运动受阻时的保护装置。4.1.26 剪断销 shear pin

导叶运动受阻时剪断，并可更换的零件。4.1.27 摩擦装置 friction device

当剪断销剪断时，通过摩擦力使相邻导叶和连杆避免发生撞击的装置。4.1.28 导叶轴承 guide vane bearing

支承导叶的滑动轴承。

4.1.29 导叶止推轴承 guide vane thrust bearing

承受导叶重量和轴向水压力的轴承。4.1.30 导叶轴密封 guide vane stem seal

防止导叶轴承间隙漏水的密封。4.1.31 导叶端面密封 guide vane end seal

当导叶全关时，防止导叶体端面与顶盖、底环之间漏水的密封。4.1.32 导叶立面密封 guide vane seal

当导叶全关时，防止相邻导叶头尾叠合处漏水的密封。4.1.33 抗磨板 facing plates，wear plates

顶盖和底环过流面上的抗磨损护面板。4.1.34 导叶限位块 guide vane stop block

当导叶失控时限制导叶转动范围的零件。4.1.35 导叶接力器 guide vane servomotor 供给导叶操作力的液压装置。

4.1.36 单导叶接力器 individual guide vane servomotor

供给单个导叶操作力的单个液压装置。4.1.37 推拉杆 push and pull rod，connecting rod

连接导叶接力器和控制环的传动杆。4.1.38 调速轴 regulating shaft

传递导叶接力器与控制环之间的操作力的转动轴。4.1.39 均压管 balance pipe

将转轮上冠与顶盖间的空腔和尾水管连通以减小水推力的连通管。4.1.40 转动部件 rotating component

运行时旋转的部件及其轴承和密封。4.1.41 转轮 runner

水轮机中将水流能量转换为旋转机械能的部件（水泵称叶轮）。4.1.42 叶片 blade

转轮实现能量转换的主要构件，其过流表面呈空间曲面形状（水泵称轮叶）。4.1.43 上冠 crown

固定混流式水轮机叶片上端并与主轴连接的构件。4.1.44 下环 band

固定混流式水轮机叶片下端的构件。4.1.45 泄水锥 runner cone

连接在混流式转轮上冠或轴流式转轮体下端，用以引导转轮出口水流的锥形构件。4.1.46 转轮密封装置 runner seal

转轮与相应固定部件之间的非接触式密封，用以减小漏水量。4.1.47 转轮止漏环 runner wearing ring 在转轮上冠、下环上组成转轮密封的构件。4.1.48 固定止漏环 stationary wearing ring

与转轮止漏环相对应的固定密封构件。4.1.49 转轮减压板 decompression plate

转轮上冠与顶盖之间，用以减小水推力的环板。4.1.50 主轴 main shaft

与转轮连接，传递扭矩的轴。4.1.51 导轴承 guide bearing

保持主轴中心位置，并承受径向力的轴承。4.1.52 轴领 guide bearing collar

固定在轴上，在导轴承内旋转的筒形构件。4.1.53 轴瓦 guide bearing shoe

用耐摩擦材料制成的导轴承构件。4.1.54 轴承体 guide bearing housing

支持轴瓦的导轴承构件。4.1.55 主轴密封装置 main shaft seal

用以减少主轴与固定部件之间漏水的装置。4.1.56 检修密封 stand still seal

检修主轴密封时阻止主轴与固定部件之间漏水的可膨胀式密封。4.1.57 联轴螺栓 coupling bolt

联接水轮机主轴和转轮及发电机轴的螺栓。4.2 轴流式水轮机和斜流式水轮机。4.2.1 转轮室 runner chamber

环绕轴流式和斜流式转轮叶片外缘，并连接底环和尾水管的壳体。4.2.2 内顶盖（支持盖）inner head cover，inner top cover

为吊出转轮，立式轴流式水轮机顶盖可分成内外两部分，其中内圈称为内顶盖。4.2.3 转轮体 runner hub

用以支承叶片并与主轴连接的转轮的中心回转体。4.2.4 转叶机构 mechanism of runner blade

装在转轮体内腔，操作叶片转动的连杆机构（包括转轮体、叶片及其操作机构等）。4.2.5 叶片枢轴 runner blade trunnion

与叶片相连接，把转叶机构的转动力矩传递给叶片的短轴。4.2.6 转臂 rocker arm

安装在叶片枢轴上使叶片转动的构件。4.2.7 连杆 link

连接转臂和操作架的杆件。4.2.8 操作架 crosshead

将接力器操作力同步传递给叶片连杆的构件。4.2.9 转轮叶片接力器 runner blade servomotor

供给转轮叶片操作力的液压部件。4.2.10 协联装置 combination device

调速器中用来保证转轮［叶轮］叶片与导叶或折向器与喷针之间协联关系的装置。4.2.11 受油器 oil head

装在转桨式水轮机上，承接来自转轮主配压阀的压力油，使转轮接力器动作的装置。4.3 贯流式水轮机

4.3.1 外导水环 outer guide ring

支持导叶轴和控制环的锥形外环，是流道外壁的一部分。4.3.2 内导水环 inner guide ring 支持导叶轴的内环，是流道内壁的一部分。4.3.3 灯泡体 bulb

位于流道中装设发电机的流线形壳体。4.3.4 灯泡体支柱 bulb support

支承灯泡体的流线形支柱。4.4 冲击式水轮机 4.4.1 水斗 bucket

过流表面呈双瓢形，是转轮实现能量转换的构件。4.4.2 叉管 branch pipe

向两个喷嘴均匀供水的分支管。4.4.3 分流管 manifold

立式冲击式水轮机中，向多个喷嘴支管均匀供水的环形管。4.4.4 喷嘴支管 bifurcation

位于喷嘴前向喷嘴供水的短管。4.4.5 机壳 housing

防止转轮水流飞溅并支承喷嘴的外壳。4.4.6 喷嘴 nozzle

形成高速射流喷射到水斗上的收缩管嘴。4.4.7 喷针 needle

装于喷嘴内腔头部呈针状的可移动部件，用以调节射流的流量。4.4.8 折向器 jet deflector

装于喷嘴前，当停机和甩负荷时，迅速偏转全部或部分射流，使之不射在水斗上的装置，又称偏流器或分流器。4.4.9 制动喷嘴 brake nozzle 为缩短停机过程，向水斗背面射流以制动转轮的附加喷嘴。4.4.10 喷针接力器 needle servomotor

供给喷针操作力的液压部件。4.5 蓄能泵

4.5.1 吸水管 suction tube

引导水流进入叶轮的管道。4.5.2 叶轮 impeller

把机械能转换成水流能量的旋转部件（水轮机称转轮）。4.5.3 轮叶 impeller blade，impeller vane

叶轮实现能量转换的主要构件（水轮机称叶片）。4.5.4 叶轮后盖 impeller back shroud

固定轮叶后端并和主轴连接的构件。4.5.5 叶轮前盖 impeller front shroud

固定轮叶前端的构件。4.5.6 蜗室 spiral housing

汇集叶轮出口水流的蜗形构件。4.5.7 扩散管 diffuser

降低水流速度，使之转换成压力能的管段。4.6 水泵水轮机*

* 水泵水轮机的术语一般和水轮机通用，在作水泵工况运行时可采用蓄能泵术语。5 性能参数

5.1 比能

5.1.1 比能 specific energy

单位质量流体所具有的机械能，是位置比能、压力比能和速度比能的总和。

E=Ez+Ep+Ev（1）

式中 E——比能，J/kg；

Ez——位置比能，J/kg；

Ep——压力比能，J/kg；

Ev——速度比能，J/kg。5.1.2 位置比能 potential energy

单位质量流体相对于基准面所具有的重力势能。式中 g——重力加速度，m/s2；

z——相对于基准面的高度，m。5.1.3 压力比能 pressure energy

单位质量流体所具有的压力能。

式中 ρ——流体密度，kg/m3； p——流体压力，Pa。5.1.4 速度比能 velocity energy 单位质量流体所具有的动能。

式中 v——平均流速，m/s。5.2 水头

5.2.1 位置水头 potential head

相应于位置比能的水头。

Ez=gz

Ev=v2/2 Hz=Ez/g=Z（2）

（3）

（4）

（5）

量的符号：Hz

单位：m

5.2.2 压力水头 pressure head

相应于压力比能的水头。

量的符号：Hp

单位：m

5.2.3 速度水头 velocity head

相应于速度比能的水头。

Hv=Ev/g=v2/2g

量的符号：Hv

单位：m 5.2.4 总水头 head

总水头是位置水头、压力水头和速度水头之和。

Hp=Eq/g=p/ρg

6）7）（

水泵汽轮机 篇3

【关键词】给水泵汽轮机；设计特点；中温中压

随着我国人口的不断增加和经济的快速发展，资源相对不足的矛盾日益突出，寻找新的资源或可再生资源，以及合理的利用现有的宝贵资源将是我国经济可持续发展的关键所在。化工系统是工业生产中的能耗大户和主要污染源之一。为了实现节能减排的目标，某化工集团将动力站的30MW锅炉的给水泵采用了汽动模式，充分利用化工管网系统中的富裕蒸汽，减少了动力站常用电量。我们针对渭化集团开发中温中压给水泵汽轮机。本文对中温中压给水泵汽轮机的设计特点进行了介绍。

1、给水泵汽轮机总体设计

由于该给水泵的运行特点，主要存在2个工况点：额定工况和最大工况。给水泵常年运行在额定工况下，给水泵通过自身回路来调节流量，因此在汽轮机热力方案设计与常规给水泵汽轮机不同，不用考虑汽轮机变工况特性。我们最终确定汽轮机额定功率为3.6MW，具体的参数见表1。

2、给水泵汽轮机本体设计

由于锅炉给水泵的自身特点和运行要求，决定驱动汽轮机必需具有如下特点：

① 汽轮机运行必需稳定，不能反复的启停；

② 汽轮机具有快速启停的能力；

2.1给水泵汽轮机本体方案设计

为了满足给水泵的特点，该机吸收了东汽已有给水泵汽轮机等优点，采用了目前先进的通流设计技术和新的结构设计技术。机组总体方案设计为：

①汽轮机为单缸、单轴、冲动式、纯凝汽；

②采用整体式基架，汽轮机单层布置；

③排汽方式采用向上排汽，经排汽管进入侧方凝汽器；

④通流级数为9级，分为1 级双列调节级和8 级压力级；

⑤配汽方式采用提板结构的喷嘴配汽方式；

⑥与给水泵的连接方式为膜片式联轴器，传递扭矩并补偿汽机转子与鼓风机转子高低差、吸收两者的热膨胀；

⑦整个汽缸分为前、后两部分，汽缸前部为铸造结构，汽缸后部则采用钢板焊接结构。

总体结构见图1。

2.2轴系

汽轮机的轴系不但要有足够的强度，还要有良好的振动特性，转子的振动特性不但与转子固有频率有关，还取决于转子支承条件（轴承和轴承座），工作条件（汽流的激振）以及动平衡和安装的质量及转子间的相互影响，振动特性分析内容主要包括：轴系静态参数的计算，轴系临界转速的计算，轴系不平衡响应的计算，轴系稳定性的计算，剪应力的计算等。轴系临界转速和轴承型式见表2、表3，轴系简图见图2。

轴系振动特性应限制在一定范围内，轴系临界转速相对于工作转速的避开率应大于±10%，轴系不平衡响应峰峰值应小于50μm，轴系失稳转速应大于工作转速的125%。经计算，该给水泵汽轮机轴系的振动特性均在规定范围内。

2.3 通流设计

本机组通流部分由1个双列调节级和8个压力级组成。在设计时充分考虑了通流部件的结构强度、温度效应及工作条件，具有良好的经济性和安全可靠性。喷嘴分成4组，各组分别与喷嘴室的4个独立的腔室中的一个相通，各由相應的调节阀供汽。喷嘴隔板用键槽固定在前汽缸喷嘴室上。本机组有较高的运行转速（4820r/min）和较宽的运行范围（4338～5302r/min），所以动叶片不调频，采用自带冠结构，前七级为T形叶根，八、九级为外包T形叶根，叶顶设3齿汽封，1～9级静叶采用直叶栅。各级隔板均装有隔板汽封，2～5级为高低齿汽封圈。第6～9为平齿汽封圈。第1～7级设有叶根轴向汽封，第1～9级动叶顶部设有径向汽封，以减少级间的漏汽损失，动静叶片均具有较好的热力性能。

2.4 结构设计

2.4.1 汽缸设计

本机组汽缸设计为汽缸前部（前汽缸）和排汽缸（后汽缸）两段。各部分之间采用垂直中分面法兰联接。汽缸分为上下两半，前后分别装有汽封，以保证蒸汽不外泄漏。前汽缸前端与前轴承箱采用下半垂直法兰连接。前汽缸为铸钢结构，蒸汽室单独铸成后采用法兰螺栓连接到前汽缸上。后汽缸为焊接结构，内有导流装置以减小排汽损失，汽缸向上排汽，排汽口采用焊接形式与排汽接管联接，排汽接管再与排汽连通管通过法兰连接，排汽连通管通过法兰再与凝汽器联接。在凝汽器喉部安装有大气阀，保护真空系统。

2.4.2 转子设计

转子为整锻转子，设计考虑转速变动范围远离一、二阶临界转速。转子总长2708.5mm，转子前轴径为Φ100mm，后轴径为Φ110mm，推力盘厚度为44.5mm。调节级叶轮和末级叶轮外侧端面设有装平衡块的燕尾槽，第四级叶轮盘圆周设有装平衡螺塞的平衡孔。

2.4.3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。

本机组的基架浇死在基础上，整个汽轮机三支点支承在基架上，前轴承箱处一个支点，后汽缸两侧台板两个支点，台板下各有一横向滑键，键对称于排汽中心。前轴承箱用螺栓与前汽缸连成一体，并固定在基架上，基架与前轴承箱间有一纵向键，汽缸热膨胀时以低压缸两侧横键为轴向死点向机头侧膨胀，推动前箱向机头滑动。后轴承箱通过特制螺钉和销固定在基架上，后汽缸下半垂直导向键与后轴承箱的键槽配合，保证机组运行过程中，汽缸与轴承箱及轴承、转子的对中。汽轮机转子相对于静子的固定点（相对死点），其位置在前轴承箱内推力轴承的主推力面上。汽轮机启动及运行时，转子从该点向给水泵方向膨胀。汽轮机的纵向膨胀由前箱底部的纵向键引导，垂直方向膨胀由后轴承箱与汽缸后部的垂直键引导，横向膨胀由基架与后汽缸两侧的横向键引导。这就保证了汽轮机在启、停及运行过程中能按规定方向自由膨胀，同时保证了机组中心位置不变。

3、结语

针对某化工流程用30MW锅炉中温中压给水泵汽轮机具有转速运行范围宽、效率高、经济性好、运行安全、可靠性高等特点，而且结构紧凑、运行操作灵活简单、安装维护方便，运行成本低。该机组的运行将极大地推动节能减排的实施。

参考文献

[1]王星钊，尹刚，冯波.低品位余热发电汽轮机设计探讨[J].装备制造与教育，2014（1）：51-54.

[2] American Petroleum Institute. ANSI/API 612-2005 Petroleum， Petrochemical and Natural Gas Industries—Steam Turbines—Special-purpose Applications[S]. US-ANSI，2005.

[3]中国动力工程学会.火力发电设备技术手册（第二卷）[M].北京：机械工业出版社，2007.

作者简介

水泵汽轮机 篇4

在我国的火力发电厂建设中, 伴随着发电厂技术的不断进步, 电厂在运行中更加注重对能源的合理配置与高效利用。为有效避免传统火力发电站中因电动机带动冷水泵运转造成的电力流失, 实现冷水泵工作效率的进一步提升, 在当下的发电厂建设中, 开始逐渐采用汽轮机运行的方式对冷水泵进行驱动。伴随着社会中工业发展对电力需求量的增加, 发电厂运行中的水流量与蒸汽压力不断提升, 传统模式下的电动机已经不具备足够的动力驱动冷水泵的运转, 电动机驱动能力的限制也会在发电厂的运行中增大设备的运行风险, 阻碍发电厂实现稳定供电。

1.1 大功率运转

汽轮机驱动冷水泵实现了对水泵运行方式的有效控制, 通过汽轮机产生热能进而将水分气化, 以蒸汽为驱动力调节冷水泵中的阀门, 不仅提升了对冷水泵的控制效率, 还有效降低了冷水泵运行中的节流损失, 在一定程度上缩减了发电厂的运行成本。由于汽轮机的运转不会受到功率限制, 因此在发电站中能够通过不断增加汽轮的运转功率以保证对冷水泵中水流量控制和水压的提升, 进而实现发电厂的大功率供电。

1.2 高效率的调节功能

由于汽轮机具有良好的负荷变载功能, 因此在汽轮机运转驱动冷水泵供水的过程中, 能够有效控制发电厂锅炉内的低负荷和变负荷运转, 通过对冷水泵中不同水流速度的调节实现发电过程中的节流与控制。在汽轮机驱动冷水泵的过程中, 汽轮机能够通过控制冷水泵中的水流流速来有效调控汽轮机中的机体转速, 在控制机体中转子转速的基础上实现对气缸气压的有效控制。高效率的气压控制和复合调节, 使得发电厂中的汽轮机能够依据电力的实际应用调整电厂的发电量, 在保证社会中电力需求的同时, 最大限度的避免电力的浪费。

2 冷水泵的驱动技术改进

2.1 汽轮机驱动冷水泵现状分析

在发电厂的运行过程中, 汽轮机的运转实现了电厂中电力负荷的有效控制, 通过对冷水泵中水流流速进行控制, 进而改变电厂中的锅炉出力, 实现电厂电力的高效控制。当下火力发电厂中的汽轮机通过对冷水泵进行运行控制, 以实现对单元发电机组的自动调节, 汽轮机的高自动化驱动将冷水泵运行中的分散型工作进行有效整合, 并通过对辅机操作工艺的进一步完善实现了对冷水泵系统运行的调节。在当下的火力发电厂工作中, 设备的自动化控制已发展到一定水平, 并且设备的有效管理也在自动化发展进程中起到了非常重要的作用。汽轮机驱动冷水泵技术中复杂的生产工艺也使得系统运行更为完善。为有效保障汽轮机系统的高效稳定运转, 在系统运行中通常采用不同的系统检测技术, 通过对计算机监控等技术实现对汽轮机运转的有效控制。而伴随着汽轮机驱动冷水泵系统应用的普及, 其能耗较高的缺点也逐渐暴露出来。

2.2 冷水泵的驱动技术改进

为有效解决发电厂中汽轮机驱动冷水泵系统的耗能问题, 发电厂通常采用增加冷水泵数量的方法, 增加汽轮机单位功耗中的做功数量提升汽轮机的工作效率, 以有效降低汽轮机驱动冷水泵系统的能耗。在发电厂的实际应用中, 要根据不同的汽轮机型号进行冷水泵的安装。由于不同型号冷水泵的负荷范围不同, 因此在运转时所需的转速也不同, 对汽轮机的功率要求也就不一样, 汽轮机的功率会直接影响冷水泵的驱动效率, 因此在发电站的运转中, 为汽轮机配置合适的冷水泵是十分必要的。在对汽轮机驱动冷水泵系统机型改造时, 还应注意汽轮机中不同设施的改进, 如在增加冷水泵的同时, 应对汽轮机中的除氧器进行加热, 以热量的有效供给实现对汽轮机中热量的高效利用, 进一步提升了汽轮机驱动冷水泵运转的工作效率。

3 汽轮机驱动冷水泵节能分析

在汽轮机对冷水泵中的水进行抽取时, 汽轮机设备会自动调节运行功率, 以保证其在额定功率范围内实现对冷水泵的有效驱动。汽轮机在运转时首先需要驱动冷水泵, 是泵中的水进入到锅炉内部, 通过对锅炉内部进行加热将水流转变成为水蒸气的形式。在锅炉的工作的同时, 汽轮机通过变速调节控制冷水泵中水流进入过路的速度, 保证了锅炉在对水流进行加热的同时, 实现热能的最大化利用, 有效节省发电厂的电力能源。为有效实现发电厂工作过程中的能源节约, 还能通过控制汽轮机中的功率降低汽轮机的负荷, 进而提升汽轮机和锅炉两者的工作效率。从细节角度分析, 汽轮机在工作中通过关闭出口阀门也有效控制了冷水泵运行中的节流损失, 避免了汽轮机系统内部的热量流失。在汽轮机按照额定功率运转时, 汽轮机中的蒸汽喷嘴会以额定的速率喷出蒸汽, 进而实现对汽轮机中转子转速的有效控制。汽轮机在按照其额定功率运行时, 能够实现对设备中变转速运动的有效限制, 通过限制设备中转子的变速运动降低汽轮机工作过程中的能量消耗, 进而实现发电厂汽轮机驱动冷水泵系统的节能运行。在发电厂对冷水泵进行改造的过程中, 要首先对冷水泵的水流量进行测定, 如水泵的进水速率和出水速率, 水流量的大小等, 依照冷水泵运行过程中的实测数据对汽轮机的运行功率进行调整, 以实现设备在运转过程中的高效配合。为保证发电厂在运行过程中能源的高效利用, 应在汽轮机驱动冷水泵系统运行前, 对其运行过程中产生的数据进行推算, 通过对比公示推算出的各项指标参数与实际运行中的参数, 将设备进行对应改进, 以实现对汽轮机系统中能源的节约。系统运行中出现疏漏会导致发电厂电力能源的流失, 因此通过数据对比并对汽轮机系统的疏漏进行改进能够有效节约发电厂在发电过程中的电力资源。在汽轮机驱动冷水泵系统的运行过程中, 在每个环节中做好能源的节约, 能够在系统未来的运行中产生巨大的作用, 发电厂能源的节约, 不仅降低了发电厂的运行成本, 还有效保证了发电厂长期稳定的发展。

4 结束语

在发电厂的电力供给过程中, 汽轮机驱动冷水泵运转有效实现了热能向动能的转换, 在驱动过程中不仅控制了水泵中的水流流速, 也有效避免了能源浪费。通过汽轮机驱动冷水泵的运转, 提高了热能与水分的结合度, 水分在热能的充分作用下形成蒸汽, 进而降低能源的消耗, 提高发电厂的经济效益。在火力发电厂的运行中, 将汽轮机与冷水泵进行有机结合, 实现了发电厂工作效率的有效提升, 并为今后火力发电厂的建设奠定了良好的技术基础。

参考文献

[1]崔明辉.火力发电厂汽轮机驱动给水泵节能分析.河北科技大学, 2010.

[2]刘宁祥.浅析汽轮机驱动过程中的冷水泵节能调节[J].北京工业, 2009.

[3]吴国虎.火力发电厂循环水泵和给水泵经济运行研究[J].福建环境工程, 2010.

水泵汽轮机 篇5

【关键词】小机；润滑油；带水；密封；分析；负压

0.设备概况

许昌龙岗电厂2*660MW超临界机组配套的锅炉给水泵组，小汽轮机为凝汽式汽轮机，型号NK63/71/0，功率10065kW，转速为5689r/min，进汽温度377.6℃。小汽轮机共有两组轴端汽封（称为前、后轴端汽封）均采用高、低齿迷宫密封；给水泵型号是HPT300-340-6S/27A多级卧式离心泵，两侧轴端密封采用的是螺旋迷宫密封加外部密封水密封。汽轮机拖动给水泵运行。

1.汽泵润滑油中进水状况

在机组调试投产以后，在给水泵组停机、开机和正常运行中发生多次的润滑油进水的事件，，润滑油水分指标已严重超标。当时监盘发现汽泵润滑油箱油位不断上涨，就地在小汽轮机回油管道窥视窗的有机玻璃上都能明显看到水珠，立即从油箱底部放水阀放出大量油水混合物，化验室化验油中水分为2200mg/L，如此严重的润滑油进水事件，已威胁到了正在运行的设备安全。此时立即通知检修配合放出4A小机润滑油油箱内的游离水后，立即投入4A润滑油净油装置，运行方式是“脱水+过滤”。 通过对油箱底部的放水阀将含水量特别高的乳化油放掉，待润滑油水分化验基本合格后再补齐足量的油到润滑油系统中。

2.润滑油进水原因分析

2.1运行调控汽泵密封水不当造成润滑油中进水

为了阻止给水泵泵体内高压给水外泄，自由端和传动端都设计有螺旋迷宫密封。这种密封结构特点是轴套外圆与衬套内圆分别加工方向相反的多头螺纹，间隙一般控制在0.40-0.48。通过迷宫密封间隙控制泄漏的方式进行汽动给水泵的密封工作。汽泵密封水采用凝结水泵出口母管来水，其回水分为两路：一路经过密封水回水母管去地沟或凝汽器；另一路回到汽泵前置泵进口电动门前的前置泵进口管道，如图所示：

如果密封水回水不畅，就有可能造成小机油箱中进水，润滑油中大量带水，破坏了润滑油的油质，严重影响到汽动给水泵和小机的正常安全运行。

密封水压力调整方式：在正常运行情况下：密封水压力=泄荷水压力+0.1Mpa，凝结水以高于泄荷水0.1Mpa的控制压力注入，压力控制阀保持密封水与泄荷水之间的压差在0.1Mpa。汽泵密封水进水通过调节阀进行调节，阀后压力不宜过高，比汽泵前置泵的进口压力大0.05Mpa～0.1Mpa即可，密封水进排水温差大不能高于45℃（35℃高一报警，45℃高二报警），泄荷水管道的隔离门误关或阀芯脱落，都会造成泄荷水无法正常回到前置泵进口。如果泄荷水不能正常回到汽前泵入口，那么汽泵密封水的泄荷水不可避免会增加到回U形水封的水量中去，密封水回水量大，导致回水不畅。

密封水回水量的大小需要现场监视，当监视不力时就会发生密封水回水腔室底部检漏孔来不及排水，进而从呼吸器向外大量冒水。此时因给水泵组的润滑油系统内有负压，水就通过轴承油档的空隙被吸入油系统中。运行监视给水泵的密封效果好坏还有一个指标：密封水回水温度。当该温度明显比密封水进水温度高时（大于35℃即报警），表明泵内高温水外泄或螺旋密封的径向间隙变大了。

2.2给水泵轴端密封结构缺陷造成润滑油进水

水泵泵体内水侧与轴承腔室的油侧中间只有宽度约25的油挡来分隔，油挡为组合件，内部间隙极小。水侧由于满水存在一定微正压；油侧由于油箱排油烟风机的抽吸作用，存在一定的微负压；同时油侧的呼吸器（滤芯是烧结滤芯）因灰尘堆积而堵塞，因此，一旦满水极易将水分吸入润滑油系统中。给水泵泵轴设计因考虑到刚性要求，水侧与油侧的轴向长度（也即油挡宽度）不可能设计得过长。其次润滑油系统为使各轴瓦处的油烟不外冒和回油更顺畅，必须保证润滑油系统是负压的。正因为给水泵轴端的结构设计特点，给水侧的水分较易跑到油系统中去。

2.3汽轮机轴封系统设计不合理造成润滑油进水

给水泵汽轮有低压汽源和高压汽源两路，采用自动内切换。低压汽源也有两路：高温辅汽和四抽。正常运行时由低压汽源供汽，高压汽源作为备用。本机共有前、后两组轴端汽封，分别引自主机的高压、低压轴封供汽母管。给水泵组排汽经由排汽蝶阀接入主机凝汽器。本机两组轴端汽封均是迷宫式汽封。本机投运操作一般过程如下：给水泵密封水投运→润滑油系统投运→泵体注水放气→盘车→投轴封汽和拉真空→冲转。停运过程： 停机盘车→真空破坏→撤轴封汽→停盘车→泵体放水→停运润滑油系统。由于运行人员对系统的认识不足，特别是操作轴封汽和拉真空时，往往因人而宜，操作时间、轴封汽压力调节差别较大。投运轴封汽后没有及时拉真空，汽缸和轴封体内充满大量蒸汽，使小机两端轴封汽外溢。停运过程中，破坏真空没有及时隔离轴封汽，加之汽缸内残余蒸汽的蒸发，汽缸内微正压，会使轴封汽外溢。因为轴封外档与油箱外油档一般距离只有40-50，所以外溢蒸汽非常容易被润滑油系统的负压吸入油室中，从而致使油质乳化。

3.采取有效措施避免汽泵润滑油中进水

3.1加强汽泵密封水运行监视和调整，避免汽泵润滑油进水

通过以上对给水泵组结构及运行操作的详细分析，在机组启动、停机和正常运行过程中都有可能发生润滑油进水的事故。

启动阶段，在泵体注水前先投运密封水系统，且将密封水差压控制在50KPa左右；注意现场给水泵轴端的检漏孔滴水情况，尽量避免泵侧呼吸器冒水；主机建立真空以后稍开小机排汽蝶阀的旁路阀，控制小机排汽缸真空在-50KPa左右，避免由于阀门内漏导致汽缸内起压并且可将含水量大的空气抽走；适当关小小机油箱排油风机出口阀，使得油箱内保持微真空-2KPa左右，同时保证各轴承回油顺畅；检查小机前、后轴封处保温层，若有遮挡则联系相关人员清除；投入轴封蒸汽时，就地缓慢开启轴封进汽电动阀，注意观察两端轴封和汽缸顶部调阀门杆漏汽为不可见。

正常运行阶段，时刻关注密封水差压的波动大小，一般控制在100KPa-125KPa之间；关注密封水回水温度，一般比密封水温度略高8℃左右，若过高的话则适当调大密封水差压；注意观察对比检漏孔滴水大小；及时排出小机排油烟风机出口油烟分离器内积水。

停运阶段，及时调节密封水差压，使呼吸器不冒水；检查小机排汽减温水阀已可靠隔离；关闭小机排汽蝶阀后注意排汽压力不起压，若有必要则微开小机排汽蝶阀旁路阀；关闭前、后轴封电动阀后必须手动摇严，并及时开启阀后的疏水阀；不影响主机和邻小机的情况下，微开小机轴封回汽至轴加风机隔离阀；必要时停运小机排油烟风机；真空即将到零时及时隔离轴封汽；及时观察油箱油位的变化；及时对油箱放水。

3.2进行轴承呼吸器内滤芯改造或定期清理，从而避免汽泵润滑油进水

小机正常运行阶段造成润滑油进水的一个关键原因是油系统为微负压。降低负压可以抑制润滑油进水的发生机率。第一种方法，因汽机房打扫卫生灰尘和紧邻区域磨煤机漏粉，造成轴承呼吸器内烧结滤芯灰尘堵塞，且流通面积较小，导致该处局部负压升高，因此将该滤芯改造，加大流通面积，选用80目的不锈钢滤布包裹，减少了该处的负压，使得润滑油系统抽吸水分的能力降低；第二种方法，及时定期清理可以轴承呼吸器内烧结滤芯灰尘或更换滤芯，减少回油系统在该处的的负压，从而在检漏孔处接一台风机人为在油挡一侧造成一个负压。

禹州龙岗电厂使用了第二种方法，大大降低了润滑油进水的概率，特别是在4A汽泵组上的应用证明了这种方法的有效性。当时轴承呼吸器内烧结滤芯灰尘堵塞，监盘发现4A汽泵组小机油箱油位805mm较之前790mm增长15mm（油箱温度及环境温度不变情况下），令巡检就地检查4A小机回油窗挂有水珠状物质，令巡检从油箱底部放油发现油中带水较多。令巡检配合运检对4A小机油箱底部放水，将4B小机滤油改为4A小机润滑油滤油，化验室告4A小机润滑油滤网水分为2400mg/l，运检办票清理4A汽泵两侧轴承室呼吸器和加强油箱底部放水以及油系统滤油，然后化验室告4A小机润滑油水分达到良好值20mg/l。

3.3进行汽轮机轴封系统和进汽管道改造，启停机时正确操作轴封系统，避免汽泵润滑油进水

停机检修时，为了提高轴封系统管路隔离的严密性，进行以下改造：小机前、后轴封进汽电动阀后加装密封质量较好的手动隔离阀和放水阀；轴封回汽隔离阀前加装放水阀等。

停机检修时，拆除冗余且内漏的高压主汽阀及相关管路。通过设备改造尽可能消除小机单独隔离时有可能进入汽缸和油系统的蒸汽来源。

在机组启动阶段，尽量缩短轴封供汽与真空建立之间的时间，避免真空未建立轴封供汽时间太长；停机时也应在真空破坏后及时停供轴封汽。在运行操作时应充分考虑到这一点， 目前在启动、停机操作卡中均已列出，但这些需人为进行控制，具体可在相关的启、停措施中加以说明。

3.4进行汽泵冷油器运行监视和定检，避免冷却器泄露造成润滑油进水

由于冷油器冷却水采用循环水，受水库补给水和城市中水影响循环水水质经常恶化。润滑油冷却器冷却水氯离子80mg/L以上，造成冷却器内壁腐蚀和电化学腐蚀，从而造成给水泵油系统一直存在着备用状态下工作冷油器油侧进水，造成给水泵启动后油系统含水量超标。

所以：一方面化验室将汽泵润滑油中水分测量固化为定期工作，运行中加强汽泵润滑油箱油位监视和定期冷却水排水观察水样，以便及时发现和处理冷却器油中进水异常；另一方面利用小修机会对汽泵冷却器进行检查和修理，从而避免汽泵冷油器油中进水。

4.采取有效措施后的效果评价

根据以上分析，该电厂利用机组的计划检修机会，依次将每台小机的前、后轴封进汽管路、小机高压汽源和汽泵轴承腔室的呼吸器进行了彻底改造和清理检修；并且加强运行监视和正确调整，此后经历了几次开、停机操作都没有发现润滑油进水事件，油样化验结果多保持在合格的范围内≤80mg/L，取得了良好的效果。

【参考文献】

[1]杭州汽轮机股份有限公司.NK63/71/0型锅炉给水泵汽轮机产品使用说明书（主机部分）.

[2]上海电力修造厂《HPT300-340-6S/27A安装、运行及维护说明书》.

[3]长沙理工大学组编.600MW火电机组系列培训教材 汽轮机设备检修.中国电力出版社.

水泵汽轮机 篇6

随着我国经济的不断增长, 电厂建设越来越多, 给水泵汽轮机安装技术在电厂中也得到了越来越多的应用。但是由于给水泵汽轮机安装工程是一项综合性的项目, 如果不注意质量控制将会影响给水泵汽轮机的运行。因此如何做好给水泵汽轮机的安装工程成为了工作人员需要解决的问题。下面就此进行讨论分析。

1 给水泵中汽轮机的基本配置和组成结构

1.1 给水泵中汽轮机系统的基本配置

每一台给水泵中汽轮机系统的基本配置应包含的主要部分为:

() 调节油和润滑油系统;

() 循环水和凝结水系统;

(3) 抽真空和轴封系统。

1.2 给水泵中汽轮机的组成结构

给水泵中汽轮机的组成结构由转动和静止两部分组成。

汽轮机通常是安装在底盘上, 而水泥基础和底盘两者的固定均是由地脚螺栓完成的。通常情况下, 汽轮机的前汽缸猫爪是放在汽轮机前轴的承座上, 当汽轮机发动时, 汽缸因受热而发生膨胀, 前汽缸猫爪会同时推动前轴承座向前活动, 后汽缸猫爪则是在汽缸的两旁, 支持着底下的底盘, 并于地面安装带有侧边方向的导向销。通常在汽轮机的排汽缸背部设置导向立键功能的设施, 将其安装在导向槽里, 此时汽轮机的纵向中心垂直点和导向销的横向中心两者的中心连线形成了共同的交叉点, 而这个点就是汽轮机后汽缸产生膨胀的主要原因[1]。

进汽速关阀和汽缸两者的连接是法兰连接, 当工作蒸汽通过速关阀进到蒸汽室时, 蒸汽室内的油动机会结合杠杆的操作原理控制提板的活动方向, 进而决定阀门打开的大小和蒸汽流量的多少。汽缸内备用的蒸汽室也可通过管道控制调节阀的打开的大小, 该管道调节阀的出口恰好是在法兰连接点的快速关阀上, 这个时候汽阀设置是全部打开的状态, 起不到调节的作用。

2 汽轮机安装的主要技术和注意内容

给水泵汽轮机使用的安装技术得当是汽轮机有效运转的保证。所以, 在实际安装过程中, 工作人员应严格按照机器设施的安装流程, 认真将每一个机器设备安装到位, 确保给水泵汽轮机安全、有效运转。现将实际安装给水泵汽轮机的主要技术和注意内容告知如下。

为了保证汽轮机在准备工作时能得到及时的调整和支持, 应在汽轮机出厂的工具使用配备中放置少许小型的螺旋千斤顶。

在汽轮机准备要扣缸的时候, 一定要对汽缸猫爪的支撑进行转换。在这个操作中, 第一步是要对左右猫爪两边的移动范围做调整, 采用架百分表进行监视, 在转换过程中以看到的百分表第一个数作为标准。第二步是要进行转子和汽缸中心两者的重复测试, 目的是为了保证转子和汽缸中心找中正确, 这个标准就是转子和汽缸两者中心存在的偏差距离小于等于0.05 mm, 而且转子的中心必须要低于汽缸中心, 这就要求在通过汽缸检测前和检测后, r3 中心值与转换前后的中心进行对比, 并且要求转换前后r3 中心值两者中心的偏移距离小于等于0.03 mm, 如果达不到这样的标准, 则需要重新调整后测试。当转换测量后r3 中心值达到标准范围后要做好记录并保存好, 对应的数据和标准可以作为日后在不揭缸的基础之上检查转子和汽缸两者中心是否有变化的标准。汽缸撑转换完成以后, 在下猫爪下方顶起的螺丝钉可以退出, 并且要保证对应的退出空间, 不然会引发意外的顶缸事件而造成汽轮机振动频率超标, 影响到汽轮机运转的安全性。

汽轮机上瓦枕轴承和前后两个径向轴承三者之间的距离一定要有空隙, 不能完全是紧力。在实际的汽轮机安装过程中, 施工人员往往会受到汽轮机发电安装规则的影响, 将空隙错误的理解为紧力[2]。

进汽管道的安装必须是在汽轮机第二次灌浆完成后与地面的螺栓固定时结合预紧力矩的时拧紧装接, 接管时应注意将汽缸前猫爪的XYZ三方位的架百分表进行监视, 预防汽缸产生偏移。

给水泵安装完成以后一定要将联轴器的中心值设置成满足汽轮机输出轴找中值的标准, 并且在开始试车前要反复确认联轴器的中心值是不是在标准的范围内。针对汽轮机输出轴找中值的规范解释, 可根据相应的参考资料进行说明。

按照汽流的顺时针方向来看, 汽轮机的转动方向是右旋。图1中的O点是汽轮机处于冷却状态时的输出轴中心值。而图1中的O'点则是汽轮机处于加热状态时的输出轴中心值。以汽流的顺时针方向来看当X轴向右转动则是正方向, Y轴向上转动则是正方向, 当dx值是-150μm, dy值是53μm时, 汽轮机输出轴找中值的见图1。

施工人员在联轴器找中值的过程中, 很容易将找中值错误的理解为O ' 点所在的坐标位置就是找中值, 而不能将给定的数值和坐标示意图上的变化范围很好地进行结合, 往往忽视了dx是负值的情况。在实际找中值的过程中, 一定要将dx、dy两者有机的结合起来, 找出正确的汽轮机在冷却或是加热状态下输出轴中心的变化趋势, 关于汽轮机输出轴找中值的坐标定位可见图2。

按照汽流的顺时针方向来看, 汽轮机加热状态下输出轴中心点为O'点, 而这个O'点却是处在汽轮机冷却状态下输出轴中心点为O点的左上角位置, 因此在找中值的实际过程中, O'点可以看做是给水泵冷却状态下驱动端的中心点, 因此, 在汽轮机处于加热状态下运转的时候, 汽轮机输出轴的找中值和给水泵冷却状态下驱动端的中心点完全重合, 确保了给水泵汽轮机的稳定和安全运转[3]。

3 安装过程中实际案列解析

3.1 因循环水管道设计有误差造成胶球系统非正常运转

给水泵汽轮机凝汽器冷却水中, 采取的是循环开式系统, 冷却水的主要供水来源是被机力塔循环通风冷却后循环使用的水, 其供水和回水的管道都是经过地下的管道铺设的。在进行机组调试运行期间, 通过对胶球系统进行第一次运转测试, 结果收球率为零。在进行原因分析时, 通过对每一个收球网进行解体排查, 凝汽器中进水的温度远远高于回水的温度。综合以上分析, 初步认定为凝汽器的循环系统中进水和回水管道反接造成的。再仔细核对设计图纸的要求时, 发现厂区管线和厂房管线两者在交叉位置出现了碰接错误。

3.2 联轴器因中心问题造成轴承振动频率过大

在进行查找联轴器中心值的过程中, 最经常使用的工具就是磁性表座和百分表。但是, 绝大多数的施工人员在查找联轴器中心值往往不会关注磁性表座和表架的架设对百分表产生的读数偏差。可以采用以下的测验方法来证实这一偏差的存在。

将磁性表座和百分表按照正确的连接方法进行连接, 当百分表指针的方向是指向磁性表座并且是吸附在平面上时, 将百分表的长指针调整为零”刻度的位置, 做好读数记录。

分别调整槽钢、磁性表座和百分表的位置, 分别将它们整体向正方向旋转到90°、180°、270°的位置, 对每一次旋转的位置, 记录好百分表读数。

通过将每一次旋转对百分表的读数进行比较, 不难看出, 理论上磁性表座和百分表没有所谓的相对移动的说法, 然而百分表的读数却发生了显著的变化, 当磁性表座和百分表之间的距离越大时, 百分表读数的变化越明显。造成此类现象的根本原因就是因为磁性表座与百分表在连接过程中出现刚性不足。

综上所述, 经过反复测验可以确定当给定汽轮机和给水泵两者的轴头距离值为370 mm时, 采用磁性表座查找联轴器中心值的方法, 其偏差值最小。

如果两者是处在垂直方向的位置上, 则产生的偏差是大于0.20 mm。其主要原因是因为联轴器中心值超出正常范围而导致轴承振动频率过大。

因此为了防止通过磁性表座查找联轴器中心值所产生的干扰因素, 一定要实施对应的措施和方法解决百分表连接刚性不足的难题, 确保查找联轴器中心值的准确。

解决方法是做出一个简单且刚性充足的假轴和另外一个轴头进行连接, 并且保证假轴的长度和另一个轴头的空间距离最小, 这样, 百分表可以通过一级连杆与假轴进行直接连接, 这样就可以解决磁性表架刚性不足的问题, 确保查找联轴器中心值的准确。

3.3 汽轮机挂闸不成功使得速关阀无法打开

在工程里针对挂闸的过程是这样解释的:挂闸指令发出后, 油压就会开始启动, 速关油压就会慢慢的形成, 当完成二次油压建立时, 即速关油压的压力达到0.8 MPa而且远远高于启动油压的压力大小, 此时速关阀被开启, 当速关阀打开的大小还没到10%时, 速关油压在一瞬间就消除了, 导致速关阀直接关闭, 此时启动油压慢慢下降到0, 导致挂闸失败[4]。

与另外一台汽轮机挂闸进行比较, 两者不一样的地方就是速关油压的形成速度相对慢。这有可能是因为速关电磁阀被堵塞的缘故。解决的办法是将速关电磁阀进行反复冲洗后, 重装后再次挂闸, 速关阀开启顺利, 挂闸成功。而造成速关电磁阀被堵塞的主要原因是冲洗不够干净和油质量有问题。汽轮机使用的机油是机器运转的动力, 好的机油是确保汽轮机安全运转的前提保证, 所以, 应该有规律地检查油质的变化情况, 在保证机油质量合格的基础上实施各项设备的检查工作。

4 设备安装过程中进行质量把控

4.1 设计图纸的反复核对是保证项目顺利施工的前提

施工方和参建单位在收到工程图纸后, 一定要对设计图纸进行反复核对, 一是为了全面的了解图纸, 二是在核对过程中发现工程图纸中存在的不足和不科学的地方, 并提醒设计院进行重新设计, 是一项非常重要的活动。对设计图纸进行反复核对可以让施工单位或是参建单位了解本次工程的特点和难点, 提出相应的技术解决方法, 及时将存在的图纸问题解决掉。在实际的项目施工过程中经常有人力和物力等资源的浪费现象, 增加了工期成本, 因此, 对设计图纸进行反复核对是保证项目顺利施工的前提。

4.2 严格控制工器具的检验和使用过程

在施工项目实际以前, 施工方一定要对施工过程中使用到的工器具进行严格检查, 并向监理单位报告相关的检测报告和证明, 并注意工器具的使用有效期限。在设备安装过程中, 监理单位相关的工程师负责人应到现场关注施工人员对工器具的使用是否合理。工器具的合格和合理使用是设备安装工作的前提和保证。监理方的工程师可在现场指导施工人员如何正确使用工器具, 保证设备安装的质量。

4.3 加强施工技术审核力度, 保证施工现场的工作效率

在实际的设备安装过程中施工人员由于受到以往经验的约束, 对某些施工技术的运用和处理能力方面存在一定的缺欠, 不能很好地将现场实际情况结合到具体设备安装中, 使得施工的工作效率达不到预期的效果, 严重制约了后期设备的测试和运转工作。所以, 监理单位相关的工程师负责人不仅要对工器具的检验和使用进行严格的把控, 还需要加强对施工技术的审核力度, 对每一项技术进行严格把控, 加强实际的过程控制和结果验收, 对不严格执行的相关单位进行对应的处罚, 从根本上保证技术的执行力和有效性, 提高现场施工的工作效率。

5 结束语

汽轮机安装是一项相当复杂的综合性工程项目, 给水泵汽轮机是属于汽轮机的一种, 要真正做好给水泵汽轮机的安装工作, 一定要在实际安装过程中严格依照有关的规定和安装流程进行设备安装, 重点落实到关键施工技术, 将突发的事件及时解决, 通过不断的调试和测验, 总结经验, 加大设备安装过程中质量把控的力度, 从根本上保证设备安装的质量。

摘要：实施有效的电厂给水泵汽轮机安装技术, 采取有效的质量控制措施, 有利于保证给水泵汽轮机的运行性能。以某火电机组给水泵汽轮机的结构和系统组成为例展开讨论, 对给水泵汽轮机安装过程中的关键技术和注意事项进行阐述, 综合考虑了在给水泵汽轮机安装和调试中出现的问题, 结合火电机组安装工程, 给出了设备监理工作中质量控制的措施。

关键词：给水泵汽轮机,安装,关键技术,质量控制,设备监理

参考文献

[1]田芳.浅谈给水泵汽轮机检修中的关键点[J].机电信息, 2010 (30) :9-10.

[2]程明.提高凝汽器水环真空泵出力的措施[J].电源技术应用, 2014 (3) :263-265.

[3]赵伟光, 尹赐君, 闫金钰.元宝山发电厂电动给水泵改汽动给水泵可行性评估[J].东北电力技术, 2006, 27 (3) :1-5.

水泵汽轮机 篇7

1 000 MW给水泵汽轮机第4级隔板是7套隔板中制造难度最高的一级, 本文以数控落地铣镗床加工第4级隔板为例, 对加工系统因素进行有效控制, 运用机床自身加工优势, 形成一套合理的隔板制造工艺方案, 更好地实现设计图样的技术要求。

将此级加工方案进行分析, 其他各级隔板可以用同类方法进行加工。给水泵汽轮机隔板为围带式隔板, 其加工特性具有精度高、刚性差、内部结构复杂、非标准平面加工等内容。针对这些制造难点, 逐一进行分解, 以便找到合理的加工方案。

1 加工难点

通过分析图1, 并结合生产实践, 1 000 MW给水泵汽轮机第4级隔板共有以下加工难点:

1) 隔板中分面第一个叶片为Z型接头结构, 增强裸露叶片的强度, Z型接头为凸台、凹槽配合, 装配间隙为0.5 mm。在线加工时, 保证隔板上下半对称加工是保证精度的关键。

2) 保证隔板上下半中分面销孔和键槽处于同一坐标中心, 不产生干涉, 起到良好的定位作用。

3) 隔板中分面第一个叶片和第二个叶片加强销加工, 叶片材料为2Cr13, 属于难加工材料;叶片为空间三维结构, 加工方法不合理容易导致销孔同轴度超差, 尺寸精度不易保证。

2 加工方案解析

机床设备选用:数控落地镗铣床 (主轴直径 φ110 mm以上) , 配有2 m×2 m数控旋转工作台。当隔板装配焊接完成, 对中分面进行粗铣加工之后, 需要对工件进行去应力热处理。

工件装夹要求:出汽边向上, 按静叶片出汽边平面及厚度线校平, 按中分面线校直中分面, 将工件压紧, 如果工作台加工范围允许, 隔板上下半可以同时装夹在工作台上。

2.1 中分面Z型接头

首先检查各处余量, 余量均匀的情况下, 铣掉引弧板、收弧板, 半精铣中分面, 留0.5 mm精加工余量。铣水平基准和隔板外圆两侧中心基准平面, 做为下道工序的校正基准。

中分面Z型接头 (图2) 的对称加工, 保证装配间隙0.5 mm。以上平面为Y轴零点, 以叶片节圆中心为X中心。以31.5°凸型接头为例, 选用D20 mm刀具, 采用宏程序编程如下:

手工变量编程非常适合于Z型接头的对称加工, 给水泵汽轮机各级隔板有一定的相似性, 手工编程方便快捷, 并且可最大程度优化刀具路径, 省略走空刀行程。程序内容小巧, 发现错误刀具路径时容易查找, 在线加工时修改程序方便。

2.2 保证键槽和销孔的相互位置精度

给水泵汽轮机隔板的定位销和定位键属于双重定位, 保证隔板上下半组合时能够有正确的位置。

将隔板上、下半中间用等高铁分隔, 重叠放置于工作平台上, 用百分表将隔板上、下半按水平中分面同找正, 按内圆同校隔板左右中心线重合, 误差≤0.05 mm, 压紧各处压板。找出隔板圆心坐标, 以圆心坐标为基准复查中分面键槽线及销孔线等, 清洁刀柄与主轴连接部, 安装刀具刀柄, 通过对刀仪进行对刀。

1) 保证键槽与销孔坐标为同一工件坐标系。以工件圆心坐标为基准, 找准隔板上、下半中分面键槽坐标对刀, D8铣刀粗铣中分面键槽, D10键槽铣刀精铣中分面键槽。

2) 以圆心坐标为基准, 找准上下半中分面销孔坐标, 钻底孔并钻铰 φ19H7销孔, 销孔如图3所示。销孔底孔预钻完成后, 如果采用普通铰刀, 铰刀端部有4 mm导向刃, 铰孔深度不能够达到图样标注深度, 建议用可调精镗刀进行镗削, 第一刀修正前一道工序遗留下来的轴线弯曲、偏斜、不同轴等缺陷, 保证内孔余量均匀, 镗削至 φ18.8 mm后, 进行最后精镗, 从而保证销孔加工精度。

2.3 叶片加强销加工方法解析

为了保证叶片在通流状态下的强度, 在中分面第一个叶片和第二叶片之间设计2个叶片加强销, 增加叶片的工作刚度。叶片材料为2Cr13, 属于难加工材料;叶片为空间三维结构, 如果采用常规加工方法, 钻头定心效果差, 加工时易导致钻头铰刀扭断, 损伤叶片;而且出现销孔的同轴度超差, 内孔表面粗糙度较高。下面通过合理的加工方案, 选择正确的加工刀具, 保证销孔的加工精度。

1) 用直径为 φ8 mm硬质合金铣刀, 在销孔中心坐标位置铣一个 φ13 mm的平面, 深度为2 mm, 然后用中心钻加工中心孔。

2) 用 φ12 mm的钻头将第一个叶片钻穿, 再用 φ12 mm过中心铣刀将第二个叶片铣一个 φ12 mm的平面, 此种铣刀在锪孔加工时, 轴线推进时在径向的扭曲小。铣刀材料选用合金工具钢9Si Cr, 淬火硬度为50~58 HRC, 目的为了增强刀杆的刚度, 减少切削时的振动。

3) 用 φ12 mm钻头将其钻穿, 再用 φ12.8 mm扩孔钻进行扩孔。

4) 用 φ13 mm的铰刀进行铰孔, 铰孔过程中保证充分润滑, 降低销孔粗糙度。

3 结语

通过对1 000 MW给水泵汽轮机围带式隔板的加工方案进行解析, 从关键制造环节进行有效控制, 对刀具的正确选择、宏程序的编写等加工因素加以综合考虑, 来保证产品的加工精度。该加工方案可以对同类型的给水泵汽轮机隔板进行加工, 减少产品试制时间, 节约生产费用和缩短生产周期。

摘要：在1 000 MW超超临界汽轮机中, 给水泵汽轮机是该机组的重要组成部分, 由于给水泵汽轮机隔板结构复杂, 在国内加工经验较少, 成为国内大型汽轮机行业的制造难题。文中对给水泵汽轮机隔板加工难点进行了解析, 对同行业具有一定的技术参考作用。

水泵汽轮机 篇8

在节能减排作为国家能源政策的核心内容的前提下, 如何提高发电厂的总体效率、降低能耗已成为发电企业的重要目标, 锅炉给水泵作为发电厂主要的辅助设备之一, 其驱动功率居发电厂辅助设备之首, 特别是超超临界机组, 因给水泵扬程高, 其功率远高于同等容量的超临界和亚临界机组, 对于空冷机组来说, 因其背压高, 受外部条件的影响大, 同时考虑到空冷给水泵汽轮机的设计难度及对电厂热力系统稳定性的影响, 因此合理地选择超超临界660 MW空冷汽轮机给水泵的驱动方式, 对控制电厂造价及运行中的节能降耗具有重要的意义。

1 给水泵的驱动方式

1) 电动机驱动给水泵。采用电动机驱动给水泵时, 设备和系统比较简单, 无需从汽轮机本体抽汽, 蒸汽可全部进入低压缸继续作功, 早期投运的空冷机组大多采用了系统简单并对空冷机组运行影响甚小的电动机驱动给水泵的方式。但是, 随着我国厂网分离, 发电量的考核从变压器入口端转为出口端, 形成了机组发电量与对外送电量的鲜明差异, 即厂用电率的差别。采用电动机驱动给水泵时厂用电率较高, 而电厂为了提高潜在的赢利能力, 开始考虑如何降低厂用电率以提高上网电量, 因此这种方式已经不再被大多数电厂所采用。

2) 小汽轮机驱动给水泵。给水泵由一台100%容量或两台50%容量的小汽轮机驱动, 小汽轮机的汽源通常来自于主机中压缸上的某一段抽汽, 小汽轮机排汽排至单独的凝汽器, 也可直接排入主机的排汽装置 (或间冷凝汽器) 。这种方式虽然系统较为复杂, 初期投资相对较高, 但技术已经非常成熟, 同时对于超超临界660 MW等级这种高参数、大容量的机组来说, 其给水压力高, 给水流量大, 给水泵耗功很大, 若采用这种方式可以大幅降低厂用电率, 因此这种驱动方式目前广泛受到电厂的采用。

3) 主汽轮机同轴驱动给水泵。在运转层主汽轮机的调速端, 由汽轮机主轴通过联轴器、齿轮箱、调速装置等设备驱动给水泵运行, 该系统的常规配置为两台50%容量或者一台100%容量的给水泵。这种驱动方式与电泵相比, 降低了厂用电率, 增加了上网电量;与汽泵相比, 节省了为给水泵小汽轮配套的凝结系统所带来的投资。与前两种驱动方式相比, 采用主汽轮机同轴驱动给水泵方式会导致机组总长有所增加。目前, 国外已有该方案的运行经验, 国内尚无运行业绩, 但已有部分设计院及多家发电企业对此方案表示出较大兴趣, 正处于可研阶段。

2 主机经济性的对比分析

为了比较超超临界660 MW空冷汽轮机采用不同的给水泵驱动方式时主机经济性的差别, 现将三种方式在额定工况 (THA) 下的主要性能数据如表1所示。

采用小汽轮机驱动给水泵方式时, 小汽轮机普遍的设计效率在81%~84%之间, 本次计算小汽轮机效率取83%, 且部分负荷时还会进一步降低;采用同轴驱动给水泵时, 由大机传递给给水泵的功率的传递效率应该在93%~96%之间, 本次计算传递效率取95%, 且由于是完全的机械传动, 其传动效率随着负荷的增减变化不大。

由表1可知, 采用电动机驱动给水泵的方式, 整机热耗率表面上看最低, 如果计算时候考虑电动机所耗的厂用电功率, 实际上此时的整机热耗与采用小汽轮机驱动给水泵时的热耗相当, 但此时的厂用电率较高, 约占3.25%, 影响上网电量, 从而影响电厂的实际效益, 因此这种方式的经济性最低;采用小汽轮机驱动给水泵的方式与主汽轮机驱动给水泵的方式, 两者的发电功率、厂用电率相当, 其中同轴驱动给水泵时的热耗率略低于汽动给水泵的热耗率 (差别取决于边界条件的设计值) 。

当然, 在工程实践中还应考虑系统的复杂性、技术的成熟性等因素, 比如采用同轴驱动给水泵时, 虽然整机的经济性优于其他两种方式, 但机组总长会增加, 并且调速装置目前国内产品难以达到要求, 必须采用进口产品, 这样会造成成本的增加和设备选择上受到局限。

3 结论

1) 电动机驱动给水泵的方式, 系统相对简单, 但因厂用电率较高, 上网电量降低, 所以新建机组采用这种方式较少;2) 小汽轮机驱动给水泵的方式, 系统相对复杂, 初期投资较大, 但厂用电率较低, 经济性较好, 技术比较成熟, 所以目前普遍采用这种方式;3) 主汽轮机驱动给水泵的方式, 整机经济性优于电泵方案和汽泵方案, 但机组总长增加, 初期投资可能增大, 同时国内没有运行业绩, 其设计、安装、运行等环节需要经过一段时间的摸索。

摘要：合理选择给水泵的驱动方式, 对建设节能、高效型电厂有着积极的影响, 文中针对超超临界660 MW空冷汽轮机不同的给水泵驱动方式的特点和经济性进行分析, 可对工程建设起到一定的参考作用。

关键词：空冷汽轮机,给水泵,驱动方式

参考文献

[1]翟慎会, 胡训栋, 高永芬, 等.汽轮机同轴驱动给水泵传动装置的研究[J].电站系统工程, 2014 (1) :42-44.

[2]冯伟忠.1000MW超超临界机组给水泵及系统优化[J].中国电力, 2010 (8) :26-30.

水泵汽轮机 篇9

关键词：给水泵汽轮机,速关阀,插装阀

本工程单台机组配置2×50%B-MCR的汽动给水泵, 给水泵汽轮机 (简称小机) 型号WK63/71, 此型号小机在国内发电机组中应用普遍, 但其速关阀在汽轮机启动中常出现开启故障问题, 致使汽动给水泵无法正常投运, 影响机组的正常启动, 因此, 探寻其有效的解决途径和预防措施十分必要。

1速关阀开启故障

2号机组B汽泵在停运后重启, 投入小机油系统, 调节润滑油压及调节油压达到要求值;发出复位指令, 小机两只跳闸电磁阀得电, 阻断速关油回油管路, 为小机速关阀开启做好准备;发出挂闸指令后, 启动油电磁阀和速关油电磁阀同时得电, 启动油压建立正常;15s后, 速关油电磁阀失电 (控制速关油电磁阀1842的时间继电器设为15s) , 开始建立速关油压;45s后, 启动油电磁阀失电 (控制启动电磁阀1843的时间继电器设为60s) , 启动油泄油降压, 但速关阀无开启动作, 挂闸失败;再次重新挂闸并就地查看, 发现当挂闸指令发出后, 在控制油压约0.96MPa的情况下, 启动电磁阀1843和速关油电磁阀1842均同时得电正常, 但在启动油压建立升压的过程中, 本应为0的速关油也同步升压, 当启动油压升至0.6MPa, 速关油压也升至0.4MPa, 后各自停滞, 直至启动油电磁阀失电, 启动油泄油降压, 速关油同步降压, 全过程速关油与启动油一直无法达到有效差压值, 速关阀无法开启, 导致挂闸失败。

2速关阀开启原理

汽轮机挂闸指汽轮机建立安全油压, 打开汽门的一系列操作。速关阀开启是挂闸过程中的重要步骤, 开启后, 新蒸汽通过速关阀, 经调节汽阀后进入汽轮机冲转。速关阀开启主要由速关组件与速关阀执行机构协同配合完成, 在实际运行过程中, 一旦速关组件或执行机构出现故障, 便会导致速关阀开启故障。

2.1速关组件介绍

速关组件是将调节系统中一些操作件集装在一起的液压件组合, 主要部件有试验阀、启动油电磁阀、速关油电磁阀、停机电磁阀、辅助滑阀、手动停机阀等。上述部件大多组装于组件表面, 方便维修更换, 少数部件集成于组件内部, 如辅助滑阀的插装阀、速关电磁阀的插装阀等。速关组件用于汽轮机遥控启停机、就地启停机及速关阀联机试验。

2.2速关组件控制速关阀开启原理

速关组件控制阀门开启原理参见图1、图2所示, 启动油电磁阀1843, 速关油电磁阀1842, 辅助滑阀2200、插装阀DG16一起用于遥控开启速关阀。辅助滑阀2200是液控单向阀、充液阀和插装阀的组合, 启动前2200中的插装阀及DG16均处于关闭状态。启动时, 使1842和1843同时得电, 则1843的P-B成通路, 启动油F建立油压, 速关阀油缸活塞13在启动油F压力下逐渐左移压紧活塞盘16, 使活塞盘及活塞形成密封并成为整体。在F通向速关阀的同时, F也通向辅助滑阀2200, 并经由液控单向阀进充液阀, 使其回油口打开, 由于2200中的插装阀上腔回油, 使插装阀在压力油作用下开启, 压力油通向1842, 这时1842的P-B、A-T成通路, 压力油进入DG16上腔, 使DG16仍保持关闭状态, 速关油E2压力为0。当启动油F的压力达到≥0.6Mpa时, 使1843断电复位, 即1843的P油口阻断、B-T为通路, 启动油开始回油, 与此同时, 1842断电复位, 其P-A成通路, 建立速关油E并逐渐升压, 速关油E通入活塞盘左侧, 随着活塞盘后速关油压的建立, 启动油开始有控制的泄放, 活塞盘和活塞整体在两侧油压差作用下, 向右移动, 速关阀也就随之开启。[1]

3故障原因分析及处理措施

本次速关阀开启故障的异常现象是启动初期, 本应为0的速关油与压力油同时起压, 导致速关油无法正常建立, 因此, 根据异常现象及控制原理, 对可能性的原因分析如下。

3.1速关组合件的控制回路故障

速关组合件控制回路发生故障, 会造成其电磁阀得失电状态不正确, 如速关油电磁阀未按指令得失电, 则速关油压必然无法正常建立。现场对速关组件及执行机构的接线做全面检查无误, 就地检查各个电磁阀得失电动作正确, 时间继电器设置时间也由厂家现场确认无误, 最后又对逻辑进行仔细检查, 均未发现错误, 由此确定原因非控制回路故障。

3.2调速汽门间隙偏大

本型号汽轮机均有调速汽门间隙设置问题, 出厂时为保证调阀本身的开启顺畅, 在冷态时设置间隙偏大导致内漏, 内漏会导致速关阀前后差压大, 设计油压不能克服弹簧力及前后压差, 导致无法开启。但本工程在前期均因此故障进行过多次调整调节汽门的间隙达到合适值, 并进行过挂闸试验成功, 因此本次2B小机挂闸失败原因应不在于此。

3.3速关组合件漏流

速关组合件漏流主要发生在速关阀油缸、危急保安器、各类电磁阀、内部零件等部位, 逐一分析漏流可能性。

3.3.1速关阀油缸、危急保安器漏流分析:一种是由于安装问题导致, 如油缸内的弹簧与弹簧盘没有安装到位, 活塞盘的并帽没有安装到位, 但设备在此之前已顺利试车运行, 设备安装缺陷导致故障的可能性很小, 因此可判定非设备出厂安装问题;另一种是由于设备长期运行导致密封面磨损, 易致使速关阀油缸、危急保安器漏流, 但机组为新建机组, 且调试期开始不久, 对于新组件, 由于运行磨损导致内漏的可能性较小。由此可知, 速关阀油缸、危急保安器漏流可能性很小。

3.3.2速关组件电磁阀内漏分析:因机组为新建机组, 小机油系统的运行处于基建期, 管道可能冲洗不彻底, 油质无法保证, 极有可能造成速关组件的各个电磁阀、插装阀卡涩, 使之无法正常运行。对故障现象进一步分析可得, 启动油压可顺利升至0.6MPa, 但无法升至更高压力, 说明启动电磁阀可能卡涩或系统中存在泄油点。而在启动油建压过程中, 本该为0MPa的速关油压却有0.4MPa, 因此判断速关油管道内此时窜入了压力油, 根据速关组件控制原理图分析, 速关油正常建压是由速关电磁阀P-A通路进压力油, 因此首先怀疑速关电磁阀有卡涩现象, 导致速关电磁阀得电情况下, P-A通路有卡涩间隙, 压力油窜入速关油管, 于是对速关电磁阀进行了清洗, 为保险起见, 同时对启动电磁阀也进行清洗, 但未解决问题, 后更换新的速关电磁阀仍无效。

3.3.3速关组件内部零件漏流分析:排除电磁阀故障的原因后, 通过速关组件控制原理继续分析可得, 速关油管系中另一个可能窜入压力油的位置是DG16插装阀, 如若DG16插装阀阀芯卡涩或有异物导致未关闭到位, 启动压力油便可泄漏至速关油管路, 引起速关油起压, 导致活塞与活塞盘由于弹簧力未能压紧, 启动电磁阀失电泄去启动油压后速关油通过活塞和活塞盘间隙返回回油管, 最终导致速关阀开启失败。

按此分析, 应对DG16插装阀进行清洗或更换, 但由于插装阀在速关组件内部, 除非解体速关组件, 否则无法清洗或更换。速关组件解体较为复杂, 结合现场情况, 决定先采用较为便捷的加大油压冲洗法, 即启动两台油泵以提高油压, 对DG16插装阀的油路进行加压冲洗, 以达到关闭DG16插装阀的目的。在两台油泵同时运行的情况下, 修改相关逻辑定值后, 启动小机挂闸程序, 速关阀成功开启, 小机挂闸成功。随后, 又对小机进行两次双油泵运行的挂闸试验, 均获成功。随即停运一台油泵进行挂闸, 速关阀正常开启, 挂闸成功, 后又连续进行三次挂闸试验, 均成功挂闸。

通过几次成功的挂闸试验及过程中各项参数, 可判定DG16插装阀漏流现象已经消除, 挂闸过程中启动油压、速关油压均已正常, 这也进一步证实了此速关阀开启故障的原因, 即因基建环境油质较差导致速关油电磁阀的插装阀卡涩漏流, 启动油和速关油无法达到有效差压, 进而速关阀无法开启。速关阀开启故障处理后, 为防止类似情况再度发生, 加强了小机润滑油滤油工作, 同时也对小机控制油组件、速关阀油动机、调节汽门错油门等组件进行清理冲洗, 加强改善现场环境, 确保油质良好。

4结束语

根据此次小机速关阀挂闸故障的处理过程, 同时结合其它类似机组的同型号小机在调试期遇到的挂闸故障情况, 可以得出如下结论:

新建机组在调试初期, 因现场环境恶劣, 汽轮机油质无法得到有效保证, 会经常导致控制油系统内高精度组件阀门卡涩, 致使设备无法正常运行。因此, 必须加强油质监控及滤油工作, 防止油质变差。

速关阀开启故障的原因较多, 但需合理分析故障原因的可能性, 并结合实际情况采取合理的解决措施以免出现过修和耽误工作进度的情况。

此型号小机由于在其设计上的特殊性, 在使用时经常会出现挂闸故障问题, 因此应对本型号小机的调节油系统进行有效学习, 掌握其挂闸故障的防范及处理措施。

参考文献

[1]杭州汽轮机股份有限公司.型号WK63/71汽轮机使用说明书[Z].2013, 12:51-61.

[2]尚念青.锅炉给水泵汽轮机速关阀挂闸故障分析与处理[J].浙江电力, 2012, 31 (3) :53-55.

水泵水轮机反水泵工况的特性研究 篇10

当前, 专家学者对水泵水轮机反水泵工况的研究主要通过模型试验来完成, 但这种研究方式耗费的资源多, 并且有相当程度的局限性。故此, 本文采用数据模拟的办法来分析了导叶、转轮、尾水管内的流场及外特性, 以此来研究反水泵工况的特性。

1 数值的计算模型及其网格划分

本文参考装机容量为320m W的可逆式水轮机机组, 建立起相应的水力模型。水泵水轮机的主要构成为蜗壳、轮转、导叶和尾水管四个部分, 其主要的几何参数如下:转轮直径D/m 0.3;转速n/ (r·m-1) 900;导叶开度γ/ (°) 20;9个叶片;20个导叶。

就网格划分而言, 通过ICEM完成网格划分, 其中, 导叶、蜗壳和转轮建立起一个非结构化的四面体网格, 尾水管建立起一个非结构化的六面体网格。

2 反水泵工况的流动模式及其边界条件

2.1 反水泵工况的流动模式

在进行试验时, 考虑到水泵水轮机的导叶叶片高达20片, 并且导叶叶片内部近壁区流动复杂, 为了能够同时捕捉到近壁面和远壁面区域的流动特征, 我们可以采用SSTκ-ω湍流模型, 其计算方程为:

上述方程式中, k表示湍动能;ω表示单位耗散率;ρ表示流动密度;x表示笛卡尔坐标;Gk表示湍流的动能;μi表示平均速度分量;Gω为ω方程;Γk和Γω个字代表k与ω的有效扩散项;Dω表示正交发散项;Sk和Sω都是自定义项;Yk、Yω各自代表k与ω的耗散项。与此同时, 水流的速度和压力的耦合选用的是SIMPLEC算法。在计算过程中, k、Yk以及Gk采用二阶迎风格式。此外, 由于反水泵工况转轮的转向与水流机的转向同向, 但流体的流动方向却相反, 导致压力梯度大, 存在强湍流, 故此压力项可以采用Presto离散格式来重建表面压力。

2.2 反水泵工况的边界条件

由于水轮机工况转轮的转向以及流体的流动方向, 均与反水泵工况的相同, 所以, 我们不难总结出反水泵工况的边界条件:1) 水轮机近壁处采用壁面函数进行相应的处理;2) 轮转进出口与活动导叶和尾水管采用interface过渡计算;3) 蜗壳出口定义为压力出口;尾水管出口给定井口速度;4) 水轮机轮转水力模型区设置为Multiple Relative Frame模型。

3 水力性能模型测试的结果

3.1 流场分析

在导叶不同开度的情况下, 反水泵工况的性能也不尽相同。实际测试中, 采用Fluent软件进行数值分析, 当导叶在工作开度γ=20时, 分析不同流量下z=0截面的数值模拟结果, 我们可以得出以下结果:一是发水泵工况固定导叶与活动导叶附近流出出现的涡结构的数量与强度, 随流量的增加而增多增大。二是在流量较小的情况下, 流体在固定导叶与活动导叶之间会形成间隙射流, 当流量再次增加到某一较大的值时, 将会改变流体在导叶内的流道, 从而使得间隙射流将转变为沿导叶壁面的平面射流。三是伴随着流量的逐渐增大, 惯性力的作用将越发减小, 活动导叶入口处的压力增大, 涡结构将不再产生。

3.2 扬程分析

当水泵水轮机处于反水泵工况时, 其流量并不高, 但是在这一流量范围内, 其扬程就发生很大范围的变化。通过分别对γ为12° (小开度) 、20° (工作开度) 、30° (大开度) 时的外特征进行模拟演算, 并绘制一个关于导叶开度和扬程的开度曲线图, 我们不难得出:一是在流量较小的情况下, 其扬程基本保持在同一水平, 随着导叶开度增大, 扬程保持不变的流量范围将变大。而当流量超过一定范围, 扬程又将迅速降低。二是流量与扬程呈抛物线状态分布。

3.3 反水泵工况下特性曲线

通过模拟计算, 发水泵工况下的特性曲线图如下所示:

由上图不难看出, 反水泵工况的转速与流量成抛物线状态分布, 在转速较小时单位流量随转速的变化程度较大。同时, 当转速n11>85r/min时, 流量随转速的变化逐渐变得平缓。而当转速n11>90r/min、γ>20°时, 反水泵工况的特性曲线基本呈显出线性关系, 并且在不同的导叶开度下斜率相差不太大, 呈平行的线性关系。另外, 在不同的导叶开度下, 零流量单位转速不尽相同, 即开度越大, 零流量单位转速就越高, 也就是说进入反水泵工况的转速越高。

4 关于反水泵工况特性研究的结论及其意义

以上结果和分析表明, 水轮机的活动导叶开度越大, 进入反水泵的流量愈大, 相应的转速就愈高;水泵水轮机在反水泵工况时存在为数不少的回流涡结构, 这就决定了反水泵能量的损失将主要集中在活动导叶的入、出口处;反水泵工况的扬程与流量关系曲线, 以及其特性曲线都呈抛物线状态分布。这些结论的得出充分说明了, 用数值模拟的方法计算反水泵工况的特性对水泵水轮机“S”特性的研究非常有利。

参考文献

[1]刘锦涛, 刘树红, 孙跃昆, 吴玉林, 王乐勤.水泵水轮机空载开度压力脉动特性预测[J].工程热物理学报, 2012.