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模块十四、汽轮机基本知识 - 图文

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是指调节汽阀及其与油动机活塞间的连接装置,它们的作用是调整进入汽轮机的蒸汽流量,以适宜外界负荷的变化要求。其输入信号为油动机的位移信号,输出信号为调节汽阀的开度变化量。

5.5油系统设备

汽轮机必须设置油系统,为了简化系统结构往往与压缩机的油系统组合在一起,形成整个机组的统一油系统。其作用主要是供给机组各轴承润滑油,使轴颈和轴瓦之间形成油膜,以减少摩擦损失,同时带走由摩擦产生的热量和由转子传来的热量;供给动力驱动、调节系统和保安装置用油;供给油密封装置密封油以及大型机组的顶油装置用油。供油系统必须在任何情况下都能保证可靠用油,否则会引起轴瓦乌金的损坏或熔化,影响动力控制,严重时会造成设备的损坏事故。

汽轮机组的油系统是由贮油箱、油泵、油冷却器、油过滤器、安全阀、止回阀、调压阀、控制阀以及高位油箱、蓄压器、油管路等组成。

5.5.1油箱

油箱除具有储油任务之外,还担负着分离空气、水分和各种机械杂质及气泡的任务。回油从一侧进入油箱,吸油在另一侧,中间有垂直的隔板隔开。油箱的底部具有一定的坡度或做成圆弧形,并在最低处设有排污管、以便定期排除油箱中的水分和沉淀物。在油箱的吸油管侧装有油位计,指示油箱的油位。为了使油中机械杂质能沉淀下来,油箱中的油流速度应尽量缓慢,回油管尽量布置在接近油箱的油面,以利于气泡的逸出。油箱上均装有排烟管,用来排除油箱中的空气和其他气体。容量较大的汽轮机,在油箱上还装有排烟风机,除了排出油箱中空气和其他气体外,还可使油箱保持一定的负压,以使回油畅通。负压不宜过大,以免吸入灰尘和杂质。油箱的容积越大,油箱中的油流速度越小,有利于空气、水分及杂质的分离。但油箱的容积太大,不仅给现场布置带来困难,而且还要多消耗钢材。通常用循环倍率K来表示油系统的相对情况,他表明所有油量每小时通过油系统的次数,若以Q表示系统每小时的油流量,V表示油系统的容积,则循环倍率K=Q/V,通常规定K=8~10,K值越大,说明油每小时通过油系统的次数越多,油在油箱中分离效果差,油容易劣化。为了便于冬季开车时有利于油温的控制,有的油箱下部还设有加热装置(如蒸汽加热盘管或夹套)。

5.5.2油泵

工业汽轮机油系统设有多种油泵,如主油泵、辅助油泵和事故油泵等。有的主油泵与主轴相连,有的单独设置,常用的油泵型式有齿轮泵、螺杆泵和离心泵,某些机组还采用注油器。

5.5.3油冷却器

油冷却器是一种表面式热交换器,油走管外,冷却水走管内,用来降低油质的温度,使油温保

持在35~40℃之间。管束胀接在固定管板和活动管板上,油在管外流动,冷却水在管内流动,产生热交换,将油的热量带走。油侧压力要高于水侧压力,以保证即使管束泄露,也不会发生冷却水漏入油中使油质恶化的现象。一台机组中常备有两台以上的油冷却器,即可保证冷却效果,又可轮换进行检修。

5.5.4油过滤器

汽轮机油系统要求清洁度很高,一般过滤精度为20~40μm左右,因此在油泵进口处设有粗过滤网外,经过油冷却器之后,还要经过精细的过滤器,常用的过滤器为网式或纸制滤芯,一般设置两台。每台都可单独处理全部流量,一台运行,另一台备用或清洗。过滤器前后有测压仪器,当过滤器的压差上升到一定程度时会报警,说明过滤器较脏,需要清洗。

5.5.5高位油箱(事故油箱)

安装在机组高5~8m处,确保机组在发生停电或停车事故时,机器每个润滑油部位具有必要的润滑油,其容量应保证供油时间不少于3分钟,对转动惯量较大的机组,应适当地增大油箱的容量。

5.5.6油蓄压器

在润滑油系统中设有油蓄能器用来稳定润滑油压力,在主油泵停车,备用油泵启动的瞬间,能够维持一定的润滑油压,而使机组不因正常的油泵切换而误停。油蓄压器内有蓄压器球囊,球囊内按规定压力充上氮气,用来稳定油的压力。

子模块六 给水除氧系统及设备

6.1给水除氧的必要性

火电厂中锅炉给水主要由主凝结水及补充水组成,众所周知,水中经常含有大量溶解的气体,如氧气、二氧化碳等,它们不仅存在于化学补充水中,而且也存在于主凝结水中,因为主凝结水在凝汽器中或通过在真空条件下工作的低压加热器和管道时,空气会通过不严密处渗入到主凝结水中。

水中含有溶解的活性气体,其溶解度随温度升高而下降,温度愈高这些气体就愈容易直接和金属发生化学反应,使金属表面遭到腐蚀。其中危害最大的是氧气,对钢铁构成的热力设备及管道产生较强的氧腐蚀,而二氧化碳将加剧这种腐蚀。随着锅炉蒸汽参数的提高,对给水的品质要求愈高,尤其是对给水中溶解氧量的限制更严格。 6.2给水除氧方法

给水除氧有化学除氧和物理除氧两种方法。 6.2.1化学除氧

化学除氧是向水中加入化学药剂,使水中溶解氧与它产生化学反应生成无腐蚀性的稳定化合物,达到除氧的目的,该法能彻底除氧,但不能除去其他气体,且价格较贵,还会生成盐类,故在电厂中较少单独采用这种方法。目前在大机组中应用较广的还是在给水中加联胺N2H4,它不仅能除氧,而且还可提高给水的PH值,同时有钝化钢铜表面的优点。

一般认为采用联胺除氧的合理条件为:150℃以上的温度,PH值在9~11之间的碱性介质和适当的过剩联胺。由于该法价格贵且只能除氧不能除去其他气体,所以通常是在其他方法难以除尽的残留溶解氧时作为辅助除氧手段来应用,一般将联胺加入地点放在除氧器水箱出口水管上。

化学除氧除了加联胺外,还有在中性给水中加气态氧或过氧化氢,使金属表面形成稳定的钝化膜。也有同时加氧加氨的联合水处理以及开发出新型化学除氧剂等方法,在实践中都有较好的效果。 6.2.2物理除氧

物理除氧是借助于物理手段,将水中溶解氧和其他气体除掉,并且在水中无任何残留物质。火电厂中应用最普遍的是热力除氧法,其价格便宜,同时除氧器作为回热系统中的一个混合式加热器,而突现了回热系统其热经济上的优势。所以在现代大型热力发电厂中,热力除氧法也是最主要的除氧方法。 热力除氧原理是建立在亨利定律和道尔顿定律基础上的。水中溶解的气体量与水面上混合气体的全压、各气体的分压和水的温度有关,通常随各气体分压的减少、温度的升高,水中溶解的气体量会下降,当采用加热的方法使水温达到全压下的沸腾状态,使水蒸汽的压力接近于全压、其它气体的分压接近于零,并及时排除离析的气体,则水中溶解的气体量将趋向于零,这就是热力除氧的原理。为此,除氧器在结构上应该满足水的加热、气体的离析和排除所需要的空间和时间。

6.2.2.1热力除氧器的结构

传统的除氧器由除氧塔(除氧头)和给水箱两部分组成,给水除氧主要是在除氧塔中进行。 内置式除氧器的除氧装置内置于除氧水箱里面,是一种新型热力除氧器,采用射汽型喷嘴、吹扫管、二次泡沫器等新型高效除氧元件置于给水箱汽侧空间,实现除氧头和给水箱的一体化。从外观看,没有除氧头,因此,又被称为无头除氧器。无头除氧器的结构参见图6-1。

图6-1 无头除氧器结构图

凝结水从盘式恒速喷嘴喷入除氧器汽空间, 进行初步除氧, 然后落入水空间流向出水口; 加热蒸汽排管沿除氧器筒体轴向均匀排布, 加热蒸汽通过排管从水下送入除氧器, 与水混合加热, 同时对水流进行扰动,并将水中的溶解氧及其他不凝结气体从水中带出水面, 达到对凝结水进行深度除氧的目的。水在除氧器中的流程越长, 对水进行深度除氧的效果越好。

蒸汽从水下送入,未凝结的加热蒸汽(此时为饱和蒸汽) 携带不凝结气体逸出水面, 流向喷嘴的排汽区域(喷嘴周围排汽区域为未饱和水喷雾区) , 在排汽区域未凝结的加热蒸汽凝结为水, 不凝结气体则从排气口排出。

除氧器上设有平衡容器,通过它发出的信号,推动执行机构能够实现自动调节和报警。除氧器上还设有两个弹簧全启式安全阀,当安全阀打开后,若除氧器内的压力继续升高,保护装置发出报警信号,同时自动打开超压电动截止阀并关闭进汽电动截止阀,确保除氧器的安全运行。

6.2.2.2除氧器的蒸汽连接系统

除氧器系统由除氧器及其相关汽、水、空气管路构成。润金电厂350MW机组除氧器的蒸汽连接系统见图6-2。

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