仿真机汽轮机系统的认识

任务三　仿真机汽轮机系统的认识

一、实训目的

通过本任务的学习，学生能够熟练操作仿真机，配合教师进行仿真机的操作。

二、实训技术要点

◇掌握汽轮机形式与主要结构

◇掌握汽轮机主要附属设备

◇掌握汽轮机凝结水系统、给水系统以及补水系统

◇掌握汽轮机关键参数

◇掌握汽轮机压力方式及运行方式

◇掌握汽轮机临界转速，理解冲转时的操作

◇掌握汽轮机的配汽方式，理解进汽方式

◇掌握汽轮机的关键保护定值

三、分项实训内容

第一项　汽轮机参数规范认识

1．主要参数

（1）型号：N300—16．7／538／538。

（2）形式：亚临界中间再热，双缸、双排汽凝汽式汽轮机（全电调型）。

（3）额定功率：300MW。

（4）最大功率：325．9MW。

（5）最大连续出力（T－MCR工况）：312MW。

（6）最小持续允许负荷：45MW。

2．额定蒸汽参数

（1）新蒸汽（高压主汽门前）：压力16．67MPa，温度538℃。

（2）再热蒸汽（中压联合汽门前）：压力3．3MPa，温度538℃。

（3）额定新蒸汽流量：920．92t／h。

3．汽轮机其他参数

（1）背压：6．4kPa（冷却水温度为21℃时）。（夏季水温达30℃，背压不超过11．8kPa时，能发足额定功率）

（2）最小持续允许排汽压力：3．3kPa。

（3）给水温度：282．5℃。

（4）汽封系统：自密封系统。

（5）额定工况下计算热耗：7870kJ／（kW·h）。

（6）最大新蒸汽流量：1025t／h。

（7）转速：3000r／min。

（8）转子脆性转变温度：高中压转子≤121℃，低压转子≤－1．1℃，发电机转子≤23℃（保证值≤17℃）。

（9）全真空惰走时间：60min。

（10）无真空惰走时间：30min。

（11）超速脱扣转速：3300r／min。

第二项　汽轮机特性认识

1．汽轮机型形式和级数认识

（1）形式：亚临界、中间再热、双缸双排汽单轴冲动凝汽式汽轮机。

（2）汽机级数：共27结构级。高压缸1＋8级，第一级为调节级；中压缸6级；低压缸2×6级。

2．主再热蒸汽配汽方式认识

本汽轮机两侧各有一个高压主汽门，一个中压联合汽门。高压调节阀油动机、B侧高压主汽阀油动机（锅炉侧）和中压调节阀油动机均属连续型油动机，它们受D EH控制，可以将汽阀控制在任意位置上，成比例地调节汽机的进汽量；而A侧高压主汽阀油动机（变压器侧）、中压主汽阀油动机属开关型油动机，阀门只能在全开或全关工作位置。能实现全周进汽和部分进汽两种不同的进汽方式，并能实现节流调节与喷嘴调节的无扰切换。

中压部分为全周进汽，负荷在30%以下是中压阀门起调节作用，负荷大于30%时，保持全开由高压调节汽阀调节。

用喷嘴配汽（部分进汽），高压部分共有4个调节阀对应于4组喷嘴。喷嘴组与调节阀的序号相对应，Ⅰ、Ⅱ调节阀同时开启，其阀杆行程达24．6mm时，Ⅲ调节阀开启，当Ⅲ调节阀阀杆行程达15．8mm时，Ⅳ调节阀开启。

采用节流配汽（全周进汽），高压部分4个调门根据控制系统的指令按相应的阀位开启，对应于4组喷嘴同时进汽。

3．转子的临界转速认识

（1）发电机转子一阶：1336r／min。

（2）发电机转子二阶：3572r／min。

（3）高中压转子一阶：1780r／min。

（4）高中压转子二阶：＞4000r／min。

（5）低压转子一阶：2070r／min。

（6）低压转子二阶：＞4000r／min。

（7）汽轮机第一阶临界转速区：1200～1467r／min。

（8）汽轮机第二阶临界转速区：1618～2300r／min。

4．机组压力特性认识

（1）机组允许的最高背压为13．3kPa，机组允许的最低负荷为0。

（2）汽轮机无蒸汽运行不允许超过1min。

（3）汽轮机在额定进汽参数、额定背压、回热系统正常投运、没有补给水时能发出额定功率。此为本机组的额定工况，也是本机组的最大保证工况。

（4）机组的考核工况是最大保证工况，考核点是阀门全开点，当运行条件与额定参数有偏差时，应予修正。

（5）机组约有5%的新蒸汽流量余量，并允许蒸汽压力为105%额定压力时连续运行，此时流量即为锅炉最大计算流量MCR。当回热系统正常投运，背压为额定值时，机组功率达到325．9MW，即机组可达到的最大功率（但不保证）。

（6）汽轮机运行采用定压运行或“定—滑—定”的变压运行模式，滑压运行范围在30%～60%负荷（90～180MW）工况。

5．汽轮机结构及特点

1）汽缸

汽轮机高中压汽缸合缸，通流部分反向布置，高压缸高温部分采用双层缸结构，允许工作温度不大于566℃，主蒸汽及再热蒸汽进汽部分集中在高中压缸中部，是整个机组工作温度最高的部位。低压缸为双缸双排汽、对称分流，也采用双层缸结构，内缸为通流部分，外缸为排汽部分。

2）转子

高中压转子为整锻结构，转子总长7391mm（含调整垫片），转子的脆性转变温度为121℃。高压转子由1个单列调节级和8个压力级组成。中压转子由6个压力级组成。低压转子由2×6个压力级组成（双流），也采用整锻结构。高中压转子与低压转子、低压转子与发电机转子均采用刚性连接。开机冲转中速暖机前，必须将高中压转子加热到其脆性转变温度以上。

3）汽封

机组高中压轴封、隔板汽封采用高低齿“尖齿”汽封，低压轴封、隔板汽封采用斜平齿汽封。汽轮机的汽封系统采用自密封系统（SSR）。正常运行时，高中压缸的汽封漏汽作为低压轴封的供汽。多余部分溢流入8号低加或凝汽器A疏水扩容器，启动或低负荷时由辅汽或主蒸汽供汽。

4）盘车装置

盘车装置采用链轮减速机构和摆动齿轮离合机构形式，具有电操纵气压投入机构，用压缩空气驱动，本装置设在低压后轴承箱盖上，转速分为高速和低速，高速为2．74r／min，低速为1．37r／min。当汽轮机转速大于盘车转速时，盘车就能自动脱扣。为减少盘车电机启动力矩和保护轴瓦，设有顶轴装置。

6．旁路系统

1）旁路设计

机组采用简易高、低压串联电动旁路系统，容量为35%额定容量。能满足机组在各种工况（热态、冷态）下进行最佳启动所需要的冲转蒸汽参数。旁路在机组冲转前使用，机组冲转后旁路逐步关小至全关。

2）旁路系统控制保护设计

（1）凝汽器喉部蒸汽压力≥－85kPa，联关低压旁路。

（2）低旁减压阀后蒸汽温度≥180℃，联关低压旁路。

（3）凝汽器温度高关闭低压旁路。

（4）低旁减温水压力≤0．6MPa，联关低压旁路门。

（5）高旁减压阀后蒸汽温度≥400℃，联关高压旁路。

（6）高旁减温水压力≤4．2MPa，联关高压旁路门。

（7）高旁控制系统故障关闭高压旁路。

（8）旁控制系统故障关闭低压旁路。

（9）汽机挂闸后，强关高、低压旁路。

（10）凝汽器水位达到1225mm时，强关高、低压旁路。

第三项　汽轮机系统的重要报警参数认识

1．润滑油系统报警

1）主油箱油位报警（距油箱顶628mm为“0”油位）

（1）高报警：≥＋100mm。

（2）低报警：≤－100mm。

（3）手动停机油位：－150mm。

2）主油箱油温报警

高报警：≥65℃。

3）冷油器后润滑油温报警

（1）高报警：≥46℃。

（2）低报警：≤38℃。

4）润滑油压力报警

（1）辅助交流润滑油泵出口压力≤0．42MPa，联启主交流润滑油泵（联锁已投）。

（2）主交流润滑油泵出口压力≤0．42MPa，联启辅助交流润滑油泵（联锁已投）。

（3）润滑油母管压力≤0．12MPa，润滑油压低报警，联启直流事故润滑油泵（联锁已投）。

（4）润滑油母管压力≤0．1MPa，润滑油压低低报警，停盘车。

（5）润滑油母管压力≤0．07MPa，润滑油压低低低报警，信号三取二至ETS（危急遮断系统）跳机。

（6）直流事故油泵出口压力≥0．2MPa，直流事故油泵已启动报警。

（7）润滑油再生装置滤网压差≥0．138MPa，润滑油再生装置滤网压差高报警。

2．密封油系统报警

（1）密封油回油扩大槽油位≥800mm，密封油回油扩大槽油位高报警。

（2）真空油箱油位≤－75mm，真空油箱油位低报警，停主密封油泵，启直流事故密封油泵。

（3）真空油箱油位≥＋75mm，真空油箱油位高报警，停真空油箱抽气装置。

（4）真空油箱压力≥－88kPa，真空油箱压力高报警。

（5）油－氢差压阀前后差压≤0．036MPa，差压阀前后差压低报警。

（6）发电机密封油滤网前后差压高≥0．11MPa，密封油滤网差压高报警。

（7）主密封油泵出口压力≤0．54MP a，主密封油泵出口压力低报警，延时3s启备用主密封油泵，延时8s启直流事故密封油泵。

（8）密封油出油温度≥65℃，密封油温度高报警。

（9）发电机密封油、水泄漏液位（A、B、C、D）≥800mL，发电机液位高报警。

3．流量保护回路

（1）定子冷却水进水流量≤40t／h，定子冷却水流量低报警。

（2）定子冷却水进水流量≤35t／h，延时30s发电机断水保护动作。

（3）定子冷却水进水压力≤0．22MPa，与水泵控制回路的断电信息串联后送至断水保护回路。

（4）发电机定子冷却水进水压力≤0．28MPa（DCS显示），定子冷却水进水压力低报警。

（5）发电机定子冷却水进水压力≥0．32MPa（DCS显示），定子冷却水进水压力高报警。

（6）发电机定子冷却水进水母管压力≤0．4MPa，发电机定子冷却水进水母管压力低报警。

（7）发电机定子冷却水进水温度≤43℃，定子冷却水进水温度低报警。

（8）发电机定子冷却水进水温度≥48℃，定子冷却水进水温度高报警。

（9）发电机定子冷却水回水温度≥80℃，定子冷却水回水温度高报警。

4．氢气系统报警

（1）氢气纯度≤96%，氢气纯度低报警。

（2）发电机内（励端＼汽端）氢气湿度≥4g／m³，发电机氢气湿度大报警。

（3）发电机供氢母管压力（气体干燥器后）≤0．3MPa，发电机供氢母管压力低报警。

（4）发电机内氢压≤0．22MPa，启动补氢电磁阀补氢；发电机内氢压≥0．28MP a时，停止补氢电磁阀。

（5）发电机氢冷器出风区氢温≥45℃，发电机氢冷器出氢区氢温高报警。

（6）发电机氢冷器出水管出水温≥43℃，发电机氢冷器出水管出水温高报警。

5．凝结水系统报警

1）凝结水流量报警

凝结水流量≤200t／h，凝结水流量低报警。

2）凝结水泵报警

（1）凝结水泵推力轴承温度≥80℃，保护动作跳凝结水泵。

（2）凝结水泵电机线圈温度≥135℃，保护动作跳凝结水泵。

3）凝汽器水位报警（热水井底板内侧为“0”水位）

（1）凝汽器热水井水位≤425mm，凝汽器水位低报警，联启化学补水泵。

（2）凝汽器热水井水位≤200mm，凝汽器水位低低报警，跳凝结水泵。

（3）凝汽器热水井水位≥1000mm，凝汽器水位高报警，联停化学补水泵，除氧器水位高联开凝结水返回水调节门（凝汽器疏水门）。

（4）凝汽器热水井水位≥1225mm，凝汽器水位高高报警，联开5号低加出水门前排地沟门，联关凝汽器水位调整门前电动门，闭锁旁路系统。

4）凝结水母管压力报警

凝结水母管压力≤2．2MPa，凝结水母管压力低报警，联启备用凝结水泵。

6．除氧器系统报警

（1）水位高Ⅰ值（≥2200mm），声光报警，自动开启除氧器高水位溢流阀，水位降至正常后关闭。

（2）水位高Ⅱ值（≥2300mm），声光报警，联开除氧器至定排放水，水位降至2200mm后关闭。

（3）水位高Ⅲ值（≥2400mm），将联关除氧器进汽电动门，联关3号高加正常疏水调节门，联关四段抽汽逆止门。

（4）水位低Ⅱ值（550mm），联跳电动给水泵和汽动给水泵。

（5）水位低Ⅰ值（1200mm），闭锁启动电动给水泵和汽动给水泵。

（6）除氧器压力≤0．4MPa，除氧器压力低报警。

（7）除氧器压力≥0．75MPa，除氧器压力高高报警。

（8）除氧器压力≥0．8MPa，除氧器压力高高高报警。

7．电给泵报警

（1）电给泵进口压力≤0．68MPa，电给泵进口压力低低报警（与电给泵进口压力低报警存在，延时30s跳电泵）。

（2）电给泵润滑油压力≤0．15MPa，报警，联启电动辅助油泵。

（3）电给泵润滑油压力≤0．08MPa，报警，联跳电动给水泵。

8．汽动给水泵组报警整定值

（1）小汽机低压主汽门前蒸汽压力≤0．6MPa时低Ⅰ值报警；≤0．35MPa时低Ⅱ值报警；≥0．792MPa时高报警。

（2）小汽机低压主汽门前蒸汽温度≤309．2℃时低报警；≥324．2℃时高报警。

（3）小汽机排汽温度≥60℃时报警；≥70℃时联开小机排汽缸喷水电动门；≤60℃时关小机排汽缸喷水电动门。

（4）小汽机汽封母管温度≤121℃时低报警；≥177℃时高报警。

（5）小汽机主油箱油温度在停机状态下，≤25℃时联启电加热器；≥35℃时停电加热器。

（6）小汽机冷油器出口油温度≥50℃时报警。

（7）润滑油温度≤30℃时低报警；≥50℃时高报警。

（8）小汽机油箱油位≤－150mm时低报警；≥150mm时高报警（距油箱顶300mm为“0”位）。

（9）汽泵前置泵出口流量≤148t／h时自动打开再循环阀；≥325t／h时自动关闭再循环阀。

（10）小汽机四抽汽源管道疏水罐水位≤120mm时，疏水罐水位低报警，联关小汽机四抽汽源管道疏水门（量程为364mm，以疏水罐底部为“0”水位）。

（11）小汽机四抽汽源管道疏水罐水位≥240mm时，疏水罐水位高报警，联开小汽机四抽汽源管道疏水门。

（12）小汽机辅汽汽源管道疏水罐水位≤160mm时，疏水罐水位低报警，联关小汽机辅汽汽源管道疏水门（量程为490mm，以疏水罐底部为“0”水位）。

（13）小汽机辅汽汽源管道疏水罐水位≥320mm时，疏水罐水位高报警，联开小汽机辅汽汽源管道疏水门。

9．EH（高压抗燃）油油位报警（油位以油箱顶部安装面为基准0mm）

（1）最高油位报警值：－100mm。

（2）低油位报警值：≤－500mm。

（3）低低油位停机值：≤－600mm。

（4）检查EH主油泵出口滤油器压差＜0．35MPa。

（5）EH油泵出口滤网压差达0．35MPa时，发出报警信号。此时，应启备用泵停运行泵，联系检修清洗或切换滤网。

10．轴封汽系统报警

（1）汽封供汽母管蒸汽压力≥0．25MPa，汽封供汽母管压力高报警。

（2）汽封风机进口压力≥－1kPa，汽封风机进口压力低报警。

（3）低压缸汽封压力≤0．02MPa，低压缸汽封压力低报警。

（4）低压缸汽封温度≤121℃，低压缸汽封温度低报警。

（5）低压缸汽封温度≥177℃，低压缸汽封温度高报警。

（6）汽封供汽母管蒸汽压力≤10kPa，汽封供汽母管压力低报警。

四、实训项目日志

要求学生在实训过程中填写规范的项目日志，记录实训过程。项目日志原则上要求一日一记，日志数不得低于实习天数的60%。项目日志的格式模板见表1－11。

表1－11　项目日志格式模板

续表

五、实训项目自测

（1）试描述汽轮机形式与主要结构。

（2）试简述汽轮机主要附属设备和系统。

（3）试描述汽轮机凝结水系统、给水系统以及补水系统回路。

（4）试简述汽轮机的温度、压力等关键参数。

（5）汽轮机压力方式有哪些？如何影响其运行方式？

（6）汽轮机临界转速有哪几个？冲转时需要进行哪些操作？

（7）汽轮机的配汽方式有哪些？如何影响进汽方式？

（8）汽轮机的润滑油、密封油、冷却水、凝结水、电动给水泵、汽动给水泵、EH油系统、轴封系统有哪些关键的保护定值？

六、项目评价标准

项目评价标准见表1－12。

表1－12　项目评价标准

续表