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汽轮机REXA执行器DEH系统
（系统简介）
二O一一年五月
汽轮机REXA执行器DEH系统
(系统简介)
1. 概述
汽轮机调节系统是电厂自动控制系统的重要组成部分，是机组自动化改造的基本内容之一。目前汽轮机电液控制系统有，透平油DEH系统和高压抗燃油DEH系统。电液转换装置是DEH系统的关键部件，通常采用的电液转换装置易受油质污染，对油质的要求相对较高，已是DEH系统运行可靠性的薄弱环节。为提高机组自动化水平、进一步简化系统结构，提高电液转换装置和系统的抗污染能力，根据各类汽轮机调节系统的结构特点，采用以自容式执行器（REXA执行器）为转换装置，组成无液压控制工质的汽轮机REXA执行器DEH系统。该系统已成功的应用于新机组的设计和老机组改造，并在凝汽、背压、抽汽、再热机组，以及驱动给水泵等工业汽轮机上得到了广泛应用，该系统通过了原国家电力公司组织的技术鉴定，并取得了专利证书。
2. 系统功能
2.1 控制功能
（1）机组转速控制：机组起动、升降转速和稳定转速控制；
（2）机组功率控制：机组升降负荷和稳定负荷控制；
（3）可调整抽汽压力控制：抽汽机组实现以热定电、以电定热、热电牵连调节；
（4）背压控制：背压机组实现背压压力控制；
（5）同期控制：在汽轮机控制系统的支持下，接受同期信号，实现机组并网控制；
（6）初始负荷控制：机组并网瞬间设置初始负荷，以避免逆功率运行；
（7）一次调频功能：参与电网一次调频；
（8）电网自动发电控制（AGC）：接受电网调度负荷指令，实现机组发电控制；
（9）机组手动或自动快速减负荷功能（RB）：重要辅机故障，实现机组快速减负荷控制；
（10）协调控制（CCS）：接受机组协调控制指令，实现机跟炉、炉跟机、机炉协调控制；
（11）远方挂闸和开主汽门。
2.2 限制功能
（1）超速限制（OPC）；机组转速超过设定值或达到规定的限制条件时，自动快速关闭调节汽门，延时开启调节汽门，维持机组在额定转速下运行。
（2）主蒸汽压力降低限制（TPL）；主蒸汽压力下降到设定值时，自动关小汽轮机调节汽门开度，使主蒸汽压力维持在允许的最低值。
（3）功率限制；功率大于设定值时，自动限制机组功率在设定值内。
（4）汽轮机真空降低负荷限制：汽轮机真空降低时，自动降低机组负荷，使汽轮机真空维持在允许的最低值。
2.3 保护功能
（1）机械超速保护：机组转速达到危急保安器设定值，关闭主汽门和调速汽门，实施停机；
（2）电超速保护（OPT）：机组转速达到设定值时，关闭主汽门和调速汽门，实施停机；
（3）ETS控制：接受汽轮机紧急跳闸系统（ETS）指令，关闭主汽门和调速汽门，实施停机。
2.4 试验功能
（1）超速保护（OPT、机械危急保安器）试验；
（2）超速限制（OPC）试验；
（3）汽门活动试验：
（4）汽门严密性试验；
（5）假同期试验；
（6）仿真试验。
2.5 接口功能
（1）自动同期接口（ASS）；
（2）遥控接口（AGC）；
（3）机炉协调控制接口（CCS）；
（4）数据通讯接口：可与数据采集系统(DAS)或分散控制系统(DCS)共享资源。
2.6 数据处理功能
（1）运行参数的显示、记录、打印、诊断、报警和追忆；
（2）运行系统画面、运行参数的趋势图和运行指导。
2.7 操作方式
（1）自动方式：根据设定的机组起动曲线（冷态、半热态、热态）自动完成起动、升速、带负荷全过程。也可人工干预；
（2）操作员自动方式：按照运行人员设定的目标值和变化率实现机组转速、负荷的闭环控制；
（3）手动远方操作方式（阀位控制）：运行人员通过DEH操作键盘对机组负荷实施开环控制；
（4）后备控制方式：在DEH控制系统出现故障必须退出运行等非常工况下，运行人员可通过
后备操作直接远方或就地控制REXA 执行器，对机组负荷实施开环控制；
（5）各种操作方式可实现无扰切换。
3. 性能指标
转速调节范围：50 r/min ~3500r/min ； 转速控制精度：≯±0.1%额定转速； 负荷控制范围：0~110%额定负荷； 负荷控制精度：≯±0.5%；
背压、抽汽控制精度：≯±0.05MPa ； 转速不等率： 3%~6%可调； 甩负荷转速最大超调量：≯8%。
4. 系统组成
汽轮机REXA 执行器DEH 系统由电子控制系统、液压控制系统和保护系统组成。 4.1 电子控制系统 1）标准配置
图1为控制系统的网络结构图。
图1控制系统网络结构图终端匹配电阻50Ω
冗余管理控制网用户终端（编程与监控）
分站#1
终端匹配，电阻50Ω 分支器RIO 分支器
RIO 网，10Base210M bps 同轴电缆
同轴电缆
分站IO 模块，可扩展至32块
RIO 分站#n ，n 可扩展至32
RIO 分站
RIO 分站
PC
PC
控制器采用冗余配置，汽轮机转速、功率、压力等重要信号采用三取二或二取一冗余处理。控制系统标准配置包括DEH 标准控制柜、操作员站和工程师站，根据用户需要配置操作盘台。图2为DEH 系统典型操作画面。
2）选配控制器：
根据用户需求可选用与机组一致的分散控制系统组件的控制器；按电力行业标准，根据机组的具体要求，进行系统硬件配置和控制逻辑组态。
已采用的分散控制系统控制器有：国电智深EDPF ；和利时MACS-Ⅱ、MACS-III 、MACS-Ⅴ、FOCS ；新华XDPS-400/M ；龙源正合LYZH ；康吉森；日立HIACS-3000、HIACS-5000/M ；西屋OV ATION ；ABBINFI90；FOXBORO ；WOODWARD ；HONYWELL ，以及我公司ITC 小型控制器。 4.2 液压控制系统
电液控制系统通常采用的电液转换器，均需要外供控制油源，对油质要求相对较高，易受油质污染，是影响电液控制系统运行可靠性的薄弱环节。为此，为进一步简化系统结构和提高转换装置的抗污染能力，采用了无需外供控制油源、大力矩输出的REXA 执行器作为转换装置、杠杆反馈、力驱动执行机构的无控制工质液压系统。 4.2.1 REXA 执行器
1）REXA 执行器结构和工作原理
REXA 执行器是将电信号转换为大力矩、位移输出的转换装置，是无液压控制工质DEH 系统的
图2 DEH 系统典型操作画面
关键设备，采用美国REXA 公司生产的智能型机、电、液一体化执行器（简称REXA 执行器）。由控制器和动力模块两部分组成。图3为REXA 执行器控制模块外形图，图4为动力模块结构外形图。由智能可控电机和独立的、封闭的、无阀液压控制系统组成。采用高度集成化、模块化、小型化设计，所有组件内部集成，一体化结构。
图5为REXA 执行器工作原理图，智能可控电机接受控制模块的功能指令，控制动力模块，以线性位移大力矩输出，驱动被控对象，同时通过自身位置反馈，完成调节过程，实现各种功能控制。
2）REXA 执行器动力模块工作原理
图6为REXA 执行器动力模块工作原理示意图。
（1）保位状态：如图6-a 所示，在油泵停止工作的工况下，执行器依靠液压锁FMV1 、FMV2封闭液压缸两侧进、排油，使其处于保位状态；
（2）向左输出位移：如图6-b 所示，智能可控电机接受控制信号，驱动油泵正时针转动，向对应的系统侧供油，在14MPa 高压油的作用下，开启液压锁FMV1、FMV2，液压缸左侧通过液压锁FMV2排油至油泵人口，高压油通过液压锁FMV1进入液压缸右侧，在压差的作用下，液压缸活塞向左侧运动输出位移，信号消失油泵停止转动，动作过程结束，执行器在新的平衡位置下保位；
图5 REXA 执行器工作原理图
（3）向右输出位移：如图6-c 所示，智能可控电机接受控制信号，驱动油泵逆时针转动，向对应的系统侧供油，在14MPa 高压油的作用下，开启液压锁FMV1、FMV2，液压缸右侧通过液压锁FMV1排油至油泵人口，高压油通过液压锁FMV2进入液压缸左侧，在压差的作用下，液压缸活塞向右侧移动输出位移，信号消失油泵停止转动，动作过程结束，执行器在新的平衡位置下保位。
3）REXA 执行器特点 （1）响应时间：0.04s/mm ；
（2）输入信号：4mA-20mA 模拟量信号或脉冲量信号； （3）力输出，最大输出力约1000kgf ； （4）独立封闭液压系统，无须外供油源；
（5）由微处理器实现智能控制，可灵活、简便、准确整定工作参数； （6）具有失电情况下的各种安全机制（全开、全关、保位）。 4.2.2 力驱动执行机构 1）结构
力驱动执行机构由REXA 执行器、杠杆反馈机构、错油门和油动机组成。根据基本结构和工作原理的组合和扩展，可应用于不同类型的汽轮机调节系统。
（1）第一种结构：REXA 执行器正向驱动力驱动执行机构
如图7所示，杠杆一端通过滑动铰链与油动机活塞杆联接，杠杆另一端与通过铰链与错油门滑阀控制连杆联接，控制连杆作用在错油门滑阀上部，REXA 执行器通过铰链作用在近于控制连杆侧的杠杆上。固定的压力油分别作用在错油门滑阀上、下。适用于错油门滑阀与油动机活塞动作方向相同的调节系统。
b
c
（2）第二种结构：REXA执行器反向驱动力驱动执行机构
如图8所示。杠杆一端通过铰链与REXA执行器联接，杠杆另一端通过滑动铰链与油动机活塞杆相连，在近于REXA执行器侧，杠杆通过铰链与错油门滑阀控制连杆联接，并通过控制连杆作用在错油门滑阀上部。固定的高压油作用在错油门滑阀下部。适用于错油门滑阀与油动机活塞动作方向相反的调节系统。
（3）第三种结构：REXA执行器力驱动单侧作用油缸执行机构
根据系统工作原理和结构要求，可采用REXA执行器正向驱动或反向驱动力执行机构，与单侧作用油缸组成REXA执行器力驱动单侧作用油缸执行机构，其工作原理与第一、二种结构基本相同。图9为REXA执行器正向力驱动单侧作用油缸执行机构。
（4）第四种结构：REXA执行器直接驱动力执行机构
如图10所示。杠杆一端通过铰链与REXA执行器联接，杠杆另一端通过铰链与汽门门杆及操纵座弹簧操纵杆相连，杠杆支点位于杠杆中间。利用REXA执行器线性大力矩位移输出的特点，直接驱动调节汽门，对汽轮机实施调节与控制。适用各类小型汽轮机调节系统。
2）工作原理
四种结构的力驱动执行机构，除实现OPC超速限制功能的介入方式有所不同外，其工作原理基本相同，以第一种结构的力驱动执行机构为例，介绍其工作过程。
（1）加负荷过程：REXA执行器接受DEH控制信号向上动作，杠杆以油动机活塞杆为支点，带动控制连杆向上移动，错油门滑阀在其下部高压油的作用下跟随上移偏离中间位置，使油动机在压力油的作用下向开启方向位移，控制调速汽门，在油动机向上动作的过程中，杠杆以REXA执行器为支点，带动控制连杆下移，使错油门滑阀回中，完成加负荷过程。
（2）减负荷过程：REXA 执行器接受DEH 控制信号向下动作，杠杆以油动机活塞杆为支点，带动控制连杆向下移动，使错油门滑阀偏离中间位置，油动机在压力油的作用下向关闭方向位移，控制调速汽门，在油动机向下动作的过程中，杠杆以REXA 执行器为支点，带动控制连杆上移，错油门滑阀在其下部高压油的作用下跟随上移回中，完成减负荷过程。
（3）机组甩负荷或停机过程：机组甩负荷或紧急停机，迅速泻放错油门滑阀下部油压，错油门滑阀在其上、下油压差的作用下，以及在REXA 执行器置零、向减负荷方向快速动作的过程中，使其迅速偏离中间位置，关闭调速汽门，抑制机组转速的过渡飞升。 3）特点
（1）力驱动执行机构为机械力传递控制的力平衡系统，无传统液压放大机构脉动油传递控制信号，为无液压控制工质的液压控制系统；
（2）图11为典型DDV 阀电液放大执行机构方框图，图12为典型电液伺服阀电液放大执行机构方框图，图13为REXA 执行器力驱动执行机构方框图。
如图11、图12、图13所示，在DDV 阀和电液伺服阀液压放大执行机构中，其电液转换装置均在油动机环节的环内，力驱动执行机构的转换装置在油动机环节的环外，REXA 执行器的位置输出
图11
DDV 阀电液放大执行机构方框图 图12
电液伺服阀液压放大执行机构方框图
图13 REXA 执行器力驱动执行机构方框图
仅受控于DEH 控制器，与油动机环节环内的工作状态无关。因而，对转换装置响应速度的要求相对较低；；由于力驱动执行机构采用杠杆反馈、大力矩平衡系统，力驱动执行机构似为刚性结构，因而REXA 执行器力驱动执行机构具有较高的定位精度和稳定性，以及抗干扰能力强等特点；
（3）在原透平油调节系统中，当错油门滑阀处于中间位置时，滑阀上部的油压作用力与滑阀自重之和与滑阀下部脉动油压作用力相平衡，在动态过程中若脉动油压变化0.1MPa ，则作用在滑阀上的跟踪力约为16kgf~40kgf 。由于提高了错油门滑阀下部油压，并为固定油压，则无论在稳态或动态工况下，滑阀在其下部高压油的作用下，始终保持有约100kgf~200kgf 的向上作用力，因而，提高了错油门滑阀的跟踪力和抗油质污染能力；
（4） 图14为错油门受力分析示意图，REXA 执行器仅受控于DEH 控制器，其输出力F R 约1000kg ，向下作用在错油门滑阀上部。错油门滑阀在其下部高压油的作用下，约有100kgf~200kgf 的向上作用力，滑阀上部向下作用力约为滑阀下部向上作用力的5~10倍。因而，REXA 执行器可视为错油门滑阀向上作用力的死点。由于在结构设计上，错油门滑阀下部油压作用面积fc X 为上部油压作用面积f CS 的2倍，在相同油压P 的情况下，作用在错油门滑阀下部的油压作用力F CX 约为滑阀上部的油压作用力F CS 的2倍。因而其滑阀的静态平衡仅受控于REXA 执行器的输出力F R ，系统油压的波动对滑阀的静态平衡无任何影响，因而该力执行机构具有较高的工作稳定性和抗油压干扰能力。
4.3超速限制、保护系统 4.3.1超速限制系统（OPC ）
（1）第一种结构：OPC 超速限制阀组（排油控制）
如图15所示，由冗余OPC 电磁阀和OPC 过渡阀组成OPC 超速限制阀组。OPC 电磁阀接受机组甩负荷或停机信号而动作，泻放OPC 控制油，开启OPC 过渡阀，泻放OPC 保护油，快速关闭调
图14 错油门受力分析
REXA 执行器输出力F R F R ≈1000kg
错油门上部油压作用力F CS 错油门上部油压作用面积f CS F CS =P ×f CS
错油门下部油压作用力F CX 错油门下部油压作用面积f CX =2f CS F CX =P OPC ×f CX ≈（1.5~2）F CS
速汽门；危急遮断滑阀动作，直接泻放OPC保护油快速关闭调速汽门。对于多只油动机的机组，将各油动机错油门滑阀下OPC保护油相连，同时受控于OPC超速限制阀组和危急遮断滑阀。适用于REXA执行器同向驱动力驱动执行机构超速限制系统。
（2）第二种结构：OPC电磁阀与REXA执行器为一体化结构（冲油控制）
如图16所示，由OPC电磁阀与REXA执行器为一体化结构与液压弹簧（或压缩弹簧）组成超速限制系统。OPC电磁阀接受机组甩负荷或安全油压力开关停机信号而动作，使REXA执行器油缸两侧油路相通而失效，同时联动REXA执行器置零，错油门滑阀在其下部高压油（或压缩弹簧）的作用下随动偏离中间位置，使油动机动作迅速关闭调速汽门。适用于REXA执行器反向驱动力驱动执行机构超速限制系统，以及REXA执行器直接驱动力执行机构超速限制系统。
4.3.2保护系统（OPT）
（1）第一种结构：设置冗余OPT电磁阀组
如图17所示，设置冗余OPT电磁阀组，与手动和远方停机电磁阀并联工作，OPT电磁阀动作，通过危急遮断滑阀关闭主汽门和调速汽门实施停机。适用于REXA执行器同向驱动力驱动执行机构。
（2）第二种结构：设置冗余安全油压力开关。
保留机组原保护系统及功能，设置冗余安全油压力开关，在实施停机的过程中，安全油压力开关动作，联动OPC电磁阀关闭调速汽门。适用于REXA执行器反向驱动力驱动执行机构。
5. 系统改造内容
对于汽轮机调节系统需要改造的机组，其改造内容如下：
5.1 保留的部套
（1）主汽门、调速汽门；（2）油动机及配汽机构；（3）挂闸、开主汽门系统。
（4）油系统及部套；（5）保安系统和部套。
5.2 取消的部套
（1）同步器；（2）压力变换器；（3）可调整抽汽（背压）调压器；（4）油动机反馈油路。
5.3增加的设备
（1）REXA执行器；（2）杠杆机构；（3）OPC电磁阀；（4）压力开关；（5）压力变送器；
（6）功率变送器；（7）磁阻变送器；（8）位移变送器；（9）DEH控制柜。
5.4 现场工作内容
（1）封堵反馈油路，拆除取消的设备和封堵无用油路；
（2）REXA执行器和杠杆机构的安装；
（3）高压启动油泵出口与主油泵出口油路相接，以使机组在静止状态下和启动过程中向错油门滑阀下部供油；
（4）功率变送器、磁阻变送器、位移变送器、压力变送器、DEH控制柜、REXA执行器控制箱等设备的安装以及相应电缆的铺设。
6. 系统特点
（1）系统结构简单、施工工作量小，安装、维护、调试方便；
（2）转换装置无需外供控制油源，无需油净化装置，简化了系统结构；
（3）系统抗油质污染能力、抗油源干扰能力强，具有较高的稳定性；
（4）可适用于抗燃油、透平油DEH系统；
（5）提高了油动机错油门的跟踪力，利于防止滑阀卡涩，提高了工作可靠性；
（6）系统定位精度高，定位精度不受机械摩擦、电源、油压、油温等条件的影响；
（7）保护系统结构简单，采用多重冗余设计，使机组具有较高的运行安全性；
（8）采用4mA~20mA标准控制信号，易于接受任何控制系统的控制信号；
（9）可实现REXA执行器的在线维修或更换；
（10）当DEH控制器故障或控制系统失电时，具有自动保位功能，保持阀位和负荷不变，因而在控制系统故障工况下，仍能保证机组发供电，减少机组非停事故。
7. 应用业绩
采用REXA执行器作为转换装置的DEH系统，在新机组的设计和汽轮机调节系统的改造中被广泛应用。应用机组的容量有：1MW、6MW、9MW、12MW、25MW、50MW、75MW、100MW、145MW、200MW、320MW、362MW；机组的类型有：凝汽式、背压式、一段可调整抽汽式、二段可调整抽汽式、三段可调整抽汽式、抽背式、后置式、再热式、超临界机组以及驱动给水泵、压缩机等工业汽轮机，包括抗燃油DEH、MEH系统的改造。基本上覆盖了哈汽、东汽、上汽、北重、武汽、南汽、青汽、杭汽，以及GEC、列宁格勒、乌拉尔、乌克兰等制造厂生产的各类型机组和各类型调节系统。详见应用业绩表。
投运的系统均已通过了电网一次调频功能的入网试验。对典型机组进行了系统静态、动态的考核试验，以及具有特殊要求的孤网、小岛和带厂用电运行的考验。取得了成功的应用业绩。
汽轮机给水系统概述 1、给水系统的作用 给水系统是指从除氧器出口到锅炉省煤器入口的全部设备及其管道系统。给水系统的主要功能是将除氧器水箱中的凝结水通过给水泵提高压力，经过高压加热器进一步加热后达到锅炉给水的要求，输送到锅炉省煤器入口，作为锅炉的给水。 此外，给水系统还向锅炉过热器的一、二级减温器、再热器的减温器以及汽机高压旁路装置的减温器提供高压减温水，用于调节上述设备的出口蒸汽温度。 2、给水系统的组成 我公司的机组给水系统主要包括两台50％容量的汽动给水泵及其前置泵，驱动小汽轮机及其前置泵驱动电机，35％容量的电动给水泵、液力偶合器、前置泵及其驱动电机，1号、2号、3号高压加热器、阀门、滤网等设备以及相应管道。 给水泵是汽轮机的重要辅助设备，它将旋转机械能转变为给水的压力能和动能，向锅炉提供所要求压力下的给水。随着机组向大容量、高参数方向发展，对给水泵的工作性能和调节提出愈来愈高的要求。为适应机组滑压运行、提高机组运行的经济性，大型机组的给水调节采用变速方式，避免调节阀产生的节流损失。同时给水泵的驱动功率也随着机组容量的增大而增大，若采用电动机驱动，其变速机构必将更庞大，耗费的电能也将全部由发电机和厂高变提供，为保证机组对系统的电力输出，发电机的容量将不得不作相应的增加，厂高变的容
量也需增大，因此大型机组的给水泵多采用转速可变的小汽轮机来驱动。通常配置两台汽动给水泵（简称汽泵），作为正常运行时供给锅炉给水的动力设备，另配一台电动给水泵（简称电泵），作为机组启动泵和正常运行备用泵。 为提高除氧器在滑压运行时的经济性，同时又确保给水泵的运行安全，通常在给水泵前加设一台低速前置泵，与给水泵串联运行。由于前置泵的工作转速较低，所需的泵进口倒灌高度（即汽蚀裕量）较小，从而降低了除氧器的安装高度，节省了主场房的建设费用；并且给水经前置泵升压后，其出水压头高于给水泵所需的有限汽蚀裕量和在小流量下的附加汽化压头，有效地防止给水泵的汽蚀。 3、给水系统流程 机组给水系统流程图见图8－1。除氧器水箱的给水经粗滤网下降到前置泵的入口，前置泵升压后的给水经精滤网进入给水泵的进口，给水泵的出水经出口逆止阀、电动闸阀汇流至出水母管，然后依次进入3号、2号、1号高压加热器，给水泵的出水母管还引出一路给水供高旁的减温水，给水泵的中间抽头（汽泵的第二级后、电泵的第四级后）引出的给水供锅炉再热器的喷水减温器。 在1号高加出口、省煤器进口的给水管路上设有电动闸阀，为了满足机组启动初期锅炉给水的调节，给水管路配有不小于35%BMCR 容量的启动旁路，旁路管道上设有气动调节阀，在省煤器出口的给水管路上引出给水供锅炉过热器的减温水管路。
汽轮机旁路系统文献综述 沈启杰3100103300 车伟阳3100103007 金涛3100102964 郑忻坝3100103419 摘要： 汽轮机旁路系统在汽轮机整个运行过程当中是比较重要的一个系统，除了高旁、低旁中的减温、减压作用外，还有其他很多重要的功能。本文通过明确汽轮机旁路系统的定义概述，并阐述旁路系统的具体功能。重点介绍高压旁路系统和低压旁路系统的结构、控制等。最后通过两个实例，汽轮机旁路自启动系统APS和FCB工况下的汽机旁路控制系统来进一步研究汽轮机旁路系统。 关键词：旁路系统功能自启动FCB 定义： 中间再热机组设置的与汽轮机并联的蒸汽减压、减温系统。 概述： 汽机旁路系统采用两级气动高、低压串联旁路，利用压缩空气做为执行器的动力源。可以实现空冷汽轮机的冷态启动、正常停机、最小阀位控制、阀位自动、流量控制以及高、低压旁路快开、快关保护功能。允许主蒸汽通过高压旁路，经再热冷段蒸汽管道进入锅炉再热器，再通过低压旁路而流入空冷凝汽器，满足空冷凝汽器冬季启动及低负荷时的防冻要求。通过DEH汽轮机可以实现不带旁路（旁路切除）启动，即高压缸启动方式，又可以实现带旁路（旁路投入）启动，即高、中压缸联合启动方式。 一、旁路系统的作用、功能以及构成 旁路系统的作用有加快启动速度，改善启动条件；保证锅炉最低设备的蒸发量；保护锅炉的再热器；回收工质与消除噪音等。 旁路系统的主要功能又可分为以下四点： 1、调整主蒸汽、再热蒸汽参数，协调蒸汽压力、温度与汽机金属温度的匹配，保证汽轮机各种工况下高中压缸启动方式的要求，缩短机组启动时间。 2、协调机炉间不平衡汽量，旁路调负荷瞬变过程中的过剩蒸汽。由于锅炉的实际降负
汽轮机知识 一、热力基础知识 1、工质的状态参数:温度、压力、比容、焓熵、内能等。基本参数有温度、压力、比容。 2、真空和真空度：当容器中的压力低于大气压力时，把低于大气压力的部分叫真空。 Pv=Patm-Pa Patm:大气压Pa为实际压力 真空度=Pv/ Pat m×% 3、比容：单位质量的物质所占的容积。 4、焓：在某一状态下单位质量工质比容为v，所受压力为p，为反抗此压力，该工质必须 具备pv的压力位能。单位质量工质内能和压力位能之和称为比焓。 比焓的符号为h，单位kj/kg。其定义式为：h=u+pv kj/kg 对m千克工质，内能和压力位能之和成为焓，用H表示，单位KJ。 5、熵：在没有摩擦的平衡过程中，单位质量的工质吸收的热量dq与工质吸热时的绝对温度T的比值叫熵的增加量，其表达式为：ΔS＝dq/T 其中ΔS＝S2 －S1 是熵的变化量 ΔS﹥0 表示吸热 ΔS﹤0 表示放热 ΔS＝0 表示绝热 6、理想气体的状态方程式：PV=MRT P-气体的绝对压力，N/m 2 T-气体的绝对温度，K R－气体常熟，J/(kg.k) V－气体的体积，m2 气体常熟R与状态无关，但对不同的气体却有不同的气体常数。例如空气的R=287 J/(kg.k), 氧气的R=259.8J/(kg.k) 7、临界点、临界参数：随着压力的增高，饱和水线与饱和蒸汽线逐渐接近，当压力增加到某一参数时，两线相交，相交点即为临界点。临界参数对水蒸气来说：临界压力Pc=22.129MPa，临界温度Tc=374.15℃，临界比容为Vc= 0.003147m3 /Kg 二、汽轮机 1、汽轮机按新蒸汽压力可分为： 低压汽轮机 1.18-1.47 MPa 中压汽轮机 1.96-3.92 MPa 高压汽轮机 5.88-9.81 MPa 超高压汽轮机 11.77-13.75 MPa 亚临界压力汽轮机 15.69-17.65 MPa 超临界压力汽轮机 22.16 MPa 2、化学补充水进入热力系统的方式哪一种经济性为好﹖ 化学补水通常有两种方式：一种是将化学补充水补入除氧器，另一种是从凝汽器补入。从凝汽汽补入时，化学水可以初步除氧，当低温化学水以喷雾状态进入凝汽器喉部，则可改善真空，还能提高补水温度，综合考虑采用凝汽器补水方式较经济。 3、低压加热器疏水泵的出水接在系统什么位置经济性较好﹖ 有直接打入除氧器、打入本级加热器入口、打入本级加热器出口三种方式。 疏水泵出口与凝结水的汇合地点最佳位置应在本级加热器的出口。 4、厂用电消失，机组无法运行，处理原则：
1.1概述 配本机组的润滑油系统与给水泵汽轮机的润滑油系统分开，主要供给氢密封油系统的两路密封油源（适用于氢冷发电机）；供给机械超速遮断装置动作的工作介质和供给汽轮机轴承、发电机轴承、推力轴承和盘车装置的润滑油。该系统设有可靠的主供油设备及辅助供油设备，在盘车、起动、停机、正常运行和事故工况下，满足汽轮机发电机组的所有用油量。润滑油系统是一个封闭的系统，油贮存在油箱内，由主轴驱动的主油泵或由马达驱动的辅助油泵将润滑油供给到各个使用点，当机组在额定或接近额定转速运行时，由装在前轴承座的主油泵和装在油箱内的注油器联合运行，满足机组用油。在机组启动或停机运行时，则由辅助油泵提供机组所有用油。 系统的主要功能是给汽轮发电机主轴承、推力轴承和盘车装置提供润滑油，为密封氢气的密封油系统供油（适用于氢冷发电机），以及为操纵机械超速脱扣装置供油作为工质。它主要由润滑油箱、主油泵、注油器、辅助油泵、冷油器、滤油器、除油雾装置、顶轴油系统、净油系统（根据用户的要求，也可用户自备）、危急遮断功能、液位开关等以及各种脱扣、控制装置和连接它们的管道及附件组成。 1.2主要设备及功能 1.2.1油 润滑系统中使用的油必须是高质量、均质的防锈精炼矿物油，并且必须添加防腐蚀和防氧化的成份。此外，它不得含有任何影响润滑性能或与之接触的油和金属有害的物质。 为了保持润滑油的完好，也即保持润滑系统部件和被润滑的汽轮机部 件的完好，润滑油的特性需要作一些特殊考虑。最基本的是： 油的清洁度，物理和化学特性、恰当的贮存和管理，以及恰当的加油方法。应该有一个全面的计划来确保油和系统的正确保养，避免一切有害的杂质。这是使部件寿命达到最长和保证不发生故障的基本要求。有害杂质会导致轴承密封和其它重要部件的损坏。如果油箱中油温低于10℃，油不能在系统中
汽轮机的分类方式 作者：佚名文章来源：不详点击数：59 更新时间：2008-9-26 19:52:42 1、按照汽轮机的热力特征分类 （1）凝汽式汽轮机：蒸汽在汽轮机内膨胀做功以后，除小部分轴封漏气外，全部进入凝汽器凝结成水的汽轮机。实际上为了提高汽轮机的热效率，减少汽轮机排汽缸的直径尺寸，将做过功的蒸汽从汽轮机内抽出来，送入回热加热器，用以加热锅炉给水，这种不调整抽汽式汽轮机，也统称为凝汽式汽轮机。 （2）抽汽凝汽式汽轮机：蒸汽进入汽轮机内部做过功以后，从中间某一级抽出来一部分，用于工业生产或民用采暖，其余排入凝汽器凝结成水的汽轮机，称为一次抽汽式或单抽式汽轮机。从不同的级间抽出两种不同压力的蒸汽，分别供给不同的用户或生产过程的汽轮机称为双抽式（二次抽汽式）汽轮机。 （3）背压式汽轮机：蒸汽进入汽轮机内部做功以后，以高于大气压力排出汽轮机，用于工业生产或民用采暖的汽轮机。 （4）抽汽背压式汽轮机：为了满足不同用户和生产过程的需要，从背压式汽轮机内部抽出部分压力较高的蒸汽用于工业生产，其余蒸汽继续做功后以较低的压力排除，供工业生产和居民采暖的汽轮机。 （5）中间再热式汽轮机：对于高参数、大功率的汽轮机，主蒸汽的除温、初压都比较高，蒸汽在汽轮机内部膨胀到末几级，其湿度不断增大，对汽轮机的安全运行很不利，为了减少排气湿度，将做过部分功的蒸汽从高压缸中排出，在返回锅炉重新加热，使温度接近初
始状态，然后进入汽轮机的的低压缸继续做功，这种汽轮机称为中间再热式汽轮机。 2、按用途分 （1）电站汽轮机：仅用来带动发电机发电的汽轮机称为电站汽轮机。 （2）供热式汽轮机：既带动发电机发电又对外供热的汽轮机称为供热式汽轮机，又称为热电联产汽轮机。 （3）工业汽轮机：用来驱动风机、水泵、压缩机等机械设备的汽轮机称为工业汽轮机。 （4）船用汽轮机：专门用于船舶推进动力装置的汽轮机称为船用汽轮机。 3、按汽轮机的进汽压力分 （1）低压汽轮机：进汽压力为1.2～1.5Mpa （2）中压汽轮机：进汽压力为2.0～4.0Mpa （3）次高压汽轮机：进汽压力为5.0～6.0Mpa （4）高压汽轮机：进汽压力为6.0～10.0Mpa （5）超高压汽轮机：进汽压力为12.0～14.0Mpa （6）亚临界汽轮机：进汽压力为16.0～18.0Mpa （7）超临界汽轮机：进汽压力大于22.17MPa
主再热蒸汽及旁路系统介绍 本机组的主蒸汽系统采用双管一单管—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，在进汽轮机前用一个45°斜三通分为两根管道，分别接至汽轮机高压缸进口的左右侧主汽门。汽轮机高压缸两侧分别设一个主汽门。主汽门直接与汽轮机调速汽门蒸汽室相连接．主汽门的主要作用是在汽轮机故障或甩负荷时迅速切断进入汽轮机的主蒸汽。汽轮机正常停机时，主汽门也用于切断主蒸汽，防止水或主蒸汽管道中其它杂物进入主汽门区域。一个主汽门对应两个调速汽门。调速汽门用于调节进入汽轮机的蒸汽流量，以适应机组负荷变化的需要。汽轮机进口处的自动主汽门具有可靠的严密性，因此主蒸汽管道上不装设电动隔离门。这样，既减少了主蒸汽管道上的压损，又提高了可靠性，减少了运行维护费用。 在锅炉过热器的出口左右主蒸汽管上各设有一只弹簧安全阀，为过热器提供超压保护。该安全阀的整定值低于屏式过热器入口安全阀，以便超压时过热器出口安全阀的开启先于屏式过热器入口安全阀，保证安全阀动作时有足够的蒸汽通过过热器，防止过热器管束超温。所有安全阀装有消音器。在过热器出口主汽管上还装有两只电磁泄压阀，作为过热器超压保护的附加措施．设置电磁泄压阀的目的是为了避免弹簧安全阀过于频繁动作，所以电磁泄压阀的整定值低于弹簧安全阀的动作压力。运行人员还可以在控制室内对其进行操作。电磁泄压阀前装设一只隔离阀，以供泄压阀隔离检修。 主蒸汽管道上设有畅通的疏水系统，它有两个作用。其一是在停机后一段时间内，及时排除管道内的凝结水。另一个更重要的作用是在机组启动期间使蒸汽迅速流经主蒸汽管道，加快暖管升温，提高启动速度。疏水管的管径应作合适选择，以满足设计的机组启动时间要求。管径如果太小，会减慢主蒸汽管道的加热速度，延长启动时间，而如果太大，则有可能超过汽轮机的背包式疏水扩容器的承受能力。 本机组的冷再热蒸汽系统也采用双管一单管—双管布置。汽轮机高压缸两侧排汽口引出两根支管，汇集成一根单管，到再热器减温器前再分成双管，分别接到锅炉再热器入口集箱的两个接口。主管上装有气动逆止阀（高排逆止门）。其主要作用是防止高压排汽倒入汽机高压缸，引起汽机超速。气动控制能够保证该阀门动作可靠迅速。 冷再热蒸汽管道上装有水压试验堵板，以便在再热器水压试验时隔离汽轮机，防止汽轮机进水。冷再
电厂汽轮机工作原理 一般可以通过两种不同的作用原理来实现：一种是冲动作用原理，另外一种是反动作用原理。 1、冲动作用原理 当一运动物体碰到另外一个运动速度比其低的物体时，就会受到阻碍而改变其速度，同时给阻碍它的物体一个作用力，这个作用力被称为冲动力。冲动力的大小取决于运动物体的质量以及速度的变化。质量越大，冲动力越大；速度变化越大，冲动力也越大。受到冲动力作用的物体改变了速度，该物体就做了机械功。 最简单的单级冲动式汽轮机结构如图1－1。蒸汽在喷嘴4中产生膨胀，压力降低，速度增加，蒸汽的热能转变为蒸汽的动能。高速气流流经叶片3时，由于气流方向发生了改变，长生了对叶片的冲动力，推动叶轮2旋转做功，将蒸汽的动能转变为轴旋转的机械能。这种利用冲动力做功的原理，称为冲动作用原理。 2、反动作用原理 有牛顿第二定律可知，一个物体对另外一个物体施加一作用力时，这个物体上必然要受到与其作用力大小相等、方向相反的反作用力。在该力作用下，另外一个物体产生运动或加速。这个反作用力称为反动力。利用反动力做功的原理，称为反动作用原理。 在反动式汽轮机中，蒸汽不仅仅在喷嘴中产生膨胀，压力降低，速度增加，高速气流对叶片产生一个冲动力，而且蒸汽流经叶片时也产生膨胀，使蒸汽在叶片中加速流出，对叶片还产生一个反作用力，即反动力，推动叶片旋转做功。这就是反动式汽轮机的反动作用原理。 工作原理就是一个能量转换过程，即热能--动能--机械能。将来自锅炉的具有一定温度、压力的蒸汽经主汽阀和调节汽阀进入汽轮机内，依次流过一系列环形安装的喷嘴栅和动叶栅而膨胀做功，将其热能转换成推动汽轮机转子旋转的机械能，通过联轴器驱动发电机发电。膨胀做功后的蒸汽由汽轮机排汽部分排出，排汽至凝汽器凝结成水，再送至加热器、经给水送往锅炉加热成蒸汽，如此循环。也就是蒸汽的热能在喷嘴栅中首先转变为动能，然后在动叶栅中再使这部分动能转变为机械能。 纽可门蒸汽机是怎么发明的？ 在17 世纪末18 世纪初，随着矿产品需求量的增大，矿井越挖越深，许多矿井都遇到了严重的积水问题。为了解决矿井的排水问题，当时一般靠马力转动辘轳来排除积水，但一个煤矿需要养几百匹马，这就使排水费用很高而使煤矿开采失去意义。 发明家们对排水问题思考着解决的办法。英国的塞维里最早发明了蒸汽泵排水。塞维里是一位对力学和数学很感兴趣的军事机械工程师，又当过船长， 具有丰富的机械技术知识。1698 年，他发明了把动力装置和排水装置结合在一起的蒸汽泵。塞维里称之为“蒸汽机”。
一、旁路系统信号、联锁、保护及自动调节要求： （1）概述 当机组在启动或运行中，通过调节高压旁路、低压旁路压力调节阀开度和减温水流量，维持高压旁路、低压旁路出口蒸汽压力及温度至设定值。通过调节汽机本体减温减压器减温水流量，调节进入凝汽器旁通蒸汽温度至设定值。 （2）高压旁路的调节 a.高压旁路的压力调节是以主蒸汽压力为被调量，旁路减压阀作为调节手段，用改变减压阀的开度来维持主蒸汽压力。 b.高压旁路的温度调节是以旁路阀后温度为被调量，喷水减温作为调节手段，用改变喷水调节阀的开度、改变减温水量来维持再热器出口温度给定值。 （3）低压旁路的调节 a.低压旁路的压力调节是以再热蒸汽压力作为被调量，旁路减压阀作为调节手段，用改变减压阀的开度来维持按机组负荷变化的再热器出口压力给定值。 b.低压旁路的温度调节是以减压阀后的温度为被调量，喷水减温为调整手段，用改变喷水调节阀的开度、改变减温水量，使进入凝汽器前的温度位置在给定值以下。 （4）高压旁路联锁保护： a.减压阀和喷水减温阀开启联锁，即减压阀一旦打开，喷水减温阀要跟踪或者稍微提前开启；喷水减温阀的开度根据高压旁路阀后温度与给定值的差值进行调节。 b.高压旁路阀后温度超过一定限度时报警，过高时关闭阀门。 c.主蒸汽压力或者升压率超过限定值，旁路阀开启。 d.汽轮机跳闸，减压阀快速开启。 （5）低压旁路联锁保护 a.凝汽器真空低、温度高、超过限定值时，减压阀快关。 b.减压阀与喷水减温阀开启联锁。 c.减压阀与布置在凝汽器喉部的喷水减温阀开启联锁。 d.减压阀后流量超过限值时，减压阀立即关闭。 e.汽轮机调整，减压阀快速开启。 （6）高、低压旁路联锁保护 a.高旁减压阀开启，低旁减压阀即投自动或者有相应开度。 b.低旁减压阀故障，经过设定的延迟时间后仍不能开启，则高旁减压阀立即关闭。 c.其他的联锁保护和报警信号，如系统失电、油压低或变送器故障等，系统立即能自动切成手动，并报警。
4.3 热力系统方案 4.3.1 主蒸汽系统 主蒸汽系统采用切换母管制，主蒸汽从锅炉过热器出口集箱接出，经电动闸阀一路接至主蒸汽母管，另一路接至汽轮机。为确保供热的可靠性，主蒸汽母管的一端接减温减压器，通过其向热网管道供汽。锅炉主蒸汽出口电动闸阀和进入汽轮机自动主汽门前的电动闸阀均设有小旁路，在暖管和暖机时使用。 4.3.2 主给水系统 主给水热母管采用切换制系统。设低压给水母管、高压给水热母管。给水经低压给水母管分别进入四台给水泵，一台定速泵和一台调速泵为一组，每组给水泵加压后，分别送至两台高加去加热，加热后热水采用切换母管制，一路直接送至锅炉，另一路与高压给水热母管相接。系统配置四台电动给水泵，二台运行，一台备用。为防止给水泵在低负荷时产生汽化，另设给水再循环管与再循环母管。高压加热器设有电动旁路，当高压加热器发生故障时，高加旁路自动开启，系统经由高加旁路直接向省煤器供水。为保证给减温减压器提供减温水，系统设置了一根减温水母管，分别接自每台电动给水泵出口管道。 4.3.3 回热抽汽系统 汽机回热系统，设有二级非调整抽汽及一级调整抽汽，非调整抽汽分别向一台高压加热器和一台除氧器供汽。在调整抽汽管道上接一路供低压加热器用汽，另一路接至热网母管送至换热站。
为了防止在机组甩负荷时蒸汽倒入汽缸，而使汽轮机超速，以及防止因加热器水位过高而使汽轮机进水，在各级抽汽管道上分别装有抽汽逆止阀和闸阀，并且在调整抽汽管道上加装了抽汽速关阀，以此保证运行安全。 4.3.4 除氧系统 为保证锅炉给水除氧可靠性，本工程设置二台150t/h的旋膜式热力除氧器，水箱容积40m3。可以保证本期工程锅炉给水的除氧。 进入除氧器的汽水管道均采用母管制，两台除氧器之间设置汽、水平衡母管。进入除氧器前的除盐水管道、加热蒸汽管道、热网疏水管道上均设置自动调节阀。 4.3.5 抽真空系统 为保证汽轮机凝汽器运行时的真空度，本工程设置二台射水抽气器(一运一备)一个射水箱和两台射水泵。射水泵将射水箱内的水加压后，送至射水抽气器形成真空，使得抽汽器抽出凝汽器里未凝结气体，此时各换热器里空气都被汇集到凝汽器，被水一起带至射水箱内，从而保证凝汽器的真空度。同时射水箱上设置溢放水和补充水管道。每台机组设置二台射水泵泵。机组启动时，二台射水泵全部投入运行；机组正常运行时，一台运行一台备用，系统运行可靠、经济实用。4.3.6 凝结水系统 汽轮机排汽经凝汽器冷却成凝结水后，自凝汽器热井排出，由两台凝结水泵升压后（一台运行，一台备用），经汽封加热器和低压加热器加热后进入除氧器。
第八章旁路系统 大型中间再热机组均为单元制布置，为了便于机组启停、事故处理及特殊要求的运行方式，解决低负荷运行时机炉特性不匹配的矛盾，基本上均设有旁路系统。所谓的旁路系统是指锅炉所产生的蒸汽部分或全部绕过汽轮机或再热器，通过减温减压设备（旁路阀）直接排入凝汽器的系统。 1．旁路系统的作用 1）缩短启动时间，改善启动条件，延长汽轮机寿命 2）溢流作用：即协调机炉间不平衡汽量，溢流负荷瞬变过程中的过剩蒸汽。由于锅炉的实际降负荷速率比汽机小，剩余蒸汽可通过旁路系统排至凝汽器，使机组能适应频繁启停 和快速升降负荷，并将机组压力部件的热应力控制在合适的范围内 3）保护再热器：在汽轮机启动或甩负荷工况下，经旁路系统把新蒸汽减温减压后送入再热器，防止再热器干烧，起到保护再热器的作用 4）回收工质、热量和消除噪声污染：在机组突然甩负荷（全部或部分负荷）时，旁路快开，回收工质至凝汽器，改变此时锅炉运行的稳定性，减少甚至避免安全阀动作 2．机组旁路系统型式 1）两级串联旁路系统 由高压旁路和低压旁路组成，这种系统应用广泛，特点是高压旁路容量为锅炉额定蒸发量的30％～40％，对机组快速启动特别是热态启动更有利。 2）两级并联旁路系统 由高压旁路和整机旁路组成，高压旁路容量设计为10％～17％，其目的是机组启动时保护再热器，整机旁路容量设计为20％～30％，其目的是将各运行工况（启动、电网甩负荷、事故）多余蒸汽排入凝汽器，锅炉超压时可减少安全阀动作或不动作。 3）三级旁路系统 由高压旁路、低压旁路和整机旁路组成，其优点是能适应各种工况的调节，运行灵活性高，突降符合或甩负荷时，能将大量的蒸汽迅速排往凝汽器，以免锅炉超压，安全阀动作。但缺点是设备多、系统复杂、金属耗量大、布置困难等。 4）大旁路系统 锅炉来的新蒸汽绕过汽轮机高、中、低压缸经减温减压后排入凝汽器，其优点是系统简单、投资少、方便布置、便于操作；缺点是当机组启动或甩负荷时，再热器内没有新蒸汽通过，得不到冷却，处于干烧状态。 3．旁路容量选择 旁路系统容量是指额定参数时旁路系统的通流量与锅炉额定蒸发量的比值， 即：K=Do/Dn×100％ 式中K－旁路容量 Do－额定参数时旁路系统的流量
一、1000MW汽轮机及其辅助系统设备介绍 一、1000MW汽轮机系统介绍 邹县电厂四期工程安装有两台1000MW燃煤汽轮发电机组，电力通过500KV输电线路送入山东电网。机组运转层标高17m。 邹四工程为汽轮机组由东方汽轮机厂和日本株式会社日立制作所合作设计生产，性能保证由东汽厂和日立公司共同负责。汽轮机为超超临界、一次中间再热、四缸四排汽、单轴、双背压、凝汽式、八级回热抽汽，机组运行方式为定－滑－定，采用高压缸启动方式，不设高排逆止门。额定主汽门前压力25MPa，主、再汽温度600℃，设计额定功率(TRL)为1000MW，最大连续出力（TMCR）1044.1MW，阀门全开（VWO）下功率为1083.5 MW。THA工况保证热耗为7354kJ/kwh。汽机采用高压缸、中压缸和两个低压缸结构，中压缸、低压缸均为双流反向布置。机组外形尺寸为37.9×9.9 × 6.8（米）。主蒸汽通过布置在机头的4个主汽门和4个调门进入高压缸，做功后的蒸汽进入再热器。再热蒸汽经2个中压联合汽门由两个进汽口进入中压缸做功后再进入两个双流反向布置的低压缸，乏汽排入凝汽器。 以下分系统设备分别介绍： 1、汽缸和转子 高中低压转子全部采用整锻实心转子，可在不揭缸的情况下进行动平衡调整。其中高压转子重24.2吨，中压转子重28.8吨，低压A转子重78.5吨，低压B转子重78.8吨。高、中压转子采用改良12Cr锻钢，低压转子采用Ni-Cr-Mo-V钢。 汽轮机由一个双调节级的单流高压缸、一个双流的中压缸和两个双流的低压缸串联组成。高、中、低压汽缸全部采用双层缸，水平中分，便于检查和检修，通过精确的机加工来保证汽缸的接合面实现直接金属面对金属面密封。低压缸上设有自动控制的喷水系统，在每个低压缸上半部设置的排汽隔膜阀（即大气阀），该阀有足够的排汽面积，排汽隔离阀的爆破压力值为34.3kPa（g）。低压缸与凝汽器的连接采用不锈钢弹性膨胀节方式，凝汽器与基础采用刚性支撑，即在凝汽器中心点为绝对死点，在凝汽器底部四周采用聚四氟乙烯支撑台板，使凝汽器壳体能向四周顺利膨胀，并考虑了凝汽器抽真空吸力对低压缸的影响。 2、汽机轴承 汽轮机四根转子由8只径向轴承支承，＃1～＃4轴承，即高中转子支持轴承采用可倾瓦、落地式轴承，＃5～＃8轴承，即两个低压转子支持轴承采用椭圆形轴承，轴承直接座落在低压外缸上。轴承采用球面座水平中分自调心型。推力轴承位于高压缸和中压缸之间#2轴承座内，型式也采用可倾瓦式轴承。运行中各轴承设计金属温度不超过90℃，但乌金材料允许在112℃以下长期运行。支撑轴承是水平中分面的，不需吊转子就能够在水平、垂
热工中基本参数有温度，压力，比容（密度的倒数）。h（焓值）=内能+势能 喷嘴中气流流过后，压力降低，动能增加 汽轮机的基本工作原理：具有一定压力的水蒸气首先通过固定不动的，环状布置的喷嘴，蒸汽在喷嘴通道中压力降低，速度增加，在喷嘴出口处得到速度很高的气流，在喷嘴中完成了有蒸汽的热能转变为蒸汽动能的能量转换，从喷嘴出来的高速气流以一定的方向进入装在叶轮上的工作叶片通道（动叶栅），在动叶栅中蒸汽速度的大小和方向发生变化，对叶片产生一个作用力，推动叶轮旋转做功，将蒸汽的动能转化为机械能。 反动度：衡量蒸汽在动叶栅内的膨胀程度的参数。在动叶栅中蒸汽的膨胀程度占级中总的应该膨胀的比例数，或是在动叶栅中理想焓降与级中的总焓降之比。 在纯冲动级中，蒸汽只在喷嘴叶栅中膨胀，在动叶栅中部膨胀，纯冲动级做功能力大，但流动效率低，一般不用，为了提高汽轮机级的效率，冲动级应具有一定的反动度，这时蒸汽的膨胀在喷嘴中进行，只有一小部分在动叶栅中继续膨胀，也称冲动级（=0.05-0.1），即带有反动度的冲动级 在反动级中，蒸汽不仅在喷嘴中膨胀加速，而且在气流流经动叶栅通道时，继续膨胀加速，即蒸汽在动叶栅中，不仅气流的方向发生变化，而且其相对速度也有所增加，因此，动叶片不仅受到喷嘴出口高速气流的冲动力作用，而且还受到蒸汽离开动叶栅时的反作用力，所以反
动级既有冲动力做功又有反动力做功，所以反动级的效率比冲动级的高，但功能力较小 速度级：速度级的特点是在一个叶轮上装有两列或三列动叶栅，在两列动叶栅之间有一列装在气缸上的、固定不动的导向叶栅，一般是双列速度级，蒸汽经过第一列动叶栅后，其动能未被充分利用，从第一列动叶栅流出的气流速度任然相当大，有足够的动能再去推动叶片，此时气流速度的方向与，叶片旋转的方向相反，因此让气流经过一列固定不动的导向叶片，以改变气流的方向，在导向叶片通道中，气流速度的大小不变，气流离开导向叶片时的方向正好对着第二列动叶片的进口，这样第一列动叶栅出口的余速动能就可以继续在第二列动叶栅中继续转变为机械功，这种双列速度级的功率可比单列冲动级大很多，如果蒸汽离开第二列动叶栅时的速度任然很大，那么可以装设第二列导向叶片和第三列动叶片，这就是三列速度级，由于蒸汽在速度级中的速度很大，并且需要经过几列动叶片和导向叶片，因此速度级的能量损失就大，列数越多，损失就越大，一般就二列速度级。（双列速度级），现在大功率汽轮机的第一级往往采用双列速度级，这样可使蒸汽在速度级后，压力和温度都降低较多，不仅可以减少全机的级数，使汽轮机体积紧凑，而且可使速度级后面部分的气缸及叶片等部件对金属材料的要求降低，从而降低气机的成本。 轴流式级通常有这几种分类方法：1、根据工作原理可分为冲动级、反动级和复速级(双列速度级)，冲动级有纯冲动级和带反动度的冲动级。2按照蒸汽的动能装换位转子机械能的过程不同，级可分为压力
汽机旁路系统介绍 一，旁路系统的基本组成： 汽机旁路系统是以汽机高、低压旁路控制阀门为中心，为了实现阀门的控制动作而配置的包括阀门本体、液压系统和定位控制系统等组成的一套独立的系统。它主要由阀门本体、液压及液压控制系统和阀门定位控制系统三部分组成。1，阀门本体： 高压旁路系统中共有3个阀门，1个高旁压力控制阀，1个高旁减温水控制阀和1个高旁减温水隔离阀。 低压旁路系统中共有6个阀门，2个低旁压力控制阀，2个低旁减温水控制阀和2个低旁减温水隔离阀。 下图为高低压旁路阀门在系统中的示意图： 2，液压及液压控制系统： 液压系统由独立的液压供油油站、液压执行机构、液压执行元件以及油管路等组成；液压控制系统是用来控制液压油稳定在一定的压力范围，在故障状况下为液压系统提供保护，并给出报警信号的系统。液压和液压控制系统为阀门的控制动作提供稳定的液压动力，并且配合定位控制系统完成阀门的控制动作。 下图为高低压旁路系统液压系统图：
3， 定位控制系统： 根据DCS 给出的阀位指令信号，与位置反馈信号进行对比，通过液压执行元件（比例阀），对阀门实行定位控制。并且将阀门的实际阀位反馈及开关量信号反馈给DCS 。
二，液压及液压控制系统： 1， 油站： 油站主要由以下部件组成： 1）油箱，1a ）液位计，1b ）球阀，1c ）空气过滤器，2.1) 2.2) 齿轮泵，3.1) 3.2) 泵支架，4.1）4.2）弹性联轴器，5.1) 5.2) 电机，6.1) 6.2) 止回阀，7.1) 7.2)高压软管，8，循环阀和压力释放阀，9）压力表，9a ）压力表软管，11）电子压力开关，11a ）压力表软管，12）皮囊式蓄能器，13）安全及关闭块，14）压力表，16）压力过滤器，19）双温度开关，27）液位开关
前言 为加强运行人员的技术培训，早日给以后机组的安全稳定运行奠定一个良好的理论基础，特编写该培训教材。 本书主要依据《汽轮机设备》、《电力安规》、《设备说明书及技术规范》等资料，内容主要包括汽机方面的各个主要系统、机组起停及运行维护、主要试验等。 因水平有限，并且受到资料欠缺的限制，尽管我们作了较大努力，但肯定存在不少谬误，万望大家批评并斧正。 编者 2002．2．06
目录第一章循环水系统 第二章开式水系统 第三章闭式水系统给水系统及泵组运行 第四章凝结水系统 第五章给水系统及泵组运行 第六章辅汽系统 第七章轴封汽系统 第八章真空系统 第九章主、再热蒸汽及旁路系统 第十章汽轮机供油系统（润滑油、EH油） 第十一章发电机氢气系统 第十二章发电机密封油系统 第十三章发电机定子冷却水系统 第十四章DEH操作说明 第十五章汽轮机的启停 第十六章汽轮机快速冷却装置 第十七章汽机试验
第一章循环水系统 一、系统概述 循环水系统在全厂各种运行条件下连续供给冷却水至凝汽器，以带走主机及给水泵小汽轮机所排放的热量。循环水系统并向开式冷却水系统及水力冲灰系统供水。补给水系统向循环水系统中的冷却水塔水池供水，以补充冷却塔运行中蒸发、风吹及排污之损失。 在电厂运行期间循环水系统必须连续的运行。该系统配置有自动加氯系统，以抑制系统中微生物的形成。补充水系统采用弱酸处理，使循环水系统最大浓缩倍率控制在5.5倍左右。为维持循环水系统的水质，系统的排污水部分从冷却塔水池排放，部分从凝汽器到冷却塔出水管上排放供除灰渣系统，有补充水系统补充循环水系统中的水量损失。凝汽器冷却水量按夏季凝汽量时冷却倍率为55倍计算。夏季工况时主机排汽量A(1226.8)T/H。小机排汽量191.4T/H，则凝汽器冷却水量为（A+B）*55=78000T/H 二．循环水塔： 我厂每台汽轮发电机组，配一座自然通风双曲线型冷水塔；安装三台循环水泵；一条循环水压力进、水管道。冷却塔名称淋水面积为8500m2，实际淋水面积8240 m2，采用单竖井虹吸配水。全年平均运行冷却水温为20℃左右，运行是经济的。 冷却塔填料采用塑料填料，其型式为S型或差位正弦波。 1．参数和冷却水量： 凝汽器为双背压单流程表面式，按汽轮机最大连续工况设计，循环水温度20℃，高背压为5.392KPA，低背压为4.4 KPA。凝汽器总有效面积36000 m2，管长11180 m2。循环水量68000m3/h，总水阻小于60 KPA，循环水进水温度20/24.71℃,循环水温升9.4℃。 按额定工况的排汽量，冷却倍率采用55，计算夏季及春秋季的冷却水量，其值为63940 m3/h。冬季按夏季冷却水量的75%计算，其值为47955 m3/h。 当冷却倍率55时，凝汽器进出水温升为9.15℃。冬季冷却倍率相当于41.25，凝汽器进出水温升为12.68℃。 2．冷却塔主要尺寸： ±0.00m相当于绝对标高35.30m. 环基中心处 R=58167（-3.30m高程） 填料顶塔筒内壁直径 105.00m
2009年12月(下 ) ［摘要］现代大型燃煤机组为了能保证机组安全和调峰快速启停都装配有旁路系统，本文以东方汽轮机和锅炉厂600MW 机组旁路系统为 例介绍了其构成和功能，为正常启停、调峰运行和事故处理时提供参考。［关键词］旁路；旁路系统；回收工质；快速启停600MW 超临界机组旁路系统简介 马旭涛 王晓晖 （广东红海湾发电有限公司，广东汕尾516600） 广东红海湾发电有限公司一期工程＃1、＃2机组为国产600MW 超临界压力燃煤发电机组，循环冷却水取自海水，为开式循环，三大主设备由东方电气集团公司属下的东方锅炉厂、东方汽轮机厂、东方电机股份有限公司制造，容量及参数相互匹配。汽轮机型号：N600-24.2/566/566，型式：超临界压力、一次中间再热、单轴、双背压、三缸四排汽、凝汽冲动式汽轮机。 1设备概况 机组旁路采用高压和低压两级串联的旁路系统，其中高压旁路容量为40%锅炉最大容量，布置在汽机房的6.4m 平台上。低压旁路设置两套装置，总容量为高压旁路的蒸汽流量与喷水流量之和，布置在汽机房的13.7m 平台上。高、低压旁路各由一套液压控制装置驱动控制。 高压旁路系统从汽机高压缸进口前的主蒸汽总管接出，经减温减压后接入再热蒸汽冷段总管上。低压旁路系统从汽机中压缸进口前的再热蒸汽总管接出，经两路减温减压后，分别接入A 、B 凝汽器。 高、低压旁路各设有独立的液压控制装置，通过电液伺服阀调节。高、低旁正常调节全行程开、关均需20~30秒，在事故状态下，高、低压旁路均可实现快开（2秒全开）和快关（2秒全关），高压旁路减温水来自给水母管，低压旁路减温水来自凝结水精处理装置出口母管。高、低压旁路减温水调节阀也是用各自液压控制装置电液伺服阀控制。 2旁路系统的构成及主要作用 2.1构成 由高压旁路和低压旁路串联而成，高压旁路为40%容量，低压旁路为52%容量。高压旁路和高压缸并联，低压旁路和中、低压缸并联。示意图如（图一） ： 图1旁路系统结构组成 2.2主要作用 1）回收工质（凝结水）和缩短机组启动时间，从而可以大大节省机组启动过程中的燃油消耗量； 2）调节新蒸汽压力和协调机、炉工况，以满足机组负荷变化的要求，并可实现机组滑压运行； 3）保护锅炉不致超压，有安全门的作用，保护再热器在机组启动初期因没有蒸汽流通发生干烧而损坏； 4）实现在FCB 时，停机不停炉。 3旁路的基本控制及功能介绍 由于我厂采用的是中压缸启动，在汽机冲转时，要求高低旁控制好冲转参数，因此，启动初期，调节锅炉出口压力是旁路主要的控制功能，正常运行之后，旁路处于跟随状态，实现对主汽压力，再热器，凝汽器的一些保护功能。具体的自动启动过程如下： 在冷态时，也就是主汽压力小于1.0Mpa 的时候，旁路自动启动的过程如下，在锅炉点火以后，在触摸屏上点击STARTUP 按钮，这时候旁路系统的状态显示会出现Ymin on 和cold start ，这时候是最小阀位过程，高旁阀门会开启到设定的最小阀位（ 10%），这时候保持这个阀位不动，让压力上升，在主汽压力上升到设定的最小压力1.0MPa 时候，显示切换到Warm start 状态，同时阀门开启维持这个压力，在阀门开度达到设定的阀位30%的时候，程序根据计算出来的锅炉允许的升压速率升高主汽压力的设定值，如果这时候锅炉燃烧能和设定速率配合，阀位基本保持30%不变，同时主汽压力上升，这时候就是设定阀位状态，如果锅炉燃烧使得主汽压力升速率过快，设定值低于实际压力，阀门便会开大维持压力为设定值，实际压力如果升速率过慢，则阀门会关小。在阀门低于30%的时候，设定值则不会继续增加，只有阀门重新开到30%以上才会继续增加设定值。在这个过程中主汽压力根据调节上升，到了设定的冲转压力则整个自动启动过程结束，高旁自动切换到压力控制方式，屏幕显示Press CTRL .这时候可以从屏幕上设定压力设定值，高旁就会来调整主汽压力到设定值。在汽机准备冲转的时候要低旁设自动并跟踪再热蒸汽压力，随着汽轮机转速上升关小低旁，一般3000转定速低旁还是未关闭完全的。再并网后随着继续开大阀位，准备高压缸进汽（即切缸），这时候需手动快速加阀位的同时快速把高压旁路切除。检查高压缸排气VV 阀关闭并给高排逆止门开启信号。高旁切除以后，旁路保持快关状态，这时候检查高排逆止门确已开启高低旁关闭。在切缸过程中，高低旁和阀位协调控制好主再热蒸汽压力，过程连续快捷保证高排逆止门顺利开启是关键。当然按每次启动的实际情况，我们常用手动控制来实现上述过程。 高旁温度控制，目的是控制进入再热器的蒸汽温度在适当的范围内，设定值由运行人员手动设定，它是通过简单的单回路偏差调节，取高旁出口温度与设定值比较形成偏差。当高旁出口温度达到360℃时，旁路系统会延时20S 发出报警，当高旁出口温度达到400℃时，高旁保护快关。 低旁在投入自动以后就一直是压力控制，来控制热再压力，屏幕上的压力设定值是热再压力的最小限制，低旁的压力设定值是根据调节级压力计算出来的一个值，如果这个值小于设定的最小压力，取最小压力设定值作为实际的压力设定值。 低旁温度控制，目的是控制进入凝汽器的蒸汽温度在适当的范围内，由于低旁出口饱和蒸汽温度不能准确测量，故不是采用单纯的偏差调节。根据低旁的阀位和进入低旁的蒸汽压力和温度可得出进入低旁蒸汽的焓值。另外低旁喷水取用的是凝结水，温度和压力已知，再通过喷水调节阀开度和阀前后差压可得出喷水的流量，通过能量平衡计算出所需减温水的量，即得出喷水调节阀的开度。 喷水截止阀是开关门，当截止阀所对应的减压阀开度大于2%时，截止阀联锁全开，小于2%时，联锁全关。 226
第一节汽轮机润滑油系统 汽轮机润滑油系统基本都采用主油泵—射油器的供油方式，主油泵由汽轮机主轴直接驱动，其出口压力油驱动射油器投入工作。润滑油系统主要用于向汽轮发电机组各轴承提供润滑油，向汽轮机危急遮断系统供油，向发电机氢密封装置提供油源，以及为主轴顶起装置提供入口油。 一、系统组成 各机组润滑油系统设置略有不同，下面以某哈汽机组为主作讲解。 （一）主油泵 主油泵都为单级双吸离心式油泵，安装于前轴承箱内，由汽轮机转子直接驱动，它为射油器提供动力油，向调节保安系统提供压力油。主油泵吸入口油压为0.09～0.12 MPa，出口油压为1.0～2.05 MPa。主油泵不能自吸，在汽轮机起停阶段要靠交流润滑油提供压 力油，维持轴承润滑油、密封油和主油泵的进口油；由高压起动油泵提供高压油供调节保安用油。当转速达到额定转速的90％左右时，主油泵就能正常工作，这时要进行主油泵与高压起动油泵、交流润滑油泵的切换，切换时应监视主油泵出口油压，当压力值异常时采取紧急措施防止烧瓦。 （二）射油器 射油器安装在油箱内油面以下，采用射流泵结构，它由喷嘴、混合室、喉部和扩压管等主要部分组成。工作时，主油泵来的压力油以很高的速度从喷嘴射出，在混合室中造成一个负压区，油箱中的油被吸入混合室。同时由于油粘性，高速油流带动吸入混合室的油进入射油器喉部，从油箱中吸入的油量基本等于主油泵供给喷嘴进口的动力油量。油流通过喉部进入扩散管以后速度降低，速度能又部分变为压力能，使压力升高，最后将有一定压力的油供给系统使用。 东方机组润滑油系统一般有两个射油器：供油射油器和供润滑油射油器。供油射油器为主油泵提供入口油，而供润滑油射油器为汽轮发电机组各轴承提供润滑油以及密封用油；
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汽轮机专业知识竞赛题 一、选择题 1、阀门部件的材质是根据工作介质的（B）来决定的。（A）流量与压力；（B）温度与压力；（C）流量与温度。 2、凝结器内蒸汽的凝结过程可以看作是（C）。（A）等容过程；（B）绝热过程；（C）等压过程。 3、两台离心水泵串联运行，（C） （A）两台水泵的扬程应该相同；（B）两台水泵的扬程相同，总扬程为两泵扬程之和；（C）两台水泵的扬程可以不同，但总扬程为两泵扬程之和。 4、温度在（A）以下的低压汽水管道，其阀门外壳通常用铸铁制成。（A）120℃；（B）200℃；（C）250℃。 5、油系统多采用（B）阀门（A）暗；（B）明；（C）铜制。 6、凝汽器内真空升高，汽机排汽压力（B）。（A）升高；（B）降低；（C）不变。 7、加热器的种类，按工作原理不同可分为（A）。 （A）表面式加热器，混合式加热器；（B）加热器，除氧器；（C）高压加热器，低压加热器。8、球形阀的阀体制成流线型是为了（B）。 （A）制造方便、外形美观；（B）减少流动阻力损失；（C）减少沿程阻力损失。9、利用管道自然弯曲来解决管道热膨胀的方法，称为（Ｂ）（Ａ）冷补偿；（Ｂ）自然补偿；（Ｃ）热补偿。10、火力发电厂中，汽轮机是将（Ｃ）的设备。 （Ａ）热能转变为动能；（Ｂ）热能转变为电能；（Ｃ）热能转变为机械能。 11、闸阀的作用是（A） （Ａ）截止流体的流动；（B）调节介质的流量；（C）调节介质的压力。12、冷油器油侧压力应（A）水侧压力。（A）大于；（B）小于；（C）等于。 13、汽机排汽温度与凝汽器循环冷却水出口温度的差值称为凝汽器的（B）（A）过冷度；（B）端差；（C）温升。 14、调速给水泵电机与主给水泵连接方式为（C）连接。 （A）刚性联轴器；（B）挠性联轴器；（C）液力联轴器。 15、现代大型凝汽器冷却倍率一般取值范围为（B）（A）20－50；（B）45－80；（C）80－120。 16、加热器的传热端差是加热蒸汽压力下的饱和温度与加热器（A）。 （A）给水出口温度之差；（B）给水入口温度之差；（C）给水平均温度之差。 17、在高压加热器上设置空气管的作用是（A）。 （A）及时排出加热蒸汽中含有的不凝结气体，增强传热效果；（B）及时排出从加热器系统中漏入的空气，增强传热效果；（C）使两个相邻加热器内的加热压力平衡。18、淋水盘式除氧器，设多层筛盘的作用是（B）。 （A）为了掺混各种除氧水的温度；（B）延长水在塔内的停留时间，增大加热面积和加热强度；（C）为了变换加热蒸汽的流动方向。 19、给水泵出口再循环管的作用是防止给水泵在空负荷或低负荷时（C）。（A）泵内产生轴向推力；（B）泵内产生振动；（C）泵内产生汽化。20、流体在球形阀内的流动形式是（B）。