给水系统概述
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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。
第一章建筑给水第一节.建筑给水系统概述建筑给水系统:为满足建筑物和用户的生产、生活和消防的需要,把符合要求的水有组织的输送到用水地点而采用的一系列设备、设施的总称。
建筑给水系统的任务:选择经济合理、安全、卫生、适用和先进的给水系统,将水自城镇给水管网(或热力管网)通过管道输送至室内到生活、生产和消防用水设备处,并满足各用水点(配水点)对水质、水量、水压和水温的要求。
一、建筑给水系统的分类及组成(一)、建筑给水系统的分类建筑给水系统按用途不同划分为下列三类:1.生活给水系统根据用水水质和需求不同分为下列三类:(1).普通生活饮用水系统(2).饮用净水系统(3).建筑中水系统2. 生产给水系统为节约用水有:循环给水系统和循序给水系统用途:冷却用水;洗涤用水;锅炉用水和工业原料用水。
3. 消防给水系统(循环供水是将使用过的水适当处理后,重行回用。
循序供水是按用水户对水质的要求,先将水供给对水质要求高的用户,使用后直接或略加处理再送给其他对水质要求较低的用户使用,最后排入容泄区。
)按照使用的功能不同划分为下列三类:(1).消火栓给水系统(2).自动喷水灭火系统(3).水喷雾灭火系统(二)、建筑给水系统的组成1.引入管(进户管)(1).位置:自室外给水管网的接管点将水引入建筑内部给水管网的管段(2).作用:将室外的水引入室内,是室外给水管网与室内管网之间的联络管。
2.建筑给水管网(1).干管:将引入管送来的水输送到各个立管中去的水平管段(2).立管:将干管送来的水输送到各个楼层的竖直管道(3).支管:将立管送来的水输送给各个配水装置或用水装置的管段3.给水附件:在给水管道上为了调节水量、水压,控制水流方向和启闭水流而在系统中设置的各种水龙头和各种阀门等管路附件和配件的总称。
(1).配水附件:指装在卫生器具及用水点的各式水龙头,用以调节和分配水流。
(2).控制附件:调节水量、水压,关断水流、改变水流方向。
截止阀、闸阀、止回阀、浮球阀、过滤器等4.给水设备(升压与储水设备)(1).水泵:升压、调节水量(2).水箱:储水、调节水量、稳定水压(3).水池:储水(4).气压给水设备:稳压,调节水量5.配水设备:生活、生产和消防给水系统的终端用水设施(1).生活给水系统:卫生器具的给水配件(2).生产给水系统:用水设备(3).消防给水系统:消火栓、喷头6.计量仪表:计测水量、水压、温度和水位的仪表水表、压力表、温度计和水位计等二、建筑给水系统的给水方式建筑给水方式:建筑给水系统的供水方案选择依据:(1).建筑物的性质与高度(2).建筑物内配水设备的分布、对水质、水压和水量的要求,用户对供水安全、可靠性的要求。
给水系统发电厂的给水系统是指从除氧器给水箱经前置泵、给水泵、高压加热器到锅炉省煤器前的全部给水管道,还包括给水泵的再循环管道、各种用途的减温水管道以及管道附件等。
给水系统的主要作用是把除氧水升压后,通过高压加热器利用汽轮机抽汽加热供给锅炉,提高循环的热效率,同时提供高压旁路减温水、过热器减温水及再热器减温水等。
一、给水系统的形式1、低压给水系统由除氧器给水箱经下水管至给水泵进口的管道、阀门和附件组成,由于承受的给水压力较低,称为低压给水系统。
为减少流动阻力,防止给水泵汽蚀,一般采用管道短、管径大、阀门少、系统简单的管道系统。
低压供水管道常分为单母管分段制和切换母管制两种。
单母管分段制是下水管接在低压给水母管上,给水再由母管分配到给水泵中。
这种系统由于系统简单,布置方便,阀门少,压力损失小,故应用比较广泛。
切换母管制是一台除氧器与一台给水泵组成单元,单元之间用母管联络,备用给水泵接在切换母管上。
这种系统调度灵活、阻力小,但管道布置复杂,投资大,多用于给水泵出力与机炉容量匹配的情况。
2、高压给水系统由给水泵出口经高压加热器到锅炉省煤器前的管道、阀门和附件组成,由于承受的给水压力很高,称为高压给水系统。
高压给水管道系统有:集中母管制、切换母管制、扩大单元制和单元制四种形式。
前三种形式的给水管道系统,由于运行调度灵活、供水可靠,并能减少备用泵的台数,在我国超高参数以下机组中普遍采用,如图3-51所示。
它们的共同特点是:①在给水泵出口的高压给水管道上按水流方向装设一个止回阀和一个截止阀。
止回阀用于防止高压水倒流,截止阀用于切断高压给水与事故泵和备用泵的关系。
②为防止低负荷时给水泵汽蚀,在各给水泵的出口截止阀前接出至除氧器给水箱的再循环管,保证在低负荷工况下有足够的水量通过给水泵。
③高压加热器均设有给水自动旁路,当高压加热器故障解列时,可通过旁路向锅炉供水。
④在冷、热高压给水母管之间,设置直通的“冷供管”,作为高压加热器事故停用或锅炉启动时间向锅炉直接供水,机组正常运行时,处于热备用状态。
给水系统一、给水系统的流程及作用介绍在热力系统中通常将除氧器出口到锅炉入口这一段锅炉供水管道以及附属设备称为给水系统。
给水系统是火力发电厂汽水系统的重要组成部分,它由除氧器、给水泵组、高加及给水管道组成。
从低加系统供给的凝结水进入除氧器进行加热、除氧,然后经过给水泵升压,流经高压加热器加热给水,向锅炉提供一定压力、一定温度的给水,同时提供高旁减温水、主蒸汽减温水及再热蒸汽减温水。
二、给水系统各设备的介绍1、除氧器介绍给水中溶氧的来源:补给水带入;真空系统漏人。
给水中溶氧的危害:腐蚀热力设备及管道,降低设备的可靠性和使用寿命;阻碍传热,形成气膜;造成给水泵的气蚀;造成汽轮机叶片结垢,影响通流面积,降低机组的效率及出力。
因此,必须对给水进行除氧处理。
由亨利定律可知,水中溶解的某种气体浓度和该气体在气液表面的分压成正比。
把蒸汽通入除氧器加热给水,在加热过程中,水面上水蒸气的分压力逐渐增加,而其他气体的分压力逐渐降低,水中的气体就不断地分离析出。
当水被加热到除氧器压力下的饱和温度时,水面上的空间全部被水蒸汽充满,各种气体的分压力趋于零,此时水中的氧气及其其他气体即被去除,即除氧器的工作原理。
国峰煤电公司采用无头除氧器,设计压力:1.16 MPa;设计温度:361℃;有效容积:100 m3;最大出力:1193t/h 工作原理:来自低压加热器的主凝结水(含补充水)经进水调节阀调节后,进入除氧器,和其他各路疏水在除氧器内混合,经喷头或多孔管喷出,形成伞状水膜逆止阀,和由下而上的加热蒸汽进行混合式传热和传质,给水迅速达到工作压力下的饱和温度。
此时逆止阀,水中的大部份溶氧及其他气体基本上被分析出来,达到除氧的目的。
采用无头除氧器的优点:a)除氧效果好、运行平稳可靠。
其出水含氧量<5μg/l;适应负荷变化的能力较强,负荷的允许的变化范围为10~110%之间,在此范围均能保证上述除氧效果。
b)使用寿命长。
由于取消了除氧头,因而避免了除氧水箱支撑除氧头处产生的应力所产生的裂纹,增加了除氧器的使用寿命。
第一节给水系统概述我国目前已采用的600MW汽轮机组给水系统主要设备包括两台50%的汽动给水泵及其前置泵,驱动小汽轮机及驱动电动机,电动给水泵、液力联轴器及其驱动电动机,电动给水泵的前置泵及其驱动电动机, 8号、7号、6号高压加热器等设备以及管道、阀门等配套部件。
对于600MW汽轮机的给水泵组,目前已采用的基本配置是:两台50%的纯电调汽动给水泵和一台25%一40%的液力调速的备用电动给水泵。
一、给水系统的要求和配置1、给水泵组要求为了适应机组运行时负荷变化的要求,汽动给水泵和电动给水泵要有灵活的调节功能。
要求汽动主给水泵的小汽轮机的调速范围为2700一6000r/min,允许负荷变化率为10%/min;要求电动给水泵组从零转速的备用状态启动至给水泵出口的流量和压力达到额定参数的时间为12~15s ;要求主汽轮机负荷在75%以下时,给水调节功能应能够保证锅炉汽包水位在士15mm范围内变化,不允许≥±50mm(对于直流锅炉,则要求保证压力、流量在允许的范围内)。
一般给水泵的出口不设调节阀,前置泵的流量等于或略大于主给水泵的流量。
小汽轮机的汽源,通常采用高压蒸汽和低压蒸汽联合(可相互切换)供汽,以便满足给水泵小汽轮机调节品质的要求。
2、给水泵组配置根据机组冷却方式和机组容量,给水泵组的配置多种多样。
湿冷机组给水泵组配置方案有:二台50%汽泵和一台30%电泵启动备用泵;二台50%汽泵和一台 30%电泵启动泵;二台50%汽泵,不设电泵;一台100%汽泵和一台30%电泵启动备用泵;一台 100%汽泵和一台30%电泵启动泵;一台100%汽泵,不设电泵。
间接空冷机组给水泵组配置方案与湿冷机组类似,但是汽动给水泵的配置方式根据小机排汽的冷却方式又可分为湿冷、间接空冷两种。
直接空冷机组给水泵组的基本配置为:3台50%电泵,互为备用;2台50%电泵,无备用泵;但采用电泵方案的机组增加了厂用电率,根据目前国内电网的调度方式,会降低电厂的卖电收益。
结合电厂的标准煤价、水资源等因素经综合经济比较后,运行给水泵也可采用汽动给水泵方案,汽动给水泵汽轮机可采用湿冷、间接空冷或直接空冷方案。
例如,已投运的大唐托克托电厂三期的 2×50%汽动给水泵汽轮机采用湿冷方案、华能铜电厂 600MW 空冷机组 2×50%汽动给水泵汽轮机采用间接空冷方案,对于直冷给水泵汽轮机,考虑到其与主机采用同一冷却系统,小机背压比汽轮机背压更高,其末级变工况范围更大,尾部运行条件更恶劣。
同时,由于空冷给水泵汽轮机背压高,有效焓降小,对给水泵汽轮机的出力影响大,在夏季不利大风工况时,直接空冷给水泵汽轮机将出现与主汽轮机抢汽现象。
故考虑其设计制造成本及对电厂热力系统的稳定性影响,尚没有在 600MW 及以上超(超)临界机组上采用直接空冷汽动给水泵方案。
超临界、超超临界机组直冷机组目前给水泵组配置有两种,一种是2×50%的行星齿轮调速的电泵方案(如蒲城电厂三期)。
另一种是3×35%的常规一级液耦调速的电泵方案(如榆横电厂)。
中国电力企业联合会 2009 年发布的近五年火电机组给水泵组运行可靠性指标,运行系数 51.19%,可用系数 93.95%,非计划停运率 0.28%。
由此可知,随着设备制造质量和电厂运行维护水平的提高,设备的非计划停运率逐年降低。
电厂实际运行中备用泵的使用率也较低,有的电厂在后期取消了电动启动备用泵。
根据国内给水泵和给水泵汽轮机的运行情况来看,无论是配置 2×50%汽动给水泵还是配置1×100%汽动给水泵组,其可靠性均能保证机组长期安全运行,大修的间隔完全能做到与主机相同或更长,随着设备制造质量和电厂运行维护水平的提高,设备的非计划停运率逐年降低,本着尽量节约投资、优化系统、减少运行维护量的原则,近期建设的机组大部分采用不设备用电动给水泵的方案。
也有发展配置 1×100%汽动给水泵组的趋势。
3、锅炉给水流量控制正常情况下,锅炉给水流量主要通过汽泵转速、电泵勺管开度来调节,给水操作平台辅助调节。
如果给水泵没有增压级,给水操作平台用来调节减温水差压;如果给水泵有增压级,操作平台在高负荷时将全开,减少节流损失。
很多进口机组已经取消了给水操作平台。
启动初期锅炉给水流量通过汽包水位单冲量调节,当锅炉负荷增加到25%MCR时,锅炉给水流量通过汽包水位、给水流量、主蒸汽流量三冲量调节。
二、给水系统的形式1、低压给水系统因给水泵前后的给水压力相差很大,对通常管道、阀门和附件的金属材料要求也不同,所以分为低压和高压给水系统。
由除氧器给水箱经下水管至给水泵进口的管道、阀门和附件组成,由于承受的给水压力较低,称为低压给水系统。
低压给水又分为单母管制和切换母管制两种,单母管制是下水管接在低压给水母管上,由母管分配到给水泵中。
切换母管制是一台除氧器与一台给水泵组成单元,单元间用母管连络,备用给水泵接在切换母管上。
2、高压给水系统由给水泵出口经高压加热器到锅炉省煤器前的管道、阀门和附件组成,由于承受的给水压力很高,称为高压给水系统。
高压给水管道系统分为:集中管道制、切换母管制、扩大单元制和单元制四种。
单元制是一个给水泵将高压给水集中到高压给水母管后,分别供给各台锅炉。
三、锅炉给水系统管道种类1) 集中母管制系统其特点是系统安全可靠性高,但系统复杂,耗钢材,阀门较多,投资大,适用于中、低压机组小容量发电厂的给水泵容量与锅炉不配和时,如高压供热式机组的电厂。
2) 切换母管制系统这种系统的特点是有足够的可靠性,运行灵活。
当给水泵容量与锅炉容量相配合时,压力母管和锅炉给水母管均采用切换式母管系统。
3) 单元制系统其主要优点与单元制主蒸汽系统相同。
因其系统简单,投资省,试用于中间再热凝汽式或中间再热供热式机组电厂。
4) 扩大单元制系统给水系统由两个相邻单元组成扩大单元制给水系统,这种系统可靠性高,两个单元共用一台备用水泵,节省投资,运行灵活,在变负荷时可节省厂用电,我国高参数凝汽式发电厂均采用这种系统。
四、给水泵组组成和性能1、前置泵(1)总则该泵为水平、单级轴向分开式,具有一支撑在近中心线的壳体以允许轴向和径向自由膨胀,从而保持对中性。
该泵整体安袋在袋有适合的排水装置的刚性结构的泵座上。
(2)壳体壳体为高质量的碳钢铸件,是双蜗壳型、水平中心线分开、进出口水管在壳体下半部结构,这样可避免在检修时拆开联接管道。
壳体水平中分结合面上状有压紧的石棉纸柏垫。
为了减少法兰盘在压力载荷与热冲击联合作用下的变形,采用了高强度螺栓,并采用圆柱帽螺母以便于采用最小螺距。
壳体通过一与其浇铸在一起的果脚,支撑在箱式结构钢焊接的泵座上,壳体和泵座的接合面接近轴的中心线,而键的配置可保持纵向与横向的对中并适合于热膨胀。
壳体上盖上没有排气阀。
(3)叶轮叶轮是双吸式,不锈钢铸件,加工至精确的配合公差并经过动平衡,双吸式结构可保证叶轮的轴向力基本平衡,在自由端上装有一双向推力轴承。
叶轮是由键固定在轴上,轴向位置是由其两端轮级的螺母所确定,这种布置使得叶轮能定位在蜗壳的中心线上。
(4)轴不锈钢锻件,除应力状态,在淬火和回火前先粗加工,热处理后,进行切削加工至径向留3mm余量,然后将轴置于一垂直炉中除应力,再进行最后加工磨削。
(5)叶轮密封环该环减少泄漏量,安装在壳休腔内,由防转定位销定位。
(6)轴承泵状有滚动轴承,轴承装在牢固地连接在泵壳端部支撑法兰上的轴承托架上。
轴承为稀油润滑,装有冷却水室及温度测点。
(7)轴封泵装有机械密封,该机械密封为平衡型,由有弹簧支承的动环和水冷却的静环所组成,分开的填料箱设有一水冷套,从而使机械密封旋转部分周围的温度较低。
(8)联轴器泵与电机之间的迭片式联轴器是柔性与扭转刚性兼有的金属迭片式结构。
(9)泵座泵座是重型固箱形截面的型钢结构。
2、汽动和电动水泵(1)总则泵为水平、离心、多级筒体式,由下面二个主要部件组成:a)筒体:组成泵的主压力边界的一部分,焊接在管路上,中心线位置处支承在型钢结构的泵座上。
b)泵内部组件:可以整体从泵筒体内抽出,与筒体一起构成泵的主压力边界。
这种设计,由英国高级给水泵发展而来,利用备用芯包,使得维修时间大为减少,芯包内包括有泵所有的易损部件,并具有互换性。
水泵由进口侧泵脚下的一对横向键轴向定位在联轴器端,筒体下有一轴向键,这种布置,使泵能在所有温度情况下保持与驱动机的对中性,并将管道载荷传递到泵座上。
在泵脚和泵座间装有铜质滑块,从而保证能自由地热膨胀和良好的接触。
筒体力具有良好焊接性能的锰钢锻件,进口支管为碳钢铸件,焊接到筒体上,出口支管为锻钢件,也焊接在简体上。
这种结构,使得在拆开联轴器和辅助管路并松下大端盖螺栓后,就能将整个芯包作为一个整体拆下来。
因此,在较大故障停机时,必要时可在约24h 内拆厂内部的芯包,为此,专门提供了一套芯包拆装工具。
大端盖是锰钢锻件,与未级导叶有止口套接,在大端盖和简体之间有一O型圈,形成一高效的密封,这个密封圈嵌在筒体的凹槽内。
大端盖的螺栓是由液紧装置液紧,液紧装置能给大螺栓精确地预加载,由于载荷可以渐渐加上,喘盖变形的可能性是最小的。
使用这种工具能够快速拆浆端盖从而快速拆装整个芯包。
大端盖与筒体的结合面加工到好的光洁度,最内一级内泵壳与筒体之间有垫圈,该垫为镀铜钢圈,二面都加工到很好的光洁度并经研磨。
内泵壳选用耐腐蚀和冲蚀的13%铬钢,相邻内泵壳间的接口为止口套接式,并嵌有O 型圈,导叶环同样是13%的铬钢,各级导叶内定位销定在前级泵壳上。
所有级间销子都是全封闭式,不与泵送液体相接触。
如果出现销子失效或松动,该销子不会从泵出口处排出。
每个内泵壳和导叶的内孔上都装有可更换的颈环。
每个须环都设计为特殊几何形状,加工安装到各孔内,这种形状使其能保持平板衬套的静压力刚度,且大大地减少泄漏,不需要其它专门的防泄漏装置。
内部组件为内泵壳和导叶固定联接件,由未级导叶和出口大端盖间的蝶型弹簧固定在筒体上。
这种弹簧在组装和停机时给接合面提供足够的静压力从而允许内部组件自由膨胀。
当泵运行时,水力压差建立,从而保证接合面问严实的密封。
进口导向件在泵进口测由一闭式止口套接定位,以保证安装芯包时其内部组件的对中性,这种止口套接保证了进口导向件可由拉紧环紧固地定位的筒体上,同时又能在热波动时自由膨胀。
筒体内所有受高速水流冲击的区域都镀以不锈钢奥氏体镀层以防止冲蚀。
所有接合面也是用同样的方法保护的。
(2)转动元件该泵与韦尔公司其他许多已在电站连续运行的锅炉给水泵一样为刚性转子,从而保证了极高的机械可靠性,使发生超标准振动或内部接触的风险微乎其微。
韦尔泵刚性转于的基本设计特点:a)液体中的最低临界转速超过最大运行转速的130%;b)即使泵内部运行间隙磨损到设计值的两倍时,液体中的最低临界转速不会降至最大运行转速的120%以下;c)标准的轴扭转剪切应力是保守的,不超过60N/mm2(8s001bf/in2);泵轴为马氏体不锈合金钢锻件,经粗加工、热处理、磨削和精磨加工,径向轴承档镀以铬层以防止咬轴,轴上所有螺纹用单头刀具按高标准加工成形,所有截面变化处和螺纹尾部都采用圆角过渡。