150MW汽轮机使用说明文档格式.docx
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3.7低压转子
3.8低压隔板
3.9动叶片
3.10轴系和支承系统
3.11轴承和轴系的安全监视
3.12盘车装置
3.13阀门与管道
3.14滑销系统和胀差
附录1150MW高中压转子寿命损耗曲线
附录2纵剖面图
1前言
本机组为超高压中间再热、单轴、双缸双排汽、冲动、抽汽凝汽式汽轮机，型号C150-13.24/0.981/535/535型。
机组热电联供，提高了机组经济性及能源利用率，改善了对环境的污染。
在设计中采用了目前国内外最先进的技术和结构，并都经过了长期运行考验，满足基本负荷和调峰要求，自动化水平高，操作简便灵活，运行安全可靠，经济高效。
本机组高中压合缸，高、中压主汽调节联合阀在高中压两侧。
高、中压进汽在汽缸中部，高压及中压前三级装于高中压内缸，高中压进汽通过高中压外缸上插管进入高中压内缸。
高压排汽在高中压缸前端下面，中压排汽在高中压缸后端上面，中压排汽通过二根连通管进入低压缸中部，低压缸前后对称正反向流动，排汽进入下面凝汽器。
汽轮机外形尺寸，长约14m宽7.3m高7.5（从运行平台算起）。
主机重量约2008-4-29395t，检修时最大吊装重量32t（低压外缸上半组合），最大起吊高度～7m（低压外缸上半）。
本说明书主要介绍机组总体设计和本体结构，使用说明书时请参阅相关部套图纸。
辅机、调节保护、其他分系统见相关说明书或图纸上的说明：
供应项目清单
安装说明书
运行说明书
螺栓热紧说明书
产品证明书
供油保安系统说明书
TSI系统说明书
热力特性曲线
管道计算技术要求
自密封系统说明书
疏水系统说明书
凝汽器说明书
汽封加热器说明书
低压加热器说明书
夹层加热系统说明书
本文件中热力系统的压力一律用绝对压力，用（a）注明。
油系统的压力一律用表压，不加（a）。
真空度和负压用文字注明，本说明书采用法定计量单位。
注：
左、右定义为：
从汽轮机朝发电机方向看去，左手侧为左，右手侧为右。
前后定义为：
靠近汽机为前，靠近发电机为后。
1.1主要技术规范
1型号：
2型式：
超高压、一次中间再热、单轴、两缸两排汽、抽汽凝汽式汽轮机
3功率：
150MW
4额定蒸汽参数
新蒸汽：
13.24MPa（a）/535℃
再热蒸汽：
3.76MPa（a）/535℃
背压：
4.9kPa（a）（维持额定功率的最高排气压力：
11.8kPa（a））
5额定新蒸汽流量：
463t/h
6最大新汽流量：
490t/h
7工业抽汽参数：
工业抽汽压力：
0.981MPa（a）（0.785~1.275MPa（a））
工业抽汽温度：
343℃
额定工业抽汽量：
150t/h
最大工业抽汽量：
220t/h
8额定给水温度：
253℃
9冷却水温：
20℃（夏季最高33℃）
10配汽方式：
全电调（阀门管理）
11转向：
从汽机向发电机方向看为顺时针方向
12转速：
3000r/min
13轴系临界转速：
（计算值）r/min
单跨
轴系
高中压转子
1553
1719
低压转子
2415
1939
发电机转子
1375
1427
电机临界转速以电机提供的为准。
14通流级数：
共28级
高压部分：
1调节级+5级压力级
中压部分：
6级压力级+1级旋转隔板级+3级压力级
低压部分：
2×
6级压力级
15给水回热系统：
2高加+2除氧+4低加（分别在6、9、12、14、16、19/25、21/27级后抽汽）
16汽封系统：
自密封系统（SSR）
17末级叶片长度：
725mm
18额定工况热耗：
8176kJ/kW·
h
19最大吊装重量：
48t（安装时，低压外缸下半组合）
32t（检修时，低压外缸上半组合）
20汽轮机本体外形尺寸（长×
宽×
高）
14.0m×
7.3m×
7.5m（高度指从连通管吊环最高点到运行平台的距离）
21主机重量
～395t（包括高、中压阀门及其支架，高、中压主汽管及基架等）。
22最大起吊高度
～7m（吊装低压外缸时）
23运行平台高度：
9.0m
24周波允许变动范围：
48.5~50.5Hz
25产品执行标准：
GB5578-85《固定式发电用汽轮机技术条件》
1.2.1符合下列条件时可发额定功率：
a）新蒸汽压力：
13.24±
0.39Mpa新蒸汽和再热蒸汽温度：
535±
5℃
b）其它参数符合额定值。
1.2.2汽轮机进行满发背压功率、最大出力及额定出力工况热耗值的验收试验。
额定出力工况（THA）的热耗保证值为：
h。
达到这一保证的必要条件是：
a）新蒸汽和再热蒸汽参数为额定值；
b）背压不高于额定值；
c）按规定的回热系统运行；
d）主给水流量等于主蒸汽流量；
e）发电机效率不低于98.4%
f）所规定的最终给水温度；
1.2.3热力鉴定试验的方法、测试仪表精度、测试数据的误差修正、实测热耗的计算方法应按照ASMEPTC6.0的有关规定执行。
经过误差修正的热耗试验值相对于保证热耗的允许误差为+1%。
2.1.1启动状态
本机组启动状态的划分是根据高压内缸上半调节级后内壁金属温度。
冷态启动：
小于150℃温态启动：
150℃～300℃
热态启动：
300℃～400℃极热态启动：
≥400℃
2.1.2启动方式
本机组采用高中压缸启动方式。
2.1.3运行操作控制方式
运行人员手动方式（手动），运行人员自动方式（半自动），汽轮机自启动方式（全自动）。
2.1.4阀门管理
机组稳定运行时，宜采用喷嘴调节方式，尽量减少节流状态的阀门损失，当负荷
变动及启动过程中为保证机组全周进汽缩短启动时间，宜采用节流调节方式，即
所有阀门同步开关。
2.1.5机组运行
本机组可以按定压和定-滑-定两种方式运行。
调峰运行时推荐采用定-滑-定运行方式。
机组在90%THA负荷以上时采用定压运行，机组在90%～40%THA负荷时采用滑压运行，机组在40%THA以下负荷时采用定压运行。
这种运行方式能够提高机组变工况运行时热经济性，减少进汽部分的温差和负荷变化时的温度变化，因而降低机组的低周热疲劳损伤。
2.1.6调峰
若机组年运行时间平均不少于7500小时，调峰运行负荷允许稳定运行时间为：
负荷（%THA）小时/每年
100%4500
75%2000
40%1000
2.1.7机组允许负荷变化率
100%～50%5%TRL/min
20%～50%3%TRL/min
<
20%2%TRL/min
2.1.8机组最小负荷
机组最小稳定负荷应取决于锅炉的低负荷能力和机组末级动叶片振动特性，汽机允许最小稳定负荷是30%TRL。
2.1.9本机组在30年使用期间，带厂用电不允许超过10次，每次不允许超过15分钟。
机组甩负荷以后空负荷运行每次不允许超过15分钟。
2.2主蒸汽，再热蒸汽和回热系统
2.2．1主蒸汽及再热蒸汽系统
机组主蒸汽及再热蒸汽系统采用单元制。
从锅炉加热器出来的主蒸汽经过两根主蒸汽管进入高压主汽调节阀，然后再由四根高压主汽管导入高压缸。
在高压缸内作功后的蒸汽通过两个高压排汽止回阀，经两根冷端再热蒸汽管进入锅炉再热器。
再热后的蒸汽温度升高到535℃，压力3.76MPa（a），再经过两根热端再热蒸汽管进入中压联合汽阀，然后由四根中压主汽管导入中压缸，在中压缸内做功后蒸汽通过2根Φ900联通管进入低压缸。
为适应再热机的快速启动和保护再热器，系统配有30％锅炉最大连续出力的两级串联旁路系统，I级将主蒸汽额定工况时13.24MPa（a）、535º
C降至4.2MPa（a）、376º
C，II级将再热蒸汽参数由额定工况时3.76MPa（a）、535º
C降至0.588MPa（a）、160º
C，并由凝汽器内的减温减压器降到0.0062MPa（a）、37º
C。
第12级后有一个工业调整抽汽，由第13级回转隔板调整控制工业抽汽压力。
2.2.2回热系统
本机组共有八级回热加热。
两个高压加热器，两个除氧器，四个低压加热器。
一、二段抽汽接高压加热器，高压加热器设有水位自动调节系统，以维持水位稳定，防止无水位引起高一级抽汽短路到下一级加热器而降低系统效率。
同时，为设备安全运行，在汽侧和水侧装置安全阀。
第三段调整抽汽，由旋转隔板控制，一路供工业抽汽，一路供高压除氧器。
第四段抽汽一路供低压除氧器，一路供4＃低压加热器。
第五、六、七段抽汽分别接至相应低压加热器，其中七段抽汽由低压内缸从凝汽器喉部引出接到1＃低压加热器，工作压力为负压，故不设抽汽逆止阀，所有加热器都设置高水位报警、危急疏水及旁路系统。
THA工况各段抽汽参数和流量见表2-2-1。
表2-2-1THA工况各段回热抽汽参数，流量汇总表
抽汽段号
1
2
3
4
5
6
7
抽汽器
GJ2
GJ1
高压CY
低压CY/DJ4
DJ3
DJ2
DJ1
抽汽点
6级后
9级后
12级后
14级后
16级后
19/25级后
21/27级后
抽汽压力
（MPa（a））
4.189
2.044
0.989
0.496
0.253
0.058
0.014
抽汽压损
3%
抽汽温度℃
374.9
446.4
347.8
270.2
197.6
85.1
52.9
流量t/h
39.06
23.01
13.66
16.12
28.17
15.43
8.36
当加热器切除和新蒸汽参数降低时，为了保证叶片的应力不超限，应减负荷限制流量运行。
任何工况时调节级后压力和各抽汽压力不得超过最大工况下相应的压力。
2.3配汽
本机组控制系统具有阀门管理功能，它能实现两种不同的进汽方式，即喷嘴配汽和节流配汽。
为减少启动过程中的热冲击，启动应采用节流配汽（全周进汽方式），以避免汽缸及转子应力过大，保证机组顺利起动。
在达到目标负荷且温度场趋于稳定后可切换到喷嘴配汽，保证较好的经济性。
采用喷嘴配汽（部分进汽）：
高压部分共有4个调节阀，对应4组喷嘴。
调节阀的布置次序见Z717.60.01-1主蒸汽管路。
采用节流配汽（全周进汽）：
高压部分四个调节阀根据控制系统的指令按相同的阀位开启，对应于4组喷嘴同时进汽。
图2.3.1喷嘴组排列顺序
再热蒸汽通过2个中压联合汽阀从汽缸中部上下半四个进汽口进入，中压部分为全周进汽。
中压联合汽阀和调节阀共用1个阀座，有各自独立的油动机分别控制。
调节阀口径400mm，流量在30%以下时起调节作用，以维持再热器内必要的最低压力，流量大于30%时，调节阀一直保持全开，仅由高压调节阀调节负荷。
2．4阀门管理
阀门管理配汽技术的指导思想就是要求汽轮机在整个运行范围内能够随意选择调节方式并实现节流调节与喷嘴调节无扰转换。
采用节流调节方式使汽轮机快速启动和变负荷时不致产生过大的负荷变动,不致产生过大的热应力（减少机组寿命损耗），在正常负荷范围内采用喷嘴调节变压运行方式使机组有最好的经济性和运行灵活性。
启动过程：
在汽轮机冲转、升速、并网、带低负荷阶段一般选用节流调节方式。
因该方式为汽流全周进入中压缸或高压调节级，使汽缸和转子能均匀地加热膨胀，故能有效降低启动过程中的热应力和调节级动叶应力。
正常负荷运行：
如果负荷变动频繁且变动率较大时，为使汽轮机高压缸温度变化最小，热应力最低，应选用节流调节方式。
但若机组长期在低于额定负荷稳定运行时则应选用喷嘴调节方式以获得较高的热效率。
停机过程：
若正常停机并计划停机后检修，则采用喷嘴调节方式是有利的，因该方式停机后金属温度较低可缩短机组冷却时间。
对于停机时间只有几小时的调峰机组或其它短暂的临时停机，为了使停机后金属温度较高，有利于再次快速启动投运，通常应采用节流调节方式。
2.5汽封系统
汽轮机汽封系统的主要作用是利用该系统供给的蒸汽封住高、中压缸的蒸汽不向外泄漏，并防止空气沿轴端进入低压缸破坏凝汽器真空。
本机组汽封系统采用自密封系统，机组正常运行时（大于40％额定负荷），高中压缸汽封漏汽，经溢流阀，喷水减温后，供低压轴封送汽，形成自密封系统。
当机组启动及低负荷时，汽轮机轴封供汽来自新蒸汽或辅助蒸汽，经减温减压调节站，控制汽封母管压力温度，汽封母管压力控制在0.107～0.125MPa（a），汽源蒸汽温度冷态及温态控制在150～250º
C，热态及极热态控制在250～350º
C，低压轴封汽温度控制在120～150º
C之间，高中压轴封供汽温度为该处附近汽缸壁温度约±
50º
C，汽封压力调节阀的变送器的出汽管接到供汽母管，供汽母管压力变化讯号通过压力变送器送入DCS输入调节器，调节器根据DCS输入讯号给气动执行器来控制汽封压力调节器按整定的压力供汽，当母管压力高于整定值溢流阀打开，将多余汽排除入凝汽器，高压调节阀关闭。
更为具体的说明见文件“自密封系统说明书”。
2.5.1轴端汽封
本机组高中压缸和低压缸共有五组汽封。
高中压前、后轴端汽封采用高、低齿“尖齿”汽封；
低压汽封采用光轴尖齿结构的铜汽封。
高、中压间汽封有两段，目的是减小高压缸蒸汽的泄漏。
高压缸后汽封第一段漏汽导入高压除氧器（高压CY），第二段漏汽为自密封系统接口（SSR），第三段漏汽导入汽封加热器（CF）。
中压缸后汽封共有二段，一段漏汽为自密封系统接口（SSR），二段漏汽导入汽封加热器（CF）。
低压缸前后汽封各有二段，一段供汽为自密封系统接口（SSR）,两段漏汽导入汽封加热器（CF）。
2.5.2自密封汽封系统。
高、中、低压汽封的自密封接口用管子与汽封压力控制站相连接。
压力控制站由高压汽源站、辅助汽源站及蒸汽溢流站组成。
在启动或低负荷时，由辅助汽源站向高、中、低压汽封供汽（若机组无备用辅助汽源或辅助汽源的参数达不到要求,，供汽由主蒸汽站即高压汽源调节站供给）。
在高负荷时，由高中压汽封漏汽提供给低压汽封供汽，其蒸汽流量足以满足低压汽封密封要求，在这种情况，压力控制站的溢流调节阀投入工作，维持自密封系统压力，系统正常压力是0.13MPa。
2.5.3汽封回汽管路系统
高、中、低压最末段汽封都用管子与汽封加热器相连接。
该系统主要由一台汽封加热器和两台轴封风机组成，用于抽出最末段轴封腔室的汽—气混合物，维持该腔室微负压-6.3kPa（即压力95kPa）.
2.5.4低压汽封蒸汽温度控制站
在低压汽封供汽管路上设置了一个蒸汽温度控制站，目的是维持低压轴封供汽温度。
温度控制站主要由喷水减温器和温度调节站组成，自动维持低压汽封供汽温度不超过150℃
2.5.5汽封供汽辅助汽源参数规定
机组冲转前，向汽封供汽的参数应考虑机组状态，选择与转子温度匹配的汽源，在机组冲转，升负荷过程中分别切换不同的供汽汽源满足系统参数要求，见《汽轮机自密封汽封系统说明书》。
a）冷态及温态启动，供汽压力0.6～0.8Mpa（a）,供汽温度210℃～260℃。
b）热态及极热态启动，供汽压力0.6～0.8Mpa（a）,供汽温度310℃～360℃。
2.6汽轮机本体和管道疏水系统
汽轮机启动、停机、低负荷运行或低参数运行时，汽轮机本体、阀门、主蒸汽管，再热蒸汽管、抽汽管道、汽封送汽和抽汽管等都可能凝聚凝结水。
这些凝结水必须及时疏泄出去，否则可能造成汽轮机进水，引起水冲击，导致机器损坏。
因此合理布置疏水系统管路并及时疏水是保证汽轮机安全运行的必要条件。
汽轮机本体、主汽阀、调节阀、高压主汽管、中压主汽管、回热抽汽管道（抽汽止回阀前）的疏水，构成汽轮机本体和管道疏水系统。
由于上述疏水管道的压力不同，应按压力高低顺序依次导入高、中、低压疏水母管，经汇集后导入疏水扩容器。
扩容后的蒸汽由扩容器的汽管进入凝汽器，凝结的疏水则引入凝汽器的热井。
这种疏水方式，阀门集中，便于控制、维护及检修方便，又由于汽水分离，避免了热井内汽水冲击。
本系统疏水管是按压力高低顺序，依次与疏水母管连接，以利疏水畅通。
电站设计中应贯彻执行《防止汽轮机进水引起大轴弯曲事故的暂行设计技术规定》的有关要求。
疏水系统中采用气动疏水阀，由控制系统实现自动控制功能，10%、20%、30%负荷为汽机本体高中低压疏水阀开启和关闭切换点。
疏水系统的详细说明见《汽轮机本体和管道疏水系统说明书》。
汽轮机中的真空系统由凝汽器、凝结泵和抽气器组成。
其作用是维持汽轮机在一定的工作背压下运行，同时把凝结水送回锅炉参加热力循环。
每台低压加热器中的不凝结气体，应单独接至凝汽器，最后在凝汽器中由抽气器抽出排入大气。
真空系统中的空气由二部分组成：
一部分是蒸汽中含有的少量空气，这部分空气的含量取决于机组的除氧效果；
另一部分是大气中的空气从机组真空部分的不严密处漏入。
空气吸入量的多少，取决于机组的真空严密性，因此机组在电厂安装时，必须对真空系统所有焊缝和法兰接口作严密性检查，确认无泄漏。
机组投运后真空严密性试验每月一次，要求关闭抽气器后真空度下降速度不超过270Pa／min。
汽封系统中的不凝结气体由轴封风机抽出排入大气，不得接入射水抽气器尾部，以免影响真空系统的工作。
为保证真空系统的严密性，所有阀门均需采用水封阀门，管道尽量避免法兰连结。
2.8润滑油系统
润滑油系统的作用是向机组各轴承提供润滑油和向保安系统提供压力油，同时还向盘车装置和顶轴装置供油。
详见《供油及保安系统说明书》和滑油系统图、滑油管路图等。
油系统采用的工质为L-TSA32透平油，透平油质量必须符合GB／T7596-2000《电厂用运行中汽轮机油质量标准》的要求。
本系统采用传统的汽轮机转子直接驱动的主油泵-一-一注油器系统，保安系统一次压力油由射油器供油，轴承用油也由注油器供给，而注油器的动力油是由主油泵提供。
主油泵出油通向注油器。
注油器有两只，一只向润滑系统供油，一只向主油泵进口供油。
交流润滑油泵用于机组启动前打油循环和在停机、盘车时及主油泵尚未工作时向各轴承提供润滑油，在机组运行发生故障，润滑油压下降时，能自动启动以维持必要的润滑油压。
直流事故油泵用于当润滑油压降至0.058MPa时，向润滑油系统供油，以满足机组安全停机
汽轮发电机组各支持轴承设有两台高压顶起装置，一台运行，一台备用，顶轴油泵采用柱塞泵，经分流器、单向节流阀向各轴承供油。
投盘车前必须先启动顶轴油泵。
顶轴压力油经各压力油管进入各轴承下方油袋，调节压力油管上阀开度，使各轴承轴颈顶起高度保持在0.04~0.06mm，以保证盘车顺利投入。
轴承润滑油压力0.08MPa～0.12MPa，润滑油压可以用溢流阀进行调整。
本机组采用套装油管路。
各轴承和保安系统的回油通过回油母管流回油箱。
输送压力油和轴承供油的若干小管道也套在回油总管内，这样既防止了高压油管泄漏时漏如机房，提高了机组的安全性，又使管道布置相对集中，减少管道占用空间。
油系统中的压力油管路不应有局部隆起的地方，以防贮存空气引起油压波动和油管振动。
在管道布置中，对容易贮存空气的死角应尽量避免或设置放气孔。
机组起动前应先启动交流润滑油泵，使压力油管慢慢充油将空气全部赶走。
3本体结构
本机组为两缸两排汽型式，高中压部分采用合缸结构。
因进汽参数较高,为减小汽缸应力,增加机组启停及变负荷的灵活性,高压部分设计为双层缸。
低压缸为对称分流式,也采用双层缸结构,为简化汽缸结构和减小热应力,高压和中压阀置于高中压缸两侧.机组总长~13.6m。
，纵剖面图见附图。
高压通流部分设计为反向流动，高压和中压进汽口都布置在高中压缸中部，是整个机组工作温度最高的部分。
来自锅炉过热器的新蒸汽通过主蒸汽管进入高压主汽调节阀，再经4根φ219×
29高压主汽管和装在高中压外缸中部的4个高压进汽管分别从上下方向进入高压内缸中的喷嘴室，然后进入高压通流部分。
蒸汽经1个单列调节级和5个压力级作功后，由高中压缸前端下部的2个高压排汽口排出，经2根冷段再热汽管去锅炉再热器。
第6级后（高压排汽）设第1段回热抽汽供2#高加（GJ2）。
再热蒸汽通过2根热段再热汽管进入中压联合汽阀，再经4根φ325×
18中压主汽管从高中压外缸中部上下方向进入中压通流部分。
中压部分共有9个压力级和1个旋转隔板级，第9级后设第2段抽汽供1#高加（GJ1），第12级后设第3段抽汽供加热高压除氧器（高压CY）及工业抽汽，第14级后设第4段抽汽供4#低加（DJ4），第16级后（中压排汽）设第5段抽汽供3#低加（DJ3），其余部分从上半左右两个φ900mm中压排汽口进入连通管通向低压缸。
低压部分为对称分流双层缸结构。
蒸汽由低压缸中部进入通流部分，分别向前后两个方向流动，经2×
6个压力级作功后向下排入直接空冷凝汽器。
在3、5级后设第6、7段抽汽口，供1、2#低加。
3．1高中压外缸
3．1．1高中压外缸结构
高压外缸内装有高压内缸、喷嘴室、隔板套、隔板、汽封等高中压部分静子部件，与转子一起构成了汽轮机的高中压通流部分。
外缸材料为高温性能较好的ZG15Cr2Mo1铸件。
外缸重量~34t（不包括螺栓等附件），允许工作温度不大于566℃。
4个高压进汽口从外缸中部进入高压内缸。
外缸高压部分有安装固定高压内缸的凸台和凸缘，前端下部有2个高压排汽口。
外缸中部上下左右共有4个中压进汽口，中压部分有安装1#、2#、3#隔板套的凸缘。
下半中压第6级后有旋转隔板窗口。
高中压外缸中分面法兰采用高窄法兰，以控制内处壁温差，减少机组启停过程中热应力，缩短机组启动时间。
高中压外缸中部水平中分面法兰共有32个M100×
4×
1185的通孔螺栓，材料为20Cr1Mo1VNbTiB，允许最高工作温度不大于570℃。
前部有6个M76×
370螺栓，螺栓上端
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