哈小汽轮机本体使用说明书.docx
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哈小汽轮机本体使用说明书
NGZ83.6/83.5/06型汽轮机
本体使用说明书
311.000.6.1SM-30
中华人民共和国
哈尔滨汽轮机厂有限责任公司
2010
前言
本说明书主要介绍机组的设计特点与使用要求，仅供用用户参考。
多年来，由于火力发电厂锅炉给水泵的容量小，故一直使用电动机驱动。
随着大功率汽轮机的应用，当单元机组功率在250-300MW以上时.，给水泵的耗功6MW以上，经济性研究表明，在这种情况下采用小汽轮机作原动机驱动给水泵有较好的经济效益。
其原因为:
1.由于给水泵容量大，耗功多大，小汽轮机初参数低，通流量大，小汽轮机效率接近主机效率。
2.正常运行时，小汽轮机工作蒸汽来自主汽轮机中压缸抽气，提高了机组的热效率，并且有利于主机低压通流的设计。
3.小汽轮机是变转速运行的，在低负荷下更显得比等转速的电动机优越，此时，给水泵的转速变化使其沿着接近等效率线进行，扩大了泵的高效运行范围。
4.目前，我国电力建设发展较快，大功率汽轮机正不断地大量涌现，特别是随着超临界600MW汽轮机的诞生，使得超临界给水泵小汽轮机组作为超临界锅炉给水泵原动机有其独特的优越性。
5.本汽轮机为主机与油系统分装机组。
主要部套包括:
一台汽轮机，一个低压主汽阀，一个由型材工字钢结构焊接而成的组合基架，其.上仅装有汽轮机。
油箱内部油管路、油泵、滤油器、冷油器等辅助设备组成润滑油站集中布置。
本汽轮机为凝汽式，但不自带凝汽器，排汽经排汽管道进入主汽轮机凝汽
器。
目录
前言
1.主要技术规范
2.总体设计
2.1蒸汽系统一汽源
2.2汽封与疏水系统
2.3排汽系统
2.4滑销系统
3.本体结构
3.1轴系
3.2汽缸
3.3喷嘴、隔板
3.4阀门
4.其它设备
5.小汽轮机接口上的力和力矩的限制
5.1小汽轮机本体各接口上的力和力矩的限制
5.2低压主汽阀接口上力和力矩的限制
6.更改页
1.主要技术规范
1.1型号NGZ83.6/83.5/06型
1.2型式单轴、单缸、单流、冲动式、纯凝汽、双汽源外切换、下排汽
1.3功率
最大连续功率13.8MW
1.4转速
最大转速6000r/min
运行转速范围3000-6000r/min
1.5蒸汽参数
主机TRL工况主机TMCR工况
低压蒸汽压力MPa（绝）1.0581.086
低压蒸汽温度℃365.3368
低压蒸汽流量t/h54.547.92
高压蒸汽压力MPa（绝）4.3304.367
高压蒸汽温度℃314315.4
高压蒸汽流量t/h54.03648.38
1.6排汽压力
设计工况0.0064Pa（绝）
最高排汽压力0.0128Pa（绝）
1.7排汽管允许压力降0.001mpa
1.8脱扣转速60500+100r/min（电气）
1.9转向从机头（顺气流）看为顺时针方向
1.10转子临界转速
单跨弹性一阶2246r/min
单跨弹性二阶6532r/min
2.总体设计
本机组为主机与油系统分装式汽轮机。
一个由型材工字钢结构焊接而成的组合基架，其上仅装有汽轮机;汕箱内部油管路、油泵、滤油器、冷油器等辅助设备组成润滑油站集中布置。
本机组为凝汽式，但不自带凝汽器。
排汽经排汽管道进入主汽轮机凝汽器。
2.1蒸汽系统一一汽源
本机组设有两个互相独立的蒸汽源。
低压蒸汽源一从主汽轮机的四段抽汽管上引出，也叫机组工作蒸汽源。
高压蒸汽源一从主汽轮机的高压缸排汽管上引出。
2.1.1配汽方式
本汽轮机采用喷嘴配，位于汽缸前部上的一个独对蒸汽室，应其中各自的喷嘴组.见图1
图一
上半为低压蒸汽室，并深入下半缸，约占3/4圆周，分成8个腔室分别8个低压调节阀、8组喷嘴组相对应。
并通过依次打开调节阀来实现喷嘴调，各低压调节阀的开启和关闭通过一个公共提板来执行。
低压主汽阀直接与低压蒸汽窒相联。
辅助汽源通过连接到低压主汽阀上的管道节流阀进入到低压主汽阀和低压蒸汽室，低压主汽管与低主汽阀相联;
2.1.2汽源切换方式一外切换
当主机负荷在额定负荷40％以下时，低压工作蒸汽流量己不能满足给水泵的功率要求,此时.在控制系统的协调作用下，打开辅助汽源管道上的调节阀通入辅助蒸汽补充作功;以维持功率平衡。
这个时候8个低压调节气阀必须保持全开状态。
为防止辅助蒸汽倒流，在中压抽汽管路上设置有逆止阀，随着辅助蒸汽流量增大和压力不断升高，逆止门关闭抑制低压蒸汽进入汽轮机，至此，即切换为单独由辅助蒸汽工作。
2.2汽封与疏水系统
详细说明见“汽封和疏水系统谁明书”.
下面对与本体有关的部分作一说明。
2.2.1轴封
本小汽轮机轴端前后汽封均为迷宫式汽封，有良好的密封性能结构形式为梳齿式，其中前汽封的第一段漏汽被引回到第5级前，继续作功，其他漏汽均被抽至主机轴封冷却器，用其中回收部分余热来加热锅炉给水。
主机轴封冷却器能使汽封的抽汽腔室维持部分真空度，防止蒸汽从汽封体内向外泄漏，
2.2.2漏汽与疏水
2.2.2.1阀门漏汽
低压主汽阀阀杆漏汽与低压调节阀阀杆漏汽约由DN20的直通管接头组引出，接至主汽轮机轴封冷却器。
2.2.2.2阀门疏水
低压主汽阀疏水包括阀座前疏水和阀座后疏水，均有DN20的管子引出。
阀座前疏水由管子引出后通过法兰连接，再经一个遥控的气动疏水阀接到主机的疏水扩容器，阀座后疏水由管子引出后，接至小机排汽口。
2.2.2.3汽缸疏水
汽缸前部两个疏水口在距低压蒸汽室的进汽中心线上向排汽侧34.5mm位置处，位于机组中心线两侧。
它把启动和停机时的低压蒸汽室、调节阀及汽缸产生的凝结水在机组第I级，之前引出。
此2个疏水口分别由DN20的焊接接头引出，通向疏水扩容器。
汽缸中部疏水口在第4级隔板后的汽缸前部下半底部，由DN20的焊接接头引出，接至小汽轮机排汽口。
2.2.2.4管道疏水
在前汽封第一段漏汽至汽轮机第5级前的两根89x4.5的连通管的最低位置处各设有两个DN20的疏水口，其中一路硫水接至小汽轮机排汽口，另一路接至主机疏水扩容器。
在排汽管上还有一部分疏水口，由用户自己接配。
2.2.2.5系统运行
本锅炉给水泵汽轮机所有疏水口，在机组启动前必须全部打开并维持开启状态到主汽轮机带40%的额定负荷时为止。
停机过程中，待到主机负荷下降到25%时又须重新打开。
要特别注意低压主汽阀阀座前疏水管上的遥控气动截止阀的开启情况。
在机组启、停过程中，它们必须遵守上I述规定开启或关闭。
在汽轮机跳闸时必须立即打开。
汽封及疏水系统图见“汽封及疏水系统图”及“汽封和疏水系统说明书”。
2.3排汽系统
本小汽轮机采用向下排汽，排汽经由直径为2214X12的真空排汽管道，通过曲管压力平衡型波纹补偿器、真空蝶阀和排汽接管进入主凝汽器。
2.3.1对排汽真空的要求
仪表盘设有4个真空压力开关，从汽缸后部取压，作为排汽压力保护。
背压报警值为20KPa（a），停机值为30KPa（a）。
2.3.2对排汽温度的要求
二个测点在汽缸后部上。
一个测点为电接点双金属温度计，可以就地显示，并有触点可以远传发出报警信号;另测点为WZP:
一221型铂热电阻，可以远传。
正常排汽温度:
40-50℃
当排汽温度>90℃时，报警
当排汽温度>120℃时停机
2.3.3管道补偿
排汽管道上应该设置有压力平衡补偿器，用以吸收设备的较大热膨胀，减少管道对两端设备的作用力。
用户在指定位置安装支吊架时，应考虑选用适当的弹簧刚度和适当的预载，使得膨胀节能够补偿管道的热膨胀，并使汽机排汽口和凝汽器进汽口的受力符合要求。
2.3.4排汽系统的结构
整个排汽管道由异形管、曲管压力平衡型波纹补偿器、真空蝶阀、弯管、直管、疏水阀门、水封式截止阀等组成.
在汽缸后部顶上装有独立部套大气阀（00.035z），当背压＞0.136MPa（绝）时，大气阀动作，以保护汽缸后部。
在排汽管上装有手动截止阀，以便在必要时打开该阀破坏小汽轮机真空。
2.3.4.1真空蝶阀
在采用汽动给水泵的火力发电厂中，真空蝶阀是必不可少的重要设备之一，它用于锅炉给水泵汽轮机排汽管与主汽轮机凝汽器相连接的排汽管道中。
其功能是保证整.个汽轮发电机组正常运行。
即投入锅炉给水泵汽轮机后，真空碟阀开启，保证该汽轮机正常运行条件下排汽能畅通地排入主汽轮机凝汽器。
同时在机组甩负荷或锅炉汽动给水泵为检修而切除时，真空蝶阀关闭，切断主汽轮机凝汽器和锅炉给水泵汽轮机之间的通路，维护主汽轮机凝汽器的工作背压，保证主汽轮机的安全运行。
真空碟阀由电动装置控制，具有手动功能。
带有限位开关和转矩开关，并具有现场开度指示和远距离开度指示功能。
有就地控制盘和能向集控室发讯的功能。
真空蝶阀阀体采用硬金属密封好的密封性能，、阀板为碳钢制件，阀轴为不锈钢件，蝶阀使用良好的密封材料，能保证真空蝶阀有良并且应当转动灵活，不得卡死。
阀体与管道采用法兰连接，容易拆装。
阀轴采用石墨密封，并采用双向。
真空蝶阀结构要求简单使用方便，一般为外购件，详细情况可见制造厂的使用说明书。
2.3.4.2管道
排汽管道由异形管、曲管压力平衡型波纹补偿器、弯管、直管等组成。
管道均由12mm厚的钢板（材质为Q235-A）、卷制后焊接而
成。
其中异形管即是由汽缸后部的矩形排汽口与排汽管道的圆管之问的过渡段。
曲管压力平衡型波纹补偿器采用多层薄壁不锈钢多波节波纹管结构。
为了保持排汽管道中的真空度，不允许管道泄漏，排汽管的联结采用焊接结构，但是为了装拆方便，布置了相应的法兰连接面。
2.3.4.3其他设备
为了在机组启动和停机后使凝结水排出，使排汽管道不积水锈蚀，管道下部装有疏水管道，每个波纹节下部各装有一个疏水接口。
每个疏水管道上均装有疏水截止阀。
在排汽管道与主凝汽器间还装有连通管（57X3.5）连接真空蝶阀的前后部分，此连通管间装有相应的截止阀。
2.3.5安装要求
2.3.5.1在安装排汽系统设备时，应当有良好的支吊架，以便管道、真空蝶阀、波纹补偿器等自身重量由支吊架承担，仅有微小的力传到凝汽器和小汽轮机的汽缸后部（排汽缸）上，并且保证排汽管道对汽缸后部始终保持有向下的作用力。
2.3.5.2吊装真空蝶阀时，只能使用临时装焊在阀体或相连接管道上的起吊环，或利用真空蝶阀上的法兰孔为吊装用，不准将真空蝶阀上的电动装置或打开蝶阀，直接用钢丝穿入阀体内表面，当作起吊用。
严格防止真空蝶阀密封面损坏。
2.4滑销系统（见图2）
本小汽轮机在汽缸后部排汽中心左右两侧的撑脚下各有个横向滑键，滑键紧配在与基架销死的垫板上，而与撑脚底部的键槽之间有0.04-0.08mm的滑动间隙，排汽口中心成为汽轮机静子相对于基础的静止点即绝对死点。
静子在前轴承箱底部还焊有两块横向布置的直立钢板作为挠性支撑。
补偿汽缸热胀和冷缩，前轴承箱通过其下半上的左右两扇形法兰和前汽缸紧固在一起。
汽轮机启动后，汽缸从排汽手中心起，带动前轴承箱一起向前膨胀。
本汽轮机没有纵向键。
静子横向膨胀时，其中心线位置靠汽缸后部尾端的一根弹性梁来保证。
弹性梁是在机组找中完，毕以后焊.上的。
它是一根截面为70x70的方钢，其中部与汽缸后部下半尾端的一块小弹性板焊住，两端分别与汽缸后部撑脚，下面的、和基架销在一起的垫板焊死，从而起到纵向键的作用。
转子相对于静子的静止点，即相对死点在前轴承箱内推力轴承的工作面处，汽轮机启动后，转子由该处向低压端膨胀。
在前轴承箱内装有轴向位移指示器，用来监视转子和静子间的相对轴向位移，此轴向位移报警值为0.18mm，停机值为0.25mm（以推力瓦磨损值为准）
3.本体结构
3.1轴系
3.1.1转子
本小汽轮机转子为整锻转子，材料为30Cr2Ni4MoVo转子总长3041mm，前、后支持轴承中心线之间的距离为2384mm，转子总重约为3180kg.整体转子上加工有6个锥形叶轮。
由于本小汽轮机有较高的运行转速（6000r/min）和较宽的转速运行范围（3000一6000r/min），为此，叶片是不调频的，并且各级动叶叶根均设计成纵树形叶根，转子设计也考虑了转速变动范围远离一、二阶临界转速。
3.1.2动叶片
动叶片共有6级。
第1-3级动叶片为等截而直叶片，第4-6级动叶片片为扭叶片。
为防止湿蒸汽水蚀，在次末级和末级动叶片上钎焊司大立合金片。
3.1.3转子动平衡
转子的动平衡依靠在转子第1级和第6级轮盘外端面（即1#,2#平衡面）上平衡螺孔内加放平衡螺塞来实现，如果电厂需要重新动平衡，则可通过前汽封体及排汽缸上的预留孔用专用工具取或加平衡螺塞，不必揭缸。
3.1.4轴承
3.1.4.1径向轴承主要由5块可倾瓦组成，瓦块装在上、下部分的轴瓦体内，轴瓦体.上相邻两瓦块间的空档处均有一径向进油孔。
运行时，油从这些径向孔流入到各可倾瓦与轴颈表面间形成油楔，润滑油最后从轴承两端流出，进入轴承箱的回油腔。
3.1.4.2推力轴承的正反向各有6块推力瓦。
推力瓦装在均载板上，使得各瓦块负荷都能随时均等。
润滑油通过轴承体背部的环形缺口与径向槽流到轴颈表面，再沿轴颈表面轴向流到推力盘表而的内径处，然后沿径向外流，油流随着推力盘的旋转作周向流动，进入推力盘和瓦块之间形成油楔油最后从推力盘顶部外缘甩出，进入轴承箱的回油腔。
3.1.5盘车装置
本小汽轮机采用高速速盘，盘车转速为40.8r/min，小汽轮机在每次冲转前必须投入盘车，盘车时间不少于45分钟。
机组停机后必须连续盘车到转子完全冷却为止。
盘车装置在后轴承箱上。
详见盘车装置说明书。
3.2汽缸
本小汽轮机为单缸机组，具有水平中分面。
因工艺原因，汽缸分成前、后两部分，两者由垂直法兰经螺栓固定在一起。
3.2.1汽缸前部与低压蒸汽室
汽缸前部和低压燕汽室是分别浇铸的。
汽缸前部水平法兰的连接采角倒锥形双头螺栓，以改善螺纹受力，螺栓的预紧力为310MPa汽缸前部和低瓜蒸汽A的前端壁上各有8个一一对应的螺孔，低压蒸汽室上的各个孔分别与8个喷嘴腔室相通，这些孔可以用来接装压力传感器，测量调节阀阀后的压力。
3.2.2汽缸后部
汽缸后部为焊接结构，其内部是一个焊有导流装置的排汽蜗壳，故排汽损失小。
汽缸向下排汽，排汽口采用焊接组成的方法兰与排汽管道相连接，对此用户可在现场拆装方便。
在汽缸后部的下半设有两个篮式探头，用于测量排汽口静压及排汽温度。
3.3喷嘴、隔板
本小汽轮机的低压喷嘴组和5级隔板均采用焊接结构
3.3.1喷嘴
低压喷嘴装在相应的低压蒸汽室中。
3.3.1.1低压喷嘴组共有58只静叶，与前、后末块分隔成59个通道。
共分成8组，各组分别与低压蒸汽室的8个独立腔室中的一个相通。
各由相应调节阀供汽。
低压喷嘴组固定在前汽缸上半。
当低压喷嘴组装入低压蒸汽室后，其两端径向面被蒸汽室之径向端面上的固定螺钉挡住，以便与低压蒸汽室一起吊装。
且低压喷嘴组两径向端面上的固定螺钉洼窝比低压蒸汽室两径向端面的相应洼窝深，故喷嘴组两端径向面与固定螺钉头间.有0.50-1.00mm的膨胀间隙。
3.3.2隔板
各级隔板均设置水平中分面。
各级隔板的上、下半的进汽侧装有定位键，以保证上、下半隔板同心，此定位键用螺钉固定在下半隔板上，上半隔板有定位键槽，以便配合使定位键装入上半隔板的定位键槽中，并且隔板的中分面设有隔板用键，其作用是一方而为了加强隔板强度，另一方面是为了加强密封性。
其上半隔板用止动搭子挡住，可随上半汽缸起吊，下半隔板用靠近水平中分而的搭子和位于底部的平键来固定，以保证隔板的水平和左右的正确位置。
3.4阀门
本小汽轮机低压进汽由一个低压主汽阀和八个低压调节阀控制。
辅助汽源管道通过管道节流阀与低压主汽阀相联。
3.4.1低压主汽阀
低压主汽阀为直通式结构，壳体为铸钢件。
阀门直接与作为调节阀进汽室的低压蒸汽室壳连接，低压主汽阀与其操纵机构低压油动机相连，并弹性地支撑在基架上，低压主汽阀的进汽管由用户自备管道接配时应考虑适当的冷紧，并采用永久性支架，以保证进汽管对主汽阀较小的作用力低压主汽阀内部主要由碟阀与滑阀组成，滑阀同时又是预启阀，借此可减小阀门的开启力，预启阀行程为13mm。
阀门的开启力由低压油动机提供，阀门的关闭依靠弹簧力的作用。
低压主汽阀油动机的工作原理详见调节保安系统说明书。
低压主汽阀阀碟总行程为95mm。
在全关、全开位置分别设有行程限位开关。
低压主汽阀除设有永久滤网外，还有一层临时滤网，此临时滤网须待电厂试验运行完毕后再磨掉焊点取下。
3.4.2低压调节气阀
低压调节阀共8只，分别控制低压喷嘴室8个腔室的进汽。
8个低压调节阀公用一个提升板，由一个低压调节阀油动机通过一杠杆机构来控制阀门的开关与开度。
阀门的开启力与关闭力均由高压油提供。
油动机油缸的高压进油量由电液伺服阀控制。
万一伺服阀失去控制信号，伺服阀的机械偏置会使低压油动机活塞上行，关闭低压调节阀。
低压调节阀油动机的工作原理详见调节保安系统说明书。
3.4.3管道节流阀
当主机负荷在额定负荷25%以下时，只由辅助蒸汽通过管道节流阀供汽;当主机负荷在额定负荷25%-40%时，由辅助蒸汽和低压工作蒸汽共同供汽;当主机负荷在额定负荷40%以上时，管道节流阀关闭，完全由低压工作蒸汽供汽。
管道节流阀油动机的工作原理详见调节保安系统说明书。
4.其他设备（见调节保护系统说明书和润滑油系统说明书等）
5.小汽轮机接口上的力和力矩的限制。
5.1小汽轮机本体各接口上的力和力矩的限制.
作用在小汽轮机上任何接口的总合力和总合力矩不得超过下式的限制：
F=4.448[（472440.9D-8.8506M）/40]
式中;F一总合力，单位:
N;
M-总合力矩，单位:
N·m:
D一当接管直径小于或等于0.2032m（8英寸）时，
D=管径，单位:
m;
当接管直径大于0.2032m（8英寸）时
D=0.4046[管径]/3,单位：
m
注意:
当管径超过0.3048m时（即12英寸），应当查美国管道手册，把公制管道直径换成美国相对应的英寸管径，然后直接把英寸直径代入【】内进行计算。
算例：
有一直径为0.1524m（6英寸）的接口,经过计算得到其所受的反力和反力矩为F=892.4N（200磅）
M=4519.5N·m（4000磅·英寸）
由前面提及的公式:
F=4.448（472440.9D-8.8506M/40）
求得允许总合力[F]为:
[F]=4.448X（472440.9X0.1524-8.8506X4519.5/40）
=3558（N）
这就是说，当合力矩为4519.5N.m时，由于经计算所得到的总合力仅为892.4N，比允许总合力3558N为小。
即F=892.4N<[F]=3558N
经计算所得的力F=892.4N和力矩
M=4519.5N·m是可以接受的。
注意:
a.除上面所介绍的限制外，作用在汽轮机汽缸后部（排汽缸）排汽法兰上的垂直向下的力（包括压力负荷在内）最大不得超过445400N。
b.关于汽轮机纵向中心线的翻转力矩，最大不得超过22000N·m。
c.在汽轮机汽缸后部排汽法兰上，必须永远受正的、向下的力（不包括压力负荷）其所受的最小的向下的力不应小于22260N.
5.2低压主汽阀接口上力和力矩的限制
低压主汽阀接口上的力和力矩的限制值可按“5.1”所诉准则进行判断。
一般接口的力为3750N，力矩为8600N.M时即为合格。
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