火电厂给水系统及其设备

第五讲给水系统及其设备系统概述 给水泵 汽动给水泵电动给水泵给水泵组的运行与维护上诲僉通共修盘滋工程可處所上诲僉通共修盘滋工程可處所上诲僉通共修盘滋工程可處所压水置来 高鳖水 过，鑒 绘外旁初 ，此压融 力。高的 压水 高给轮系 提的汽水 泵炉及给 加铸以。- 迂作温温 述 通，减的 比 水口级汽 槻 结入二蒸 统 凝器、口 心主煤一出 粢 的省的备 中的器设 节- 水锅过上 一 券到 带 第能氧送毂调 丿力幣温以 鬥将，减用 要是后囱， 、王能之彙 内1心温 柏要加再减晞台动兄置厶口 一oflN 系% 464 M系器还鲁細彭给O泵前动至 给水热统减凝徐州的潴水的汽40换省Xssoo计 给炯系的自、徐应50给动对组切淤2真组5010设一 二 I - 在贝案而H - 泵軻方，汽汽仍勺 单辭泵口凝泵，讨的水时软 泵容要独嘗联 动于0%0%故be 汽低X5前套X5组加 量2X目配2 比机要比 0%方泵轮需组汽 10较熏5台 配比容泵囂一考系 。节0%粪汽是匕本 素调10给泵矍紗 因，然的水水爺案 种配虽套给给，掰方 多匹。配0%0%泵遞置 于相行泵1010动；配 定荷运水，上汽肛泵 决负常绘外体量恥水 ，的R0%暫蓉O给 10:0%蜗动 选主机审备X5削汽 書证由国设2傭oy 蛰泵保但以助配軌X5 歎围元畅用 台范，性轮泵万树采 的荷源济汽水皿傘都 。畫汽经泵结30TO大上诲僉通共修t S 朮诽r 戈？ eM 日xb 雌置勿泵臥10计在ell 动据后设水同量压动驱前设仅PP 电根装按给，水水汽札目的，Li安十 素般设 翹到赵 祖考暑 经同瓯 ，遍 I L 靠R,普案再踊路曲 可MC的方賢锚旁与 ，%B组能a-压泵 便30柚功行 高置 方为数用运6;按前 动荷参备大於也的 启负和虑最删程泵 组流量考的啊扬动 机直容不统讯。电 到小同，系岀口量 , 虑最外泵水秣漏。动 考炉内动给卵泄量驱 要锅国启按葩水裕机 主的考动水卄封当动 ，荐参电出丽密适 择摊，CR量FC及有 选厂要BM容了留 量炉需0%定虑齢并 容锅等X3额考咄计 的海管1的还和设 泵上冲置泵时斜力 b上俗衣通丈修盘滋工程可究所釆用双列高加的原因(1) 单列布置的高压加热器(以下简称高加)负荷适应性较差，当高加故障停 运时，整列高加停运，对大容量机组而言将对机组运行产生较大冲击。(2) 由于单列高加布管数量较多，蒸汽在高压加热器内的流型分布复杂，易 出现较大的换热死区，从而影响传热效果。(3) 单列高加管系支撑结构，防汽.水冲蚀结构和防振结构较复杂。(4) 单列高加管板厚度较大，在汽侧与水侧温差大的情况下，特别是在启. 停期间，管板将产生较大的热应力而不利于机组的长期安全运行。(5) 管板厚度.尺寸与质量均较大(直径约3000mm.厚度约730mm,质量约 40t),水室球形封头较厚，导致锻造、机加.堆焊与质量保证困难较大 ,订购和加工在国内还没有经验。(6) 单列高加的制造.运输.安装成本高。(7) 单列高加外部的汽.水管道系统的设计较为简单，阀门及控制元件少， 控制管理方便，但管道.阀门的通径变大。(8) 如果采用双列形式，1000MW机组的一列高压加热器的实际容量只有 500MW,其高加水室、筒身直径都小于600MW机组，尽管设计压力比超临 界机组略高，其管板厚度与600MW机组高加相当，国内几个主要电站辅机 厂均能设计制造。采用双列高加的原因现1000MW超超临界压力机组，其汽轮机高加回热系统给水温升一般达110C左右 。如采用单列，一旦一只高加发生事故，整个高加系统将解列。此时锅炉进水温度将下降110flC,对锅炉影响很大。而采用双列高加，一只高加发生事故，本列高加解列，还有另一列高加继续运行，其锅炉进水温度，仅下降55左右。根据大型机组高加出力对机组热耗的影响研究，高加出口温度下降1C,将使汽轮机 热耗上升2kJ/(kWh)左右。由于单只高加事故而导致的汽轮机热耗增加，单列高 加要比双列高加大110kJ/(kW-h)左右。尽管单列高加的方案初投资少于双列高加的方案，但双列高加的方案在机组运行的灵活性和经济性上却优于单列高加的方案。采用双列高加方案，降低了高加故 障期间的汽轮机热耗。采用双列形式高加带来的问题是由于加热器数量增加，除氧间需增加一层布置加 热器，整个除氧间高度需要增加。而采用单列高加配置，由于容量增加，其水室 和筒体的直径需增加至 62600和 63000,管板厚度增加将超出制造厂机加工能力范围。欧洲百万等级机组配置高加均采用立式，结构也与国内600MW机组配套高加不同。目前国内唯一配置单列高加的外高桥三期，采用的是卧式，双流程U型管型式高加，由上海动力设备有限公司设计制造。 每列三台高加给水采用液动(或电动)关断大旁路系统。当任一台 高加故障时，三台高加同时从系统中退出，给水能快速切换到该列 给水旁路。机组在高加解列时仍能带额定负荷。这样可以保证在事 故状态机组仍能满足运行要求。给水泵出口设有最小流量再循环管道并配有相应的控制阀门等，以 诙葆雀机组局易或低员荷工况疣亘泵药流薑大于其允许的最小流昼 ，最小流量再循环管道按主给水泵.前置泵所允许的最小流量中的 最大者进行设计，保证泵组的运行安全。每根再循环管道都单独接 至除氧器水箱。给水总管上装设30%容量的调节阀，以增加机组在低负荷时的流量调 节的灵敏度。机组正常运行时，给水流量由控制给水泵汽轮机的转 速进行调节。高压旁路的减温水从从省煤器前给水管道上引出。给水系统还为锅炉过热器的减温器.事故情况下的再热器减温器、 汽轮机的高压旁路减温器提供减温喷水。锅炉再热器减温喷水从给 水泵的中间抽头引出；过热器减温喷水从省煤器进口前引出；汽机高压给水管道材料采用15NiCuMoNb5-6-4 (EN10216-2)。至过舲琳逑温水省管入III,rK-冷”舟圧另曲-I-FU局乐加谢aF2AA爪加”品化祸洗加机加奴 収样一nr：门门* !/；rd至IM炉卅功舖坏菸命乐冷却除讯器戒啪洗 帅轨 355. 6 x 25 (WB36 )18kg1U4UU19旋转方向顺时针以驱动端向自由端看）20轴承形式多油契套筒式径向轴承+可倾瓦推力轴承21驱动方式电动机表5-2-6徐州彭城电厂电动给水泵组前置泵参数性能汇总表（HZB253-640）序号参数名称单位运行工况点额定工况点最大工况点单泵最小点1进水温度r1481482进水压力MPa0.650.653流量t/h10602214扬程m141.8151. 475转速rpm149014906泵的效率%85. 4236.237进口法兰处需要吸入净正压头（0%NPSHr）m7.63/8轴功率kW479.35251.739出口压力MPa1.92.010设计水温c20011泵体设计压力/试验压力MPa2. 5/4. 012关闭压头mH2O15513制动功率kW48014正常轴振（双振幅值）mm0. 0515轴振报警值mm0.116接口法兰公称压力进口MPa2. 5出口MPa4. 017接口管规格（xS）进口mm4) 457 x9出口mm4) 377 x 1218kg550019旋转方向顺时针以驱动端向自由端看）20轴承形式滚动轴承+圆柱型球轴承21驱动方式电动机（与主泵共用同一电机）16 6 1815 H 2523 35 37 24 27 305155 33 21 7170 51Ar-41 卫林67462 3K 65 32 -W 39 H 68k?!；II 上俸衣通丈修念滋工程罚兜所上俸衣通丈修念滋工程罚兜所图5-2-81000MW汽轮机电动给水泵主泵剖视图上俸衣通丈修念滋工程罚兜所上俸衣通丈修念滋工程罚兜所上俸衣通丈修念滋工程罚兜所图5-2-91000MW汽轮机电动给水泵前置泵剖视图念滋工程可處所K、液力耦合器汽动给水泵由汽轮机驱动，在变工况时，通过汽轮机转速变化满足不同负荷 的要求。电动给水泵由定转速的电动机拖动，在变工况时，只能依靠液力耦 合器来改变给水泵的转速，以满足相应工况的要求。液力耦合器是利用液体 传递扭矩的，可以无级变速。它的主要功能是可以改变输出轴的转速，从而 达到改变输出功率的目的。电动给水泵主泵通过液力传动装置的液力耦合器 与电动机连接。液力传动装置主要包括传动齿轮.液力耦合器及其执行机构 （滑阀.油动机.执行器等）、调节阀、壳体以及工作油泵.润滑油泵.电 动辅助油泵和冷油器等部件。图5-2-10是液力耦合器示意图。图5-2-10液力耦合器示意图1 一泵轮2涡轮3主动轴4从动轴5旋转内套6勺管工作原理耦合器泵轮是和电动机轴连接的主动轴上的工作轮，其功用是将输入的 机械功转换为工作液体的动能，即相当于离心泵叶轮，故称为泵轮。涡 轮的作用相当于水轮机的工作轮，它将工作液体的动能还原为机械功， 并通过被动轴驱动负载。泵轮与涡轮具有相同的形状.相同的有效直径 （循环圆的最大直径），只是轮内径向辐射形叶片数不能相同，一般泵 轮与涡轮的径向叶片数差14片，以避免弓起共振。（泵轮与涡轮在轴面上构成的两个碗状结构组成的腔室）中的工作液体在泵轮与涡轮间的腔室中充有工作油，形成一个循环流道；在泵轮带动 的转动外壳与涡轮间又形成一个油室。若主轴以一定转速旋转，循环圆由于泵轮叶片在旋转离心力的作用下，将工作油从靠近轴心处沿着径向 流道向泵轮外周处外甩升压，在出口处以径向相对速度与泵轮出口圆周 速度组成合速，冲入涡轮外圆处的进口径向流道，并沿着涡轮径向叶片 组成的径向流道流向涡轮，靠近从动轴心处，由工作油动量距的改变去 推动涡轮旋转。在涡轮出口处又以径向相对速度与涡轮出口圆周速度组 成合冕 *入泵駆禹建口径向流亀 重薪注泵轮审获取能量，泵轮转向 与涡轮相同，如此周而复始，构成了工作油在泵轮和涡轮二者间的自然 环流，从而传递了动力。徐州彭城电厂液力耦合器采用进口VOITH产品。液力耦合器采用整体 集装式箱体结构，液力耦合器将耦合器的主体部分和一对增速齿轮 工作油.润滑油油管路合并在一个箱体中，箱体的下部作为油箱 ，使得箱体和油箱组成一个紧凑的整体。外部为一个整体罩壳，保 证密封严密。增速齿轮为整体式结构，齿轮应由专用机具磨削而成 ,并采用适当的工艺，保证表面的强度。泵轮、涡轮应采用优质材 料制成，并经精细加工，以保证泵轮、涡轮精确配合。耦合器配套 用的离心（或齿轮）式油泵，质量优质可靠。耦合器工作油量使耦合器的工作油温在不同负荷下最大不超过130C ,正常情况下不超过110C。耦合器能在调速范围内各工况点平衡 运行。耦合器能在勺管任何位置启动和停止，且勺管调节时不允许 有卡涩现象.转速控制点漂移的情况。勺管操作方式需采用可靠的 结构，并提供所采用的勺管调节方式.控制过程。耦合器调速性能 曲线，操作电流与输出转速应基本呈线性关系。表5-2-9徐州彭城电厂液力耦合器（VOITH）性能数据项目单位数据型号R17K.2E轮距mm512齿轮增速比输入转速rpm1490输出转速rpm4442传递功率kW3322调速范围%25-100额定滑差%3动作时间s15工作油流量/冷却水量m3/h43. 5/120润滑油流量/冷却水量m3/h14. 5/60工作油冷油器面积m240润滑油冷油器面积m212油箱容积m31. 0增速齿轮形式人字齿轮调节机构形式液压旋转方向（从泵端看）逆时针润滑/工作油泵生产厂商原厂表5-2-10 徐州彭城电厂液力耦合器材质表（VOITH）名称材料名称产地/厂家壳体GG20VOITH轴42CrMo4VVOITH泵轮GS30CrMoV9VOITH涡轮GS30CrMoV9VOITH勺管steelVOITH调速齿轮17CrNiMo6VOITH工作油泵为离心式，供油经过控制阀后进入泵轮。耦合器循环圆内的工作油，由勺 管排出进入工作油冷油器。冷油器出口的油分两路流动，一路直接回油箱，另一路 经过控制阀再回到泵轮，因为勺管内的油流有较高的压力，使它通过冷油器后再回 到泵轮，可以减少工作油泵的供油量，节约油泵的能耗。润滑油泵与辅助油泵为齿 轮式。润滑油泵的供油经过润滑油冷油器.双向可逆过滤器，然后分别送往各轴承 和齿轮处进行润滑，润滑油的另外一路油经过控制油滤网，进入勺管控制滑阀和勺管的液压缸。辅助油泵在耦合器启动前工作，进行轴承的润滑，待各轴承得到充分润滑后，才能启动耦合器。1525332821374134233641 -11 y* 1543K)423821-2019L.Ki!7：2/29311627图5-2-11 1000MW汽轮机液力耦合器剖视图動上诲僉通共修液力耦合器卜用卷利量匕。富 的。流XJ全的 轮行水aI.安大 涡运给MP又较 变下求12济有阻转外 的运。体 上续击本 矍冲除 黑的； 从萼失 当动过损 ，原力率0 液互 过相 通能。作动系有差功 滑婪的 一免定 时，统一改率要达经要 来效时可既需 置高火差不 位较点压求札 管在炉后要动。舉，传，器囂 勺组锅足电间舊靠性大合合格 变泵。蔦使时涡生可柔薔尊 卷求阀可。击与产全鲁力力， 要节即便冲一安毒液參 通，况调速方受泵动合，是设 。变工，转合的器从用耦时此点助 霞火足出壽會耐于加因缺辅 書点满输且动書固由增的套 级得炉来低动启。动坚。然损器一 无都锅压降起少动王，护突受翕 现程足肇载减振以损保矩致耦增 实扬满流只空线离所磨载扭不力还 可、/可爭隔/无辻力丽液，是可长工制护时矩不命，至保转。扭动寿tW可运贵r)5上诲僉通共修盘滋工程可處所液力耦合器液力耦合器调速给水泵可从如下方面获得经济性:使用液力耦合器后，给水泵可在较小的转速比下启动，启 动转矩较小，电动机的容量就不必过于富裕，避免大马拉 小车的现彖。正常运行中使用耦合器调节给水，与传统的节流调节相比 ,无节流损失。虽然低转速比时，耦合器有一定的功率损耗，但其最大损 醫在转速比为2/3工况时，且功率损耗值不超过其传掩功 率的15%,故在低负荷运行时，其泵组经济性更为明显。减少给水对管路、阀门的冲刷，延长使用寿命。上诲僉通共修盘滋工程可處所第三节给水泵组的运行与维护汽动给水泵组和电动给水泵组的运行方式大致相同。在以下的叔述过程 壬，除审动线亦泵的眉动与调节外，将电动给水泵组与汽动给来泵组放 在一起作一齐绍。一、给水泵组的运行1运转前的准备工作(1电材给水皐的电动机单独进行运转试验，检查转动的方向。主给水泵 单独莞成驱动汽轮机运转试验，自动超速脱钩试验，在额定转速5%以上 迅速切断供汽阀门；(2) 检査机械密封.轴端舉封冷卽水琛统，并且检密封冷却蚤 打开令削*圭墨隔蕭團J并县検奪通傘四述皐 恣置泵)。蓋分打开冷却水节流.截断阀，排除冷却水系统两的空(3) 检查电动给水泵液力联轴器的油系统；主给水泵检查油系统；丁藹體出釦擧 护它们，防止其意外夷闭(倔鶴即繰籍號魏所韓霜辭辭竝竝駱阀鹦 嚮爲親耀训縮压密(5) 检查曇小流囂系统上控制阀的工作性能是否可靠。冷却水系统投用， 所有温蘆指示底于限值；(6) 检查整个系统中所有检测仪表和控制机构是否符合设计要求.性能是否稳定.可靠;(7) 进行暖泵，即向冷态中的给水泵注入暖水，使其均匀受热。暖泵 过程需要全开泵的吸入口阀门，暖泵的热水必须流到泵的各个部位 ,并且连续不断。暖泵时，要注意泵轴端的注入式密封装置的注入 水压力在最大压力以下；(8) 启动投运油系统(包括工作油系统和润滑油系统)，检查给水泵 的油系统和电动给水泵液力耦合器油系统的工作性能(如油压和轴 承温度)是否符合设计要求。汽动给水泵小汽轮机盘车装置运转， 润滑油系统与轴密封注水系统工作；(9) 前置泵轴封装置注水，启动投运冷却水系统，检查前置泵机械密封处的泄漏量，检查给水泵轴封系统节流衬套的注入水系统工作是否正常。2. 启动与试运转启动给水泵单元所需要的条件应该是：(1) 安装和校中心良好，并确认。手动盘泵的轴.动静部分是否有摩擦 ，润滑油回路已被冲洗。轴密封.齿轮箱.油站.液力耦合器按照要 求被检查，电动机检查正常。(2) 给水系统吸入管路，泵与排出系统直至压力阀，注水并排出气体。 前置泵进口阀门全开，给水泵出口阀门全关。打开给水泵的最小流量 愉与竄至阀。(3) 给水泵没有反向旋转的条件，如果泵反向旋转，液体将停滞不前， 那么按正确的接线重新安排。若以上的条件都能满足，并且所有控制机构已能执行任务，则电动给水 泵的电动机可以启动，汽动给水泵小汽轮机的盘车装置可投入启动。电动给水泵开始阶段速度近似为1475rpm (液力联轴器最小的输出转速) ，并且运转时要防止最小流量管路上的压力阀关闭。汽动给水泵开始阶 段速度慢慢增加直到2600rpm,并且运转时要防止最小流量管路上的压力 阀关闭。上诲僉通共修盘滋工程可處所3. 启动的一般操作次序(1)启动的准备工作启动冷却水系统。冷却水供应至冷却水腔室.前置泵轴密封冷却器.润 滑油冷却器.主油泵冷却器及电动机冷却器，并且观察其流动方向；检查前置泵机械密封冷却水回路的磁性分离器工作情况。如果有堵塞情 况，则需要进行清洗；开启最小流量回路人工控制隔离阀，关闭给水泵的出口管路阀门；ra正常情况注水入泵内：开启管路系统的排气口。仅仅当液体温度80C 时才进行(防止在阀门位置附近有泄漏)。紧急情况下注水入泵内：开 启管路系统的排气口。但是不排出压力表管路的气体，仅仅打开给水泵 注入轴唐封节疣衬套的密封水阀门；如果需要，连续数次开启前置泵机械密封水回路的排气口；检查油充满情况。观察前置泵轴承箱，液力联轴器油箱内的充油情况；打开暖泵回路系统上的阀门。(2)电动给水泵启动前的检查和汽动给水泵盘车期间的检查检查前置泵.给水泵、液力联轴器及电动机内部冷却水与给水输送管 路上的泄漏；检查前置泵.给水泵.液力联轴器及电动机油泄漏的情况；检查前置泵机械密封温度，70C发出警报，8(TC切断停泵；检查前置泵.给水泵.液力联轴器及电动机的轴承温度。前置泵90C 发警报,100C停泵；液力联轴器9(TC发警报，95C跳闸；电动机85C 发警报，9(rc停机；检查轴端密封注入水的压力和温度；检查电动机的空气温度，130C发出瞥报，140C停机。(3)启动启动电动给水泵的电动机，液力联轴器输出转速约1475rpm,同时，液 力联轴器从低速加速到最大的输出转速不超过15秒；汽动给水泵组的前置泵启动，最小流量阀打开，当出口压力达到稳定状态后开启出口阀，并且启动汽动给水泵;驱动给水泵的汽轮机转速升至约2500rpm,当泵输送流量达到一定值时 ,关闭前置泵的最小流量阀；检查前置泵的机械密封的温度。监督前置泵.给水泵.液力联轴器及 电动机的轴承温度；增加给水泵的转速，直到泵出口压力几乎达到泵在正常工作时的压力开启给水泵出口的阀门； 根据给水泵的性能曲线图，监视泵工作的极限曲线;监视最小流量阀开关(开或关)的位置。电动给水泵流量小于最小流 量3172t/h，打开最小流量阀，到某一值关闭。汽动给水泵的流量小 于528.5 t/h。打开最小流量阀，到某一值关闭；(4)在泵启动直至带负荷后的检查检查前置泵机械密封循环水出口温度，80C警报，95C停泵；检查前置泵.给水泵.液力联轴器.电动机的轴承温度。汽动给水 泵前置泵驱动侧径向轴承温度，90C警报，10(TC跳闸。汽动给水泵 组径向轴承温度达到90C发警报，100C停泵；推力轴承温度达到 90C发警报，达到10CTC停泵；检查油压力。辅助润滑油泵工作时，给水泵油压1. 5bar,如降低到 0. 8bar则停泵；检查滤网的压力差是否合适。压差为0. 7bar发警报；检查前置泵机械密封泄漏的情况，前置泵与给水泵平衡的情况；检查轴封注入水系统的泄漏量；电动给水泵组还需检查工作油压力和温度。当温度超过110C时报警 ,大于130C时跳闸。上诲僉通共修盘滋工程可處所4. 泵运转期间的管理泵运转应该平稳.无噪声，任何时候的振动均在允许的界限内。泵 绝不容许干转。在泵出口阀关闭，同时最小流量装置延长开启的期 间要避免碰撞（部分负荷时由于汽蚀而损坏最小流量阀）；轴承温度在室内可以达到50C以上，但是不应该超过75C; 在旋转位置指示器上，检查原动机旋转位置；在泵整个运转期间，供应管路的截止阀必须畅开；检查轴密封的泄漏量和轴密封循环管路冷却密封水的温度;检查冷却液体的流量与温度，并且检查它们的最大温差不能超过10C;检查轴承.液力联轴器，联轴器的润滑剂的质量与数量。(1)电动给水泵的停止步骤泵组其它部分处于随时可投用状态关闭出口阀，停电泵，确认其平稳地停止;确认最小流量阀工作，最小流量管被暖管，确认辅助油泵启动;记录惰走时间，停止辅助油泵，冷却水仍旧投用。 泵组维修或延长停用时间关闭出口阀，停电泵，确认其平稳地停止;确认最小流量阀工作，最小流量管被暖管，确认辅助油泵启动;记录惰走时间，停止辅助油泵，冷却水仍旧投用; 关闭最小流量阀，关闭进口阀；让泵冷却到环境温度并泄压，开启放水阀(泵.进口管.连接管. 出口管)；出口最小压头不低于150m,除了启动和停止期间。(2)汽动给水泵的停止步骤暖臺后靠水 被盘安钟青放 管将被分当关启 量内该一：开 可其流秒应后后。间其流秒应后置阀。 时认小10就用止行时认小10就用装量压盘闭七m 能应开待 不就打筒 内，被套 秒pm讲讣。 loor应须用 ;后50就必投 动止到阀就旧 启W，仍 泵麦电用水 油果骞番 助如15 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检查传动装置的转动方向。5.传动装置过载：可能是由于液体密度或流速变化造成的。6密封机热温应衣趾遊価是館水潸邃堵塞*密封水的磁性分离器堵塞 ,处理方法是清廉堵塞痂确保冷却蘇通。7密封泄漏：可能是密封面损坏，可检查密封面，如已损坏，则予以更换2.34.8转魅低.叶轮损坏或堵搴、吸 K倒疣入孰 展查泵的传癡置和 轮.检查泵的传动萋置转向是否正确。石址活弋低.吸 电损还r 龜发传动 物.更换叶轮、:振动大的原因很多，主 碍沙对中啟请黏以上诲僉通共修盘滋工程可處所谢谢大家上诲僉通共修盘滋工程可處所