汽轮机凝汽系统检修方案设计.docx
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汽轮机凝汽系统检修方案设计
学院2015届课程设计
电厂300MW机组
汽轮机凝汽系统检修方案设计
专业：
热能动力设备与应用
姓名:
....
学号：
08号
指导老师：
..
时间：
2014年6月15日
前言
本设计是针对300MW机组汽轮机凝气系统检修设计的。
汽轮机及其和热力系统是电力生产和热能应用领域中最重要的生产系统和设备，它直接关系到生产的安全性和经济性。
通过本专业的学习，掌握了热能设备基本构成和主要系统、设备构造和相关工作特性，建立热力循环概念，理解热力设备和系统的经济性指标和安全性指标，熟晓各类常见热力系统故障，知晓热力设备和系统的有关计算规范和步骤。
通过这次的课程设计，我们可以获得综合运用课程中的基本理论和知识、技能来分析解决实际问题的能力；同时也培养了运用现代信息技术获得信息，解决实际问题的能力，培养严肃、认真、科学的工作作风和开拓创新的精神
编者
2014年6月
前言
1.3汽轮机的辅助系统与设备·........................................................................9
1.4汽轮机常见的故障和检修.............................................................................9
2.13凝汽器工作原理.............................................13
2.14凝汽器的结构...............................................14
2.15凝汽器的类型..............................................15
2.16凝汽器的运行..............................................15
2.17凝汽器内空气的影响........................................16
3.2技术规范......................................................20
4.2，设备参数及设备技术规范.......................................................................25
5.2工作原理...................................................................................................29
5.3设备优缺点.............................................................................................30
5.6现场清理........................................................................................................31
第一章汽轮机主要参数和概述
1.1设备特性概述
1.11汽轮机主机概述
N300-16.7/537/537型汽轮机是上海汽轮机厂引进美国西屋公司技术制造的，为亚临界、一次中间再热、高中压合缸、双缸双排汽、单轴、冷凝式汽轮机。
该汽轮机本体由转动和静止两大部分组成，转动部分包括叶栅、叶轮、主轴、联轴器及紧固件，静止部分包括汽缸喷咀室、静叶持环（隔板套）、汽封、轴承、轴承座、滑销系统、机座、有关紧固件组成。
机组整个通流部分由高压、中压和低压三部分组成。
高压汽缸内有一个部分进汽调节的冲动级，和十一个反动式的压力级，中压缸有九个反动式的压力级，低压部分为两分流式，每一流由七个反动式压力级组成，全机共35级。
高压蒸汽经主汽门、调速汽门后，由高压上缸三根和下缸三根进汽套管连接到高压缸的喷咀室，蒸汽在高压缸内做完功，通过高压外下缸的一个排汽口流到锅炉再热器，蒸汽再热后，通过两个再热主汽阀一调节阀从中压缸下部进入中压缸的进汽室，蒸汽流经中压叶片，通过联通管到低压缸，从低压缸中部经分流环后，分别流向两端的排汽口进入凝结器。
1.2主要技术规范
1.2.1型号：
N300-16.7/537/537
1.2.2额定转速:
3000r/min
1.2.3旋转方向:
从汽轮机端向发电机看为顺时针方向
1.2.4功率:
额定功率:
300MW
最大连续功率:
320MW
1.2.5额定蒸汽参数:
主汽门前压力:
16.7MPa
主汽门前温度:
537℃
主汽门前流量:
912.7t/h
再热主汽门前压力:
3.216MPa
再热主汽门前温度:
537℃
再热主汽门前流量:
743.2t/h
1.2.6最终给水温度:
额定功率工况为274.9°C
1.2.7冷却水温度:
额定值:
20℃；最高值:
33℃
1.2.8排汽压力:
额定功率工况:
0.00539MPa
夏季额定功率工况:
0.0118MPa
1.2.9末级动叶长度:
905mm
1.2.10汽轮机保证热耗:
额定功率工况时，汽机净热耗:
7918.4kj/kw·h汽耗:
3.031kj/kw·h
1.2.11发电机效率:
额定功率工况为98.85%
1.2.12配汽方式:
喷咀调节或节流调节
1.2.13给水泵驱动型式:
小汽轮机驱动
1.2.14各级抽汽参数:
汽缸
抽汽
序号
抽汽
级数
供加
热器
抽汽
口数
额定工况
压力（MPa）
温度（°C）
流量
（kg/h）
高压
缸
1
7
1高
1
5.968
387.8
68793
2
11
2高
1
3.573
320.3
74671
中
压
缸
3
16
3高
1
1.616
431.8
36360
4
20
小汽轮机
1
0.734
325.8
31991
除氧器
29241
低
压
缸
5
22
5低
1
0.318
226.2
32401
6
24
6低
1
0.1315
139.5
19962
7
25
7低
2
0.0700
90.2
30742
8
26
8低
4
0.0223
62.5
25567
1.2.15汽轮机组轴系的临界转速:
轴段名称
一阶临界转速r/min
二阶临界转速r/min
高中压转子
1732
4000
低压转子
1583
4000
发电机转子
867
2256
励磁机转子
2532
4000
1.2.16主要部件重量、材质：
名称
重量
材质
高中压外缸
上缸：
33142
下缸：
36500
ZG15GRMOA
高中压转子
26535
30GR1M01VA
低压缸外缸
上缸：
37060
下缸：
92628
Q235-A-0
低压转子
61568
30Gr2Ni4MOVA
1.2.17汽轮机轴振动范围：
正常运行:
0.076mm报警:
0.125mm脱扣:
0.25mm
1.2.18外形尺寸（长×宽×高，包括罩壳）m：
18.069×10.373×6.882（m）
1.3汽轮机的辅助系统与设备
汽轮机的辅助系统有凝结水系统、给水系统、循环水系统、开式水系统、闭式水系统、真空系统、辅助蒸汽系统、压缩空气系统、调节保护、油系统等。
辅助的设备有高压加热器、低压加热器、除氧器、凝汽器、油系统设备（油箱、启动泵、直交流润滑泵、冷油器、滤油器等）、控制系统设备（DEH、TSI、ETS、开机盘、高中压油动机等）
1.4汽轮机常见的故障和检修
常见故障与处理（见下表）
序号
故障现象
故障原因
处理方法
1
油箱油位下降
系统漏由，事故放油门漏
检查、消漏、加油
2
油系统着火
系统漏油，油滴到蒸汽管上；或轴承油档漏油；或润滑油压太高，油从油档处喷出
消除漏油用灭火器
扑灭火焰，火大停机，
开启事故放油门
3
机组振动
转子不平衡
转子热弯曲，动静部分摩擦
汽封局部摩擦
对中不良
轴承失油干摩擦
推力瓦严重磨损造成动静部分摩擦
轴承油膜失稳或破坏造成油膜振荡
轴承座不稳定
电机磁场中心不对
电机线圈匝间短路
电机空气间隙偏差超标
找平衡
停机，盘车2h后再启动
停机，盘车2h后再启动
重新找中心
查明失油原因，进行处理
停机处理推力瓦
调整轴承比压
重紧地脚螺栓或二次灌浆
调整磁场中心
处理线圈
调整空气间隙
4
推力瓦块温度高
瓦块接触不均匀
装配质量不合标准
前轴承瓦销钉不到位，上下瓦前后错位
进油量少
仪表误差
解体研修
解体重装
重装销钉
检查进油孔
检查调整
5
运行中推力瓦块温度急剧上升
转子轴向位移超过标准，瓦块严重磨损
停机检查
6
轴向推力增大
进入汽轮机主蒸汽带水
高加漏水进入汽缸内
通汽部分的机械损坏
蒸汽温度急剧下降
动叶流道积有盐垢
调整蒸汽参数
检修推力瓦，修补或换瓦
揭缸检查，视破坏情况作相应处理
调整蒸汽参数
清理汽道盐垢
7
支持轴承钨金磨损及脱落
轴承钨金间隙处落入杂质
油间隙不对
瞬间断油
轴电流腐蚀
油质劣化、杂渣、水分等超标
清理轴瓦，研修轴和轴瓦
调整间隙
启动直流油泵，检查油系统
测轴瓦绝缘及更换绝缘垫，研刮轴瓦
加强滤油及油质处理，研刮轴瓦
8
汽缸法兰接合面漏气
汽缸法兰接合面局部不平整
汽缸变形
螺栓松紧顺序和紧力不均，不对称或紧力不够
暖机或机组启动过快
涂料不均或有杂质
研刮，加网垫，刷镀
研刮法兰接合面
按螺栓松紧顺序对称拧紧
控制启动温升时间
严格控制涂料质量，重涂涂料
9
调节系统不能维持空负荷运行
调节汽门阀芯漏
调节汽门开度不对或未关严
调节系统整定值偏差
油质不良造成调节部套卡涩
研磨阀芯或重新调整
重新调整汽门开度
重新调整
重新滤油
10
调节系统摆动
管内有空气
油压不稳，调速蝶阀偏斜
调节汽门卡涩
调节系统迟缓率过大
特性曲线不符合要求
调节系统部套漏油
消除空气
解体检查
解体检查
检查连接件尺寸
更换部件，使特性曲线合格
消除漏油
11
危急遮断器拒动或动作没规律
油有杂质，芯杠卡涩
油门卡涩
芯杠弯曲
弹簧变形或断裂
主轴上安装遮断器的孔与轴线不垂直
滤油，清洗
解体检修油门
更换
更换
更换主轴
12
主汽门不严
阀杠卡涩
阀芯阀座不严密
油动机卡涩
解体、检查
研磨阀芯
解体检查
13
调节汽门不严
阀杠卡涩
阀芯阀座不严密
汽门开度不对
调节汽门操纵座的滑架与外壳套之间间隙过小，发生卡涩现象
解体、检修
研磨阀芯
重新调整
增大操纵座滑架与外壳套之间隙
14
抽汽逆止阀不严密
电磁阀失灵
操纵座活塞卡涩
阀杠与密封圈卡涩
操纵座回水孔不畅通
阀芯、阀座不严密
解体检修
解体检查
增大间隙
疏通、增大回水孔
研磨阀芯
15
凝汽器铜管漏
铜管磨损腐蚀
铜管和管板胀口松动
作水压试验，检漏
重新胀管或换管
16
抽汽器失效
射水泵故障
逆止阀失灵
解体检修
解体检修
第二章凝汽器及附件的检修
2.1.1设备概况
凝气设备是由凝汽器、循环水泵、凝结水泵、抽气设备以及这些部件之间的连接管道和附件组成。
2.1.2凝汽器的作用
1、在汽轮机排汽口建立和维持一定的真空，以增加汽轮机蒸汽的可用焓降，提高汽轮机热效率。
2、汽轮机的排汽凝结成洁净的凝结水，送回锅炉重复使用。
对凝结水和补给水有一级除氧的作用，并且可回收机组启停和正常运行中的疏水，接收机组启动和甩负荷过程中汽轮机旁路系统的排气，减少工质的损失。
2.1.3凝汽器工作原理
凝汽器正常工作时,冷却水由LP侧的两个前水室进入,经过凝汽器HP侧壳体,流入后水室,经循环水连通管水平转向后,通过凝汽器HP侧壳体流至HP侧的前水室并排出凝汽器。
蒸汽由汽机排汽口进入凝汽器,然后均匀地分布到管子全长上,经过管束中央通道及两侧通道使蒸汽能够全面地进入主管束区,与冷却水进行热交换后被凝结;部分蒸汽由中间通道及两侧通道进入热井对凝结水进行回热。
LP侧壳体凝结水经LP侧壳体部分蒸汽回热后被引入凝结水回热管系,并经凝结水连通管流入HP侧热井,通过淋水盘与HP侧壳体中凝结水汇合,同时被HP侧壳体中部分蒸汽回热,以消除过冷度,起到除氧作用,被回热的凝结水汇集于热井中,由凝结水泵抽出,升压后输入主凝结水系统。
HP侧壳体与LP侧壳体剩余的汽气混合物经空冷区再次进行热交换后,少量未凝结的蒸汽和空气混合物经抽气口由抽真空设备抽出
2.1.4凝汽器的结构
目前火电厂和核电站广泛使用表面市凝汽器，其特点是冷却介质与蒸汽经过管壁间接换热，从而保证了凝结水的洁净。
2.1.4.1表面式凝汽器
如图所示，冷却水管2装在管板3上，冷却水从进水管4进入凝汽器，先进入下部冷却水管内，通过流水室5流入上部冷却水管内，在由冷却水出水管6排出。
蒸汽进入凝汽器后，在冷却水管外汽侧空间冷凝。
凝结水汇集在下部热井7中，由凝结水泵抽走。
这样，凝汽器的内部空间被分为两部分，称为汽侧；另一部分为冷却水空间，称为水侧。
凝汽器的传热面分为主凝结区10和空气冷却区8两部分，这两部分之间用隔板9隔开。
蒸汽进入凝汽器后，先在主凝结区大量凝结，到达空气冷却区入口处时，蒸汽流量已大为减少。
剩下的蒸汽和空气混合物进入空冷区，蒸汽继续凝结。
到空气抽出口11处，蒸汽的分压力明显减少，所应对的饱和温度降低，空气和很少凉的蒸汽得到冷却。
空气被冷却后，容积流量减少，抽气器负荷减轻，抽汽效果好。
2.1.5凝汽器的类型
按冷却介质分：
表面式凝汽器和空冷式凝汽器。
按冷却水流程分：
单流程和双流程、多流程凝汽器。
按抽气口位置分：
气流向侧式、气流向心式、气流向上式、气流向下式。
2.1.6凝汽器的运行
2.1.6.1机组运行时对凝气设备的要求
为了保证完成凝汽器的任务，机组运行时对凝汽器提出了一些要求。
1.传热性能要好
2.减小过冷度
3.减小汽阻和水阻
2.1.6.2凝汽器运行对汽轮机组运行的影响
1.凝汽器压力升高1Kpa，会使汽轮机的汽耗量增加1.5%-2.5%
2.凝结水的含氧量也和过冷度有关，当过冷度增大，则含氧量增加，将影响蒸汽的品质。
3.凝结水的过冷度增加1℃，机组耗煤量将增加0.13%。
4.循环水泵的耗电量占机组总发电量的1.2%-2%。
5.凝汽器运行的要求:
保证达到最有利真空、减小凝结水的过冷度和保证凝结水品质合格。
2.1.7凝汽器内空气的影响
进入凝汽器的空气来源：
一是有新蒸汽带入汽轮机，由于锅炉给水经过除氧，该量极少；二是通过汽轮机设备中处于真空状态下的低压各级与相应的回热系统、排气缸、凝气设备等不严密处漏入的，这是空气的主要来源。
设备严密性正常时，漏入凝汽器的空气不排汽量的万分之一。
漏入空气量虽小，但危害严重，主要表现为以下几个方面：
1.空气使凝结水过冷度增加
2.空气使凝汽器真空下降
3.空气使机组运行的经济性下降
4.空气使凝结水含氧量增加
2.1.8主要设备规范
型号：
N-17000-3
冷却面积：
17000m2水侧试验压力：
0.525MPa
凝结器压力:
5.39KPa
汽侧设计压力:
0.098MPa
冷却水温度:
20°C水侧设计压力:
0.35MPa
循环水量:
34176t/h
循环水流速:
2.0m/s
冷却管直径:
φ28×1mm
冷却管材质:
主凝结段:
HSn70-1B（砷锡铜）
空冷区、顶圆周段：
BFe30-1-1（白铜）
冷却管数量：
17832根其中白铜：
1580根砷锡铜：
16252根
冷却管长度：
10840mm
2.9检修项目工艺方法及质量标准
检修项目
工艺方法及注意事项
质量标准
水室检修
打开水室人孔盖或拆下水室（更换冷却水管时做该项工作），用高压水枪将泥垢冲洗干净。
水室应无泥垢，防腐层无严重脱落，人孔法兰结合面平整，橡皮垫完好无老化。
凝汽器冷却水管内壁冲洗
采用高压清洗水泵和高压水枪打胶球的办法进行冲洗，如果一次冲洗不干净可反复冲洗直至将铜管内壁污垢冲洗干净为止。
胶球直径比铜管内径打1.0-2.0mm
汽侧检查和清理
1.检修加强板、加强筋是否完好。
2.检查各疏水口挡板是否完好无变形脱落。
3.检查排气进入口铜管表面气流冲蚀情况，冲蚀严重时应预先将铜管堵掉，大批铜管冲蚀严重时应更换铜管。
4.热水井出水滤网清洗、检查。
5.检查汽侧人孔盖结合面平整及密封情况。
6.装复人孔盖时必须检查：
工作已全部结束，汽侧内落物、垢物已清理干净，没有工作遗留在内，人员已全部从凝汽器出来，方可装复人孔盖。
加强板，加强筋焊缝无裂纹脱焊；滤网清洁完好无破损，热水井底面杂物锈垢清理干净。
人孔盖接合面平整，密封垫片完好。
喉部检查
1.检查各钢管支撑、加强板、工字刚悍缝情况。
2.检查在喉部的进、出管道与喉部相连的焊缝情况。
3.检查与汽轮机排气口连接的波形接头焊缝检查。
焊缝无裂纹、脱焊；波形接头焊缝应做无损探伤检查，无裂纹。
水位计检查
1.检查板式磁浮子水位计翻板动作情况，水位计水位指示是否与实际水位相符。
2.试验方法：
从汽侧底部接出一根透明塑料管作为临时水位计。
塑料管水位与翻板式磁浮子水位计的水位指示进行比较一致。
翻板灵活，水位计水位指示与实际水位相符。
铜管检漏
凝汽器每次检修，铜管清洗干净和更换管子后，必须对冷却水管进行检漏。
检漏方法为：
1.用压缩空气吧铜管内壁和管口周围积水吹干。
2.对凝汽器注除盐水。
3.在水侧逐跟检查冷却水管胀口，并认真做好记录。
水位注到凝汽器喉部高出冷却管300mm左右。
汽侧真空严密性检查
检查前提：
真空系统管道阀门和与该系统有关设备的检修工作已完毕。
检查步骤：
1.关闭凝汽器底部放水门和凝结水泵进水门。
2.打开真空系统与凝汽器联通的所有阀门。
3.灌水。
检查部位：
凝汽器壳体焊缝，真空系统所有管道阀门及连接件。
泄露部位消除后应再做一次严密性检查，直到无泄漏为止。
第三章凝结水泵检修规程
3.1设备概况
NLT350—400×6型凝结水泵为立式筒袋式结构，其整个转子由：
泵轴、中间轴、传动轴、叶轮、轴套等组成。
通过轴端卡套、固定套、键将三根轴联接，转子重量及剩余轴向力经泵与电机联轴器联接后，由电机的轴承承担，由6道径向轴承径向定位。
静止部件由下轴承座、导流壳、变径管、泵座、中间轴承等主要零件组成。
从液体流动情况看，由进水部分、工作部分、出水部分组成。
工作部分由下轴承座到末级导流壳之间的零件组成，每级叶轮进、出口方向各装一只密封环，首级叶轮的密封环进口装在导叶衬套上，出口侧装在首段导流壳上，末级叶轮的密封环进口装在首级导流壳尾端，出口装在末段导流壳上。
该泵属于大流量设计，小流量应用。
其目的也是为了改善抗汽蚀性能，叶轮用分半卡环作为轴向定位，填料密封室内装有填料环，高压软化水在填料环内进行密封。
外界的空气不能进入泵体，从电机向下看，泵的转向为逆时针方向。
3.2技术规范
型号：
NLT350—400×6
额定工况最大工况
流量：
765m3/h850m3/h
扬程：
290m280m
转速：
1480r/min1480r/min
效率：
80%80.5%
必需汽蚀量：
2.69m3.1m
轴功率:
765kw800kw
3.3检修工艺
3.3.1泵的拆卸、解体
3.3.1.1泵的拆卸
3.3.1.1.1在联轴器相对位置和联轴器螺丝做好记号，拆去联轴器螺丝，如转子下沉，应测量联轴器平面间隙δ1并做好记录。
3.3.1.1.2拆去电机与支座的固定螺丝，平稳地吊出电机，如接合面上有调整垫片，应分别做好记号及记录，以便组装时参考。
3.3.1.1.3取下泵端联轴器上的调整垫片，测量厚度δ1做好记录，然后测量联轴器端面至支座平面的距离：
δ3，联轴器高于支座平面为正，反之为负，做好记录。
3.3.1.1.4卸出与泵座有关的管路及泵座固定螺丝，吊出泵体，在圆筒体上盖好专用设备盖板，以免检修人员或工具等到掉入筒体内。
3.3.1.2泵的解体
3.3.1.2.1将泵体吊出后移至检修场地，应用吊主、副钩将立式泵体平放到准备好的枕木上，松去下轴盖上调整螺丝的背帽，旋动调整螺丝使转子向上移动达工作位置，确定工作位置，即测量联轴器平面至支座平面的距离H，H=δ1+δ2。
3.3.1.2.2将转子向下移动至叶轮轴向与密封环接触为止，此移动量为转子的半串动量，拆卸下轴承座，再次测量转子的串动量，为总串动量并做好记录。
3.3.1.2.3松开联轴器背帽上的止动螺钉并旋下背帽，用拉码把联轴器拆下，注意切勿损伤联轴器上的螺丝孔、配合止口和平面、轴头中心孔要保护好，取出档水圈、填料压盖、盘根。
3.3.1.2.4在中间接管下垫上枕木，拆去与泵座的联轴器螺丝，吊泵座沿轴向脱离传动轴，轴承支座可暂不吊下，支承泵轴以防泵轴弯曲。
3.3.1.2.5备用一根φ159×3.5mm的钢管，在支承座处用专用木块将传动轴在中间套管里面支承至原来高度，然后取下支承座，再将准备好的钢管从传动轴端套入传动轴，把钢管与传动轴间用木板塞满，这时在钢管的另一头处利用专用的起重工具吊起，使泵传动轴支承架处的木块能够轻松拿出为好。
拆卸中间接管与泵间连接螺丝，然后用吊车平稳地将接管移出专用套管起重吊起端，当接管移出两米左右时，用枕木在中间接管及传动轴下各做牢固支承，此时，可以把套管、专用钢管连同吊架一起轴向地移出传动轴。
3.3.1.2.6拆去固定套和键的固定螺丝，将固定套向中间移动。
当卡套露出时，固定套不再移动，取下卡套，传动轴和中间轴脱离，吊走传动轴放至枕木上。
拆去变径管，在吊离中间轴时，应更换枕木支承点，用同上方法拆去中间轴与泵轴的固定套、卡套。
3.3.1.2.7拆去末级导流壳的螺丝，导流壳向出口拆离，然后拆去轴套与叶轮的联接螺丝，使轴套脱离叶轮，露出的分半卡环取下，末级叶轮也朝出口方向拆离泵轴。
测量首级叶轮在导流壳内的串动量并做好记录，拆去诱导轮衬套与首级导流壳的联轴器螺丝，从首级导流壳上取下，再将首级叶轮与泵轴朝进口方向拆离，与等级导流壳脱开，首级叶轮的拆卸与末级叶轮拆卸方法相同，拆下轴上的零件的同时，也需拆下键，以便于下一个零件的拆卸，在拆卸过程中必须注意不能损坏密封表面和定位止口。
测量结合面垫片厚度并做好记录，有关零件要做好记录。
3.3.2各零件的清理检查
3.3.2.1清理检查转子
3.3.2.1.1检查泵轴、中间轴、传动轴表面镀铬层是否脱离或剥落，键槽周围是最容易剥落的区域，轴头装配卡套的露颈根部应保持圆角，应无裂纹，必要时着色探伤，轴端螺纹完好，与背帽配合松紧合适，需测量轴的长度。
3.3.2.1.2检查卡环、固定套、卡套,将
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