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汽轮机凝结水系统设备介绍
1、凝汽器1)概述凝汽器的主要功能是在汽轮机的排汽部分建立一个较低的背压,使蒸汽能最大限度地做功,然后冷却成凝结水,回收至热井内凝汽器的这种功能需借助于真空抽气系统和循环水系统的配合才能实现真空抽气系统将不凝结气体抽出;循环水系统把蒸汽凝结热及时带走保证蒸汽不断凝结,既回收了工质,又保证排汽部分的高真空凝汽器除接受主机排汽、小汽机排汽、本体疏水以外,还接受低压旁路排汽,高、低加事故疏水及除氧器溢流水我公司的凝汽器为双壳体、单流程、双背压表面式凝汽器,并列横向布置由两个斜喉部、两个壳体(包括热井、水室、回热管系)、循环水连通管及底部的滑动、固定支座等组成的全焊接钢结构凝汽器(见图10-2)凝汽器喉部上布置组合式
7、8号低压加热器、给水泵汽轮机排汽管、汽轮机旁路系统的三级减温器等在高压凝汽器和低压凝汽器喉部分别布置了喷嘴,当低压缸排汽温度高于80°C时保护动作汽轮机的
5、
6、
7、8段抽汽管道及轴封回汽、送汽管道从喉部顶部引入
5、6段抽汽管道分别通过喉部壳壁引出,
7、8段抽汽管接入布置在喉部内的组合式低压加热器壳体采用焊接钢结构,分为高压壳体和低压壳体,内有管板、冷却管束、中间隔板和支撑杆等加强件管板与端盖连接,将凝汽器壳体分为蒸汽凝结区和循环水进出口水室;中间隔板用于管束的支持和固定管束采用不锈钢管,布置方式见图10-3o这种布置方式的特点是换热效果好,汽流在管束中的稳定性强由于布置合理,凝结水下落时可破坏下层管束的层流层,改善传热效果凝汽器壳体下部为收集凝结水的热井,凝结水出口设置在低压侧壳体热井底部,凝结水出口处设置了滤网和消涡装置循环水室内表面整体衬天然橡胶并整体硫化凝汽器循环水采用双进双出形式,前水室分为四个独立腔室,低压侧两个水室为进水室,高压侧两个水室为出水室;后水室为四个独立腔室,均为转向水室凝汽器与汽轮机排汽口采用不锈钢膨胀节挠性连接(图10-4),凝汽器下部支座采用PTFE(聚四氟乙烯)滑动支座,并设有膨胀死点及防上浮装置,补偿运行中凝汽器及低压缸的膨胀差,并避免凝结水和循环水的载荷对汽轮机低压缸的影响E、图10-9凝结水泵泵组监视点示意图电机上胡测温元件
3、凝补水系统凝结水补水系统设有两台凝结水输送泵,正常运行时均处于热备用状态凝结水输送泵将凝结水贮水箱的除盐水输送到各个用户,为系统提供补水或启动用水凝结水补水的主要用户有凝结水系统启动注水、凝汽器的补水、加药系统的用水、凝结水泵启动初期的机械密封水源、炉水循环泵的启动及事故冷却水、除氧器上水等凝结水输送泵采用卧式离心式水泵,由380V交流电动机驱动凝结水输送泵采用机械密封型式运行中要求凝结水输送泵轴承振幅值小于
0.06mmo凝结水输送泵驱动电机的防护等级为IP54电动机具有F级以上的绝缘电动机轴承采用滑动轴承,运行中轴承温度不得大于80°C轴承润滑油温不得大于65°Co凝结水输送泵及其驱动电机技术参数见表10—
6、10-7o表10—6凝结水输送泵技术参数表表10-7凝结水输送泵驱动电机技术参数表凝结水回热系统的作用在于消除凝结水的过冷和减小含氧量,提高机组的循环热效率低压侧壳体下部设一与低压侧壳体分隔的出水水室,出水水室通过回热管道与高压凝汽器热井连通其回热过程是,低压侧凝结水在重位差作用下经回热管流回高压凝汽器,与高压侧热井中回热管系相接回流的低压凝结水通过淋水盘与高压凝结水相遇,经过加热混合后聚集在高压凝汽器热井内高压凝汽器热井内的凝结水通过连通管流至低压侧出水水室,最后图10-2凝汽器外形图循环水双进双出结构,先进入低压侧凝汽器前水室,斜向上流经低压管束由低压凝汽器后水室,经换向管引入高压侧凝汽器后水室,再斜向上流经高压凝汽器管束经前水室排出这种背压不同的两个凝汽器的折算压力总是低于结构相同的单背压凝汽器,可提高循环热经济性;而且低压凝结水经过回热加热,可减少在热力系统中的吸热量抽气系统采用串联抽出系统,即空气由高压凝汽器流向低压凝汽器,经抽气管道抽出蒸汽由汽机排汽口进入凝汽器,然后均匀分布到管子全长上,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,通过冷却水管的管壁与冷却水进行热交换后被凝结;部分蒸汽由中间通道和两侧通道进入热井对凝结水进行回热剩余的汽气混合物经空气冷却区再次进行热交换,少量未凝结的蒸汽和空气混合物经抽气口由汽侧真空泵抽出图10-5凝汽器回热系统示意图2N—36000型凝汽器的技术性能凝汽器在VWO工况下,循环倍率设计为60设计循环水温升不超过10°C设计水温20°Co凝汽器能在VWO工况及循环水温33°C下连续运行,并保证除氧效果当循环水半侧运行时汽轮机能达到75%的铭牌功率最大保证工况下凝汽器的出口凝结水过冷度不大于
0.5C凝汽器在正常运行负荷范围内出口凝结水含氧量不超过20PPbo热井容量不小于TMCR工况下3分钟凝结水量,其正常运行水位在高低报警之间,但不小于300mm当低旁投入时低压缸排汽温度不超过限定值凝汽器管束材料为TP317L的不锈钢管,总有效冷却面积不小于36000m2o凝汽器冷却管总数量36976根,具有5%以上的堵管冗余量,不影响机组带负荷能力凝汽器设计参数见下表表10—2凝汽器技术参数
2、凝结水泵1)凝结水泵结构凝结水泵的型式为立式筒袋式多级离心泵,共有四级叶轮凝结水泵主要由外壳体、出水接管、泵轴、四级叶轮、联轴器、密封部件、泵座等部件构成凝泵结构示意图见图10-6o图10—7为我公司凝泵外形图凝结水由吸入管经外壳体进入喇叭状吸入口,水流通过首级叶轮两侧的导流器被吸进首级叶轮,首级叶轮的排水由环形导叶通道引入后三级叶轮,经升压后由出水管排出凝结水泵将凝汽器热井中的凝结水输送到除氧器其工作环境恶劣,抽吸的是处于真空和饱和状态的凝结水,容易引起汽蚀,因此要求叶轮有良好的轴端密封和抗汽蚀性能,本机组凝结水泵的结构特点如下抗汽蚀结构特点凝结水泵的以下结构特点保证了其具有良好的抗汽蚀性能A、泵体立式安装,降低了泵的吸入口高度,提高有效汽蚀余量,改善了泵的吸入性能;B、首级叶轮采用双吸叶轮,降低了泵的必须汽蚀余量,其材料采用具有良好抗汽蚀性能的材料CA-6NM,保证汽蚀余量均大于必须汽蚀余量;C、首级双吸叶轮两侧设有导流器,使首级叶轮的入口水流分布均匀,降低吸入口带气的可能性;D、首级叶轮进口处壳体设计成喇叭状,增大了吸入口的直径和首级叶轮叶片的进口宽度,使叶轮入口部分流体的流速降低,减少了泵的必须汽蚀余量;E、外壳体上设有一个进水管排空接至凝汽器,将泵入口水中的空气抽走,防止泵吸入空气泵投运前必须充分注水排空,正常运行中该阀门也保持一定开度机械密封凝结水泵的轴端密封采用机械密封形式,密封性能良好密封水取自凝结水或凝结水补水系统密封水压力
0.4〜
0.6MPa流量在
0.3~
0.6m7ho图10-6凝结水泵结构示意图图10-7凝结水泵外形图2)凝结水泵驱动电机凝结水泵的驱动电机采用防潮、全封闭、配有电加热器的异步电动机,电动机防护等级为IP54电动机具有F级及以上的绝缘,温升不超过B级绝缘的温升值电动机的额定电压为6KV频率为50Hz电动机的功率因数为
0.8以上,效率96%电动机在热态下能承受150%额定电流,过电流时间大于30秒在额定电压下,电动机的最大启动电流小于其额定电流的
6.5倍电动机冷态下可连续启动二次,热态下只允许启动一次正常运行中,要求凝结水泵电动机轴承温度不超过80°C各轴承座处的振动幅值小于
0.05mmo凝结水泵电机停运时,应将电机空间加热器投运,防止线圈受潮凝结水泵电机技术参数见表10-3o表10-3凝结水泵驱动电机技术参数表3)联轴器凝结水泵和电机通过挠性联轴器联接,可有效的避免电动机和泵的轴向尺寸积累误差与轴向推力的相互干扰而引起的主推力轴承超负荷而烧瓦的事故与刚性联轴器相比,最大限度的避免了因联接定值精度的原因引起的立式泵横向振动4)凝结水泵的技术性能A、凝结水泵的型号NLT500-570X4SNLT500—570X4S首级叶轮双吸叶轮级数叶轮名义直径(mm)—泵出口管直径(mm)」筒袋式立式凝结水泵B、凝结水泵性能参数表9-4凝结水泵性能参数C、凝结水泵主要运行参数表10-5凝结水泵主要运行参数D、图10-8凝结水泵性能曲线项目单位凝结水输送泵设计点入口水温°C25介质比重kg/m3996流量t/h200扬程m80转速r/min1450效率%75必须汽蚀余量m
4.5泵的转向(从联轴器方向看为)顺时针项目单位凝结水输送泵电机型号Y280M-4额定电压V380额定频率Hz50额定功率kW90额定电流A功率因数cos0效率%
93.5额定转速r/min1480绝缘等级F冷却方式自扇冷却安装型式卧式转子型式鼠笼工作方式连续序号项H单位数据1凝汽器的总有效面积m2360002抽空气区的有效面积m222803流程数/壳体数2/24VWO工况循环水带走的净热kJ/s7286835传热系数W/m
2.°C33116设计循环水流量m3/h660247管束内循环水最高流速m/s
2.28冷却管内设计流速m/s
2.29清洁系数
0.8510VWO工况循环水温升°C
9.4911凝结水过冷度°C
0.512凝汽器设计端差°C
4.7813水室设计压力MPag
0.414壳侧设计压力MPag
0.1~vac15凝汽器出口凝结水保证氧含量Hg/I20ppb16管子总水阻kPa7117凝汽器汽阻kPa
0.118循环倍率(设计工况)5519水室重量(每个)kg1200020凝汽器净重kg86500021凝汽器重量(运行时)kg138500022凝汽器重量(满水时)kg271000023设计背压(低压凝汽器/高压凝汽器)kPaa
4.
94.4/S.4项目单位数据型号YLKS630-4额定功率KW2000额定电压KV6同步转速r/min1493频率Hz50主要特性效率%96功率因数
0.89堵转转矩(倍)
0.7堵转电流(倍)
6.5最大转矩(倍)
1.8绝缘等级F重量Kg10900冷却方式空冷旋转方向顺时针(从传动端向电机看)序号参数名称单位设计点正常运行工况备注1流量t/h
1596.
11426.62扬程m3323403转速rpm148014804首级叶轮中心线处需要吸入净正压头(NPSHr)mW
5.4W
5.45泵的效率%
83.
883.16运行水温°C
32.
549.17泵体设计压力/试验压力MPa
5.0/
5.08最小流量t/h3999最小流量下的扬程m37210关闭压头m37911轴承座处振动保证值(双振幅值)mmW
0.05项目名称单位机组运行工况设计点正常运行点(保证效率点)TMCR负荷100%THA负荷75%THA负荷(滑压)50%THA负荷(滑压)40%THA负荷(滑压)凝汽器运行压力KPaa
4.
911.
84.
94.
94.
94.
94.9凝结水泵进口水温°C
32.
549.
132.
532.
532.
532.
532.5项目名称单位机组运行工况设计点正常运行点(保证效率点)TMCR负荷100%THA负荷75%THA负荷(滑压)50%THA负荷(滑压)40%THA负荷(滑压)进口压力KPaa~49—
11.8〜
4.9~
4.9~
4.9~
4.9~
4.9进口密度kg/m3996989996996996996996进口流量t/h
1596.
11426.
61389.
31309.
6967.
4649.
7535.3出口压力MPaa
3.
24793.
30713.
33333.
34313.
4903.
56763.5871必须汽蚀余量mW
5.4W
5.
45.
395.
385.
25.
185.1效率%
83.
883.
182.
882.3705445泵组轴功率KW1722159015581482134411961189。