300MW机组给水泵汽轮机有关问题探讨

300MW机给水泵汔轮机有关问题探讨韩子俊(西北电力设计院，陕西西安710032)目前300Mw机组给水系统配置3×50电动给水泵(电动泵)有以下3种应用场合：(1)凝汽式机组回热系统及发电机裕量适合采用电动泵的机型(如AIS—TOM机型)；(2)空冷机组因背压变化范围较大而使得采用电动泵具有一定优势；(3)供热机组因汽轮机工况变化，采用汽动给水泵(汽动泵)的经济性不突出，需进行技术经济比较。由于国产引进型300Mw机组和东方汽轮机厂(东汽)300Mw机组(主机)低压缸经济工况是按配置2×50汽动泵和1×30电动泵设计的，因此本文就给水泵汽轮机(小机)的进汽方式、润滑油系统、轴封系统及负荷切换等问题进行分析探讨。1小机进汽方式小机和主机两者最根本的区别在于：主机在定转速下运行，通过改变蒸汽流量来适应外界负荷的需求，除滑压运行外，主机的进汽参数基本上是不变的；小机是一种变参数、变转速、变功率的原动机，其T作情况除与主机的工况密切相关外，还与给水泵、凝汽器的特性有关。在正常运行时，一般由主机的低压抽汽作为小机的工作汽源，主机的抽汽压力与主机负荷成正向关系，而小机的转速与汽动泵给水量成正向关系。在额定_T况附近时，小机的出力与汽动泵耗功处于白调平衡状态，无需调节阀加以控制；而当主机负荷下降至一定程度时，小机和汽动泵的效率随主机负荷的下降而降低，致使小机产生的功率将不足以满足汽动泵耗功，从而引起汽动泵降速，不能满足锅炉对给水的需要量。为囝I热力发电·2005(11)l此，通过控制小机调节阀(节流阀)的开度来保持小机的出力与汽动泵的耗功相平衡。无论主机是变压运行还是滑压运行，也不管小机采用何种配汽方式，主机对应于汽动泵有一最小负荷，即切换点。因此，为了扩大小机对主机低负荷的适应能力，小机不仅应具有从主机额定负荷运行时抽汽的低压汽源，而且还须具备从主机低负荷运行时抽汽的高压汽源。在确定小机进汽切换点时，制造厂希望主机切换负荷低一些好，但若小机采用节流配汽时，则较低的主机切换负荷要求小机节流阀有较大的开启裕度，这样不但会导致小机经济性的降低，而且会使小机造价提高；若小机采用喷嘴配汽时，则较低的主机切换负荷要求小机进汽喷嘴有足够大的富裕通流面积，这样也会带来很多问题并使结构复杂。目前国内外制造的6Mw小机由主机低压汽源(四段抽汽)供汽时，一般只能维持在主机40额定负荷以上范围内变工况运转，在主机40额定负荷以下范围，须从主机抽出高压汽源供给小机驱动汽动泵。小机的高压进汽在美国普遍采用锅炉新蒸汽，即为内切换进汽方式。国内上海汽轮机厂(上汽)、北京重型机器厂(北重)、哈尔滨汽轮机厂(哈汽)等配置的小机均采用此种进汽方式。欧洲较普遍采用冷段再热蒸气，即为外切换进汽方式，国内杭州汽轮机厂(杭汽)配置的小机(引进西门子技术)采用此种进汽方式。1．1配汽方式及系统配置内切换进汽方式的小机采用喷嘴配汽，主汽阀设有低压阀和高压阀。主机由额定负荷降至40额定维普资讯http://www.cqvip.com负荷的过程中先由低压阀参与调节，当主机负荷低于40额定负荷时，高压阀开启，主蒸汽进入小机高压喷嘴室，两股汽源的蒸汽在调节级后混合，在压力级继续做功。随着主机负荷的进一步降低，高压阀开度逐渐增大，主蒸汽的进汽流量不断增加。由于四段抽汽压力随主机负荷的减少不断下降，而调节级后蒸汽压力随主蒸汽流量的不断增加反而逐渐提高，故小机来自四段抽汽的进汽流量逐渐减少。大约在主机20额定负荷时，低压喷嘴组前后压力相等，这时四段抽汽不再进入小机，全部切换到主蒸汽，此时低压阀仍全开。小机采用内切换进汽方式需设置2个蒸汽室，进汽系统的结构较复杂。外切换进汽方式的小机采用节流配汽。在冷段再热蒸汽管道上设置压力切换阀，把小机从四段抽汽进汽切换为较高压力的冷段再热蒸汽，切换汽源经过压力切换阀进入小机正常进汽的主汽阀(快关阀)，因此小机主汽阀没有高、低压之分。压力切换阀的开启整定值按主机40额定负荷的抽汽压力设定。这种切换方式的进汽系统只需设置1个蒸汽室，小机运行的经济性及安全性较高。1．2热冲击对小机的影响以上海汽轮机厂机组为例，从图1中可看出，内切换进汽方式热冲击对小机影响：当主机降负荷时，负荷<409／6额定负荷时，主蒸汽进入小机主汽阀高压阀时受到很大的节流，由l6．7MPa、538℃节流为6．374MPa、491．2℃后进入小机调节级后与主机四段抽汽的两股汽流混合后做功，而四段抽汽的参数为0．3125MPa、322．8℃，两股汽流混合前温差达168．4℃，则对小机调节级产生较大的热冲击。反之，在升负荷阶段小机由主蒸汽进汽切换为四段抽汽时，在调节级产生较大的热冲击。图1内切换进汽方式对小机的热冲击外切换进汽方式对小机的影响，以某电厂300Mw机组为例。从图2中可见：在主机降负荷阶段，右