抽汽式汽輪機(jī)

抽汽式汽輪機(jī)壓力

從中間級抽出蒸汽供給熱用戶的汽輪機(jī)。抽汽壓力根據(jù)用戶的需要和產(chǎn)品系列化的要求而確定，能在一定范圍內(nèi)調(diào)整.

按抽汽數(shù)目的不同，抽汽式汽輪機(jī)分為單抽汽和雙抽汽兩種。單抽汽的通流部分可分為高壓和低壓兩段。雙抽汽的通流部分分成高壓、中壓和低壓三段。每段設(shè)有單獨(dú)的汽缸，構(gòu)成分缸布置，或幾段合在一個汽缸內(nèi)，構(gòu)成單缸布置。段間有抽汽口，部分蒸汽經(jīng)由此口抽出，其余則經(jīng)一可調(diào)節(jié)流量的機(jī)構(gòu)進(jìn)入下一段。常用的流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)有調(diào)節(jié)閥和可以改變環(huán)形通流面積的旋轉(zhuǎn)隔板兩種。抽汽式汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)除裝有調(diào)速器之外還有調(diào)整抽汽壓力的調(diào)壓器.

抽汽式汽輪機(jī)運(yùn)行

抽汽式汽輪機(jī)運(yùn)行時既要供電(或動力)，又要供熱。當(dāng)抽汽量為零時便與凝汽式汽輪機(jī)相同，進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽除一部分流入給水加熱器加熱鍋爐給水外，其余蒸汽都流經(jīng)各級后進(jìn)入凝汽器。當(dāng)抽汽量不為零時，進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽先流過高壓段各級作功，然后一部分蒸汽經(jīng)由抽汽口抽出供熱；另一部分蒸汽通過調(diào)節(jié)閥或旋轉(zhuǎn)隔板流經(jīng)其余各級，繼續(xù)作功，最后進(jìn)入凝汽器。這時如電負(fù)荷下降，則汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速上升，調(diào)速器動作，高壓調(diào)節(jié)閥關(guān)小，抽汽調(diào)節(jié)閥（或旋轉(zhuǎn)隔板）開大，使功率下降，保持抽汽量不變。當(dāng)熱負(fù)荷增大時，抽汽壓力降低，調(diào)壓器動作，高壓調(diào)節(jié)閥開大，抽汽調(diào)節(jié)閥（或旋轉(zhuǎn)隔板）關(guān)小。這樣，高壓段的功率增大，低壓段的功率減小，兩者相抵，使汽輪機(jī)的功率保持不變，而供熱的抽汽量增加。調(diào)速器和調(diào)壓器能共同控制高壓段和低壓段的調(diào)節(jié)閥或旋轉(zhuǎn)隔板，以同時滿足用戶對熱負(fù)荷和電負(fù)荷的需求。

排汽壓力小于大氣壓力的抽汽式汽輪機(jī)稱為抽汽凝汽式汽輪機(jī)；排氣壓力大于大氣壓力的抽汽式汽輪機(jī)稱為抽汽背壓式汽輪機(jī)。抽汽背壓式汽輪機(jī)的輸出功率取決于供熱的蒸汽量大小，而不能任意改變。因此它必須與其他汽輪機(jī)并列運(yùn)行或并入電網(wǎng)，以保證供電要求。

抽汽式汽輪機(jī)在運(yùn)行過程中，氣缸由于鑄造缺陷、受應(yīng)力作用變形、隔板及汽封套或掛耳壓板的膨脹間隙不合適、氣缸密封劑雜質(zhì)過多、螺栓緊力不足或緊固順序不正確等原因，結(jié)合面常會出現(xiàn)變形、滲漏等現(xiàn)象，影響機(jī)組的安全運(yùn)行。

抽汽式汽輪機(jī)滲漏處理方法

針對氣缸變形和泄漏的問題，首先要用長平尺和塞尺檢查汽缸結(jié)合面的變形情況，再根據(jù)泄漏程度采取不同的解決方法：

1．汽缸變形較大或漏汽嚴(yán)重的結(jié)合面，采用研刮結(jié)合面的方法

如果上缸結(jié)合面變形在0.05mm范圍內(nèi)，以上缸結(jié)合面為基準(zhǔn)面，在下缸結(jié)合面涂紅丹或是壓印藍(lán)紙，根據(jù)痕跡研刮下缸。如果上缸的結(jié)合面變形量大，在上缸涂紅丹，用大平尺研出痕跡，把上缸研平。

2．采用適當(dāng)?shù)钠酌芊獠牧?

因抽汽式汽輪機(jī)汽缸密封劑還沒有統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，在選擇汽輪機(jī)汽缸密封劑時，就要選擇產(chǎn)品質(zhì)量有保證的正規(guī)生產(chǎn)廠家，以保證檢修處理后汽缸的嚴(yán)密性。

3．局部補(bǔ)焊或在氣缸結(jié)合面噴涂刷鍍

由于汽缸結(jié)合面被蒸汽沖刷或腐蝕出溝痕，選用適當(dāng)?shù)暮笚l把溝痕添平，用平板或平尺研出痕跡，研刮焊道和結(jié)合面在同一平面內(nèi)。當(dāng)汽缸結(jié)合面大面積漏汽，間隙在0.50mm左右時，為了減少研刮的工作量，可用涂鍍的工藝。

4．結(jié)合面加墊的方法

如果結(jié)合面的局部間隙泄漏不是很大，可用80—100目的銅網(wǎng)經(jīng)熱處理使其硬度降低，然后剪成適當(dāng)?shù)男螤?，鋪在結(jié)合面的漏汽處，再配以汽缸密封劑。

5．控制螺栓應(yīng)力的方法

如果汽缸結(jié)合面的變形較小，而且很均勻，可在有間隙處更換新的螺栓 ，或是適當(dāng)?shù)募哟舐菟ǖ念A(yù)緊力。按從中間向兩邊同時緊固，也就是從垂弧最大處或是受力變形最大的地方緊固螺栓。

6.高分子復(fù)合材料修復(fù)方法

由于補(bǔ)焊及刷鍍都有較大弊端，容易造成部件彎曲或變形，刷鍍則受厚度限制，容易脫落。目前西方國家針對抽汽式汽輪機(jī)滲漏問題多應(yīng)用高分子復(fù)合材料修復(fù)，其具有超強(qiáng)粘著力及優(yōu)異抗壓強(qiáng)度，試用于現(xiàn)場快速維修?，F(xiàn)應(yīng)用最為成熟的是美嘉華技術(shù)，在國內(nèi)企業(yè)也逐步取代傳統(tǒng)方法。2100433B

一次調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)

又稱單抽汽式汽輪機(jī)。由高壓部分和低壓部分組成，相當(dāng)于一臺背壓式汽輪機(jī)與一臺凝汽式汽輪機(jī)的組合。新汽進(jìn)入高壓部分作功，膨脹至一定壓力后分為二股，一股抽出供給熱用戶，一股進(jìn)入低壓部分繼續(xù)膨脹作功，最后排入凝汽器。抽汽壓力設(shè)計值根據(jù)熱用戶需要確定，并由調(diào)壓器控制，以維持抽汽壓力穩(wěn)定。單抽汽式汽輪機(jī)的功率為高、低壓部分所生產(chǎn)功率之和，由進(jìn)汽量和流經(jīng)低壓部分蒸汽量所決定。調(diào)節(jié)進(jìn)汽量可以得到不同的功率。因此，在一定范圍內(nèi)，可同時滿足熱、電負(fù)荷需要。單抽式汽輪機(jī)在供熱抽汽量為零時，相當(dāng)于一臺凝汽式汽輪機(jī)；若將進(jìn)入高壓缸的蒸汽全部抽出供給熱用戶，則相當(dāng)于一臺背壓式汽輪機(jī)。但實(shí)際運(yùn)行中，為了冷卻低壓缸，帶走由于鼓風(fēng)摩擦損失所產(chǎn)生的熱量，必須有一定量的蒸汽流過低壓部分進(jìn)入凝汽器，所需最小流量約為低壓缸設(shè)計流量的10%。單抽汽式汽輪機(jī)的工況如概述圖所示，它表示出新汽量(Do)、抽汽量（Ce）、電功率（Ni）三者之間的關(guān)系；概述圖中Do表示凝汽量，ohh線為抽汽量為零時的凝汽工況線,cdd 線為抽汽量等于新汽量時的背壓工況線，在以上兩線之間為等抽汽量與等凝汽量工況線，它表示在不同抽汽量下與不同凝汽量下全機(jī)電功率與蒸汽流量的關(guān)系。在最大抽汽量下汽輪發(fā)電機(jī)組的最大電功率如概述圖中e點(diǎn)所示;概述圖中如已知Do、De、Do和Ni4個量中的任何兩個量,可求得另外兩個量。

二次調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)

又稱雙抽汽式汽輪機(jī)。可以同時滿足不同參數(shù)的熱負(fù)荷。整個汽輪機(jī)分為高、中、低壓 3部分。新汽進(jìn)入高壓部分作功，膨脹到一定壓力，抽出一部分蒸汽供給熱用戶；另一部分進(jìn)入中壓部分繼續(xù)膨脹作功后，再抽出一部分供暖，其余蒸汽經(jīng)過低壓部分排入凝汽器。 　雙抽汽式汽輪機(jī)的工況圖是按照一定的典型系統(tǒng)和額定參數(shù)繪制的。若汽輪機(jī)運(yùn)行條件不同于繪制工況時，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)修正。調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)各缸均單獨(dú)設(shè)置配汽機(jī)構(gòu)，分別控制各缸進(jìn)汽量。中、低壓缸配汽結(jié)構(gòu)有調(diào)節(jié)閥和旋轉(zhuǎn)隔板兩種形式。功率較小的抽汽機(jī)組采用旋轉(zhuǎn)隔板形式有利于設(shè)計成單缸結(jié)構(gòu)；高壓缸則普遍采用噴嘴調(diào)節(jié)方式，調(diào)節(jié)級多數(shù)為雙列級，以保證有足夠大的通流能力。 　雙抽汽式汽輪機(jī)在高、低壓缸流量均接近設(shè)計值時具有較高的發(fā)電經(jīng)濟(jì)性。由于熱負(fù)荷的變化，有時流經(jīng)各缸的流量差別很大，在某些工況下發(fā)電經(jīng)濟(jì)性較低。因此，調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)應(yīng)根據(jù)主要熱負(fù)荷情況進(jìn)行設(shè)計，合理分配各缸流量，以保證長期運(yùn)行中有較高經(jīng)濟(jì)性。合理選定抽汽壓力對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性有明顯影響，在滿足熱用戶前提下，應(yīng)盡量降低抽汽壓力。早期生產(chǎn)的供暖抽汽機(jī)組，抽汽壓力為0.12～0.25兆帕，近年已將下限降為0.07兆帕。

1.動力特性

一次調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)，又稱單抽汽供熱式汽輪機(jī)，由高壓段和低壓段組成，相當(dāng)于1臺背壓式汽輪機(jī)與1臺凝汽式汽輪機(jī)的組合。新蒸汽進(jìn)入高壓段做功，膨脹至一定壓力后分為2股，1股抽出供給熱用戶，另1股進(jìn)入低壓部分繼續(xù)膨脹做功，最后排入凝汽器。

單抽汽式汽輪機(jī)的功率為高﹑低壓段所產(chǎn)生的功率之和，由汽輪機(jī)進(jìn)汽量和流經(jīng)低壓段的蒸汽流量決定。調(diào)節(jié)進(jìn)汽量可以得到不同的功率，因此，在一定范圍內(nèi)可同時滿足熱﹑電負(fù)荷的需要。

2.汽耗特性

單抽汽式汽輪機(jī)在供熱抽汽量為零時，相當(dāng)于1臺凝汽式汽輪機(jī)；理論上若將進(jìn)入高壓缸的蒸汽全部抽出供給熱用戶，則相當(dāng)于1臺背壓式汽輪機(jī)。但在實(shí)際運(yùn)行中，為了冷卻低壓缸，帶走由于鼓風(fēng)摩擦損失所產(chǎn)生的熱量，必須有一定量的蒸汽流過低壓段而進(jìn)入凝汽器，所需最小流量約為低壓缸設(shè)計流量的5%～10% 。

通過的理論分析，可以利用工況圖得出一次調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)的調(diào)峰特性， 以某熱電廠C300/220216.67/537/537型一次調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)為例進(jìn)行分析，得出了該汽輪機(jī)在采暖抽汽量De分別為100t/h和500t/h時，汽輪機(jī)輸出功率的可調(diào)范圍。

根據(jù)機(jī)組實(shí)際運(yùn)行情況，取鍋爐最低穩(wěn)燃負(fù)荷流量(即汽輪機(jī)的最小進(jìn)汽流量)為500t/h。當(dāng)De為100t/h時，根據(jù)該抽汽流量線與汽輪機(jī)最大進(jìn)汽量線的交點(diǎn)可以得出汽輪機(jī)最大輸出功率為317.3MW，根據(jù)該抽汽流量線與汽輪機(jī)最小進(jìn)汽量線的交點(diǎn)可以得出汽輪機(jī)最小輸出功率為136.8MW；當(dāng)De為500t/h時，根據(jù)該抽汽流量線與汽輪機(jī)最大進(jìn)汽量線的交點(diǎn)可以得出汽輪機(jī)最大輸出功率為246.9MW ，根據(jù)該抽汽流量線與汽輪機(jī)最小凝汽量(DⅡmin=90t/h) 線的交點(diǎn)可以得出汽輪機(jī)最小輸出功率為159.8MW。

通過現(xiàn)場熱力試驗進(jìn)行修正，其結(jié)果為：當(dāng)De為100t/h 時，發(fā)電機(jī)功率可在141.2～316.8MW之間調(diào)整；當(dāng)De為500t/h時，發(fā)電機(jī)功率可在162.3～246.1MW之間調(diào)整 。

對于一次調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)來講，在某給定外界熱負(fù)荷時，通過調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的進(jìn)汽流量可以改變汽輪發(fā)電機(jī)的輸出功率，因而電負(fù)荷可以在一定范圍內(nèi)上、下變動，依據(jù)供熱汽輪機(jī)的工況圖可以從理論上確定這個范圍。

1.最大輸出功率的確定

在保持外界熱負(fù)荷穩(wěn)定不變的情況下，汽輪發(fā)電機(jī)的最大輸出功率首先受到汽輪機(jī)最大進(jìn)汽流量以及發(fā)電機(jī)最大出力的限制，而汽輪機(jī)進(jìn)汽量主要受高壓段通流能力以及所對應(yīng)鍋爐最大蒸發(fā)量的制約，此時只需要在工況圖上查出抽汽流量De線與汽輪機(jī)最大進(jìn)汽量DImax線的交點(diǎn)，該交點(diǎn)所對應(yīng)的電功率值即為該供熱負(fù)荷下汽輪發(fā)電機(jī)能發(fā)出的最大功率；如果該抽汽流量De線與汽輪機(jī)最大進(jìn)汽量DImax 線不能相交，那么它一定與汽輪發(fā)電機(jī)的最大出力Pelmax線相交，此時該交點(diǎn)所對應(yīng)的電功率值即為該供熱負(fù)荷下汽輪發(fā)電機(jī)能發(fā)出的最大功率。

2.最小輸出功率的確定

在保持外界熱負(fù)荷穩(wěn)定不變的情況下，汽輪發(fā)電機(jī)的最小輸出功率首先受到最小凝汽量DⅡmin工況線的限制，用以冷卻低壓缸由于摩擦鼓風(fēng)損失所帶來的熱量，保證汽輪機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行;其次受到汽輪機(jī)最小進(jìn)汽量的限制，即該汽輪機(jī)所對應(yīng)鍋爐的最低穩(wěn)燃蒸發(fā)量DImin 。

汽輪機(jī)的進(jìn)汽量大于鍋爐的最低穩(wěn)燃蒸發(fā)量DImin時，抽汽流量De 線與最小凝汽量DⅡmin工況線的交點(diǎn)所對應(yīng)的電功率即為汽輪機(jī)所能帶的最小功率。汽輪機(jī)的進(jìn)汽量等于鍋爐的最低穩(wěn)燃蒸發(fā)量DImin(平行于電功率Pel坐標(biāo)軸) 時，抽汽流量De線與最低穩(wěn)燃蒸發(fā)量DImin線的交點(diǎn)所對應(yīng)的電功率即為汽輪機(jī)所能帶的最小功率。

在得到供熱汽輪機(jī)最大和最小輸出功率的基礎(chǔ)上，為了使結(jié)果合理并能應(yīng)用于實(shí)際，可以通過熱力性能試驗的方法對該結(jié)論進(jìn)行驗證和修正 。