电厂汽轮机车间的主要工作是什么?
1.汽轮机和主要辅助设备的作用
汽轮机是用来把蒸汽的热能转化为旋转的机械能,输送给发电机产生电能的。
汽轮机本体由两部分组成:静态和旋转。静态部分包括气缸、喷嘴、隔膜、轴承、密封等部件;旋转部分包括叶轮、轴、叶片和联轴器(图2-10)。
汽缸(1)是汽轮机的外壳。国产汽轮机100 MW以下为单缸,100 MW以上为多缸。一般汽缸是水平分割的,上下汽缸用法兰连接,便于汽轮机的安装和维护。
(2)喷嘴用于使蒸汽流以设计的角度冲击叶片,带动转子旋转。每组喷嘴由一个调速蒸汽阀控制。
(3)汽封用于防止汽轮机级之间和汽缸端部的蒸汽泄漏。
(4)轴承分为支撑轴承(支撑转子并保持其中心与轴系中心一致)和推力轴承(承受转子的轴向推力并使转子各部分与静止部分保持一定的轴向间隙)。汽轮机的轴承是滑动式的,汽轮机油用于润滑和冷却。
(5)汽轮机的叶片用来承受蒸汽冲击,使转子旋转做功。随着每一级蒸汽的膨胀,压力越来越低,体积流量越来越大。叶片必须逐步加长,以满足蒸汽流通面积的要求。
(6)叶片安装在叶轮的外缘,这样叶片、叶轮和主轴称为涡轮转子,如图2-11所示。
1-blade;2—叶轮;3—主轴
(7)联轴器(也叫靠背轮)用来连接汽轮机和发电机的转子,组成轴系,传递扭矩。汽轮机辅助设备的作用是:(1)凝汽器用来冷却汽轮机的排汽,使之凝结成水,从而在汽轮机排汽口建立并维持高真空。(2)加热器的作用是利用汽轮机某些中间级抽出的部分蒸汽加热凝结水和锅炉给水,以提高热效率。(3)除氧器用于去除锅炉给水中的溶解氧。因为含有溶解氧的水在经过给水管道和省煤器时会引起氧腐蚀。在电厂中,一般采用加热法除氧,即利用蒸汽将水加热到沸腾状态,使水中的溶解氧逸出。(4)给水泵的作用是将除氧器水箱中的水在南昌增压后输送到除氧器。为了保证水轮机的安全运行,水轮机还配有调速、保安和油系统。调速系统的任务是根据电力负荷的变化随时调节机组的出力,同时维持汽轮机在额定转速下运行。
汽轮机保安系统有超速、轴向位移、低油压、低真空等保护装置。超速保护装置由两部分组成:紧急保护器和紧急油门。紧急保护器安装在汽轮机主轴的前端,与转子同速旋转。当汽轮机转速达到额定转速的110%-112%时,危急保安器受到离心力,克服弹簧的阻力迅速飞出,撞上危急油门的挂钩,使自动主汽门和调速阀迅速关闭并停止。
油系统主要为各轴承和保护系统的润滑、冷却和调整提供油。
发电机和汽轮机一样重要。它安装在蒸汽轮机室内。以汽轮机为原动机带动发电机转子旋转,利用电磁感应原理将机械能转化为电能。
涡轮发电机包括发电机本体、励磁系统和冷却系统。发电机本体主要由定子和转子组成。定子主要由机座、定子铁芯和定子绕组组成。定子绕组由几根实心或空心线棒组成。A、B、C三相按电角度120°构造。当汽轮发电机组旋转,DC电流通过转子时,三相绕组中将感应出电动势。
励磁机安装在发电机的末端,它的作用是提供发电机转子的励磁电流。
发电机底座下部有发电机出口,容量为200 MW及以上的发电机出口接主变和副变,多采用全连接分相封闭母线进行连接。
为了提高发电机的利用率,及时带走发电机产生的热量,发电机装有冷却装置。中小型发电机一般采用空气作为冷却介质,利用空气以封闭循环的方式带走发电机内产生的热量。大型发电机一般采用氢气和水作为冷却介质,冷却方式有氢气外冷、氢气内冷以及水氢结合。常见的冷却方式有水、氢气和氢气。这种冷却方式是定子绕组用水冷却,定子铁芯和转子线圈用氢气冷却。使用氢气作为冷却介质的电厂需要配备制氢设备。
2.安全措施
从上面的介绍不难看出,汽轮机车间设备多,系统复杂,自动化程度高,它们的安全特点可以用“高、低、易”三个字来概括。
(1)“高”主要是指蒸汽压力高、温度高、汽轮发电机组转速高。
汽轮机车间最显著的设备之一是许多粗大的管道,它们整齐而有规律地排列在机房的平台侧或通向汽轮机本体的下部。管道涂上颜色区分,红色管道是蒸汽管,绿色管道是供水管,黄色管道是油管。其中供水和蒸汽管道中的压力和温度较高,对人的威胁很大。如果由于操作和工况变化,压力升高,或设备质量存在隐患,导致管道或管道上的阀门泄漏,会喷出高压高温的蒸汽或给水,可能会烫伤人。所以新员工在经过这些地方的时候要注意保持一定的距离,尤其是听到漏汽的尖叫声,看不到漏在哪里的时候。千万不要随意寻找泄漏点。
汽轮发电机组是高速旋转设备(3000转/分),对设备的安全运行提出了许多要求。虽然人们采取了各种措施,但不安全现象仍时有发生,如机组超速、紧急保护器失灵等引发的超速事故。此外,由于工作人员的粗心大意,风扇在更换发电机滑环上的电刷时伤到了手指。因此,新员工不允许靠近汽轮发电机组,也不允许接触外露的转动部件。
为了防止汽轮机超速,机头安装了紧急保护器,用于紧急制动和停机。新员工不能碰,否则单位会强制停工。
(2)“低”主要是指汽轮发电机组润滑和保安冷却所用介质的温度低。因为介质温度超过额定值,会直接威胁机组的安全运行。汽轮发电机组要维持高速运转,所有轴承必须使用合格的润滑油,油温不得超过规定值。这种润滑油必须连续供应,即必须安装供油系统及其监控装置。在电力系统中,因润滑油温度高或断油而烧坏轴瓦的事故屡见不鲜。