第4章 给水系统确定
第4章 给水系统确定
4.1给水系统概述
给水系统是从除氧器给水箱下降管入口到锅炉省煤器进口之间的管道、阀门和附件之总称。它包括了低压给水系统和高压给水系统，以给水泵为界，给水泵进口之前为低压系统，给水泵出口之后为高压系统。
给水系统输送的工质流量大、压力高、对发电厂的安全、经济、灵活运行至关重要。给水系统事故会使锅炉给水中断，造成紧急停炉或降负荷运行，严重时会威胁锅炉的安全甚至长期不能运行。因此对给水系统的要求是在发电厂任何运行方式和发生任何事故的情况下，都能保证不间断地向锅炉供水。
给水系统的主要功能是将除氧器水箱中的主给水通过给水泵提高压力，经过高压加热器进一步加热之后，输送到锅炉的省煤器入口，作为锅炉的给水。此外，给水系统还向锅炉过热器的减温器、再热器减温器及汽轮机高压旁路装置的减温器提供减温水，用以调节上述设备出口蒸汽的温度。给水系统的最初注水来自凝结水系统。
4.2给水泵的选型
4.2.1给水泵的分类
电动泵组的驱动方式及配套形式为：前置泵由给水泵电动机的一端直接驱动。给水泵由给水泵电动机的另一端通过液力偶合器驱动。前置泵是通过迭片式挠性联轴器与电机连接。其余为齿轮联轴器传递。齿轮联轴器有压力油润滑。每个联轴器都封闭在可拆的保护罩内。
4.2.2给水泵结构
筒体：焊接在管路上，中心线位置支撑在钢结构的泵座上。简体材料为锰钢铸件。筒内所有受高速水流冲击的区域都镀以不锈钢奥氏体镀层以防止冲蚀。
泵内组件：可以整体从泵筒体抽出，这种设计由英国高级给水泵发展而来，利用备用芯包使得维修时间大为减少。芯包内包括所有的易损部件，并且有互换性。内泵壳选用耐腐蚀抗冲蚀的13％铬钢，相邻内泵壳间的接口为止口套接式并嵌有“0”型圈。
转动部件：刚性转子有极高的机械可靠性，泵轴为马氏体不锈合金钢锻件，径向轴承档镀以铬层以防止咬轴。
水力部件：泵中所用的叶轮和导叶为13％铬不锈钢精密浇铸件。流道用陶瓷模芯法浇铸，由此获得极好的表面光洁度和强度，高精度的叶型和高重复性。中间抽
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头：第二级上有一中间抽头，由两个密封圈在芯包与简体间密封，并在前二级泵壳外形成一周向空间，在次级内泵壳上有圈径向孔，使得次级压力水进入周向空间，在筒体上有一抽头口，使次级抽头水从周向空间输向中间抽头接头。
平衡装置；泵的水力平衡装置为平衡鼓装置，平衡鼓装在末级叶轮后面，平衡鼓为不锈钢锻件材料。
轴承：泵轴是由一对普通圆柱型径向滑动轴承所支承，轴承为钨金衬套强制油润滑型，润滑油来自主润滑油系统。
自位瓦块式推力轴承：自位瓦块式推力轴承对两个方向的推力载荷是有相同的承受容量的，适用于两个旋转方向。推力轴承安装在一轴向中分的轴承腔内，而轴承室本身也是轴向中分的。
轴端密封：泵装有固定衬套注射密封水，卸荷型迷宫密封，保证泵在运行时密封水不进入泵内．而泵内水不泄漏出来。
4.2.3给水泵的出口压力
给水泵的出口压力主要取决于锅炉汽包的工作压力，此外给水泵的出水还必须克服以下阻力：给水管道以及阀门的阻力，各级高压加热器的阻力，给水调整门的阻力，省煤器的阻力，锅炉进水口和给水泵出水口间的静给水高度。根据经验估算，给水泵出口压力最小为锅炉最高压力的1.25倍。
4.2.4给水泵的扬程
给水泵的扬程应为下列各项之和：
1. 从除氧器给水箱出口到省煤器进口介质流动总阻力（按锅炉最大连续蒸发量时的给水量计算）。汽包炉应另加20%欲量；直流炉应加10%欲量。 2. 汽包炉：锅炉汽包正常水位与除氧器给水箱正常水位间的水柱静压差。 直流炉：锅炉水冷壁锅炉水汽化始、终点标高的平均值与除氧器给水箱正常水位间的水柱静压差。
如制造厂提供的锅炉本体总阻力已包括静压差，则应为省煤器进口与除氧器给水箱正常水位间的水柱静压差。
3. 锅炉最大连续蒸发量时，省煤器入口的给水压力。 4. 除氧器额定工作压力（取负值）。
再有前置给水泵时，前置泵和给水泵扬程之和应大于上列各项的总和。同时前置给水泵的扬程除应计及前置泵出口至给水泵入口间的介质流动总阻力和静压差以外，还应满足汽轮机甩负荷瞬态工况时为保证给水泵入口不汽化所需的压头要求。
4.2.5给水泵流量
在每一给水系统中，给水泵出口的总流量（即最大给水消耗量，不包括备用给
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水泵），均应保证供给其所连接的系统的全部锅炉在最大连续蒸发量时所需的给水量。同时考虑给水泵的老化、锅炉连续排污量、汽包水位调节的需要、锅炉本体吹灰及汽水损失、不明泄量等因素，还应留有一定欲量。对汽包炉其给水量就应为锅炉最大连续蒸发量的110%；对直流炉因没有连续排污，也无汽包水位调节等要求，所以其给水量取锅炉最大连续蒸发量的105%。
对中间再热机组，给水泵入口的总流量，还应加上供再热蒸汽调温用的从泵的中间级抽出的流量，以及漏出的注入给水泵轴封的流量差。前置给水泵出口的总流量，应为给水泵入口的总流量与前置泵和给水泵之间的抽出流量之和。
4.2.6给水泵中间抽头
现代大功率机组为了提高经济效果，减少辅助水泵往往从给水泵的中间级抽取一部分水量作为锅炉的减温水（一般为再热器减温水），这就是给水泵的中间抽头。
4.2.7前置泵和液力偶合器 4.2.7.1前置泵结构
该泵为水平、单级轴向分开式。具有一支撑在近中心线的壳体以允许轴向和径向自由膨胀，从而保持对中性。
壳体：壳体为高质量的碳钢铸件。是双蜗壳型，水平中分线分开，进出口水管在壳体下半部结构，这样可避免在检修时拆开联接管道。壳体上盖上设有排气阀。
叶轮：叶轮是双吸式，不锈钢铸件，加工精确并经过动平衡。双吸式结构可保证叶轮的轴向推力基本平衡。在自由端上装有一双向推力轴承。
轴：为不锈钢锻件，用来传递扭矩。
叶轮密封环：减少泄漏量，安装在壳体腔内。由防转定位销定位。 轴承：泵装有滚动轴承，轴承装在牢固的连接在泵壳端部支撑法兰的轴承托架上，轴承为稀油润滑，装有冷却水室及温度测点。
轴封：泵装有机械密封，该机械密封为平衡型，由有弹簧支撑的动环和水冷却的静环所组成。分开的填料箱设有一水冷却套，从而使机械密封旋转部分周围的温度较低。
联轴器：泵与电机之间的迭片式联轴器是挠性与扭性刚性兼有的金属迭片式结构。
前置泵为主泵提供适当的压头以满足主泵在不同运行工况下对净吸入压头的需要，并留有一定裕度。前置泵在最小流量工况和系统降负荷工况下运行时不会被汽蚀。前置泵的主要部件使用抗汽蚀材料制成，同时在结构上考虑了热膨胀的影响。 4.2.7.2液力偶合器
液力偶合器主要由泵轮、涡轮和旋转内套组成，定速电机通过升速齿轮与泵轮轴
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相联，而水泵轴通过联轴节与涡轮轴相联，下面介绍液力联轴器的工作原理。
液力偶合器用来对高速的工业机器进行无级调速控制，偶合器的主体部分与增速齿轮合并在同一个箱体中，箱体的下部作为油箱。偶合器与电机以及给水泵之间的动力传递由联轴器完成，输入转速由一对增速齿轮增速后传到泵轮轴，泵轮与涡轮之间由工作油传递扭矩。原动机的转矩使工作油在泵轮中加速，然后工作油在涡轮中减速并对涡轮产生一等量的转矩。工作油在泵涡轮间循环是靠两轮间滑差所产生的压差来实现，这就要求涡轮的转速要低于泵轮。因此，要传递动力，泵轮与涡轮之间必须存在滑差。选用偶合器时，应保证在满载全充液的情况下有一低的满载滑差。输出转速可通过调节泵涡轮间工作腔内的工作油充液量来调节，而工作腔的充液量由勺管的位置所决定。由于滑差造成的功率损耗将使工作油温度升高，为了消除这些热量，必须冷却工作油。
液力偶合器的主要功能是可以改变输出轴的转速，从而达到改变输出功率的目的。电动给水泵主泵通过液力传动装置的液力偶合器与电动机连接。液力传动装置主要包括传动齿轮、液力偶合器及其执行机构（滑阀、油动机、执行器等）、调节阀、壳体以及工作油泵、润滑油泵、电动辅助油泵和冷油器等部件。
4.2.7前置泵与主给水泵的连接
前置泵与主给水泵的连接方式主要由两种：当为电动调速泵时多采用前置泵与主给水泵同轴串联连接方式，即前置泵主给水共用一台电动机经液力偶合器。通常是低速电动机直接与前置泵连接;通过液力偶合器传递转矩与改变转速使主给水泵改变流量与出口压力。
4.3本设计选型
本设计给水泵系统按最大运行流量即锅炉最大连续蒸发量（BMCR）工况时对应的给水量进行。系统设置2台容量为最大给水量50%的汽动给水泵作经常运行，1台容量为25%的电动调速给水泵作备用泵。每台气动给水泵配有1台电动前置泵，电动调速给水泵与前置泵用同一电动机通过液力偶合器拖动，在一台给水泵出现故障时，其余两台给水泵还能继续工作。每套泵都配有一前置泵进口滤网、给水泵进口滤网、给水泵出口逆止门和最小流量再循环系统。最小流量再循环系统包括一个再循环阀、两个再循环截止阀及差压开关和再循环减压装置。差压开关的信号来自前置泵和给水泵管道上的汛量孔板或给水泵出口流量喷嘴。
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第5章 凝结水系统确定
第5章 凝结水系统确定
5.1凝结水系统概述
凝结水系统的主要功能是将井中的凝结水由凝结水泵送出，经除盐装置、汽封加热器、低压加热器输送到除氧器，期间还对凝结水进行加热、除氧、化学水处理和除杂质。此外，凝结水系统还向各有关用户提供水源，如给水泵的密封水、减温器的减温水、各有关系统的补给水以及汽轮机低压缸喷水等。
5.2凝结水系统组成
凝结水系统主要包括凝汽器、凝结水泵、凝结水补充水水箱、凝结水精处理装置、汽封加热器、低压加热器以及连接上述各设备所需要的管道、阀门等。
本设计的凝结水系统由凝汽设备、凝补水系统、汽封加热器、疏水冷却器和低压加热器等组成。
凝结水系统主要包括： 1. 凝汽器
2. 凝结水泵2台100%容量的凝结水泵，一台运行，一台备用 3. 凝结水精处理装置100%容量一台和100%容量的电动旁路 4. 汽封加热器 5. 疏水冷却器 6. 低压加热器
7. 凝结水补充水泵、凝结水收集水箱、水环式真空泵及冷却器以及连接上述设
备所需要的管道、阀门
5.3凝汽器结构与系统
5.3.1凝气设备概述
凝气式汽轮机时现代火力发电厂和核电站中广泛蚕蛹的典型汽轮机，凝气设备则是凝汽器汽轮机组的一个重要组成部分。凝气设备工作性能的好坏直接影响着整个机组的热经济性和安全性。 5.3.1.1工作原理
凝汽器正常工作时，冷却水由低压侧的两个进水室进入，经过凝汽器低压侧壳体内冷却水管，流入低压侧另外两个水室，经循环水连通管水平转向后进入高压侧靠的两个水室，再通过凝汽器高压侧壳体内冷却水管流至高压侧两个出水室并排出凝汽器，蒸汽由汽轮机排汽口进入凝汽器，然后均匀地分布到冷却水管全长上，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和两侧通道进入热井对凝结水进行回热。LP侧壳体
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