一、简答题1. 简述喷雾式除氧器的结构。
喷雾式除氧器是比较理想的一种除氧器,它由两部分组成:上部为喷雾层,由喷嘴将水雾化,下部为淋水盘或填料层。故又可分为喷雾淋水盘式和喷雾填料式除氧器两种。
2. 喷雾式除氧器有什么优点?
喷雾式除氧器的主要优点是:
(1)加强了传热。传热面积大,不受进水温度的影响。
(2)能够深度除氧。除氧后水中氧含量可小于7μg/L。
(3)能适应负荷、进水温度的变化。
3. 卧式喷雾淋水盘式除氧器结构有什么特点?
卧式喷雾淋水盘式除氧器结构有如下特点:
(1)除氧头外壳采用复合钢板,在除氧头内凡是与凝结水中释放出非凝结气体接触的零件材料,全部采用耐热不锈钢,不易氧化,保证锅炉安全运行。给水箱封头和筒体的材料均采用锅炉钢板,可焊性好,便于工地安装,采用三支座结构,确保水箱的荷重均匀分布在支座上。
(2)凝结水进水室由1个弓形不锈钢罩板与两端挡板焊接在筒体上而成。弓形罩板上沿除氧器长度方向均匀布置恒速喷嘴及排放非凝结气体用的排气管套筒,喷嘴在制造时装在不锈钢的罩子上,安装时若需要对喷嘴解体,只要松开固定喷嘴的螺母就可将喷嘴从罩上卸下。
(3)喷雾除氧空间由两侧的2块侧包板和两块密封板焊接而成。两端密封板都有人孔门,方便检修人员进出。深度除氧空间的淋水盘箱也可从人孔门及除氧头的搬物孔拿出除氧器外,以便对淋水盘进行校正、修理。
(4)深度除氧空间由侧包板与密封板焊接而成。深度除氧空间由上层布水槽钢、中层淋水盘箱、下层栅架组成。
(5)除氧器两端各有1根进汽管,过热蒸汽进入除氧器时由布汽孔板均匀分开。使蒸汽均匀地从栅架底部进入深度除氧空间,再由深度除氧空间流向喷雾除氧空间。汽水的逆向流动提高了除氧器的除氧性能。
(6)除氧器的出水管和蒸汽连通管与给水管连通,出水管的作用是把除过氧的凝结水送入给水箱,蒸汽连通管的作用是平衡除氧头和给水箱之间的工作压力。
(7)给水箱给水出口设有防旋涡装置。为了防止对筒壁的冲刷,给水箱上的给水再循环管采用喷水管结构。
4. 什么是旁路系统?
旁路系统是指高参数的蒸汽不进入汽轮机的通流部分作功,而是经过该汽轮机并联的减温减压器,降压降温后,进入低一级参数的蒸汽管道或凝汽器的连接系统。
5. 旁路系统的作用是什么?
(1)加快启动速度、改善启动条件。大容量单元再热机组普遍采用滑参数启动方式,为适应这种启动方式,应在整个启动过程中不断地调整汽温、汽压和蒸汽流量,以满足汽轮机启动过程中不同阶段(暖管、冲转、暖机、升速、带负荷)的要求。如果单纯调整锅炉燃烧或调整汽压是很难适应上述要求的,因此一般都要设置旁路系统来配合解决这一问题。在机组热态启动时也可以用来提高主蒸汽或再热蒸汽汽温,从而加快了启动速度,改善启动条件。
(2)保护锅炉再热器。机组在启、停和甩负荷时,再热器内无蒸汽或中断了蒸汽,此时可经旁路把新蒸汽减温减压后送入再热器,使再热器不致于因干烧而损坏。
(3)回收工质与消除噪声。机组在启、停和甩负荷过程中,有时需要维持汽轮机空转,由于机、炉蒸汽量不匹配,锅炉最低负荷一般为额定蒸发量的30%左右,而对大容量汽轮机而言,汽轮机维持空转的空载汽耗量一般为额定汽耗量的7%~10%。因此需要将多余的蒸汽及时排掉。如果排入大气,不但损失了工质和热量,而且制造排汽噪声和热污染,设置旁路系统则可以达到既回收工质又保护环境的目的。
此外,当汽轮机组快速减负荷或甩负荷时,利用旁路系统可以防止锅炉超压,减少锅炉安全阀动作的次数。
6. 旁路系统有几种型式,每种型式的特点是什么?
常见的几种旁路系统如图12-1所示。
(1)三级旁路系统。三级旁路系统如图12-1(a)所示。高、低压旁路为串联系统,采用快速液压系统控制,其容量(通流量)为锅炉额定蒸发量的9%。整机旁路采用慢速电动机控制,其容量为锅炉额定蒸发量的36%。该系统能适应各种工况的调节,运行灵活性较高,机组骤然降负荷或甩负荷时,能迅速将大量蒸汽排往凝汽器,使锅炉不致超压而引起安全阀动作,从而可以避免或减少锅炉对空排汽。但该系统复杂,金属消耗量和投资大,布置困难,不便于操作、运行。
(2)两级串联旁路系统。两级串联旁路系统如图12-1(b)所示。由锅炉来的主蒸汽绕过汽轮机高压缸,经Ⅰ级旁路(也称高压旁路)减温减压后进入锅炉再热器,以防止再热器超温或烧坏。由再热器加热出来的再热蒸汽又绕过汽轮机的中、低压缸,经Ⅱ级旁路(也称低压旁路)减温减压后排入凝汽器,以回收工质和消除噪声。
(3)两级并联旁路系统。国产300MW机组采用的高压旁路和整机两级旁路并联系统如图12-1(c)所示,其容量分别为锅炉额定蒸发量的10%和20%。新设计的300MW机组的容量已分别增大到17%和30%的锅炉额定蒸发量。高压旁路的作用是保护再热器,在机组启动时作为暖管的手段,热态启动时可以通过再热器热段上的向空排汽阀来提高再热汽温。整机旁路的主要作用是将各种工况下的多余蒸汽排入凝汽器,运行时该旁路还起安全阀的作用,即主蒸汽超压时,它能自动动作,使安全阀少动作或不动作。
(4)单级(整机)旁路系统。再热机组的主汽管路的管径较大,采用两级、三级旁路系统时,管道附件增多,投资增加,且布置困难。旁路系统又常处于热备用状态,热损失也较大,随着机组容量的增大,这些缺点更为突出,因而简化旁路已趋必然。单级(整机)旁路系统如图12-1(d)所示。该系统的优点是系统简单、投资少、便于操作。其缺点是机组启动或甩负荷时,再热器处在干烧状态得不到保护。机组滑参数启动时,尤其在热态启动时,不能调整再热蒸汽温度。
(5)装有三用阀的旁路系统。装有三用阀的两级串联旁路系统如图12-1(e)所示,它实质上是两级串联旁路系统,其容量力锅炉额定蒸发量的100%。该系统的特点是高压旁路阀兼启动调节阀、减温减压旁路阀和安全阀的作用,故称三用阀。三用阀是可控的,能实现快速(全开时间为2.5s)自动跟踪超压保护,省去锅炉安全阀。液压控制系统通过调节控制汽压以适应机组不同工况的滑参数启停和运行。机组甩负荷后锅炉可不立即熄火,机组可维持带厂用电运行,等事故排除后几分钟内即可重新投入运行,既减少锅炉启停次数,又减少了对汽轮机的热冲击,缩短了恢复时间。减温水的调节与高压旁路快速联动,能大幅度降温降压,减少了电厂庞大的减温减压系统及设备。
7. 苏尔寿公司生产的旁路系统有什么特点?
苏尔寿公司生产的旁路系统有下列特点:
(1)旁路的控制系统既能与汽轮机的DEH配合工作,也能脱离DEH单独工作。
(2)旁路系统管理方便,在计算机屏幕监视器上可以看到旁路装置的运行情况,便于操作。
(3)旁路系统控制能适应机组变压运行和定压运行的要求。
8. 给水泵组设置前置泵的作用是什么?
为了提高除氧器在滑压运行时的经济性,同时又确保主给水泵的安全,通常在主给水泵前加装一台低转速的泵,称为前置泵或升压泵,它与主给水泵串联运行。由于前置泵的转速低,其必需汽蚀余量较小,可以降低除氧器的安装高度,减少主厂房建设费用。同时给水经前置泵升压后,其出水压头高于主给水泵的必需汽蚀余量和它在小流量工况下的附加汽化压头,有效地防止了给水泵的汽蚀。
10. 给水泵的电动驱动方式有什么优缺点?
给水泵的电动机驱动方式的优点是装置简单、工作可靠、成本较低。但当机组功率增大时,相应的电气设备的容量要增大,使整个装置的成本增加,而已消耗的厂用电也增加,限制了其在大容量汽轮发电机组中的应用。
11. 给水泵采用小汽轮机驱动方式有什么优缺点?
给水泵的小汽轮机驱动方式保证有较宽的调速范围,而且节省了大量厂用电。另外,小汽轮机以主汽轮机的抽汽为工质,减少主机的末级蒸汽流量,从而降低了主机的末级叶片高度和末级的余速损失,提高了主机的内效率,因此这种驱动方式逐渐成为应用最广泛的驱动方式。它的缺点是价格贵、系统复杂,且小汽轮机效率高于75%才具有经济性。
12. 驱动给水泵的小汽轮机有哪几种型式?
驱动给水泵的小汽轮机主要有背压式、背压抽汽式与凝汽式几种形式。
13. 背压式小汽轮机有何特点?
背压式小汽轮机的新汽来自主汽轮机某一压力较高的抽汽,通常取自高压缸排汽。小汽轮机做完功的乏汽送入本汽轮机压力较低的某一级抽汽。多数背压式小汽轮机中间有若干级抽汽送到主汽轮机的回热系统,又称为背压抽汽式小汽轮机。这种小汽轮机由于排汽送回主汽轮机回热系统,减少了主机回热抽汽,故不能改善主汽轮机的热经济性。另外,由于小汽轮机与主汽轮机回热系统联系紧密,而两者的变工况特性难以匹配,故对各种工况的适应性很差。目前除少数几个制造厂还继续生产外,背压式、背压抽汽式小汽轮机已逐渐被凝汽式小汽轮机所替代。
14. 凝汽式小汽轮机有什么特点?
凝汽式小汽轮机的工作蒸汽来自主汽轮机的中压缸或低压缸抽汽。由于主机抽汽压力随负荷下降而降低,因此当主机负荷下降至一定程度时,需采用专门的自动切换阀门,将高压蒸汽引入小汽轮机,或者从其他汽源引入一定压力、温度的蒸汽,保证机组的运行。这种多种汽源的供汽方式增加了运行的灵活性,但使系统比较复杂。凝汽式小汽轮机的排汽排入自备凝汽器或主凝汽器。
15. 电动驱动给水泵试转前的检查内容有哪些?
(1)检查电动机的转向正确,泵的旋转方向已在轴承盖或吸入端上标出。
(2)确认泵机组安装完毕时间,如果超过1个月才开始运转,则要将泵组中已涂上的防护油清洗掉,同时检查整个泵组的联锁装置。
(3)检查泵机组所有连接部分是否已拧紧,校核联轴器是否按规定对中,联轴器外套的轴向串量是否适当。
(4)装上前置泵的填料,并用塞尺检查轴套与压盖之间应有均匀的间隙。
(5)检查机械密封冷却水系统、冷却室、油冷却器和电动机冷却水系统,把冷却水主截止阀打开并检查通过的冷却水流量,排除冷却水管路中的气体。
(6)检查供油系统,启动辅助油泵,检查所有机器的油压,检查在法兰接头及管路连接部分是否漏油,观察液力耦合器上可切换的双联油过滤器上的油压差,如果压差偏大,要清洗过滤器。
(7)向给水系统供水。缓慢开启进水阀,向吸入管路、泵、吐出管路,直到排出阀为止的所有管路注水,同时彻底排净此段管路及压力表管上的空气。排出阀仍保持关闭状态,这时应打开最小流量控制装置管路上的截止阀。通过打开、关闭截止阀来检查最小流量系统截止阀的作用,当机组空转时,截止阀必须在开启位置。同时检查再循环自动打开的时间是否在规定数值内,以防泵水汽化。
(8)对液力耦合器,参考耗油表上的数值进行检查,同时用一手柄调整勺管的位置,装置的运行极限位置暂时定在最小10%~15%,最大80%的范围内,启动给水泵前应先启动辅助油泵,勺管最好调整到10%的位置,而不应在0位置。
(9)对测量和控制仪表的功能进行检查,证实在规定的测点进行报警和断开,在检查时应借助于联锁装置进行,以确保泵组的正常启动和运行,并对泵组加以保护。
16. 如何进行给水泵的暖泵?
对停运不久的水泵,其暖泵水引自相邻前置泵出口的热水,由给水泵低压端接管进入,由高压端下部接管排放至凝汽器热井,实现正暖;也可自给水母管在减压下倒回入高压端下部接管,然后自吸入管经前置泵倒流入除氧器给水箱,实现倒暖。如果全部水泵停运后,为了加快启动,则可让泵水很快排放至凝汽器热井,但流入泵内的热水量应适量控制,以保证泵壳的一定温度;如果不立即开足阀,大约需暖泵60min。
17. 给水泵组在启动过程中应注意什么?
在启动后及升速过程中都应注意检查以下几点:
(1)油压和轴承温度。
(2)水泵出水压力。
(3)再循环管通过的最小流量(通过接触最小流量管路的方法检查流动的噪声和温度)。
(4)所有轴承运转的平稳性。
(5)检查轴封。对前置泵着重检查填料函的密封性,仔细调整使其只有轻微滴漏。对主泵着重检查机械密封,它也只能有少量的泄漏,同时要检查冷却器管路的温度,它不应超过80℃。
以上几项合格后,就可用手柄调整勺管的位置,进行缓慢升速。从装置刻度上检查限位凸轮是否调整好,勺管的下限应在10%~15%,上限应在80%左右的位置上,以后带负荷运行期间再进行最终调整。
18. 简述给水泵向锅炉上水的过程。
启动时锅炉处于冷态,且为空管。启动泵组后,当泵出口压力达到8MPa时,再缓慢开启出口阀,使水进入出水管和关闭的给水控制阀,并同时排气。此时出水压力会稍微下降,待压力回升时,就可向锅炉注水,即把出口阀完全打开,注意观察出水压力,使出水压力保持最初的恒定值,再小心地打开给水控制站操作台的控制阀,给水开始流入锅炉,通过仪表可指示出流量的大小。不断观察机组的运行情况,在小流量下运行时,必须仍然打开最小流量阀。为了检查最小流量阀的关闭点位置,向锅炉内的注水量应大于最小流量,这时慢慢打开给水控制阀,同时必须注意观察最小流量阀的位置,达到规定的给水量后关闭最小流量阀,此时泵送出的给水全部流至锅炉。为了检查最小流量阀的打开点位置,同样要缓慢地调节给水控制阀,慢慢地减少注入锅炉的给水。当给水量降到允许的最小流量时,就按规定的时间马上打开最小流量阀,打开点和关闭点大约相差10~15m3/h。如果相差太大,应对控制系统进行调整。
19. 运行中给水泵的监控内容有哪些?
为确保给水泵组的安全运行,应对下列项目进行严格监控:
(1)泵运行过程中,运行应平稳,噪声和振动在规定范围内。
(2)泵决不允许干转,在出口阀关闭的情况下,也不应长时间运转。
(3)轴承温度允许比室温高50℃,但也不能超过75℃。
(4)利用轴向位移监控器检查转子位置。
(5)泵在运行过程中,不得关闭入口管上的阀门。
(6)检查轴封的漏泄量及轴承润滑油管和冷却水管的温度。
(7)检查冷却水流量和温度,温差最大不得超过10℃。
(8)备用泵应定期试转,以保证在意外情况下能随时启动,同时还应监视暖泵系统。
(9)检查轴承和联轴器处的润滑油的质量及流量。
20. 什么是主蒸汽系统?
主蒸汽系统是指从锅炉过热器联箱出口至汽轮机上汽阀进口的主蒸汽管道、阀门、疏水管等设备、部件组成的工作系统。
21. 什么是再热蒸汽系统?
再热蒸汽系统包括冷段和热段两部分。再热冷段指从高压缸排汽至锅炉再热器进口联箱入口处的管道和阀门。再热热段指锅炉再热器出口至中联门前的蒸汽管道。
22. 高压缸排汽止回阀配有电动旁路阀的作用是什么?
对于采用中压缸启动的汽轮机组,高压缸排汽止回阀配有一个电动旁路阀(构成小旁路),用于机组启动时的倒暖缸,即利用再热冷段蒸汽经该旁路倒流至汽轮机高压缸进行暖缸。机组在冷态启动时,当高压缸的金属温度达到要求时,该电动旁路阀即关闭,并打开高压拉至凝汽器管道上的阀门,使高压缸处于真空状态。
23. 真空阀的作用是什么?
由于采用中压缸启动,为了消除高压缸的鼓风作用,在其排汽管道与凝汽器之间设有连通管及相应的阀门,在启动过程中该管道开通,高压缸处于高真空状态,尽量减小其鼓风损失(即减小鼓风发热量)。
24. 凝结水系统的作用是什么?
凝结水系统的主要功能是将凝汽器热井中的凝结水由凝结水泵送出,经除盐装置、轴封冷凝器、低压加热器输送至除氧器,其间还对凝结水进行加热、除氧、化学处理和除杂质。此外,凝结水系统还向各有关用户提供水源,如有关设备的密封水、减温器的减温水、各有关系统的补给水及汽轮机低压缸喷水等。凝结水系统的最初注水及运行时的补给水来自汽轮机的凝结水储存水箱。
25. 凝结水系统包括哪些设备?
凝结水系统主要包括凝汽器、凝结水泵、凝结水储存水箱、凝结水输送泵、凝结水收集箱、凝结水精除盐装置、轴封冷凝器、低压加热器、除氧器及水箱,以及连接上述各设备所需要的管道、阀门等。