D350Q-产品说明书

汽轮机产品说明书（主机部分） D350Q-000100BSM

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 章-节 1 1-1 1-2 2 2-1 2-2 2-3 2-4 2-5 2-6 3 3-1 3-2 3-3 3-4 3-5 3-6 3-7 3-8 3-9 3-10 3-11 3-12 3-13 3-14 3-15 3-16 3-17 目 录 名 称 前言 主要技术规范和经济指标 主要技术规范 技术经济指标及保证条件 总体设计 机组运行特点 主蒸汽、再热蒸汽和回热系统 汽轮机本体辅助系统 配汽 阀门管理 旁路系统 本体结构 高中压外缸 高压内缸 高中压转子 喷嘴组和高中压隔板 转子寿命应力监控及汽缸温度监测 低压缸 低压转子 低压隔板 动叶片 轴封 轴系和支承系统 轴承和轴系的安全监视 盘车装置 阀门和管道 滑销系统和胀差 保温和罩壳 附录 页数 2 1 2 1 1 2 1 3 2 1 2 1 6 5 2 3 2 4 1 1 1 1 12 2 3 5 3 1 4 备注 1

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前 言

CN310/301-16.67/0.8/538/538型汽轮机是我厂引进和吸收国内外先进技术设计制造的最新式亚临界350MW优化机型，为一次中间再热双缸双排汽凝汽式汽轮机，与相应容量的锅炉和汽轮发电机配套，构成大型火力发电机组，在电网中以带基本负荷为主,也可承担部分调峰任务。

本说明书主要介绍该机组总体设计和本体结构，有关辅机、调节、保安、安装、启动运行和DEH及各系统的详细介绍请参阅下列技术文件： 1 交货清单 2 热力特性书 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

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汽轮机保温设计说明书 螺栓热紧说明书

汽轮机本体安装及维护说明书 汽轮机启动运行说明书 盘车装置说明书 辅机部套说明书

润滑油系统说明书

汽轮机本体及管道疏水系统说明书 抽汽止回阀控制系统说明书 自密封汽封系统说明书 油系统设备安装说明书 油系统冲洗说明书

调节、保安系统说明书 调节、保安部套说明书

汽轮机安全监视装置说明书

汽轮机电气监视保护系统说明书 主机证明书 辅机证明书 调节证明书

安全监视装置出厂证明书

DEH的电、液所有技术文件由供货商随机提供。

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本文件中热力系统的压力一律用绝对压力，油系统的压力一律用表压，并用“（表压）”或“（g）”注明，真空度和负压用文字注明，本说明书采用法定计量单位,它与工程制计量单位的换算关系如下：

力 1kgf=9.80665N

压力 1kgf/cm2=0.0980665MPa

热量 1kcal=4.1868kJ

注：左、右定义为：从汽轮机朝发电机方向看去，左手侧为左，右手侧为右。前后定义为：靠近汽机为前，靠近发电机为后。

1 主要技术规范和经济指标

1-1 主要技术规范

1 型号： CN310/301-16.67/0.8/538/538型

2 型式：亚临界、单轴、双缸双排汽、中间再热可调抽汽凝汽式 3 额定功率：310MW（额定工况） 4 最大功率：339.4MW（VWO工况）

5 额定蒸汽参数

新蒸汽：（高压主汽阀前）16.67MPa/538℃

再热蒸汽：（中压联合汽阀前）3.356MPa/538℃ 背 压：4.2kPa（设计冷却水温20℃） 6 额定新汽流量：917.1t/h 7 最大新汽流量：1025t/h

8 配汽方式：全电调（阀门管理）

9 转向：从汽机向发电机方向看为顺时针方向 10 转速：3000r/min

11 轴系临界转速（计算值）

第一阶：（发电机转子一阶） 1386r/min 第二阶：（高中压转子一阶） 1733r/min 第三阶：（低压转子一阶） 1773r/min 第四阶：（发电机转子二阶） 3587r/min * 电机临界转速值以电机厂提供的数据为准。 12 通流级数

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总共26级,其中:

高压缸：1调节级＋8压力级 中压缸：5压力级 低压缸：2×6压力级

13 给水回热系统：3高加＋1除氧＋4低加(除氧器采用滑压运行) 14 给水泵拖动方式

15 系统设有两台50％容量的汽动给水泵和一台30％容量的电动给水泵，每台

汽动给水泵配置一台电动给水前置泵。 16 汽封系统：自密封系统（SSR） 17 末级动叶片高度：1016mm

18 末级动叶片环形排汽面积：2×8.76m2

19 汽轮机本体外形尺寸（长×宽×高）

18500mm×8000mm×6500mm（高度指从连通管吊环最高点到运行平台距离） 20 主机重量

～630t（包括高、中压阀门及其支吊架，高、中压主汽管和主汽管支吊架及基架等）。

21 最大吊装重量

～98t（安装时，低压外缸下半组合）

～59.3t（检修时，低压转子包括起吊工具） 22 最大起吊高度

≈9.84m（吊装低压外缸时） 23 运行平台高度：12.6m

24 汽轮机与凝汽器连接方式：弹性

25 汽轮机布置方式：汽轮发电机组为室内纵向顺列布置。

26 产品执行标准：GB5578-85《固定式发电用汽轮机技术条件》

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1-2 技术经济指标及保证条件

1 符合下列条件时可发额定功率:

a) 新蒸汽压力:16.67±0.53MPa 新蒸汽和再热蒸汽温度:538±5℃ b) 冷却水温不超过33℃,冷却水流量不小于额定值 c) 加热器按规定投入

2 汽轮机在额定工况下, 计算热耗为：

7860KJ/kW.h(1877.33kcal/kW.h)

保证热耗以各工程<<热力特性书>>提供的数据为准。

达到这一保证的必要条件是：

a) 新蒸汽和再热蒸汽参数为额定值; b) 背压不高于额定值;

c) 按规定的回热系统运行;

d) 主给水流量等于主蒸汽流量;

e) 发电机效率不低于98.7%;发电机功率因数0.85。

3 如果机组投运后未及时进行热力鉴定试验, 应按IEC 953-2国际电工委员会参考资料进行老化折扣；汽轮机效率老化折扣如下： a) 3-12个月, 每月0.07% b) 13-24个月, 每月0.042%

热力鉴定试验的方法、测试仪表精度、测试数据的误差修正、实测热耗的计算方法应符合GB8117-87<<电站汽轮机热力性能验收试验规程>>的规定, 经过误差修正的热耗试验值相对于保证热耗的允许偏差为+1%。

2 总体设计

2-1 机组的运行特点

1 启动状态

本机组启动状态的划分根据是高压内缸上半调节级后内壁金属温度。 冷态启动：小于150℃ 温态启动:150℃～300℃ 热态启动:300℃～400℃ 极热态启动:≥400℃

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3 本体结构

本机组为双缸双排汽型式,高中压部分采用合缸结构。因进汽参数较高,为减小汽缸应力,增加机组启停及变负荷的灵活性,高压部分设计为双层缸。低压缸为对称分流式,也采用双层缸结构。为简化汽缸结构和减小热应力,高压和中压阀门与汽缸之间都是通过管道联接。高压阀悬挂在汽机前运行层下面，中压阀置于高中压缸两侧。机组总长～18.5m,纵剖面图见附图1。

高压通流部分设计为反向流动,高压和中压进汽口都布置在高中压缸中部,是整个机组工作温度最高的部位。来自锅炉过热器的新蒸汽通过主蒸汽管进入高压主汽调节阀,再经4根Φ273×40高压主汽管和装在高中压外缸中部的4个高压进汽管分别从上下方向进入高压内缸中的喷嘴室,然后进入高压通流部分。蒸汽经1个单列调节级和8个压力级作功后,由高中压缸前端下部的2个高压排汽口排出,经2根冷段再热汽管去锅炉再热器,管上各装1个Dg600的排汽止回阀。通流级第6级后设1段回热抽汽供3#高加(N0.1HTR),通流级第9级后(高压排汽)设2段抽汽供2＃高加(N0.2HTR)。

再热蒸汽通过2根热段再热汽管进入中压联合汽阀,再经2根Φ610×55中压主汽管从高中压外缸中部下半两侧进入中压通流部分。中压部分共有6个压力级,第3级后有1个3段抽汽口供1#高加(N0.3HTR),中压排汽一部分从高中压外缸后端下半的4段抽汽口抽汽供除氧器(DTR),大部分从上半正中的一个Φ1400mm中压排汽口进入连通管通向低压缸。

低压部分为对称分流双层缸结构。蒸汽由低压缸中部进入通流部分,分别向前后两个方向流动,经2×6个压力级作功后向下排入凝汽器。在正反1级、正2级、反3级、正反4级后依次设有5～8段抽汽口,分别供4个低压加热器(N0.5～N0.8HTR)。

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3-1 高中压外缸

1 外缸结构

高中压外缸内装有高压内缸、喷嘴室、隔板套、隔板、汽封等高中压部分静子部件,与转子一起构成了汽轮机的高中压通流部分。外缸材料为高温性能较好的ZG15Cr1Mo1铸件。通过强度计算分析，对缸壁筒体的厚度特别是中排及高排处的厚度进行合理的选取，最大壁厚约108mm。外缸重量～68t(不包括螺栓等附件),允许工作温度不大于566℃。

外缸中部上下有4个高压进汽口与高压主汽管相连,高压部分有安装固定高压内缸的凸台和凸缘,前端下部有2个高压排汽口,下半第7级后有1个抽汽口,通过一根Φ168×8抽汽管与高压内缸第6级后环形集汽腔室相通，抽汽供

N0.1HTR。外缸中部下半左右侧各有1个中压进汽口,中压部分有安装1#、2#隔板套的凸缘,下半中压第3级(1#隔板套)后有1个抽汽口(供N0.3HTR)。外缸后端上部有1个Φ1400中压排汽口,下部左右侧有2个抽汽口,供除氧器(DTR)和给水泵小汽轮机。前后两端有安装高压和中压后汽封凹窝和相应的抽送汽管口。

高中压外缸中分面法兰等高设计，左右水平法兰螺栓全部采用GH螺纹。为减少启动过程中螺栓与法兰温差，降低运行时螺栓的使用温度，特采用大螺栓自流冷却/加热系统，从高压内缸与外缸的定位环之前的区域引入蒸汽至螺栓孔，正常运行时冷却高温区中分面螺栓，再由1#、2#隔板套之间的抽汽口排出（见图3-1-1）。螺栓直径从汽缸中部至中压排汽端依次递减，其中：

●前部及中部左右水平法兰（从2号隔板套凸肩至高压排汽腔室）共有36个（GH）6″×1318的特制双头螺栓,2号隔板套凸肩处左右水平法兰有2个（GH）5″×1268的特制双头螺栓,上述两种螺栓材料均为20Cr1Mo1VNbTiB,允许工作温度不大于570℃。

●中压排汽腔室两侧水平法兰有10个（GH）4″×1216特制双头螺栓，后部横向水平法兰有2个（GH）3 1/2″×1190特制双头螺栓和14个（GH）3″×1166特制双头螺栓，这3种螺栓材料均为25Cr2MoVA,允许工作温度不大于510℃。

与上述（GH）6″规格螺栓相配的为罩螺母，与其余螺栓相配的为特制开槽螺母。螺栓与对应螺母一一编号，螺母与汽缸水平法兰螺柱孔刮面在总装时进行研磨，保证接触面密封良好，同时改善螺栓受力状况。

安装时螺栓需要热紧,要求必须使用汽轮机螺栓电加热器,不允许用氧乙炔火焰加热。

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使用螺栓伸长测量工具(D00.687Z-1)对螺栓伸长进行测量。螺栓伸长满足设计要求,即可保证螺栓预紧力的要求。热紧数值、热紧顺序及注意事项见<<螺栓热紧说明书>>。

图3-1-1 高中压外缸大螺栓自流冷却/加热示意图

2 外缸的支承

外缸由下缸中分面伸出的前后左右4个元宝形猫爪搭在前轴承箱和中低压轴承箱的水平中分面上,称为下猫爪中分面支承结构，见图3－1－2。这种结构有下列优点:

a) 动静间隙不受静子温度变化的影响;

b) 汽缸中分面联接螺栓受力状态和汽缸密封性好。

高中压缸与前轴承箱之间的推(拉)力靠汽缸下半前端与前轴承箱之间的“H”梁形式的推拉机构传递,为使汽缸与前轴承箱保持中心一致，“H”梁与汽缸下半前端及前轴承箱之间均采用圆柱销定位，见图3－1－3。安装时“H”梁电机端（与汽缸下半前端联结）相对机头端（与前轴承箱联结）冷态标高高出1mm，从而得到1mm预变形以减小其在工作状态下的热变形，达到减小其在工作状态下的热应力的目的。该推拉机构的优点在于其“H”梁本身:

a) 在平行于汽缸中分面的平面内刚度较大。借助于前轴承箱与前基架之间的导向键可保证高中压缸在受到外部管道不平衡推力以及自身左右不均匀热膨胀影响的情况下，仍能保持良好的对中。

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b) 在纵剖面内其刚度相对较小。这样前轴承箱与高中压缸之间在铅垂方向客观上存在的较大胀差将不会对“H”梁本身造成过大的热应力。

高中压缸与中低压轴承箱之间的推(拉)力靠猫爪下面的横向键传递。为使汽缸与中低压轴承箱保持中心一致,汽缸下半后端设有立键,见图3－1－4。 3 高压进汽管

高中压外缸中部上、下、左、右共有4只高压进汽管，分别通过螺栓固定在内缸上，高压进汽管两端靠密封圈分别与喷嘴与外缸联结。能吸收内、外缸及喷嘴间的胀差。进汽管联结图见图3－1－5。

4 高压第7级后抽汽管

下半第7级后有1个抽汽口,通过一根Φ168×8抽汽管与高压内缸第7级后环形集汽腔室相通,抽汽管两端靠密封圈分别与内缸与外缸联结，能吸收内、外缸间的胀差。抽汽管通过用螺栓固定在外缸上的法兰与外部管道相联结。抽汽管联结图见图3－1－6。

图3-1-2 前、后猫爪安装图

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图3-1-3 汽缸推拉装置装配图

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表3-4-2 中压隔板材料和叶栅要素 级 10 11 12 13 14 次 隔板部位 1#隔板套(ZG15Cr2Mo1) 2#隔板套(ZG20CrMo) 隔板材料 12Cr2Mo1R 14Cr11MoV 导叶材料 2Cr11Mo1VNbN

图3-4-1 分流叶栅示意图

图3-4-2 弯曲导叶示意

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图 3-4-3 径向汽封和根部汽封

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3-5 转子寿命应力监控及汽缸温度监测

为合理控制汽轮机的启动和负荷变化,本机组采用了应力及寿命监控装置,使用该装置可以有效地控制转子热应力，科学地对汽轮机转子寿命进行预测,从而达到提高机组安全性可靠性的目的。除此之外在汽轮机本体上还设置了相应的温度监测点,用来监视汽缸的温差,以免因温差过大引起汽缸的变形和热应力。测点分布见表3-5-1。

表3-5-1 高中压缸温度测点分布 测 点 名 称 测 点 位 置 主 要 用 途 内缸上半顶部进汽中心前与内缸内壁温度比较,作为调 节 级 后 汽 温 610 mm处向后斜插入调节控制转子和内缸热应力的依级汽室 据 外缸上半顶部偏左30°,与内缸外壁温度比较,以便内外缸夹层中隔热环前汽温 进汽中心前800mm处插入夹启动过程中合理控制机组胀层 差 内壁 上半 内缸壁温 下半 外壁 内壁 外壁 上半内壁 1#隔板套 下半内壁 内壁 内缸上半法兰 左右侧 中心 外壁 a.限制内外壁温差,以降低内缸热应力 内缸上、下半顶或底部正b.限制内缸上下半温差,减中,进汽中心前260mm 少内缸变形 c.转子热应力计算的依据 1#隔板套上半正中,中压1转子热应力计算的依据 级后 1#隔板套下半,中压1级后转子热应力计算的依据 偏左侧250mm a.限制内外温差和内中温内缸上半左右两侧法兰进差,减少法兰热变形和热应汽中心前175mm处,距水平力 中分面各为138、165、192mm b.限制左右法兰温差,使左右两侧受热均匀 编制 校对 审核 录入员

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上半 外 缸 壁 温 下半 排 汽口 内壁 外缸法兰温度 左右 续表3-5-1 高中压缸温度测点分布

内壁 高压进汽中心后645mm(上a.内壁温度作为热态启动时控半顶部正中) 制进汽参数的依据 外壁 b.限制内外壁温差,降低汽缸内壁 高压进汽中心后820mm(下热应力 半底部偏左110mm) c.限制上下缸温差,减少汽缸外壁 变形 d.上下缸排汽口内壁测点可监顶部 前端顶部 测积水;限制上下缸温差,减少高排 高压排汽中心后15mm（前汽缸变形 底部 端下半底部正中） e.转子热应力的计算依据 中压排汽中心前120mm（后f.中速暖机结束的依据 中排 下半 端下半底部正中） 内壁 汽缸上下半法兰左右两侧a.限制法兰内外中温差,减少（高压进汽中心后418mm） 法兰热变形和热应力 中心部位 b.限制左右法兰温差,使左右外壁 两侧受热均匀 调节级后汽温和高压内缸测温热电偶引线穿过外缸引出，法兰和缸壁温度

测量有单点式，二点式、多点式几种测壁温装置，见图3－5－1。

图3-5-1 汽缸和法兰热电偶安装图

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3-6 低压缸

1 低压缸

低压缸采用焊接三层缸结构，轴承座在低压外缸上。低压缸结构见图3－6－1。

低压进汽温度为380℃左右，而内外缸夹层为排汽参数，设计工况温度仅33.9℃左右，为了减少高温进汽部分的内外壁温差，在内缸中部外壁上装有遮热板。

低压内缸进汽室设计为装配式结构，整个环形的进汽腔室与内缸其它部分隔开，并且可以沿轴向径向自由膨胀，低压进汽室与低压内缸的相对热膨胀死点为低压进汽中心线与汽轮机中心线的交点。

低压进汽口设计为钢板焊接结构。可以减轻进汽口的重量，同时避免了铸件可能存在的缺陷。为防止中分面螺栓咬死，进汽腔室周围的高温区螺栓采用GH螺纹。内缸两端装有导流环，与外缸组成扩压段以减少排汽损失。

内缸下半水平中分面法兰四角上各有1个猫爪搭在外缸上，支持整个内缸和所有隔板的重量。水平法兰中部对应进汽中心处有侧键，作为内外缸的相对死点，使内缸轴向定位而允许横向自由膨胀。内缸上下半两端底部有纵向键，沿纵向中心线轴向设置，使内缸相对外缸横向定位而允许轴向自由膨胀。为减少启动过程中螺栓与法兰温差，特采用大螺栓自流加热系统（见图3－6－2）。

低压外缸采用焊接结构，外形尺寸8585mm×7162mm，低压上半缸排汽蜗壳设计为长方形，以增加上半缸扩压器的轴向长度。上半高3048mm，下半高3045mm，上半重～35ｔ，下半重～98ｔ（包括螺栓等）。为便于运输，低压外缸沿轴向分为四段，用垂直法兰螺栓联接，现场组装后再密封焊接。

低压外缸上半顶部进汽部位有带波纹管的低压进汽管与内缸进汽口联接，以补偿内外缸胀差和保证密封。顶部两端共装有4个内孔径Ф610的大气阀，作为真空系统的安全保护措施。当凝汽器中冷却水突然中断，缸内压力升高到34.3kPa(g)时,大气阀隔膜板破裂，以保护低压缸、末级叶片和凝汽器的安全。上半两端面正中各留有1个半圆形空缺，以便于吊装轴承箱盖。上半每个端面外侧有若干条沿水平及垂直方向的筋板,以加强端板刚性，改善振动频率。

低压外缸下半两端有低压轴承箱，四周的支承台板放在成矩形排列的基架上，承受整个低压部分的重量，底部排汽口的尺寸7.756m×6.336m，排汽面积49.142m2。凝汽器采用弹性连接时，凝汽器的自重和水重都由基础承受，不作 编制 校对 审核 录入员

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/wm62.html