驱动锅炉给水泵小汽轮机的热力系统优化措施

（一）小汽轮机的汽源及其切换

1.小汽轮机的汽源

小汽轮机的任务是驱动给水泵，并保证汽动给水泵转速满足锅炉给水的要求。小汽轮机至少准备两路供汽的汽源，即高压汽源和低压汽源。在机组正常运行时，一般由主汽轮机的抽汽作为小汽轮机的汽源，即低压汽源。当机组运行负荷较低（小于75%MCR）时，汽轮机抽汽压力相应降低，小汽轮机产生的动力将不能满足给水泵耗功的要求。此时由于小汽轮机进汽阀没有过负荷的流通面积不能再开大或小汽轮机的进汽量受主汽轮机最大允许抽汽量的限制，仅仅依靠主汽轮机抽汽已不能保持小汽轮机动力与给水泵耗功相平衡，必须另设高压汽源，通常选择高压新汽母管或高压缸排汽来的高压蒸汽作为小汽轮机的高压汽源。

2.小汽轮机汽源切换方式

小汽轮机汽源的切换有两种方式，即高压蒸汽外切换和新蒸汽内切换。

高压蒸汽外切换系统如图8-19所示，高压缸排汽作为小汽轮机高压汽源。高压蒸汽管道上设置蒸汽减压阀A，对高压蒸汽进行节流降压；低压抽汽管道上设置止回阀B，用于切断小汽轮机低压抽汽供汽；小汽轮机只设一个蒸汽室。当主汽轮机负荷降到低压抽汽不能满足小汽轮机的需要时，高压蒸汽管道上的减压阀A开启，高压蒸汽进入小汽轮机。与此同时，低压抽汽管道的止回阀B动作，低压蒸汽立即停止进入汽轮机。

高压蒸汽外切换方式系统简单，操作方便，但因其经济性低、热冲击大、机组低负荷时小汽轮机功率与给水泵不匹配等诸多缺点，这种切换方式已基本不再采用。

新蒸汽内切换系统如图8-20所示，主蒸汽管道上的新蒸汽作为小汽轮机的高压汽源，低压汽源为中压缸抽汽或排汽。小汽轮机设置两个独立的蒸汽室，并各自配置相应的主汽阀和调节汽阀。高压主蒸汽经高压主汽阀、调节汽阀后进入汽缸下部喷嘴室；低压蒸汽则经低压主汽阀、调节汽阀后进入汽缸上部的喷嘴室。

图8-19　高压蒸汽外切换系统

图8-20　新蒸汽内切换系统

当主汽轮机负荷降低到低压汽源不能满足小汽轮机需要时，高压调节汽阀开启，高压蒸汽开始进入小汽轮机中。此时，低压汽阀仍保持全开状态，高压和低压两种蒸汽分别进入各自的喷管组膨胀，在调节级做功后混合。随着主汽轮机负荷的不断下降，高压蒸汽量不断增加，调节级后混合蒸汽压力也不断提高；同时，低压蒸汽压力随主汽轮机负荷的减少而不断下降，这样使小汽轮机上部低压喷管组前后蒸汽压差降低，低压蒸汽的进汽量逐渐减小。当低压喷管组前后的压力相等时，低压蒸汽不再进入小汽轮机，此时低压调节汽阀仍全开，而装在低压蒸汽管道上的止回阀B自动关闭，以防止高压蒸汽通过低压汽源的抽汽管道倒流入主汽轮机。(www.xing528.com)

新蒸汽内切换方式系统设置虽然复杂，但在汽源切换过程中，低压抽汽逐渐被高压新蒸汽取代，对小汽轮机热冲击小，汽轮机调节系统工作比较稳定；不设减压阀节流损失小，机组低负荷时的热经济性也好；同时也可保证在主汽轮机负荷很低的工况下，甚至主汽轮机停运时，仍有汽源供给小汽轮机以驱动给水泵，因此新蒸汽内切换方式得到了广泛的应用。

（二）小汽轮机的蒸汽管道系统

小汽轮机的蒸汽管道系统如图8-21所示。

图8-21　600MW机组小汽轮机的蒸汽管道系统

该小汽轮机蒸汽系统高压汽源为高压新蒸汽，低压汽源（正常汽源）为主汽轮机第四级抽汽，小汽轮机设置两个蒸汽室，两种汽源各自配置相应的主汽阀和调节汽阀，汽源间采用新蒸汽内切换。

从主汽轮机的主蒸汽管道上引出的高压蒸汽管道即新蒸汽管道分成两路进入高压主汽阀，再经调节汽阀进入小汽轮机。高压蒸汽汽源管道上设一只电动隔离阀。电动隔离阀后、高压主汽阀前的管道低位点设有带节流栓的疏水装置，用于暖管疏水，并保证高压蒸汽管道停用时处于热备用状态。在低压汽源管道止回阀后还接入辅助蒸汽汽源管道，作为小汽轮机的调试用汽。

自主汽轮机抽汽管上引出的低压汽源管道同样分成两路进入低压主汽阀，并经低压调节汽阀进入小汽轮机。低压蒸汽汽源管道上设一只电动隔离阀、一只气动止回阀。止回阀用于防止由低压汽源切换至高压汽源时，高压蒸汽倒流入抽汽管道，造成抽汽管超压及主汽轮机超速。在电动隔离阀与气动止回阀之间的管道低位点，设置一套带节流栓的疏水装置，用于低压汽源管道启动暖管，并使低压汽源在停用时处于热备用状态，以便及时投入。在电动隔离阀和主汽阀前，分别装设一只气动疏水阀，供暖管和汽轮机超速保护。另外，小汽轮机高压主汽阀和调节汽阀的高压门杆漏汽接入电动隔离阀后管道，回收工质。

高压和低压蒸汽管道上均设有放气阀，作启动放气用；在蒸汽管道上所有疏水回收进入凝汽器疏水扩容器或疏水集管。

（三）小汽轮机的排汽方式

小汽轮机有两种排汽方式。一种是乏汽排至专门为小汽轮机设置的凝汽器，这种方式的优点是布置灵活，但因为需设置单独的凝结水泵将小汽轮机的凝结水打入主凝结水泵出口调节阀后的主凝结水管道中，使这种排汽方式系统复杂，投资增加，厂用电消耗和运行维护费用增加，因此新型机组上已不再采用。

另一种排汽方式是乏汽直接排入主汽轮机的凝汽器。如图8-21所示，通常在排汽管道上装设一只真空阀，以保证汽轮发电机组正常运行时小汽轮机的乏汽能通畅地排入主汽轮机的凝汽器；同时在机组甩负荷或给水泵故障检修而切除时，真空蝶阀关闭，切断主汽轮机凝汽器与小汽轮机之间的联系，维持主汽轮机凝汽器的真空。这种排汽方式系统简单，安全可靠，目前在大型机组上广泛采用。