超临界汽轮机的安全运行 毕业论文设计书.doc

一 题目：超临界汽轮机的安全运行二 摘要; 本设计主要通过在对超临界汽轮机结构及热力特性的研究，掌握超临界汽轮机的运行知识基础上, 归纳，总结出超临界机组安全，稳定运行的因素，并结合实际运行机组中出现的安全性问题进行专题分析，提出保证超临界汽轮机安全运行的技术措施及合理化建议。实现对超临界汽轮机在不同运行工况下的安全性分析。三 关键词：安全；经济四 目录：第一章 汽轮机本体结构 1 本体结构概述 2 静止部分的结构和作用 3 转动部分的结构及盘车装置 4 汽封和汽封结构 5 轴承 第二章 超临界汽轮机相关系统 1 汽轮机的转速调节和保安系统 2 汽轮机的附属部件 3 汽轮机的附属设备 第三章 汽轮机的启动和停机 1 汽轮机启动和停机过程 2 冷态滑参数启动 3 热态启动的特点 4 停机 第四章 超临界汽轮机辅助系统 1 润滑油、顶轴油系统的启动 2 润滑油、顶轴油系统的停运 3 润滑油、顶轴油系统的联锁、报警、保护 4 汽轮机盘车的运行 5 油净化及补排油系统放入运行 第五章 超临界汽轮机的运行维护 1 汽轮机运行的监视 2 汽轮机运行的监督 3 汽轮机组运行的优化管理 4 汽轮机寿命管理 第六章 超临界汽轮机安全经济运行的专题分析五 引言：近年来，超临界机组相继继投入运行，有必要在研究超临界机组的启动，停运，事故处理的基础上，归纳，总结出超临界机组安全，稳定运行的因素，并结合实际运行机组中出现的安全性问题进行专题分析，提出保证机组运行的安全措施。本设计主要通过在对超临界汽轮机结构及热力特性的研究，掌握超临界汽轮机的运行知识基础上，提出保证超临界汽轮机安全运行的技术措施及合理化建议（包含结构设计，系统设计等）。实现对超临界汽轮机在不同运行工况下的安全性分析。 六 正文： 第一章 汽轮机本体第一节 本体结构概述汽轮机本体由转动和静止两大部分构成。转动部分包括叶栅、叶轮、主轴、联轴器及紧固件，静止部分包括汽缸、喷嘴室、隔板套、汽封、轴承、轴承座、滑销系统基座及有关紧固件。本机通流部分由高、中、低三个部分组成，高压气缸内有一个部分进气调节的冲动级和11个反动式压力级，中亚汽缸内有9个反动式压力级，低压部分分为两分流式，每一分流由7个反动式压力级组成，全机共35级。第二节 静止部分的结构和作用2.1高中压缸采用双层缸将一定压力的蒸汽引入夹层，使蒸汽的总压差、温差分别由内、外壁承担。减小单层汽缸壁厚、法兰厚度，减小热应力不同的冷却蒸汽决定了内、外缸的压差和温差。一般汽缸都是上下缸结构，中间通过法兰螺栓连接但大机组、尤其是超临界机组高压缸为了减小热应力，采用了一些其它方式内缸无法兰螺栓，而采用7只钢套环将上下缸热套紧箍成一圆筒，仅在进汽部分加四只螺栓来加强密封。同时外缸可采用较薄的法兰和细螺栓，减小对汽机启停的限制。2.2高中压分流合缸优点：1. 高温区集中在汽缸中部，夜间停机或周末停机温度衰减慢，启动热应力小，适合两班制运行；2. 两端的温度、压力均较低，从而减少了对轴承和端部汽封的影响，改善了运行条件；3. 减少了轴承数，可缩短主轴长度。缺点： 高中压转子合一而变长、变粗，ncr1降低、汽封漏汽量增大，热耗增大2.3、配汽方式1. 节流配汽 进入汽轮机的所有蒸汽都经过一个或几个同时启闭的调节阀，第一级为全周进汽，没有调节级。结构简单，启动或变负荷时第一级受热均匀，且温度变化小，热应力小。缺点：低负荷时节流损失太大。2. 喷嘴配汽 将第一级分成36个喷嘴组，各组相互隔开，各有一个调节汽门控制。依次开启可减少节流损失。缺点：调节级存在部分进汽损失且受热不均；调节级余速不能利用。且负荷下降时高压缸各级温度变化大。3. 节流-喷嘴联合配汽现代汽轮机大都设置了阀门状态管理功能，可实现配汽方式的切换。低负荷时采用节流配汽，牺牲经济性换安全性。高负荷时采用喷嘴调节，提高效率。第三节 转动部分的结构及盘车装置3.1 转动部分：等截面叶片、扭叶片喷嘴（静叶）：将蒸汽热能转化为动能动叶：将蒸汽动能转化为机械功。围带：高压可减小漏汽，中、低压可调频（自带围带）拉金：增加刚度，调频3.2、盘车装置 汽轮机冲转前和停机后，带动大轴转动，防止大轴弯曲。启动冲转前投入盘车装置1. 检查汽轮机动静部分是否存在碰磨2. 检查轴系平直度是否合格3. 暖机过程中使转子温度场均匀大连庄河600mw机组电动盘车 3.38rpm盘车装置一般在启动冲转前投入，要求冲转后当汽机转速超过盘车转速时要能自动退出；并在停机后转速达到盘车转速时能自动投入。电动机轴驱动主动链齿轮10旋转,再通过hy-yo链条9带动从动链齿轮8、蜗杆7、蜗轮6、蜗轮轴小齿轮5和惰轮4来转动减速齿轮3，而减速齿轮3则通过键与主齿轮轴2相连接，主齿轮轴2上的齿轮又跟减速小齿轮12相啮合，齿轮12则与盘车大齿轮1相啮合。盘车大齿轮是用螺栓连接在中间轴与发电机联轴器之间，故而能带动汽轮发电机转子作低速旋转。减速小齿轮12围绕支承在两块杠杆板上的齿轮轴转动，而杠杆板又以主齿轮轴2为支轴转动。这两块板通过适当的连杆机构与操纵杆相连接。当杠杆移到啮合位置时，齿轮12即与传动齿轮相啮合，通过传动齿轮，带动转子旋转；当杠杆移到脱开位置时，齿轮12即退出啮合。启动盘车时，零转速器发出信号，压力开关闭合，接通供气阀电源使其开启，压缩空气进入气动啮合缸活塞的下部，气动活塞下移，带动杠杆作顺时针运动，直致齿轮12与大齿轮1啮合；此时，杠杆将停止移动，而活塞继续下移，接通触点，启动电动机，盘车投入。当汽机转速大于盘车转速时，大齿轮所施转矩使齿轮12自动脱开，带动杠杆上移。当杠杆移向脱开位置时，压力开关接通，压缩空气使啮合完全脱离；杠杆达到完全脱离位置时，限位开关将关掉电动机电源、切断压缩空气；当转速升到600rpm时，切断盘车润滑油，盘车停止第四节 汽封和汽封结构 4.1 轴封系统作用：1合理利用轴封漏汽；2防止空气漏入汽轮机 采用略大于大气压力的轴封供汽防止蒸汽漏入大气 采用略小于大气压力的轴封抽汽(通常维持690pa的负压，允许范围为500750pa的负压 ）各汽源的调节阀压力整定值 高压供汽 0.0226mpa (表压） 辅助汽源 0.0261mpa 冷再热 0.0295mpa 溢流 0.033mpa在正常运行时，靠高中压缸两端轴封漏汽作为低压缸两端的轴封供汽，不需另供轴封用汽，这种系统叫做自密封系统。一般：15%负荷高压自密封；25%中压、70%全自密封汽封系统运行限制 a汽封供汽必须具有不小于14的过热度。 b盘车之前不得投入汽封供汽系统，以免转子弯曲。c 低压缸汽封供汽温度120180，低压汽封温度控制器整定值为150。d为了防止汽封部位由于热应力而造成转子损坏，机组在启动和停机时，要尽减小汽封蒸汽和转子表面间的温差下，由于热应力而使转子开始产生裂纹的计算循环次数，由下图的曲线确定。建议转子循环疲劳能力为10000次。第五节 轴承5.1滑动轴承油膜形成的原理油膜形成的三要素：1. 一定的速度2. 沿速度方向的楔形3. 油的粘度如： 油温升高，粘度 下降，油膜将难以形成；但粘度太大，会使油的分布不均匀，增大摩擦油膜振荡是自激振荡，其特点为：一旦产生，将在很广的转速范围内继续存在，不能通过提高转速的方法来消除。5.2防止和消除油膜振荡的方法：1. 增大比压；2. 适当提高油温；3. 增大偏心率；4. 采用多油楔瓦。损失 ，减小偏心距。 一旦出现扰动，则合力变为f 其中： f1=g将f2分解到沿oo1方向及其垂直方向，前者使轴回到原中心位置，而后者使轴颈绕原中心位置o涡动，经计算其涡动频率为转速的一半轴承结构 径向支持轴承按支承方式可分为固定式和自位式两种；按轴瓦可分为圆形轴承、椭圆形轴承、多油楔轴承和可倾瓦轴承等。 一般圆筒形转子主要适用于低速重载转子；三油楔支持轴承、椭圆形轴承分别适用于较高转速的轻、中和中、重载转子；可倾瓦支持轴承则适用于高速轻载和重载转子。可倾瓦支持轴承是密切尔式的支持轴。一般由35块或更多能在支点上自由倾斜。 弧形瓦组成。瓦块在工作时可以随着转速或载荷、轴承温度的不同而自由摆动，使每个瓦块作用的轴颈的油膜作用力总是通过轴颈中心，故不易产生轴颈涡动的失稳力，具有较高的稳定性5.3 推力轴承以止推轴承的名义间隙0.4为标准以轴承架中心线为基准,离开中心线(任一方向) 0.9mm时报警 1.0mm时跳闸 第二章 超临界汽轮机相关系统第一节 汽轮机的转速调节和保安系统1.1 调节系统工业汽轮机调节系统的作用主要有以下两点：一方面是调节汽轮机与被驱动的机械所组成的机械参数（如转速、功率等）；另一方面是调节既与汽轮机本身有关又与整个工艺系统有关的热力参数和气动参数（如背压压力、抽汽压力、离心压缩机的入口或者出口压力等等。 分类汽轮机的调节系统按其调节阀动作时所需能量的供应来源可分为直接调节和间接调节两大类a 直接调节：调节阀动作所需的能量直接由转速感受机构调速器供给，调速器的能量有限，使得直接调节的应用范围只限于小功率的汽轮机。b 间接调节：功率稍大的汽轮机，由于开启调节阀需要较大的提升力，所以需要将感应机构的输出信号在能量上通过中间环节加以放大，这种调节系统称为间接调节系统。汽轮机的调节系统都是由感应机构（如调速器）、中间放大机构（错油门油动机等）和执行机构（调节阀）等部分组成。1感应机构感应机构也称感应元件，或称测量元件、敏感元件，其作用是将一种物理量转换成为与调节过程相适应的另一种物理量（如转速、压力的变化转换成机械位移等）。调节系统中的感应元件的工作原理是基于对给定值的任何偏差做出反应，以感受到该偏差送给调节系统后面的环节，完成整个调节系统的动作。被调节的对象和要求不同，所采用的感应元件往往也不同，感应元件的种类相当多的，在工业汽轮机的自动调节系统中，应用较多的有转速、压力等感应元件。调速器 在汽轮机调节系统中，通常把能对转速偏差作出敏感反应，并相应地输出一个与他成函数关系的适当信号的感应机构成为调速器，按工作原理可分为机械式、液压式、电子式等几大类。a 机械离心式调速器 机械离心式调速器的工作原理是建立在重物围绕某一轴线旋转时产生离心力，该力与拉住他的弹簧力及惯性力等构成力的平衡，平衡时他的滑环所处的位置与旋转速度相对应。b液压离心式调速器利用一般离心油泵的进出口压力差（在阻力特性不变时）与转速平方成正比的特性来反映转速的变化。作为转速感应机构，这种调速器的输入信号是转速变化，输出信号是油压变化。c电子式调速器调速器接收安装在汽轮机上的转速探头传来的与转速成正比的频率信号，该信号与来自本地或遥控的给定信号相比较。比较结果送给运算放大器进行运算放大，放大结果送往现场的电液转换器，由电液转换器把电信号转换成液压信号，该液压信号作为调速器的输出信号传给放大机构。汽轮机的电子调速器是专门设计的，它包含了汽轮机的启动、暖机、升速、过临界转速、进行超速试验等控制功能。电子式调速器同传统的调速器相比，具有成本低、操作和维修方便、便于和工艺控制系统连接、通过编程可以很容易改变控制方案等优点。2放大机构对高参数、大功率的汽轮机来说，开启调节阀时所需的能量较大，由于调节系统的转速感应机构输出的信号，其能量和变化幅度均较小，因此无论在功率上或位移上都不足以打开调节阀和提升必要的高度。所以一般的汽轮机都需要近一些中间环节将其能量和幅度加以放大，再去控制执行机构。这些中间环节统称为传动放大机构，其作用就是进行信号的传递、转换和放大。在调节系统中，传动放大机构的输出即是转速感应机构的输出，传动放大机构的输出一般为油动机活塞的位移。在自动调节系统中，目前绝大多数都采用液压元件去带动执行机构调节汽阀完成调节任务，常用的液压式放大机构为错油门滑阀油动机结构，主要包括滑阀、油动机以及反馈机构等部分。3执行机构汽轮机的功率调节，是通过改变调节阀的开度而改变汽轮机的进气量来实现的。油动机可直接带动调节阀，但通常是经传动装置间接的带动调节阀，因此调节阀及其传动装置被称为执行机构，执行机构的输入信号是传动放大机构的输出信号，执行机构的输出信号是汽轮机调节阀的开度变化。a 传动机构油动机直接带动调节阀的，调节阀阀杆直接同油动机活塞杆相连，中间不需要传动装置，但大部分情况下还是由传动装置带动调节阀。传动装置一般采用杠杆传动。b 调节阀调节阀控制进入汽轮机的蒸汽量，主要由阀杆、提板、阀头等部分组成，每个调节汽阀独立地控制着一组喷嘴。在负荷变动时，通过开几个阀而另几个阀关闭的方式控制进入汽轮机的蒸汽量。1.2保安系统汽轮机是高速回转的机械，各种转动的零部件再转动过程中将产生很大的离心力因而是材料受到很大的盈利，由于在设计时不可能把强度余量留得很大，因此，防止超速是极为重要的。所以在设计汽轮机时，除考虑正常运行外，还必须考虑到的一些非正常运行状态，如超速、轴向位移、热应力、振动等主要参数进行监视的元件，这些元件监视汽轮机的运行参数，但参数超过了一定的安全范围时，保护系统开始工作，或者使汽轮机减少负荷，或者使汽轮机停止运转。(1) 超速保护：当汽轮机的转速超过一定的安全范围（一般是超过最高连续运转转速的左右）时，危急保安器动作，通过液压传动元件，关闭主气阀，使汽轮机停止运转。轴向位移和差胀保护：当轴向位移或者差胀超过一定的安全范围时，通过连锁动作或危急保安器动作，使汽轮机停车。(2)热应力保护：当汽轮机转子或气缸的热应力超过了安全范围时，限制汽轮机功率或者转速的变化速度。(3)振动保护：当汽轮机的轴或外壳振动超过一定值时，发出报警信号；当振动值进一步升高超过安全范围时，发出连锁信号，使汽轮机停车。(4)低油压保护：当汽轮机的润滑油或者控制油压力低于一定数值时，发出报警信号，同时启动辅助润滑油泵，若油压继续降低至某一设定值时，发出连锁信号，使汽轮机停车。(5)蒸汽压力、温度保护：当主蒸汽压力、温度参数超过标准范围时，开始减小汽轮机功率；若主蒸汽参数进一步下降或上升，同标准值偏差超出限制值时，发出连锁信号，使汽轮机停车。(6)低真空保护：当汽轮机排汽压力升高至某一数值时，发出报警信号；若排气压力继续升高至某一设定值时，发出连锁信号，使汽轮机停车。a 主汽阀主气阀装调节阀前，是蒸汽系统和汽轮机之间的主要切断装置，在汽轮机正常工作时主气阀是全开的，当发生紧急情况时，就立即关闭，切断供给汽轮机的蒸汽，使机组立即停车，避免机组遭到破坏。有些汽轮机的主气阀还担负着在启动过程中控制进入汽轮机蒸汽量的任务，使汽轮机逐步升速，直到达到调速器所能控制的转速，b 危急保安器为了防止汽轮机超出预定的转速，通常均设置超速保护机构，这个机构称为危急保安器。当汽轮机超过一定的限度时，危急保安器动作，通过各种不同的机构使跳闸油卸压，主气阀关闭，从而切断气源使汽轮机停机。c 危急遮断器危急遮断器又称快速脱扣装置，在汽轮机运行时，若出现非正常的状态如超速等，液压危急遮断器就打开跳闸油系统，主气阀在弹簧力作用下迅速关闭，切断汽轮机进气达到停车的目的。d 轴位移跳车凸台在汽轮机运行过程中，应始终保持转动部分与静止部分之间有一个正确的相对位置，转子与静子之间的间隙太大，会使效率降低，间隙太小，会造成转子与静子部分发生摩擦甚至导致严重的损坏。为了防止转子可能因轴向推力过大与润滑不佳等原因，引起推力轴承的损坏而造成转子整个产生轴向移动，引起动静部分发生碰撞损坏，故转子上一般都设有轴位移凸台，但转子轴向位移超过允许值时，凸台抬起危急遮断器的杠杆，危急遮断器动作，泄掉跳闸油，使机组停车。e 低油压跳闸开关汽轮机是高转速的回转机械，因此在其运行过程中，保证不间断地向轴承可靠的供油是极为重要的，为此在油系统中一般都设置低油压跳闸机构，但汽轮机的润滑油压下降到一定值时，低油压报警开关动作，向操作人员发出报警信号，同时启动辅助油泵，若油压继续降低到一定值时，低油压跳闸开关动作，发出连锁信号，泄掉跳闸油，关闭主气阀，使汽轮机停止运转。f 电磁阀电磁阀是一种电动保护装置，它装在危急遮断器前面的控制油油路上，当机组出现异常情况或其他原因要求立即停车时，在控制室可按停车按钮使电磁阀后面的压力油泄掉，关闭主气阀，使电磁阀后面的压力油泄掉，关闭主气阀，使汽轮机停止运转。另外，机组的各连锁信号动作，也是通过电磁阀将跳闸油泄压，使汽轮机停止运转。第二节 汽轮机的附属部件2.1汽轮机联轴器 联轴器又叫靠背轮。汽轮机联轴器是用来连接汽轮机组的各个转子，并把汽轮机的功率传给压缩机。汽轮机联轴器可分为刚性联轴器、半挠性联轴器和挠 性联轴器。（1）刚性联轴器：刚性联轴器又分装配式和整锻式两种型式。a装配式刚性联轴器是把两半联轴器分别用热套加双键的方法，套装在各自的轴端上，然后找准中心、铰孔，最后用螺栓紧固；b整锻式刚性联轴器与轴整体锻出。这种联轴器的强度和刚度都比装配式高，且没有松动现象。为使转子的轴向位置作少量调整，在两半联轴器之间装有垫片，安装时按具体尺寸配制一定厚度的垫片。 优点是构造简单、尺寸小、造价低、不需要润滑油。缺点是转子的振动、热膨胀都能相互传递，校中心要 求高。(2)半挠性联轴器：半挠性联轴器的结构是在两个联轴器间用半挠性波形套筒连接，并用螺栓紧固。波形套筒在扭转方向是刚性的，在弯曲方向则是挠性的。优点是能适当弥补刚性靠背轮的缺点，校中心要求稍低。缺点是制造复杂、造价较大。(3)挠性联轴器：挠性联轴器有齿轮式和蛇形弹簧式两种型式。齿轮式挠性联轴器多用在小型汽轮机上，它的结构是两个齿轮用热套加键的方式分别装两个轴端上，并用大螺帽 紧固，防止从轴上滑脱。两个齿轮的外面有一个套筒，套筒两端的内齿分别与两个齿轮啮合，从而将两个转子连接起来。套筒的两侧安置挡环限制套筒的轴向位置， 挡环用螺栓固定在套筒上。 优点是转子振动和热膨胀不互相传递，允 许两个转子中心线稍有偏差。缺点是要多装一道推力轴承，并且一定要有润滑油，直径大，成本高，检修工艺要求高。大机组一般高低压转子之间采用刚性联轴器， 低压转子与压缩机转子之间采用半挠性联轴器。 2.2盘车装置轮机冲动转子前或停机后，进入或积存在汽缸内的蒸汽使上缸温度比下缸温度高，从而使转子不均匀受热或冷却，产生弯曲变形。因而在冲转前和停机后， 必须使转子以一定的速度连续转动，以保证其均匀受热或冷却。换句话说，冲转前和停机后盘车可以消除转子热弯曲。同时还有减小上下汽缸的温差和减少冲转力矩 的功用 ，还可在起动前检查汽轮机动静之间是否有摩擦及润滑系统工作是否正常。小机组采用人力手动盘车，中型和大型机组都采用电动盘车。电动盘车装置主要有两种型式。 具有螺旋轴的电动盘车装置。 具有摆动齿轮的电动盘车装置 螺旋轴电动盘车装置由电动机、联轴器、小齿轮、大齿轮、啮合齿轮、螺旋轴、盘车齿轮、保险销、手柄等组成。啮合齿轮内表面铣有螺旋齿与螺旋轴相啮合，啮合齿轮沿螺旋轴可以左右滑动。当需要投入盘车时，先拔出保险销，推手柄，手盘电动机联轴器直至啮合齿轮与盘车齿轮全部啮合。当手柄被推至工作位置时，行程开关接点闭合，接通盘车电源， 电动机起动至全速后，带动汽轮机转子转动进行盘车。当汽轮机起动冲转后，转子的转速高于盘车转速时，使啮合齿轮由原来的主动轮变为被动轮，即盘车齿轮带动 啮合齿轮转动，螺旋轴的轴向作用力改变方向，啮合齿轮与螺旋轴产生相对转动，并沿螺旋轴移动退出啮合位置，手柄随之反方向转动至停用位置，断开行程开关， 电动机停转，基本停止工作。若需手动停止盘车，可手揿盘车电动机停按钮，电动机停转，啮合齿轮退出，盘车停止。具有摆动齿轮的盘车装置主要由齿轮组、摆动壳、曲柄、连杆、手轮、行程开关、弹簧等组成。齿轮组通过两次减速后带动转子转动。盘车装置脱开时，摆动壳被杠 杆系统吊起，摆动齿轮与盘车齿轮分离；行程开关断路，电动机不转，手轮上的锁紧销将手轮锁在脱开位置；连杆在压缩弹簧的作用下推紧曲柄，整个装置不能运 动。投入盘车时，拔出锁紧销，逆时针转动手轮，与手轮同轴的曲柄随之转动，克服压缩弹簧的推力，带动连杆向右下方运动；拉杆同时下降，使摆动壳和摆动轮向 下摆动，当摆动轮与盘车齿轮进入啮合状态时，行程开关闭合，接通电动机电源，齿轮组即开始转动。由于转子尚处于静止状态，摆动齿轮带着摆动壳继续顺时针摆 动，直到被顶杆顶住。此时摆动壳处于中间位置，摆动轮与盘车齿轮完全啮合并开始传递力矩，使转子转动起来。盘车装置自动脱开过程如下：冲动转子以后，盘车 齿轮的转速突然升高，而摆动齿轮由主动轮变为被动轮，被迅速推向右方并带着摆动壳逆时针摆动，推动拉杆上升。当拉杆上端点超过平衡位置时，连杆在压缩弹簧 的推动下推着曲柄逆时针旋转，顺势将摆动壳拉起，直到手轮转过预定的角度，锁紧销自动落入锁孔将手轮锁住。此时行程开关动作，切断电动机电源，各齿轮均停 止转动，盘车装置又恢复到投用前脱开状态。操作盘车停止按钮，切断电源，也可使盘车装置退出工作。第三节 汽轮机的附机设备汽轮机的辅机设备包括凝汽器、高压加热器、低压加热器、除氧器、疏水冷却器等热交换设备。3.1凝汽器汽轮机的排气进入凝汽器，循环水泵不断的把冷却水送入凝汽器，吸收蒸汽凝结放出的热量，蒸汽被冷却凝结成水，凝结水被凝结水泵从凝汽器底部抽出，送往锅炉给水。在凝汽器中，蒸汽和凝结水是相互共存的，蒸汽压力是凝结温度对应的饱和压力。只要冷却水温度不高，在正常条件下，蒸汽凝结温度也不高，一般为30左右。这样的蒸汽凝结温度对应的饱和压力为45kpa，远远低于大气压力，故形成高度真空。此时，处于负压的凝汽设备及管道接口并非绝对严密，外界空气会漏入，为了避免这些在常温条件下不凝结的空气在凝汽器中逐渐累积造成凝汽器压力升高，一般采用抽汽器不断的将空气从凝汽器中抽出以维持凝汽器内真空。凝汽器的作用：（1）在汽轮机排气口建立并维持一定的真空。（2）回收洁净的凝结水作为锅炉给水的一部分。运行时凝汽器冷却水管找漏的方法烛光法。将低负荷，停一个或停一般凝汽器，把铜管的一端用橡皮塞堵严，另一端不封。然后用蜡烛火焰逐个靠近铜管的管口。由于凝汽器的汽侧保持真空状态，所以如果管内有泄漏，蜡烛火焰将被吸向关口，从而查出泄漏的铜管。薄膜法。和烛光原理相同，停下凝汽器后，在两侧管板上贴上沾水的尼龙薄膜或纸片。由于凝汽器的汽侧保持真空，因此，泄漏的铜管将把薄膜吸成凹状。3.2除氧器当水与空气或某种气体混合物接触时，就会有一部分气体溶解到水中去。因此天然水中溶解有大量的空气，给水中溶解的气体中，危害最大的是氧气，他对热力设备造成氧腐蚀，通常发生在给水管道和省煤器中。当给水含氧量超过0.03mg/l时，给水管和省煤器在短期内会出现穿孔的点状腐蚀，给水中溶解的二氧化碳也会引起腐蚀。此外，在热交换设备中存在气体还会妨碍传热，降低传热效果。因为气体不是凝结的，它可在传热面上形成空气层，增大传热热阻。给水除氧的方法有化学除氧和物理除氧化学除氧是利用与氧气能发生化学的药剂，使之与溶于水的氧气发生化学反应，生成不腐蚀金属的物质而达到除氧的目的。物理除氧价格低廉，不但可以除掉水中的氧气，同时还可以除掉水中的其他气体，不会产生其他残留物质，故广泛应用。除氧器的工作原理在除氧器中，水被加热时，当蒸发水量增加，从而使水面水蒸汽的分压力增高，相应的水面上其他气体分压力降低。当水加热到除氧器压力下的沸点时，水蒸汽的分压力就会接近水面上混合气体的全压力，此时水面上其他气体的分压力将趋近于零，于是溶解于水中的气体将在不平衡压差的作用下从水中逸出，并从除氧器排气管排走。除氧器的作用（1）提高给水品质，保证除氧水含氧量合格。（2）利用抽气提高给水温度（3）回收各部分疏水和余汽。除氧器的分类（1）水膜式除氧器（2）淋水盘式除氧器（3）喷雾式除氧器（4）喷雾填料式除氧器3.3高压加热器高压加热器是利用汽轮机抽气对除过氧的供锅炉给水进行加热的热交换设备高压加热器的分类按结构形式分为联箱式和管板式两大类（1）联箱式高压加热器，在联箱式加热器中没有水室，分别应用给水进出口的联箱管束连接传热管的两端，实现给水的分配和汇集（2）管板式高压加热器，管板式加热器的优点是结构紧凑，外形尺寸小，材料消耗小，管束水阻小。缺点是管子与管板连接的工艺要求高，加工工艺复杂，管子和管板的连接部位对温度变化敏感，运行操作要求严格。3.4低压加热器低压加热器是利用汽轮机抽气对凝结水进行加热的设备，连接在凝汽器与除氧器之间，低压加热器结构一般为管板式，低压加热器一般设计为可拆卸壳体结构，一边抽出管束进行检修。3.5抽气器抽气器的作用是不断的抽出汽轮机凝汽器内的空气等不凝汽体，以保证凝汽器中的真空与良好的传热条件抽气器分为射汽式抽气器，射水式抽气器和真空泵等几种形式（1）射汽式抽气器根据其作用又分为启动抽气器和主抽气器两种a 启动抽气器：在机组启动时使用，使凝汽器迅速建立起真空，以缩短启动时间。当工作蒸汽流经喷管时，发生降压增速，喷管出来的蒸汽速度可达1000m/s左右，在高速蒸汽流过的区域里，造成一个低压区，此处的压力低于凝汽器内的压力，这就使凝汽器中的不凝结气体被夹带进入高速气流中进行混合而被吸入阔压管，经阔压管的降速增压过程，混合物在阔压管的出口剖面上，压力升高到比大气压稍高一点，然后排入大气。b 主抽气器：汽轮机在正常工作时使用主抽气器，工作原理同启动抽气器，区别在于主抽气器一般为两级并装有蒸汽冷却器，以回收工作蒸汽的热量和凝结水。抽气器的级数越多，在第一级抽气器混合室中所能建立的真空度越高。(2)射水式抽气器目前生产的大型机组，一般用射水式抽气器或水环式真空泵射水式抽气器与射汽式抽气器的工作原理基本相同，只是所用的工作介质是水，有射水泵提供，由进水管进入水室，再由此进入喷嘴，水在喷嘴中产生压降，压力能转变成速度能，水以高速通过混合室，形成高度真空，通过混合室和凝汽器抽气口相连的管道抽吸凝汽器内的汽水混合物，并送往扩压管，在扩压管中水的流速降低，到排水管出口处压力增加到略高于大气压力，然后排出，混合物中的蒸汽同时被凝结。（3）液环式真空泵液环式真空泵是一种容积式泵，这种泵在圆筒形泵壳内安装着叶轮转子，其叶片为前弯式。当叶轮旋转时，工作液体在离心力的作用下形成沿泵壳旋转流动的水环。由于叶轮的偏心布置，水环相对于叶片做相对运动，使得相邻的两叶片之间的空间容积随着叶片的旋转而呈周期性变化。工作水犹如可变形的“活塞”随着叶片的转动而在该空间做周期性的径向往复运动，每两片叶片之间的容积在“水活塞”作用下周期性变化，使得吸气、压缩、排气过程持续不断的进行下去。3.6轴封加热器轴封加热器是一种表面式加热器，在回热系统中装在凝结水泵和低压加热器之间，其作用是回收轴封漏气，用来加热凝结水，减少工质和热量的损失。3.7轴冷水冷却器轴冷水冷却器是用来冷却轴冷水的装置，冷却器的一侧通过轴冷水，另一侧通入循环水，并通过调节阀来调节轴冷水冷却器的轴冷水流量第三章 汽轮机的启动和停机第一节 汽轮机启动和停机过程11启动和停机过程启动过程：冲转条件准备、冲转升速、定速并网、带负荷；停机过程：（停机前试验）降负荷、解列、惰走、盘车和停机后的处理； 过程特点：蒸汽温度变化剧烈，转速变化，机组的机械状态（转速和压力）和热状态（金属温度）不断变化，能耗较大。基本要求：安全、经济、快速；安全是前提，安全第一，并非唯一；经济是基础；快速：适应负荷变化、减少损失；。12影响启动、停机过程的主要问题1 热膨胀：蒸汽参数或负荷发生变化时，汽缸内蒸汽温度相应变化，汽缸和转子被加热或冷却，使其产生膨胀或收缩。热膨胀或收缩受阻，产生热应力或热变形，故要保证机组和部件能自由膨胀，又不破坏相对位置。在结构设计上：相互组合的零件间留有膨胀间隙，用键定位；a.轴承座和低压汽缸放置在台板上，高、中压缸由前后猫爪支放在轴承箱的平台上，以纵销、横销和立销组成滑销系统定位；汽缸、轴承座以滑销系统形成的绝对死点为基点，向四周膨胀，保持中心线不变；超临界600mw汽轮机总体结构死点设在低压缸，机组运行时凝汽器中心基本不变,不影响机组膨胀。b. 汽缸内嵌装的部件都留有径向和轴向膨胀间隙，用键、销定位；c.转子用单径向支持轴承支撑、定位，可径向自由膨胀；轴向以推力轴承定位，以推力轴承为基点，相对汽缸进行轴向膨胀，留有径向和轴向膨胀间隙。d.与汽缸相连的管道要有“u”形或“z”形弯，或伸缩节，或安装时适当冷拉，尽可能尽量减小管道对汽缸的作用力，且对称，以不影响汽缸膨胀。2 转子相对账差：a.原因：汽缸和转子受热条件不同：转子高速旋转，汽缸相对静止，汽缸和转子与蒸汽的换热系数不同；转子被蒸汽包围，汽缸与蒸汽单面接触，且外壁散热；虽然两者对应段的蒸汽温度相同，但其温度不同,膨胀或收缩量不同，转子在汽缸内相对汽缸进行膨胀；转子相对于汽缸在轴向的膨胀量称相对胀差。蒸汽温度和负荷变化愈快，加热或冷却速度愈快，汽缸和转子温度的差别愈大，相对胀差也愈大。相对胀差在转子远离推力轴承的一端测量。推力轴承在2#轴承座，高、中压转子的的推力向前，且相对胀差较小。b.危害：相对胀差改变轴向间隙，设计时按正常情况可能出现胀差，预留动、静轴向间隙。若异常间隙消失，产生动、静摩檫，造成转子弯曲和振动。c.控制：控制蒸汽温度或负荷变化速度，可以控制相对胀差；一般不允许采用提高轴封供汽温度和汽机排汽温度调整相对胀差。3 热变形：原因：当转子或汽缸周向温度不均、膨胀量不同时，产生热变形。下汽缸有管道，散热面积大，又受冷气流冲刷，且保温条件差，散热量相对较大；在停机后或启动冲转时，汽缸内蒸汽流量较小，自然对流使上、下缸出现温差，汽缸产生拱曲变形；下缸积水，也出现上、下缸温差增大。4 热应力：a.原因：热应力是物体膨胀或冷却受阻，内部生产的应力。在结构上保证零件能自由膨胀和收缩，是减小热应力的必要条件。但在机组启、停和变负荷过程中，汽缸和转子被蒸汽加热或冷却。由于物体存在热阻，热量传递时，其内部必然出现径向和轴向温差。温差的存在，各部分自由膨胀量不同，而固体内部受分子力的作用，高温部分的膨胀受低温部分阻碍，产生压应力：低温部分，受高温部分膨胀的拉伸，产生拉应力。零件内部因温差而膨胀受阻产生的应力也称热应力，运行中不可避免。加热或冷却速度愈快，单位时间传递的热量愈大，零件内部的温差愈大，热应力愈大。高压机组和超临界机组采用双层缸，汽缸壁厚度相对减薄，热阻降低。在相同的条件下可以减小其内外壁温差，相应减小其热应力。而采用整锻或焊接转子，直径增大，热应力相对较大，是运行中控制热应力的关键部件。b.危害：热应力可使零件应力超过材料的许用应力，另外，热应力是交变应力，使零件产生疲劳损伤，出现裂纹，降低使用寿命。交变应力幅值愈大，每一个应力循环的寿命损耗愈大，零件的使用寿命愈短。c.控制：运行中减小热应力的途径是控制蒸汽的温变速度和变负荷速度。控制热应力在允许的范围内，尽可能加快启停速度，减小启停损失，以获得最大的经济效益。启停过程中快速变负荷后再暖机，不是控制热应力的好办法。5 机组振动转子受周期性的不平衡力产生振动,产生不平衡力的原因很多,不可能完全消除。振动不超过允许值，不影响安全运行。厂家保证：额定转速稳定运行时，轴承座的双振幅值不大于0.025mm，轴颈相对振动的双振幅值不大于0.076mm；在通过临界转速时，各轴承座双振幅值不大于0.08mm，各轴颈相对振动双振幅值不大于0.125mm。若出现异常振动，表明存在机械故障，影响安全运行。1第二节 冷态滑参数启动2.1冷态滑参数启动特点大修或长时间停机后的启动，启动前金属温度较低，防止热冲击；启动过程温升量较大，保持适当的温升速度，控制热应力和胀差；启动前辅机处在停运状态，需要逐步投入，工作繁杂。2.2冲转前的准备工作为汽机冲转准备条件 汽轮机设备可以启动检查设备、系统、仪表完好，控制系统正常；转子将高速旋转润滑油系统运行正常,油温、油压和油质合格；按规定连续盘车直轴（停机1天以内，盘车2小时以上；停机1天，盘车小时以上；停机30天，盘车12小时以上）；保证轴径偏心率0.04mm ,不允许升速；升负荷过程注意：相对胀差、轴向位移、汽缸内外壁温差（83）、汽缸膨胀；中压调节阀全开和高压调节阀三阀全开时，检查旁路是否关闭；注意：制造厂要求“新机投运最少在6个月内，高压调节阀采用“单阀”方式。注意无功电流的调节：在10%负荷前，功率因数宜为0.750.85，之后90%。冷态（金属最高温度204）高中压缸联合冲转，冲转蒸汽压力8.4mpa、蒸汽温度355。升速过程110分钟；并网升负荷至额定值120分钟； 在滑参数阶段控制好锅炉燃烧率，保证主蒸汽压力、温度和再热蒸汽温度按要求的变化速率升高，防止蒸汽参数波动，以控制热应力不超限。2.6 机组不允许启动的状态系统和设备的主要监测仪表不齐全或指示不正确，又无其他监视手段；控制电源或仪用气源不正常；调节控制（dcs或deh）系统不正常；保护装置失灵；机组跳闸条件有超限趋势或已超限；高、中压主汽门、调节阀、高压缸排汽逆止阀、旁路阀卡涩或不严；发电机氢气纯度不合格；定子冷却水系统异常或水质不合格；任何一种油系统故障或其油质、油压、油温、油箱油位不合格；主要辅机故障或连锁试验不合格；水质不合格；蒸汽品质不合格；旁路系统或盘车设备不能投入；盘车时机内有摩擦声；转子偏心度大于原始值0.05mm（注意相位变化）以上；第三节 热态启动的特点 热态启动的特点（包括温态、极热态）1 冲转前金属温度高,防止金属被冷却。相对冷态启动冲转前金属温度高，高于204。2 冲转前准备工作相对简单启动前的准备工作与冷态启动相同，但部分辅助设备已处在运行状态。如：油系统和盘车运行；发电机已充氢；未停炉时，旁路已投入运行等；3 轴封供汽温度较高，应是与汽缸最高金属温度适应的低压过热蒸汽，但温差不应大于85 ；供汽系统来自主蒸汽的汽源应有减温、减压装置。4 冲转蒸汽温度较高，经节流后蒸汽温度应高于或等于调节级后最高金属温度。允许温差：-56111。一般，温态:冲转蒸汽温度高于420;热态:冲转蒸汽温度475;极热态:冲转蒸汽温度500.（冲转参数图）若再热蒸汽温度低于中压缸金属温度，宜采用中压缸冲转，以便于提高再热蒸汽温度，加快启动速度。5 启动速度快启动状态金属温度冲转主蒸汽压力冲转蒸汽温度升速时间升负荷时间冷态2046.89mpa37684分钟140分钟温态4006.89mpa42015分钟81分钟热态4806.89mpa47510分钟49分钟热态启动金属温升量小；为防止金属被冷却，升速率大（300rpm/min）;快速并网;尽快将负荷升到最高金属温度对应的负荷再进行暖机；此后升负荷率与冷态启动相同。启动过程中的相应操作与冷态启动相同。为了防止金属被冷却，热态启动一般在并网前不要求作阀门严密性试验和脱扣试验，但升速前的低速检查必须进行。若需要作脱扣