汽轮机的启动和停止.ppt

汽轮机的启动和停止 李京伟 汽轮机基础知识 热应力 热冲击 热疲劳的概念物体内部温度变化时 只要物体不能自由伸缩 或其内部彼此约束 则在物体内部就产生应力 这种应力称为热应力 金属材料受到急剧的加热和冷却时 其内部将产生很大的温差 从而引起很大的冲击热应力 这种现象称为热冲击 一次大的热冲击 产生的热应力若超过材料的屈服极限 就会导致金属部件的损坏 当金属部件被反复加热和冷却时 其内部就会产生交变热应力 在此交变热应力反复作用下 零部件遭到破坏的现象称为热疲劳 造成汽轮机热冲击的原因 启动时蒸汽温度与金属温度不匹配 一般启动中要求启动参数与金属温度相匹配 并控制一定的温升速度 如果温度不相匹配 相差较大 则会产生较大的热冲击 极热态启动时造成的热冲击 单元制大机组极热态启动时 由于条件限制 往往是在蒸汽参数较低情况下冲转 这样在汽缸 转子上极易产生热冲击 负荷大幅度变化造成的热冲击 额定满负荷工况运行的汽轮机甩去较大部分负荷 则通流部分的蒸汽温度下降较大 汽缸 转子受冷而产生较大热冲击 突然加负荷时 蒸汽温度升高 放热系数增加很大 短时间内蒸汽与金属间有大量热交换 产生的热冲击更大 汽缸 轴封进水造成的热冲击 何谓金属蠕变金属材料在高温条件下所受的应力 即使低于此金属材料在此温度下的屈服极限 但是经过长时间的作用 也能够使金属材料产生连续的 缓慢的塑性变形积累 金属材料在一定的温度和一定的应力作用下经过长时间后 产生缓慢的 连续的塑性变形的现象称为蠕变 金属在蠕变过程中 塑性变形不断增长 最终断裂 所以在高温下 即使承受的应力不大 金属的寿命也有一定的限度 金属在温度变动频繁的条件下工作 如汽轮机经过启动 运行 停机 再启动的过程 其蠕变也会加速 金属的低温脆性转变温度低碳钢和高强度合金钢在某些温度下有较高的冲击韧性 但随着温度的降低 其冲击韧性将有所下降 冲击韧性显著下降时的温度称低温脆性转变温 FATT 金属的低温脆性转变温度就是脆性断口占50 时的温度 我厂汽轮机转子低温脆性转变温度 FATT 116 一般以中压缸排汽口处金属温度或中压缸排汽温度为参考 判断转子金属温度特别是中压转子中心孔金属温度是否已超过金属低温脆性转变温度 FATT 汽轮机工作的基本原理具有一定压力 温度的蒸汽 进入汽轮机 流过喷嘴并在喷嘴内膨胀获得很高的速度 高速流动的蒸汽流经汽轮机转子上的动叶片做功 当动叶片为反动式时 蒸汽在动叶中发生膨胀产生的反动力也使动叶片做功 动叶带动汽轮机转子 按一定的速度均匀转动 这就是汽轮机最基本的工作原理 从能量转换的角度讲 蒸汽的热能在喷嘴中转换为汽流动能 动叶片又将动能转换为机械能 反动式叶片 蒸汽在动叶膨胀部分 直接由热能转换成机械能 汽轮机的冲动级 反动级蒸汽流过汽轮机的动叶片时 发生动量变化对该叶片产生冲力 使叶片转动 这种作用力一般可分为冲动力和反动力两种形式 当汽流在动叶汽道内不膨胀加速 而只随汽道形状改变其流动方向时 汽流改变流向对汽道所产生的离心力 叫做冲动力 这时蒸汽所做的机械功等于它在动叶片动能的变化量 这种级叫冲动级 当汽流在动叶汽道内不仅改变方向 而且因膨胀使其速度也有较大的增加 则加速的汽流流出汽道时 对动叶片将施加一个与汽流流出方向相反的反作用力 就象火箭燃料燃烧喷出高温气体 气体对火箭产生反作用力一样 这个作用力叫做反动力 依靠反动力推动的级叫做反动级 我厂机组调节级为冲动级 各压力级为反动级 汽轮机的胀差 胀差的测点蒸汽进入汽轮机后 转子及汽缸均要膨胀 由于转子质量较小 温升较快 故而膨胀较汽缸更为迅速 转子与汽缸沿轴向膨胀之差值称为转子与汽缸的相对差胀 简称差胀 我厂规定 正常运行胀差为 0 76 15 7mm 跳机值为 1 54或 16 45mm 习惯上规定 当转子轴向膨胀值大于汽缸的轴向膨胀值时 差胀为正 反之差胀为负 差胀为正时 说明转子的膨胀大于汽缸的膨胀 差胀为负时说明转子的收缩值较汽缸收缩值大 胀差测点在 4瓦与盘车大齿轮之间 汽轮机的轴向位移汽轮机机头推力盘对于推力轴承支架的相对轴向位置 就是汽轮机的轴向位移 推力盘对位于其两侧的推力轴承瓦块施加轴向压力 轴瓦磨损 造成转子的轴向位移由测量装置显示出来 我厂规定 正常运行串轴值为 0 9 0 9mm 跳机值为 1或 1mm 轴向位移与差胀的关系 轴向位移与差胀的零位均在推力瓦处 而且零点的定位法相同 轴向位移变化时 其数值虽然小 但大轴总位移发生变化 当轴向位移为正值时 大轴向发电机方向位移 差胀向正值 增加 方向变化 当轴向位移向负值方向变化时 转子向机头方向位移 差胀向负值 减小 方向变化 机组负荷不变 参数不变 轴向位移与差胀不发生变化 机组在启动加热过程中高 中压转子对汽缸的相对膨胀 差胀 变化情况机组启动加热过程中 总是转子加热快 因此转子膨胀也要比汽缸快 从而产生转子与汽缸的相对膨胀 在高压部分 转子向后膨胀 与汽流方向相反 而高压静叶持环向机头方向膨胀 这样相对膨胀为负差胀 差胀减少 其大小只能限制在高压部分各级轴向间隙数值的范围内 否则差胀稍大动静部分就要摩擦 中压部分 两个持环均向发电机方向膨胀 和转子的膨胀方向及汽流方向一致 为正差胀 差胀增加 结果使各级静叶和动叶间的轴向间隙减小的要比负差胀来得慢 因此可允许差胀量增大 低压缸汽端部分 差胀减少 在低压缸励端部分 由于缸胀不及转子膨胀 故差胀增加 汽轮机冷态启动时 汽缸 转子上的热应力变化汽轮机冷态启动 对汽缸 转子是加热过程 汽缸被加热时 内壁温度高于外壁温度 内壁的热膨胀受到外壁的制约 因而内壁受到压缩 产生压缩热应力 而外壁受内壁膨胀的拉伸 产生热拉应力 同样 转子被加热时 转子外表面温度高于转子中心孔温度 转子外表面产生压缩热应力 转子中心孔产生热拉应力 冷 热态开机的主要差别 开机前所做试验不一样 热态开机所做试验要少一些 除氧器加热温度不一样 热态开机除氧器加热水温较冷态开机高 热态开机先投轴封汽后抽真空 冷态先抽真空 后投轴封汽 冲转参数不一样 冲转升速率不一样 暖机时间不一样 升负荷率不一样 汽轮机的启动 汽轮机启动的概念汽轮机的启动是指转子由静止 或盘车 状态升速到额定转速 并将负荷逐步增加到额定负荷的过程 汽轮机的启动过程 也就是蒸汽向金属部件传递热量的复杂热交换过程 在这个过程中 汽轮机各金属部件将受到高温蒸汽的加热 从室温及大气压力的状态过渡到额定温度和压力的状态 制定合理的启动方式 就是研究汽轮机合理的加热方式 使启动过程中能保证机组的安全 经济 并力求缩短汽轮机的启动时间 机组启动必须具备的条件 1 机组各部分安装完毕 齐全 准确 联接牢固 无松动和泄漏 各运转部件动作灵活 无卡涩 内部清洁 符合要求 2 机组安装完毕或运行机组投运前 油系统必须按要求进行冲洗 验收合格 调节保安系统用油油质合格 3 各部套经单独试验 动作灵活 并有合格的安装试验记录 4 机组所有仪器 仪表 测点齐全 安装接线正确 性能稳定 标志明显 5 机组所有管道保温良好 保温层不得有开裂 油浸等现象存在 保温层与基础等固定件间应留有足够的膨胀间隙 汽轮机禁止启动的范围条件 主要设备有重大缺陷及隐患 危机设备及人身安全 影响机组启动的系统和设备的检修工作未结束 工作票未注销 安全措施未拆除或经调试及试运不合格 热控主要表计或检测信号失灵不能正常投入 如转速 轴向位移 胀差 润滑油压 偏心率 振动 主要的汽缸金属温度 主汽温度 主汽压力 再热汽温度 再热汽压力 凝汽器水位 凝汽器真空 除氧器水位 汽包水位 高低加水位 炉膛负压 氧量 给水压力 给水流量 排烟温度等 热控信号系统故障 仪表和热工保护电源失去 不能正确投入 控制用气源不正常 DEH系统不能正常投运 DCS系统异常 影响机组运行操作监视 TSI监控仪表未投入或动作失灵 FSSS系统不正常 影响机组操作 短时间内不能恢复时 机组主要自动调节控制系统失灵 如轴封压力调节系统 给水箱水位调节系统 凝汽器水位调节系统 给水控制等 机组保护动作值不符合规定 机 炉 电连锁保护试验不合格 汽轮机任一保护失灵或不能正常投入 高 中压主汽门 调节汽门 高缸排汽逆止门 各抽汽逆止门卡涩 失灵或严密性不符合要求 汽机调节系统不能维持空转或甩负荷后汽机转速升至超速保护动作值 汽轮机动静部分有清楚的金属摩擦声或其他异音 主机润滑油 EH油油质不合格 润滑油箱 EH油箱油位低于极限值 油系统漏油未消除 EH油泵 交 直流润滑油泵 顶轴油泵及盘车装置工作故障失常 盘车手盘不动或盘车电流超限 汽机转子偏心率超过规定值 汽轮机启动方式 汽轮机的启动方式可分为以下四类 1 根据启动过程中采用的新蒸汽参数不同 可分为额定参数启动和滑参数启动两种 额定参数启动时 从冲转直至机组带额定负荷 自动主汽门前的蒸汽参数 压力和温度 始终保持额定值 采用这种启动方式时 冲转的蒸汽经过调节阀的节流而产生节流损失 经济性差 调节级后蒸汽温度变化剧烈 零部件受到较大的热冲击 以及冲动流量小 各部分加热不均匀等 因而大型汽轮机不采用这种启动方式 滑参数启动时 自动主汽门前的蒸汽参数 压力和温度 随机组转速或负荷的变化而升高 采用喷嘴凋节的汽轮机 定速后调节汽门保持全开位置 由于这种启动方式经济性好 零部件加热均匀等优点 所以在现代大型机组启动中 得到广泛应用 滑参数启动根据冲转前主汽门前的压力大小又可分为压力法滑参数启动和真空法滑参数启动 压力法滑参数启动时 冲转时主汽门前蒸汽具有一定的压力和湿度 五沙热电采用主汽门控制时 冲转前全开高压调门 中压主汽门 中压汽门 逐渐开启高压主汽门升速 当转速升至2900r min时 进行阀切换 高压主汽门全开 用高压调门控制升速至3000r min 并网 带负荷 真空法滑参数启动时 锅炉点火前从锅炉汽包到汽轮机调节级喷嘴前所有阀门 包括自动主汽门 调速汽门 都全开启 当投入抽气设备后 整台汽轮机和锅炉汽包都处于真空状态 锅炉点火后 产生一定蒸汽就冲动转子 此时主汽门前仍处于真空状态 故称真空法 随后汽轮机升速和带负荷 全部由锅炉来控制 2 按启动前汽轮机金属温度冷态 汽轮机高压缸调节级金属温度或中压第一级隔板套金属温度小于121 温态 汽轮机高压缸调节级金属温度或中压第一级隔板套金属温度121 250 热态 汽轮机高压缸调节级金属温度或中压第一级隔板套金属温度250 450 极热态 汽轮机高压缸调节级金属温度或中压第一级隔板套金属温度大于或等于450 3 按冲转时进汽方式分类高中压缸启动 启动时 蒸汽同时进入高中压缸冲动转子 对高中压合缸的机组 可使分缸上均匀加热 减少热应力 并能缩短启动时间 中压缸启动 冲转时高压缸不进汽而中压缸进汽冲动转子 待转速升至2300 2500r min后 才逐步向高压缸进汽 这种启动方式虽然能达到安全启动的目的 但启动时间较长4 按控制进汽流量的阀门分类冲转时 为控制进入汽轮机的流量 可以使用调速汽门 主汽门控制进汽流量 五沙热电采用高压主汽门启动 启动前调速门全开 进入汽轮机的蒸汽流量由高压主汽门来控制 采用主汽门或节流喷嘴联合调节方式 可使机组从冲转到带部分负荷 通常为20 30 都是全周进汽 这对于高压缸调节级圆周上温度均匀分布有明显的好处 因此这种控制方式得到广泛的应用 机组启动原则汽轮机在冷态启动时 进入汽轮机的主蒸汽至少具有56 的过热度 但其最高温度不得大于427 主汽门前蒸汽的压力和温度应满足厂家提供的 启动时主蒸汽参数 曲线要求 根据 冷态启动转子加热规程 曲线决定中速暖机时间 在任何情况下 不得减少中速暖机时间 汽轮机在温态启动时 若缸温小于或等于200 应在2040rpm min下暖机 使其大于230 汽轮机在热态启动时 进入汽轮机的主蒸汽至少具有56 的过热度 且高于汽缸金属温度50 及以上 满足 启动时主蒸汽参数 曲线要求 根据厂家的 热态启动推荐值 曲线决定升速率和5 负荷暖机时间或并网后所接带的最低负荷值 汽轮机常规启动方式为DEH控制在 自动 双机 运行方式 禁止DEH在手动方式启动 汽机连锁试验 进行以下辅机的电气及热工连锁试验 主机交 直流润滑油泵润滑油压低连锁及顶轴油泵连动试验凝结水泵连锁试验给水泵连锁试验真空泵连锁试验闭式冷却泵连锁试验EH油泵连锁试验内冷水泵连锁试验轴加风机连锁试验给水泵辅助油泵联动试验主机润滑油箱排烟风机联锁试验空 氢侧交 直流密封油泵连锁试验各电动阀门的传动试验 进行以下主机连锁保护试验抽汽逆止门动作试验 高 低压旁路连锁保护试验 汽机ETS危急遮断系统试验 主机脱扣试验 如润滑油压低LBO 低EH油压LP 低真空LV 轴向位移 胀差 轴振等 汽机连锁保护试验 发电机整体气密性试验试验由检修人员负责进行 运行人员配合 试验前密封油系统投运 试验时先通过空气干燥器向发电机内充入干净的压缩空气 压力稍低于额定氢压 检查和消除可能存在的漏点后升至额定氢压 稳定后开始计时 每小时记录一次机内气压 气温 室温及大气压 试验持续24h 整体气密性试验每昼夜最大允许泄漏量不得大于2 9m3 汽轮机的冷态启动 一 冲转参数的选择1 主蒸汽参数汽轮机冷态启动前 汽缸 转子等金属温度比较低 相当于室温 选择冲转参数时要防止热冲击 蒸汽温度与金属温度应相匹配 在选定的参数下应能通过临界转速并达到额定转速 从传热学观点来看 汽轮机的启动过程属于不稳定导热过程 在汽轮机冷态启动之前 转子和汽缸的温度都接近于室温 当蒸汽进入汽轮机后 蒸汽以对流方式将热量传给汽缸内壁和转子外表面 然后再传至汽缸外壁和转子中心 由于金属壁存在热阻 因而在汽缸内 外壁间和转子半径方向出现了温差 为了防止前几级落入湿汽区域 改善叶栅的工作条件 启动参数要有一定的过热度 同时防止启动时锅炉操作不当蒸汽进入饱和区 使放热系数增大 造成热冲击或因蒸汽带水造成汽轮机水击 蒸汽过热度的要求一般应不小于50 2 再热蒸汽参数再热蒸汽的汽温应该与中压缸进汽室的温度相匹配 为了防止蒸汽带水 再热蒸汽应当有50 以上的过热度 3 凝汽器的真空凝汽式汽轮机的启动都无例外地要求冲转前建立必要的真空 凝汽器保持真空度的高低对启动过程有着很大的影响 在冲转瞬间会有使排汽安全门动作的危险 此外 凝汽器真空过低还会使排汽温度大幅度地升高 使凝汽器铜管急剧膨胀造成胀口松弛 引起凝汽器漏水 但真空过高也是不必要的 因为要求的真空过高时 不仅为达到较高的真空所需时间较长 使整个启动时间延长 而且使进汽量减少 对暖机不利 真空可保持60 70Kpa 二 暖管 暖机冷态启动前 主蒸汽管道 再热蒸汽管道 自动主汽门到调速汽门间的导汽管道 高中压缸的主汽门 调速汽门等的温度相当于室温 在启动过程中为了减小温差引起的热应力和管道水击 在冲转前利用锅炉点火后的低温蒸汽 对上述设备和管道进行预热 称为暖管 暖管时要控制蒸汽温升速度 蒸汽温升速度过小将延长启动时间 蒸汽温升速度太大会使热应力增大和造成强烈的水击 使管道振动以致损坏管道和设备 锅炉的点火 升压和汽机的暖管疏水是同时进行的 暖管应和管道的疏水操作密切配合 当蒸汽进入冷的管道时 必然会急剧凝结 蒸汽凝结成水时放出汽化潜热 使管壁受热而温度升高 如果这些凝结水不及时的从疏水管路排除 当高速汽流从管道中通过时 便会发生水冲击引起管道振动 若这些水被蒸汽带入汽轮机内 将发生水冲击事故 另外 通过疏水可以提高蒸汽温度 因此 疏水是暖管过程中一项重要工作 在暖管过程中 主蒸汽管和再热蒸汽冷 热段管的疏水 一般通过疏水扩容器排至凝汽器 再加上旁路系统的排汽 这时凝汽器已接带了热负荷 所以要保证循环水泵 凝结水泵及抽气设备的可靠运行 如果这些设备发生故障而影响真空时 应立即停止旁路系统 关闭导向凝汽器的所有疏水门 开启所有排大气疏水门 另外 在暖管中要定期开启疏水管的检查门 以观察是否有积水 做到心中有数 旁路系统投入后 排汽室温度要逐渐上升 低压胀差也开始变化 这时要开启排汽缸减温水门 以便将排汽室温度调整在60 70 左右 在主蒸汽暖管的同时 轴封供汽系统也应暖管 为防止正胀差过大 轴封供汽采用低温汽源最好 三 冲转 升速和暖机在锅炉点火之前应尽可能早的投入盘车并连续运行 长时间停机以后 为了消除转子临时产生热弯曲 启动前连续盘车不少于4h 同时要测量转子的弯曲度 转子弯曲度大于规定值时不允许冲转 应继续盘车 直到消除弯曲为止 具备冲转条件后 应做好冲转前的各项记录 如主蒸汽压力 温度 高 中压缸上下壁金属温度 高 中 低压胀差和轴向位移 汽缸膨胀 真空 油压 油温和大轴挠度等 汽机冲转条件 机侧主汽压力4 0MPa 主汽温度320 360 机侧再热蒸汽压力为0MPa 再热蒸汽温度260 300 主汽温度与再热汽温度差 83 高 中压蒸汽过热度 56 高 中压外缸上 下壁温差 42 凝汽器真空 87kPa 汽机润滑油压 0 11MPa 油温在40 2 EH油压正常 14 0 5MPa之间稳定运行 汽机转子偏心率 0 076mm 确认汽机盘车在运行 转速为3 35rpm min 主机连续盘车4小时以上 汽缸内和轴封处无异音 发电机已充氢 氢油压差为0 084MPa左右 低压缸排汽喷水阀开启 汽机保护装置全部投入 汽机启动前的试验工作已全部结束 全部辅机与其对应的系统运行或备用正常 汽 水 油 氢气品质均化验合格 汽轮机挂闸冲转前要求中主门前压力为零或负压 汽轮机挂闸后 中压主汽门自动开启 在DEH上按 阀位显示 键 输入100 指令后 中压调门将全开 若挂闸前中主门前有压力 在中主门及中调门全开后 汽轮机中压缸将进汽 汽轮机将冲转 并且转速不受DEH控制 为防止汽轮机转速失控 汽轮机挂闸冲转前中主门前压力必须为零或负压 汽轮机冲转冲转前开启高排逆止门 确认再热汽压为0MPa 输入阀限值100 查中压调门IV1 2缓慢开至100 在DEH控制画面选择汽机主汽门冲转 TV控制 方式 查高压调门GV1 6缓慢开至100 输入目标转速设定值为600rpm min 保持 按键灯亮 设定升速率为100rpm min每分钟 按 进行 按键 灯亮 保持 按键灯灭 TV缓慢开启 汽机进汽冲转 转子冲动后转速大于3 35rpm min时 检查盘车装置自动脱离 自动停止盘车电机 各加热器汽侧随机投入 开启各段抽汽电动门 各加热器疏水门投自动 就地倾听各轴承 轴封及低压缸等处的声音 确证声音无异常 汽机转速大于200rpm min 检查盘车装置喷油电磁阀关闭 在升速到600rpm min过程中 应注意监视转子偏心 0 076mm 偏心指示应稳定 汽机转速上升至600rpm min DEH 进行 按钮灯灭 保持 按钮灯亮 汽机在600rpm min保持 在600rpm min下保持10分钟左右时间 进行下列检查 对汽轮机本体进行全面检查 细听汽机轴封 轴承 汽缸内部无金属摩擦声 检查各轴承振动情况正常 检查各轴承金属温度及回油温度正常 检查确认低压缸喷水阀开启 低压缸排汽温度 79 检查汽轮机轴向位移 胀差 绝对膨胀 汽缸上 下壁温差在允许值内 注意保持主 再热蒸汽温度要有56 以上的过热度 大修后第一次启动必须手动脱扣 进行摩擦检查 正常后重新冲转至600rpm min 低速检查和冲转后的操作结束后 按所确定的升速率将汽轮机升到中速 2040r min左右 并在此停留进行暖机 中速暖机时要注意避开临界转速 并应注意控制转速和监视机组振动变化 2040rpm min暖机结束的条件 暖机时间已达到规定要求 汽缸绝对膨胀均匀增加 胀差变化缓慢 高压缸调节级金属温度大于230 中压缸隔板持环金属温度大于230 汽机缸胀大于5 0mm 中速暖机结束后 继续提升转速 过临界转速时要迅速平稳 切忌在临界转速停留 但也不要升速过快 以免失去控制造成设备损坏 当转速接近2800r min时 注意调速系统工作是否正常 主油泵是否投入工作 当转速达到2900r min时 进行阀切换 阀切换操作2040rpm min暖机结束 输入目标转速设定值为2900rpm min 升速率设定为100rpm min 按下 进行 按钮 汽轮机转速上升 升速过程中 注意检查隔膜阀油压在0 70 0 75Mpa 在升速过程中应记录各瓦转子过临界转速的最大振动值 并注意监视各轴承瓦温 润滑油压油温的变化情况 当转速升至2900rpm 给定值与目标值一致 进行 灯灭 转速保持2900rpm稳定 在DEH转速控制操作器上按下 GV控制 按键 监视高压调门GV1 6逐渐关下 中压调门IV1 2维持原有开度不变 汽机转速小于2900rpm后 高压主汽门TV1 2全开 阀切换结束 高压调门GV控制汽机转速在2900rpm TV控制 灯灭 3000rpm min定速操作目标转速设定3000rpm 将升速率为50rpm 按下 进行 按钮灯亮 继续升速 当转速升到3000rpm 给定值与目标值一致 进行 灯灭 汽机保持3000rpm 中速暖机和额定转速下暖机的目的防止材料低温脆性破坏和避免过大的热应力 从冲转到额定转速主要是提高高 中压转子的温度 防止低温脆性破坏 这时由于蒸汽对转子的放热系数较小 热应力还不是主要问题 在提高转子温度的过程中 若暖机转速控制得太低 则放热系数小 温度上升太慢 延长了启动时间 若暖机转速控制得太高 则会因离心力大而带来脆性破坏的危险 因此 在确定暖机转速时要两者兼顾 同时还应考虑避开转子的临界转速 为何设置低压缸喷水 何时投 退出 汽轮机在启 停过程中 尤其在达到额定转速空负荷运行时 没有足够的蒸汽量将低压缸内摩擦鼓风产生的热量带走 致使排汽温度升高 同时轴封漏入的蒸汽也造成排汽温度升高 排汽温度太高 持续时间长了便会发生热变形 影响 3 4瓦轴承座的位置 使汽轮机振动 同时排汽温度过高 会引起凝汽器铜管涨驰 造成泄漏 因此设置排汽缸冷却水 排汽缸喷水阀自动开启 汽轮机转速 600rpm 负荷 20 排汽缸温度 80 排汽缸喷水阀自动关闭 负荷 22 排汽缸温度 60 定速后的手动停机试验联系有关人员 得到值长许可后进行室内或就地打闸试验 确证高 中压主门 调速汽门 各抽汽电动门 逆止门 高排逆止门应关闭且汽机转速下降 确证光示牌报警 ETS试验盘 DEH显示盘各信号及DEH CRT显示均正确 确证各部无异常后 立即挂闸 升速到2900rpm 阀切换后定速在3000rpm 防止汽缸及转子金属温度下降较多 转速3000rpm定速 确认主油泵工作正常后 停止密备油泵和润滑油泵运行 调整冷油器出口油温 使其在规定范围内 在3000rpm时根据汽缸和法兰的温差 胀差值及机组振动等情况决定暖机还是并网接带负荷 冲转过程注意事项汽机冲转至全速过程 要随时确认上述控制指标均在正常范围内 严密监视其发展趋势 发现控制指标出现异常时 查明原因使其回到正常变化范围内 若需暂停升速时 转速保持时避开转速共振区 在升速过程中应注意氢温 氢压的变化 发电机内无摩擦声 汽轮机定速后应全面检查一次 无异常 启动过程中 主 再热蒸汽温度上升应控制在启动曲线范围内 若主 再热汽温急剧下降50 应立即打闸停机 启动过程中 应加强各轴承的振动 瓦温的监视 启动过程中差胀过大处理 检查主汽温度是否过高 是否和机组启动曲线中所处状态相对应 否则应和锅炉联系 适当降低主汽温度 检查轴封汽温度是否过高 否则应调整轴封汽源或减温水 轴封系统各疏水 排汽 溢流开启过多 也可造成轴封汽系统进汽量大 新蒸汽多 使轴封汽温度偏高 使机组在稳定转速和稳定负荷下暖机 适当提高凝汽器真空 减少蒸汽流量 检查高 中压缸夹层疏水是否开启 四 并列与接带负荷汽轮机额定转速暖机后 经过检查确认设备运转正常 并作完规定试验项目 应抓紧时间并入电网 然后进行低负荷暖机 并列后锅炉的燃烧保持不变 逐渐开大调速汽门增加负荷 进行低负荷 5 10 额定负荷 暖机保持30 40分钟暖机 此期间主蒸汽温度维持不变 并网后蒸汽流量增加 调速级后蒸汽压力上升 蒸汽对金属的放热系数比定速暖机时增加了许多 并随负荷的增大而迅速增加 但此时转子和汽缸仍处于较低温度水平 因此蒸汽对汽缸和转子的加热是比较剧烈的 这一点和额定参数启动有明显的不同 在这段时间可能出现较大的温升速度 金属温差和正胀差 升负荷机组升负荷的操作汽机以 单阀 方式控制升负荷 升负荷率为2MW min 升压速度选择0 091MPa min 蒸汽升温速率 2 min 调节级金属温度温升率 1 5 min 升负荷过程中应采取灵活的办法 根据当时情况可按 保持 按钮 暂停升负荷 负荷升到10 时 确认中压调门前汽机所有疏水阀自动关闭 否则手动关闭 大修后的机组 应在10 负荷保持4小时 然后解列做超速试验 负荷升至15 检查低压缸排汽喷水调节阀自动关闭 当负荷升至20 确认中压调门后汽机所有疏水阀自动关闭 同时注意监视汽包水位的变化 根据给水泵转速和给水旁路调整门开度情况 可将给水由旁路切换至主路运行 切换时应注意给水流量切换前后值及汽包水位变化 当 3高加与除氧器压差大于0 25MPa时 且疏水水质合格 3高加至除氧器疏水门开启 3高加至凝汽器疏水门关闭 疏水切至除氧器 当 4段抽汽压力大于除氧器压力时开除氧器主进汽阀供汽 辅汽至除氧器调整门逐渐关小直至关闭 4段抽汽维持除氧器滑压运行 当负荷大于40 启动第二台给水泵并入给水系统 当负荷升至50 启动第二台循环水泵 注意调整循环水压力 当主蒸汽压力和温度控制稳定正常 机组负荷大于180MW时 将汽机调门控制由 单阀 控制切为 顺序阀 控制 切换正常后将汽机主控投入自动 机组在TF方式运行 投入CCS方式下运行 可把负荷目标指令设定为300MW 负荷变化率为2MW min 主汽压力设定在16 5Mpa 压力变化率为0 08Mpa min 继续升负荷至300MW 单阀 顺序阀含义 顺序阀控制的注意事项单阀是指 1 6调门同时动作 以控制负荷或机前压力 顺序阀是指 1 6调门开时按 1 2 4 5 6 3关时按 3 6 5 4 2 1的顺序动作 其中 1 2调门同时动作 用顺序阀控制机前压力或负荷时 应至少保证 1 2 4调门全开 5 6 3调门参与调节 但 5调门应在20 开度以上 同时避免 6 3调门出现10 以下开度或 5 6 3调门在45 100 开度波动的现象 出现这种情况应及时联系锅炉提高或降低压力设定值 使调门避开此种开度 实践证明 当汽机主控器指令在78 79 时 汽机 5 6调门同时动作 造成汽机调节级压力瞬时波动 从而引起汽包水位波动 为避免这种状况 应通过提高或降低机前压力设定值 使调门避开此种 指令 开度 单阀切顺序阀时要求目标负荷最大不要超过250MW 并且最好在160MW负荷以上 再切顺序阀控制 DEH投 遥控 其意义是什么 机炉投协调控制如何操作 汽轮机升负荷暖机结束 按正常要求带负荷 锅炉燃烧投自动 具备投CCS条件时 可以将DEH投遥控 遥控投用后 CCS可以接受CCS来的指令 来开关调门以控制负荷或主汽压 投协调控制前 汽机先将调门由单阀切为顺序阀控制 再投遥控 锅炉再将汽机主控器和锅炉主控器投自动 即投入了机炉协调控制 五 加热器的投入问题高 低压加热器通常是随机启动 高压加热器也可在负荷带至一定值或者抽汽压力超过大气压后投入 低压加热器投入得过晚 有可能影响汽缸的上下缸温差 高压加热器投入得过晚会影响给水温度 给锅炉燃烧造成困难 六 启动过程中的注意事项l 为了保证汽轮机启动的顺利进行 防止由于加热不均使金属部件产生过大的热应力 热变形以及由此而引起的动静部分摩擦 应当控制好下面几个主要控制指标 蒸汽的温升速度 金属的温升速度 上下缸温差 汽缸内外壁温差 法兰内外壁温差 法兰与螺栓的温差 汽缸与转子的相对胀差等 其中尤以蒸汽的温升速度须严格控制 2 高压汽轮机滑参数启动 在冲转和并列后的加负荷过程中金属加热比较剧烈 特别是低负荷阶段 汽缸与转子之间容易出现较大的胀差和温差 当启动中出现较大的胀差 一般是正胀差 时 应停止升压升温 使机组稳定负荷或稳定转速停留暖机 并可用调整凝汽器真空 轴封汽温的办法加以调整 3 在启动过程中 要注意检查机组振动 转子挠度 油温和发电机氢温的变化 并及时投入冷却水 在启动过程中 轴承的振动如有异常应查明原因并进行处理 低速时应小于0 03mm 1500r min以上时应小于0 05mm 升速时不大于0 08mm 过临界转速时 不应超过0 1mm 如超过以上值时应立即打闸停机 4 在启动和升速过程中 应按规定的曲线控制蒸汽 包括再热蒸汽 参数的变化 使汽缸金属温度变化率不大于运行规程的要求 并保持一定的蒸汽过热度 对此 运行值班人员应密切注意 如有不符 应及时调整使其恢复正常 当在10min内汽温急剧上升或下降50 时应打闸停机 尤其是汽温的急剧下降 这往往是水冲击事故的先兆 汽轮机的热态启动 一 热态启动升速率 带负荷速度 暖机时间的确定热态启动时 汽缸 转子等金属温度不同 要求冲转的蒸汽参数 升速率 带负荷速度以及暖机时间也不同 可利用冷态滑参数启动曲线 根据高压下缸内壁金属温度 在曲线上找出对应的工况点和起始负荷 一般在满足低速全面检查的基础上可在5 10min升速到3000r min 尽快并列带负荷 并网后以每分钟5 10 的额定负荷加到起始负荷点 不准在起始负荷点前长时间停留 这样可以避免汽轮机金属冷却 达到起始负荷后蒸汽参数可按照冷态滑参数曲线滑升 以后的工作与冷态滑参数启动相同 二 冲转蒸汽参数的选择高压大容量汽轮机热态启动冲转时 应根据高压缸调速级汽室和中压缸进汽室的金属温度选择适当的 与之相匹配的主蒸汽温度和再热蒸汽温度 即两者的温差应符合汽轮机热应力 热变形和胀差的要求 一般都采用正温差启动 即蒸汽温度高于金属温度 尽量不采用负温差启动 因为负温差启动时蒸汽温度是低于金属温度的 转子和汽缸先被冷却 而后又被加热 使转子和汽缸经受一次交变应力循环 从而增加了机组的疲劳寿命损耗 若负温差启动时蒸汽温度太低 则将在转子表面和汽缸内壁产生过大的拉伸应力 而拉应力较压应力更易引起裂纹 并会引起汽缸的变形 使动静部分间隙变化 严重时会发生动静部分的摩擦事故 因此一般都尽量不采用负温差启动 为了减少汽轮机部件的疲劳损耗 在热态启动时再热蒸汽温度要与汽缸金属温度相匹配 由于再热蒸汽管道粗而长 管道的容积要比主蒸汽管道大得多 在相同的通汽量下再热系统产生疏水也较多 又因为再热蒸汽压力低 排汽及疏水条件也比主蒸汽管道差 所以当主蒸汽温度满足冲转要求时 再热蒸汽温度往往提不起来 实际上再热蒸汽温度一般高于中压缸内壁金属温度30 40 即可进行冲转 因为再热机组的中压缸进汽采用全周进汽方式 再热蒸汽经调速汽门节流后直接进入中压缸 蒸汽产生的温降不大 蒸汽与缸壁交换的放热系数又较小 因此允许在汽温与缸壁存在较大的负温差下启动的 热态启动的规定 1 热态启动抽真空时必须先送轴封汽 后抽真空 2 热态启动过程中 要控制主汽门进口的主蒸汽参数 使5 负荷下第一级蒸汽温度和金属温度有良好的匹配 在一般情况下第一级蒸汽温度不允许比第一级金属温度高111 或低56 并尽量维持正温差 3 主蒸汽冲转参数应根据 热态启动推荐值 曲线调整到5 负荷下主蒸汽温度 在满足主蒸汽过热度至少具有56 过热度的前提下使第一级蒸汽温度与冲转前的第一级金属温度的温差在56 111 之间 由 热态启动推荐值 曲线确定升速时间和5 初负荷停留时间 4 汽轮机冲转时 再热汽温与主汽温的差值应小于83 且再热汽温至少大于中压缸隔板套金属温度50 以上 5 高压缸 中压缸第一级金属温度 200 时 应在2040rpm min停留暖机一段时间 2040rpm min暖机结束标志为 高压缸调节级金属温度 230 中压缸隔板持环金属温度 230 汽机缸体膨胀 7mm 暖机时间符合 热态启动推荐值 曲线确定的升速时间 三 汽轮机的热态启动应当注意的几个问题1 上下汽缸温差是汽轮机热态启动时常见的问题 也是必须正确处理的问题 高压汽轮机金属温度在从高温状态逐渐冷却的过程中 由于下汽缸比上汽缸冷却得快 上下汽缸将出现较大的温差 使汽缸产生 猫拱背 变形 这将使调节级段下部的动静部分的径向间隙减少甚至消失 所以热态启动应对上下汽缸温差作出明确规定 并严格控制 2 停机后由于上 下缸存在温差 如果盘车装置使用不当 将会使转子径向产生温差 从而使转子发生弯曲 弯曲最大处往往也在调节级处 并且转子弯曲最大的时刻也几乎是上下汽缸温差最大和汽缸变形最大的时刻 这样 转子的弯曲加上汽缸的变形 势必造成转子在旋转时动静部分发生摩擦 摩擦产生热量 使转子的弯曲又增大 而弯曲的增大又加剧摩擦 转子弯曲后 其重心与旋转中心发生偏离 因而随转速的升高振动越来越大 这样摩擦 弯曲 振动的恶性循环 将会导致汽轮机大轴的永久性弯曲 热态启动时除测量转子挠度不超过允许值外 还要在盘车状态仔细听音 检查轴封处有无金属摩擦声 同时也可从盘车电机电流摆动情况分析判断动静部分有无摩擦现象 如有摩擦 则不应启动机组 如动静部分摩擦严重时 则应停止连续盘车 转子的弯曲一般以与之相对应的转子轴颈晃度作为指标 盘车投入后运行人员从串轴指示的摆动情况可初步了解大轴弯曲情况 启动前转子挠度超过规定值时 应先消除转子的热弯曲 一般方法是延长连续盘车的时间 3 冲转前连续盘车不少于4h 以消除转子临时产生的热弯曲 在连续盘车时间内 应尽量避免盘车中断 如果中断 则每中断1min应延长10min的盘车时间且最多不能中断10min 当高压缸内壁温度在350 以上时 盘车停止不得超过3min 并且每停止1min就要多盘10min 在整个盘车时间内不可停止供油 经过盘车确认大轴的挠度达到正常值后方可冲转 否则应延长盘车时间 4 启动过程中 轴封是受热冲击最严重的部件之一 特别是在热态启动时 轴封处的转子温度很高 一般只比调节级处汽缸温度低30 40 如果轴封供汽温度与金属温度得不到良好的匹配或大量低温蒸汽通过轴封段吸入汽缸时 它不仅将在转子上引起较大的热应力 而且将使轴封段转子收缩 引起前几级轴向间隙减少 故热态启动时应先送轴封汽后抽真空 这是热态启动与冷态启动在操作方面的主要区别之一 在轴封供汽前应充分暖管疏水 高温高压机组还要备有高温汽源 使轴封供汽温度尽量与金属温度相匹配 并有一定的过热度 具有高 低温两个轴封汽源的机组 在汽源切换时必须谨慎 切换太快不仅将引起胀差的显著变化 而且可能产生轴封处不均匀的热变形 从而导致摩擦 振动等 5 热态启动时凝汽器真空应适当的保持高一些 因为主蒸汽和再热蒸汽的疏水都是通过扩容器排至凝汽器的 真空维持高一些可以使疏水更加畅通 但真空过高又可能会因为主汽门和调速汽门漏汽而使汽缸受到冷却 或在暖管时自行冲动转子 所以必须引起运行人员注意 6 热态启动时因启动时间短 应严格监视振动 如果突然发生较大的振动 必须立即打闸停机 转入盘车状态 绝对不允许降速暖机或等待观望拖延时间 以免扩大事故 只有消除引起振动的原因后 才允许重新启动汽轮机 热态启动时 冷油器出口油温不得低于规定值 由于机组升速快 油温低会使油膜不稳定 汽轮机上 下缸存在温差的危害 我厂规程对此温差有何规定 汽缸存在温差将会引起汽缸热变形 通常是上缸温度高于下缸 因而上缸变形大于下缸 使汽缸向上拱起 俗称猫拱背 汽缸的这种变形使下缸底部径向间隙减小甚至消失 造成动静摩擦 损坏设备 另外还会出现隔板和叶轮偏离正常时所在的垂直平面的现象 使轴向间隙变小 甚至引起轴向动静摩擦 我厂规程规定汽轮机高中压外缸上 下缸温差55 6 或内缸上 下缸温差35 时应紧急停机 不破坏真空 汽轮机的停机概述 汽轮机停机过程对机组零部件来说是一个冷却过程 停机包括从带负荷运行状态减去全部负荷 解列发电机 切断汽轮机进汽到转子静止 盘车等过程 停机中的主要问题是防止由于机组零部件冷却过快或不均匀冷却而使零部件产生过大热应力 热变形和胀差 根据不同的要求 可以选择不同的停机方式 机组停运方式选择 1 额定参数停机 主要是为了短时间内消缺处理后能及时启动 希望机组的汽缸金属温度维持较高的水平 缩短机组的启动时间 停机过程中 压力滑降的范围不大 温度基本不变 2 滑参数停机 主要是为了使停机后的汽缸金属温度降到较低的温度水平 机组计划性大小修停机应采用滑参数停机方式 3 事故停机 主要用于机组发生事故 危及人身和设备安全及突然发生的不可抗拒的自然灾害 汽轮机正常停运 汽轮机打闸停机 发电机程跳逆功率保护动作正常 发电机解列 启动交流润滑油泵和高密备用泵 应确认TV1 2 GV1 6 RSV1 2 IV1 2全部关闭 查汽轮机转速开始下降 检查DEH画面 脱扣 灯亮 目标转速回零 各抽汽逆止阀 高排逆止门关闭 检查主汽门后压力正常 检查导汽管 主 再热器管道疏水门应开启 检查高 低压旁路自动开启正常 关闭高压旁路 保持低压旁路开启 再热汽压力为零 确认汽机疏水系统阀门 本体 导管等 在开启位置 冷再供辅汽联箱电动门关闭严密 汽机惰走时 注意检查各轴承金属温度 回油温度明显下降 调整冷油器冷却水 润滑油温不低于35 转速下降至1450rpm min 顶轴油泵应自启动 否则手动启动一台顶轴油泵 并记录 3 4 5 6轴承顶轴油压 转速降至600rpm min 且低压缸排汽温度小于79 确认低压缸喷水阀关闭 汽机转速至零时 查盘车装置自动投入 检查各轴封 轴瓦及汽缸动静部分摩擦情况应正常 记录惰走时间 盘车电流及其摆动值 转子偏心值 监视汽缸金属温度变化情况 在盘车阶段 汽轮机真空未破坏之前 注意调整并降低轴封压力 以各轴端汽封不冒汽为宜 锅炉压力到零 确认凝汽器无蒸汽 热水进入 根据要求汽轮机可以破坏真空 注意加强汽缸进冷气冷水的监控 破坏真空操作原则为真空到零 轴封到零 停用真空泵检查轴封供回汽各路阀门关闭严密 就地无冒汽现象 真空破坏门保持全开位置 凝汽器真空到零后 退出轴封供汽 停止轴加风机 当高压内缸调节级金属温度和中压缸第一级叶片持环温度达150 以下 可以停运盘车装置 顶轴油泵 润滑油泵 当各系统不需减温水和其他用水时 可以停用凝结水泵 真空系统停运后 当低压缸排汽温度降至50 以下 可以停运循环水泵 辅机的停止应根据实际情况并参照辅机运行规程的规定进行 机组正常停运过程中的注意事项停机过程中 主 再热汽温尽量控制在上述规定范围内 温差降到最低限 减负荷过程中 严格控制降压速度 注意严密监视汽缸各部温度的变化 汽缸各点温差应正常 应严密监视高 中压缸胀差变化的趋势 当负胀差增长速度较快时 应暂停减负荷 使缸体膨胀收缩均匀 减负荷过程中 应注意调速系统动作正常 高 中压调门无卡涩现象 汽轮机打闸停机 发电机程跳逆功率保护应动作正常 否则应立即手动解列 在停机过程中 主 再热蒸汽温度骤降 在10min内下降幅度超过50 应立即停机 在停机过程中 如发现汽缸内壁金属温度急剧下降 应迅速查明原因处理 下降超过50 应事故停机 整个机组停运过程中应严格控制汽包任意两点间的壁温差小于40 高中压外缸上 下缸金属温度差小于42 高压内缸上 下缸金属温度差小于35 滑参数停机 正常停机如果是以检修为主要目的 希望机组尽快地冷却 则可选择滑参数停机方式 滑参数停机时 在调速汽门逐渐全开的情况下 汽轮机负荷随着锅炉蒸汽参数的降低而下降 汽机的金属温度也随着相应下降 直至负荷到零为止 解列后 还可以继续降低蒸汽参数来降低汽轮机的转速 直到汽轮机静止 这样汽缸和转子的金属温度都较低 大大缩短了汽机的冷却时间 可以使检修人员尽快地揭缸 缩短检修工期 停机前的准备工作 准备好操作票及各种工具 记录 试验各油泵 盘车电机良好 检查轴封汽源压力正常 将公用系统切换至邻机 机组滑参数停运参数滑降范围及控制指标滑参数停机最终缸温的选择应根据机组具体条件而定 不低于250 过热 再热蒸汽平均温降率推荐0 5 0 8 min 最大不超过1 min 负荷变化率不超过3MW min 汽机缸温平均变化率 不超过0 8 min 汽轮机高中压外缸上 下缸温差应不超过42 锅炉汽包壁金属壁温差应不超过40 滑参数停机要点1 机组滑参数停机的操作步骤与正常停机步骤一致 所不同的是采用分阶段降温方式 每次汽温降温幅度达20 40 后 稳定20 30min后再继续滑参数 直到汽温降到其过热度不低于100 滑停的阶段控制按照附录的 滑停典型曲线 进行 停运过程中的有关事项 停机后的操作参照正常停机的有关规定进行 2 滑停过程逐渐开大调速汽门 降低蒸汽压力 直到210MW调速汽门接近全开 为了防止调节级后汽温反弹 应同时适当降低锅炉主蒸汽温度 降温幅度和速度应使调节级汽温低于金属温度30 左右 同时应注意胀差 振动等指标不超限 蒸汽温度应满足蒸汽过热度不低于65 的要求 高排或冷再热蒸汽不应出现饱和状态 3 有必要时大范围改变汽轮机调门开度 可以改变调节级汽温 利用此手段可以缓和主汽温度大幅度波动时对高压转子的热冲击和由于其他原因造成的胀差超限 4 旁路系统在滑停后期根据需要可投入运行 有利于高 中压缸流量的比例调节 从而调节高 中压缸相对冷却速率 而且亦增加了低负荷时锅炉蒸汽产量 有利于温度调节与控制 也有利于燃煤烧空仓和滑停过程的协调 5 滑停过程中 要合理地控制负胀差和各部分温差 如控制过严 不但使滑停过程时间过长 有时由于热应力下降过大而引发新一轮的应力循环 增加机组寿命损耗 6 在较低负荷时 应保持足够的真空 以防止低容积流量条件下末级长叶片发生脱流和颤振 7 滑停期间回热系统维持正常运行 低负荷时 要注意维持各加热器的水位 根据需要及时将加热器疏水倒至压力更低的加热器或凝汽器 防止加热器保护动作 8 达到目标缸温后 应稳定运行30 40min 防止缸温反弹 关小调速汽门 负荷降到零 解列 打闸 测量惰走时间 盘车时的大轴偏心和盘车电流 按规程停止各辅机运行 滑停注意事项滑停中发生事故时 按事故处理规程进行处理 并应分析原因 滑停过程中应严密监视各运行参数 各部温差 胀差 缸体膨胀 振动 轴瓦温度 轴向位移等重要参数及汽轮机滑销系统工作情况 定时记录 分析 如有异常应果断处理 主机各轴承振动应与正常运行时基本相同 在稳定转速下 轴承振动突然变化20 m 轴振变化了50 m或轴振动超过200 m 均应分析 必要时停止滑停 在滑停过程中 主 再热蒸汽温度骤降 在10min内下降幅度超过50 应立即停机 滑停过程中 如发现汽缸内壁金属温度急剧下降 应迅速查明原因处理 下降超过50 应事故停机 滑停过程中 主蒸汽 再热蒸汽温差 50 降温过程中再热汽温应尽量跟上主蒸汽温度 滑停过程中 注意汽温 汽缸壁温下降速度 主 再热汽温在10min内急剧下降50 应打闸停机 严防发生汽轮机水击 主蒸汽过热度控制在80 最低不能低于56 滑停过程中 不准进行汽轮机的注油试验或其它影响高 中压自动主汽门 调速汽门开度的试验 应及时通知化学加强对凝结水质的监督和分析 在降温降压的过程 应特别监视高 中压转子有效温度 中压叶片持环温度变化情况 注意机组胀差及绝对膨胀的变化 减负荷过程中 高加切除后应特别注意主再热汽温的监视和调整 避免汽温