哈汽1000MW汽轮机运行说明书

1、华能沁北电厂 运行三期培训资料 1 1 CCLN1000-25/600/600CCLN1000-25/600/600型汽轮机型汽轮机 汽轮机运行说明书 华能沁北电厂 运行三期培训资料 I I 目 录 1 1 汽轮机额定与设计数据汽轮机额定与设计数据 .1 1 2 2 安全预防措施安全预防措施 .2 2 3 3 轴偏心度轴偏心度 .5 5 4 4 轴的振动轴的振动 .6 6 4.14.1 概述概述 .6 6 4.24.2 振动级别振动级别 .6 6 4.34.3 异常振动异常振动 .7 7 4.44.4 振幅的观察振幅的观察 .7 7 4.54.5 报警范围内的运行建议报警范围内的运行建议 .9

2、 9 4.64.6 利用监视仪表进行监视利用监视仪表进行监视 .9 9 5 5 汽缸和胀差汽缸和胀差 .1010 5.15.1 汽缸膨胀汽缸膨胀 .1010 5.25.2 胀差胀差 .1010 5.35.3 推力位置检测仪推力位置检测仪 .1212 6 6 润滑油系统润滑油系统 .1414 6.16.1 润滑油箱润滑油箱 .1414 6.26.2 油位调节器油位调节器 .1515 6.36.3 润滑油润滑油 .1515 6.46.4 润滑油疏油温度和轴承金属温度润滑油疏油温度和轴承金属温度 .1717 7 7 低压排汽缸低压排汽缸 .1919 7.17.1 真空度真空度 .1919 7.27.

3、2 温度温度 .2020 7.37.3 低压缸喷水装置低压缸喷水装置 .2121 8 8 汽封系统汽封系统 .2222 9 9 允许的压力和温度变化允许的压力和温度变化 .2323 9.19.1 所允许的初始压力变化所允许的初始压力变化 .2323 华能沁北电厂 运行三期培训资料 IIII 9.29.2 允许的再热压力变化允许的再热压力变化 .2323 9.39.3 允许的温度变化允许的温度变化 .2323 9.49.4 上下缸间所允许的温度差上下缸间所允许的温度差 .2323 1010 偏周波运行允许时间偏周波运行允许时间 .2626 1111 限制条件限制条件 .2828 11.111.1

4、 热应力与变形热应力与变形 .2828 11.211.2 振动振动 .3535 11.311.3 汽缸与转子间的胀差汽缸与转子间的胀差 .3636 11.411.4 监视仪表监视仪表 .3636 1212 建议采用的程序建议采用的程序 .3737 12.112.1 启动前的预防措施和注意事项启动前的预防措施和注意事项 .3737 12.212.2 启动程序启动程序 .3737 12.312.3 升负荷升负荷 .4242 12.412.4 平稳变负荷过程平稳变负荷过程 .4343 12.512.5 紧急操作紧急操作 .4343 12.612.6 汽轮机停机程序汽轮机停机程序 .4848 1313

5、 重新启动条件重新启动条件 .5151 1414 进水后的紧急汽轮机运行进水后的紧急汽轮机运行 .5252 1515 由于进水而导致汽轮机损坏的分类由于进水而导致汽轮机损坏的分类 .5353 15.115.1 推力轴承失效推力轴承失效 .5353 15.215.2 损坏叶片损坏叶片 .5353 15.315.3 热应力裂纹热应力裂纹 .5353 15.415.4 碰磨损坏碰磨损坏 .5353 15.515.5 永久性扭曲及变形永久性扭曲及变形 .5353 15.615.6 间接影响间接影响 .5454 1616 利用热电偶检测进水利用热电偶检测进水 .5555 1717 影响损坏程度的因素影响

6、损坏程度的因素 .5656 17.117.1 水量水量 .5656 17.217.2 蒸汽流量蒸汽流量 .5656 华能沁北电厂 运行三期培训资料 IIIIII 17.317.3 转速转速 .5656 1818 水源水源 .5858 18.118.1 抽汽系统抽汽系统 .5858 18.218.2 锅炉和主蒸汽管锅炉和主蒸汽管 .5959 18.318.3 再热喷水减温器再热喷水减温器 .6060 18.418.4 汽封系统汽封系统 .6161 1919 盘车盘车 .6262 19.119.1 汽轮机启动前的盘车汽轮机启动前的盘车 .6262 19.219.2 汽轮机启动时的盘车汽轮机启动时的

7、盘车 .6262 19.319.3 汽轮机停机时的盘车汽轮机停机时的盘车 .6363 19.419.4 汽轮机长期停机汽轮机长期停机 .6363 2020 盘车注意事项盘车注意事项 .6464 20.120.1 油泵油泵 .6464 20.220.2 汽封系统汽封系统 .6464 20.320.3 轴承供油温度轴承供油温度 .6464 20.420.4 轴承金属温度轴承金属温度 .6464 2121 盘车中断盘车中断 .6565 2222 紧急盘车紧急盘车 .6666 22.122.1 由于轴振动大而引起的汽轮机跳闸由于轴振动大而引起的汽轮机跳闸 .6666 22.222.2 轴承损坏轴承损坏

8、 .6666 22.322.3 盘车装置问题盘车装置问题 .6767 22.422.4 润滑油冷却水系统的停止润滑油冷却水系统的停止 .6767 22.522.5 油泵的停止油泵的停止 .6767 2323 进水进水 .6969 2424 低速运行低速运行 .7070 24.124.1 在低速区域内提高转速在低速区域内提高转速 .7070 24.224.2 低速匀热低速匀热 .7070 2525 超速试验冷启动程序超速试验冷启动程序 .7171 华能沁北电厂 运行三期培训资料 IVIV 2626 全周进汽全周进汽 .7272 2727 最低负荷建议最低负荷建议 .7373 2828 低负荷运行

9、限制值低负荷运行限制值 .7474 2929 给水加热器退出运行时的运行限制值给水加热器退出运行时的运行限制值 .7575 3030 超出合同承诺的机组运行超出合同承诺的机组运行 .7777 3131 应力腐蚀裂纹和给水处理应力腐蚀裂纹和给水处理 .7878 华能沁北电厂 运行三期培训资料 1 1 1 1 汽轮机额定与设计数据汽轮机额定与设计数据 汽轮机型号： TC4F-SLEB48”（单轴四排汽） 额定输出（T-MCR）：1000000 kW 最大工况（VWO）：1069347 kW 最低运行负载：25% 负载 额定转速：3000 rpm 旋转方向：CCW（逆时针） 蒸汽参数 高压汽轮机入口

10、处的主蒸汽压力：25MPa abs 高压汽轮机入口处的主蒸汽温度：600 排汽压力 低压 A 汽轮机： 4.4 kPa abs 低压 B 汽轮机： 5.4 kPa abs 抽汽级数： 8 级数 高压汽轮机： 10 中压汽轮机： 72 级 低压汽轮机： 64 级 总级数 ： 48 华能沁北电厂 运行三期培训资料 2 2 2 2 安全预防措施安全预防措施 警告 如果振幅在报警范围内的时间达到两分钟，则应当使汽轮机停止运行。 在到达额定转速后如果振幅在报警范围内的时间达到五分钟，则应当使汽轮机停 止运行。 如果一小时内振幅在报警范围内的时间累计超过 30 分钟，则立即使汽轮机停止 运行。 如果振幅持

11、续位于报警范围内，最好使汽轮机停止运行。 当低油压报警发出异常信号，应当立即使汽轮机停止运行。油压降低的原因可能 是管路泄漏和油泵出现问题。 当汽轮机平稳运行且轴承供油温度恒定不变时，如果发现轴承金属温度出现波动， 尤其是突然变化，则可能是轴承金属损坏。必须检验温度计并确定现场仪表的状态。 如果找不到原因而温度却达到了上限制值，则必须使汽轮机停止运行。 当将转速升高到额定转速的 50%以上时，最好使汽轮机停止运行，确保真空度不 高于限制值。 如果汽封冷却器的排风扇停止运行，则必须立即使汽轮机停止运行以防止以下情 况发生。 当 心 通常情况下，油冷却器水侧压力高于油侧压力，当冷却管发生故障时可能

12、对油造 成污染。如果高油位报警表示可能存在这种情况，应当启动备用油冷却器并检查油 净化装置。 低油位报警的原因通常为主油泵进油管路或排油系统发生泄漏。因此，如果发现 油位过低则应当检查输油管路及油箱周围是否发生泄漏，并及时加以修理。 注 意 当需要盘车时，应当保持尽可能低的供油温度，除非因油泵电机导致它过载。 启动汽轮机前供油油温应在 2735（最佳油温范围）之间，如果达不到应使 油温保持在 2738之间（许用油温范围）。 曲线图显示了当末级叶片处饱和蒸汽湿度达到 12%时，再热蒸汽条件与汽轮机排 汽压力之间的关系。 华能沁北电厂 运行三期培训资料 3 3 应通过控制再热蒸汽压力或再热蒸汽温度

13、和排汽压力来确保排汽湿度不超过 12% 的关系曲线。 虚线表示在排汽缸变形的情况下所允许的最低排气压力，此限制值应符合上述要 求的范围。 注 意 在冷启动过程中，汽轮机不允许超速运行，直到汽轮机 25%或更高负载运行了至 少 3 小时。在第一次达到额定转速时，汽轮机转子中心金属温度应低于脆性转变温 度。为了确保正常运行，当达到额定转速时应当断开危急调速器的油路。 在或接近额定转速或空载情况下运行的时间不应超过热启动所需要的时间。如果 在全速、带负荷或减速，尤其是在蒸汽温度降低的情况下运行热态汽轮机，很可能 会导致汽轮机进口金属温度急剧冷却或发生裂纹现象。 注 意 绝对限制值以 7000 次循环

14、的热疲劳强度为基础，不要超过此限制值。 正常运行过程通常在标准限制值下进行。 如果超出此限制值需要进行连续观察。 当接近绝对限制值时需要执行诸如机组恒速之类的操作。 如果已达到绝对限制值，最好是根据锅炉的特点对运行程序进行修改。 注 意 曲线上的数值表示每次循环占用使用寿命的百分比。 阴影区域表示核心应力限制值，在加速过程中不要进此区域。 停机循环周期越短对运行协调和精度要求越高。为确保重新启动汽轮机达到最佳 运行状态，在减负荷和停机过程中，按照需要运行机组及全部辅助设备应执行安全 试验，停机过程应逐步减负载，避免汽轮机金属内出现不必要的应力，防止包含阀 门、汽缸和转子在内的高温部件发生变形。

15、 机组已达到或接近额定温度后，在蒸汽以正常速度流过控制阀时，不允许汽轮机 在附加负荷或空载下运行。否则将导致内部部件裂纹，引起破裂或严重变形。 如果机组的运行控制阀关闭，即使真空度状态良好，也会导致排汽缸和末级叶片 严重过热。尽管可以通过启动排汽缸喷水装置对设备充分冷却，但末级叶片上游 的蒸汽通道却不能被冷却到。 在未能适当使用喷水装置的情况下，运行某些再热部件也可能导致排汽缸和末级 叶片出现过热。通常情况下，启机时当机组与盘车脱离，低压缸内的喷水手动选 择阀将被置于“自动”位置，直到停机时机组投入盘车之前都将处于此位置。 正 常运行下的最高低压缸排汽温度不应超过80。 华能沁北电厂 运行三期

16、培训资料 4 4 如果由于在启动过程中未能将手动选择阀置于“自动”位置而导致排汽温度升高， 则应当启动喷水装置或通过逐步更改流速来调整喷水装置，以避免突然发生热力 变化。 启动过程中，当机组转速接近临界转速时，为使剧烈振动的可能性降低应尽量避 免汽轮机转子接近临界转速运行。在转子接近临界转速时通常需要连续升高转速。 每台汽轮机可以进行稳速或非临界转速见(第 4.1 节表 4-1)运行。 根据锅炉特点，某些再热设备在减负载状态下长期处于低负载运行时，将会导致 主蒸汽温度低于再热蒸汽温度。 由于它在汽轮机内可能产生导致汽缸变形和泄漏的不理想温度分布，因此应当尽 量避免这种现象。 如果在机组壳体上存

17、在湿保温材料的情况下启动机组，将会冷却外部缸体的外表 面，导致汽缸外部与内部金属表面出现巨大的热力差，产生巨大的热应力，因此 运行汽轮机前应确保与汽轮机接触的保温材料干燥。可以利用加热灯或热风机烘 干保温材料，也可以在机组运行前提前几天安装保温材料。如出现类似情况，也 不应在未安装保温层的情况下运行汽轮机。 华能沁北电厂 运行三期培训资料 5 5 3 3 轴偏心度轴偏心度 轴偏心度是指转子偏离正常条件的程度。偏心度检测仪可以显示转子挠度的趋势和 指出是否应当继续盘动。在盘车正常运行情况下，轴的偏心度不应超过正常值的 10%， 或 110%的绝对值。 为了确保机组平稳加速，在达到 110%的绝对

18、值后盘车应至少连续运行 1 小时。或者 当轴偏心度读数趋于稳定时可以提高汽轮机转速，操作人员必须对整个加速过程中轴的 振动量进行认真监视。尽管汽轮机转速可以升高到此限制值之上，但转子摩擦可能引起 剧烈振动，因此我们不建议采用这种方式。 在盘车最初 5 小时或盘车装置持续运行更长时间后应确定正常偏心度数值。在汽轮 机冲转脱离盘车前，查看偏心度检测仪上的读数并与预定值进行对比。 在冲转后，偏心度检测仪上的示数表示轴的振幅而不再表示其偏心度。因此，偏心 度检测仪上的示数含义取决于汽轮机的转速范围。 有关转速的技术规范，见表 4.1。 华能沁北电厂 运行三期培训资料 6 6 4 4 轴的振动轴的振动

19、4.1 概述 汽轮发电机转子的振动与多种因素有关。这些因素包括转子本身的不平衡、油涡动 和轴承摩擦。当振动出现异常时应确定其产生的原因。 表 4.1 转速的技术要求 转子一阶临界转速（多跨挠性支持） 发电机转子 910 rpm 低压#1 转子 1，360 rpm 低压#2 转子 1，330 rpm 中压转子 1，770 rpm 高压转子 1，930 rpm 暖机转速 低速暖机转速800 rpm 高速暖机转速3，000 rpm 不要使转速处于 850 rpm 和 2，700 rpm 之间。 需要进行振动监视的转速区 低速区0 到 850 rpm 临界转速区850 到 2，700 rpm 高速区2

20、，700 到 3，000 rpm 及以上 推荐的破坏真空点1，450 rpm 允许的连续运行速度 汽轮机的转速2，850 到 3，090 rpm 管路频率47.5 到 51.5 Hz 盘车转速大约 2 rpm 本节其余部分所显示的振幅值为 mils。 4.2 振动级别 正常运行期间确定可以接受的振动限制值，应当考虑转子的机械不平衡、轴承找中 华能沁北电厂 运行三期培训资料 7 7 的改变和汽轮机运行条件的稳定性。正常的轴承找中应建立在平稳运行的基础上，因此 在低负载、高真空度和瞬间条件下的轴承找中会发生轻微变化。此类振幅变化缓慢，此 情况下总振幅不会超过允许的范围。如果由于某种原因而要求汽轮机

21、在剧烈的瞬间条件 下运行，则操作人员应当在整个运行过程中密切监视振动等级。 过高的振幅可通过重新平衡转子或重新加工转子轴颈得以适当降低。然而，需注意 在某运行条件下平衡的转子，不能确保在所有条件下均能平衡。 采用以下指南，确定是否需要平衡转子。 判断转子平衡状态的标准准则 转速范围振幅 1/100 mm判断 3.8极好 7.5良好额定转速 12.5 临界转速区17.5 如果超出此值应尽快进行平衡 以上振幅使用标准是以运行条件为前提。在临界转速区内加速或减速过程中的振幅 需划分为正常或异常振幅。 4.3 异常振动 通过避免可导致异常振动发生的运行条件，可以降低因诸如油涡之类的轴承品质所 引起的异

22、常振动发生。在汽轮机初始运行期间应及时发现这些运行情况，同时需要确定 因轴承摩擦导致异常振动的等级。加工制造时，轴在轴承内部偏移或汽缸变形都可能引 起摩擦，而这两种情况在加工时加以注意都可避免。然而在启动或瞬间工况期间，由于 转子与轴承壳体间隙过小也会发生摩擦。确定异常振动是否是由于轴承撞击摩擦引起的 最好方法是在启动和停机期间对振幅及其升高速率进行仔细观察。操作人员也可以利用 计算机对振幅进行自动监视。如果汽轮机的启、停不频繁，则观察振幅便已足够，无需 再观察升高速度。 4.4 振幅的观察 通过以下三种转速区域对振动进行分类。临界转速、临界转速以下和临界转速以上， 分别被定义为临界转速区、低

23、转速区和高转速区。每个区域转速技术要求见表 4.1。高 转速区包括空负荷到额定转速运行、额定转速下的空负荷运行和超速运行。并网后的空 负荷运行采用其它限制值。各种运行区内振幅的限制值见表 4.2 。 以下各章节均以表 4.2 中的数据为依据。在各个章节中，通过振幅将报警范围定义 为报警值与跳闸值间的范围，将安全范围定义为低于报警值的振幅范围。 华能沁北电厂 运行三期培训资料 8 8 4.4.1 低速区 如果振幅开始到达报警范围内，则使汽轮机转速保持不变。 警告 如果振幅在报警范围内的时间达到两分钟，则应当使汽轮机停止运行。 振幅下降到安全范围内以后保持不变，则可以继续进行汽轮机升速。在转速不变

24、的 情况下，振幅在报警范围与安全范围内来回波动，则只有安全范围内的运行时间高于报 警范围内的运行时间才能提高汽轮机转速。 表 4.2 各种运行区域的振幅限制值 振幅限制值 报警值跳闸值运行区域 1/100mm1/100mm 报警区域内的 时间限制值* 低速 0 到 900 rpm10.012.52 分钟 临界转速 900 到 2，700 rpm15.020.0立即降低转速 高速 2，700 到 3，000 rpm 及 以上 12.517.55 分钟 在同步运行后只有报警30 分钟 * 如果记录时间超过这些限制值，则更改为跳闸指示。 4.4.2 临界转速区 如果振幅进入报警范围内，则立即以允许的

25、速率降低转速，在进入低速区后按 4.4.1 小节中所描述的低速区要求去做。 4.4.3 高速区 如果振幅进入报警范围内，按允许的速率继续增加汽轮机的转速，直到额定转速为 止。 警告 在到达额定转速后如果振幅在报警范围内的时间达到五分钟，则应当使汽轮机停 止运行。 上述 5 分钟时段应从汽轮机达到额定转速开始计时。如果在额定转速下振幅在报警 范围与安全范围内来回波动，则只有安全范围内的运行时间高于报警范围内的运行时间 才能执行发电机并网操作。 华能沁北电厂 运行三期培训资料 9 9 4.4.4 并网后 警告 任意一小时内振幅在报警范围内的时间达到 30 分钟，则立即使汽轮机停止运行。 4.5 报

26、警范围内的运行建议 4.5.1 在转速升高期 转速升高过程中的滞留时间是用来检查是否存在摩擦现象并且尽量降低摩擦程度。 警告 如果振幅持续位于报警范围内，最好使汽轮机停止运行。 4.5.2 在变负荷过程中 监视振动等级和趋势。在发生异常振动的负载下检查摩擦声音。在执行检查的过程 中随时准备停机。 4.5.3 在转速降低期 通常在减速过程中无需采取措施。在第 4.4 节内分别给出了三种转速区域内的对应 报警限制值。如果需要抑制振幅，控制真空会很有效。 4.6 利用监视仪表进行监视 可以利用具有报警功能的监视仪表对振幅进行监视。为此可用第 4.4 节中描述的对 应振幅限制值来控制整个转速范围。在这

27、种情况下，最重要的是了解以上所提到的振动 限制值的背景。 建议设定以下的报警和跳闸值。 异常振动报警：0.0125 mm 建议跳闸值：0.0175 mm 华能沁北电厂 运行三期培训资料 1010 5 5 汽缸和胀差汽缸和胀差 5.1 汽缸膨胀 转子与汽缸间的温差过大，会引起内部摩擦现象。从而导致振幅高，可能损坏汽轮 机内部构件。 在机组瞬间运行过程中，必须根据汽轮机工况对汽缸的膨胀情况进行检查。各种正 常运行条件下所记录的汽缸膨胀数据均可作为汽轮机的运行依据。例如，在启机过程中 考虑胀差现象，可通过当前膨胀值与类似启动条件下的膨胀值进行对比来预测膨胀趋势。 操作人员随后可以根据预测的总膨胀量来

28、决定是否停止启动程序。在汽轮机启动过程中 无需监测汽缸的膨胀情况，除非胀差值超过了限制值。如果与设计值偏离过大，即使在 正常运行状态下也应为滑动件施加润滑油或润滑脂。本节末尾处为汽轮机额定工况下的 汽缸膨胀值。 5.2 胀差 胀差是指转子膨胀量与汽缸膨胀量之间的差值。测量胀差的目的是检查运行中的转 动件与固定件之间的轴向间隙。 为了可以测量到最大的膨胀量，检测仪的安装位置应尽量远离推 力轴承。利用检测 仪可以检查缸体内全部轴向间隙。然而，胀差程度并不都与检测仪相对于推力轴承的距 离成正比，它还可能与汽缸上固定点相对于检测仪的位置以及汽缸内部的支撑方法有关。 因此需要考虑全部情况来确定汽轮机每级

29、轴向间隙。可通过在显示屏显示的最大胀 差来监视汽轮机内全部间隙。 在某些情况下，为了更好的监测也可以按一定的间隔安装多台检测仪。 胀差的指示如图 5.1 中所示。 绿色标记.推力轴承前端或调端间隙为 0 时，汽轮机的冷设定(汽轮机自始至终 处于室温下)是用来测量胀差的基准点。应当对胀差测量仪进行调整， 使它表盘上的绿色标记位于冷设定点处。为了对此点进行验证，要求 外壳与转子间的温度均匀分布并且无温度差。 红色区域.红色区域表示汽轮机内动静部件间发生轴向接触。接触限制点是指转 子最小膨胀（第一报警点）和转子最大膨胀（第二报警点）的位置。 转子最大膨胀是指转子长度相对于汽缸膨胀方向伸长。转子最小膨

30、胀 表示转子长度相对于汽缸膨胀方向缩短。这两种情况表明需要降低汽 轮机的间隙。 红色标记.第一报警点与红色标记间的距离表示在离心力作用下转子长度缩短。 华能沁北电厂 运行三期培训资料 1111 黄色区域. . 黄色区域表示由于离心力升高或降低而导致转子发生膨胀的程度。对 应长度与第一报警点和红色标记间的距离相同。 图 5.1 胀差量指示 高压转子：检测仪位于前轴承箱高压转子：检测仪位于前轴承箱 低压低压#1#1 转子：检测仪位于转子：检测仪位于 6 6 号轴承号轴承黄色区域绿色区域红色标记红色区 华能沁北电厂 运行三期培训资料 1212 低压低压#2#2 转子：检测仪位于转子：检测仪位于 8

31、8 号轴承号轴承 图 5.2 缸体和胀差 在以上的指示中，红色标记和黄色区域的位置取决于转子尺寸和汽轮机类型。当离 心力引起的膨胀量非常小时，我们可以认为红色标记和黄色区域均位于红色区域内。 红色标记是汽轮机启动条件的限制值。然而，在启动过程中热膨胀和离心收缩同时 发生，因此如果热膨胀量较大则仪表盘并不指示收缩量。在此类情况下，如果运行情况 仍位于转子最短范围内，红色标记可能被忽略。 如果发生这些偏差，应及时与制造厂家取得联系。 显示盘为工厂设定。为适应各种条件，需要对黄色区域和红色标记进行修改。显示 胀差的某个指示器如图 5.2 中所示。 在控制汽轮机时一定要确保指示器不能进入红色区域。为了

32、确保这种情况不会发生， 操作人员应当密切观察胀差趋势，尤其在瞬间运行条件下。为确保启机，在假设显示盘 上具有红色标记和黄色区域显示的前提下，指针必须位于红色标记与黄色区域边界（或 第二报警点）之间。如果在额定转速下汽轮机仍有跳闸的可能，则指针必须位于第一报 警点与黄色区域内某点之间。 在指针接近红色区域的全部运行情况下应当采取适当措施。推荐采取以下措施：快 速改变汽轮机转子温度，使它比汽缸更快速的变化。因此，如果指针接近转子伸长的红 色区域，冷却方法比较有效；如果指针接近转子缩短侧，加热比较有效。加热或冷却汽 轮机转子的实用方法是更改蒸汽状态和汽轮机负载。如果在变载时指针接近红色区域， 则应当

33、首先保持负载来确定指针趋势，之后再对操作方法进行相应的修改。 如果对相应条件都采取了措施后，指针仍进入了红色区域，则应当手动停止汽轮机。 此时汽轮机转速下滑过程中轻微摩擦不可避免。 图 5.2 中表示缸体与胀差量。 当汽轮机在额定工况下正常运行时，接近 1 号轴承的前轴承箱壳体的最大膨胀量可 达 41.0mm。（实际为 48-50mm） 5.3 推力位置检测仪 华能沁北电厂 运行三期培训资料 1313 推力位置检测仪设置在推力轴承上，它通过一个间隙传感器来测量推力轴承与转子 推力盘间的相对位移。推力位置检测仪的组装图给出了它的结构和间隙设定。若检测仪 出现异常指示，表示止推力过大并且转子轴向位

34、移出现异常。 图 5.3 间隙设定指示 华能沁北电厂 运行三期培训资料 1414 6 6 润滑油系统润滑油系统 润滑油系统用来为汽轮机与发电机轴承以及发电机密封油系统提供润滑油。此系统 控制油温与油压并收集全部轴承排出的润滑油。 此系统也可通过去除颗粒和水分对润滑油进行处理，并提供润滑油储存。 6.1 润滑油箱 6.1.1 温度 在运行期间，保持润滑油箱内汽轮机滑油处于以下范围值内。 运行条件限制值备注 主油泵启动最低 10如果油的粘度低于 800 SSU 则主油泵将过载 正常运行最高 54温度高于 54会加速油/水分离。 6.1.2 压力 通过检查润滑油箱内的压力确认抽汽器正常工作，从而防止

35、润滑油从挡油环流出。 正常运行压力范围是从-0.25-0.37kPa。正常运行压力范围可确保没有空气从润滑油 箱疏油管路泄漏。 6.1.3 油位 在正常运行期间，高油位报警点为+100mm，而低油位报警点为-100mm，每个数值表 示实际油位与设计油位的偏差量。在正常运行期间，油位必须位于高、低油位报警点之 间。 当 心 通常情况下，油冷却器水侧压力高于油侧压力，当冷却管发生故障时可能对油造 成污染。如果高油位报警表示可能存在这种情况，应当启动备用油冷却器并检查滤 油器。 低油位报警点表示润滑油系统油泄漏的限制值。润滑油系统包括控制油供给管路、 润滑油供油管路和疏油管路。 当 心 低油位报警的

36、原因通常为主油泵进油管路或疏油系统发生泄漏。因此，如果发现 油位过低，则应当检查疏油管路油箱四周是否发生泄漏，并及时加以修理。 如果油位在低油位报警以下，则应当使机组停止运行以防止轴承损坏。 当润滑油供油管路采用双管路结构时，可以通过低润滑油压力报警来判断管路是否 发生泄漏。 如果经过一段时间发现油位非常缓慢的增长，则表明可能已经有少量的水进入。如 华能沁北电厂 运行三期培训资料 1515 果怀疑此类问题发生，则应当对油冷却器、排风扇、油位调节器、抽汽器、油检测仪和 油质进行详细的检查。 6.2 油位调节器 在汽轮机运行过程中，通过持续运行油位调节器可以使油处于良好的状态。然而， 油位调节器也

37、可短暂的停运，但前提是润滑油不至于降低到导致汽轮机轴承损坏的油位。 当汽轮机停止运行时，也可以偶尔利用油位调节器来清洁润滑油。 6.3 润滑油 6.3.1 压力 在汽轮机运行过程中应当遵守以下的润滑油压力限制。 标 准 系统名称 启 动连 续 正常运行 情况下的下限制值 吸入0.210.28 MPag0.110.14 MPag- MOP 排出-1.401.65 MPag- 控制油超过 1.34 MPag1.401.65 MPag1.23 MPag 报警 润滑油供油 大约 0.25 MPag 大约 0.16MPag 0.108MPag 报警 0.07 MPag 跳闸 润滑油压力表位于前轴承箱处。

38、系统配有低油压报警装置。通常情况下，主油泵和 危急事故油泵自动启动程序保持所需要的油压。即使汽轮机已经被启动，也应将备用泵 启动开关设定到自动启动的位置。 警告 11 当低油压报警发出异常信号，应当立即使汽轮机停止运行。油压降低的原因可能 是管路泄漏和油泵出现问题。 6.3.2 供油温度 应将供油的温度控制在图 6.1 和图 6.2 中所示温度范围内。在油冷却器出口或供油 母管上进行油温的测量。当需要长期盘车时，除非油泵所需要的动力会导致它过载，否 则应当保持尽可能低的油温。油膜厚度的限制以金属间不发生接触为最低限制。然而在 启动汽轮机时，应当将油温调整到启动辅助油泵所需要的条件。在汽轮机加速

39、过程中， 应当通过观察上、下油温限制值来查看是否有金属发生接触和油摩擦现象存在。除非发 现有诸如油摩擦之类的异常情况出现，否则可以忽略下限。由于油摩擦现象会导致振动 加剧，因此可以利用轴振监视系统来传感下限制值。由于加速过程中油流和轴承特点不 华能沁北电厂 运行三期培训资料 1616 同，因此很难将油温控制到下限范围内。这种情况下，除非在最初试运行过程中发生问 题，否则可以对下限设定进行修改。 由于在零件间很难获得足够的油膜厚度，因此不能轻易对上限进行修改。要想对这 种情况进行修改，可以咨询制造厂。汽轮机停机过程的方式与启动过程相同。如果 15 分钟内达到所建议的限制值并且油冷却器处于运行状态

40、，则可以在油温低于限制值的情 况下启动盘车。当正常执行停机过程、无保持速度过程并且在短时间内对比起动条件应 考虑这些因素。然而，当盘车启动温度高于上限或在 15 分钟内未下降到上限以下时润 滑油系统出现故障。当任意一种情况发生时，应当采取相应措施并向制造厂发送信息。 另外，即使温度限制值是根据每台特定机组的运行条件确定的，盘车启动时允许的 最高供油温也可为 38或低于此值。 启动 供给油图 6.1 启动供给油温度 注 意 当需要盘车时，除非因油泵所需要的动力导致它过载，否则应当保持尽可能低的 油温。 启动汽轮机前供油的油温应在 2735（推荐油温范围）之间，如果达不到则 应使油温保持在 273

41、8之间（许用油温范围）。 华能沁北电厂 运行三期培训资料 1717 停机 图 6.2 停车供油温度 注 意 当需要盘车时，除非因油泵所需要的动力会导致它过载，否则应当保持尽可能低 的油温。 6.4 润滑油疏油温度和轴承金属温度 6.4.1 润滑油疏油温度 应当依据窥视孔处的油温确定润滑油的回油温度。以下是各种运行条件下的最高允 许温度： 正常运行：79 供油和回油间的温度差：28 回油温度的瞬时变化：3 即使温度仍位于规定限制值范围内，但一旦油温突然升高 3或以上，则认为是不 正常，应彻底调查故障原因。 6.4.2 轴承金属温度 华能沁北电厂 运行三期培训资料 1818 下表中列出了额定转速下

42、连续运行期间的金属温度限制值。 项 目报警温度最高温度 推力轴承 有效或非有效侧93107 支持轴承 椭圆轴承107121 可倾瓦轴承115121 金属温度的瞬间变化，5.5/分钟 即使温度仍位于规定限制值范围内，然而一旦轴承温度突然升高 5.5或以上，则 认为是不正常，应彻底调查故障原因。 可以利用回油和金属温度测量结果确定轴承是否处于良好状态。通过将测量得到的 回油和轴承金属温度与正常条件下的温度进行对比可以检测出轴承金属是否发生损坏。 然而，轴承座内溢流油质量对回油温度也有一定的影响，因此很难准确测得回油温度。 回油温度还与轴承摩擦损失、供油管路孔径和轴承供油温度有关。所以，启动过程中的

43、 回油温度对于确定轴承的状态并不重要，而是应当在正常运行状态下观察回油温度。 另一方面，金属温度可提供更加准确的轴承状态测量结果。确定正常运行过程中的 数据趋势，通过对比可发现异常情况。尽管金属温度与回油温度通常受上限限制，但它 们也同时受到热电偶位置和油流量的影响。因此，更有必要对与正常运行状态下温度的 偏差量进行检查。额定转速下运行状态的突然变化会导致轴承径向和轴向推力发生变化， 导致温度发生微小波动。然而，此类偏差通常不会影响到汽轮机运行。 警告 当汽轮机平稳运行并且轴承供给油温度恒定不变时，如果发现金属温度出现波动， 尤其是突然变化，则可能是轴承金属损坏。必须检验温度计并确定现场仪表的

44、状态。 如果找不到原因而温度却达到了上限制值，则必须使汽轮机停止运行。 一旦确定了转速降低速度和正常运行状态，便可以估算得到轴承金属状态而无需进 行直观检查。如果金属发生疲劳失效，则异常情况下转速的降低速率可能会高于正常情 况，并且供给油温度的降低速率也可能会出现异常。本机组上提供了轴承金属温度测量 装置。操作人员通过将这些温度测量结果与正常状态下的温度进行对比，可以精确地判 断出轴承金属是否发生损坏。 在初始运行期间，如果温度接近上限或者轴承间的温度出现偏差，则应当立即调查 故障原因。 华能沁北电厂 运行三期培训资料 1919 7 7 低压排汽缸低压排汽缸 7.1 真空度 下表中列出了各种运

45、行条件下低压排汽缸的相应真空度和绝对压力。 真 空 度 运 行 状 态 mmHgkPa(g) 冲转前-最低真空度635-84.7 半速时-最低真空度670-89.3 最初加负荷前-最低真空度670-89.3 最初加负荷后-低真空度报警635-84.7 最初加负荷后-低真空跳闸572-76.3 汽轮机启动时所获得的真空度是所需要的最低真空度。以后的真空度越高运行情况 越好。即使已满足其它启动条件，也不应在-84.7 kPa(g)的压力下启动汽轮机。 警告 当将转速升高到额定转速的 50%以上时如果真空度高于限制值，最好使汽轮机停 止运行。 如果真空度远远在限制值以下，不需要停机。然而，应当对排汽

46、缸温度、胀差、振 动和其它限制值严密关注。 在这种情况下最好是提高汽轮机转速，并观察真空度增加的趋势。这便是到达初始 载荷时需要重新检查真空度限制值-89.3kPa(g)的原因。 在初始加负荷后真空度不应降低到报警限制值（-84.7kPa(g)）以下。 在初始加负荷后应当认真考虑报警值。以上所列数值是正常运行过程中因异常情况 所导致真空度降低的限制值，而不是启动过程中的限制值。 如果在运行过程中发生真空度报警，则必须立即查找故障原因并进行相应修理。 在低压外缸上安装有大气阀，如果缸内蒸汽压力达到 34.3kPa(g)并且全部蒸汽压力 达到 103 kPa(g)或以上压力，则此大气阀隔膜破裂，从

47、而确保汽轮机低压外缸和凝汽器 不会发生超压。 出于排汽缸内外壳结构的考虑，最大真空度大约为 745mmHg（-99.3 kPa(g)）。超 出此限制值的真空运行可导致低压排汽缸内轴承箱体发生变形和振动等级发生变化。 在低负荷运行过程中必须对振动记录仪进行密切观察。在确定真空度上限时应同时 考虑汽轮机末级叶片的湿度。末级的湿度是低压缸进汽压力与温度的函数末级的湿度是低压缸进汽压力与温度的函数，参考图 华能沁北电厂 运行三期培训资料 2020 7.1。出于对叶片腐蚀速度的考虑，末级的湿度最高不得超过 12%。 图 7.1 以蒸汽湿度为依据的排气压力限制值 注 意 各曲线图显示了当末级叶片处饱和蒸汽

48、的湿度达到 12%时，再热蒸汽与汽轮机排 汽压力间的关系。 应当通过对低压缸进汽压力或低压缸进汽温度和排汽压力中的两个因素进行控制 来确保相关点不会超过湿度 12%的关系曲线。 虚线表示在汽缸发生变形情况下所允许的最低排气压力，此限制值最好位于以上 所要求的范围内。 7.2 温度 运行条件上 限备 注 从冲转启动到初始负载52采用汽缸喷水方式 连续负荷运行80高温报警 107高温跳闸 在启动和其它低负荷运行期间，汽轮机从它的驱动蒸汽中消耗少量能量。从而会导 华能沁北电厂 运行三期培训资料 2121 致排汽温度过高，进而严重影响诸如排汽缸之类的汽轮机部件。 汽轮机主要的温度限制值都与排汽缸过热有

49、关。在低负荷或空负荷运行过程中，它 是由末级叶片或附近的旋转摩擦损失引起的。在正常情况下，排汽缸温度是与真空度对 应的饱和温度。排汽缸温度高于饱和温度时发生过热。这种情况下，汽缸喷水装置会自 动启动来冷却排汽缸。操作人员在特殊情况下应当认真观察排汽缸。例如，在低负荷下 长期运行或在从高负荷状态快速卸载后，停机后锅炉再热器和汽轮机蒸汽通道不能得到 及时冷却，因此在末级处很容易产生过热。由于在自动喷水装置的作用下，记录仪的指 示值会低于实际数值，因此需要进行认真观察。 通过观察胀差的发展趋势可以不同程度地检测到这些异常情况。然而，为了了解这 种影响的严重程度，必须对末级叶片和缸体的应力进行认真分析

50、。因此应当避免此类操 作。 7.3 低压缸喷水装置 为了防止低压排汽缸过热，应当使喷水装置始终处于就绪状态，以便于随时投入工 作。需要对喷水调节阀进行调整，可以在阀门打开和正常真空度下，为获得 637kPa(g) 的喷水压力提供足够的喷嘴设计流量。因此，当喷水装置投入使用时，给水压力应当高 于 481kPa(g)的下限制值，并且为确保正常运行应当将喷水开关设定到自动位置。喷水 给水压力超过 637kPa(g)会导致严重腐蚀的问题发生，因此，为了确保喷嘴正常安全运 行必须对此压力进行密切观察。喷水压力由所安装的喷嘴类型确定。推荐汽轮机采用以 下限制值： 637kPa(g)型喷嘴 正常压力637

51、kPa (g) 最高压力814 kPa (g) 最低压力481 kPa (g) 华能沁北电厂 运行三期培训资料 2222 8 8 汽封系统汽封系统 为了防止空气进入汽轮机或蒸汽从汽轮机密封处漏出，应当在蒸汽供气母管和汽封 蒸汽冷却器内保持以下的压力范围。 位 置标准压力最低压力最高压力限制值 汽封母管20.641.2 kPa(g)10.8 kPa(g)49.0 kPa(g) 汽封蒸汽冷却器-2.16-3.14 kPa(g) -3.14 kPa(g)-1.96 kPa(g) 通过汽封蒸汽供汽调节阀和蒸汽溢流阀将蒸汽母管内的压力自动维持到 27.5kPa(g)。 运行调整汽封供汽调节阀和在汽轮机启

52、动、加负荷和卸载过程中改变汽源之类的操作会 导致压力的变化。关于各汽源和相关阀门，请参阅汽封系统图。 在汽轮机启动时，需要提供焓值为 2960kJ/kg 的辅助蒸汽，而汽封蒸汽与汽轮机转 子金属间差所允许的温度范围为-111到+ 167，建议温度范围为+28到+56。 通过打开排风扇出口阀来手动调整汽封冷却器压力，当排风扇投入运行时，压力趋 于稳定。如果在风扇投入运行时压力偏离规定的限制值，则必须对排风扇出口阀门重新 进行调节。 警告 如果汽封冷却器的排风扇停止运行，则必须立即使汽轮机停止运行以防止以下情 况发生。 （1）蒸汽从高压汽封中漏出，使水与润滑油发生混合，从而导致润滑油品变质和 汽轮

53、机控制装置生锈的现象。热蒸汽会使挡油环顶部润滑油碳化，从而导致汽轮机固定 件与旋转件间发生撞击或磨损。在严重情况下还可能导致振动问题的出现。 （2）空气进入汽轮机将会降低凝汽器的真空度和引起末级叶片的损坏，从而导致 温度升高。 华能沁北电厂 运行三期培训资料 2323 9 9 允许的压力和温度变化允许的压力和温度变化 以下描述了运行过程中所允许的压力和温度变化。应当采取必要的措施来减少它们 的发生，尤其需要防止它们同时发生。 9.1 所允许的初始压力变化 任意 12 个月内汽轮机进口处的平均压力不应超过带负荷运行的额定压力。在异常 条件下，压力可能会瞬时超过额定压力 20%，但在过去 12 个

54、月的运行时间内，不超过额 定压力 20%的瞬时波动累计持续时间不应超过 12 小时。 9.2 允许的再热压力变化 汽轮机再热蒸汽的进口压力随负载不同而变化，在正常运行过程中无法进行控制。 然而，当需要关闭再热主汽阀和调节阀时，可利用卸压阀来保护高压缸和再热器免受主 蒸汽压力影响。在额定蒸汽和运行情况下，高压缸排汽接口处压力不应超过额定蒸汽参 数时额定蒸汽流量下排汽压力的 25%。 9.3 允许的温度变化 9.3.1 概述 任意 12 个月内任一汽轮机进口处的平均蒸汽温度不应超过额定温度。为维持此平 均值，除非以下情况存在，否则温度不应超过额定温度 8以上。 在任意 12 个月的运行期间，不超过

55、额定温度 14的累计波动时间不应超过 400 小时。 在任意 12 个月的运行期间，不超过额定温度 28的累计波动时间不应超过 80 小时。 在任意一种情况下，温度波动时间不应超过 15 分钟。 9.3.2 主蒸汽导管间的温度差 除非出现异常情况，否则为了将温度维持在上面所列的温度范围，应使各导汽管间 的温度差不能超过 17。在每 12 个月的运行周期内，温度差不超过 42的累计时间应 低于 400 小时。 9.4 上下缸间所允许的温度差 可以利用积水检测热电偶确定上下缸间的温度差。这些热电偶分别安装在上下汽室 内，用来为记录仪提供信号。通过对这些信号进行编译可以获得汽缸沿轴向的温度分布。 华

56、能沁北电厂 运行三期培训资料 2424 9.4.1 水含量限制值 汽缸下半温度快速降低或上下缸间温差的升高表明汽轮机内可能有水进入。值得注 意的是，上下缸间温差超过第 9.4.2 节内规定的温差并不一定就表明有水进入。为了确 定是否有水进入，操作人员必须考虑下部外壳的温度变化速度，并应当对与水分检测相 关的仪表进行密切观测。 9.4.2 上下缸温差的限制值 下图对汽轮机上下缸间温差的允许限制值进行汇总。这些允许限制值也可说明是否 有水分进入。然而，正如第 9.4 节中所讨论的那样，温差超过允许限制值并不一定能够 说明有水进入。 为了确定是否有水进入，必须对运行数据进行观察。如果出现异常胀差或振

57、动现象， 则可能表明有水进入。 9.4.3 设定点 当高压调节阀完全打开而汽轮机稳定运行时，设定点变化见图 9.1。 当高压控制阀开始关闭时，设定点变化见图 9.2。 图 9.1 启动过程中上下缸间允许温差 华能沁北电厂 运行三期培训资料 2525 图 9.2 停机过程中上下缸间允许温差 华能沁北电厂 运行三期培训资料 2626 1010 偏周波运行允许时间偏周波运行允许时间 在转子共振的作用下，高周疲劳可能会导致汽轮机末级长叶片和临近区域损坏。通 常情况下，这些叶片的固有频率通过调谐足可以避免在额定转速及其附近发生共振。 某些与机组相连的管路，其固有频率的变化是不可避免的，此时应将担保连续运

58、行频率 之外的运行控制在图 10.1 中所示的曲线限制范围内。此曲线是根据以上所讨论叶片材 料的疲劳强度设计而成。运行过程中总损坏量不应超过 1.0。 因此： 其中： tfo= 频率 f 下的允许运行时间（参阅图 10.1） tf = 频率 f 下的实际运行时间 受曲线控制的运行情况应当是包含空载运行情况在内的整个负载范围。其原因在于 空载运行下激振力通常很小，而在低负载运行过程中它可能会快速升高。在经过诸如启 动、停机、调节器试验之类运行过程中的临界点时很难引起共振发生。因此，在计算叶 片使用寿命时，不需要将经过临界点的时间计算在内。然而，如果出于某种原因在这些 运行过程中将转速固定到偏周波

59、状态，那么在计算叶片使用寿命时必须将此时间计算在 内。当需要固定转速时，应当采用前一个等式并使转速尽快返回安全区域。 根据上一个等式控制叶片使用寿命，如果总损坏量达到 0.80.9，则可能会有裂纹 形成并且必须在下一次定期检查中对叶片进行检查。 当在检验前总损坏超过 1.0 时，根据疲劳失效的特点，即使可能已形成裂纹但却不 会导致叶片断裂。通常情况下，如果从那时起已经运行了足够长的时间，则可以按相同 的运行路线继续运行，直到下一次定期检查为止。然而，从本质上讲最好是通过确认各 个汽轮机运行限制值进行高频率控制来进行认真操作。 尤其是在诸如高排汽温度、高排汽湿度或采用低压缸喷水装置长时间运行的特

60、殊运 行过程中，需要进行更加密切的观察。 偏周波运行的允许时间 （sleb48 系列） 华能沁北电厂 运行三期培训资料 2727 华能沁北电厂 运行三期培训资料 2828 1111 限制条件限制条件 在大多数汽轮机启动过程中，需要加以限制的主要条件包括：热应力与变形、振动、 汽缸与转子胀差量，或者这些条件的任意组合。 对这些条件加以限制的目的是确保汽轮机金属间不会出现过大的温差或温度变化速 率。依据汽轮机设计结构与配置不同，尽管后两种限制更为重要，但它们通常会发生在 第一种限制之后。 11.1 热应力与变形 在平稳运行状态下，阀门与汽缸内的组合压力与热应力以及转子内组合离心力与热 应力相对较小