汽轮机运行课件

汽轮机运行讲义主讲赵德友知识面汽轮机的启动与停机汽轮机的启动汽轮机的停机机组的优化启停和强制冷却国产大型机组的运行特点汽轮机的启动知识点汽轮机启动方式的划分汽轮机启动的主要程序

将汽轮机从静止状态加速到额定转速，并将负荷逐渐增加到额定负荷的过程，称为汽轮机的启动过程。汽轮机的启动过程实质上是对汽轮机各金属部件的加热过程。汽轮机的启动按启动过程中新汽参数是否变化分汽轮机的启动按汽轮机启动前的汽缸金属温度高低分额定参数启动滑参数启动冷态启动热态启动

若启动时，电动主汽阀前的新汽参数在整个启动过程中始终保持额定值不变，这种启动方式称为额定参数启动。它适用于母管制供汽的汽轮机。

额定参数启动

若启动时，电动主汽阀前的新汽参数随转速、负荷的增加而升高，这种启动方式称为滑参数启动方式。它适用于单元制供汽的汽轮机。滑参数启动汽轮机的启动

当汽轮机启动前，高压汽缸调节级汽室处的金属温度低于它维持空转的金属温度时，称为冷态启动。冷态启动

当汽轮机启动前，高压汽缸调节级汽室处的金属温度高于它维持空转的金属温度时，称为热态启动。热态启动450℃以上为极热态汽轮机的启动热态启动又分为150～350℃为温态350～450℃为热态汽轮机的热态启动热态启动应具备的条件

（1）转子晃动不允许超过规定值：启动前必须测量转子晃动值，一般规定转子的最大弯曲值不允许超过0.03~0.04毫米；

（2）上下汽缸温差应在允许的范围内：汽缸由于温差过大会产生变形，存在转子与汽封间发生摩擦的危险，因此，上下汽缸温差是限制汽轮机热态启动的主要因素。为了使热态汽轮机随时都可以启动，一般规定调节级处的上下汽缸温差不得超过50℃。汽轮机的热态启动条件（3）新蒸汽温度和再热蒸汽温度，应分别高于对应的汽缸金属温度50~80℃。汽轮机的热态启动条件汽轮机的启动热态启动时，为什么要求新蒸汽温度高于汽缸温度50～80℃？

机组进行热态启动时，要求新蒸汽温度高于汽缸温度50～80℃。可以保证新蒸汽经调节汽门节流，导汽管散热后进入相应汽缸后的蒸汽温度仍高于汽缸、转子的金属温度。

因为机组的启动过程是一个加热过程，不允许汽缸金属温度下降。如在热态启动中新蒸汽温度太低，会使汽缸、法兰金属产生过大的应力，并使转子由于突然受冷却而产生急剧收缩，高压胀差出现负值，使通流部分轴向动静间隙消失而产生摩擦，造成设备损坏。汽轮机启动的主要程序

启动前的准备

暖管

冲动转子及升速暖机

并列带负荷启动前的准备

作好启动前的准备工作是是实现安全启动和缩短启动时间的重要条件。启动前的准备项目有很多，运行规程中有详细规定。汽轮机的启动暖管

汽轮机的启动

就是新蒸汽逐渐加热电动主汽阀前的蒸汽管道。暖管时要控制蒸汽温升速度，温升速度过慢将拖长启动时间，温升速度过快会使热应力增大，造成强烈的水击，使管道振动以至损坏管道和设备。所以一定要根据制造厂规定，控制温升率。暖管分

汽轮机的启动低压暖管升压暖管汽轮机的启动低压暖管

是采用低压力、大流量的蒸汽来加热管道。汽压由主汽阀的旁路阀控制，一般维持在5~6绝对大气压。管道内壁的温升速度一般控制在5℃/min,这样可使管道在开始暖管阶段只承受温度变化，不承受压力变化，从而管道能被均匀加热而不致产生过大的温差，保证管道及附件的安全、可靠。当管壁温度升至低压暖管的蒸汽压力下所对应的饱和温度时，低压暖管即可结束。汽轮机的启动

是逐渐提高蒸汽的压力和温度，直至蒸汽参数达到额定值止，一般要求高参数汽轮机不超过3~5℃/min，升压暖管时随汽压升高，应将管道疏水门逐渐关小，当蒸汽管道末端的蒸汽温度升至比额定压力下的饱和温度高70~100℃时，即可只保持管道末端的一个疏水门稍开，其它疏水门均关闭。定压后全开总汽阀并关闭其旁路门。升压暖管汽轮机的启动冲动转子及升速暖机

当电动主汽门前的汽压达到3~10绝对大气压、并有50~80℃的过热度、凝汽器真空达到450~650毫米汞柱以及确认汽管内无积水时，全开电动主汽阀和自动主汽阀，然后开启调节汽阀冲动转子。——进行低速暖机检查。

之后即可用调整凝疏门的方法，逐渐全开调节汽阀，保持汽轮机全周进汽，随着锅炉升温、升压，以100转/分的速度升速，到达临界转速时，应迅速通过，然后平稳升速到额定转速。冲动转子及升速暖机汽轮机的启动

定速后，关小调节汽阀，提高新蒸汽的压力，作调节系统的有关试验，一切正常后迅速并网。并网后先接带5~10%的额定负荷，保持汽温汽压，进行低负荷暖机。此后，可将调节汽阀逐渐全开，应严格按启动曲线控制升温升压及加负荷速度。并列带负荷

在达80%额定负荷后，汽缸温度已接近额定参数下满负荷时的温度水平，即可通知锅炉以较快的速度升温升压至额定参数，此时逐渐关小调节汽阀，以保持负荷不变。以后再逐渐开大调节汽阀将负荷增加到额定值。并列带负荷汽轮机的启动汽轮机的停机知识点汽轮机停机方式的划分汽轮机停机的主要程序

汽轮机的停机

汽轮机从带负荷的正常运行状态转到静止状态的过程称为汽轮机的停机。正常停机：汽轮发电机组根据电网调度的停机。事故停机：如因电网或设备事故，机组不能正常运行的被迫停机称为事故停机。停机过程实质上是汽轮机各金属部件降温的冷却过程。

汽轮机的停机按停机过程新汽参数是否变化分额定参数停机滑参数停机事故停机按停机原因分正常停机额定参数停机采用关小调节汽门的办法，逐渐减小机组负荷而停机，主汽门前的蒸汽参数保持不变。这种方法的停机，汽缸内蒸汽温度的降低靠调节汽门节流来实现，因此不能使汽轮机零部件的温度降低到较低的水平，而且这种停机方式也是不经济的，大型汽轮机一般不采用这种停机方式。汽轮机的停机滑参数停机在停机过程中，保持调节汽阀全开，采用逐渐降低新汽参数的方法进行减负荷，最后断汽停机。汽轮机的停机

有时是为了保证汽轮机金属部件达到希望的温度水平，如：为了两班制调峰。机组可按滑参数停机的方法将金属部件温度降至350~450℃，这样机组再次启动时可缩短启动时间，减少启动损失。滑参数停机滑压停机为了尽量维持汽轮机停机后的金属温度在较高的水平，在停机过程中主蒸汽温度只有少许变化，主要通过降低主汽压力的办法来减负荷，负荷减到一定数值后，打闸停机。汽轮机的停机正常停机

汽轮发电机组根据电网调度的停机。事故停机

如因电网或设备事故，机组不能正常运行的被迫停机称为事故停机。

汽轮机的停机汽轮机停机的主要程序

汽轮机的停机停机前的准备工作减负荷解列发电机及转子惰走

在保证机组零部件应力、胀差等指标不超限的条件下，使机组启动时间最短，启动损耗最小。机组启动过程，实质上是个升温过程，它由升温速度和升温幅度决定。机组的优化启停机组的优化启停和强制冷却

汽轮机停机后的强制冷却

随着机组容量增大、蒸汽参数的不断提高，保温条件改善，使得停机后自然冷却时间也越来越长，额定参数下停机到允许停止盘车一般需要7天时间，滑参数停机也需要4天左右时间，在这段时间内汽轮机处于连续盘车状态，无法对于汽轮机的本体及轴承等设备进行检修工作。自然冷却大量占用了消缺检修的时间，降低了机组的可用率。

机组的优化启停和强制冷却

汽轮机停机后可通过蒸汽或空气作为冷却介质进入汽轮机，进行强制冷却汽轮机汽缸和转子。

机组的优化启停和强制冷却

汽轮机停机后的强制冷却汽轮机的快速冷却停机后汽轮机快速冷却的方法：一、蒸汽顺流冷却

锅炉滑参数停炉后，利用锅炉余热，同时向锅炉底部联箱供加热蒸汽以维持锅炉汽压，保持汽轮机以500r/min左右的转速继续空转，以便冷却汽轮机金属，到蒸汽不能加速金属冷却时打闸停机。二、蒸汽逆流冷却

利用外来汽源（如邻机抽汽或启停辅助用汽等）对汽轮机进行冷却。经过调温后的外来蒸汽分三路：一路由高压缸排汽逆止门前进入高压缸，经高压调速汽门和主汽门后由防腐门、经夹层到高压缸外缸疏水门、经汽封由第一室排出；第二路经汽缸、法兰螺栓调温联箱冷却法兰；第三路由高压缸排汽逆止门进入中压缸，排向凝汽器。三、抽真空冷却

抽真空冷却汽轮机的方法有顺流和逆流两种。顺流时，空气借助凝汽器真空经汽轮机进汽管进入汽缸后，由高压缸排汽逆止门前疏水管进入凝汽器，另一路进入法兰调温联箱后经法兰排到凝汽器，这种方法在空气吸入口要防止产生过大热冲击，冷却速度也较慢，但方法简单，不需改变系统就能实现。

逆流冷却时，空气由凝汽器汽侧人孔门进入后，由高中压缸夹层联箱及法兰调温联箱进汽管抽出。用空气冷却汽轮机时，冷却速度可由真空调节。因凝汽器有真空，故需送温度与汽缸温度温度匹配的轴封汽，这种方法冷却速度较慢。四、压缩空气快冷

冷却方式也有顺流和逆流两种方式。顺流时，压缩空气由高中压缸进汽管导入，经高中压缸排汽管或排汽管排出，另有一路经法兰螺栓调温联箱、法兰后排出。冷却时，压缩空气自高温区引入，引起热冲击的可能比逆流冷却大，尤其是主蒸汽管正对疏水管口处及疏水管根部更加敏感。

逆流冷却时从高压缸排汽逆止门前导入压缩空气（另有一路压缩空气供法兰螺栓冷却），由高压缸外缸疏水、防腐门、第一轴封腔室排出；中压缸则仍用顺流冷却，空气经再热器进入中压缸，然后经凝汽器或抽汽管疏水排出。五、鼓风逆流冷却

这是ABB公司配套提供的系统。采用压头为10~20kPa的鼓风机，在停机约4h后向高中压缸排汽管道送风（不预热），经高中压缸进汽端汽缸上加平衡块用的手孔及高中压调速汽门导汽管上的疏水管排气，冷却速度可达12℃/h。这种系统风量大（一台350MW机组的冷却风量90m³/min），有法兰加热装置的机组，冷却速度会受法兰牵制，没有法兰加热装置的机组冷却效果较好。据ABB公司资料，24h可将500℃的汽缸冷却到200℃，冷却到150℃只需30h。六、压缩空气导入汽缸快冷

这是AA（阿尔斯通公司）公司提供的系统。高中压上、下汽缸上各有一只空气喷嘴导入洁净并预热过的空气，由高中压缸排汽管及轴封排出。对双层汽缸而夹层冷却难以保证的机组，这种冷却方式十分有效。

汽轮机快速冷却，不但能明显缩短检修期，还可在强迫停机时汽机快冷后配合停机进行设备缺陷排除工作，使设备可靠运行，其收益难以用数字计算。我国300MW机组，尤其是国产300MW机组，通流部分腐蚀十分严重，一种好的快速冷却方法还具有很好的防腐作用，能减缓汽轮机的腐蚀。总结汽轮机的正常运行与维护

汽轮机正常运行中的维护，是保证安全经济发供电的重要环节之一。汽轮机运行值班员应高度负责，认真、仔细、正确地执行规程，随时监视，定时巡回检查，认真操作，合理调整，对运行与备用中的设备要进行定期试验和切换。前言汽轮机正常运行中的维护运行人员的基本工作1.通过监盘，定时抄表，对各种表计的指示进行观察、对比、分析，并做必要的调整，保持各项数值在允许变化范围内。2.定时巡回检查各设备、系统的严密性；各转动设备的电流，出口压力，轴承油温，润滑油量、油温及汽轮机振动状况；各种信号显示、自动调节装置的工作是否平稳灵活；保持设备系统清洁完整。3.按运行规程的规定或临时措施，做好保护装置和辅助设备的定期试验和切换工作，保证它们安全、可靠地处于备用状态。4.除了每小时运行记录外，还必须填好运行交接班日志，全面详细地记录8小时值班中出现的问题。运行中的参数监视

汽轮机运行中的主要监视项目，除汽温、汽压及真空外，还有监视段压力、轴向位移、热膨胀、转子和轴承振动以及油系统等。负荷与主汽流量的监视

机组负荷变化的原因有两种：一种是根据负荷曲线或调度要求由值班员或调度员主动操作；另一种是由于电网频率变化或调速系统故障等原因引起。

负荷变化与主蒸汽流量变化的不对应一般由主蒸汽参数变化、真空变化、抽汽量变化等引起。遇到对外供给抽汽量增大较多时，应注意该段抽汽与上一段抽汽的压差是否过大，避免因隔板应力超限及隔板挠度增大而造成动静部件相碰的故障。负荷与主汽流量的监视

当机组负荷变化时，对除氧器水箱水位和凝汽器水位应及时检查调整。随着负荷的变化，各段抽汽压力也相应地变化，由此影响到除氧器、加热器、轴封供汽压力的变化，所以对这些设备也要及时调整。轴封压力不能维持时，应切换汽源，必要时对轴封加热器的负压要及时调整。负荷与主汽流量的监视

负压过小，可能使油中进水；负压过大，会影响真空。增减负荷时，还需调整循环水泵运行台数，注意给水泵再循环门的开关或调速泵运转的变化、高压加热器疏水的切换、低压加热器疏水泵的启停等等。负荷与主汽流量的监视主蒸汽参数的变化

一般，主蒸汽压力的变化是锅炉出力与汽机负荷不相适应的结果，而主蒸汽温度的变化，则是锅炉燃烧调整、减温水调整、直流炉燃水比不当、汽包炉给水温度因高压加热器运行不正常发生变化等所致。主蒸汽参数的变化

主蒸汽参数发生变化时，将引起汽轮机功率和效率的变化，并且使汽轮机通流部分的某些部件的应力和机组的轴向推力发生变化。

主蒸汽压力升高时，如其它参数和调门开度不变，则进入汽轮机的蒸汽流量要增加，机组的焓降也增加，使机组负荷增大。如保持机组负荷不变，则应关小调速汽门。但汽压升高时，不能在调节级的最大压差工况（第一组调门全开）运行，否则会使调节级动叶过负荷。汽压如果升的过高，会使蒸汽管道及汽门室，法兰螺栓的应力增大。在超压下长期运行，会缩短零部件的寿命。主蒸汽参数的变化主蒸汽参数的变化

主蒸汽压力降低时，因汽轮机焓降减小，所以经济性降低了。若此时保持汽轮机调门开度不变，则汽轮机是安全的；若保持原来的功率则会引起调节级理想焓降减小，末级焓降上升，同时由于蒸汽流量也增加，故末级隔板和动叶的应力上升较多。因此，当主蒸汽压力降低时有必要限制汽轮机功率，至少蒸汽流量不应超过设计的最大流量。主蒸汽参数的变化