技能培训资料：汽轮机的启动

一、概述（本文是以某个公司的汽轮机启动为例，学习时请区别对待，举一反三）汽轮机的启动过程就是将转子由静止或盘车状态，加速至额定转速并带负荷至正常运行的过程。我厂汽轮机一般采用压力法滑参数启动方式，而且根据汽轮机调节级金属温度或中压缸第一静叶持环温度是否大于121℃分为热态启动和冷态启动。1、滑参数启动具有如下优缺点：（1）、滑参数启动使汽轮机启动与锅炉启动同步进行，因而大大缩短了启动时间；（2）、滑参数启动中，金属加热过程是在低参数下进行的，且冲转、升速是全周进汽，因此加热比较均匀；（3）、滑参数启动还可以减少汽水损失和热能损失。（4）、缺点是用主蒸汽参数的变化来控制汽轮机金属部件的加热，在用人工控制的情况下，启动程序较难掌握，参数变化率大。在滑参数启动时还应注意如下问题：（1）、滑参数启动中，金属加热比较剧烈的时间一般在低负荷时的加热过程中，此时要严格控制新蒸汽升压和升温速度。（2）、滑参数启动时，金属温差可按额定参数启动时的指标加以控制。启动中有可能出现差胀过大的情况，这时应通知锅炉停止新蒸汽升温、升压，使机组在稳定转速下或稳定负荷下停留暖机。汽轮机采用高、中压缸同时进汽，由高压主汽门冲转升速，在2900rpm时进行高压主汽门、调门阀切换的冲转方式。二、启动前的准备工作在启动前做好一切准备工作，是安全启动、缩短启动时间的必要条件。经验证明，启动前准备不周和对设备系统检查不够在启动中往往会碰到意想不到的困难，不仅会造成启动时间延长，甚至会引起设备损坏的严重事故。准备工作包括组织工作准备和设备系统检查两个方面。组织工作准备包括启动方案的制定，启动操作程序的编制，运行人员的分工，与锅炉、电气、热工的联系配合，以及启动中所需的报表记录、专用仪表、工具等的准备。设备系统的检查大致包括以下内容：1、启动前的检查：（1）、汽轮机本体及辅助设备的检查：启动前应对设备进行检查，对在停运中因消除缺陷和设备改动过的地方尤其应仔细检查，应保证设备完好无缺，并应弄清改进设备的性能。在进行本体状况检查时，应注意汽缸热膨胀、相对胀差、轴向位移和汽缸各点金属温度。（2）、控制和测量仪表的检查：汽轮机启动前应检查主、再热蒸汽参数、转子弯曲度、转子轴向位移、汽缸膨胀、胀差以及汽缸金属温度等主要仪表必须完备、准确；检查除低真空保护以外的所有保护在投入状态；检查声光报警信号正常。（3）、汽水系统各阀门位置的检查：应逐步按蒸汽、凝结水、给水、空气、循环水等系统进行检查，系统中的阀门、设备应完好。电动门配电盘带电，并进行电动门操作试验正常。汽水系统各阀门位置应符合规程规定的启动要求。特别注意汽轮机本体有关管道及疏水管道上的阀门位置，启动时影响真空的阀门以及汽水可能倒流的阀门均应关闭。检查汽水系统各放水门、放空门应关闭。2、投入汽轮机辅助系统：（1）、确认工业水系统投运正常后启动厂用压缩空气系统运行。（2）、投入循环水系统：检查循泵启动条件满足，凝汽器进、回水电动门均已开启，系统放水门均已关闭，各快速排气阀前截门已全开，启循环水泵运行正常，对循环水系统充分排空气。（3）、投入冷却水系统：检查冷却水系统正常，启一台冷升泵运行正常后对系统各油、水、风冷却器冷却水侧充分排空气。（4）、投入润滑油系统：检查主油箱油位、油质、油温正常，油系统各油管接头完好，启动润滑油泵运行，检查系统无泄漏，油压正常。（5）、启动密封油系统，发电机充氢：启动空、氢侧密封油泵运行，检查油压正常，差压阀、平衡阀动作灵活可靠，根据需要做发电机密封性试验。先用CO2置换空气，待CO2纯度至85%后再用氢气置换CO2，待氢气纯度达96%以上后，补风压至0.25MPa左右。在用CO2置换空气前，还应全开氢干器进、出口管道上截止门，以便置换完全。置换过程中应严防发电机进油。（6）、投发电机定冷水：当发电机风压大于0.1MPa后就可以投入发电机定冷水系统运行，并保持氢水压差大于0.035MPa。（7）、凝结水系统的投运：检查500T水箱水位、水质合格，凝结水系统各放水门关闭，各减温水门已关闭，水路畅通，启凝结水输送泵对热井和凝结水系统冲洗合格后，热井水位补至1000㎜。对除氧器冲洗合格后，补水至2000㎜左右，检查凝泵启动条件满足，启一台凝泵运行。（8）、投主机盘车：启一台顶轴油泵运行，检查#3、4、5、6瓦各顶轴油压正常，系统无泄漏，启主机盘车，检查盘车电流正常，汽轮机转子偏心小于0.076㎜。（9）、在机组启动前4小时应启一台EH油泵运行，检查油位、油压正常，系统无泄漏。（10）、检查高、中压辅汽联箱各用户均已解列，联系启动锅炉或邻炉对辅汽联箱充分暖管后投运正常。（11）、投入除氧器加热，启动给水泵，锅炉上水：除氧器水位正常后，开启辅助汽源至除氧器供汽门和除氧水箱再沸腾门，对除氧器进行加热，并启除氧再循环泵运行，开启除氧器加药门，根据锅炉要求，检查启动电动给水泵运行，给锅炉上水，投高加水侧，检查无泄漏并排尽空气。（12）、关闭真空破坏门，启真空泵，机组抽真空。（13）、做主机各保护试验合格。（14）、当真空至-30KPa以上时，通知锅炉点火，点火前，对机组金属温度、热胀、差胀等记录一次，炉点火后每30min记录一次。（15）、暖管并投轴封：投轴封前应分段充分暖管，在汽轮机冲转前30min投入大、小机轴封，启动轴抽风机运行正常，投入轴封供汽，调整轴封供汽压力在0.02MPa左右，控制供汽温度有14℃以上过热度，高、中压缸轴封供汽温度与轴封区金属温度之差不大于111℃，低压缸轴封供汽温度在121～177℃间。（16）、根据锅炉要求，开高、低压旁路，应保持主汽门前压力不低于0.1MPa。根据旁路后温度，调整减温水量，开启低压缸后缸喷水，并密切监视凝汽器真空和排汽缸温，密切监视汽轮机在盘车状态下转速无上升。（17）、根据锅炉要求投入连排扩容器。三、冷态滑参数启动1、冲转时蒸汽参数的选择：启动参数的选择，主要是考虑到金属部件的热应力，而热应力的大小主要取决于蒸汽与金属部件之间的温差和放热系数，选择适宜的启动蒸汽温度对汽轮机的合理启动具有决定意义。因此，为了减缓冲转时产生的热冲击，以减小热应力，故要求蒸汽放热系数要小些，所以冲转时我们采用低压过热蒸汽，以便与汽轮机金属温度合理匹配。同时，在保证允许的金属温度变化率条件下，低参数蒸汽将有较大的流量，使得机组可以很快达到并网带负荷的条件，节约启动时间和启动用燃料。此外，为了保证汽轮机内不致过早出现湿蒸汽区域，要求主蒸汽、再热蒸汽要有50℃以上的过热度。为了防止高中压缸分缸处温度差和热应力过大，再热蒸汽温度不能低于主蒸汽温度30℃。2、机组冷态启动参数规定为：主汽压力为4.2MPa，主汽温度为320℃，但其最高温度不得大于427℃。汽轮机启动时的蒸汽温度和压力升高速度以及转速和负荷的增大速率，应该根据零部件金属最大温度差的大小、温升速度、胀差和振动值等因素来决定。这些监视控制指标应严格控制在允许的范围内。在滑参数启动中，它们与锅炉运行调整密切相关，所以在启机过程中我们应随时保持和锅炉人员的联系，以取得最佳参数。3、冲转、升速和暖机：（1）、按照冷态滑参数启动操作票详细检查DEH、ETS和TSI均工作正常、无报警，并做好人员分工；联系锅炉缓慢关闭高旁，待高旁全关后，当再热汽门前压力至零后关闭低旁；检查锅炉参数达到要求，汽轮机各项指标符合冲转条件，作好冲转前的各项记录，准备冲动汽轮机。（2）、通知各岗位人员及锅炉主操，汽轮机挂闸冲转，当转速大于3rpm时应检查盘车退出，并停运；当转速至600rpm时，应保持，并进行全面检查，在低压缸处还应进行仔细的听音检查。由于冲转初期汽轮机进汽量少，难以及时带走转子产生的鼓风摩擦热量，所以此时应及时投入低压缸后缸喷雾，并密切监视排汽缸温和真空的变化。由于600rpm后偏心指示自动转换为轴振，所以此时我们应检查各瓦振动正常，调整润滑油温在38～49℃间。（3）、在600rpm下进行充分低速暖机后，升速至2040rpm保持，进行中速暖机，以便将转子中心孔表面金属温度加热至脆性转变温度121℃以上，同时使各部件受热均匀，以便于冲过轴系临界转速。冷态启动的中速暖机时间由“冷态启动转子加热曲线”决定，一般为3～4小时，任何情况下不允许缩短。（4）、在转速至900rpm时，应停止顶轴油泵工作，并投其联锁。（5）、在中速暖机时应注意监视DEH、CRT、BTG盘和TSI，汽轮机各监视参数应正常，检查凝汽器、除氧器、各加热器水位正常，各辅助系统运行正常。（6）、中速暖机结束后，机组升速至2900rpm，检查无异常后，确认蒸汽室内壁温度≥主汽压力下的饱和温度，且有50℃的过热度，进行阀切换，此时应观察高压主汽门和高压调门动作灵活，转速无过大摆动（转速会下降30rpm左右）。切换结束，升速至3000rpm。（7）、在过临界转速时应注意以下几点：①过临界转速时，应快速平稳的通过，但不能采取飞速冲过临界转速的做法，以防造成不良后果，我厂汽轮机在过临界转速时，DEH自动将升速率调整为500rpm，通过后又自动将升速率调整为设定值。②在过临界转速过程中，应注意对照振动与转速情况，确定振动类别，防止误判断。③振动声音应无异常，如振动超限或有碰击摩擦异音等，应立即打闸停机，查明原因并确证无异常后方可重新启动。④不允许在共振区保持转速。（8）、在3000rpm下全面检查正常，通知锅炉进行就地或远方脱扣试验，以确认超速跳闸机构和阀门动作正常，转速降至2950r/min，重新挂闸、冲转、升速至2900rpm，进行阀切换后，升速至3000rpm，根据要求进行充油试验和OPC试验及电气试验。检查主油泵出口压力在1.67MPa～1.76MPa之间，停主机交流油泵和高压备用油泵并投联锁，检查润滑油压正常。4、并网带负荷：（1）、对机组检查一切正常后，联系电气并网。发电机主开关合闸后，发电机自动带5%的初始负荷，此时DEH由转速控制自动切为负荷控制。此时应检查振动、胀差、轴向位移、各轴承金属温度、回油温度、润滑油压、蒸汽室温差和高、中压缸上、下缸温差应正常。根据发电机出口风温、励磁机出口风温、定冷水出口水温分别投入氢冷器、励磁机空冷器、定冷器运行。（2）、在5%负荷至少暖机30min，以消除过临界转速时产生的热应力。在此期间应严格控制主、再热蒸汽温度保持不变，若主汽温每变化1.5℃应增加1min暖机时间。若再热汽温超限应通过增加负荷使再热器蒸汽流量增加来控制。（3）、初负荷暖机结束，检查一切正常，联系锅炉升负荷至30MW，若要做超速试验，待暖机4小时后，转子充分预热至脆性转变温度以上后，发电机解列进行，试验结束后，恢复机组3000rpm，重新并列带负荷。（4）、根据需要投入“转速反馈”回路，顺序投入#8、7、6、5低加运行。负荷达30MW时，高压门组各疏水阀应自动关闭，否则手动关闭。根据需要投入“调节级压力反馈”回路、“功率反馈”回路。对四段抽汽管和小机低压进汽管进行暖管。（5）、负荷至45MW，联系锅炉顺序投入#3、2、1高加运行。关闭后缸喷水，注意真空和排汽缸温的变化。除氧器切至四抽供给，停运除氧再循环泵。（6）、负荷至60MW，低压门组各疏水阀应自动关闭，否则手动关闭。负荷至90MW，且满足小机冲转带负荷要求后，启动一台汽泵运行交锅炉。根据需要投入“顺序阀”方式运行，在单阀和顺序阀间切换时间为2min，切换前应投入“功率反馈”回路，以确保切换间负荷的稳定，切换过程中，负荷的波动值应不大于1MW。（7）、负荷至150MW，启动另一台汽泵交锅炉，待锅炉同意后，停电泵投备用。随机组负荷的升高，切换高、中、低压辅汽联箱汽源。（8）、当机组轴封达到自密封后，关闭中压辅汽联箱至轴封供汽电动门，注意监视轴封母管压力应正常。（9）、负荷至200MW，蒸汽参数应达到额定值，升负荷至300M，进行全面检查，确认一切正常，各种保护均已投入，且各种自动投入正常，保持机组正常运行。（10）、机组升负荷过程中应满足各负荷段对应主、再热蒸汽参数的要求：负

荷主蒸汽压力主蒸汽温度再热蒸汽温度30MW5.0Mpa330℃300℃60MW6.8MPa380℃350℃105MW9.5MPa450℃420℃150MW11.8MPa530℃500℃240MW16.7MPa538℃538℃在机组启动过程中，差胀过大，应从以下几方面去处理：①检查主蒸汽温度是否过高，联系锅炉人员，适当降低主蒸汽温度；②使机组在稳定转速或稳定负荷暖机；③适当提高凝汽器真空，以减少蒸汽流量；在启动过程中，汽缸膨胀不出来的原因主要有：①主蒸汽参数、凝汽器真空选择控制不当。②滑销系统卡涩。③增负荷速度快，暖机不充分。④本体及有关抽汽管道的疏水门未开。四、热态启动：因热态启动前汽轮机金属温度已超过121℃，所以在热态启动升速过程中或并网后就不必暖机，只要检查和操作能跟上，应尽快地达到对应于该温度水平的冷态滑参数启动工况（该工况点应理解为差胀不向负方向变化的负荷点）。由于热态启动前汽轮机各金属部件温度较高，而且它们的冷却速度又不一样，所以在温差的作用下会造成动静间隙的变化，给热态启动带来困难。汽轮机的一些大事故，如大轴弯曲、动静部分摩擦等，往往是由于热态启动不当造成的。因此在热态启动前应认真检查分析，严格执行《运行规程》和热态启动操作票，启机过程中仔细监视，以使汽轮机能顺利启动，尽快接带负荷。与冷态启动相比，汽轮机热态启动时应注意以下几点：1、高、中压缸的上、下缸温差应在允许范围内（＜42℃）。2、大轴晃度不允许超过规定值。大轴晃度是监视转子弯曲的一项重要指标，转子没有残余热挠曲状态是汽轮机热态启动的关键条件。热态启动时，汽轮机会很快升到额定转速，不能期待在升速过程中矫正转子的残余热挠曲，因此，热态启动前必须检查确认转子没有热挠曲，即大轴晃度不超限。3、主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℃，并有56℃的过热度。4、润滑油温不低于35℃～40℃，保持适当的油温主要是为了在轴瓦中建立正常的油膜。油温太低，会使油的粘度增大，油膜变厚，从而使转子振动增大。油温也不能过高，否则油的粘度过低，以至难以建立油膜。5、胀差在允许范围内。由于热态启动前，汽轮机各部件就有较高的温度，所以启动初期实质上