汽轮机的启停（汽轮机设备运行课件）

010203汽轮机组的启动过程汽轮机的启动方式汽轮机组的停机过程04汽轮机组的停机方式01汽轮机组的启动过程03页汽轮机组的启动过程是将汽轮机从转子静止或盘车状态升速至额定转速，与电网并列后，将负荷逐步地加到额定负荷的过程。定义在启动过程中，汽轮机各金属部件各受到高温蒸汽的加热，从室温、大气压力状态或从较低的温度、压力状态逐步过渡到额定的温度、压力状态。实质02汽轮机的启动方式04页额定参数启动滑参数启动定义：启动过程中主汽门前的新蒸汽参数随转速、负荷的升高而滑升。特点：汽轮机的启动与锅炉启动同时进行，可以缩短启动时间，且蒸汽与金属的温差较小，流量较大，使得汽缸与转子受热均匀，热应力小。定义：启动过程中主汽门前的新蒸汽参数始终保持额定值。特点：A：启动时间长；B：消耗大量的燃料，降低了经济性。1.按启动过程中新汽参数是否变化分类02汽轮机的启动方式05页滑参数启动真空法滑参数启动压力法滑参数启动锅炉点火前，从锅炉出口到汽轮机调节级喷管前的所有阀门全部开启，启动抽气器，使整台汽轮机和锅炉汽包都处于真空状态。锅炉点火后，产生的蒸汽冲动转子，此时主汽门前仍保持真空状态。特点：点火前锅炉和汽轮机处于真空状态；汽轮机的升速与带负荷，全部由锅炉控制，蒸汽过热度低，易引起水击现象，安全性较差。冲转前主汽门前蒸汽具有一定的压力(p0>1MPa)和一定的过热度(50℃以上)，在冲转和升速过程中逐渐开大调节汽门增加进汽量。利用调节汽门控制转速，并网后，全开调节汽阀，随着新汽参数提高逐渐增加负荷。特点：便于采取控制手段；有利于安全启动。目前热态、冷态滑参数启动广泛采用这种方法。1.按启动过程中新汽参数是否变化分类02汽轮机的启动方式06页冷态启动温态启动金属温度低于150～180℃(或停机一周及以上)金属温度在180～350℃之间(或停机48h)热态启动极热态启动金属温度在350～450℃之间(或停机8h)。金属温度在450℃以上(或停机2h)2.按启动前汽轮机金属水平分类或停机时数分类02汽轮机的启动方式07页冲转时高中压缸同时进汽，对高中压合缸的机组，这种方式可以使分缸处均匀加热，减少热应力，并能缩短启动时间。高中压缸联合启动中压缸高压缸高压调节汽阀全开用高压主汽阀控制高压缸进汽用中压调节汽阀控制中压缸进汽中压主汽阀全开低压缸2.按冲转时进汽方式分类02汽轮机的启动方式08页中压缸启动冲动转子时，高压缸不进汽，而是中压缸进汽，待转速升到2000～2500r／min或机组带10％～15％负荷（根据机组核算工况而定）后，切换成高中压缸同时进汽，这种方式对控制胀差有利，可以不考虑高压缸的胀差问题，达到安全启动的目的。中压缸启动中压缸高压缸高压汽阀关闭用中压调节汽阀控制中压缸进汽低压缸中压主汽阀全开3.按冲转时进汽方式分类02汽轮机的启动方式09页用调节汽阀控制蒸汽流量调节阀启动自动主汽阀或电动主汽阀启动用自动主汽阀控制蒸汽流量调节汽阀全开4.按控制汽轮机进汽流量的阀门分类03汽轮机组的停机过程10页汽轮机从带负荷状态减去全部负荷、解列发电机，切断进汽，到转子完全静止下来的过程。定义实质在停机过程中，汽轮机各金属部件各受到蒸汽的冷却，是各部件的冷却过程。注意：因各部件冷却条件不同也会出现温差，产生热应力、热变形，情况与启动相反。04汽轮机组的停机方式11页停机分类正常停机额定参数停机滑参数停机事故停机紧急故障停机一般故障停机根据电网的调度停机内容小结12页0102汽轮机的热膨胀汽轮机的热变形01汽轮机的热膨胀03页（1）汽缸的绝对热膨胀轴向长度最长，所以轴向膨胀是主要的。一般选择调节级区段的法兰内壁金属温度作为汽缸轴向膨胀的监视点。保证汽轮机汽缸的横向均匀膨胀，否则汽缸就会发生中心偏移。一般情况下，只要把调节级处左右两侧法兰的温度差控制合理，就能保证汽缸横向膨胀均匀特点汽缸的轴向膨胀是重要的监视指标，汽缸沿轴向的膨胀以死点为基准的。重要结论01汽轮机的热膨胀04页（2）转子的热膨胀汽轮机转子是以推力盘为死点沿轴向膨胀的。特点由于汽缸和转子的质面比(质量与蒸汽接触的表面积之比)不同，汽缸的较大，因此在启动初期，转子受热较快，从而产生相对膨胀。产生原因01汽轮机的热膨胀05页（3）汽缸与转子的相对膨胀胀差：转子与汽缸沿轴向膨胀之差。01汽轮机的热膨胀06页（3）汽缸与转子的相对膨胀（胀差）一般规定，当转子的轴向膨胀值大于汽缸的轴向膨胀值时，胀差为正；反之，胀差为负值。汽轮机在启动及加负荷过程中，转子温度升高比汽缸快，因而转子膨胀值大于汽缸膨胀值，胀差为正；相反，在停机或减负荷过程中，汽缸收缩比转子慢，胀差为负。规定相对膨胀示意1-叶片2-喷嘴3-推力轴承4-支持轴承5-死点级内间隙b＜级间间隙a01汽轮机的热膨胀07页（3）汽缸与转子的相对膨胀（胀差）启动暖机时间不足，升速或增负荷过快；汽缸夹层、法兰加热装置用汽温度太低或流量太小，引起加热不足；汽轮机进汽温度升高；轴封供汽温度升高，或轴封供汽量增大等正胀差增大原因负荷下降速度过快或甩负荷；汽温急剧下降；水冲击；轴封汽温降低；汽缸夹层、法兰加热装置加热过度等负胀差增大原因02汽轮机的热变形08页（1）上下汽缸温差引起的热变形热变形的规律是“热凸冷凹”上下汽缸温差引起的热变形汽轮机在启停过程，上下汽缸往往出现温差，且上缸温度高于下缸温度。所以产生“拱背”热变形，上下缸温差最大值往往出现在调节级附近区域内，故上缸最大的拱起在调节级附近。02汽轮机的热变形09页（2）汽缸内外壁和法兰内外壁温差引起的热变形汽缸内外壁和法兰内外壁温差引起的热变形法兰的热弯曲使汽缸中部横截面由圆形变为立椭圆，使前后截面变为横椭圆，相应段的法兰分别内张口和外张口。立椭圆使水平方向的动静部件间的径向间隙减小，横椭圆使垂直方向上下的动静部件间的径向间隙减小，都有可能造成动静部件的碰磨。汽缸变形示意图（a）变形前；（b）汽缸前后两端的变形；（c）汽缸中间段的变形02汽轮机的热变形10页（3）转子的热弯曲转子的热弯曲如果存在温差的汽缸中的转子静止不动，那么转子上半部分的温度也会高于下半部分，从而产生热变形02汽轮机的热变形11页（3）转子的热弯曲启停时上下缸温差大，启盘车装置过晚或停过早，使转子局部过热，产生弯曲；处于热态的机组，汽缸内进冷汽、冷水，使转子上下出现过大温差，产生的热应力超过屈服极限，产生转子弯曲；上下缸法兰内外壁存在较大的温差，汽缸变形较大，此时冲动转子，使动静部分发生摩擦、过热引起转子弯曲等。产生原因转子热弯曲使转子质量中心发生偏移而产生不平衡离心力动静部件的摩擦加剧，机组振动值增大汽轮机在冲转前的盘车过程中，必须测量转子的弯曲值。只有弯曲值在允许范围内时，才可以启动。危害及控制措施内容小结12页010203汽轮机停运概述滑参数正常停机故障停机01汽轮机停机概述03页1.停机方式定义：指根据电网的需要，有计划的停机。如按预定检修计划停机、调峰机组根据需要停机或减负荷运行等。正常停机定义：指由于汽轮发电机组发生异常情况，保护装置自动动作或人为地切断汽轮机进汽的停机。故障停机包括一般故障停机和紧急故障停机。故障停机01汽轮机停机概述04页2.正常停机定义：停机时主蒸汽参数保持不变，依靠关小调节汽门逐渐减负荷到零，直到转子静止。特点：额定参数停机优缺点为：靠调节汽门节流，使汽轮机各部件降温速度较慢，能保持汽缸处于较高的温度水平，便于下一次启动；热应力小；负胀差小。额定参数停机定义：就是在调节阀接近全开位置并保持开度不变的情况下，采用逐渐降低主蒸汽和再热蒸汽参数的方法进行减负荷，直至停汽停机。安全性好，停机时间短。故障停机02滑参数正常停机05页停机前的准备工作减负荷解列、惰走转子静止后的工作停机后的保养1.滑参数正常停机过程02滑参数正常停机06页（1）停机前的准备工作做好联系工作试验启动油泵、交直流润滑油泵、顶轴油泵及盘车装置，确保它们处于备用待启动状态活动自动主汽门，确认主汽门无卡涩现象，动作灵活适时对法兰螺栓加热装置的管道进行暖管；为轴封供汽、辅助蒸汽、除氧器、热用户等准备好备用汽源；名岗位值班员应对所属设备、系统进行一次全面检查准备好必要的停机工具；确认通信联络正常准备停机操作票，并完成审批手续。02滑参数正常停机07页（2）减负荷停机过程中要严格按规程进行操作，并按停机曲线要求的降负荷速度减负荷和停机。减负荷操作在DEH操作盘上，设置目标负荷和降负荷率后，点执行按钮。在达到目标负荷后，负荷不再下降，进行暖机，直至设定下一个目标负荷。如此循环，直至将负荷降低到很低值或0。02滑参数正常停机08页（3）解列发电机、转子惰走打闸解列

在手打危急保安器，确认主汽门和调节汽门关闭后，汽轮机即进入转子情走阶段。汽轮机转子惰走

汽轮机打闸解列后，转子在惯性作用下，仍然要继续旋转，我们称其为转子的惰走。从自动主汽门、调节汽门关闭时起，到转子完全静止的这段时间，称为转子的惰走时间，在惰走时间内、转速的变化关系曲线称为转子的惰走曲线。02滑参数正常停机09页（4）转子静止后的工作在转子静止后，应立即投入盘车装置，以防转子产生热弯曲应控制在转子静止时，真空正好到零，然后立即停止轴封蒸汽。在盘车阶段需维持润滑油系统的正常运行；停机后，发电机内氢气未被置换前，密封油系统仍需运行；停机后，确认已无蒸汽和疏水进人凝汽器方可停止凝结水泵和循环水泵（或冷却风机）运行。对于停机后检修的汽轮机，为缩短检修工期，可采用蒸汽或空气对汽轮机进行强制冷却。02滑参数正常停机10页（4）转子静止后的工作—汽轮机停机后的快速冷却空气强制冷却又称强制通风冷却，它是利用一定温度的空气对汽轮机的高、中压缸进行强制冷却。特点：(1)空气易于调节，且冷却过程中不发生相变，故安全可靠，操作控制方便；(2)空气比热小，只是过热蒸汽的1/2，且对流放热系数只有过热蒸汽的1/20，故空气冷却速度比蒸汽慢。空气强制冷却冷却蒸汽的汽源可以有如下几种：取自临炉和临机的抽汽；取自除氧器平衡管；利用锅炉余热或投锅炉底部加热产生微量蒸汽。蒸汽强制冷却02滑参数正常停机11页（5）停机后的保养汽轮机若长期停运或停运后检修，需隔绝一切汽水系统，并放尽存水。冬季机组停运后，对于室外可能冰冻的设备和系统，应采用保温；対于停运时间较长，且不进行检修的汽轮机，要选择合适的充氮或充水保养方法来防止汽轮机及其设备、系统的锈蚀。03故障停机12页破坏真空紧急停机的条件一般汽轮发电机在运行过程中，如发生以下严重故障，必须紧急停机:(1)汽轮发电机组发生强烈振动;

(2)汽轮机发生断叶片或明显的内部撞击声音;(3)汽轮发电机任何一个轴承发生烧瓦;

(4)汽轮机油系统着大火;(5)发电机氢密封系统发生氢气爆炸;

(6)凝汽器真空急剧下降，真空无法维持;(7)汽轮机严重进冷水、冷汽;

(8)汽轮机超速到危急保安器的动作转速而保护没有动作;(9)汽轮发电机房发生火灾，严重威胁到机组安全;

(10)发电机空侧密封油系统中断;(11)主油箱油位低到保护动作值而保护没有动作;

(12)汽轮机轴向位置突然超限，而保护没有动作。03故障停机13页破坏真空紧急停机操作（1）手打危急遮断器或点“紧急停机”按钮。需确认高中压主汽门、调节汽门、各抽汽管道上的止回阀门均已关闭；各联动保护都已启动；发电机已解列；汽轮机的转速开始下降。（2）开启真空破坏门，关闭抽气器或真空泵与凝汽器间的联络门。此时不得向凝汽器排汽、水。（3）启动事故润滑油泵，并确认润滑油系统工作正常。（4）按规程要求进行其他相关操作。03故障停机14页不破坏真空故障停机的条件（1）主蒸汽、再热蒸