汽輪機運行(鶴壁)

第七章汽輪機的啟動和停機講授孫為民第一節(jié)汽輪機的啟動方式分類一、按新蒸汽參數(shù)分類額定參數(shù)啟動滑參數(shù)啟動二、按沖轉(zhuǎn)時的進汽方式分類1.高、中壓缸聯(lián)合啟動調(diào)速汽門沖轉(zhuǎn)主汽門沖轉(zhuǎn)2.中壓缸啟動三、按啟動前汽輪機金屬溫度水平分類72、72~10、8、1第二節(jié)冷態(tài)滑參數(shù)啟動一、啟動過程（一）啟動前的準(zhǔn)備工作（二）軸封供汽（三）盤車預(yù)暖（四）沖轉(zhuǎn)、升速、暖機（五）并網(wǎng)、帶負(fù)荷二、滑參數(shù)啟動的特點滑參數(shù)啟動與額定參數(shù)啟動相比有以下的優(yōu)缺點:（1）縮短了機組啟動時間，提高了機組的機動性。（2）滑參數(shù)啟動可在較小的熱沖擊下得到較大的金屬加熱速度，從而改善了機組加熱的條件。（3）滑參數(shù)啟動時，容積流量大，可較方便地控制和調(diào)節(jié)汽輪機的轉(zhuǎn)速與負(fù)荷，且不至造成金屬溫差超限。（4）減少了工質(zhì)的損失，提高了電廠運行的經(jīng)濟性（5）滑參數(shù)啟動升速和接帶負(fù)荷時，可做到調(diào)節(jié)汽門全開全周進汽，使汽輪機加熱勻，緩和了高溫區(qū)金屬部件的溫差和熱應(yīng)力。（6）滑參數(shù)啟動時，通過汽輪機的蒸汽流量大，可有效地冷卻低壓段，使排汽溫度不至升高，有利于排汽缸的證常工作。（7）滑參數(shù)啟動可事先做好系統(tǒng)的準(zhǔn)備工作，使啟動操作大為簡化，各項限額指標(biāo)也容易控制，減小了發(fā)生事故的可能性。三、冷態(tài)啟動的注意事項1.控制熱應(yīng)力2.控制好高壓缸排汽溫度3.啟動曲線啟動曲線反映了在啟動過程中蒸汽初參數(shù)、真空度、轉(zhuǎn)速、負(fù)荷等與啟動時間的關(guān)系。這個曲線上，可以獲得一次啟動的很多重要信息，包括沖轉(zhuǎn)參數(shù)、啟動時間、暖機轉(zhuǎn)速、暖機次數(shù)、暖機時間、升速率、升負(fù)荷率、臨界轉(zhuǎn)速、蒸汽與金屬溫度的匹配狀況等。每一次啟動都要嚴(yán)格按照啟動曲線進行。啟動曲線的獲得一般有三種途徑:制造廠提供；同類機組借鑒；本機組運行穩(wěn)定后試驗獲得。第三節(jié)熱態(tài)啟動

一、熱態(tài)啟動的條件熱態(tài)啟動前應(yīng)確認(rèn)以下條件是否滿足:

(1)上下汽缸溫差應(yīng)在允許范圍內(nèi)。(2)大軸晃度不允許超過規(guī)定值。(3)主蒸汽溫度和再熱蒸汽溫度，應(yīng)分別高于對應(yīng)的汽缸金屬溫度500C以上。(4)潤滑油溫不低于35-400C。(5)脹差應(yīng)在允許范圍內(nèi)。

二、熱態(tài)啟動的特點

1.交變熱應(yīng)力2.高溫軸封汽源3.控制熱彎曲4.啟動速度快5.控制脹差6.啟動曲線7.對于蒸汽參數(shù)的要求高第四節(jié)汽輪機停機一、額定參數(shù)停機1.停機前的準(zhǔn)備2.減負(fù)荷3.發(fā)電機解列與轉(zhuǎn)子惰走二、滑參數(shù)停機

三、正常停機過程中注意的問題1.嚴(yán)密監(jiān)視機組的參數(shù)2.關(guān)于停盤車3.盤車時潤滑油系統(tǒng)運行

四、異常停機一般汽輪發(fā)電機在運行過程中，如發(fā)生以下嚴(yán)重故障，必須緊急停機:

(1)汽輪發(fā)電機組發(fā)生強烈振動;(2)汽輪機發(fā)生斷葉片或明顯的內(nèi)部撞擊聲音;(3)汽輪發(fā)電機任何一個軸承發(fā)生燒瓦;(4)汽輪機油系統(tǒng)著大火;(5)發(fā)電機氫密封系統(tǒng)發(fā)生氫氣爆炸;

(6)凝汽器真空急劇下降，真空無法維持;(7)汽輪機嚴(yán)重進冷水、冷汽;(8)汽輪機超速到危急保安器的動作轉(zhuǎn)速而保護沒有動作;(9)汽輪發(fā)電機房發(fā)生火災(zāi)，嚴(yán)重威脅到機組安全;(10)發(fā)電機空側(cè)密封油系統(tǒng)中斷;(11)主油箱油位低到保護動作值而保護沒有動作;(12)汽輪機軸向位置突然超限，而保護沒有動作。一且發(fā)生事故，只能采用緊急安全措施，打掉危急保安器的掛鉤，并從電網(wǎng)中解列。在危急情況下，為加速汽輪機停止轉(zhuǎn)動，可以打開真空破壞閥破壞汽輪機的真空。這樣使冷空氣進入汽缸，它使葉輪的摩擦鼓風(fēng)損失增加，對轉(zhuǎn)子增加制動力。減少轉(zhuǎn)子惰走時間，可加速停機。2.故障停機一般汽輪發(fā)電機在運行過程中，如發(fā)生以下故障，應(yīng)采取故障停機方式:(1)蒸汽管道發(fā)生嚴(yán)重漏汽，不能維持運行;(2)汽輪機油系統(tǒng)發(fā)生漏油，影響到油壓和油位;(3)汽溫、汽壓不能維持規(guī)定值，出現(xiàn)大幅度降低;(4)汽輪機熱應(yīng)力達到限額，仍向增加方向發(fā)展;(5)汽輪機調(diào)節(jié)汽門控制故障;(6)凝汽器真空下降，背壓上升至25KPa;(7)發(fā)電機氫氣系統(tǒng)故障;(8)發(fā)電機密封油系統(tǒng)僅有空側(cè)密封油泵在運行;(9)發(fā)電機檢漏裝置報警，并出現(xiàn)大量漏水;(10)汽輪機輔助系統(tǒng)故障，影響到主汽輪機的運行。五、轉(zhuǎn)子的惰走曲線第五節(jié)汽輪機的運行調(diào)整與可靠性一、汽輪機的運行方式與運行監(jiān)督（一）運行方式1.定壓運行2.滑壓運行（二）正常運行影響安全運行的因素主要包括：1.主蒸汽、再熱蒸汽的壓力溫度及主、再熱蒸汽的溫差2.高壓缸排汽溫度3.軸向位移及高中壓缸脹差4.機組的振動情況5.軸承油溫、軸承金屬溫度6.汽輪機各監(jiān)視段壓力7.汽輪機轉(zhuǎn)速一）監(jiān)視段壓力二）通流部分結(jié)垢二、運行經(jīng)濟性（一）影響汽輪機運行經(jīng)濟性的因素1.運行方式2.運行負(fù)荷3.運行參數(shù)4.熱力系統(tǒng)運行參數(shù)及運行方式是影響運行經(jīng)濟性的主要因素（二）汽輪機的真空管理1.凝汽器的清洗2.真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性（三）負(fù)荷的合理分配三、汽輪機的非正常運行方式汽輪機組偏離正常運行方式的各種工作狀態(tài)統(tǒng)稱為非正常運行或者異常運行（一）汽輪機的甩負(fù)荷汽輪機甩負(fù)荷后帶廠用電運行或者從電網(wǎng)上解列機組空轉(zhuǎn)，機組本身處于惡劣工況下運行，對汽輪機的壽命損耗影響很大調(diào)節(jié)級通流部分機組甩負(fù)荷帶廠用電運行時間不可太長。（二）低頻運行汽輪發(fā)電機組在系統(tǒng)電頻率低于49.5Hz情況下的運行稱為低頻運行電網(wǎng)頻率改變時，某些部件的振動性能會受到影響。（三）低真空運行排氣壓力升高會使末幾級的反動度增加，軸向推力增加真空問題是影響發(fā)電廠正常帶負(fù)荷的關(guān)鍵因素。（四）高壓加熱器切除對汽輪機運行的影響四、汽輪機的調(diào)峰運行（一）調(diào)峰機組的分類尖峰負(fù)荷機組中間負(fù)荷機組1.兩班制運行2.低負(fù)荷運行3.周末停機（二）調(diào)峰現(xiàn)狀第六節(jié)汽輪機中壓缸啟動

（一）汽輪機冷熱態(tài)啟動劃分

中壓缸啟動，根據(jù)高中壓外缸中壓進汽處下半內(nèi)壁溫度T1判斷：T1<305℃,則為冷態(tài)中壓缸啟動；305℃≤T1＜420℃，則為溫態(tài)中壓缸啟動；420℃≤T1＜490℃，則為熱態(tài)中壓缸啟動；T1≥490℃，則為極熱態(tài)中壓缸啟動；

高壓缸啟動，根據(jù)高壓內(nèi)缸下半內(nèi)壁溫度T2判斷：T2<320℃,則為冷態(tài)高壓缸啟動；320℃≤T2＜420℃，則為溫態(tài)高壓缸啟動；420℃≤T2＜445℃，則為熱態(tài)高壓缸啟動；T2≥445℃，則為極熱態(tài)高壓缸啟動；鄭州電力高等?？茖W(xué)校動力工程系一般情況下我們把機組的啟動過程分成以下三個階段：鍋爐點火到汽輪機沖轉(zhuǎn)，為鍋爐的啟動階段；汽輪機沖轉(zhuǎn)到發(fā)電機并網(wǎng)，為汽輪機的啟動階段；從并網(wǎng)到帶滿負(fù)荷，為機組的升負(fù)荷階段。鄭州電力高等?？茖W(xué)校動力工程系東方600MW超臨界汽輪機優(yōu)先采用中壓缸啟動方式。即采用中壓缸沖轉(zhuǎn)，滑參數(shù)啟動，在沖轉(zhuǎn)升速和負(fù)荷小于15％時，高壓缸隔絕暖缸，高壓缸通過高壓排汽閥的旁路閥對高壓缸進行暖缸，過熱蒸汽通過高壓旁路閥經(jīng)過減溫減壓引到再熱器。鄭州電力高等?？茖W(xué)校動力工程系熱再熱汽分成兩路：一路進入中壓缸聯(lián)合汽閥進入中壓缸，另一路通過低壓旁路閥進入凝汽器。當(dāng)機組負(fù)荷到達15％以上時，高壓調(diào)節(jié)汽閥開啟，部分蒸汽進入汽輪機做功，利用高壓旁路閥控制高壓缸的進汽量，保持主汽壓力，機組逐步加負(fù)荷。當(dāng)機組負(fù)荷大于30％時，高壓調(diào)節(jié)閥全開，高低壓旁路閥全關(guān)，機組進入滑壓升負(fù)荷階段，當(dāng)機組的負(fù)荷到達90%時，機組進入定壓運行階段，完成整個啟動過程。啟動方式、條件及時間（min）鄭州電力高等?？茖W(xué)校動力工程系（二）中壓缸系統(tǒng)設(shè)置鄭州電力高等?？茖W(xué)校動力工程系1.高、低壓旁路系統(tǒng)

實現(xiàn)中壓缸啟動必須配置高、低壓兩級串聯(lián)的旁路系統(tǒng)，協(xié)助鍋爐進行蒸汽參數(shù)調(diào)整，同時通蒸汽冷卻保護再熱器，回收不合格蒸汽的熱量和工質(zhì)。2.通風(fēng)閥

通風(fēng)閥用于高壓缸不進汽時，控制高壓缸壓力，改變摩擦鼓風(fēng)損失，以控制高壓缸金屬的溫升速度和溫度。鄭州電力高等?？茖W(xué)校動力工程系鄭州電力高等?？茖W(xué)校動力工程系通風(fēng)閥連鎖條件（三）中壓缸啟動參數(shù)的選擇

1.溫度2.壓力3.切換負(fù)荷的選擇鄭州電力高等?？茖W(xué)校動力工程系（四）冷態(tài)中壓缸啟動1.汽輪機旁路系統(tǒng)運行

檢查所有輔助閥門處于正確位置；凝汽器循環(huán)水系統(tǒng)投入運行；汽輪機在盤車狀態(tài)；汽輪機軸封系統(tǒng)投入運行；真空泵系統(tǒng)投入運行，建立凝汽器真空。當(dāng)建立凝汽器真空時，開啟汽輪機旁路閥門。鍋爐點火后，開始升溫升壓，壓力至0.2－0.3MPa，主汽溫度大于飽和溫度28℃以上。開啟高壓缸預(yù)暖閥，其通風(fēng)閥關(guān)閉，進汽回路通風(fēng)閥打開。高壓缸隨著鍋爐參數(shù)的提高一起進行暖機。此時蒸汽管道和高壓缸疏水閥和進汽回路通風(fēng)閥均開啟。當(dāng)鍋爐參數(shù)達到汽輪機沖轉(zhuǎn)要求。高壓內(nèi)缸預(yù)暖到150－190℃，預(yù)暖閥關(guān)，通風(fēng)閥開，準(zhǔn)備沖轉(zhuǎn)。鄭州電力高等?？茖W(xué)校動力工程系2.汽輪機沖轉(zhuǎn)和發(fā)電機同步并網(wǎng)

中壓主汽閥全開，高壓主汽閥、高壓調(diào)節(jié)汽閥和中壓調(diào)節(jié)閥全關(guān)。沖轉(zhuǎn)條件具備，輸入目標(biāo)轉(zhuǎn)速后，開啟中壓調(diào)節(jié)閥的旁路預(yù)啟閥，讓合適的再熱蒸汽流入中、低壓缸，沖轉(zhuǎn)汽輪機轉(zhuǎn)速至600r/min，打閘。進行摩擦檢查后重新掛閘，用中壓調(diào)節(jié)閥控制升速。

3.汽輪機倒缸4.升負(fù)荷至額定值鄭州電力高等?？茖W(xué)校動力工程系（五）熱態(tài)中壓缸啟動（六）中壓缸啟動的優(yōu)點1.加熱均勻，溫升合理，減少壽命損耗2.高、中壓缸熱膨脹情況得到改善3.消除低壓缸鼓鳳，防止低壓缸排汽溫度過高4.有利于鍋爐控制5.縮短啟動時間，減少啟動鍋爐燃油費用6.允許長時間低負(fù)荷運行，利于機組調(diào)峰鄭州電力高等?？茖W(xué)校動力工程系第七節(jié)盤車裝置

1.盤車的分類盤車一般分為低速盤車和高速盤車兩類，高速盤車的轉(zhuǎn)速一般為40～80r/min，而低速盤車一般為2～10r/min。高速盤車對油膜的建立較為有利，對轉(zhuǎn)子的加熱或冷卻較為均勻，但盤車裝置的功率較大，高速旋轉(zhuǎn)如果溫降速度控制不好，容易磨壞汽封齒，另外，高速盤車需要一套可靠的頂軸油系統(tǒng)，系統(tǒng)復(fù)雜。從發(fā)展方向看，有向低速盤車發(fā)展的趨勢。鄭州電力高等?？茖W(xué)校動力工程系2.盤車的特點東方600MW超臨界汽輪機采用的盤車裝置為低速盤車，安裝在低壓缸B和發(fā)電機之間，電動機驅(qū)動，配置氣動操縱機構(gòu)，主要有以下特點：A、在汽機轉(zhuǎn)速降至零轉(zhuǎn)速時，既能電動盤車，也能手動盤車；既可遠(yuǎn)方操作，也可就地操作。B、盤車裝置是自動嚙合型的，盤車轉(zhuǎn)速為1.5r/min。鄭州電力高等?？茖W(xué)校動力工程系C、盤車裝置在汽輪機沖轉(zhuǎn)達到一定轉(zhuǎn)速后自動退出，并能在停機時自動投入。D、盤車裝置與頂軸油系統(tǒng)間設(shè)聯(lián)鎖，防止在油壓建立之前投入盤車，盤車裝置正在運行而油壓降低到不安全值時能發(fā)出報警，當(dāng)供油中斷時能自動停止運行。鄭州電力高等專科學(xué)校動力工程系3.盤車裝置傳動機構(gòu)鄭州電力高等?？茖W(xué)校動力工程系第八節(jié)汽輪機的保護

（一）機械超速保護（二）就地手動打閘（三）遠(yuǎn)方手動打閘（四）電氣跳閘保護機組的各種跳閘信號最終通過主遮斷電磁閥和機械停機電磁鐵來作用機組跳閘，使各汽門以及抽汽繼動閥迅速關(guān)閉。

鄭州電力高等?？茖W(xué)校動力工程系鄭州電力高等?？茖W(xué)校動力工程系當(dāng)發(fā)生以下條件時，都會使主遮斷電磁閥和機械停機電磁鐵的3YV、5YV和6YV同時動作使機組跳閘：

（1）在操作臺按汽機打閘按鈕（2）發(fā)電機跳閘（3）鍋爐主燃料跳閘（4）DEH裝置嚴(yán)重故障（5）高壓抗燃油壓力過低2/3（6）高壓安全油壓力過低2/3（7）軸向位移大（8）脹差大鄭州電力高等?？茖W(xué)校動力工程系