下汽輪機啟動

汽輪機啟動過程中的注意事項及解決方案

熱應(yīng)力：汽輪機啟停過程中，由于汽輪機內(nèi)部蒸汽溫度逐漸升高或降低，導(dǎo)致其金屬零部件被加熱或冷卻，引起溫度變化而產(chǎn)生熱變形。當(dāng)熱變形受到約束時在金屬零件內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，這種應(yīng)力稱為溫度應(yīng)力或熱應(yīng)力。

汽輪機啟動和升負(fù)荷時，其轉(zhuǎn)子被蒸汽加熱，轉(zhuǎn)子外表面的溫度上升很快，并隨著蒸汽溫度升高而升高，熱量由轉(zhuǎn)子表面向中心部位傳遞，轉(zhuǎn)子中心部位的溫度變化滯后于轉(zhuǎn)子表面的溫度變化。轉(zhuǎn)子表面溫度較高，產(chǎn)生的熱應(yīng)力為壓應(yīng)力；轉(zhuǎn)子中心部位溫度較低，產(chǎn)生的熱應(yīng)力為拉應(yīng)力。停機和降負(fù)荷時則相反。

啟停一次，或升降負(fù)荷一次，在轉(zhuǎn)子上就會產(chǎn)生一次應(yīng)力交變。從而引起疲勞損傷。汽輪機啟停和變工況時，汽缸和轉(zhuǎn)子除了承受熱應(yīng)力，還要承受機械應(yīng)力，汽輪機轉(zhuǎn)子主要承受較大的離心力作用，汽缸主要承受蒸汽作用力。汽缸和轉(zhuǎn)子承受的應(yīng)力實際上是熱應(yīng)力和工作應(yīng)力的累加。熱應(yīng)力的大小與零件內(nèi)的溫差有關(guān)，溫差愈大，熱應(yīng)力越大。熱膨脹：汽缸是汽輪機的靜止不見，汽輪機的絕對熱膨脹是指汽輪機受熱時軸向，水平和垂直方向上的實際膨脹量。

汽輪機本體設(shè)置有一套滑銷系統(tǒng)，汽輪機通過滑銷置放在基礎(chǔ)臺板上，以保證其在受熱或冷卻時可以自由膨脹或收縮，且保持其中心線的位置不變。熱脹差：

汽輪機啟動和停機時，轉(zhuǎn)子與汽缸均會受到加熱與冷卻，產(chǎn)生膨脹或收縮，其膨脹量的大小主要取決于汽缸和轉(zhuǎn)子的質(zhì)面比。轉(zhuǎn)子質(zhì)量輕，表面積大，質(zhì)面比??；而汽缸質(zhì)量大，表面積小，質(zhì)面比大。故在加熱或冷卻的過程中，轉(zhuǎn)子的膨脹或收縮速度都比汽缸快，于是就產(chǎn)生了相對膨脹差。汽輪機的轉(zhuǎn)子軸向膨脹量與汽缸軸向膨脹量之差，稱為脹差。正脹差：轉(zhuǎn)子膨脹量大于汽缸膨脹量。負(fù)脹差：汽缸膨脹量大于轉(zhuǎn)子膨脹量。脹差過大時，汽輪機的軸向動靜間隙減小甚至消失，造成動靜摩擦。熱變形：：

汽輪機在啟動和停止過程中，若加熱過快或冷卻不當(dāng)，就會使金屬零部件受熱不均勻，出現(xiàn)溫差，從而產(chǎn)生熱變形，造成通流部分動靜間隙變化，嚴(yán)重時間隙甚至消失，使動靜部分產(chǎn)生摩擦。氣缸的熱變形主要由上下缸溫差和法蘭變形而引起，轉(zhuǎn)子的熱變形主要由上下缸的溫差、動靜碰磨和水沖擊而引起。上下氣缸溫差引起的熱變形：上、下汽缸溫差產(chǎn)生的主要原因如下：（1）上下汽缸具有不同的散熱面積，下缸布置有回?zé)岢槠艿篮褪杷艿?，散熱面積大，因而在同樣保溫、加熱或冷卻條件下，上缸溫度比下缸溫度高。（2）在汽缸內(nèi)，溫度較高的蒸汽上升，而經(jīng)汽缸金屬壁冷卻后的凝結(jié)水流至下缸，在下缸形成較厚的水膜，使下缸受熱條件惡化。（3）停機后汽缸內(nèi)形成空氣對流，溫度較高的空氣聚集在上缸，下缸內(nèi)的空氣溫度較低，使上下汽缸的冷卻條件產(chǎn)生差異，從而增大了上下汽缸的溫差。（4）一般情況下，下汽缸的保溫不如上缸，運行時，由于振動，下缸保溫材料容易脫落，而且下缸是置于溫度較低的運行平臺以下并造成空氣對流，使上下汽缸冷卻條件不同，增大了溫差。

上汽缸溫度高、熱膨脹大，而下汽缸溫度低、熱膨脹小，這就引起汽缸向上拱起，如圖11-3-4虛線所示。這時，下汽缸底部動靜部分的徑向間隙減小，嚴(yán)重時甚至?xí)l(fā)生動靜部分摩擦。2.轉(zhuǎn)子的熱彎曲

如前所述，上下汽缸由于冷卻速度不同而產(chǎn)生溫差，這時如果在汽缸內(nèi)的轉(zhuǎn)子是處于靜止?fàn)顟B(tài)，那么在轉(zhuǎn)子的徑向也會出現(xiàn)溫差，產(chǎn)生熱變形。當(dāng)上下汽缸溫度趨于平穩(wěn)，溫差消失后，轉(zhuǎn)子的徑向溫差和變形也隨著消失，恢復(fù)到原來的狀態(tài)。由于轉(zhuǎn)子這種彎曲是暫時的，故稱為彈性彎曲。但是，當(dāng)轉(zhuǎn)子徑向溫差過大，其熱應(yīng)力超過材料的屈服極限時，將造成轉(zhuǎn)子的永久變形，這種彎曲稱為塑性彎曲。

汽輪機設(shè)有盤車裝置，其作用就是上、下汽缸存在溫差的情況下盤動轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子均勻地受到冷卻或加熱，以減少轉(zhuǎn)子的熱彎曲。汽輪機狀態(tài)劃分冷態(tài)：汽輪機高壓轉(zhuǎn)子平均溫度＜150℃。溫態(tài)：汽輪機停機72小時內(nèi)，高壓轉(zhuǎn)子平均溫度150℃~400℃。熱態(tài)：汽輪機停機48小時內(nèi)，高壓轉(zhuǎn)子平均溫度＞400℃。極熱態(tài)：汽輪機停機8小時內(nèi)。冷態(tài)啟動沖轉(zhuǎn)參數(shù)的選擇：

雖然采用滑參數(shù)進行冷態(tài)啟動時，汽輪機零部件中所產(chǎn)生的熱應(yīng)力比額定參數(shù)啟動要小，但啟動中不穩(wěn)定傳熱過程還是相當(dāng)復(fù)雜的。啟動參數(shù)的選擇，主要是考慮金屬部件的熱應(yīng)力，而熱應(yīng)力的大小主要是取決于蒸汽與金屬部件之間的溫差和放熱系數(shù)，選擇適宜的啟動蒸汽溫度對汽輪機的啟動具有決定的意義。因此，為了減緩沖轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的熱沖擊，以減小熱應(yīng)力，故要求蒸汽放熱系數(shù)要小些，而低壓過熱蒸汽的放熱系數(shù)較?。é?58.15~174.45W/(m2·K)），相當(dāng)于額定參數(shù)時的1/10。因此，冷態(tài)啟動時，采用低壓微過熱蒸汽沖動汽輪機將更有利于汽輪機部件的加熱。

啟動汽壓的選擇要綜合機、爐兩方面及旁路系統(tǒng)的因素來考慮，它主要取決于啟動汽溫。理想的汽溫應(yīng)當(dāng)能避免啟動初期的熱沖擊，而在隨后的過程中汽溫的上升能保證關(guān)鍵零部件的金屬維持在某一選定的溫升速度。此外，為了保證汽輪機內(nèi)不致過早出現(xiàn)濕蒸汽區(qū)域，要求主蒸汽、再熱蒸汽具有一定的過熱度。

另外，進行汽輪機啟動操作時，希望蒸汽壓力能滿足通過臨界轉(zhuǎn)速，到達(dá)全速的要求，滿足這一要求，在汽輪機啟動過程中，就不必要求鍋爐進行調(diào)整，也不需要調(diào)整旁路系統(tǒng)，就可以簡化操作。

上汽的1000MW汽輪機要求主蒸汽、再熱蒸汽有56℃以上的過熱度。

啟動前的準(zhǔn)備汽輪機啟動前的準(zhǔn)備工作是安全啟動和縮短啟動時間的重要保證，準(zhǔn)備工作完成后應(yīng)使各種設(shè)備處于預(yù)備狀態(tài)，以便隨時可以投入運行。 5.機組啟動汽水品質(zhì)要求 （1）凝結(jié)水水質(zhì)要求凝泵出口含鐵量＞500μg/L走精處理系統(tǒng)旁路。凝泵出口含鐵量＜500μg/L走精處理系統(tǒng)。除氧器進水含鐵量＞500μg/L由5號低加出口管放水閥排放。除氧器進水含鐵量＜500μg/L，關(guān)閉5號低加出口管放水閥，除氧器進水。除氧器出水含鐵量＞500μg/L排放。除氧器出水含鐵量＜500μg/L，回收進凝汽器。除氧器出水含鐵量＜200μg/L，進入高壓給水系統(tǒng)沖洗。 （2）給水水質(zhì)要求汽水分離器疏水含鐵量＞500μg/L、SiO2＞200μg/L排放，精處理系統(tǒng)走旁路。汽水分離器出口含鐵量＜500μg/L、SiO2＜200μg/L可回收進凝汽器，投入精處理系統(tǒng)。汽水分離器出口含鐵量＜50μg/L、SiO2＜30μg/L滿足點火要求。為了盡快完成沖洗，達(dá)到點火水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，沖洗期間不必投入鍋爐啟動循環(huán)泵。冷態(tài)沖洗，熱態(tài)沖洗，硅鐵銅鈉氧，PH值，電導(dǎo)率指標(biāo)單位沖轉(zhuǎn)前標(biāo)準(zhǔn)值期望值氫電導(dǎo)（25℃）μS/cm≤0.50＜0.2≤0.10二氧化硅μg/kg≤30≤10鐵μg/kg≤50≤20≤5銅μg/kg≤15≤2≤1鈉μg/kg≤20≤5≤2汽輪機遇下列情況之一，汽輪機禁止啟動：機組主要保護不能正常投運。DEH、MCS等系統(tǒng)工作不正常，影響機組啟停或只能在手動的方式下運行。機組主要檢測儀表失靈；控制電源不正常，儀用氣源不正常。盤車設(shè)備故障，盤車時汽輪發(fā)電機組動靜部分有明顯摩擦聲。機組發(fā)生“汽機跳閘”或MFT后，原因未查明或缺陷未消除。高、低壓旁路系統(tǒng)不能正常投入。汽機高、中壓主汽門、調(diào)門、抽汽逆止門卡澀，關(guān)不嚴(yán)。汽機設(shè)備和系統(tǒng)嚴(yán)重漏水、漏油、漏汽。轉(zhuǎn)子偏心度偏離原始值0.05mm以上。軸向位移超過跳閘值±1.0。電超速保護不能正常投用。汽缸上下溫差＞±55℃。交、直流油泵及控制油系統(tǒng)之一工作不正常；不能正常投運。主油箱油溫低于35℃或油位低，油質(zhì)不合格。凝汽器壓力大于13KPa。發(fā)電機氫氣純度不合格＜95%。發(fā)電機定子水系統(tǒng)異?；蛩|(zhì)不合格。LCD畫面重要顯示參數(shù)指示不準(zhǔn)，且無其它監(jiān)視手段，包括轉(zhuǎn)速表、真空表，主汽再熱汽壓力和溫度表、控制油壓表、潤滑油壓表、密封油壓表、軸向位移、轉(zhuǎn)子偏心表、振動表、汽缸膨脹及脹差記錄表等旁路系統(tǒng)的用途：1)改善機組的啟動性能機組在各種工況下（冷態(tài)、溫態(tài)、熱態(tài)和極熱態(tài)）啟動時，投入旁路系統(tǒng)控制鍋爐蒸汽溫度使之與汽機汽缸金屬溫度較快地相匹配，從而縮短機組啟動時間和減少蒸汽向空排放，減少汽機循環(huán)壽命損耗，實現(xiàn)機組的最佳啟動。2）機組正常運行時，高壓旁路裝置具有超壓安全保護的功能鍋爐超壓時高壓旁路開啟，減少PCV閥和安全閥起跳，并按照機組主蒸汽壓力進行自動調(diào)節(jié)，直到恢復(fù)正常值。3）旁路應(yīng)能適應(yīng)機組定壓運行和滑壓運行兩種方式當(dāng)汽機負(fù)荷低于鍋爐最低穩(wěn)燃負(fù)荷時（不投油穩(wěn)燃負(fù)荷），通過旁路裝置的調(diào)節(jié)，使機組允許穩(wěn)定在低負(fù)荷狀態(tài)下運行。4）當(dāng)電網(wǎng)或機組故障跳閘甩負(fù)荷時，旁路裝置應(yīng)快速動作，實現(xiàn)帶廠用電或空轉(zhuǎn)或停機及維持鍋爐最小負(fù)荷運行功能，使機組能隨時重新并網(wǎng)恢復(fù)正常運行。5）在啟動和甩負(fù)荷減負(fù)荷時，可保護布置在煙溫較高區(qū)的再熱器，以防燒壞6）啟動時，使蒸汽的固體小顆粒通過旁路進入凝汽器，從而防止汽輪機調(diào)速汽門、噴嘴及葉片的硬粒侵蝕。7）100%容量的高壓旁路系統(tǒng)（三用閥）還具有鍋爐安全閥的功能。8）回收工質(zhì)，減少噪音。汽機冷態(tài)啟動沖轉(zhuǎn)條件：主汽壓力：8.5MPa，主汽溫度：380℃。凝汽器壓力：13KPa。氫壓：0.47MPa。潤滑油壓＞0.55Pa；油溫45℃~55℃；控制油壓正常16MPa，發(fā)電機密封油、水、氫系統(tǒng)投入正常。X準(zhǔn)則與溫差限制溫差可以線性地反映熱應(yīng)力的大小,因此汽輪機熱應(yīng)力計算主要依據(jù)汽輪機不同部位的溫差;溫度與傳熱效果是影響溫差的兩個主要因素,而蒸汽狀態(tài)、流量與流速影響差傳熱效果,因此,汽輪機的熱應(yīng)力控制主要是從控制蒸汽溫度、狀態(tài)、流量與流速幾個方面來進行的。西門子1000MW汽輪機的溫度控制也就是主要反映在以上幾個方面,具體表現(xiàn)為啟動過程中的X-準(zhǔn)準(zhǔn)則與溫差限制。X準(zhǔn)則的設(shè)置和在DEH中的應(yīng)用，能幫助我們真正意義在上地實現(xiàn)從汽輪機沖轉(zhuǎn)到發(fā)電機并網(wǎng)帶負(fù)荷過程的計算機自動控制。

DEH根據(jù)X1、X2準(zhǔn)則自動判斷打開高壓主汽門進行暖高壓閥門腔室的時機（中壓主汽門隨高壓主汽門的開啟而開啟）；根據(jù)X4、X5、X6準(zhǔn)則自動判斷汽輪機沖轉(zhuǎn)蒸汽溫度（主汽壓力70bar）；根據(jù)X7A、X7B準(zhǔn)則自動判斷汽輪機低速暖機是否結(jié)束，是否可以升速至額定轉(zhuǎn)速；根據(jù)X8準(zhǔn)則自動判斷汽輪機在額定轉(zhuǎn)速下的暖機是否結(jié)束，是否可以進行發(fā)電機自動并網(wǎng)。在實際應(yīng)用中,X-準(zhǔn)則制約著汽輪機的啟動過程,具體表現(xiàn)為在執(zhí)行汽輪機啟動SGC(SubgroupControl)時,在上一步結(jié)束之前就要判斷與下一步相關(guān)的X-準(zhǔn)則是否得到滿足,如果滿足則執(zhí)行下一步,如果不滿足,就重復(fù)執(zhí)行前面有關(guān)步驟,一直等到該步驟的X-準(zhǔn)則滿足為止。溫差限制

為確保機組的安全運行,汽輪機組在啟動與運行過程中有嚴(yán)格的溫度限制,對于汽輪機本體來說,主要體現(xiàn)為溫差限制,其內(nèi)容包括:高壓主汽門內(nèi)表面與中間點溫差限制、高壓調(diào)節(jié)汽門內(nèi)表面與中間點溫差限制、高壓缸內(nèi)表面與中間點的溫差限制、高壓轉(zhuǎn)子表面溫度與平均溫度的溫差限制以及中壓轉(zhuǎn)子表面溫度與平均溫度的溫差限制,這些溫差限制與相應(yīng)設(shè)備平均溫度的關(guān)系以不同的曲線表現(xiàn)出來,這些曲線規(guī)定了一個允許的溫差區(qū)域,該區(qū)域的點均有一定的溫差裕量,曲線上的點溫差裕量為零,溫差為零時,溫差裕量最大。在汽輪機啟動與運行過程中,溫差裕量越大,汽輪機相應(yīng)熱應(yīng)力越小,汽輪機的壽命損耗就越小,不同位置的溫差產(chǎn)生的熱應(yīng)力對汽輪機的壽命影響不同。溫差裕量會對汽輪機的運行產(chǎn)生一定影響,溫差裕量過小時,汽輪機的升速率或升負(fù)荷率會降低。溫差裕量為負(fù)時,汽輪機會自動減負(fù)荷,以使溫差滿足要求,如果溫差過大,汽輪機會觸發(fā)跳閘保護信號。1.X1準(zhǔn)則用途：用來確定開高壓主汽門進行暖高壓閥門腔室前的主汽溫度值。說明：該準(zhǔn)則的設(shè)置原則是避免高壓主汽門及高壓調(diào)門閥體的冷卻，在打開高壓主汽門暖管進行暖高壓閥門腔室前，主汽的溫度要比高壓調(diào)門閥體的溫度高一定值，即滿足X1準(zhǔn)則（圖1）：

準(zhǔn)則：υMS＞υmCV+X1

使用時機：開高、中壓主汽門前

υMS 最小值 高壓主汽門前蒸汽溫度及高壓旁路前蒸汽溫度υmCV 高壓調(diào)門壁溫2.X2準(zhǔn)則用途：用來確定開高壓主汽門進行暖高壓閥門腔室前的主汽壓力值。說明：該準(zhǔn)則用來避免高壓調(diào)門閥體中過大的溫度變化，確保主汽飽和溫度不超過高壓調(diào)門的平均壁溫加某一值。在冷態(tài)啟動時，閥體的溫度低于主蒸汽的飽和溫度，在打開主汽門后，蒸汽以凝結(jié)放熱的形式向閥體傳遞熱量。由于凝結(jié)放熱的放熱系數(shù)很大，劇烈的換熱將使閥體內(nèi)表面溫度很快上升到蒸汽的飽和溫度，這使閥體產(chǎn)生很大的溫差，產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力。所以要使主蒸汽的飽和溫度低于閥體的平均溫度某一值。即滿足X2準(zhǔn)則（圖2）：

準(zhǔn)則：υSatSt＞υmCV+X2

使用時機：開高、中壓主汽門前 υSatSt 最大值 主汽壓力對應(yīng)的飽和溫度 υmCV 高壓調(diào)門壁溫3.X4－準(zhǔn)則用途：用來確定汽機沖轉(zhuǎn)前的主汽溫度值。說明：該準(zhǔn)則用來避免濕蒸汽進入汽輪機，確保主汽溫度高于主汽飽和溫度某一值，即主汽要有一定的過熱度，這樣可以防止?jié)裰髌M入汽輪機，當(dāng)金屬表面溫度達(dá)到該蒸汽壓力下的飽和溫度以上時凝結(jié)放熱結(jié)束，蒸汽對金屬的放熱系數(shù)與蒸汽的狀態(tài)有很大的關(guān)系，高壓過熱蒸汽和濕蒸汽的放熱系數(shù)較大；低壓微過熱蒸汽的放熱系數(shù)較小。汽輪機冷態(tài)啟動時為了避免在金屬部件內(nèi)（轉(zhuǎn)子）產(chǎn)生過大的溫差，一般都采用低壓微過熱蒸汽沖動轉(zhuǎn)子。所以要使主蒸汽溫度高于其飽和溫度某一值。即滿足X4準(zhǔn)則（圖3）： 準(zhǔn)則：υMS＞υSatSt+X4使用時機：開調(diào)門沖轉(zhuǎn)前 υMS 最小值 高壓主汽門前蒸汽溫度 υSatSt 最大值 主汽壓力對應(yīng)的飽和溫度4.X5準(zhǔn)則用途：用來確定汽機沖轉(zhuǎn)前的主汽溫度值。說明：該準(zhǔn)則用來避免高壓汽輪機部分被冷卻，確保主汽溫度高于高壓缸的平均壁溫和高壓轉(zhuǎn)子的平均溫度某一值，即滿足X5準(zhǔn)則（圖4）：

準(zhǔn)則：υMS＞υmHPS+X5使用時機：開調(diào)門沖轉(zhuǎn)前

υMS 最小值 高壓主汽門前蒸汽溫度（左右兩支路）及高壓旁路前蒸汽溫度（左右兩支路）

υmHPS 最大值 高壓轉(zhuǎn)子溫度及高壓缸壁溫5.X6準(zhǔn)則用途：用來確定汽機沖轉(zhuǎn)前的再熱蒸汽溫度值。說明：該準(zhǔn)則用來避免中壓汽輪機部分被冷卻，確保再熱蒸汽溫度高于中壓轉(zhuǎn)子的平均溫度某一值，即滿足X6準(zhǔn)則（圖5）： 、準(zhǔn)則：υRS＞υmIPS+X6使用時機：開調(diào)門沖轉(zhuǎn)前υRS 最小值 中壓主汽門前蒸汽溫度（左右兩支路）及低壓旁路前蒸汽溫度（左右兩支路）υmIPS 中壓轉(zhuǎn)子溫度6.X7準(zhǔn)則用途：用來判斷汽機暖機是否結(jié)束，進而可以升速至額定轉(zhuǎn)速。說明：該準(zhǔn)則在沖轉(zhuǎn)到額定轉(zhuǎn)速前使用，目的是使高壓汽輪機充分暖機，汽輪機的啟動過程是一個對汽輪機各部件加熱的過程，為了使缸體和轉(zhuǎn)子的應(yīng)力不超過許用應(yīng)力，要使缸體和轉(zhuǎn)子的內(nèi)外表面溫差小，必須對汽輪機進行暖機，暖機是否完成，由X7準(zhǔn)則來判斷

準(zhǔn)則：υMS＜υmHPS+X7A（此準(zhǔn)則用于冷態(tài)啟動）使用時機：升速至額定轉(zhuǎn)速前υMS 最大值 高壓主汽門前蒸汽溫度（左右兩支路）及高壓旁路前蒸汽溫度（左右兩支路）υmHPS 高壓轉(zhuǎn)子溫度υax 高壓轉(zhuǎn)子溫度（近似值）X7B準(zhǔn)則：υMS＜υmHPC+X7B

使用時機：升速至額定轉(zhuǎn)速前υMS 最大值 高壓主汽門前蒸汽溫度（左右兩支路）及高壓旁路前蒸汽溫度（左右兩支路）υmHPC 高壓缸壁溫7.X8準(zhǔn)則用途：用來判斷汽機暖機是否結(jié)束，進而可以進行發(fā)電機并網(wǎng)。說明：該準(zhǔn)則在機組并網(wǎng)前使用，目的是使中壓汽輪機充分暖機，暖機是否完成，由X8準(zhǔn)則來判斷（此準(zhǔn)則用于冷態(tài)啟動）準(zhǔn)則：υRS＜υmIPS+X8使用時機：發(fā)電機并網(wǎng)前υRS 最大值 中壓主汽門前蒸汽溫度（左右兩支路）及低壓旁路前蒸汽溫度（左右兩支路）υmIPS 中壓轉(zhuǎn)子溫度υax 中壓轉(zhuǎn)子溫度（近似值）汽輪機冷態(tài)啟動時,需要打開主汽門進行暖閥,X1、X2準(zhǔn)則是主汽門打開的限制條件。X2準(zhǔn)則限制主蒸汽壓力對應(yīng)的飽和溫度不能太高,主要是考慮此時主汽門及調(diào)節(jié)汽門溫度較低,主汽門打開后,主蒸汽溫度下降較多,如果大幅度低于其飽和溫度,那么在汽門內(nèi)表面就會形成傳熱系數(shù)很高的凝結(jié)換熱,造成汽門內(nèi)表面溫升上升太快從而造成熱應(yīng)力過大。由于水蒸汽飽和溫度隨其壓力升高而升高,該準(zhǔn)則可以看作是對主蒸汽壓力的限制,為此,汽輪機啟動時可以適當(dāng)降低主蒸汽壓力,以降低蒸汽的飽和溫度。正常情況下冷態(tài)啟動時,主蒸汽參數(shù)為8.5MPa/380℃,主蒸汽壓力最高不能超過12.5MPa。汽輪機正式?jīng)_轉(zhuǎn)前,需要通過打開主汽門進行暖閥,主蒸汽壓力很低時(低于2MPa),主汽門保持開狀態(tài)的時間不受時間限制(不超過60分鐘);主蒸汽壓力較低時(低于4MPa),考慮到此時調(diào)節(jié)汽門的漏汽量較小,主汽門的開啟不受蒸汽品質(zhì)的限制;如果主蒸汽壓力較高(高于4MPa),暖閥時主汽門打開后會立即關(guān)閉,此時的暖閥效果要遠(yuǎn)比前兩者差,甚至還會造成X2準(zhǔn)則不滿足而出現(xiàn)無法開啟主汽門的情況。

為此,冷態(tài)啟動時,在鍋爐點火后,盡早將汽機SGC啟動步序投入運行,蒸汽品質(zhì)不合格時,不釋放蒸汽品質(zhì)判斷條件,利用汽機SGC步序中Xl、X2一準(zhǔn)則等條件的自動判斷,在條件滿足的第一時間將主汽門開啟進行暖閥,以提主汽門和調(diào)節(jié)汽門的閥體溫度,有效地減少啟動消耗,在便在等待蒸汽條件合格的過程中,完成暖閥過程,為汽輪機的順利啟動打下良好的基礎(chǔ)。在汽輪機冷態(tài)啟動過程中,升速到額定轉(zhuǎn)速后,高壓缸受到的熱沖擊比較大,為減小此過程中的熱應(yīng)力,低速暖機應(yīng)充分進行,X7準(zhǔn)則可以看作是低速暖機結(jié)束的標(biāo)志,因此,冷態(tài)啟動時,在允許的范圍內(nèi)避免過高的主蒸汽溫度會有助于X7準(zhǔn)則更快的滿足,從而縮短汽輪機的沖轉(zhuǎn)時間。

與高壓缸相比,中壓缸低速暖機的效果要比高壓缸差,在機組并網(wǎng)后,汽輪機中壓調(diào)門很快會全開,中壓缸快速受到加熱,也會產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力,為減小熱應(yīng)力,額定轉(zhuǎn)速時的暖機也要充分進行,從而避免并網(wǎng)后因中壓轉(zhuǎn)子表面溫度與平均溫度的溫差裕量不足而限制機組升負(fù)荷。

熱態(tài)啟動過程中的溫度制約在各項溫差限制中,負(fù)方向溫差允許范圍要比正方向小得多,而在汽輪機熱態(tài)啟動時經(jīng)常出現(xiàn)負(fù)方向的溫差,因此熱態(tài)啟動要比冷態(tài)啟動更易受到溫度制約,在極熱態(tài)情況下啟動更是如此。機組在高負(fù)荷突然發(fā)生鍋爐滅火,隨后的啟動對汽輪機來說通常為極熱態(tài)啟動或熱態(tài)啟動。鍋爐燃料量失去過多,會造成主蒸汽壓力和溫度下降較快,主蒸汽壓力過多的下降又會造成蒸汽的汽化潛熱上升較多,這又會加劇主蒸汽溫度的下降。因此,鍋爐MFT、重新點火