汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行控制原理詳解

汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行控制原理詳解一,認(rèn)識(shí)汽機(jī)專業(yè)1、汽機(jī)專業(yè)的任務(wù)用鍋爐送來的蒸汽，維持汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速（未并網(wǎng)）或負(fù)荷（并網(wǎng)），將做完工的乏汽凝結(jié)成水，利用抽汽加熱后再送回鍋爐。2、汽機(jī)專業(yè)的系統(tǒng)（1）汽輪機(jī)本體：將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，維持高速旋轉(zhuǎn)。（2）輔助系統(tǒng)：汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)所必須的支持系統(tǒng)；為了提高熱效率而設(shè)置的回?zé)嵯到y(tǒng)（把水加熱后再送回鍋爐）；輔機(jī)、發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)。三，汽輪機(jī)本體1、汽輪機(jī)本體：轉(zhuǎn)子——葉輪、葉片靜止部分：隔板、噴嘴、汽缸、其他：汽封、軸瓦為達(dá)到應(yīng)有的功率，有若干級(jí)四汽的流切對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生推力■汽輪機(jī)本體軸向間隙問題1示意圖（軸向位移又叫竄軸）4汽輪機(jī)本體軸向間隙問題2示意圖（差距）滑箱，汽缸死點(diǎn)+4汽輪機(jī)本體軸向間隙問題2示意圖（差距）滑箱，汽缸死點(diǎn)+軸瓦-推力盤」銬子受熱膨脹方向“轉(zhuǎn)子死點(diǎn)， 4汽缸受熱接賬方知汽缸、轉(zhuǎn)子的膨脹方向不一樣,膨脹的程度不一樣，從而使軸向間隙較冷態(tài)下發(fā)生變化，即脹差。/小結(jié)：動(dòng)靜間隙太大，蒸汽不做功漏掉，不經(jīng)濟(jì)，汽輪機(jī)將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率降低,也即每發(fā)一度電所耗的熱能（熱耗），所需的蒸汽（汽耗）增加。動(dòng)靜間隙太小，容易發(fā)生動(dòng)靜摩擦，產(chǎn)生機(jī)組振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)造成汽輪機(jī)汽封、大軸、葉片損壞事故。既要經(jīng)濟(jì)性又要安全性，間隙控制在一定范圍內(nèi)（幾十微米）汽輪機(jī)是精密設(shè)備，必須防止動(dòng)靜接觸（防碰磨），發(fā)生碰磨時(shí)，反應(yīng)碰磨的保護(hù)（振動(dòng)、軸向位移、差脹）動(dòng)作，跳機(jī)

3、汽輪機(jī)汽封:汽輪機(jī)軸，軸端汽封示意圖日汽CP3、汽輪機(jī)汽封:汽輪機(jī)軸，軸端汽封示意圖日汽CP腔-+軸加風(fēng)機(jī)，呻供汽“汽封：盡量減少漏汽，提高熱效率軸封：防止缸內(nèi)蒸汽外泄，防止外部空氣進(jìn)入缸內(nèi)。軸封供汽不能中斷4、軸瓦：通入潤滑油，在一定轉(zhuǎn)速下軸瓦和軸頸之間形成穩(wěn)定油膜，實(shí)現(xiàn)油摩擦。汽輪機(jī)運(yùn)行中任何情況下都不能斷油?！銎啓C(jī)的控制、安保系統(tǒng)：控制汽輪機(jī)的負(fù)荷（轉(zhuǎn)速），發(fā)生事故時(shí)停機(jī)。（1）高主、中主門的控制示意圖DEH高壓油.AST控制油電灌伺服闔(3)AST控制油(4)OP^五、關(guān)于汽輪機(jī)本體的保護(hù)1、超速保護(hù):103%超速:因電網(wǎng)原因機(jī)組甩負(fù)荷，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速超3090r/min，關(guān)閉高、中調(diào)門彳寺轉(zhuǎn)速降到3000r/min以下時(shí)，重新打開各調(diào)門，如轉(zhuǎn)速又超3090r/min(3)AST控制油(4)OP^五、關(guān)于汽輪機(jī)本體的保護(hù)1、超速保護(hù):103%超速:因電網(wǎng)原因機(jī)組甩負(fù)荷，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速超3090r/min，關(guān)閉高、中調(diào)門彳寺轉(zhuǎn)速降到3000r/min以下時(shí)，重新打開各調(diào)門，如轉(zhuǎn)速又超3090r/min，會(huì)再動(dòng)作。防止出現(xiàn)更高的超速。AST^0.機(jī)械超速停機(jī)」到離、中主閥AST接口A3T電磁鬧，接受汽輪機(jī)告保護(hù)信號(hào)，控制M手動(dòng)停機(jī)?OPC控制油OPC電磁閥』接受汽輪機(jī)1。3為超速信號(hào).到各調(diào)節(jié)閥CPC接口.隔腌閥?主機(jī)，閏渭，由110%超速:DEH、TSI、ETS三套,動(dòng)作于AST電磁閥，跳機(jī)。機(jī)械超速，動(dòng)作后卸掉隔膜閥上油壓，再卸掉AST油壓停機(jī)。汽輪機(jī)超速事故會(huì)造成大軸斷裂、軸瓦損壞、甚至飛車等惡性后果 ，必須嚴(yán)防。2、高壓缸保護(hù)：北重機(jī)組因結(jié)構(gòu)原因，低負(fù)荷時(shí)因蒸汽流量太小，不能有效帶走缸內(nèi)因鼓風(fēng)摩擦損失而產(chǎn)生的熱量，缸內(nèi)設(shè)備會(huì)因過熱而損壞，故采用中壓缸啟動(dòng)，待蒸汽流量達(dá)到一定值后切回高缸進(jìn)汽。冷態(tài)啟動(dòng)過程中高缸需要得到充分暖缸，在1020rpm以上為了不產(chǎn)生鼓風(fēng)摩擦熱量，高缸必須抽成真空。高缸保護(hù)就是為達(dá)到上述目的而設(shè)。3、凝汽器低真空保護(hù)凝汽器真空低（排汽壓力高），也即排汽溫度升高，使低壓缸、低壓轉(zhuǎn)子葉片、凝汽器溫度升高，會(huì)造成汽輪機(jī)振動(dòng)、動(dòng)靜摩擦、末級(jí)葉片斷裂、金屬變形、凝汽器鋼管泄漏等后果。4、潤滑油壓低保護(hù)防斷油燒瓦。5、EH油壓低保護(hù)EH油壓降低，高中主調(diào)各門會(huì)發(fā)生不可控動(dòng)作，必須停機(jī)。6、軸承振動(dòng)保護(hù)汽輪機(jī)動(dòng)靜摩擦、轉(zhuǎn)子質(zhì)量平衡破壞（如葉片斷裂等）、軸承故障（如潤滑不良、磨損等）、聯(lián)軸器故障等原因會(huì)造成機(jī)組振動(dòng)。7、軸向位移保護(hù)防動(dòng)靜摩擦。8、DEH失電跳機(jī)保護(hù)機(jī)組失去監(jiān)控，必須停機(jī)。9、軸承溫度高保護(hù)防軸承、軸頸損壞10、汽輪機(jī)差脹保護(hù)防動(dòng)靜摩擦11、汽機(jī)手動(dòng)跳閘保護(hù)按鈕發(fā)生汽輪機(jī)保護(hù)無法反應(yīng)的危急情況（如危及人身安全、著火等）以及保護(hù)拒動(dòng)時(shí)。機(jī)頭有危急保安器，按下后實(shí)現(xiàn)機(jī)頭停機(jī)，類似輔機(jī)事故按鈕。12、鍋爐MFT動(dòng)作后聯(lián)跳汽機(jī)保護(hù)鍋爐-汽機(jī)-發(fā)電機(jī)是一個(gè)統(tǒng)一單元，鍋爐不正常，防止事故波及到汽輪機(jī)，汽輪機(jī)應(yīng)停止進(jìn)汽。但為了減少機(jī)組非停，提高經(jīng)濟(jì)性（即使是機(jī)組熱起，損失也是很大的），目前做停爐不停機(jī)邏輯和預(yù)案，除個(gè)別直接危及汽輪機(jī)安全的（如汽包高水位、汽溫直降等）情況外，鍋爐MFT，不跳機(jī)。13、主、再熱蒸汽溫度下降跳汽機(jī)保護(hù)主、再熱蒸汽溫度下降預(yù)示著蒸汽帶水，汽輪機(jī)有水沖擊的危險(xiǎn)，而水沖擊可造成汽缸變形、轉(zhuǎn)子彎曲、動(dòng)靜摩擦等嚴(yán)重后果。14、發(fā)電機(jī)主保護(hù)動(dòng)作聯(lián)跳汽機(jī)保護(hù)發(fā)電機(jī)跳閘，汽輪機(jī)失去負(fù)荷，會(huì)發(fā)生超速，因此發(fā)電機(jī)跳閘聯(lián)動(dòng)汽輪機(jī)跳閘，關(guān)閉各主、調(diào)門，切斷汽輪機(jī)動(dòng)力。

六、高、低壓旁路濯汽器?申，低「J￡il-再熱器六、高、低壓旁路濯汽器?申，低「J￡il-再熱器鍋爐口1、將高壓缸旁路掉的叫高旁，將中低壓缸旁路掉的叫低旁。2、高低旁的作用：（1）蒸汽參數(shù)不滿足要求或汽輪機(jī)不允許進(jìn)汽時(shí)，給鍋爐產(chǎn)生的蒸汽提供通道流過再熱器，避免再熱器干燒。蒸汽流動(dòng)將爐內(nèi)熱量帶出，同時(shí)可采取措施對(duì)蒸汽參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。（2）泄壓。當(dāng)鍋爐壓力突升，高旁打開卸掉部分壓力，防止鍋爐超壓。3、高低旁啟動(dòng)模式（1）高旁冷態(tài)啟動(dòng)模式機(jī)組啟動(dòng)過程中，使用該方式，其自動(dòng)控制閥門開度及主蒸汽壓力如下圖：高旁開度J切缸后，滑壓控制（高旁關(guān)閉）+最低壓力控制（壓力不變二閥位開大什定壓控制（壓力不變.閥位丹大）.最小開度控制高旁開度J切缸后，滑壓控制（高旁關(guān)閉）+最低壓力控制（壓力不變二閥位開大什定壓控制（壓力不變.閥位丹大）.最小開度控制I閥位不變，壓力上升卜最大閥位控制（.闕位不變，壓升高）:1切缸過程;蒸汽走高4L高旁為維持壓力逐漸自動(dòng)關(guān)閉（2）低旁冷態(tài)啟動(dòng)模式低旁啟動(dòng)過程中控制過程與高旁類似，可投自動(dòng)，壓力人為設(shè)置。起初手動(dòng)打開定開度：0凝汽器抽真空時(shí)可以直接抽到鍋爐汽包，有助于鍋爐過熱器、再熱器內(nèi)存水蒸發(fā)，消除水封，也有利于汽包水蒸發(fā)，盡早建立鍋爐水循環(huán)。0給蒸汽提供通道，保護(hù)再熱器；0低旁開大有利于提升主、再熱汽溫；0隨著再熱汽溫的上升，調(diào)整低旁開度，逐漸提升再熱汽壓力，達(dá)到?jīng)_轉(zhuǎn)壓力后可將低旁投壓力自動(dòng)，穩(wěn)定壓力進(jìn)行機(jī)組沖轉(zhuǎn)，并網(wǎng)后隨著增加負(fù)荷，再熱蒸汽走中、低汽缸，低旁自動(dòng)關(guān)閉。（3）旁路非冷態(tài)啟動(dòng)模式（鍋爐有一定的壓力）0非冷態(tài)啟動(dòng)，高旁不能投啟動(dòng)模式0非冷態(tài)啟動(dòng)模式，鍋爐點(diǎn)火后應(yīng)及時(shí)打開高、低旁，給蒸汽提供通道，保護(hù)再熱器。0高低旁的控制應(yīng)根據(jù)鍋爐燃燒情況(也即主再熱蒸汽壓力上升情況)調(diào)整高低旁開度，逐步提升壓力和溫度。注意:在調(diào)整過程中如果汽機(jī)還沒有掛閘，高旁開度小于2%鍋爐會(huì)發(fā)生MFT。4、正常運(yùn)行模式0高低旁正常運(yùn)行必須嚴(yán)密關(guān)閉；0高旁滑壓模式運(yùn)行(當(dāng)前實(shí)際壓力加一定偏置作為定壓控制值，確保其關(guān)閉)0低旁滑壓模式，其給定值由調(diào)節(jié)級(jí)壓力折算而來，確保大于實(shí)際壓力，使其關(guān)閉5、有關(guān)高低旁保護(hù)(1)防止蒸汽帶水，高旁先開減壓閥，才能開減溫閥；(2)防止凝汽器熱沖擊，低旁先開減溫閥，才能開減壓閥；(3)為保護(hù)再熱器，高旁后溫度超過一定值后，高旁快關(guān)；(4)為保護(hù)凝汽器，低真空、凝汽器水位高、低旁減溫水壓力低、凝汽器溫度高低旁快關(guān)。6、高旁快開高旁快開高溫高壓蒸汽對(duì)高旁后管道造成強(qiáng)大的機(jī)械、熱沖擊(如高旁暖管不良會(huì)更嚴(yán)重)，曾經(jīng)發(fā)生過高旁快開造成管道破裂事故，因此高旁快開功能被取消。7、正常運(yùn)行中高旁為了實(shí)現(xiàn)其作用(泄壓、保護(hù)再熱器)，在幾種情況下自動(dòng)打開20%:0高壓缸切中壓缸瞬間0機(jī)前壓力大于規(guī)定值0機(jī)前壓力上升速率超規(guī)定8、正常運(yùn)行中低旁在再熱汽壓力超4.4Mpa情況下自動(dòng)打開泄壓。9、正常運(yùn)行中應(yīng)注意檢查高低旁是否投自動(dòng)，否則會(huì)發(fā)生拒動(dòng)。七、發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)：1、作用：供給發(fā)電機(jī)密封瓦，在密封瓦與軸之間形成油膜，將氫氣封在發(fā)電機(jī)內(nèi)。密封油不能中斷，否則應(yīng)緊急排氫。大氣/壓力氯氣，空側(cè)回油腔室」空側(cè)回油?氫惻回油氯側(cè)回油腔室F由囪可以看出大氣/壓力氯氣，空側(cè)回油腔室」空側(cè)回油?氫惻回油氯側(cè)回油腔室F由囪可以看出IVL氫側(cè)回油必須帶有一定壓力…2、圓側(cè)回油直接和氯氣接觸，氯側(cè)回油腔室F由圖可以看出IVL氫側(cè)回油必須帶有一定壓力…2、圓側(cè)回油直接和意氣接觸一發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子,發(fā)電機(jī)密封瓦示意圖2、密封油正常運(yùn)行方式（主油泵工作）示意圖（紫色為供油，藍(lán)色為回油）LJ連接到發(fā)電機(jī)覽系統(tǒng)個(gè)體分施空，分離.由中奈.甫氣體,防止機(jī)內(nèi)盜氣污染■王齷*■:二次溝人3、主密封油故障，備用油泵運(yùn)行方式氧惻回油」壓力油箱二苴內(nèi)是發(fā)電機(jī)內(nèi)置壓，以維持毒側(cè)回油腔室壓力,耳空油箱：維持算E，分離油中雜醫(yī)氣體，防止機(jī)內(nèi)氫4、主、備用油泵均失去時(shí)的運(yùn)行方式：靠潤滑油作為密封油油，因其壓力低(0.16MPa)，發(fā)電機(jī)內(nèi)壓力必須低于0.1，也即需緊急排氫，降壓(0.16MPa)，發(fā)電機(jī)內(nèi)壓力必須低于0.1，也即需緊急排氫，降壓百寶.由苗二柜持直空,分離油中雜底氣體，防止機(jī)內(nèi)氫壓力油箱：其內(nèi)是發(fā)電機(jī)內(nèi)■壓，以維持案側(cè)回；?腔拿后加5、潤滑油中斷運(yùn)行方式:1■作用0排盡設(shè)備內(nèi)的積水、空氣、雜質(zhì)，以免產(chǎn)生振動(dòng)；0讓設(shè)備溫度緩慢升高，避免溫度突升，金屬內(nèi)外、局部受熱不均而產(chǎn)生裂紋，損壞設(shè)備;2、管道產(chǎn)生振動(dòng)的原因及消除0振動(dòng)是由水錘造成的，即前面的積水（原來的積水或通進(jìn)去的蒸汽遇冷凝結(jié)形成）在蒸汽的推動(dòng)下撞向后面的積水或擁堵物（例如關(guān)閉的閥門、管道堵頭等）；0汽（氣）液兩相在管道內(nèi)同時(shí)存在是產(chǎn)生振動(dòng)的根本原因0高加旁路切主路，如果主路暖管不充分，主、旁路水有溫差，也即有密度差，混合后水的總體積縮小，在管道內(nèi)產(chǎn)生間隙，會(huì)發(fā)生后面的水撞擊前面水的情況，從而使管道產(chǎn)生振動(dòng)。0暖管時(shí)防止