第十章 汽輪機運行

第十章汽輪機運行一、蒸汽參數(shù)變化對汽輪機運行的影響主、再熱蒸汽壓力變化的影響主、再熱蒸汽溫度的影響排汽壓力變化的影響蒸汽品質(zhì)對汽輪機運行的影響1、主、再熱蒸汽壓力變化的影響經(jīng)濟性：調(diào)節(jié)汽門開度不變：壓力升高，進汽量增大，理想焓降增加，功率增加，經(jīng)濟性越好。維持功率不變：節(jié)流損失和朗肯循環(huán)效率的影響相互抵消，壓力變化，經(jīng)濟性基本不變。安全性：壓力過高，承壓部件和調(diào)節(jié)級葉片危險。壓力過低，若要保持功率，則流量增大，末級葉片危險。2、主、再熱蒸汽溫度的影響經(jīng)濟性溫度升高，朗肯循環(huán)效率升高，末級濕度下降，汽輪機效率提高。安全性溫度升高，金屬高溫蠕變，危險。溫度下降過快，汽輪機有可能發(fā)生水沖擊，極其危險。3、排汽壓力變化的影響經(jīng)濟性排汽壓力提高，朗肯循環(huán)效率下降，汽輪機的理想焓降減小，經(jīng)濟性下降。排汽壓力下降，朗肯循環(huán)效率上升，汽輪機的理想焓降增大，經(jīng)濟性上升。但排汽壓力降到一定值時，汽輪機的理想焓降受噴嘴限制，不再增大，而真空的提高需要增加循環(huán)水泵耗電。因此，存在最佳真空。安全性限制排氣溫度4、蒸汽品質(zhì)對汽輪機運行的影響汽輪機部件的腐蝕問題氧、二氧化碳減少空氣漏入，加氨提高PH值積垢問題溶解鹽主要成分：硅酸鹽、氫氧化鈉、氯化鈉、氯化鈣。表面粗糙度加大、流動摩擦損失增加、級效率降低、通流面積減小濕蒸汽清洗、大修清除二、汽輪機的熱應(yīng)力、熱膨脹、熱變形汽輪機啟動、停機、負荷波動引起金屬溫度變化帶來的問題：熱應(yīng)力熱膨脹熱變形1、熱應(yīng)力的危害與對策熱應(yīng)力的危害交變熱應(yīng)力——低周期疲勞損傷——壽命損耗減小熱應(yīng)力的措施氣缸結(jié)構(gòu)力求均勻?qū)ΨQ，形體簡單起動沖轉(zhuǎn)時，蒸汽溫度略高于氣缸或金屬轉(zhuǎn)子的最高溫度暖機控制進氣參數(shù)或機組功率的變化速度2、熱膨脹脹差：轉(zhuǎn)子膨脹量－汽缸膨脹量原因：氣缸與轉(zhuǎn)子的材料、結(jié)構(gòu)和工作條件差異影響因素：負荷變化速度主蒸汽溫升速度軸封供氣溫度摩擦鼓風損失排氣溫度外氣缸加熱裝置轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)效應(yīng)2、熱膨脹危害：動靜部分差生摩擦，發(fā)生事故措施：留出足夠間隙——考慮最大脹差、隔板等變形3、汽缸熱變形上、下汽缸溫差引起的熱變形原因：汽缸內(nèi)蒸汽流量很小時或停機后，高溫蒸汽因自然對流上升下汽缸布置抽氣管、疏水管等，使其散熱面積較上汽缸大。若汽缸內(nèi)發(fā)生蒸汽凝結(jié)或汽缸進水現(xiàn)象，水膜將沿下汽缸流動，該水膜使蒸汽與下汽缸之間的傳熱熱阻增加。下汽缸保溫條件差4、轉(zhuǎn)子的熱彎曲及其監(jiān)視控制引起轉(zhuǎn)子熱彎曲的原因：運行中碰摩，啟動時靜止狀態(tài)下進汽，停機后過早停盤車，水沖擊等式。最大熱彎曲允許值：0.25-0.35mm。三、汽輪機的啟動汽輪機起動是機組由靜止狀態(tài)到運動狀態(tài)，機組金屬零部件的溫度由冷到熱逐漸升高的過程。分類：根據(jù)汽輪機起動前的金屬溫度分：冷態(tài)起動（停機超過72h）、溫態(tài)起動（停機在約10－72h之間）、熱態(tài)起動（停機不到10h）和極熱態(tài)起動（機組跳閘1h以內(nèi)）。起動前金屬的溫度愈高，起動過程中零件金屬的溫升愈小，起動所需時間越短。根據(jù)起動過程中汽輪機主蒸汽門前的新蒸汽參數(shù)的變化特點，可分為額定參數(shù)起動和滑參數(shù)起動兩種。額定參數(shù)起動：汽輪機沖轉(zhuǎn)蒸汽參數(shù)為額定值，且在整個起動過程中蒸汽參數(shù)保持不變?；瑓?shù)起動：在整個起動帶負荷過程中使主蒸汽門前的蒸汽隨負荷的升高而逐步升高。1、啟動中的幾個問題沖轉(zhuǎn)參數(shù)的選擇–蒸汽與金屬溫度匹配（28~56℃），以免造成熱沖擊盤車預(yù)熱–在盤車的狀態(tài)下通入蒸汽加熱轉(zhuǎn)子和汽缸，使其溫度達到150℃，這樣不僅避免沖轉(zhuǎn)時熱沖擊，同時轉(zhuǎn)子已渡過了材料脆性轉(zhuǎn)變溫度2、汽輪機的啟動1）啟動前的準備設(shè)備、系統(tǒng)檢查暖管油系統(tǒng)循環(huán)調(diào)節(jié)保護裝置試驗盤車投入啟動輔機、凝汽器建立真空2）沖轉(zhuǎn)和升速暖機通常汽輪機沖轉(zhuǎn)前需具備下列條件蒸汽參數(shù)達到要求，過熱度不小于50℃凝汽器真空保持在60~67

kPa范圍內(nèi)潤滑油壓及軸承油流正常，油溫30~45℃汽缸上下缸溫差不大于50℃盤車正常，大軸原始晃度不大于0.02mm熱態(tài)啟動部件金屬溫度較高，蒸汽參數(shù)、凝汽器真空要維持稍高些中速暖機(1200rpm)和高速暖機(2500rpm)的目的是止材料脆性破壞和避免過大的熱應(yīng)力3）并網(wǎng)接帶負荷達到額定轉(zhuǎn)速，經(jīng)檢查確認運轉(zhuǎn)正常后，即可并網(wǎng)接帶負荷機組并網(wǎng)后帶初負荷(5~10%)暖機，暖機的目的是緩和帶負荷后出現(xiàn)較大溫升、熱應(yīng)力和脹差—改進措施現(xiàn)代大機組多數(shù)配置轉(zhuǎn)子應(yīng)力監(jiān)控裝置和自啟停裝置，直接控制升速、升負荷3、汽輪機停機停機的基本步驟：檢查、試運轉(zhuǎn)潤滑油泵，投入聯(lián)鎖備用減負荷停高壓加熱器減負荷到0。打閘停機啟動潤滑油泵轉(zhuǎn)子惰走轉(zhuǎn)子靜止，投入盤車運行排汽缸溫度降低后，停盤車。四、汽輪機常見故障機組振動油系統(tǒng)著火水沖擊超速1、常見振動故障原因下面介紹機組常見振動故障原因。質(zhì)量不平衡轉(zhuǎn)子的彎曲動靜碰摩油膜失穩(wěn)和汽流激振結(jié)構(gòu)共振結(jié)構(gòu)剛度不足聯(lián)軸器不對中裂紋轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子中心孔進油轉(zhuǎn)子截面剛度不對稱2、油系統(tǒng)著火汽輪發(fā)電機組的調(diào)節(jié)，潤滑、密封油管路及設(shè)備漏油引起的火災(zāi)。一般表現(xiàn)為瞬時爆炸式的著火，火勢兇猛，如不能及時切斷油源，火勢將迅速

蔓延擴大，可造成燒毀設(shè)備和廠房以致人身傷亡，使電廠長時間喪失發(fā)電能力。油系統(tǒng)著火的兩個基本條件:漏油油管路附近有熱源3、水沖擊因水或冷蒸汽進入汽輪機而引起的事故。水沖擊后果：–推力軸承損壞、葉片損傷、汽缸和轉(zhuǎn)子熱應(yīng)力裂紋、動靜部分碰磨、高溫金屬部件永久性翹曲或變形，以及由此帶來的汽輪發(fā)電機組振動，從而導(dǎo)致軸承、基礎(chǔ)及油系統(tǒng)損傷等。