項目8 任務(wù)8.2汽輪機的事故停機及停機后快速冷卻

授課教師：孫為民項目8電廠汽輪機的停機任務(wù)8.2汽輪機的事故停機及停機后快速冷卻CONTENTS目錄第一部分PART

ONE汽輪機的事故停機第二部分PART

TWO汽輪機的停機后的快速冷卻汽輪機的事故停機第一部分汽輪機的事故停機4緊急停機是指汽輪機出現(xiàn)了重大事故，不論機組當(dāng)時處于什么狀態(tài)、帶多少負荷，必須產(chǎn)即緊急打閘、在破壞真空的情況下盡快停機。運行規(guī)程中規(guī)定了緊急停機的條件，不同的機組有不同的規(guī)定?！啊币话闫啺l(fā)電機在運行過程中，如發(fā)生以下嚴重故障，必須緊急停機……>>>一.緊急停機汽輪機的事故停機51汽輪發(fā)電機組發(fā)生強烈振動23456汽化機發(fā)生斷葉片或明顯的內(nèi)部撞擊聲音汽輪發(fā)電機作保一個軸承發(fā)生燒瓦汽輪機油系統(tǒng)著大火發(fā)電機氫密封系統(tǒng)發(fā)生氫氣爆炸凝汽器真空急劇下降，真空無法維持汽輪機的事故停機67汽輪機嚴重進冷水、冷汽89汽輪機超速到危急保安器的動作轉(zhuǎn)速而保護沒有動作汽輪機電機房發(fā)生火災(zāi)，嚴重有車以機組安全發(fā)電機空側(cè)密封油系統(tǒng)中斷主油箱油位低到保護動作值而保護沒有動作汽輪機軸向位置突然超限，而保護沒有動作101112“”汽輪機的事故停機7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。一旦發(fā)生事故，只能采用緊急安全措施，打掉危急保安器解列停機。但一般不宜在高速時破壞真空，以免葉片突然受到制動而損傷，進入汽輪機的冷空氣會引起轉(zhuǎn)子表面和汽缸的內(nèi)表面急劇冷卻，產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，一般不希望采取這種措施。汽輪機的事故停機8一般汽輪發(fā)電機在運行過程中，如發(fā)生以下故障，應(yīng)采用故障停機方式……故障停機是指汽輪機已經(jīng)出現(xiàn)了故障，不能繼續(xù)維持正常運行，應(yīng)采用快速減負荷的方式，使汽輪機停下來進行處理。故障停機，原則上是不破壞真空的停機?！啊边\行規(guī)程中也規(guī)定了故障停機條件，不同的機組有不同的規(guī)定。>>>二.故障停機汽輪機的事故停機912345蒸汽管道發(fā)生嚴重漏汽，不能維持運行汽輪機油系統(tǒng)發(fā)生漏油，影響到油壓和油位汽溫、汽壓不能維持規(guī)定值，出現(xiàn)大幅度降低汽輪機熱應(yīng)力達到限額，仍向增加方向發(fā)展汽輪機調(diào)節(jié)汽門控制故障汽輪機的事故停機106789凝汽器真空下降，背壓上升至25kPa發(fā)電機氫氣系統(tǒng)故障雙流環(huán)的發(fā)電機密封油系統(tǒng)，僅有空側(cè)密封油泵在運行發(fā)電機檢漏裝置報警，并出現(xiàn)大量漏水汽輪機輔助系統(tǒng)故障，影響到主汽輪機的運行10汽輪機的事故停機11嚴密監(jiān)視機組的參數(shù)對主蒸汽壓力、主蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度、泊輪機的差脹、絕對膨脹、軸向位移、轉(zhuǎn)子的振動、軸顧金屬溫度及汽輪機轉(zhuǎn)子的熱應(yīng)力等，在停機過程中應(yīng)嚴密監(jiān)視。在減負荷的過程中，在掌握減負荷的速度。減負荷的速度是否合適，以高、中壓轉(zhuǎn)子的熱應(yīng)力不超值為標準。1三.停機過程中注意的問題汽輪機的事故停機12關(guān)于停盤車汽輪機停機后，必須保持盤車連續(xù)進行。因為停機后，汽輪機汽缸和轉(zhuǎn)子的溫度還很高，需要有一個逐步的冷卻過程。在這個過程中，必須由盤車保持轉(zhuǎn)子連續(xù)旋轉(zhuǎn)，一直到高、中壓轉(zhuǎn)子溫度探針溫度小于150℃，才可停止盤車。2三.停機過程中注意的問題>>>汽輪機的事故停機13如果停止軸封蒸汽仍保持真空，就會把冷空氣抽進汽輪機，造成汽輪機局部收縮，同時，外面的灰塵也會抽進汽輪機，這都是不允許的。如果因故障停盤車過后再次啟動前應(yīng)，必須先手動盤車180°并停留因故障停運時間的一半后可投入連續(xù)盤車。>>>也可以先記下盤車停止的位置，再手動盤車180°并記錄大軸繞度最大的部位并記錄此繞度值，然后將轉(zhuǎn)子靜止在繞度最大的部位，觀察繞度值下降到記錄的最大值的一半時投入連續(xù)盤車。故障停止盤車的同時，必須破壞真空并停止軸封供汽?！逼啓C的事故停機14為防止汽輪機轉(zhuǎn)子在停機中的熱彎曲，保證其撓度在一定范圍內(nèi)，必須在轉(zhuǎn)子靜止瞬間投入盤車裝置，連續(xù)盤車可以防止轉(zhuǎn)子熱彎曲和減少上下汽缸的溫差，達到隨時可以啟動的條件。汽輪機的停機就某種意義上說，也是下次汽輪機啟動的準備，所以應(yīng)當(dāng)為下次啟動作好準備工作。汽輪機的事故停機15實踐證明，軸承金屬的溫度超過149℃極易損壞，因此當(dāng)汽缸溫度為260℃或更低時，如果停止軸承潤滑滑供應(yīng)，則軸承溫度不得超149℃。一般情況下盤車一直進行到汽輪機金屬溫度達到250℃以下才停止，然后進行定期盤車，直到汽缸內(nèi)壁溫度達到150℃以下為止。在機組重新啟動前，盤車裝置還應(yīng)連續(xù)運行4h。如果轉(zhuǎn)子必須在很熱的狀態(tài)下停止轉(zhuǎn)動，則必須保證軸承潤滑油的供應(yīng)，以免燒壞軸承金屬，此時，軸承潤滑油泵不能立即停止。汽輪機的事故停機16在機組打閘后要控制真空變化，記錄轉(zhuǎn)子惰走時間，即從蒸汽門和調(diào)節(jié)汽門關(guān)閉時刻開始，記錄到轉(zhuǎn)子完全靜止所需要的時間，以便與原始惰走曲線相比較，判明轉(zhuǎn)子是否處于最佳狀。轉(zhuǎn)子惰走時，軸封送汽不可停止過早，以防止大量冷空氣從軸封處漏入汽缸，發(fā)生局部冷卻?！啊鞭D(zhuǎn)子惰走結(jié)束投入盤車后可停止軸封供汽，否則進汽漏入汽缸使上下缸溫差增大，造成熱變形。汽輪機的事故停機17盤車時潤滑油系統(tǒng)運行3停機后在盤車運行時，潤滑油系統(tǒng)必須維持運行。當(dāng)汽輪機調(diào)節(jié)級溫度達到150℃以下，盤車停止后，潤滑油系統(tǒng)（包括頂軸油泵）才可以停止運行?！啊逼啓C的事故停機18轉(zhuǎn)子的惰走曲線4新機組投入運行一段時間，待各部件工作正常后即可在停機時測繪汽輪機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速降低與時間的關(guān)系曲線，此曲線可稱該機組的標準惰走曲線。發(fā)電機從電網(wǎng)解列，去掉勵磁，自動主汽閥和調(diào)速汽閥關(guān)閉，到轉(zhuǎn)子完全靜子的一段時間，稱為汽輪機轉(zhuǎn)子的惰走時間。>>>如圖所示，該曲線表示轉(zhuǎn)子的惰走時間與轉(zhuǎn)速的關(guān)系。汽輪機的事故停機19如轉(zhuǎn)子葉輪的摩擦鼓風(fēng)損失，軸承、輔助機構(gòu)等的機械摩擦損耗；摩擦、鼓風(fēng)損失又與葉輪所處周圍的介質(zhì)的特性有關(guān)。繪制這條曲線要在汽輪機停機過程中控制凝汽器真空以一定速度降低，或者在凝汽器真空一定的情況下進行?！啊逼湫螤钪饕獩Q定于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量，以及其他環(huán)境因素，即轉(zhuǎn)動過程中的阻力條件。汽輪機的事故停機20第1段轉(zhuǎn)速下降最快，即a-b段，因為在此期間，摩擦鼓風(fēng)損失的功率與轉(zhuǎn)速成三次方關(guān)系，與蒸汽密度成正比，與真空度成反比；惰走曲線可分三個階段第2段（b-c段），轉(zhuǎn)速下降緩慢，因轉(zhuǎn)速較低，而軸承潤滑仍良好，摩擦阻力小，阻力轉(zhuǎn)動的功率??；第3段（c-d段），軸承油膜開始破壞，軸承機械摩擦阻力損失消耗功率真，所以轉(zhuǎn)速下降較快。汽輪機的事故停機21每次停機都應(yīng)記錄轉(zhuǎn)子惰走的時間，并盡量檢查轉(zhuǎn)子惰走情況，通過把惰走時間、惰走情況與該機組的標準惰走曲線相比較，可以發(fā)現(xiàn)機組惰走時的問題。如果轉(zhuǎn)子惰走時間急劇減少，可能是軸承磨損或機組動靜部件發(fā)生摩擦；如果惰走時間顯著增加，則說明可能汽輪機主汽管道上閥門關(guān)閉不嚴或抽汽管道止回閥不嚴密，致使有壓力的蒸汽少量的進入汽輪機。汽輪機的停機后的快速冷卻第二部分汽輪機的停機后的快速冷卻23冷卻時間的增長，增加了電廠的能量損耗包括盤車、潤滑和滑停時的鍋爐燃油消耗等。為了縮短機組停運時間以縮短檢修工期，提高機組可用系數(shù)，采用強制冷卻是非常必要的。隨著汽輪機參數(shù)、容量及其保溫性能的提高，汽輪機停機后，冷卻時間大大加長。汽缸溫度在停機一天內(nèi)溫降可達4℃/h，但到后期平均溫降不足1℃/h。如汽輪機正?；蚓o急停機時，依靠自然冷卻缸溫至150℃以下>>“”對于600MW機組大概需要170h對于200MW機組需要90～120h對于300MW機組需要100～130h目前在我國這兩種方式均有采用0201汽輪機的停機后的快速冷卻24強制冷卻的方法一般有兩種在停機前降低鍋爐出口蒸汽參數(shù)，利用低參數(shù)的蒸汽來冷卻汽輪機；在汽輪機停機后，用強制通風(fēng)代替蒸汽來冷卻?！啊绷硪环N方法是空氣強制冷卻一是蒸汽強制冷卻汽輪機的停機后的快速冷卻25一．蒸汽強制冷卻因為蒸汽比熱容大，強制對流放熱系數(shù)也大，所以用低溫低壓的蒸汽冷卻汽輪機可獲得較高的冷卻速度。取自鄰爐或鄰機的抽汽取自除氧器平衡管利用鍋爐余熱或投鍋爐底部加熱產(chǎn)生微量蒸汽冷卻用的汽源可以有以下三種汽輪機的停機后的快速冷卻261-電動主汽門2-高壓調(diào)節(jié)汽門3-疏水門4-高排逆止閥5-蒸汽快冷進氣閥6-鄰機二、四段抽汽至快冷門7-除氧器平衡汽至快冷門8-本機四段抽汽電動門9-過熱器10-再熱器11-中壓主汽門12-中壓調(diào)節(jié)汽門13-高壓缸14-中壓缸15-低壓缸16-凝汽器17-疏水?dāng)U容器18-高壓缸前軸封一段抽汽門19-再熱器向空排汽門20-法蘭螺栓加熱裝置21-調(diào)節(jié)級疏水至擴容器22-調(diào)節(jié)汽門及導(dǎo)管疏水門圖7-10200MW汽輪機蒸汽快冷系統(tǒng)汽輪機的停機后的快速冷卻27實踐證明，采用這種冷卻方式可在15h內(nèi)將汽缸溫度從412℃降至150℃左右，而自然冷卻從375℃降至215℃就需要54h。冷卻蒸汽由鄰機二段或四段抽汽供給，也可由除氧器平衡管供給。部分冷卻蒸汽經(jīng)高壓缸排汽管進入高壓缸夾層，通過高壓缸前軸封一段抽汽門18至六段抽；另一部分冷卻蒸汽經(jīng)高壓缸導(dǎo)汽管、電動主汽門后的疏水門3排至擴容器。中壓缸的冷卻蒸汽從蒸汽快冷門5，經(jīng)逆止閥4、再熱蒸汽冷段管進入再熱器10，通過中壓主汽門11進入中壓缸，在經(jīng)低壓缸排至凝汽器。高壓缸的冷卻蒸汽為逆流，中壓缸的冷卻蒸汽為順流。在該系統(tǒng)中“”汽輪機的停機后的快速冷卻28采用蒸汽冷卻的后期，冷卻蒸汽流量小，溫度低，鍋爐控制困難，并且小流量冷卻效果不明顯，還要防止汽輪機進水。因此本方法不可能將汽輪機的缸溫降得很低，需采用其他方法繼續(xù)降溫。在蒸汽的快冷過程中，必須詳細規(guī)定并嚴格控制以下指標1.法蘭沿寬度方向的逆溫差2.蒸汽恒溫時的降負荷率3.主蒸汽和再熱蒸汽的降溫速度4.高中壓缸的負脹差5.高中壓缸的上下缸溫差汽輪機的停機后的快速冷卻29二．空氣強制冷卻<>在空冷時，空氣量及放熱系數(shù)均遠小于蒸汽，因而熱應(yīng)力小，且容易控制?？绽湟?qū)儆跓o相變換熱，對汽輪機本身安全有利?？諝鈴娭评鋮s按引入方式的不同分為兩類壓縮空氣冷卻抽真空吸入環(huán)境空氣冷卻“”這兩種方法可以單獨或聯(lián)合使用，且聯(lián)合使用效果更佳。汽輪機的停機后的快速冷卻30根據(jù)空氣引入的位置不同，壓縮空氣冷卻方式可分為順流冷卻和逆流冷卻兩種。采用壓縮空氣經(jīng)電加熱(防止冷卻開始階段在空氣引入口產(chǎn)生熱沖擊)后送入汽缸，對汽輪機通流部分進行冷卻。一般預(yù)先將空氣加熱至250℃左右，隨著缸溫的降低，空氣溫度也隨之下降，同時流量不斷增大。壓縮空氣冷卻1如圖為300MW機組壓縮空氣順流快冷系統(tǒng)圖……順流冷卻是目前普遍采用的一種冷卻方式>>>汽輪機的停機后的快速冷卻31300MW機組壓縮空氣順流快冷系統(tǒng)圖廠壓縮空氣母管來壓縮空氣經(jīng)閥1進入汽水分離器，兩個加熱器可根據(jù)空氣溫度要求串聯(lián)或并聯(lián)，串、并聯(lián)方式及空氣量由2、3、4、5調(diào)節(jié)，加熱后的空氣分3路進入汽缸一路由10、11控制分別進入法蘭螺栓混溫聯(lián)箱、夾層混溫聯(lián)箱一路經(jīng)15串聯(lián)聯(lián)絡(luò)門或16并聯(lián)聯(lián)絡(luò)門和6、7進入高壓缸，從12排掉；一路經(jīng)8、9進入中壓缸，從低壓缸進汽管上的排氣門排出。汽輪機的停機后的快速冷卻32300MW機組壓縮空氣順流快冷系統(tǒng)圖壓縮空氣冷卻，汽缸降溫速度可達20～30℃/h，正常情況下，機組停運40h左右，可達到盤車要求。結(jié)合滑參數(shù)停機，效果更佳，可在30h以內(nèi)將機組冷卻，大大縮短機組停運時間?！啊逼啓C的停機后的快速冷卻33汽輪機停機后連續(xù)盤車狀態(tài)下，繼續(xù)對凝汽器抽真空，使系統(tǒng)處于微負壓(一般真空為10～20kPa)，從而引入環(huán)境空氣對汽輪機進行冷卻，如圖所示。抽真空吸入環(huán)境空氣冷卻2>>>該法既安全又經(jīng)濟，且系統(tǒng)的改造工作量少，運行操作也較方便。汽輪機的停機后的快速冷卻343-低壓缸4-凝汽器5-抽氣器6-再熱器7-一級旁路減溫減壓2-中壓缸1-高壓缸8.9-主汽門10.11-再熱器冷、熱段安全閥12.13.14-截止閥15.16.17-軸封18.19-軸封用低溫和高溫管道20-疏水管抽真空吸入環(huán)境空氣