項(xiàng)目9 任務(wù)9.7汽輪機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性（二）

授課教師：孫為民項(xiàng)目九電廠汽輪機(jī)的運(yùn)行與維護(hù)任務(wù)9.7汽輪機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性（二）第二部分PART

TWO汽輪機(jī)正常運(yùn)行的監(jiān)視和維護(hù)CONTENTS目錄第三部分PART

THREE汽輪機(jī)的壽命管理汽輪機(jī)正常運(yùn)行的監(jiān)視和維護(hù)第二部分汽輪機(jī)正常運(yùn)行的監(jiān)視和維護(hù)4熱膨脹和脹差的監(jiān)視2汽缸的熱膨脹可監(jiān)視滑銷(xiāo)系統(tǒng)的工作是否正常，汽缸和轉(zhuǎn)子之間的脹差是監(jiān)視汽缸內(nèi)部能否正常工作的重要指標(biāo)。造成汽缸熱膨脹不均勻的主要原因是滑銷(xiāo)系統(tǒng)卡澀，造成脹差的主要原因是負(fù)荷增減速度過(guò)大和新蒸汽溫度驟然變化。汽缸的熱膨脹不均勻?qū)?huì)使汽缸變形，脹差的存在會(huì)造成汽缸內(nèi)部動(dòng)靜部件之間的摩擦，會(huì)產(chǎn)生設(shè)備損壞事故。因此汽輪機(jī)上裝有汽缸熱膨脹指示器，大型機(jī)組還裝有脹差指示器，在運(yùn)行中應(yīng)當(dāng)注意監(jiān)視和調(diào)整。汽輪機(jī)正常運(yùn)行的監(jiān)視和維護(hù)5振動(dòng)和聲音的監(jiān)視3在汽輪機(jī)上安裝有振動(dòng)指示器，運(yùn)行中必須注意監(jiān)視和調(diào)整，將機(jī)組的振動(dòng)控制在允許的范圍內(nèi)。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不可避免地要發(fā)生振動(dòng)，其振動(dòng)量只要在正常范圍內(nèi)是無(wú)需考慮的。因此，振動(dòng)過(guò)大可能使軸封處動(dòng)靜部分發(fā)生摩擦，引起該處局部變形；使葉片、葉輪等轉(zhuǎn)動(dòng)部件損壞；使螺栓緊固部分松弛；嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使整個(gè)機(jī)組損壞。機(jī)組出現(xiàn)不正常的振動(dòng)，是運(yùn)行狀態(tài)或設(shè)備不正常的表現(xiàn)。汽輪機(jī)正常運(yùn)行的監(jiān)視和維護(hù)6機(jī)組轉(zhuǎn)速（r/min）軸承雙峰振幅（mm）優(yōu)秀良好合格3000＜0.02＜0.03＜0.051500＜0.03＜0.05＜0.07汽輪機(jī)的振動(dòng)表可以安裝在軸承座上（一般每個(gè)軸承座均裝有垂直、水平、軸向三塊振動(dòng)表），一般的軸承振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表。▼雙峰振幅是測(cè)點(diǎn)單峰振幅的2倍，也稱(chēng)全振幅或峰—峰值取軸承座垂直、水平、軸向三個(gè)方向上的最大測(cè)量值汽輪機(jī)正常運(yùn)行的監(jiān)視和維護(hù)7由于受到軸承及油膜剛度等的影響，在軸承上測(cè)得的振幅不能完全反映出轉(zhuǎn)動(dòng)部分的振動(dòng)情況，因此直接測(cè)量轉(zhuǎn)子的振動(dòng)數(shù)值作為振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)才是合理的。現(xiàn)在已有直接測(cè)量轉(zhuǎn)子振動(dòng)的非接觸式儀表在機(jī)組上安裝使用，國(guó)家規(guī)定的3000r/min汽輪機(jī)軸承和軸的振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表。汽輪機(jī)正常運(yùn)行的監(jiān)視和維護(hù)8評(píng)價(jià)優(yōu)良正常合格需重新找平衡允許短時(shí)間運(yùn)行立即停機(jī)全振幅（mm）軸承＜0.0125＜0.02＜0.025＜0.030.03~0.058＜0.050.05~0.063軸＜0.038＜0.064＜0.076＜0.0890.0102~0.0127—0.152CBA對(duì)機(jī)組進(jìn)行聽(tīng)音檢查的目的是發(fā)現(xiàn)和防止汽輪機(jī)內(nèi)部動(dòng)、靜部分的摩擦和碰撞。機(jī)組在啟動(dòng)、交接班或工況有較大變化時(shí)，運(yùn)行人員必須對(duì)軸承、主油泵和軸封等處進(jìn)行聽(tīng)音檢查。聲音是否正常主要靠運(yùn)行人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷，若發(fā)現(xiàn)有明顯的金屬聲和摩擦聲應(yīng)立即緊急停機(jī)。汽輪機(jī)正常運(yùn)行的監(jiān)視和維護(hù)9油系統(tǒng)監(jiān)視4油系統(tǒng)的主要任務(wù)為：向軸承等其它傳動(dòng)機(jī)構(gòu)提供潤(rùn)滑用油；向調(diào)節(jié)、保安裝置提供調(diào)節(jié)用油；向氫冷發(fā)電機(jī)組提供密封用油。一旦油系統(tǒng)出現(xiàn)故障就可能導(dǎo)致軸瓦燒毀、調(diào)節(jié)系統(tǒng)失靈或發(fā)電機(jī)密封破壞等惡性事故。因此，在運(yùn)行中應(yīng)對(duì)油系統(tǒng)的工作情況進(jìn)行密切監(jiān)視，其監(jiān)視項(xiàng)目主要有：汽輪機(jī)正常運(yùn)行的監(jiān)視和維護(hù)10（1）油溫一般軸承的進(jìn)油溫度為35~45℃，對(duì)于大機(jī)組，考慮其油膜工作的穩(wěn)定性，軸承進(jìn)油溫度應(yīng)維持在40~45℃，軸承進(jìn)出口油溫差應(yīng)在10~15℃之間。如果進(jìn)油溫度高于此上限值，油的粘度降低會(huì)破壞油膜的穩(wěn)定性，且由于油的吸熱量減小，可能使軸瓦溫度升高。如果油溫低于此下限值，油的粘度增大會(huì)造成軸瓦內(nèi)油膜的不穩(wěn)定，引發(fā)振動(dòng)。汽輪機(jī)正常運(yùn)行的監(jiān)視和維護(hù)11運(yùn)行中通過(guò)調(diào)整冷油器冷卻水量的方法來(lái)控制軸承的進(jìn)油溫度。運(yùn)行中油溫升高，應(yīng)立即檢查調(diào)整潤(rùn)滑油系統(tǒng)的冷油器或化驗(yàn)油質(zhì)，如果油質(zhì)惡化，應(yīng)立即更換或部分處理。此方法同樣適用于大機(jī)組的EH油系統(tǒng)。123汽輪機(jī)正常運(yùn)行的監(jiān)視和維護(hù)12（2）油壓油壓過(guò)高可能使油系統(tǒng)設(shè)備或管道發(fā)生泄漏事故，嚴(yán)重時(shí)甚至造成設(shè)備或管道破裂的嚴(yán)重事故，這樣不僅損壞設(shè)備，而且泄漏出來(lái)的油很容易引發(fā)更為嚴(yán)重的火災(zāi)事故。油壓過(guò)低有可能造成軸承油量不足或斷油，并影響調(diào)節(jié)系統(tǒng)的正常工作。汽輪機(jī)正常運(yùn)行的監(jiān)視和維護(hù)13在運(yùn)行中，如果發(fā)現(xiàn)油壓不正常，應(yīng)及時(shí)查找原因，加以調(diào)整。▼油壓過(guò)高時(shí)可打開(kāi)泄壓閥泄壓。引起油壓降低的原因有：主油泵工作失常、注油器故障、減壓閥彈簧調(diào)整不當(dāng)或油系統(tǒng)泄漏等。由于即使是極短暫的軸承斷油，也會(huì)造成很?chē)?yán)重的事故，所以機(jī)組上均裝有低油壓自動(dòng)保護(hù)裝置，當(dāng)油壓降低時(shí)，報(bào)警或自啟事故油泵或自動(dòng)停機(jī)。123汽輪機(jī)正常運(yùn)行的監(jiān)視和維護(hù)14（3）油箱油位為了保證油系統(tǒng)的正常工作，系統(tǒng)中應(yīng)有足夠的油量，即油箱油位應(yīng)在正常范圍內(nèi)。為了正確監(jiān)視油位，應(yīng)在油箱上裝設(shè)油位計(jì)。一旦發(fā)現(xiàn)油位下降，應(yīng)檢查油系統(tǒng)，消除漏油后補(bǔ)充新油。汽輪機(jī)正常運(yùn)行的監(jiān)視和維護(hù)15（4）油質(zhì)1油質(zhì)變壞將直接影響油膜的穩(wěn)定，為此汽輪機(jī)運(yùn)行中必須定期檢查化驗(yàn)油質(zhì)，以確保油質(zhì)符合要求。2運(yùn)行中油質(zhì)惡化的原因主要是油溫過(guò)高和油中浸入汽水，因此要注意控制油溫并防止汽水漏入油側(cè)。3通過(guò)化驗(yàn)發(fā)現(xiàn)油質(zhì)惡化時(shí)，必須立即對(duì)油進(jìn)行處理。汽輪機(jī)正常運(yùn)行的監(jiān)視和維護(hù)16（5）冷油器的工作狀況1冷油器工作失常將使油溫不在正常范圍內(nèi)，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的事故，因此在運(yùn)行中必須監(jiān)視調(diào)整冷油器，使其工作正常。2當(dāng)冷卻水溫度、壓力不變但冷油器的端差在增大時(shí)，表明冷油器的受熱面臟污了，應(yīng)進(jìn)行清洗；如果冷卻水進(jìn)出口溫差增大而端差變化不大時(shí)，說(shuō)明冷卻水量不足，應(yīng)增大冷卻水量。3對(duì)于冷油器，還應(yīng)保持油側(cè)壓力大于水側(cè)壓力，以防止泄漏時(shí)造成油中進(jìn)水使油質(zhì)惡化現(xiàn)象的發(fā)生；對(duì)于北方地區(qū)的冷油器，在停用時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，還應(yīng)注意放空水，以防水結(jié)冰后破壞冷卻水管。汽輪機(jī)正常運(yùn)行的監(jiān)視和維護(hù)17（6）EH油系統(tǒng)1大功率機(jī)組為DEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供高壓動(dòng)力油的EH油系統(tǒng)運(yùn)行正常與否關(guān)系到整個(gè)汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)能否正常工作，因此必須對(duì)其監(jiān)視和調(diào)整。2運(yùn)行中應(yīng)經(jīng)常監(jiān)視檢查EH油泵的電流、EH油壓力、高低壓蓄能器氮壓等參數(shù)，并調(diào)整至正常值。3如發(fā)現(xiàn)EH油壓降低且油泵電流下降，一般應(yīng)檢查油濾網(wǎng)，如果濾網(wǎng)前后壓差增大，就需進(jìn)行濾網(wǎng)清理；如果油壓降低時(shí)油泵電流上升，一般應(yīng)檢查系統(tǒng)中有無(wú)漏油點(diǎn)或過(guò)壓閥是否誤開(kāi)等；如果發(fā)現(xiàn)氮壓下降應(yīng)及時(shí)充氮，并查找原因。汽輪機(jī)正常運(yùn)行的監(jiān)視和維護(hù)18（二）巡回檢查運(yùn)行值班人員應(yīng)按規(guī)程要求定期進(jìn)行設(shè)備的巡回檢查，在巡回檢查中，通過(guò)眼看、手摸、耳聽(tīng)、鼻嗅的方法來(lái)判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常，防止發(fā)生設(shè)備損壞事故。運(yùn)行人員應(yīng)按規(guī)定的路線和內(nèi)容進(jìn)行檢查，必須做到認(rèn)真細(xì)致、不漏項(xiàng)。12汽輪機(jī)正常運(yùn)行的監(jiān)視和維護(hù)19（三）正常運(yùn)行中的試驗(yàn)及輔助設(shè)備切換對(duì)于帶基本負(fù)荷的汽輪機(jī)，應(yīng)定期對(duì)負(fù)荷做較大范圍的變動(dòng)，防止調(diào)節(jié)汽閥閥桿卡澀。對(duì)于所有汽輪機(jī)都應(yīng)定期做自動(dòng)主汽閥、中壓聯(lián)合汽閥的活動(dòng)試驗(yàn)，以防止其卡澀。（1）1.定期活動(dòng)汽門(mén)為了保證汽輪機(jī)設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，除了必須要求汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)正常工作外還必須保證輔助設(shè)備的安全可靠，為此必須進(jìn)行正常運(yùn)行中的試驗(yàn)及輔助設(shè)備切換工作。汽輪機(jī)正常運(yùn)行的監(jiān)視和維護(hù)20各回?zé)岢槠艿郎系哪嬷归y、調(diào)整抽汽管道上的逆止閥和安全閥均應(yīng)按規(guī)程要求定期進(jìn)行試驗(yàn)校正，以確保其工作性能。（2）應(yīng)定期做備用事故油泵及其自啟動(dòng)裝置的試驗(yàn)，以確保需要時(shí)事故油泵能立即啟動(dòng)。（3）每天應(yīng)進(jìn)行油位計(jì)的活動(dòng)試驗(yàn)，確保油位計(jì)顯示準(zhǔn)確；還應(yīng)定期放出油箱底部的積水，以保證油質(zhì)。（4）各種自動(dòng)保護(hù)裝置（包括聲光信號(hào)）在運(yùn)行中可以試驗(yàn)的均應(yīng)定期進(jìn)行試驗(yàn)，以確保起到保護(hù)作用。（5）汽輪機(jī)正常運(yùn)行的監(jiān)視和維護(hù)21定期進(jìn)行高壓加熱器的保護(hù)裝置試驗(yàn)。（6）定期進(jìn)行真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性試驗(yàn)。（7）定期進(jìn)行輔助設(shè)備的切換試驗(yàn)。包括主抽氣器（真空泵）、凝結(jié)水泵、凝升泵、疏水泵、工業(yè)水泵等。經(jīng)常監(jiān)督備用水泵（設(shè)備）的電機(jī)絕緣狀況，防止在緊急啟動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)損壞而擴(kuò)大事故。（8）正常運(yùn)行中的試驗(yàn)及輔助設(shè)備切換工作都需按操作票要求進(jìn)行具體操作，并且認(rèn)真填寫(xiě)該操作票汽輪機(jī)的壽命管理第三部分汽輪機(jī)的壽命管理23（一）汽輪機(jī)壽命的概念汽輪機(jī)從初次投運(yùn)到轉(zhuǎn)子出現(xiàn)第一條裂紋為止總的運(yùn)行時(shí)間稱(chēng)為汽輪機(jī)的無(wú)裂紋壽命，目前汽輪機(jī)壽命普遍使用這一概念。這種裂紋出現(xiàn)后，如不及時(shí)處理，必將繼續(xù)擴(kuò)展。所以汽輪機(jī)壽命實(shí)質(zhì)上是主要部件金屬材料永久性損壞的標(biāo)志。（1）（2）（3）汽輪機(jī)的壽命管理24汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子在正常運(yùn)行中和汽缸一樣要承受高壓工作蒸汽產(chǎn)生的應(yīng)力、高溫蠕變帶來(lái)的損傷、工況變化引起的熱應(yīng)力；還要比汽缸多承受高速旋轉(zhuǎn)引起的離心應(yīng)力、傳遞工作扭矩而產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力、高速旋轉(zhuǎn)下自重引起的交變切向應(yīng)力。在汽輪機(jī)啟停過(guò)程和工況變化時(shí)，蒸汽對(duì)高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子的放熱系數(shù)大約是對(duì)應(yīng)位置汽缸的三倍，加之大功率機(jī)組多層缸結(jié)構(gòu)的采用，使得啟停時(shí)轉(zhuǎn)子所受的熱應(yīng)力也遠(yuǎn)大于汽缸的熱應(yīng)力。正因?yàn)檗D(zhuǎn)子比汽缸的工作環(huán)境惡劣，更容易損壞，所以研究汽輪機(jī)的壽命損耗實(shí)質(zhì)上是研究轉(zhuǎn)子的壽命損耗。汽輪機(jī)的壽命管理25（1）（2）一是長(zhǎng)期在高溫下運(yùn)行的蠕變損耗，約占總壽命的20~30%二是啟停及工況變動(dòng)下的低周熱疲勞損耗汽輪機(jī)的壽命損耗主要包括兩方面：由于電網(wǎng)負(fù)荷擾動(dòng)引起機(jī)組大幅度負(fù)荷變動(dòng)此外在電網(wǎng)故障機(jī)組被迫帶廠用電運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子被溫差達(dá)150℃以上的蒸汽急劇冷卻，也會(huì)引起較大的壽命損耗。由于不定因素引起汽溫波動(dòng)或短時(shí)超限等也要引起轉(zhuǎn)子的壽命損耗（二）汽輪機(jī)壽命的影響因素汽輪機(jī)的壽命管理26高溫蠕變損耗1汽輪機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，汽缸、轉(zhuǎn)子等金屬部件長(zhǎng)期在高溫和一定的工作應(yīng)力條件下工作。金屬材料要發(fā)生高溫蠕變，會(huì)產(chǎn)生蠕變損傷，積累到一定程度，將導(dǎo)致部件產(chǎn)生裂紋，最終發(fā)生破壞。12汽輪機(jī)的壽命管理27低周疲勞損傷2在一個(gè)完整的啟停和變負(fù)荷過(guò)程中，轉(zhuǎn)子表面和中心承受的應(yīng)力都正好經(jīng)過(guò)了一次完整的交變過(guò)程由于啟停循環(huán)過(guò)程間隔的時(shí)間較長(zhǎng)，所以稱(chēng)之為低周疲勞損傷（1）（2）（3）在汽輪機(jī)啟動(dòng)和加負(fù)荷過(guò)程中，轉(zhuǎn)子處于被加熱過(guò)程，轉(zhuǎn)子表面承受熱拉應(yīng)力中心承受熱壓應(yīng)力，而在停機(jī)和減負(fù)荷過(guò)程中，轉(zhuǎn)子處于被冷卻過(guò)程，轉(zhuǎn)子表面承受熱壓應(yīng)力中心承受熱拉應(yīng)力（4）經(jīng)過(guò)一定數(shù)量的啟停循環(huán)，轉(zhuǎn)子表面會(huì)出現(xiàn)疲勞裂紋，并逐漸擴(kuò)展，我們將這種交變應(yīng)力引起的損傷稱(chēng)為疲勞損傷汽輪機(jī)的壽命管理28為了更好地使用汽輪機(jī)，必須對(duì)汽輪機(jī)的壽命進(jìn)行有計(jì)劃的管理▼（1）（2）一是確定汽輪機(jī)的壽命分配方案和具體的實(shí)施計(jì)劃二是進(jìn)行汽輪機(jī)的壽命監(jiān)測(cè)汽輪機(jī)的壽命管理包括兩方面的內(nèi)容：（三）汽輪機(jī)的壽命管理汽輪機(jī)的壽命管理29汽輪機(jī)的壽命分配1分配汽輪機(jī)壽命時(shí)，應(yīng)根據(jù)汽輪機(jī)帶負(fù)荷的性質(zhì)，確定帶基本負(fù)荷的時(shí)間和帶尖峰負(fù)荷的時(shí)間；根據(jù)同類(lèi)機(jī)組的統(tǒng)計(jì)資料，確定機(jī)組在壽命期內(nèi)冷態(tài)和熱態(tài)啟動(dòng)的次數(shù)和啟動(dòng)時(shí)間、強(qiáng)迫停機(jī)的次數(shù)。我國(guó)汽輪機(jī)的使用年限一般為30年。機(jī)組在運(yùn)行期內(nèi)的蠕變損傷和某些不確定因素造成的疲勞損傷（如負(fù)荷變動(dòng)、帶廠用電運(yùn)行等）也應(yīng)在