中压缸启动分析课件

1、目 录第一章 中压缸启动的技术现状11.1 国内中压缸启动方式的应用情况及动向11.2 大容量汽轮发电机组的启动运行方式11.3 中压缸启动与高、中压缸联合启动21.3.1 中压缸启动21.3.2 高、中压缸联合启动21.3.3 中压缸启动与高、中压缸联合启动比较21.3.4 中压缸启动的特点2第二章 汽轮机启动基础42.1 热应力42.2 疲劳52.3 热膨胀52.4 脆性断裂7第三章 中压缸启动的系统设置93.1 机组中压缸启动的系统配置93.1.1 旁路系统配置概况93.1.2 旁路的功能及要求93.2 汽轮机旁路系统的选型原则10第四章 中压缸启动热力参数选择的原则以及方法114.1

2、汽轮机组中压缸冷态启动热力参数的选择的原则114.1.1 中高压缸预暖阶段热力参数选择114.1.2 冲转阶段热力参数的选择114.1.3 升速阶段热力参数选择114.1.4 带初始负荷阶段热力参数选择124.1.5 切换阶段热力参数的选择124.1.6 高压缸预暖阶段热力参数选择124.1.7 冲转参数选择124.2 汽轮机组中压缸启动热力参数选择的方法12第五章 中压缸启动步骤和要点分析145.1 中压缸启动步骤145.1.1 机组启动前的检查准备工作和辅助设备、系统的投运145.1.2 锅炉点火前的确认155.1.3 锅炉点火以及升温升压过程中的检查与调整165.1.4 汽轮机冲转、升速

3、175.1.5 汽轮机倒缸及第一次暖机185.1.6 汽轮机第二次暖机185.2 要点分析185.2.1 高压内缸预暖185.2.2 VV阀和RFV阀的控制195.2.3 轴向推力205.2.4 高、低压旁路的投入205.2.5 转速205.2.6 并网215.2.7 高中压缸切换21总结24致谢26参考文献27题目：中压缸启动分析专业： 姓名： 指导老师：摘要：目前我国电网中的大容量机组以引进型300MW、600 MW机组居多,也有相当多的进口机组,使得我国火力发电机组在容量参数、技术特征和启动运行方式各方面都呈现出世界上独一无二的多样性。大型中间再热机组在冲转前倒暖高压缸，但起动初期高压缸

4、不进汽，由中压缸进汽冲转，机组带到一定负荷后，再切换到常规的高、中压缸联合进汽方式，直到机组带满负荷，这种起动方式称为中压缸起动，切换进汽方式时的负荷称为切换负荷。有些机组不是在带负荷后切换起动方式，而只是在机组中速暖机后，即切换成高中压缸联合进汽方式，这种方式也称为中压缸起动方式，其目的是满足机组快速起动的要求。采用中压缸启动，较好地解决了传统的高、中压缸联合启动的启动时间长、启动困难，启动过程中易发生振动大、大轴弯曲、胀差大等问题，满足电网调峰的需要，而且经济效益显著。第一章 中压缸启动的技术现状中压缸启动汽轮机运行特点，对旁路系统进行了简介，说明了与中缸启动相关的逻辑，简述了中压缸启动步

5、骤和切缸过程。总结了运行中出现的问题及处理方法，为同机组中压缸启动提供借鉴。1.1 国内中压缸启动方式的应用情况及动向（1）中压缸启动最早使用于秦岭发电厂,后在国家电力公司西安热工研究院与焦作电厂进行了完善中压缸启动功能的系统改造。经过实验,中压缸启动虽然可以带来很好的经济效益,但由于中压缸启动的系统配置要求较高,在不改变控制系统的情况下,手动操作太多；为了减少手动操作,系统的改造(管道系统和控制系统) 又很复杂。所以中压缸启动的方法未能得到广泛应用。我国大容量机组广泛采用高中压缸同时进汽冲转的滑参数压力法启动。江苏华润电力常熟第二发电厂 3×600MW工程的 1号、2号机组分别于

6、2005年 3月 3日和 6月 16日通过168h试运行，其汽轮机为东方汽轮机厂引进日立技术生产的 N600-24.2/538/566超临界、一次中间再热、凝汽式汽轮机。机组启动方式为中压缸启动,为首台国产引进型超临界 600MW汽轮机中压缸启动,总结其启动经验,对我国今后同类超临界机组完善其启动系统,找出最佳启动方式具有重要的意义。（2）中压缸启动在高压缸隔离状态下由再热蒸汽冲转汽轮机并网的汽轮机启动方式,与传统的高压缸启动方式相比,解决了中压缸温度大大滞后于高压缸的问题,减少了中压缸的热应力与胀差,也解决了启动速度与汽轮机寿命损耗之间的矛盾。由于中压缸启动方式的特殊要求,启动操作较为复杂,

7、本文拟就湄洲湾电厂ALSTOM396MW单轴双缸双排汽、亚临界、一次中间再热,多级轴流冲动凝汽式汽轮机的全冷态中压缸启动过程,分析介绍中压缸启动方法与要点。（3）汽轮机的启动实际上是蒸汽向金属传递热量的复杂的热交换过程。合理的启动方式可以减小汽轮机各部分的金属温度、转子与汽缸的相对胀差,可以减少金属的热应力与热变形,使机组在启动过程中,不发生异常振动、摩擦和金属裂纹；可以缩短总的启动时间,实现机组的合理的安全经济运行。对于大容量的中间再热式机组,由于机组结构的特点,在采用高中压联合启动的过程中,金属温差较大,启动时间长,耗油量大,经济性差。所以,大容量中间再热机组寻求合理的启动方式将显得更加重

8、要。（4）高、低压旁路的投入高、低压旁路系统投入成功与否决定了中压启动能否实现。汽包压力达0.20.5MPa后,为建立再热蒸汽通流,提高再热汽温度,尽快满足机冲转要求和为汽机高压缸暖缸作准备,以及汽水位与主汽温度控制的需要,稍开高压旁路和低旁路调节阀。旁路不可开启过快以防引起主汽压变化过大,使汽包水位上升至跳闸值(254mm),锅炉灭火保护动作；而汽包未建立压力即建立通将使冷再热汽温度上升过快。为防止冷再热蒸汽度过高(460),锅炉跳闸或汽机高压缸倒暖时度过高对高压缸缸体、转子的热冲击,控制高压路出口的蒸汽温度在350360。低压旁路配合高压旁路缓慢建立再热汽压力至1.5MPa后投入自动方式维

9、持。主蒸汽压力升至8MPa (原设计值为5.7MPa,因蒸汽流量低且再热蒸汽出口温度不易控制,在调试时改为8MPa)后可将高压旁压投入自动方式,以维持压力稳定。1.2 大容量汽轮发电机组的启动运行方式大容量汽轮机启动方式的分类：按冲转参数分，可以分为额定参数启动和滑参数启动，现代大容量汽轮发电机组均为单元布置，采用滑参数启动方式。1.3 中压缸启动与高、中压缸联合启动1.3.1 中压缸启动在汽轮机启动冲转过程中，高压缸不进汽，只向中压缸进汽冲动汽轮机转子，待转速至23002800r/min后或并网后,才开始逐步向高压缸进汽，在切换为高、中压缸共同进汽的方式直至机组带满负荷运行，称为中压缸启动（

10、先关闭高压汽阀，再开启中压调节汽门，利用高低压旁路系统，先从中压缸进汽冲转）。1.3.2 高、中压缸联合启动高、中压缸启动时，蒸汽同时进入高压缸和低压缸冲动转子，称为高、中压缸联合启动1.3.3 中压缸启动与高、中压缸联合启动比较1在汽轮机启动冲转过程中，高压缸不进汽，只向中压缸进汽冲动汽轮机转子，待机组达到一定转速或带到一定负荷后，在切换为高、中压缸共同进汽的方式直至机组带满负荷运行，称为中压缸启动。2高、中压缸启动时，蒸汽同时进入高压缸和低压缸冲动转子，称为高、中压缸联合启动3高、中压缸联合启动的特点（1）对高、中压缸合缸的发电机组特别有利。（2）使各分缸加热均匀。（3）降低热应力。（4）

11、缩短启动时间。4与高、中压缸联合启动的比较中压缸启动方式与高、中压缸联合启动方式相比，高压缸采用倒暖方式，中压缸全周进汽，使得汽缸加热比较均匀，温升较为合理。在机组启动初期，减少了高压缸热应力和胀差对机组启动速度的影响和限制。由于高压缸在启动初期不进汽做功，在同样的工况下，进入中压缸的蒸汽量大，使得暖机更加充分、迅速，从而缩短了机组启动持续时间。1.3.4 中压缸启动的特点1中压缸启动的优点（1）在启动初期能保持高的再热器压力，因此他允许使用较小的旁路管道就达到所需要的流量。（2）使用的蒸汽流量大，锅炉可以维持在稳定的工况下运行，同时能供应足够高的蒸汽温度，因而就能与汽轮机的金属温度相匹配。（

12、3）可避免高压缸在低流量下运行，因而减少了高压缸第一级和高压缸排气口出的热冲击。（4）由于在低负荷运行时，高压缸被隔离且处于真空状态，因此，机组可以实现连续带厂用电运行或额定转速下空负荷运行而不受时间限制，但凝汽器的真空必须维持在个适当值。（5）缩短启动时间。由于汽轮机冲转前对高压缸进行倒暖，这样，在启动初期速度不受高压缸热应力和涨差的限制；另外，由于高压缸不进汽做功，进入中压缸的蒸汽流量大，暖机更加充分迅速，从而缩短了整个启动过程所需时间。（6） 启动热应力小,寿命损耗小。中压缸启动时，高中压缸加热均匀，温升合理，汽缸容易膨胀，从整体上可以提高启动的安全性和灵活性。中压缸启动为全周进汽,对中

13、压缸和中压转子加热均匀；同时,对高压缸进行倒暖缸,使高压缸及其转子的受热也较均匀,不会产生预热过程中的温升率过大的问题,这就减少了启动过程中汽缸和转子的热应力,延长了机组的使用寿命。而且，易于实现蒸汽与金属温度的匹配。中压缸启动,一方面再热蒸汽经过连续两次的加热,其温度极易实现与中压进汽部分的汽缸及转子金属温度的匹配；另一方面再热蒸汽与主蒸汽间的温差比高中压缸联合启动时小的多,因此在负荷切换时就较易实现主蒸汽、再热蒸汽的温度与高压调节级、中压第一级处金属温度的同时匹配,对机组避免热冲击,减少因蒸汽与金属温差引发的寿命损耗有一定的益处。（7）提前越过脆性转变温度。中压缸启动，高压缸倒暖，启动期间

14、中压缸进汽量大，这样可使高压转子和中压转子尽早越过脆性转变温度。（8）对于特殊工况具有良好的适应性。主要体现在低负荷和空负荷运行方面。采用中压缸启动时，只要关闭高压排汽止回阀，维持高压缸真空，汽轮机就可以安全地长时间空负荷运行；同样采用中压缸启动时，只要打开旁路，隔离高压缸，汽轮机就能在很低的负荷下长时间运行。（9）抑制低压缸尾部温度水平。采用中压缸进汽，启动初期流经低压缸的蒸汽流量较大，这样就能更有效的带走低压缸尾部由于鼓风产生的热量，保持低压缸尾部温度在较低的水平。2中压缸启动的缺点（1）必须设置汽轮机旁路系统、高压缸暖缸阀和抽真空阀（2）系统较为复杂并增加了初投资（3）启动操作也比较复杂

15、。第二章 汽轮机启动基础2.1 热应力当物体温度变化时，热变形受到其它物体约束或物体内部各部分之间的相互约束所产生的应力，称为热应力。汽轮机在启动、停机和变工况运行中，由于蒸汽于金属各部件的传热条件不同，以及汽缸和转子等部件的材料结构、导热系数、导热时间等因素的不同，使得汽缸内外壁、汽缸和法兰于转子之间、上下缸之间产生温差，使汽轮机部件内部产生热应力。热应力变化规律是温度升高的一侧产生热压应力，温度降低的一侧产生热拉应力，简述为“热压冷拉”。温度变化时，物体内部各点温度均匀，变形不受约束，则物体产生热变形而没有热应力。当变形受到约束时，则在内部产生热应力。物体各处温度不均匀时，即使没有外界约束

16、条件，也将产生热应力；在温度高的一侧产生热压应力，在温度低的一侧产生热拉应力。1.汽缸壁的热应力启动时，汽缸内壁为热压应力，外壁为热拉应力，且内外壁表面的热压和热拉应力均大于沿壁厚其他各处的热应力。在停机过程中，内壁表面热拉应力，外壁表面热压应力。（1）热应力与汽缸壁温差t成正比，因此可用t作为汽轮机运行中控制热应力的监视指标，在启停及负荷变化过程中，严格控制内外壁温差t在允许的范围内；（2）汽轮机冷却过快比加热过快更加危险；（3）控制汽轮机金属的温升速度是控制热应力的基本方法。运行中除监视内外壁温差外，还必须控制好金属的温度升降速度，汽缸内壁温升（温降）速度大小决定了汽轮机转速和负荷变化的快

17、慢，也即决定了汽轮机启动和停机过程的快慢。2.法兰螺栓的热应力（1）沿着法兰宽度方向存在温差，必然引起热应力。启动时，法兰外侧的温度低于内侧温度，因而受热后内侧膨胀大，外侧膨胀小，外侧就会阻止内侧自由热膨胀，内侧产生热压应力，外侧受热拉应力。停机时，情况则相反；如果机组不断启停，法兰内外侧就要承受交变的热应力。（2）螺栓的热拉应力随法兰和螺栓的温差增大而增加，一般规定法兰与螺栓温差的允许值为：中参数机组40-50，高参数大容量机组20-35。3.转子的热应力启动时，蒸汽以对流换热方式将热量传给转子外表面，再以导热方式将热量传给转子中心孔。其中转子外表面温度上升快，中心孔与外表面存在温差；其温差

18、大小主要与蒸汽温度变化率以及转子本身的热容量有关。温差与蒸汽温度变化率成正比；且热容量越大，温差越大；转子中心孔与外表面的温差越大；转子的热应力也越大。 启动时转子外表面产生热压应力，中心产生热拉应力；停机时，刚好相反，而正常运行时，由于径向温差变得很小，转子内的热应力基本消失。控制转子或汽缸的热应力就是要限制机组启停及负荷变化速度。汽轮机转子热应力的最大值通常出现在高压转子的调节级和中压转子的第一级附近。一般用监视和控制调节级汽缸内壁温度的方法来控制转子的热应力。因为蒸汽首先接触调节级处部件，蒸汽与转子温差较大，在启停及正常运行中，应注意调节级处蒸汽温度及缸体金属温度和中压第一级处的缸体金属

19、温度。（1）随着机组容量增大和参数提高，温差导致的损坏首先发生在汽缸上，即汽缸裂纹。随着对汽缸的结构的改进，对机组启停及加减负荷速度的限制，使汽缸的热疲劳损坏逐步得到解决。（2）随着容量进一步增大，转子直径也增大，转子热疲劳损坏也突出了2.2 疲劳汽轮机转子在机组的启动、停机和变负荷时要承受交变应力的作用，产生塑性变形，形成转子疲劳性的全应变，并逐渐在转子的应力集中部位形成裂纹，裂纹逐渐扩展，最终将会导致转子的断裂。启动时转子外表面产生热压应力，中心产生热拉应力；停机时，转子外表面产生热拉应力，中心产生热压应力；汽轮机每启停一次，转子表面就会交替出现一次热压应力和热拉应力，多次启停，在交变热应

20、力反复作用下，将使转子金属表面出现裂纹，称为转子的低频疲劳损伤。启停时加热或冷却越快，转子损耗就越大。越容易出现裂纹。1转子低频疲劳损耗汽轮机每启停一次，转子表面层就会交替出现一次热压应力和热拉应力，若汽轮机多次启停，则交变热应力多次反复作用，将引起转子金属表面出现裂纹，称为转子低频疲劳损耗。2转子不同部位的疲劳寿命损耗曲线疲劳寿命损耗曲线表明了金属温度变化量、金属温度变化率与转子寿命的关系：疲劳寿命损耗曲线的横坐标为该部位表面介质的温度变化量，纵坐标为介质的温度变化率，f值为循环周次N的倒数，即：f=1/N，即在N对应的应力值下循环一次后，转子寿命损耗的百分数。从曲线变化关系可以看出，机组每

21、次启停时金属温度变化量越大，金属温度变化率越快，对转子寿命损耗的影响就越大。金属温度变化率变小，允许的金属温度变化量便可以稍大一些，反之亦然。2.3 热膨胀汽轮机从冷态启动到带额定负荷运行时，金属温度显著提高，汽轮机的汽缸在各个方向的尺寸都明显增大，这就是热膨胀。热膨胀变化规律就是热膨冷缩。一、汽缸和转子的热膨胀汽轮机在启停和变工况时，设备零部件存在温差，产生热应力，引起热膨胀，改变了常温下零部件位置。由于各部件几何尺寸及材质的不同，其热膨胀也不相同，造成各动静部分间隙变化，危害汽轮机的安全运行。因此必须保证汽缸在纵向能自由热胀冷缩，在横向能均匀膨胀；汽轮机动静部分间隙及转子和汽缸洼窝中心保持

22、不变或变化很小。随着机组容量的提高，转子的轴向长度增加，转子的轴向膨胀量较大，在运行中应加强对转子膨胀量的监控，以防止卡涩和动静部分磨损。二、汽缸与转子的相对膨胀1胀差的概念转子与汽缸沿轴向膨胀之差称为胀差。当转子轴向膨胀量大于汽缸轴向膨胀量时，胀差为正，反之为负。汽轮机在启动及加负荷时，胀差为正；在停机或减负荷时，胀差为负。2胀差产生的原因：（1）转子和汽缸的金属材料不同，热胀系数不同；（2）汽缸质量大与蒸汽接触面积小，转子质量小与蒸汽接触面积大；转子和汽缸的质面比：转子或汽缸质量与被加热面积之比，通常以mA表示。转子质量轻、表面积大，则质面比小，而汽缸质量大、表面积小，则质面比大。（3）转

23、子转动，故蒸汽对转子表面的放热系数比对汽缸表面放热系数大。3胀差的危害：胀差使通流部分动静沿轴向间隙发生变化，造成动静部件的碰撞和摩擦，延误启动时间、引起机组振动、大轴弯曲等严重事故。当胀差为正时，动叶出口与下级静叶入口间隙减小；当胀差为负时，静叶出口与动叶入口之间的间隙减小； 4影响胀差的主要因素（1）主、再热蒸汽的温升、温降速度及负荷变化速度；（2）轴封供汽温度和供汽时间。冷态启动时，在冲转前向轴封供汽，由于供汽温度高于转子温度，转子局部受热而伸长，可能出现轴封摩擦现象。（3）凝汽器真空。在升速和暖机过程中，当真空降低时，若保持机组转速不变，须增加进汽量， 使高压转子受热增加，胀差增大。

24、使中、低压转子鼓风摩擦热量被增加的蒸汽量带走，胀差减少。（由于中、低压转子叶片较长，其鼓风摩擦热量比高压转子大。当真空降低时，中低压转子鼓风摩擦热量被增加的蒸汽量带走，故胀差减少；因此，在升速暖机过程中不能用提高真空的办法来减小中、低压通流部分的胀差。）（4）鼓风摩擦热量。鼓风摩擦损失与动叶片长度成正比，与圆周速度三次方成正比，所以低压转子的鼓风摩擦损失远比高、中压转子大，鼓风摩擦损失热量加热通流部分，使胀差增加，在小流量时其影响较大。随着流量增加，其影响逐渐减小，当流量达到一定值时，鼓风摩擦损失的热量已能全部被带走，这时对胀差的影响就会消失。（5）转速。转子的离心力与转速的平方成正比；在离心

25、力作用下，转子沿径向伸长，轴向则缩短，胀差减小。（弹性材料的径向应变与轴向应变有一定比例关系，当转子径向伸长时，转子轴向必然会缩短）大容量机组转速高、转子长，离心力对胀差的影响应加以考虑。随流量增大、转速上升，高压转子的胀差逐渐增大，而中低压转子胀差先随转速升高而增加，中速之后又随转速增加而减小。（6）进汽参数。当进汽参数突然发生变化时，转子的受热状态首先发生变化，而对汽缸的影响要滞后一段时间，胀差将发生变化。（7）隔板挠度。隔板在压差作用下产生的挠度会使动静部分的间隙减小。应考虑对胀差的影响；但在启动时，由于蒸汽流量很小，隔板前后压差不大，可以忽略对胀差的影响。5控制胀差的方法胀差的大小主要

26、取决于蒸汽的温度变化率，在运行中可用蒸汽温度变化率来控制胀差。额定参数启动时，为控制转子和汽缸的温差，进行低速暖机和低负荷暖机，目的是减少进汽量，使汽缸温度跟上蒸汽温度的变化，当汽缸温度接近蒸汽温度时，再继续增加进汽量，升速和升负荷。三、汽缸的膨胀不畅汽缸的热膨胀影响机组的启停以及增减负荷的速度，一旦汽缸膨胀不畅，将引起振动、机件故障，严重时会造成机组损坏。（1）汽缸膨胀不畅表现形式汽缸膨胀不畅包括轴向膨胀不畅和横向膨胀不畅。汽缸轴向膨胀不畅，表现为启动过程中高、中压胀差较大，严重影响启动速度，延长启动时间。动叶围带处可能发生严重磨损；汽缸横向膨胀不畅(汽缸跑偏或汽缸横向窜动)，表现为前轴承箱

27、两侧横向膨胀差和汽缸左右(横向)膨胀差的增大，可以断定汽缸膨胀发生偏斜，揭缸后可能会进一步发现汽缸上的轴封会留下明显的单侧摩擦痕迹或在立销处有挤压痕迹等。它有三种表现形式：轴承座和台板之间的接触状态变化；汽轮机各轴承座之间的相互位置发生了变动；改变了动静部件之间的径向间隙或轴向间隙。（2）汽缸膨胀不畅产生的原因汽缸膨胀不畅多发生在高、中压缸，尤其是高、中缸分缸机组；低压缸直接坐落在台板上，质量大且温度不高，膨胀量较小，一般不会发生汽缸膨胀不畅现象。（3）造成汽缸膨胀不畅的主要原因有：1>滑销系统有缺陷或损坏。纵销、立销间隙过大和磨损，立销刚度不足，销座固定不牢等造成的跑偏：如果纵销损坏，

28、在启停过程中造成轴承座横向移动，带动汽缸移动，造成汽缸跑偏。如果立销损坏，在启停过程中造成汽缸横向移动，造成汽缸跑偏。如果猫爪横销卡涩，造成汽缸横向膨胀受阻，造成汽缸跑偏。2>汽缸台板、轴承座与基础台板之间，表面缺乏润滑剂或台板锈蚀，造成摩擦力增加，一旦汽缸膨胀力克服台板的摩擦力，汽缸便进入无润滑膨胀状态，对汽缸膨胀不致造成很大的影响；当汽缸与轴承座中心不正，汽缸和轴承座在机组膨胀时易发生偏移或扭转，使滑销系统产生变形卡阻，汽缸膨胀所受阻力将大为增大，将造成汽缸膨胀不畅。3>汽缸、轴承座及转子间错位，引起汽缸膨胀不畅，导致轴承、转子故障，轴封磨损漏汽，透平油进水和机组振动等问题，严

29、重的损坏汽轮机。4>管系对汽缸的侧向作用力较大。缸体与许多管道相连，由于制造和安装存在误差、运行中残余应力的释放、管道的蠕变以及支吊架的失效等原因，使得管道对汽缸有一定的作用力。若作用力偏差大，形成较大的侧向作用力，造成汽缸横向膨胀受阻，汽缸跑偏，严重时造成立销脱落和立销座开焊，转轴碰磨引起弯轴事故。5>运行中应注意左右两侧膨胀的不均，汽轮机进口两侧的汽温差随锅炉左右温差增加而增大，故要限制左右两侧的汽温差，并控制启停、增减负荷速度。2.4 脆性断裂金属材料在低温情况下，材料因其原子周围的自由电子活动能力和“粘结力”减弱，机械性能将发生变化，由韧性变为脆性，许用应力下降，使转子的宏

30、观裂纹不断扩展，使金属呈现脆性。一般情况下，对于每种材料，都有这样一个临界温度，当环境温度低于该临界温度时，材料的冲击韧性会急剧降低，这种现象称为金属材料的低温脆性转变,这一临界温度称为材料的脆性转变温度FATT（Fragile Transition Temperature）。在低于材料的脆性转变温度的断裂称为材料的脆性断裂。大功率汽轮机低压转子脆性转变温度为0左右，高中压转子在120左右。金属材料的脆性转变温度FATT，不仅与材料的化学成份有关，而且与材料的冶炼、锻造、热处理工艺过程等有关。即使同一材质的汽轮机转子，由于制造工艺的差异，其FATT也会有明显的差别。为了预防转予脆性损伤，判断中

31、速暖机是否结束，建议在中压缸排汽室或排汽连通管上安装金属或汽温测点，以中压缸排汽部分的金属温度或蒸汽温度的实际变化状态作为判断依据。在升速过程中，汽轮机转子的加热效果，不仅受主汽温和再热汽温的影啊，特别是中压转子的后半部，还将受到轴封蒸汽温度汽缸及转子几何形状尺寸，排汽真空等多种阁索的影响即使蒸汽参数相同由于运行方式不同，金属的受热状态将有所差异1预防汽轮机转子脆性损伤的途径（a）使机组在定速之前，在转子应力水平不高的条件下，进行充分暖机（中速暖机后 ，中压缸排汽温度低于94时，还需进行高速阶段暖机）。（b）将转子的金属温度提高FATT以上，实现机组安全运行。（c）可采取适当提高冷态冲转参数，

32、提高再热汽温（d）采用合理的运行方式，适当延长暖机时间（e）在冷太启动的情况下在盘车状态下，进行转子预暖，（暖机可以防止金属材料脆性破坏和避免过大的热应力），等到高、中压转子中心孔金同温度达到l50以上时，在进行冲转，并进行充分的中速暖机。（f）降低材质的FATT，同时今后应给用户提供每根转子材料的FATT值及据组运行方式制造厂应继续改进转子材料冶炼、锻造及热处理工艺的意见。 2启动中预防汽轮机转子脆性损伤 a)启动时应根据汽缸金属温度水平合理选择冲转蒸汽参数和轴封供汽温度，严格控制金属温升率。 b)一般以中压缸排汽口处金属温度或排汽温度为参考，判断转子金属温度特别是中压转子中心孔金属温度是否

33、已超过金属低温脆性转变温度(FATT)。 c)汽轮机冷态启动时，有条件的可在盘车状态下进行转子预热，变冷态启动为热态启动。 d)如制造厂允许，可以采用冷态中压缸启动方式，以改善汽轮机启动条件。 e)危急保安器超速试验，必须待中压转子末级中心孔金属温度达到FATT以上方可进行，一般规定汽轮发电机组带1025额定负荷稳定暖机至少4h。3运行中减少汽轮机转子寿命损耗 a)避免短时间内负荷大幅度变动，严格控制运行中转子表面工质温度变化率在最大允许范围内。 b)严格控制汽轮机甩负荷后空转运行时间。 c)防止主、再热蒸汽温度及轴封供汽温度与转子表面金属温度严重失配。 d)在汽轮机启动、运行、停机及停机后未

34、完全冷却之前，均应严防湿蒸汽、冷气和水进入汽缸。第三章 中压缸启动的系统设置3.1 机组中压缸启动的系统配置（1）.具有高低压串联的旁路系统，用来控制中压缸冲转时的蒸汽参数和蒸汽绕过高压缸直接进入再热器的实现。（2）.调节系统具有对中压调节汽阀单独控制的功能, 能保证实现中压缸冲转的同时，高压缸不进汽。（3）.具有相应的高压缸抽真空系统及可以反流预暖高压缸的可控高压缸排汽逆止阀或其旁路系统，可以利用邻机抽汽对高压缸预暖，减少高中压缸之间的温差。 （4）.具有通过通风阀联至凝汽器的高压缸抽真空系统，用以保证高压缸闷缸时不会因鼓风而超温。中压缸启动的系统配置中压缸启动是指在冲转时，高压缸不进汽而中

35、压缸进汽冲动转子；待转速至23002800r/min 后或并网后 ,才开始逐步向高压缸进汽。要实现中压缸启动，机组的系统必须具备如下配置:具有高低压串联的旁路系统 ,用来控制中压缸冲转时的蒸汽参数；调节系统具有对中压调节汽阀单独控制的功能 ,能保证实现中压缸冲转的同时，高压缸不进汽；具有相应的高压缸抽真空系统及可以反流预暖高压缸的可控高压缸排汽逆止阀或其旁路系统 ,可以利用邻机抽汽对高压缸预暖 ,减少高中压缸之间的温差。根据以上的条件 ,在液压控制系统实现中压缸启动确实有一定的难度，但是近年来，大型机组控制中压缸启动热力参数选择及中压缸启动的研究和应用。中压缸启动系统图3.1.1 旁路系统配置

36、概况300MW、600MW原型机组仅设有锅炉5%MCR启动疏水旁路。为了改善机组的启动特性和适应各种运行工况，国产引进型机组上几乎都设置了高、低压2组串联旁路系统，容量大多在30%40%之间。3.1.2 旁路的功能及要求旁路的功能1>启动功能。在各种启动工况下，保证锅炉产生的蒸汽温度能迅速与汽轮机金属温度相匹配，降低热应力并缩短启动时间。2>保护再热器。如主蒸汽不满足汽轮机进汽要求时，能使主蒸汽经过高旁减温减压后进入再热器冷端，防止再热器干烧，起到保护作用。3>保护汽机通流部分。机组启动时（特别是冷态启动时），由于温度的变化，附着在管壁表面的金属氧化颗粒会脱落并进入蒸汽，如果

37、这些小颗粒进入汽机，会对汽机通流部分造成侵蚀（SPE侵蚀）。所以机组启动时投运旁路的目的之一是使蒸汽中的固体小颗粒通过旁路系统进入凝汽器，从而防止汽轮机调速汽门、喷嘴及叶片的硬力侵蚀。4>维持机组低负荷运行。当电网要求机组负荷低于锅炉稳燃负荷时，必须投运旁路以维持锅炉的最低燃烧量。5>调整锅炉压力，回收工质功能。旁路系统能够适应定压和滑压运行，在机组负荷变化或锅炉燃烧波动时，具有调节功能，避免锅炉安全阀动作，减小噪音，回收工质。设置100%旁路系统的锅炉可以不设置过热器安全阀，在汽轮机快速降负荷或甩负荷时，高旁减压阀、低旁减压阀等快速（2s-3s）开启之后自动跟踪，能使主汽压平稳过

38、渡，汽轮机维持额定转速，防止锅炉压力飞升。6>实现汽轮机中压缸启动功能。大容量的旁路系统可满足机组中压缸启动要求，缩短机组启动时间。旁路系统功能实现必须满足以下要求：1>汽轮机的热力系统中除需设计旁路本身的管道外还必须设置必要的辅助管道和阀门，如在汽轮机的高压缸排汽口（逆止阀前）设计通向凝汽器的管路和阀门等。2>汽轮机本体部分的阀门（中压主汽阀、高压排汽逆止阀）及旁路系统各阀门（主汽调节阀、减温水调节阀）有良好的严密性和可靠性。3>旁路系统的控制部分和汽轮机DEH系统从适应各种工况下的运行要求出发，做好信号的协调和参数的设置。4>高压缸进汽通流量与中压缸进汽通流量

39、之间的比值可根据不同的情况进行变化。5>汽轮机热力系统管路（含旁路系统管路）布置合理，管路的走向和强度应能避免在应急工况打开旁路时产生强烈振动造成的管道损坏。6>旁路系统应设计合理的疏水系统，避免发生管道内的水冲击。3.2 汽轮机旁路系统的选型原则机组的运行方式机组在电网中承担的任务与机组的运行方式有着直接的联系按照所担负的任务，其大致可分为：基本负荷机组和调峰机组。基本负荷机组经常带满负荷或接近满负荷，年启动次数少，主要以计划停机为主。联系锅炉，逐步提高低旁控制压力至1.1 MPa ，随着锅炉升温升压，高旁前压力达到1.0MPa，高旁开度增加，以维持1.0MPa，直到30%。高旁

40、前压力升至1.1MPa，高旁控制方式由最小压力控制转入压力斜坡控制保持30%开度，压力逐步增加至5.88 MPa，达到5.88 MPa后，转入定压控制方式。调峰机组白天带满负荷，夜间和休息日时带低负荷甚至停机，在选择旁路系统时应当侧重于维持机组在低负荷运行时的稳燃能力，缩短启停的时间，提高机组的经济效益。以机组在电网中承担的任务和由此决定的运行方式来选择旁路系统要有预见性，因为随着技术的发展，机组在电网中所承担的角色并不是一成不变的，对机组的自动控制和调峰能力的要求越来越高。机组的角色一旦有所变换，就要求对机组进行技术改造，需要大量的投资，也造成巨大的浪费，如在机组初建时能有所预见，这样的浪费

41、就能得以避免。第四章 中压缸启动热力参数选择的原则以及方法启动前，当汽轮机高压缸调节级汽室的金属温度低于维持汽轮机空转时的蒸汽温度，其金属温度在150-200以下时（通常在高压缸金属温度200、中压缸温度<150时），称为冷态启动。4.1 汽轮机组中压缸冷态启动热力参数的选择的原则4.1.1 中高压缸预暖阶段热力参数选择该机组高压缸预暖汽源有两路：一路来自辅汽联箱，一路来自冷再。辅汽联箱温度大于200，压力大于或等于0.7MPa时或高旁出口温度大于200时，联系锅炉，逐步提高低旁控制压力设定至冷再压力大于或等于0.7MPa，气缸预暖高压缸第1级后汽缸内壁金属温度小于150，需进行高压缸预

42、暖。预暖前检查确认汽机跳闸、CRCV阀关、BDV阀开、盘车在运、真空小于或等于13.3kPa（a）暖缸蒸汽过热度大于或等于28调整导汽管上的疏水阀开度至20% 左右RFV截止阀开，联关VV阀、RFV阀开至10%，预暖蒸汽进入高压缸20min后RFV阀开至30%20min后RFV开至55%调整RFV阀和疏水阀，维持高压缸内蒸汽压力应当增压至0.390.49MPa（不得大于0.7MPa），汽缸温升率小于50/h监视盘车运行应正常保持此开度直至高压缸第一级后汽缸缸内壁金属温度升至150。达到150后，开始计时，保持高排压力50kPa后，全开导汽管疏水阀调整RFV阀至10%，保持5min， 5min内

43、逐步关闭RFV阀，截止阀全关时检查VV阀全开高压抗燃油系统启动正常油温小于或等于30，投电加热；温控设置45，正常4354阀壳预暖（CV内壁或外壁温度小于150）检查确认主蒸汽温大于271、MSV上的疏水阀、CV与汽缸间导汽管上的疏水阀打开在“汽机控制面板”“OPEN”“阀壳预暖”检查确认MSV2阀开启至预热位置20.8%、盘车运行正常CV阀蒸汽室内外壁金属温差大于80“CLOSE” MSV2阀；温差小于70“OPEN” MSV2阀开启至预热位置CV阀蒸汽室内外壁金属的温度满足大于180且温差小于50或者预热时间大于或等于1h，打闸，结束阀壳预暖。4.1.2 冲转阶段热力参数的选择冲转参数的选

44、择应综合考虑高中压缸的温度水平、旁路容量、蒸汽温度与金属温度的匹配等因素来确定。一般冷态启动时应选择再热蒸汽温度低一些,以避免产生较大的热冲击；在热态启动时则应尽可能保证蒸汽温度与金属温度的正匹配或很小的负匹配,即机组启动前应使中压第一级后的蒸汽温度与汽缸内壁的金属温度相匹配。通常,确保t(中压第一级后的蒸汽温度与汽缸内壁的金属温度之差)处于10t90,并选择再热蒸汽的温度保持100的过热度,尽量使t不超过150以免产生过大的热冲击4.1.3 升速阶段热力参数选择一切具备上述条件后，汽机可以冲转选择“速率100r/min”选择“转速200r/min”转子冲转后注意盘车装置脱扣应正常升速1500

45、r/min机组未停前，选择“转速”“1500r/min”（速率不变）CV阀开启升速至400 r/min，保持1min，电液调节器锁定CV阀的开度400 r/min后ICV开启，升速至1500 r/min机组1200r/min时，可停用顶轴油泵1500 r/min中速暖机检查各种仪表指示，读数应正常1500r/min 凝汽器真空12kPa。4.1.4 带初始负荷阶段热力参数选择DEH收到来自电气发同期请求后，汽机转速自动受电气同期增益控制并网后机组带初负荷30MW或13.35%流量指令中调开度指令25.61mm维持初负荷至低压缸排汽温度小于52，为使机组能平稳地增升负荷，要求主蒸汽升压速度控制在

46、2030kPa/min，主蒸汽温升速度为12/min4.1.5 切换阶段热力参数的选择机组并网至某一负荷点，中压缸单独进汽应切为高、中压缸联合进汽，负荷点的选取与中压缸的带负荷能力、汽轮机轴向推力、胀差、轴向位移等参数有关。在高、中压缸切换前，应注意主蒸汽在经过高压调节级做功后的蒸汽温度与金属温度相匹配。一般情况下应控制主蒸汽压力5.6MPa，温度380；再热蒸汽压力0.7MPa，温度350380。中压缸单独进汽切换为高、中压缸联合进汽的过程中应维持主蒸汽、再热蒸汽参数及流量基本稳定。在低压旁路全关时，进行低负荷暖机，监视中压排汽口处下半内壁金属温度，应达到170；调整通风阀后的手动阀开度，控

47、制高压排汽口处下半内壁金属温度达到220250，并保持30min。以上工作完成后，按“阀切换”按钮开始阀门切换，高压调节阀以单阀方式逐渐开启，约1min后高压调节阀与中压调节阀开始进入比例关系，此时切换结束。4.1.6 高压缸预暖阶段热力参数选择预暖参数的确定主要考虑蒸汽温度与汽轮机金属温度相匹配调整锅炉使高压缸第一级后再热蒸汽温度与再热汽室内壁金属温度之间的温差应满足以下要求：最佳值28；允许值-56110；极限值-1672224.1.7 冲转参数选择 进入汽轮机的主蒸汽至少有50的过热度，但其温度一般不宜大于426。双管道蒸汽温度差一般不大于 17。主、再热蒸汽温差，高中压合缸机组一般为2

48、8，短时可达42，最大不大于80。通常,确保t(中压第一级后的蒸汽温度与汽缸内壁的金属温度之差)处于10t90,并选择再热蒸汽的温度保持约100的过热度,尽量使t不超过150以免产生过大的热冲击。4.2 汽轮机组中压缸启动热力参数选择的方法采用中压缸启动方式的原则性参数如下:（1）在中压第一级后的下半内壁和高压内缸的下半调节级处内壁的金属温度低于150的冷态下启动，选择参数Po=3.45Mpa、to=300、Pr=0.686 Mpa、tr=237,启动时间约为400min。（2）在中压第一级后的下半内壁和高压内缸的下半调节级处内壁金属温度处于150300的温态下启动,选择参数Po=5.88MP

49、a、to=370,Pr=0.686 MPa、tr=327,启动时间约140min。（3）在中压第一级后的下半内壁和高压内缸的下半调节级处内壁金属温度处于300400的热态下启动,选择参数Po=7.85MPa、to=450,Pr=0.883 MPa、tr=417,启动时间约100min。（4）在中压第一级后的下半内壁和高压内缸的下半调节级处内壁金属温度均在400以上的极热态下启动,选择参数Po=9.81MPa、to=460,Pr=0.883 MPa、tr=487,启动时间约60min。采取在机组启动初期严格控制再热蒸汽的温升率处于0.51.0/min,当中压缸绝对膨胀大于13mm、中压胀差已不是

50、影响启动速度的主要因素时,再将温升率提高到1.5/min左右,同时,在冷态启动时严格控制汽封的供汽参数(采用辅汽供给,温度220250、压力0.2 MPa),并尽量缩短开始供汽封至冲转的时间的措施,来限制中压胀差。第五章 中压缸启动步骤和要点分析汽轮机冲转升温及升负荷期间的升速率、升负荷率和各阶段的暖机时间应严格按照机组启动曲线和有关规定执行。5.1 中压缸启动步骤5.1.1 机组启动前的检查准备工作和辅助设备、系统的投运中压缸启动与高压缸启动相比, 主要不同点在机组升温升压到高压缸投运这一阶段。而机组启动前的检查准备工作和机组辅助设备及系统投运这两部分内容与高压缸启动完全相同。5.1.1.1

51、 机组启动前的检查准备工作1>.检修工作全部结束，所有缺陷消除，所有工作票已完成并交回2>.各通道和工作场所畅通无杂物，临时设备已拆除3>.设备及管道保温良好，各支吊架、支撑弹簧等完好，膨胀间隙正常，保证各部件能自由膨胀4>.各照明系统良好5>.厂区消防设施正常可用6>.通讯系统及设备正常可用，计算机系统正常联网7>.检查汽轮机DEH装置、TSI系统、保安系统等投入正常8>.就地各控制、监视系统均投入正常9>.各种操作电源、控制电源、仪表电源等均送上且正常10>.基地式调节装置正常并投入自动11>.确认汽轮机及其辅助设备、系统完

52、好，处于启动前状态，各连锁保护试验合格且正常投入12>.确认厂用采暖及空调、服务水等各公用系统完好可投13>.各种记录用纸、启动用操作票等准备齐全，人员已安排好5.1.1.2 机组无以下禁止启动条件1>.机组主要连锁保护功能试验不合格2>.机组任一保护装置失灵3>.机组主要调节装置失灵4>.基地式调节装置失灵，影响机组启动或正常运行5>.机组主要检测仪表监视功能失去或主要监测参数超过极限值6>.机组仪表及保护电源失去7>.控制系统通讯故障或任一过程控制单元功能失去8>.DEH控制装置工作不正常，影响机组启动或正常运行9>.高、中

53、压主汽门、调门、抽汽逆止门、高排逆止门卡塞，高压缸通风阀动作异常10>.主汽轮机转子偏心度大于原始值110%11>.盘车时汽轮发电机组转到部分有明显摩擦声12>.汽轮机润滑油油箱油位低于极限值或油质不合格13>.EHC油箱油位低或油质不合格14>.汽轮机高、中压缸上、下缸温差大于8015>.主机危急保安器动作不合格16>.高、中压旁路系统故障5.1.1.3 辅助设备及系统的投运汽轮机冲转前应进行以下主要辅助设备及系统的投运：1>.闭式冷却水系统投运2>.循环水系统投运3>.开式冷却水系统投运4>.压缩空气系统投运5>.主机

54、润滑油系统投运6>.发电机密封油系统投运7>.发电机气体置换装置及充氢，发电机氢冷系统投运8>.盘车装置投运9>.发电机定子冷却水系统投运10>.凝结水系统投运11>.辅助蒸汽系统投运12>.轴封蒸汽系统和抽真空系统投运13>.除氧器加热制水系统投运14>.电动给水泵组及给水系统投运15>.气泵组投运准备16>.主机EHC油系统投运17>.高、低压旁路系统投运5.1.2 锅炉点火前的确认 （1）.确认汽轮机在跳闸状态, 高中压主汽门、调节汽门在关闭状态, 汽轮机盘车投运正常, 盘车转速为54r/min。（2）.汽轮机高压缸

55、排汽逆止阀关闭,即高压缸暖缸电动阀关闭, 高压缸通风阀开启，低压缸后缸喷水阀开启。（3）.凝汽器真空达到冲转要求，轴封及辅汽系统运行正常，凝汽器疏水区喷水减温阀开启, 喷水正常。（4）.汽轮机防进水保护有关疏水阀开启。（5）.以下汽轮机防进水保护系统的有关疏水阀开启：1>.主蒸汽管道疏水阀2>.高压主汽门、调节汽门前、后疏水阀3>.高压缸本体疏水阀4>.高排逆止阀前、后疏水阀5>.冷再管道疏水阀6>.热再管道疏水阀7>.中联门前管道疏水阀8>.中联门阀后疏水阀9>.16级抽汽电动阀前疏水阀10>.16级抽汽逆止阀后疏水阀11>.

56、高压旁路阀后疏水阀12>.低压旁路阀前疏水阀（6）.后缸喷水投入“自动”且动作正常（7）.检查汽轮机转子偏心度，高、中压缸绝对膨胀与高、低压缸差胀正常（8）.冷态启动时，当汽轮机高压缸第一级内下缸内壁的温度低于150时，应对高压缸进行预热，以防止热的蒸汽进入温度较低的汽轮机产生较大的热应力。预热方法是从高压缸排汽管引入辅助蒸汽系统来汽对高压缸进行加热。汽轮机预热高压缸之前必须对高压缸预热阀前管道进行暖管，同时检查凝汽器真空、轴封压力达到规定值。预热过程中，应注意检查高压缸第一级汽缸的金属温度和蒸汽压力在允许范围内。当第一级汽缸金属温度超过150时，关闭汽轮机高压缸预热隔离阀，停止预热。高

57、压缸预暖时，启动盘车，凝汽器抽真空，送低温轴封，开启高压缸至疏水器的疏水门，锅炉点火（如锅炉未点火，可用邻机厂用二抽汽源对高压缸预暖和中压缸启动），投旁路系统（要求真空在73kPa），法兰夹层加热联箱暖箱，当主汽温高于高压缸上外壁温度3050时，开启电动主汽门，前后疏水排大气门；开启高压缸预暖门倒暖高压缸（应注意控制高压缸内压力上升速度，使缸温上升率为1.5/min，一般汽缸内压力为0.41.0Mpa，缸温为150180),法兰加热装置应配合使用，同时应注意汽缸热膨胀和胀差的变化。暖缸过程中应注意：1>.确认高排逆止门、高压缸通风阀关闭2>.高压缸第一级内下缸内壁的温度不应超170，蒸汽压力不应超过0.588 MPa3>.汽轮机高压缸第一级温升率符合以下要求预热前高压缸第一级内下缸内壁金属温度()最大温升率(/h)<80508011075110130120>130无限制4>.上、下缸温差小于80，未出现任何警报5>.高、中压缸绝对膨胀，高、低压胀差及转子偏心度在允许范围内5.1.3 锅炉点火以及升温升压过程中的检查与调整锅炉点火后进入升温升压阶段，机组利用旁路系统逐渐提升蒸汽参数。在蒸汽参数没有达到冲转要求之前，汽轮机不进汽，这个阶段应注意检查确认主、再热蒸