第五章 汽轮机启动

1、汽轮机的启动和停运汽轮机的启动和停运 汽轮机组的启动过程是将汽轮机从转子静止或盘车状态升速至额定转速，与电网并列后，将负荷逐步地加到额定负荷的过程。而停运是它的逆过程。 在启动过程中，汽轮机各金属部件格受到高温蒸汽的加热，从室温、大气压力状态或从较低的温度、压力状态逐步过渡到额定的温度、压力状态。汽轮机的启动和停运汽轮机的启动和停运 汽轮机组启动的基本技术要求是在机组的启动运行过程中，不得有摩擦现象，甚至引起机组过大的振动和弯轴故障的发生，同时也要考虑研究机组启动方式的机动性和经济性。汽轮机启动的分类汽轮机启动的分类 按设备金属温度分类按设备金属温度分类(1)冷态启动。金属温度为满负荷时温度的

2、40左右或金属温度低于150180以下者，或停机72小时（一周时间）为冷态启动。(2)温态启动。金属温度在满负荷时温度的4080或金属温度处于180350之间者或停机1072h为温态启动。(3)热态启动。金属温度为满负荷时温度的80左右或金属温度高于350450或停机10h为热态启动。(4)极热态启动。金属温度高于450以上时，或停机1h为极热态启动。汽轮机启动的分类汽轮机启动的分类按蒸汽参数分类按蒸汽参数分类 额定参数启动。这种启动方式蒸汽与汽轮机金属部件间的初始温差大，调节级后温度变化剧烈，零部件受到较大的热冲击，冲转流量小，调节阀节流损失大。单元制汽轮机不宜采用这种启动方式。滑参数启动：

3、锅炉参数达到一定值时就启动汽轮机，锅炉的启动与暖管、暖机和汽轮机的启动基本上同时进行。当锅炉出口蒸汽参数以及蒸发量达到额定值时，汽轮机也刚好带上额定负荷，启动程序即告终结。滑参数启动滑参数真空法启动：真空一直可以抽到锅炉汽包。锅炉点火后产生的蒸汽随即通往汽轮机冲动转子，升速并网。此后，按照汽轮机的要求，锅炉继续升温、升压直至正常运行。 滑参数压力法启动 ：待自动主汽阀前蒸汽参数达到一定值时冲动转子，冲转、升速直至定速一般均由调节汽阀控制，锅炉保持蒸汽参数不变。并网后，全开调节汽阀，转入滑压运行，由锅炉控制升压、升温过程，汽轮机随主蒸汽参数提高自动增加负荷。冲转参数有低压和中压之分。汽轮机启动的

4、分类汽轮机启动的分类按冲转时进汽方式分类按冲转时进汽方式分类 (1)高中压缸启动。蒸汽同时进入高压缸和中压缸冲动转子，可使高中压合缸汽轮机的分缸处均匀加热，减少热应力。(2)中压缸启动。汽轮机冲转时高压缸不进汽，而是中压缸进汽冲动转子，待转子转速升至15002800rmin后或并网后，才逐渐向高压缸进汽。中压缸启动优点：中压缸和中压转子加热均匀，随同再热器的压力升高对高压缸进行暖缸，高压缸和高压转子的受热也比较均匀，在中速暖机结束后，高、中压转子的温度一般都升至150以上，这样就使高、中压转子提前渡过脆性转变温度，提高了机组在高速下的安全性，缩短了机组的启动时间，提高了经济性。汽轮机启动的分类

5、汽轮机启动的分类按控制进汽流量的阀门分类按控制进汽流量的阀门分类汽轮机冲转时，可以使用调速汽阀、自动主汽阀或电动主汽阀，也可以使用它们的旁路阀来控制进入汽轮机的蒸汽量 。(1)调速汽阀启动；(2)自动主汽阀或电动主闸阀启动；(3)自动主汽阀或电动主闸阀的旁路阀启动。 汽轮机启停的热力过程汽轮机启停的热力过程 一、汽轮机的热应力一、汽轮机的热应力 蒸汽的加热或冷却，在金属部件内或不同金属部件之间会产生温差，使汽轮机的零部件产生热应力。例如启动时： tEli132tEl1310汽缸内壁压应力汽缸外壁拉应力启动加热时转子端面内热应力和合成应力分布 启停时转子温度变化与热应力的关系 （a）冷态启动 （

6、b）热态启动1新蒸汽温度 2第一级后汽温 3转子表面温度4转子中心孔温度 5中心孔应力 6表面应力 7残余应力汽轮机的热膨胀汽轮机的热膨胀 胀差:转子与汽缸间发生的热膨胀差值称为汽轮机相对膨胀，简称胀差。若转子轴向膨胀大于汽缸值，则称为正胀差；反之，称为负胀差。由于汽缸与转子传热速度不同，正常汽缸的重量较转子重，而且在运行中汽缸的受热面积又较转子受热面积小，因此转子随蒸汽温度的变化膨胀或收缩都更为迅速，使它们的热膨胀也出现差别。 NC30016.7537/537型汽轮机汽缸和转子膨胀系统图汽轮机的热变形汽轮机的热变形在启停和带负荷运行工况变动时，由于各零部件受热不均产生温差，引起热变形，使通流

7、部分等地方的间隙产生变形，可能发生动静部分摩擦、漏汽等现象。转子的热弯曲转子的热弯曲不允许超过0.03-0.04mm，减少的方法有：（1）控制好轴封供气的温度和时间；（2）正确投入盘车装置；（3）启动时采用全周进汽；（4）启动中充分疏水，减少保持上下缸温差。汽轮机的启动汽轮机的启动 汽轮机的启动过程通常分为几个阶段，即启动前的准备工作、热力系统管道的预热、冲动转子、暖机和升速、并列、带负荷暖机及提升负荷等阶段。 热力系统管道的预热 暖管初始，高温蒸汽与温度较低的金属管壁接触，蒸汽凝结放热，将热量传给金属管壁，蒸汽凝结成水，这些水应及时疏排掉。 在暖管之前应依次投运下列设备，即先投运循环水泵，随

8、后投运凝结水泵、抽气系统等，相应地依序投运盘车装置，向轴封送密封汽，加快建立凝汽器内较高的真空。 冲动转子和低速检查 升速和暖机 ；当转速达到2800并网和带负荷并网和带负荷 初负荷暖机：汽轮机组从空负荷到带满负荷，在低负荷下停留一段时间进行低负荷暖机是必要的，需要重视的，一般只取额定负荷的510进行。高压以上汽轮机的加负荷速度大约为每分钟12额定负荷。随着汽轮机负荷的增加，各抽汽口的蒸汽压力正比例地上升，此时应及时地投入除氧器，并根据蒸汽压力的升高依序投入高压加热器。 N200130/535/535型汽轮机冷态滑参数启动曲线 热态启动热态启动热态启动特点是启动前机组金属温度水平高，汽轮机进汽

9、的冲转参数高，时间短。单元机组热态启动的方法：热态启动前，盘车装置保持连续运行，先向轴端汽封供汽，后抽真空，再通知锅炉点火，这是与冷态启动操作方法的主要区别之一。 1 1转子热弯曲转子热弯曲转子的弯曲一般用与之相对应的转子轴颈晃度作指标。启动前转子的挠度超过规定值时，应先消除转子的热弯曲，一般方法是延长连续盘车的时间。如果大轴晃度有增大趋势，并有金属摩擦声，应采取手动盘车180的方法调直。 2. 2. 上下缸温差在允许范围上下缸温差在允许范围 一般监视调节级处上下汽缸温差不得超过50C。p39注意先向轴封供汽后抽真空，真空可以很快建立。 在轴封供汽前要充分暖管疏水，合理利用高低温汽源给轴封供汽

10、。 在热态启动时，凝汽器真空应保持高一些。p40（1）高于调节级温度50100C，并保持过热度不低于100C。（2）根据冷态启动曲线而定，由金属温度确定对应的温度和压力。单元机组的停运单元机组的停运机组的停运是指机组从带负荷运行状态，到减去全部负荷、锅炉熄火、发电机解列、汽轮发电机惰走、投入盘车装置、辅机停运等全部过程。 滑参数正常停机滑参数正常停机(1)高压电动油泵及交直流润滑油泵试验。如果有汽动油泵，还要做汽动油泵的低转速试验。(2)盘车装置的空转试验。(3)自动主汽阀和电动主汽阀的活动试验。P41先把负荷降低到8085，然后把蒸汽参数降低到与负荷相对应的数值。调整燃烧并用喷水减温的办法降

11、低汽温。使调节级的温度低于该处金属温度的3050C。应控制金属温度的下降速度（不超过1.5C/min）。待金属温度降低减缓后，开始降低蒸汽压力。负荷随着继续下降。每当新蒸汽温度和汽缸或法兰金属温度的差值超过35C时，就重复上述操作，逐渐降温，降压，降负荷。 当机组负荷降低到零后，发电机与电网解列，然后汽轮机自动主汽门和调速汽门关闭后，汽轮机转子由于惯性仍然继续转动一段时间才能静止下来，这段时间称为惰走时间。 新投产机组投入运行一段时间后，要在停机时测绘惰走时间曲线。汽轮机惰走曲线4.停机后的若干工作停机后的若干工作1.投入盘车，连续盘车直到汽缸金属温度低于150C以下。2. 辅助设备的操作当凝

12、汽器内无任何水源进入后，才可以停止凝结水泵的运行。当排汽温度下降且低于50对方可停止循环冷却水泵运行。 润滑油泵运行期间冷油器也需运行，使润滑油温度不高于40，到一定阶段后可以减少冷油器冷却水量，当冷油器出口油温低于35以下时可以停止冷油器冷却水。 300MW机组滑参数停机曲线 1.当凝汽器无任何水源进入后，才可停止凝结水泵的运行。2.排汽温度下降到低于50C时可停止循环泵运行3.当冷油器出口油温低于35C以下可以停止冷油器冷却水。机组快冷 由于机组采用了良好的保温材料，汽轮机金属部件在停机后的冷却速度减慢了，从而延长了检修工期。如果设法缩短这一冷却时间，对缩短枪修工期是十分有利的。 200M

13、W汽轮机停机后，按要求高压缸金属温度下降到150才能停止盘车，进行检修工作。采用滑参数停机，一般高压缸金属温度滑至250左右，自然冷却到150需要20多小时。如果是故障停机，缸壁温度达400以上，自然冷却到150，约需100110h。p46汽轮机快冷技术真空抽吸空气法。此时开启锅炉过热器对空排汽门及电动主闸阀，高、中压调速汽阀，使冷空气由高温过热器向空排汽管进入，经主汽管、主汽阀、调速汽阀、汽缸，最后进入凝汽器。 强制通风冷却法。强制通风冷却法就是用压缩空气对停机后的汽轮机进行强迫冷却。根据冷却空气与工作蒸汽流动方向的异同可分为逆流和顺流两种冷却方式。顺流冷却方式即高压缸冷却空气由自动主汽阀后

14、疏水管引入，经高压缸排汽缸疏水管排出。逆流冷却方式即冷却空气相逆工作蒸汽流向流过汽轮机通流部分。 邻机抽汽快速冷却法。通过邻机抽汽，逐级降低压力冷却。主要步骤： 先将机组的负荷降低，将负荷速度需满足机组金属温度降低速度不超过11.5C/min.待负荷降接近于零时，拉开发电机断路器使之与电网解列。启动辅助油泵，将自动主汽门关小一半，然后打闸断汽，最后关闭电动主闸阀将机炉隔离。非正常停机又可分为故障停机 设备或系统缺陷需要进行处理，只需要短时间停机缺陷处理后即可恢复运行，这时要求停机后保持机组金属温度保持较高水平可采取额定参数停机，在停机减负荷过程中，蒸汽参数进本上保持为额定值。紧急停机 机组发生严重问题。可采用（1）破坏真空法停机；（2）不破坏真空法停机。以较快的速度降低负荷，在3060分钟内减负荷，注意金属温度的变化，胀差的变化，以及轴瓦振动情况。 并依次进行必要的系统切换和停止有关辅助设备。故障停机注意问题1减负荷过程的胀差变化2避免大的温降率3蒸汽压力切忌大起大落减负荷过程中，蒸汽压力禁忌大起大落，引起汽温的剧烈波动，便汽轮机部件热变形不均匀，造成动静磨损事故。同时，也可能导致疏水量的骤增聚积，有的汽轮机因此发