汽轮机运行监视课件

1、汽轮机运行监视课件汽轮机运行监视课件检查内容和方法根据机组自身特点，选择发生异常率较大且对机组正常运行有严重威胁的参数作为经常监视项目，对其他般参数及辅机阀门的启停开关情况做定期和不定期的检查。对汽轮机组运行中出现的各种报警，运行人员应特别重视。定期巡回检查中应通过眼看、手摸、耳听、鼻嗅来判断设备运行情况，并按规定的路线和规定的内容进行检查，做到认真细致不漏项。 检查内容和方法根据机组自身特点，选择发生异常率较大且对机组正汽轮机运行监视参数负荷、转速、主蒸汽及再热蒸汽的压力和温度、真空、润滑油和调节油压及油温、调节级后压力、轴向位移、偏心、振动、胀差、凝汽器水位、轴封压力、推力瓦和支承瓦的瓦温

2、及回油温度、“CRT”报警及常规报警等。 汽轮机运行监视参数负荷、转速、主蒸汽及再热蒸汽的压力和温度、主蒸汽压力对汽轮机运行的影响 主汽压力上升而主汽温度、排汽压力不变，末几级理想焓降有所增加，再加上汽压增加使蒸汽流量增大，使未几级叶片的弯应力明显增大(末级最显著)。因此，为考虑末级叶片的安全，在主汽压力升高时应限制主汽流量。主汽压力降低时，应限制蒸汽流量不超过设计最大值，如主汽压力下降过多，则不允许机组负荷带到额定值，同时应要求锅炉尽早恢复汽压。 主蒸汽压力对汽轮机运行的影响 主汽压力上升而主汽温度、排汽压主汽温度对汽轮机运行的影响 汽温下降超过规定值时，不允许机组继续带额定负荷，需要限制机

3、组出力。主汽温度的快速大幅度下降会造成汽机金属部件产生过大的热应力、热变形，甚至导致汽轮机水击事故发生。所以主汽温度下降超过50以上时就要立即打闸停机。主汽温度升高使调节级理想焓降增大，各中间级理想焓降基本不变，末级理想焓降减少，此时应限制机组功率不超过设计最大值。 主汽温度对汽轮机运行的影响 汽温下降超过规定值时，不允许机组排汽压力对汽轮机运行的影响 背压升高时，汽轮机的理想焓降将减少，相同流量下的功率将减少。背压升高后会引起排汽部分的法兰、螺栓应力增大。排汽压力升高，使排汽温度大幅度升高，使排汽室的膨胀量增大，使低压转子的中心抬高，引起机组振动。排汽温度的升高，使凝汽器的外壳与铜管的相对膨

4、胀差增大，可能使铜管的涨口松动。排汽压力降低，如机组仍在最大流量下运行，则最末级叶片的应力可能超过允许值，并且湿度增加，将会加剧叶片的冲蚀损坏。 排汽压力对汽轮机运行的影响 背压升高时，汽轮机的理想焓降将减真空降低真空降低的原因：抽气器失常、负压管道漏入空气、凝汽器水位过高超过空气管、轴封供汽压力降低、凝结水泵失常、循环水减少或中断、凝汽器内积聚过多空气等。当真空降低到规定值以下时，应按规定减负荷达一定值。真空降低真空降低的原因：抽气器失常、负压管道漏入空气、凝汽器监视段压力的监视 在汽轮机运行中，将调节级汽室压力和各抽汽段压力通称为监视段压力。运行中可用监视段压力监视汽轮机负荷的变化和通流部

5、分的运行工况。 在压力级通流面积没有改变和没有结垢的条件下，监视段压力与该处蒸汽流量近似成正比。所以一方面调整段压力可作为流量变化的临视点；另一方面在流量不变压力级结垢会引起压力升高，也可作为监督有无结垢的监视点。监视段压力的监视 在汽轮机运行中，将调节级汽室压力和各抽汽段对易积垢的机组通常规定监视段压力增加率的允许值，用以监督通流部分的积垢情况，冲动式机组一般规定为5，反动式机组一般规定为3。对易积垢的机组通常规定监视段压力增加率的允许值，用以监督通流轴向位移的监督 引起轴向位移增大的原因，主要有：(1)轴承润滑油质恶化；(2)推力轴承结构有缺陷或工作失常；(3)轴向推力增大(4)蒸汽流量增

6、大、蒸汽参数降低、真空降低、隔板汽封磨损漏汽量增大(5)通流部分结垢等因素都会引起抽向推力增大.(6)特别是汽缸进水将引起很大的轴向推力。 轴向位移的监督 引起轴向位移增大的原因，主要有：推力瓦块乌金温度及回油温度轴向推力明显增大时，会使推力盘与推力轴承油膜之间以及油膜与推力轴承瓦块乌金之间的摩擦力明显增加，引起推力瓦块乌金温度及推力轴承回油温度升高 汽轮机装有轴向位移保护和推力瓦块金属温度指示表计，并且规定了轴向位移最大允许值，推力瓦块金属温度最高允许值一般为9095，推力轴承回油温度最高允许值一般为75。 推力瓦块乌金温度及回油温度轴向推力明显增大时，会使推力盘与推机组振动的原因机组振动的

7、原因机组振动的原因1.转子质量不平衡 由于转子的质心不在旋转中心线上，转子旋转时就产生了不平衡的离心力。 汽轮机运行时出现动叶片和拉金断裂，动叶不均匀磨损，蒸汽中携带的盐分在叶片上不均匀沉积等使转子产生静不平衡。 汽轮机检修时拆装叶轮，连轴节，动叶等转子上的零部件也会造成不平衡。机组振动的原因1.转子质量不平衡机组振动的原因2. 连轴器缺陷及转子不对中机组振动的原因2. 连轴器缺陷及转子不对中机组振动的原因机组振动的原因机组振动的原因3. 电磁激振力引起的振动1）发电机转子线圈匝间短路。励磁消失则振动消失。2）发电机定子铁芯在磁力作用下发生激烈 振动。在这一周期性力作用下，在定子铁芯中将出现双

8、转速频率的振动。3）发电机转子及定子间歇的不均匀而引起 的发电机转子振动。机组振动的原因3. 电磁激振力引起的振动机组振动的原因4. 振动系统的刚度不足与共振 强迫振动的振幅与系统的静刚度成正比，系统的静刚度不足又会引起共振频率降低。如果工作转速接近共振频率，就可能发生共振。 系统刚度不足除了设计上的原因外，还有轴承座与台板，轴承座与汽缸，台板与基础之间连接不够牢固等原因。机组振动的原因4. 振动系统的刚度不足与共振机组振动的原因5. 轴承油膜振荡 轴颈在轴承中旋转时，油膜的作用使轴颈在轴承中产生涡动，出现涡动时的转速称为失稳转速。这就是所谓“油膜振荡”。机组振动的原因5. 轴承油膜振荡油膜振

9、荡的特点1. 发生油膜振荡时，振动的波形突然发生变化，并且振动波形中除了50HZ的正弦波外，还出现低频谐振，如下图所示：油膜振荡的特点1. 发生油膜振荡时，振动的波形突然发生变化，油膜振荡的特点2. 随着轴承振幅的突然增大，机组的声音也发生异常，好像抖动一样。3. 油膜振荡一旦发生以后，涡动速度将始终保持等于第一临界转速，而不再随转速的升高而升高。所以，油膜振荡是不能用提高转速的办法来消除。油膜振荡的特点2. 随着轴承振幅的突然增大，机组的声音也发生机组振动的原因6. 轴的扭转振动 轴系两端若分别受到方向相反的扭转力作用，轴系就会发生扭转变形，当一端扭转力撤消后，轴截面就会在顺时针和逆时针来回

10、扭转，这就是扭转振动。机组振动的原因6. 轴的扭转振动发生扭转振动的原因汽轮机调节系统带负荷摆动；发电机相间短路；线路单相接地短路；自动重合闸失败；发电机失同步；发电机不同期并网；线路谐波引起。发生扭转振动的原因汽轮机调节系统带负荷摆动；机组振动的安全性评价原水利电力部1959年制订的电力工业技术管理法规轴承振动标准机组振动的安全性评价原水利电力部1959年制订的电力工业技轴瓦温度 当发现下列情况时要打闸停机 (1)任一轴承回油温度超过75，或实然升高到70时；(2)主轴瓦乌金温度超过85；(3)回油温度升高，轴承内冒烟时；(4)润滑油泵启动后，油压仍低于允许规定位。为了使轴瓦工作正常，各轴承

11、进油温不应低于40。轴瓦温度 当发现下列情况时要打闸停机 胀 差 当某一区段的胀差值超过了在这个方向的动静部件轴向间隙时，就会发生动静部件的摩擦或碰撞，造成启动时间的延误或引起机组振动、大轴弯曲等严重事故。胀差指示器只能指示测点处的胀差值，而并不能准确地反映汽轮机各截面处的胀差情况，有时胀差指示器指示数值在允许的范围之内，转子与汽缸的某些地方还会出现摩擦现象。 胀 差 当某一区段的胀差值超过了在这个方向的动静部件轴向间隙运行人员监盘与现场检查。 除了上述的主要参数外，汽轮机正常运行中，运行人员在监盘时还要注意其他参数。室内监盘不能完全替代现场检查。监视与判断处理：某200MW机组运行中，给水泵

12、电流突然增大，超过额定值，值班人员发现后，立即将泵停止，事后检查是电动机两相运行的结果。由于发现及时，值班人员制止了一次烧电机事故。可见，汽轮机及其辅助设备的参数监视都非常重要。运行人员监盘与现场检查。 除了上述的主要参数外，汽轮机正常运2.3.3设备寿命的监督蠕变热疲劳应力松弛脆化应力腐蚀汽轮机的寿命汽轮机的寿命管理2.3.3设备寿命的监督蠕变蠕变蠕变蠕变与运行（1）对于同一种金属材料，影响蠕变曲线最主要的因素是承受的应力。在同一温度水平下，部件承受的机械应力值越大，蠕变越激烈，蠕变断裂时间越短。同一机械应力下，温度越高，蠕变越激烈，蠕变断裂时间越短。为此，在运行中严防蒸汽超温超压。（2）同

13、时运行中因为叶片、隔板等的微量伸长，都可能引起动静部分发生摩擦，所以汽轮机转子、汽缸、叶片、隔板等零部件的蠕变总变形量要严格监视与限制。 蠕变与运行（1）对于同一种金属材料，影响蠕变曲线最主要的因素热疲劳疲劳是指材料在某一点或某些点上受到变化的应力和应变，而经过足够次数的变化后可能最终产生裂纹或断裂时，其结构局部发生渐进性永久变化的过程。交变应力越小，金属材料产生裂纹或断裂所经历的应力和应变循环次数越多。一般把部件承受104-105次应力和应变循环而产生裂纹或断裂的现象称为低周疲劳。把能承受107次应力应变循环的作用而不发生破坏的应力称为疲劳强度极限。热疲劳疲劳是指材料在某一点或某些点上受到变

14、化的应力和应变，而低周疲劳汽轮机在启停或工况变化时，汽缸、转子等金属都会受到因变化而产生的交变热应力，经过一定数量的热应力循环，就会出现疲劳裂纹。汽轮机这种在启停过程中热应力的应力水平高，出现次数少，因此是低周疲劳。低周疲劳汽轮机在启停或工况变化时，汽缸、转子等金属都会受到因应力松弛 零件在高温和应力作用下，随着时间的增加，如果总的变形量不变，应力值却在缓慢地降低，这种现象称为应力松弛。在应力松弛的过程中，应力是逐渐下降的变量，总变形量虽然没有变化，但其弹性变形是在逐渐向塑性变形量转化。 应力松弛 零件在高温和应力作用下，随着时间的增加，如果总的变脆 化金属的脆化是指在某一特定的条件下，金属的

15、韧性大大降低的情况。脆化有很多种，这里只讨论对汽轮机有较大影响的低温冷脆性。低碳钢和高强度合金钢在高温下有较高的冲击韧性，但随着工作温度的降低，其冲击韧性将有所降低。这种在低温下金属材料呈现的脆性称为冷脆性，当冲击韧性显著下降时的温度称为脆性转变温度或称FATT。 脆 化金属的脆化是指在某一特定的条件下，金属的韧性大大降低的应力腐蚀金属在拉应力和特定的腐蚀环境的共同作用下发生的脆性断裂称为应力腐蚀破裂(简称SCC)。这是一种极为隐蔽的局部腐蚀形式，而且往往是事先没有明显预兆。金属的应力腐蚀破坏是具有选择性的，一定的金属材料在一定的介质中才会发生。为此，在设计选用零件用钢时，除要考虑钢材的高强度

16、外，还必须考虑钢材的耐腐蚀性能。在现场运行中，往往采用对汽机叶片进行喷涂处理，以提高叶片的抗冲蚀能力和抗腐蚀能力。应力腐蚀金属在拉应力和特定的腐蚀环境的共同作用下发生的脆性断汽轮机的寿命在高温下长期运行的汽轮机，其零部件的机械性能将发生很大的变化，其强度有所降低。由于这些零部件长期在高温介质中承受着静态和动态应力，非常容易产生裂纹甚至断裂。为了确保机组的安全，正确地判断汽轮机部件的维修或更新时间，即对汽轮机寿命的评价便成了迫切的任务。汽轮机的寿命在高温下长期运行的汽轮机，其零部件的机械性能将发汽轮机的寿命管理(1)寿命分配。汽轮机的寿命管理通常包括两个方面：一是对汽轮机在总的运行年限内的使用情况做出明确的切合实际的规划，也就是确定汽轮机的寿命分配方案，即在整个运行年限内的启动类型及起停次数以及工况变化、甩负荷次数等。另一个是根据寿命分配的方案，制订出汽轮机启停的最佳启动及变工况运行方案，保证在寿命损耗不超限的前提下，使汽轮