大型火电机组事故运行及第6次课

第二章单元机组试验第一节单元机组热力试验

一、目的通过热力试验查清发电厂生产的各个环节热量输入、能量有效利用情况及能量损失情况。基于热力学第一定律对热力系统进行评价，为电厂节能环保的工作方向，实施节能技术改造、科学管理，提高发电厂热能利用率提供依据。二、机组热平衡试验单元机组热平衡是指单元机组在规定的平衡期内总热量的收入和支出，即消耗与利用及损失之间的平衡关系。热平衡试验的目的是搞清单元机组各环节热能有效利用和损失情况，查明节能潜力所在，为提高热能利用水平提供科学依据。机组热平衡试验测试方法：①统计计算法利用平衡期内单元机组燃料消耗量、锅炉产汽量、汽轮机进汽量和供热量等指标的统计值为主，进行机组经济指标的计算，完成热平衡工作

②测试计算法在平衡期内完成汽轮机、锅炉及辅助热力设备的热力特性试验，绘制出热力特性曲线，并以测试数据为主，进行机组经济指标的计算，完成热平衡工作。二、锅炉热效率试验通过锅炉热效率试验可以求出锅炉的各项热损失并分析热损失高于设计值的原因。确定锅炉机组在各种负荷下的合理运行方式，如过量空气系数，煤粉细度，火焰位置以及燃料和空气在燃烧器及其各层之间的分配情况等。电站锅炉和工业锅炉热效率的测定有两种方法：输入一输出热量法和热损失法．1、输入一输出热量法。即直接测量锅炉输入和输出热量，锅炉热效率为输出热量占输入热量的百分比此法又称为正平衡法。锅炉蒸发量——实际测定，kg/h；蒸汽焓——查表，kJ／kg；给水焓——近似地取给水温度的值，kJ／kg；燃料消耗量——实际测出，kg/h；燃料低位发热量——实际测出，kJ／kg。正平衡试验只能求出锅炉的热效率，而不能得出各项热损失。因此，通过正平衡试验只能了解锅炉的蒸发量大小和热效率的高低，不能找出原因，无法提出改进的措施。2、热损失法:由试验验测定各项热损失求得锅炉热效率，此法又称为反平衡法。热损失包括：排烟热损失，化学不完全燃烧热损失，机械不完全燃烧热损失，散热损失和灰渣物理热损失。对于电站锅炉和容量较大（蒸发量D≥３５t/h）工业锅炉，采用热损失法测量热效率，也可输入一输出热量法测定。对于容量较小的工业锅炉，两种方法并用。q2——排烟热损失，％；q3——化学未完全燃烧热损失，％；q4——机械未完全燃烧热损失，％；q5——散热损失，％；q6——灰渣物理热损失，％。3、锅炉热效率试验的基本测量项目如下：对于输入一输出热量法：①.燃料量；②.燃料发热值及工业分析；③.燃料和空气温度；④.过热蒸汽，再热蒸汽及其它用蒸气的流量，压力和温度；⑤.给水和减温水流量、压力及温度；⑥.前置预热器进、出口风温和风量，外来热源工质流量，温度和压力；⑦.雾化蒸汽压力，温度用流量；⑧.泄漏与排污流量。对于热损失法：1.燃料发热值，工业分析用元素分析；2.烟气分析3.烟气温度；4.燃料及空气温度；5.外界环境干、湿球温度，大气压力；6.空气预热器进，出口风温与风量，外来热源工质流量，温度及压力；7.雾化蒸汽压力，温度及热量；8.各灰渣量分配比例及其可燃物含量；9.灰渣温度。为了取得其它较次要的运行参数的其余测量项目，称为参考测量项目。试验前对基本测量项目及参考项目分别制订适宜的测量方法和采用相应的仪表，确定测点位置和数量。

三、汽轮机热效率试验汽轮机热效率的主要目的是求取热耗率热耗率定义为汽轮机系统从外部热源取得的热量与其输出功率之比汽耗率对于纯凝汽式汽轮机来说是一个恰当的性能考核指标，对于回热、再热汽轮机组d值意义不大主、再热蒸汽流量的计算主蒸汽流量=给水流量+过热器减温水流量-系统不明漏量冷再热蒸汽流量=主蒸汽流量-高压门杆漏汽流量-高压缸前后轴封漏量-高压缸中的各段抽汽量第二节锅炉启动调试试验一、为什么进行机组的启动调试试验

电站锅炉及与其相连系的汽轮发电机组，由于设备庞大和配套系统复杂，不可能在制造厂进行总装和启动试运以检查其是否达到设计性能，然后再出厂。这些工作只能在现场进行，因此启动调试试验就成为电站安装结束正式投产前必不可少的一道工序。

二、任务和目的启动调试阶段的任务和目的:就是按照一定程序把所有设备启动、运行起来，以检查全部设备是否达到设计所规定的性能。从而证实设备本身能正常投入运行。可见，启动调试实际上是设计质量、设备质量和安装质量的动态检验。

三锅炉水压试验方法1、水压试验方法

锅炉承压元件在制造和安装过成中对原材料和各种制造工序虽然经过专门检查，但是由于检查方法和检查范围的局限性，材料和工艺缺陷不一定都能被排除。因此，在锅炉承压元件全部工艺过程结束之后，在等于或高于工作压力的条件下进行水压试验，以便对制造、安装的工艺质量进行投运前的整体最终检查。锅炉运行规程规定，锅炉大修、小修或局部受热面检修后，也必须进行工作压力的水压试验。

水压试验前必须确定水压试验范围极其隔离方案，例如主蒸汽系统与再热蒸汽系统之间的隔离，锅炉与汽轮机之间的隔离等。

水压试验上水方法和启动上水相同。但水压试验上水必须把水灌满承压容器的全部空间。因此，水压试验上水量较大。超高压670t/h锅炉承压容器总上水量为326t。

工作压力水压试验检查方法：当受压容器压力升至工作压力时关闭上水阀门，进行严密性检查，记录压力下降速度；然后再微开上水门，保持工作压力，进行全面性检查。超压水压试验检查方法：受压容器压力升至工作压力后进行严密性检查和全面检查，检查合格后再升压至超压试验压力，保持5min，检查严密性，再降压至工作压力保持不变，进行全面检查。水压试验质量标准：严密性检查的合格标准为5min内汽包压力下降值≯0.5MPa、再热器压力下降值≯0.25MPa。全面检查的合格标准为汽包、联箱、受热面以及它们的连接管道的所有焊缝或其它部位无泄露现象，没有任何水珠和水雾。

四、漏风试验

1、目的锅炉机组投产前或经过检修后，应该进行燃烧室、烟道、风道、除尘器及所有孔门的漏风实验。目的：检查燃烧室、制粉系统、冷热风系统、烟气系统等的严密性，找出漏风处预以消除，任何部位漏风给锅炉带来非常有害的后果，使锅炉出力降低，炉内结渣，安全经济下降。环境卫生和工作条件变差。

漏风实验可以分两部分进行，从燃烧室起经尾部烟道、除尘器、引风机至烟囱入口为一部分，冷热风道和空气预热器为另一部分，对于负压锅炉来说，前一部分为负压系统，后一部分为正压系统，对于微正压燃烧锅炉来说，两部分都是正压系统。

2、方法：检查漏风的方法有两种：正压法与负压法。对燃烧室，烟道等部分用负压法。启动引风机，开启挡板保持炉膛负压150-200Pa，然后用蜡烛或火把靠近各接缝或可能会漏风处，若不严密则烛光或烟火会被负压吸向该处，检查人员做好标记，待试验后作堵塞处理。对制粉系统，风道，空气预热器等处，可采用正压法：启动送风机，使该系统维持在300~400Pa的正压,或者先关严引风机入口挡板，启动送风机，维持燃烧50~100Pa的正压。后将白粉放入送风机入口或者将燃着的烟雾弹放入，凡有白粉泄聚处或冒烟处，说明该处漏风。锅炉三大安全附件1、安全阀2、压力表3、水位计安全附件还包括：风压表、温度计、流量表、给水调节阀水位报警器、吹灰器、防爆门、二氧化碳表五、安全门的整定与校验安全门的基本概念安全阀是一种自动阀门，它不借助任何外力而有利用介质本身的力来排出一额定数量的流体，以防止系统内部压力超过预定的安全值。当压力恢复正常后，再自行关闭并阻止介质继续流出的一种阀。基本要求:准确开启适时全开稳定排放良好的回座性能可靠的密封性能如果压力容器(设备/管线等)压力超过设计压力…尽可能避免超压现象一切有过压可能的设施都需要安全阀的保护!安全阀总排气量规定锅炉安全阀的总排气量必须大于锅炉最大连续发量。并保证在汽包和过热器上所有安全阀开启后，锅炉内的蒸汽压力上升幅度不超过安全阀较高开启压力的3%。并不得使锅炉内蒸汽压力超过设计压力的1.1倍。通过安全阀数量、阀座内径、排汽管截面积。来保障安全阀的主要类型弹簧式先导式重力板式先导+重力板典型应用电站锅炉典型应用长输管线典型应用罐区PCV阀PCV=PressureControlValve压力调节阀也就是压力释放阀

安装位置及作用：安装在锅炉过热器联箱出口蒸汽管道上，作用跟对空排气是一样（一般安装在过热器出口对空排气门前，因为它的动作压力要比对空排气动作压力低）。主要是主蒸汽压力高时根据你整定的压力来自动开启，但它作用直接；过热蒸汽直排大气，无需减温，方式简单。表2安全阀整定压力及排放量汇总表：编号阀门型号规格(英寸)整定压力回座压差%排汽量温度开启MPa回座MPakg/h℃汽包安全阀11749WB3’’×6’’19.7919.00427636521749WB3’’×6’’19.9919.00528036531749WB3’’×6’’20.1918.98628536541749WB3’’×6’’20.1918.98628536551749WB3’’×6’’20.3818.95728936561749WB3’’×6’’20.3818.957289365过热器出口安全阀71740WD3’’×6’’18.2817.73317554781740WD3’’×6’’18.3117.763176547再热器进口安全阀1705RRWB6’’×8’’4.304.173239336

1705RRWB6’’×8’’4.304.173239336

1705RRWB6’’×8’’4.344.213241336

1705RRWB6’’×8’’4.344.213241336

1705RRWB6’’×8’’4.434.303246336

1705RRWB6’’×8’’4.434.303246336

再热器出口安全阀1785WD6’’×8’’4.023.903136547

1785WD6’’×8’’4.023.903136547

电动泄放阀2.51BV1.77-32002XW2.5’’×4’’18.1017.742118547

2.51BV1.77-32002XW2.5’’×4’’18.1017.742118547

控制安全阀指控制该承压部件在允许压力下工作；（控制就是控制压力在允许范围内工作）工作安全阀指该承压部件在工作时的极限压力。安全门的整定顺序是按动作压力先高、后低的次序进行的。

整个系统都这样地，从汽包到过热器再到再热器第三节汽轮机启动调试试验在汽轮机启动、停机及正常运行中，为了检验运行设备所处状态是否良好以及备用设备是否可靠，需要进行试验、了解情况，以保证汽轮机组安全经济运行。汽轮机试验分为启动前试验、启动中的试验和运行中的试验。1.各种泵的联动试验此试验包括给水泵、循环水泵、凝结水泵等的联动试验。试验目的是：检查各种泵联动的可靠性，保证运行泵突然发生故障时能够联动备用泵，以维持正常运行。各种泵的联动试验在设备大修后或运行中定期进行。2.低油压联动试验此项试验一般是指交、直流电动润滑油泵及盘车装置的联动试验。试验目的是：检查润滑油压降至规定数值时，交、直流电动油泵及盘车装置的联动情况是否符号要求。这项试验在机组大修后及上述设备电气回路检修后熔应进行，可在启动前或运行中试验。3.真空严密性试验真空严密性试验的目的是检查和鉴定真空系统的严密性。试验应定期进行，并在带相同负荷下测定，以便比较试验结果。4调速系统静止试验调节系统静止试验是在汽轮机静止状态下，启动高压抗燃油泵，对调节系统进行试验。由于汽轮机处于静止状态，试验时十扰因素少，可获得比较准确的结果。对于新安装和检修后的机组，通过静止试验可将各机构的关系调整到符合设计要求，为保证安全、可靠启动和运行提供必要条件。对存在缺陷或经过改进的机组，通过静止试验测得各机构的相互关系，与设计数据进行比较，找出产生缺陷的原因或判断改进的效果。

静止试验可以测得哪些项目?

(1)调速器信号(滑套位移或一次脉冲油压)与油动机行程、二次脉冲油压间的关系；

(2)油动机行程与各调节汽阀开度的关系；

(3)同步器的工作范围；

(4)传动放大机构的迟缓率。

5自动主汽阀及调节汽阀试验自动主汽阀及调节汽阀试验内容是：

(1)自动主汽阀及调节汽阀的严密性试验；

(2)关闭时间试验6．严密性试验的目的是什么?如何进行?

严密性试验的目的是检查自动主汽阀及调节汽阀关闭的严密程度。

(1)自动主汽阀严密性试验在额定的新蒸汽参数、排汽压力和转速条件下，调节汽阀处于全开状态，关闭自动主汽阀并同时记录汽轮机转速随时间变化的关系，一般要求在自动主汽阀关闭后，汽轮机转速能迅速下降到1000rpm以下。

(2)调节汽阀严密性试验在额定的新蒸汽参数、排汽压力和转速条件下，自动主汽阀处于全开状态，关闭调节汽阀并同时记录汽轮机转速随时间变化的关系。这个关系，应与相同条件下打闸停机时的曲线基本一致。（3）关闭时间试验自动主汽阀和调节汽阀除要求严密外，还要求动作迅速灵活。关闭时间试验就是测量操纵自动主汽阀和调节汽阀的自动关闭器和油动机的关闭时间，以判断其动作迅速性是否符合要求。6、超速保护装置试验为了确保超速保护装置动作可靠，汽轮机安装完毕后，每次大修前后，或运行2000小时以后，均应按有关规定进行超速保护装置试验，即手动试验、注油试验和超速试验等。汽轮机的超速保护装置为了保证汽轮机组安全运行，必须严密监测汽轮机的转速，并装设超速保护装置：危急保安器超速保护装置、电气式超速保护装置等（103%、109%超速保护）。OPC电磁阀AST电磁阀汽机危急保安器危急保安器属于机械液压式超速保护装置，当转速超过额定转速的109%--110%时，危急保安器动作，同时关闭主汽门和调速汽门，实现紧急停机。汽轮机具有一套机械超速飞锤和机头手动脱扣按钮，两者任一动作都将泄去隔膜阀上部油压由弹簧力开启隔膜阀，泄去高压抗燃危急遮断油压而停机，润滑油有单独的供油系统，与抗燃油互不相通，两者截然分开。滑阀杠杆危急保安器结构保安器复位油压隔膜阀顶部油压挂闸油压飞锤的工作原理工作原理：正常运行时飞锤的弹簧力超过飞锤的离心力，使飞锤不能飞出。当转速升高时离心力增大，当离心力大于弹簧力，飞锤就飞出，使脱扣器动作，从而使汽机停机。①手动试验手动试验是为了检查危急遮断油门、自动主汽阀及调节汽阀是否动作。试验分别在汽轮机静止状态和空负荷状态下进行，一般结合自动主汽阀和调节汽阀严密性试验和关闭时间试验进行。②注油试验大功率汽轮机上均装有危急保安器注油试验装置，可以分别在空负荷及带负荷时进行试验。空负荷注油试验可测出危急保安器的注油击出转速，带负荷注油试验用于在正常带负荷运行条件下进行危急保安器活动试验。其试验方法是将被试验的危急保安器脱扣装置从正常运行系统中切除（另一危急保安器及其脱扣装置处于正常运行状态，仍起保护作用），并使其接入试验系统，试验完毕后再将其投入正常运行系统，然后用同样的方法对另一危急保安器进行试验。

主机转速在3000r.p.m时，进行主机注油试验，将试验滑阀打至“试验”位并保持，此时，机械超速及手动遮断油泄油口关闭，缓慢开启注油试验阀，使压力油注入机械超速保护装置危急保安器偏心飞锤底部，当压力油压与离心力之和大于弹簧力，飞锤出击，打击碰钩，使危急遮断滑阀动作，而隔膜阀不动作，机组任能保持3000转/分。试验结束，关闭注油试验阀，将试验滑阀打至“正常”位（如图所示）。隔膜阀注油试验压力指示表注油试验阀危急遮断滑阀危急保安器偏心飞锤隔膜阀试验杠杆试验滑阀③超速试验超速试验用于测出危急保安器的实际动作转速。试验在汽轮机空转时进行，其方法是用同步器将转速升到上限，再用超速试验装置（超速试验错油门、辅助同步器或其他装置）缓慢地提升转速，使危急保安器动作并记录动作转速。联系热控人员准备做试验,开始减负荷,退电跳机保护。负荷5MW时解列发电机。将后备手操盘上的OPC钥匙开关打在“试验”位。在DEH上点击“超速试验”按钮。点击“OPC超速试验”按钮，按钮的字变色；DEH自动将目标转速设定为3095rpm，并以100rpm/min的速率提升转速；当转速升至3090rpm时0PC电磁阀动作,联关高、中压调门及各抽汽逆止门,汽机转速低于3090rpm中压调门首先开启,高调门则在转速低于3000rpm后开启,维持3000rpm运行,目标转速自动置3000rpm。试验结束后，转速恢复3000rpm。“103%”超速保护试验试验前发电机解列，全面检查机组维持转速3000rpm运行正常。检查交流润滑油泵运行正常。在DEH上点击“超速试验”按钮，点击“AST超速试验”按钮，按钮的字变色，DEH自动将目标转速设定为3300rpm，并以100rpm/min的速率提升转速，检查振动、差胀、轴向位移、各轴承金属温度的变化正常。当转速达到3300rpm时，AST电磁阀动作，AST母管油压消失，检查高、中压主汽门、调速汽门、各抽汽逆止门、高排逆止门迅速关闭,机组转速明显下降,“主汽门关闭”信号发,记录动作转速并检查ETS首出正常。“110%”超速保护试验机械超速试验在DEH上点击“超速试验”按钮，点击“机械超速试验”按钮，按钮的字变色，DEH自动将目标转速设定在3360rpm，并以100rpm/min的速率提升转速；检查振动、差胀、轴向位移、各轴承金属温度的变化正常。当转速至3330～3360rpm时，机械飞锤动作,隔膜阀上腔的附加保安油压消失，检查高、中压主汽门、调速汽门，各抽汽逆止门、高排逆止门迅速关闭,机组转速明显下降,“主汽门关闭”信号发,记录动作转速。7、静特性试验（1）空负荷试验空负荷试验是在汽轮机无励磁空转运行工况下进行的。（2）带负荷试验8、动态特性试验———甩负荷试验甩负荷试验概况为测取汽轮机调节系统动态特性，突然甩去汽轮发电机组全部负荷所进行的全部检测鉴定工作。在汽轮发电机组甩负荷的过程中，能有效地控制转速飞升，不使危急保安器动作，维持空负荷稳定运行，是对汽轮机调节系统动态特性的基本要求，其性能的优劣对机组和电网的安全运行有直接的影响。甩负荷试验有常规法和测功法。甩负荷试验目的调节系统的稳定性,动态超调量,过渡过程调整时间等动态特性,通常通过甩负荷试验来考核,这是甩负荷试验最主要的目的为实现快速并网接带负荷,要求锅炉不灭火维持燃烧,汽机维持空转,因此甩负荷试验也可检验主辅机的适应能力.对于供热机组,还可以考验可调整抽汽逆止门的快速关闭及严密性.常规法甩负荷试验常规法甩负荷试验,又称甩电负荷试验。在发电机主开关突然断开，机组与电网解列，甩去全部负荷的情况下，记录曲线,测取汽轮机调节系统的动态特征参数，如：动态超调量，转速不等率，转速动静差比，转子加速度，转子时间常数，转子转动惯量，机组容积时间常数等。这种方法是考核汽轮机调节系统动态特性最直接的方法，也是较为成熟的方法，长期以来一直作为标准方法被广泛采用。一般首台新型机组或调节系统改造后的机组，必须用常规法进行甩负荷试验。这种方法适用于新机组的考核试验和新投产机组的验收试验。试验方法1.机组与电网解列，转速飞升，调节汽门关闭，记录汽轮机转速变化过渡过程2.试验按甩50％，100％额定负荷两级进行3.以转速飞升至转速稳定或转速飞升至危急保安器动作（不合格）为试验的终结测功法甩负荷试验测功法甩负荷试验介绍上述是较为成熟的常规甩负荷法，它能直接反映调节系统的动态特性，故一直作为机组考核的方法广泛采用。但由于该方法风险大、工作量大、涉及面广，因此国内外都在寻求简单安全的试验方法，于是提出了测功法。测功法原理是在机组不与电网解列、突然关闭进汽阀的情况下测取发电机有功功率变化的过渡过程，经换算可得到转速飞升曲线。试验方法1.机组不与电网解列，手操作保护动作关闭调节汽门，机组转速不飞升，记录发电机有功功率变化过渡过程2.试验可不分级直接进行甩100％额定负荷试验3.以有功功率降至零（出现逆功率）或不能降到零（不合格）为试验的终结第四节发电机和变压器试验1.同步发电机的工作原理导体切割磁力线产生感应电动势.电枢绕组(定子绕组)励磁绕组(转子绕组)通入直流电产生一发电机的空载特性试验2.同步发电机的端电压与哪些因素有关？转速励磁电流是由原动机(直流电动机)决定的指的是同步发电机转子励磁绕组中的直流电流大小什么叫同步发电机的空载特性？同步发电机的端电压U与励磁电流If之间的关系，即U=f(If)。前提：保持转速n=nN=1500r/min不变（记录数据的时刻）。测定同步发电机空载特性的电路图发电机空载特性曲线如图所示：E0IL.0Er

试验目的：(1)判断转子绕组有无匝间短路。(2)也可判断定子铁芯有无局部短路（如有短路该处的涡流去磁作用也将使励磁电流因升至额定电压而增大）。(3)计算发电机的电压变化率、未饱和的同步电抗等电机参数。试验方法：（1）发电机维持额定转速不变（2）逐渐增加励磁电流使端电压U等于额定电压的1.3倍（汽轮机），然后减小励磁电流及相应的Eo，直励磁电流为零，Eo为Er为止。在升降过程中逐点记录ⅠL和Eo。（3）在升压或降压操作中不得反向操作。二发电机的短路特性试验发电机短路特性，是指发电机定子绕组三相短路、转子为额定转速时，定子电流与励磁电流的相互关系，以曲线表示。由于此时电机磁路处于不饱和状态，故曲线为通过坐标原点的一条直线。IdIf0试验目的：（1）判断转子绕组有无匝间短路（因为匝间短路时，由于安匝数减少，短路特性曲线会降低）。（2）计算发电机的重要参数同步电抗、短路比。试验方法：（1）发电机定子三相短路。（2）维持同步转速不变。（3）增加励磁电流，读取转子电流Ⅰf及相应定子电流Ⅰd值，直到定子电流达到额定值。

三变压器泄漏电流试验绝缘体是不导电的，但实际上几乎没有什么一种绝缘材料是绝对不导电的。任何一种绝缘材料，在其两端施加电压，总会有一定电流通过，这种电流的有功分量叫做泄漏电流，而这种现象也叫做绝缘体的泄漏。试验目的：检查变压器绝缘整体受潮，部件表面受潮或脏污，以及贯穿性的集中缺陷四交流耐压试验交流耐压试验是检验变压器绝缘强度最直接、最有效的方法，对发现变压器主绝缘的局部缺陷，如绕组主绝缘受潮、开裂或者在运输过程中引起的绕组松动，引线距离不够，油中有杂质、气泡以及绕组绝缘上附着有脏物等缺陷十分有效。五变比试验变压器的变比试验是验证变压器能否达到规定的电压变换效果，变比是否符合变压器技术条件或铭牌所规定的数值的一项试验。其目的是检查各绕组的匝数、引线装配、分接开关指示位置是否符合要求；提供变压器能否与其他变压器并列运行的依据。六变压器空载试验变压器空载试验指从变压器任意一侧绕组（一般为低压绕组）施加正弦波形、额定频率的额定电压，在其他绕组开路的情况下测量变压器空载损耗和空载电流的试验。空载试验的主要目的是发现磁路中的铁芯硅钢片的局部绝缘不良或整体缺陷，如铁芯多点接地、铁芯硅钢片整体老化等；根据交流耐压试验前后两次空载试验测得的空载损耗比较、判断绕组是否有匝间击穿情况等。空载损耗主要是铁芯损耗，即由于铁芯的磁化所引起的磁滞损耗和涡流损耗。空载损耗还包括少部分铜损耗（空载电流通过绕组时产生的电阻损耗）和附加损耗（指铁损耗、铜损耗外的其他损耗，如变压器引线损耗、测量线路及表计损耗等）。第3章单元机组的启动与停运

第1节单元机组启停概述

单元机组的启动一般是指从锅炉点火开始，经过升温升压，暖管，当锅炉出口蒸汽参数达到一定值时，开始冲转汽轮机，将汽轮机转子由静止状态到升速，暖机，转速达到同步转速，发电机并网带初负荷，直至逐步升负荷到额定负荷的全部过程。而停运过程与启动过程相反，一般指机组从一定负荷，经过降温、降压、减负荷，待负荷减至一定数值后机组解列，锅炉熄火，汽轮机转子惰走，直到停止的全部过程。一单元机组启动方式分类按设备金属温度分类按启动前汽轮机的金属温度（内缸或转子表面温度）来划分（1）冷态启动：当金属温度低于满负荷时的金属温度的40%或高压或中压转子金属温度低于150℃或180℃时，称为冷态启动。（2）温态启动：当金属温度低于满负荷时的金属温度的40%～80%或当高压或中压转子金属温度介于181℃-350℃时，称为温态启动。（3）热态启动：当金属温度低于满负荷时的金属温度的80%或当高压或中压转子金属温度介于350℃以上时，称为热态启动。有时又分为热态（350℃-450℃）和极热态（450℃以上）关于冷态、温态、热态及极热态的划分原则主要是考虑汽轮机转子材料的性能。试验研究表明：转子金属材料的冲击韧性随温度的下降而显著降低，呈现冷脆性，这时即使在较低的应力作用下，转子也有可能发生脆性断裂破坏。热态启动时金属温度已超过转子材料的脆性变形温度，它可以避免产生转子的脆性破坏事故按蒸汽参数分类（1）额定参数启动从冲转直至机组带额定负荷的整个启动过程中，锅炉应保证自动主汽门前的蒸汽参数（压力和温度）始终为额定值。节流损失大(蒸汽参数较高)调节级后温度变化剧烈热冲击，热应力大冲转时因为部分进汽蒸汽流量少，各部件受热不均匀（2．）滑参数启动滑参数启动方式就是在启动过程中锅炉点火与暖管、汽轮机冲转、暖机和增加负荷同时进行，在蒸汽参数逐渐升至额定值的过程中，机组可带一定负荷或满负荷。汽轮机的自动主汽阀前的蒸汽参数(温度和压力)随机组负荷的变化而变化，故这种启动方式称为滑参数启动。这种启动方式要求锅炉产生的蒸汽应该随时适应汽轮机的要求，对喷嘴调节的汽轮机，定速后调节阀门可保持全开位置。由于这种方式经济性好，具有零部件加热均匀等优点，在现代大型机组启动中，得到广泛的应用。滑参数启动方式按冲转时主汽阀前的压力大小又可分为：真空法启动和压力法启动。(1)真空法启动(2)压力法启动3．按冲转时进汽方式分类①高中、压缸联合启动采用该方式启动时，蒸汽同时进入高、中压缸冲动转子，高中、压缸同时受热，可以使汽缸和转子所受热冲击较小，加热均匀，降低热应力，缩短启动时间。但是，对于高中、压缸反向布置的机组，控制相对胀差不利。②中压缸启动启动初期，高压缸不进汽而用中压缸进汽冲转，待汽轮机转速达2300r/min-2500r/min时，才开始向高压缸送汽。这种启动方式对控制相对膨胀有利，可以将高压缸的相对膨胀问题排除，高压缸的预热可通过启动前倒暖高压缸提前进行；缺点是操作较复杂、启动时间长。4．按控制进汽流量的阀门分类①调节阀启动（即GV—governorvalve控制方式）启动时，电动主汽门和自动主汽阀处于全开位置，进入汽轮机的蒸汽流量由依次开启的调节阀门控制。这种控制方式由于调节阀门较小易于控制流量，但由于调节门依次开启，汽机头部进汽不匀，易造成受热不匀，这种方式在高压机组中较少采用。冲转方式：（1）调节阀冲转；（2）自动主汽门冲转；（3）电动主闸阀旁路冲转。P1P2P3G高压缸中压缸再热器自动主汽门电动主闸阀低压缸中压缸主汽阀中压缸调节阀过热器S调节阀②用主汽门启动（即TV—throttlevalve控制方式）启动前，调速汽门全开，用自动主汽门或电动主闸门的旁路门控制蒸汽流量。这种启动方式不仅便于控制升温速度，而且能全面进汽，汽轮机受热均匀，对具有高压力以上参数的机组十分有利。但由于需要进行阀切换（冲转至一定转速后，将蒸汽流量控制机构由自动主汽门或电动主闸门的旁路门切换为调速汽门），因而对控制系统和操作的要求都比较高。另外，用自动主汽门冲转的缺点是易造成自动主汽门被冲刷而产生漏汽，因而对自动主汽门的材质提出了更高的要求。用电动主闸门的旁路门冲转可避免对自动主汽门的冲刷，缺点是系统复杂、设备投资增加、操作不灵活。二大机组启动方式目前300MW、600MW机组通常采用滑参数压力法，须待汽轮机电动主汽门前主蒸汽的压力和温度达到预定的冲转参数时再冲动汽轮机，然后随着蒸汽参数不断提高逐步升速、暖机、全速、并网带负荷至额定值。

目前常用的三种锅炉即直流锅炉、自然循环汽包锅炉和强制循环汽包锅炉的启动一般都采用滑参数压力法，但它们之间相比有如下不同的特点：1.直流锅炉启动时，要求一开始就建立起足够的启动流量和启动压力，以保证所有受热面的冷却和水冷壁内水动力的稳定性。因此，启动过程中，直流锅炉有连续不断的工质进入锅炉而后排出。为回收从锅炉中排出的水和热量，直流锅炉一般都设置了专门的锅炉启动旁路系统。

2.汽包锅炉有体积大且金属壁厚的汽包，它与连接的管段壁厚相差很大，为了使汽包本身及与之连接的各部件温升均匀，防止产生过大的热应力，必须限制启动的速度；直流锅炉因无汽包，故启动速度可大大提高。

3点火前，汽包炉受热面一般不必进行清洗，因炉水和锅炉管系内的杂质可在启动过程中用定期排污的方法除去。直流锅炉由于进入锅炉的给水是一次蒸发完毕的，如不进行点火前的冷态清洗，这部分杂质将沉积在锅炉管壁或被蒸汽带往汽轮机。因此，直流锅炉在点火前必须进行冷态清洗，在水质合格后方允许点火。

4自然循环和强制循环汽包锅炉，在启动初期，锅炉总是间断的进水。为了保护省煤器，锅炉一般都装有再循环管。当锅炉停止进水时，开启再循环管上的再循环门，使汽包与省煤器之间形成循环回路以冷却省煤器。三．单元机组的停运方式

单元机组的停运是指机组从带负荷运行状态到减去全部负荷、发电机解列、汽轮机惰走、锅炉熄火及机组降压降温的全部过程，它是单元机组启动的逆过程。根据实际情况，单元机组的停运(简称停机)可以划分为以下几种方式：根据停机目的不同，单元机组的停机方式可分为事故停机和正常停机两种。1．事故停机由于机组本身或电力系统设备故障，为了防止故障扩大，造成设备损坏或因机组无法承担发电任务，必须在短时间内把故障设备甚至整个机组停下的全过程称为事故停机。根据事故的严重程度，事故停机又分为紧急停机和故障停机。紧急停机是指所发生的异常情况已严重威胁机组的安全运行，必须采取措施立即停机。故障停机是指所发生的异常情况，还不会对机组的设备及系统造成严重后果，但机组已不宜继续运行，必须在一定时间内停机。2．正常停机正常停机是非事故时停机，有充裕的停机时间，停下来是为了机组检修或备用的目的。通常机组正常停机又可分为额定参数停机和滑参数停机。根据停机需要，正常停机又可以分为停运备用和停运检修两种。由于外界负荷减小，经计划调度要求机组处于热备用状态，称为备用停机，根据停机备用时间的长短又可以分为热备用停机与冷备用停机。检修停机则是按照预定计划机组进行大、小修或临修，以提高或者恢复机组运行性能。根据停机过程中蒸汽参数是否变化，又可分为额定参数停机、滑参数停机。额定参数停机是指整个停机过程中基本上在额定参数下进行。停机过程中，保持主蒸汽参数不变，用关小调节汽门，减少进入汽轮机蒸汽流量来降低机组负荷，发电机解列，打闸停机。该方式多用于设备和系统有一些小缺陷处理，但只需短时间停机，待缺陷处理后就可立即恢复运行。这种情况除事故设备需冷却到检修条件外，其余设备并不希望降温降压，以便重新启动时节省时间。大多数汽轮机都可以在30min内均匀地减负荷至安全停机，而不产生过大应力。滑参数停机是锅炉和汽机的联合停运，保持调节汽门全开或接近全开位置，在逐渐降低汽温、汽压的情况下，进行锅炉和汽机的减负荷。这种方式可以使机组冷却更快而且均匀，对于停运后需要检修的机组，采用滑参数停机，可以缩短停机到揭缸的时间，但锅炉在低负荷下运行时燃烧稳定性较差。该方式多用于计划大、小修停机，以保持较低的缸体温度，缩短揭缸时间，提早开工。四．单元机组的启停特点单元机组是炉机电纵向联系的一条龙式的整体生产系统，不同单元之间无横向联系，因而启停操作方式有其特点。另外，单元机组均为大容量高参数机组，故单元机组的启停又体现了大容量高参数机组的某些特殊要求。所谓合理的启停方式就是寻求合理的加热或降温方式，使启停过程中机组各部件的热应力、热变形、汽轮机转子与汽缸的胀差和转动部件的振动等指标均维持在较好的水平上。近年来，国内外对大容量单元机组的启停进行了大量的实践和研究，积累了不少经验，对单元机组的启停方式提出了下列原则要求：(1)应在最佳工况下启动机炉和增加负荷，并尽可能地在不同的温度情况下实现自动化程序启停；(2)在机组启停期间，工质损失和热损失最小；(3)在任何情况下都要严格保证锅炉给水；(4)根据负荷曲线的要求，对蒸汽参数和蒸汽流量应能自动调节；(5)只能用过热蒸汽(过热度最低为40～60℃)启动汽轮机；(6)汽轮机进汽部分的金属与蒸汽之间的温度差在热态启动时，应不超过50℃。五．滑参数启停方式的主要优点（1．）安全可靠性好滑参数启动时，由于采用体积流量大的低参数蒸汽来加热设备部件，使金属温差小，对锅炉汽包、汽轮机转子及汽缸等加热比较均匀，热应力小，从而使启动时的安全可靠性好。（2．）经济性高单元机组滑参数启动时，由于主蒸汽管道上的所有阀门全开，减少了节流损失；主蒸汽的热能几乎全部用来暖管、暖机；自锅炉点火至发电机并网发电，时间短，可多发电，辅机用电量也相应减少；锅炉不必向空大量排汽，减少了热量和汽水损失，从而也减少了燃料消耗；叶片在启停过程中可得到清洗，使汽轮机效率得到提高。（3．）提高设备的利用率和增加运行调度的灵活性采用滑参数启动，可以缩短启动时间，提前并网发电。采用滑参数停机，余汽、余热被用来发电的同时，也加速了汽轮机的冷却过程，所以可以提前揭缸检修，缩短了检修工期，增加了设备利用小时数。这样就提高了设备的利用率，增加了运行调度的灵活性。（4．）操作简化在滑参数启动过程中，当汽轮机采用全周进汽时，汽轮机的调节阀门处于全开位置，操作调节简单。而且给水加热器也可随主机进行滑参数运行，简化了操作；这些都在一定程度上为实现机组自动化顺序启停创造了条件。（5．）改善环境由于减少了蒸汽排放所产生的噪声，故改善了环境。现代大容量单元机组启动均采用滑参数启动方式，而不采用额定参数启动。而单元机组停运则根据具体情况来定，或采用滑参数停机，或采用额定参数停机。第二节亚临界机组（汽包炉）冷态滑参数启动一启动前的检查和准备工作1．机组启动前准备机组启动前要求确保安装或检修完毕，安全措施拆除。(1)锅炉水压试验。(2)发电机组联锁、锅炉联锁和水泵、油泵的联锁试验。(3)炉膛严密性试验(4)汽轮机控制系统的静态试验(5)大型转动机械的试运转(6)汽轮机大轴挠度测量(7)电气设备的绝缘测定(8)阀门及挡板的校验(9)原煤仓应有足够的煤量(10)除盐水充足合格，补充水箱水位正常，水质化验合格(11)送厂用电，并给机组辅机马达送电。。2.辅助设备及系统启动。(1)启动循环水泵，进行凝汽器通循环水、凝结水除盐装置的准备和投运。(2)启动工业水泵，工业水主要向旋转设备的轴承、油冷却器提供冷却水。(3)启动热控空压机，投入厂用压缩空气系统。压缩空气系统主要向汽动阀门提供压缩空气汽源。(4)启动润滑油系统，低油压保护投入。启动润滑油泵，进行油循环。(5)氢冷机组投密封油系统、发电机充氢、启动发电机水冷系统。(6)投调速抗燃油系统，调速抗燃油提供汽轮机的调速系统液压油。3．凝汽器补水及除氧器上水(1)启动化学补充水泵，向凝汽器补水至正常位置。(2)启动锅炉或邻机送汽至辅助蒸汽母管暖管。暖管结束后投辅助蒸汽系统运行。辅助蒸汽系统在启动时要向除氧器提供加热汽源和向汽轮机轴封提供密封蒸汽系统。(3)启动凝结水泵，向除氧器上水，冲洗凝结水系统及除氧器。冲洗合格后，将除氧器水位补至正常水位，然后投“自动”。(4)给水泵充水及暖管，给水泵投正暖。

(5)锅炉投回转式空气预热器。(6)投盘车，冲转前盘车应连续运转4h，特殊情况不少于2h。(7)投轴封系统，用辅助汽源向轴封送汽。转子静止时绝对禁止向轴封送汽，否则可能引起大轴弯曲。高压内缸上壁温度小于120℃时，要求进行盘车状态下汽缸预热。(8)启动真空泵，抽真空。真空高于-30kPa时，可以联系锅炉点火。二锅炉点火

1．锅炉上水在进水过程中还应注意汽包上、下壁温差和受热面的膨胀是否正常。2．风烟系统投用及炉膛和烟道吹扫

3.锅炉点火300MW机组通常采用二级点火，即先用高能点火器点燃重油，经过一定时间后再投入煤粉燃烧器。首先投入下层对角油枪点火，按自下而上的原则投入其余点火油枪。在点火初期，为使炉膛温度场尽量均匀，每层初投的对角油枪运行一段时间后，应切换至另一对角运行。切换原则为“先投后停”。点火时应注意通过火焰监视器对炉膛火焰进行监视。投煤粉时，应先投油枪上面或紧靠油枪的煤粉燃烧器，这样对煤粉引燃有利。投煤粉时，若发生炉膛熄火或投粉5秒不能引燃，应立即停止送粉，并对炉膛进行适当的通风吹扫，然后再重新点火，以防发生炉内爆燃事故。点火的流程吹扫燃油点火投入燃料是否稳定升温升压第一步：点火前的吹扫目的：清除烟道及炉内残存的可能引起爆燃的气体和沉淀物保证设备的安全，并防止回转式空气预热器点火后受热不均而变形要求：1、先启动回转式空气预热器，再开动引风机，后开动送风机。2、对炉膛和烟道进行吹扫，通风量大于25%MCR风量，吹扫不少于5min（MCR表示最大连续出力）3、对煤粉炉的一次风管应进行3~5min。第二步：燃油点火操作流程：点燃油枪由下到上打开各受热面疏水阀关闭疏水阀用于暖管和排尽管中积水过热器出口疏水有排放锅炉工质和抑制升压速度的作用，可推迟关闭三

锅炉升温升压

锅炉起压后（>0.1MPa），投入高、低压旁路运行，手动方式开低压旁路50%额定容量、高压旁路20%～30%额定容量配合升温升压，注意水幕保护及高、低压旁路减温水的投入。升温和升压的关系由：PV=RT在汽包中，我们可以把V和R看作定值得知，P∝T得，△P∝△T因此，升温和升压是一个正比的关系当把压力变大，比体积变大（受热膨胀）的因素也考虑进去，那可以证明：△T>△P因而，控制升压也能控制升温点火后，随着压力逐渐升高，锅炉运行人员应按一定的技术要求，在不同压力下进行有关操作，如关空气门（压力升至0.15～0.2MPa），冲洗水位计（压力升至0.1～0.3MPa），进行锅炉下部放水（压力升至0.2～0.3MPa），检查和记录热膨胀，紧人孔门螺栓等。在升压中期，还可再进行1～2次锅炉放水。汽包内水的平均温升限制在1.5~2°C目的：1、保护汽包金属壁（由温差过大产生很大破坏力的热应力）2、保护水冷壁（放大水冷壁初期的受热不均的效果，使水循环恶化，损害设备。）3、保护过热器、再热器（造成不正常冲转，升速，并网升负荷。金属材料超温）四汽轮机冲转及升速冲转时主汽阀前的主蒸汽过热度应至少有50℃以上，当用电动主闸门或主汽阀的旁路阀来冲转时，调节汽阀全开。冲转前汽轮机处于连续盘车状态（超过4小时）,主汽阀完全关闭,调节汽阀,再热主汽阀,和再热调节阀门全开,汽缸上下壁温差42℃。汽轮机冲转与升速①锅炉点火之前投入连续盘车，消除转子临时产生的热弯曲；在启动前连续盘车不能少于4h，同时测量转子的弯曲度。转子挠度不得超过规定值（一般为0.04mm）②凝汽式汽轮机的凝汽器真空的高低，对启动过程有很大的影响。冲转前真空保持-60~-70kPa范围内③蒸汽已经符合冲转参数要求，蒸汽过程度大于50℃，且与汽轮机各部件温度相匹配，暖管暖阀的凝结水门已开启，排除凝结水进入汽轮机的可能，保证启动安全。④锅炉运行正常，发电机——变压器组已恢复备用；汽轮机辅机系统正常。⑤油系统工作正常，油温、油压符合制造厂家的规定要求。为提高稳定性，一般油温在40~45℃之间。⑥各连锁保护应可靠地投入进行。（2）冲转方式。汽轮机冲转方式有高压缸进汽的冲转方式、中压缸进汽冲转方式、高中压缸同时进汽的冲转方式3种。根据汽门开启顺序又分为调速汽门冲转、自动主汽门冲转、电动主闸门的旁路门冲转等3种。现在汽轮机调节保安系统一般为数字式电调系统，汽轮机冲车前必须进行挂闸和复位，挂闸即给所有AST电磁阀通电，使之关闭；复位即复位危机遮断器，将危机遮断滑阀通往薄膜阀上腔的油口与滑阀排油封住，使AST油压得以建立，高中压调门及主汽门的卸荷阀关闭。

（3）冲转和暖机。汽轮机冷态启动时，蒸汽与设备各部件的温差较大。为防止汽轮机各部件受热不均匀产生过大的热应力和热变形，在冲转后到转速升到额定转速前，需要一定的暖机过程。其目的是防止金属材料脆性破坏和避免过大的热应力。在转子冲转到400~500r/min后维持转速，对汽缸进行启动摩擦检查，并确认无异常后，按设定的升速率升到中速进行中速暖机（1000~1400r/min）高速（2000~2400r/min）下进行高速暖机。在升速到600r/min时，盘车应自动脱扣，否则手动脱扣，在升速到额定转速时，汽轮机润滑油系统又交流润滑油泵切换到主油泵运行五并网及带负荷

1、什么叫并列操作?DL发电机并列示意图发电机并列