汽轮机运行(鹤壁)

第七章汽轮机的启动和停机讲授孙为民第一节汽轮机的启动方式分类一、按新蒸汽参数分类额定参数启动滑参数启动二、按冲转时的进汽方式分类1.高、中压缸联合启动调速汽门冲转主汽门冲转2.中压缸启动三、按启动前汽轮机金属温度水平分类72、72~10、8、1第二节冷态滑参数启动一、启动过程（一）启动前的准备工作（二）轴封供汽（三）盘车预暖（四）冲转、升速、暖机（五）并网、带负荷二、滑参数启动的特点滑参数启动与额定参数启动相比有以下的优缺点:（1）缩短了机组启动时间，提高了机组的机动性。（2）滑参数启动可在较小的热冲击下得到较大的金属加热速度，从而改善了机组加热的条件。（3）滑参数启动时，容积流量大，可较方便地控制和调节汽轮机的转速与负荷，且不至造成金属温差超限。（4）减少了工质的损失，提高了电厂运行的经济性（5）滑参数启动升速和接带负荷时，可做到调节汽门全开全周进汽，使汽轮机加热匀，缓和了高温区金属部件的温差和热应力。（6）滑参数启动时，通过汽轮机的蒸汽流量大，可有效地冷却低压段，使排汽温度不至升高，有利于排汽缸的证常工作。（7）滑参数启动可事先做好系统的准备工作，使启动操作大为简化，各项限额指标也容易控制，减小了发生事故的可能性。三、冷态启动的注意事项1.控制热应力2.控制好高压缸排汽温度3.启动曲线启动曲线反映了在启动过程中蒸汽初参数、真空度、转速、负荷等与启动时间的关系。这个曲线上，可以获得一次启动的很多重要信息，包括冲转参数、启动时间、暖机转速、暖机次数、暖机时间、升速率、升负荷率、临界转速、蒸汽与金属温度的匹配状况等。每一次启动都要严格按照启动曲线进行。启动曲线的获得一般有三种途径:制造厂提供；同类机组借鉴；本机组运行稳定后试验获得。第三节热态启动

一、热态启动的条件热态启动前应确认以下条件是否满足:

(1)上下汽缸温差应在允许范围内。(2)大轴晃度不允许超过规定值。(3)主蒸汽温度和再热蒸汽温度，应分别高于对应的汽缸金属温度500C以上。(4)润滑油温不低于35-400C。(5)胀差应在允许范围内。

二、热态启动的特点

1.交变热应力2.高温轴封汽源3.控制热弯曲4.启动速度快5.控制胀差6.启动曲线7.对于蒸汽参数的要求高第四节汽轮机停机一、额定参数停机1.停机前的准备2.减负荷3.发电机解列与转子惰走二、滑参数停机

三、正常停机过程中注意的问题1.严密监视机组的参数2.关于停盘车3.盘车时润滑油系统运行

四、异常停机一般汽轮发电机在运行过程中，如发生以下严重故障，必须紧急停机:

(1)汽轮发电机组发生强烈振动;(2)汽轮机发生断叶片或明显的内部撞击声音;(3)汽轮发电机任何一个轴承发生烧瓦;(4)汽轮机油系统着大火;(5)发电机氢密封系统发生氢气爆炸;

(6)凝汽器真空急剧下降，真空无法维持;(7)汽轮机严重进冷水、冷汽;(8)汽轮机超速到危急保安器的动作转速而保护没有动作;(9)汽轮发电机房发生火灾，严重威胁到机组安全;(10)发电机空侧密封油系统中断;(11)主油箱油位低到保护动作值而保护没有动作;(12)汽轮机轴向位置突然超限，而保护没有动作。一且发生事故，只能采用紧急安全措施，打掉危急保安器的挂钩，并从电网中解列。在危急情况下，为加速汽轮机停止转动，可以打开真空破坏阀破坏汽轮机的真空。这样使冷空气进入汽缸，它使叶轮的摩擦鼓风损失增加，对转子增加制动力。减少转子惰走时间，可加速停机。2.故障停机一般汽轮发电机在运行过程中，如发生以下故障，应采取故障停机方式:(1)蒸汽管道发生严重漏汽，不能维持运行;(2)汽轮机油系统发生漏油，影响到油压和油位;(3)汽温、汽压不能维持规定值，出现大幅度降低;(4)汽轮机热应力达到限额，仍向增加方向发展;(5)汽轮机调节汽门控制故障;(6)凝汽器真空下降，背压上升至25KPa;(7)发电机氢气系统故障;(8)发电机密封油系统仅有空侧密封油泵在运行;(9)发电机检漏装置报警，并出现大量漏水;(10)汽轮机辅助系统故障，影响到主汽轮机的运行。五、转子的惰走曲线第五节汽轮机的运行调整与可靠性一、汽轮机的运行方式与运行监督（一）运行方式1.定压运行2.滑压运行（二）正常运行影响安全运行的因素主要包括：1.主蒸汽、再热蒸汽的压力温度及主、再热蒸汽的温差2.高压缸排汽温度3.轴向位移及高中压缸胀差4.机组的振动情况5.轴承油温、轴承金属温度6.汽轮机各监视段压力7.汽轮机转速一）监视段压力二）通流部分结垢二、运行经济性（一）影响汽轮机运行经济性的因素1.运行方式2.运行负荷3.运行参数4.热力系统运行参数及运行方式是影响运行经济性的主要因素（二）汽轮机的真空管理1.凝汽器的清洗2.真空系统的严密性（三）负荷的合理分配三、汽轮机的非正常运行方式汽轮机组偏离正常运行方式的各种工作状态统称为非正常运行或者异常运行（一）汽轮机的甩负荷汽轮机甩负荷后带厂用电运行或者从电网上解列机组空转，机组本身处于恶劣工况下运行，对汽轮机的寿命损耗影响很大调节级通流部分机组甩负荷带厂用电运行时间不可太长。（二）低频运行汽轮发电机组在系统电频率低于49.5Hz情况下的运行称为低频运行电网频率改变时，某些部件的振动性能会受到影响。（三）低真空运行排气压力升高会使末几级的反动度增加，轴向推力增加真空问题是影响发电厂正常带负荷的关键因素。（四）高压加热器切除对汽轮机运行的影响四、汽轮机的调峰运行（一）调峰机组的分类尖峰负荷机组中间负荷机组1.两班制运行2.低负荷运行3.周末停机（二）调峰现状第六节汽轮机中压缸启动

（一）汽轮机冷热态启动划分

中压缸启动，根据高中压外缸中压进汽处下半内壁温度T1判断：T1<305℃,则为冷态中压缸启动；305℃≤T1＜420℃，则为温态中压缸启动；420℃≤T1＜490℃，则为热态中压缸启动；T1≥490℃，则为极热态中压缸启动；

高压缸启动，根据高压内缸下半内壁温度T2判断：T2<320℃,则为冷态高压缸启动；320℃≤T2＜420℃，则为温态高压缸启动；420℃≤T2＜445℃，则为热态高压缸启动；T2≥445℃，则为极热态高压缸启动；郑州电力高等专科学校动力工程系一般情况下我们把机组的启动过程分成以下三个阶段：锅炉点火到汽轮机冲转，为锅炉的启动阶段；汽轮机冲转到发电机并网，为汽轮机的启动阶段；从并网到带满负荷，为机组的升负荷阶段。郑州电力高等专科学校动力工程系东方600MW超临界汽轮机优先采用中压缸启动方式。即采用中压缸冲转，滑参数启动，在冲转升速和负荷小于15％时，高压缸隔绝暖缸，高压缸通过高压排汽阀的旁路阀对高压缸进行暖缸，过热蒸汽通过高压旁路阀经过减温减压引到再热器。郑州电力高等专科学校动力工程系热再热汽分成两路：一路进入中压缸联合汽阀进入中压缸，另一路通过低压旁路阀进入凝汽器。当机组负荷到达15％以上时，高压调节汽阀开启，部分蒸汽进入汽轮机做功，利用高压旁路阀控制高压缸的进汽量，保持主汽压力，机组逐步加负荷。当机组负荷大于30％时，高压调节阀全开，高低压旁路阀全关，机组进入滑压升负荷阶段，当机组的负荷到达90%时，机组进入定压运行阶段，完成整个启动过程。启动方式、条件及时间（min）郑州电力高等专科学校动力工程系（二）中压缸系统设置郑州电力高等专科学校动力工程系1.高、低压旁路系统

实现中压缸启动必须配置高、低压两级串联的旁路系统，协助锅炉进行蒸汽参数调整，同时通蒸汽冷却保护再热器，回收不合格蒸汽的热量和工质。2.通风阀

通风阀用于高压缸不进汽时，控制高压缸压力，改变摩擦鼓风损失，以控制高压缸金属的温升速度和温度。郑州电力高等专科学校动力工程系郑州电力高等专科学校动力工程系通风阀连锁条件（三）中压缸启动参数的选择

1.温度2.压力3.切换负荷的选择郑州电力高等专科学校动力工程系（四）冷态中压缸启动1.汽轮机旁路系统运行

检查所有辅助阀门处于正确位置；凝汽器循环水系统投入运行；汽轮机在盘车状态；汽轮机轴封系统投入运行；真空泵系统投入运行，建立凝汽器真空。当建立凝汽器真空时，开启汽轮机旁路阀门。锅炉点火后，开始升温升压，压力至0.2－0.3MPa，主汽温度大于饱和温度28℃以上。开启高压缸预暖阀，其通风阀关闭，进汽回路通风阀打开。高压缸随着锅炉参数的提高一起进行暖机。此时蒸汽管道和高压缸疏水阀和进汽回路通风阀均开启。当锅炉参数达到汽轮机冲转要求。高压内缸预暖到150－190℃，预暖阀关，通风阀开，准备冲转。郑州电力高等专科学校动力工程系2.汽轮机冲转和发电机同步并网

中压主汽阀全开，高压主汽阀、高压调节汽阀和中压调节阀全关。冲转条件具备，输入目标转速后，开启中压调节阀的旁路预启阀，让合适的再热蒸汽流入中、低压缸，冲转汽轮机转速至600r/min，打闸。进行摩擦检查后重新挂闸，用中压调节阀控制升速。

3.汽轮机倒缸4.升负荷至额定值郑州电力高等专科学校动力工程系（五）热态中压缸启动（六）中压缸启动的优点1.加热均匀，温升合理，减少寿命损耗2.高、中压缸热膨胀情况得到改善3.消除低压缸鼓凤，防止低压缸排汽温度过高4.有利于锅炉控制5.缩短启动时间，减少启动锅炉燃油费用6.允许长时间低负荷运行，利于机组调峰郑州电力高等专科学校动力工程系第七节盘车装置

1.盘车的分类盘车一般分为低速盘车和高速盘车两类，高速盘车的转速一般为40～80r/min，而低速盘车一般为2～10r/min。高速盘车对油膜的建立较为有利，对转子的加热或冷却较为均匀，但盘车装置的功率较大，高速旋转如果温降速度控制不好，容易磨坏汽封齿，另外，高速盘车需要一套可靠的顶轴油系统，系统复杂。从发展方向看，有向低速盘车发展的趋势。郑州电力高等专科学校动力工程系2.盘车的特点东方600MW超临界汽轮机采用的盘车装置为低速盘车，安装在低压缸B和发电机之间，电动机驱动，配置气动操纵机构，主要有以下特点：A、在汽机转速降至零转速时，既能电动盘车，也能手动盘车；既可远方操作，也可就地操作。B、盘车装置是自动啮合型的，盘车转速为1.5r/min。郑州电力高等专科学校动力工程系C、盘车装置在汽轮机冲转达到一定转速后自动退出，并能在停机时自动投入。D、盘车装置与顶轴油系统间设联锁，防止在油压建立之前投入盘车，盘车装置正在运行而油压降低到不安全值时能发出报警，当供油中断时能自动停止运行。郑州电力高等专科学校动力工程系3.盘车装置传动机构郑州电力高等专科学校动力工程系第八节汽轮机的保护

（一）机械超速保护（二）就地手动打闸（三）远方手动打闸（四）电气跳闸保护机组的各种跳闸信号最终通过主遮断电磁阀和机械停机电磁铁来作用机组跳闸，使各汽门以及抽汽继动阀迅速关闭。

郑州电力高等专科学校动力工程系郑州电力高等专科学校动力工程系当发生以下条件时，都会使主遮断电磁阀和机械停机电磁铁的3YV、5YV和6YV同时动作使机组跳闸：

（1）在操作台按汽机打闸按钮（2）发电机跳闸（3）锅炉主燃料跳闸（4）DEH装置严重故障（5）高压抗燃油压力过低2/3（6）高压安全油压力过低2/3（7）轴向位移大（8）胀差大郑州电力高等专科学校动力工程系