汽轮机结构及运行控制原理详解

汽轮机结构及运行控制原理详解一,认识汽机专业1、汽机专业的任务用锅炉送来的蒸汽，维持汽轮机转速（未并网）或负荷（并网），将做完工的乏汽凝结成水，利用抽汽加热后再送回锅炉。2、汽机专业的系统（1）汽轮机本体：将蒸汽的热能转换成机械能，维持高速旋转。（2）辅助系统：汽轮机旋转所必须的支持系统；为了提高热效率而设置的回热系统（把水加热后再送回锅炉）；辅机、发电机冷却系统。三，汽轮机本体1、汽轮机本体：转子——叶轮、叶片静止部分：隔板、喷嘴、汽缸、其他：汽封、轴瓦为达到应有的功率，有若干级四汽的流切对转子产生推力■汽轮机本体轴向间隙问题1示意图（轴向位移又叫窜轴）4汽轮机本体轴向间隙问题2示意图（差距）滑箱，汽缸死点+4汽轮机本体轴向间隙问题2示意图（差距）滑箱，汽缸死点+轴瓦-推力盘」铐子受热膨胀方向“转子死点， 4汽缸受热接账方知汽缸、转子的膨胀方向不一样,膨胀的程度不一样，从而使轴向间隙较冷态下发生变化，即胀差。/小结：动静间隙太大，蒸汽不做功漏掉，不经济，汽轮机将热能转化为机械能的效率降低,也即每发一度电所耗的热能（热耗），所需的蒸汽（汽耗）增加。动静间隙太小，容易发生动静摩擦，产生机组振动，严重时造成汽轮机汽封、大轴、叶片损坏事故。既要经济性又要安全性，间隙控制在一定范围内（几十微米）汽轮机是精密设备，必须防止动静接触（防碰磨），发生碰磨时，反应碰磨的保护（振动、轴向位移、差胀）动作，跳机

3、汽轮机汽封:汽轮机轴，轴端汽封示意图日汽CP3、汽轮机汽封:汽轮机轴，轴端汽封示意图日汽CP腔-+轴加风机，呻供汽“汽封：尽量减少漏汽，提高热效率轴封：防止缸内蒸汽外泄，防止外部空气进入缸内。轴封供汽不能中断4、轴瓦：通入润滑油，在一定转速下轴瓦和轴颈之间形成稳定油膜，实现油摩擦。汽轮机运行中任何情况下都不能断油。■汽轮机的控制、安保系统：控制汽轮机的负荷（转速），发生事故时停机。（1）高主、中主门的控制示意图DEH高压油.AST控制油电灌伺服阖(3)AST控制油(4)OP^五、关于汽轮机本体的保护1、超速保护:103%超速:因电网原因机组甩负荷，汽轮机转速超3090r/min，关闭高、中调门彳寺转速降到3000r/min以下时，重新打开各调门，如转速又超3090r/min(3)AST控制油(4)OP^五、关于汽轮机本体的保护1、超速保护:103%超速:因电网原因机组甩负荷，汽轮机转速超3090r/min，关闭高、中调门彳寺转速降到3000r/min以下时，重新打开各调门，如转速又超3090r/min，会再动作。防止出现更高的超速。AST^0.机械超速停机」到离、中主阀AST接口A3T电磁闹，接受汽轮机告保护信号，控制M手动停机・OPC控制油OPC电磁阀』接受汽轮机1。3为超速信号.到各调节阀CPC接口.隔腌阀•主机，闰渭，由110%超速:DEH、TSI、ETS三套,动作于AST电磁阀，跳机。机械超速，动作后卸掉隔膜阀上油压，再卸掉AST油压停机。汽轮机超速事故会造成大轴断裂、轴瓦损坏、甚至飞车等恶性后果 ，必须严防。2、高压缸保护：北重机组因结构原因，低负荷时因蒸汽流量太小，不能有效带走缸内因鼓风摩擦损失而产生的热量，缸内设备会因过热而损坏，故采用中压缸启动，待蒸汽流量达到一定值后切回高缸进汽。冷态启动过程中高缸需要得到充分暖缸，在1020rpm以上为了不产生鼓风摩擦热量，高缸必须抽成真空。高缸保护就是为达到上述目的而设。3、凝汽器低真空保护凝汽器真空低（排汽压力高），也即排汽温度升高，使低压缸、低压转子叶片、凝汽器温度升高，会造成汽轮机振动、动静摩擦、末级叶片断裂、金属变形、凝汽器钢管泄漏等后果。4、润滑油压低保护防断油烧瓦。5、EH油压低保护EH油压降低，高中主调各门会发生不可控动作，必须停机。6、轴承振动保护汽轮机动静摩擦、转子质量平衡破坏（如叶片断裂等）、轴承故障（如润滑不良、磨损等）、联轴器故障等原因会造成机组振动。7、轴向位移保护防动静摩擦。8、DEH失电跳机保护机组失去监控，必须停机。9、轴承温度高保护防轴承、轴颈损坏10、汽轮机差胀保护防动静摩擦11、汽机手动跳闸保护按钮发生汽轮机保护无法反应的危急情况（如危及人身安全、着火等）以及保护拒动时。机头有危急保安器，按下后实现机头停机，类似辅机事故按钮。12、锅炉MFT动作后联跳汽机保护锅炉-汽机-发电机是一个统一单元，锅炉不正常，防止事故波及到汽轮机，汽轮机应停止进汽。但为了减少机组非停，提高经济性（即使是机组热起，损失也是很大的），目前做停炉不停机逻辑和预案，除个别直接危及汽轮机安全的（如汽包高水位、汽温直降等）情况外，锅炉MFT，不跳机。13、主、再热蒸汽温度下降跳汽机保护主、再热蒸汽温度下降预示着蒸汽带水，汽轮机有水冲击的危险，而水冲击可造成汽缸变形、转子弯曲、动静摩擦等严重后果。14、发电机主保护动作联跳汽机保护发电机跳闸，汽轮机失去负荷，会发生超速，因此发电机跳闸联动汽轮机跳闸，关闭各主、调门，切断汽轮机动力。

六、高、低压旁路濯汽器•申，低「J£il-再热器六、高、低压旁路濯汽器•申，低「J£il-再热器锅炉口1、将高压缸旁路掉的叫高旁，将中低压缸旁路掉的叫低旁。2、高低旁的作用：（1）蒸汽参数不满足要求或汽轮机不允许进汽时，给锅炉产生的蒸汽提供通道流过再热器，避免再热器干烧。蒸汽流动将炉内热量带出，同时可采取措施对蒸汽参数进行调整。（2）泄压。当锅炉压力突升，高旁打开卸掉部分压力，防止锅炉超压。3、高低旁启动模式（1）高旁冷态启动模式机组启动过程中，使用该方式，其自动控制阀门开度及主蒸汽压力如下图：高旁开度J切缸后，滑压控制（高旁关闭）+最低压力控制（压力不变二阀位开大什定压控制（压力不变.阀位丹大）.最小开度控制高旁开度J切缸后，滑压控制（高旁关闭）+最低压力控制（压力不变二阀位开大什定压控制（压力不变.阀位丹大）.最小开度控制I阀位不变，压力上升卜最大阀位控制（.阙位不变，压升高）:1切缸过程;蒸汽走高4L高旁为维持压力逐渐自动关闭（2）低旁冷态启动模式低旁启动过程中控制过程与高旁类似，可投自动，压力人为设置。起初手动打开定开度：0凝汽器抽真空时可以直接抽到锅炉汽包，有助于锅炉过热器、再热器内存水蒸发，消除水封，也有利于汽包水蒸发，尽早建立锅炉水循环。0给蒸汽提供通道，保护再热器；0低旁开大有利于提升主、再热汽温；0随着再热汽温的上升，调整低旁开度，逐渐提升再热汽压力，达到冲转压力后可将低旁投压力自动，稳定压力进行机组冲转，并网后随着增加负荷，再热蒸汽走中、低汽缸，低旁自动关闭。（3）旁路非冷态启动模式（锅炉有一定的压力）0非冷态启动，高旁不能投启动模式0非冷态启动模式，锅炉点火后应及时打开高、低旁，给蒸汽提供通道，保护再热器。0高低旁的控制应根据锅炉燃烧情况(也即主再热蒸汽压力上升情况)调整高低旁开度，逐步提升压力和温度。注意:在调整过程中如果汽机还没有挂闸，高旁开度小于2%锅炉会发生MFT。4、正常运行模式0高低旁正常运行必须严密关闭；0高旁滑压模式运行(当前实际压力加一定偏置作为定压控制值，确保其关闭)0低旁滑压模式，其给定值由调节级压力折算而来，确保大于实际压力，使其关闭5、有关高低旁保护(1)防止蒸汽带水，高旁先开减压阀，才能开减温阀；(2)防止凝汽器热冲击，低旁先开减温阀，才能开减压阀；(3)为保护再热器，高旁后温度超过一定值后，高旁快关；(4)为保护凝汽器，低真空、凝汽器水位高、低旁减温水压力低、凝汽器温度高低旁快关。6、高旁快开高旁快开高温高压蒸汽对高旁后管道造成强大的机械、热冲击(如高旁暖管不良会更严重)，曾经发生过高旁快开造成管道破裂事故，因此高旁快开功能被取消。7、正常运行中高旁为了实现其作用(泄压、保护再热器)，在几种情况下自动打开20%:0高压缸切中压缸瞬间0机前压力大于规定值0机前压力上升速率超规定8、正常运行中低旁在再热汽压力超4.4Mpa情况下自动打开泄压。9、正常运行中应注意检查高低旁是否投自动，否则会发生拒动。七、发电机密封油系统：1、作用：供给发电机密封瓦，在密封瓦与轴之间形成油膜，将氢气封在发电机内。密封油不能中断，否则应紧急排氢。大气/压力氯气，空侧回油腔室」空侧回油・氢恻回油氯侧回油腔室F由囱可以看出大气/压力氯气，空侧回油腔室」空侧回油・氢恻回油氯侧回油腔室F由囱可以看出IVL氢侧回油必须带有一定压力…2、圆侧回油直接和氯气接触，氯侧回油腔室F由图可以看出IVL氢侧回油必须带有一定压力…2、圆侧回油直接和意气接触一发电机转子,发电机密封瓦示意图2、密封油正常运行方式（主油泵工作）示意图（紫色为供油，蓝色为回油）LJ连接到发电机览系统个体分施空，分离.由中奈.甫气体,防止机内盗气污染■王龌*■:二次沟人3、主密封油故障，备用油泵运行方式氧恻回油」压力油箱二苴内是发电机内置压，以维持毒侧回油腔室压力,耳空油箱：维持算E，分离油中杂医气体，防止机内氢4、主、备用油泵均失去时的运行方式：靠润滑油作为密封油油，因其压力低(0.16MPa)，发电机内压力必须低于0.1，也即需紧急排氢，降压(0.16MPa)，发电机内压力必须低于0.1，也即需紧急排氢，降压百宝.由苗二柜持直空,分离油中杂底气体，防止机内氢压力油箱：其内是发电机内■压，以维持案侧回；©腔拿后加5、润滑油中断运行方式:1■作用0排尽设备内的积水、空气、杂质，以免产生振动；0让设备温度缓慢升高，避免温度突升，金属内外、局部受热不均而产生裂纹，损坏设备;2、管道产生振动的原因及消除0振动是由水锤造成的，即前面的积水（原来的积水或通进去的蒸汽遇冷凝结形成）在蒸汽的推动下撞向后面的积水或拥堵物（例如关闭的阀门、管道堵头等）；0汽（气）液两相在管道内同时存在是产生振动的根本原因0高加旁路切主路，如果主路暖管不充分，主、旁路水有温差，也即有密度差，混合后水的总体积缩小，在管道内产生间隙，会发生后面的水撞击前面水的情况，从而使管道产生振动。0暖管时防止