项目9 任务9.7汽轮机运行的经济性（二）VIP

授课教师：孙为民项目九电厂汽轮机的运行与维护任务9.7汽轮机运行的经济性（二）第二部分PART

TWO汽轮机正常运行的监视和维护CONTENTS目录第三部分PART

THREE汽轮机的寿命管理汽轮机正常运行的监视和维护第二部分汽轮机正常运行的监视和维护4热膨胀和胀差的监视2汽缸的热膨胀可监视滑销系统的工作是否正常，汽缸和转子之间的胀差是监视汽缸内部能否正常工作的重要指标。造成汽缸热膨胀不均匀的主要原因是滑销系统卡涩，造成胀差的主要原因是负荷增减速度过大和新蒸汽温度骤然变化。汽缸的热膨胀不均匀将会使汽缸变形，胀差的存在会造成汽缸内部动静部件之间的摩擦，会产生设备损坏事故。因此汽轮机上装有汽缸热膨胀指示器，大型机组还装有胀差指示器，在运行中应当注意监视和调整。汽轮机正常运行的监视和维护5振动和声音的监视3在汽轮机上安装有振动指示器，运行中必须注意监视和调整，将机组的振动控制在允许的范围内。汽轮机转子在转动时不可避免地要发生振动，其振动量只要在正常范围内是无需考虑的。因此，振动过大可能使轴封处动静部分发生摩擦，引起该处局部变形；使叶片、叶轮等转动部件损坏；使螺栓紧固部分松弛；严重时还会使整个机组损坏。机组出现不正常的振动，是运行状态或设备不正常的表现。汽轮机正常运行的监视和维护6机组转速（r/min）轴承双峰振幅（mm）优秀良好合格3000＜0.02＜0.03＜0.051500＜0.03＜0.05＜0.07汽轮机的振动表可以安装在轴承座上（一般每个轴承座均装有垂直、水平、轴向三块振动表），一般的轴承振动标准见表。▼双峰振幅是测点单峰振幅的2倍，也称全振幅或峰—峰值取轴承座垂直、水平、轴向三个方向上的最大测量值汽轮机正常运行的监视和维护7由于受到轴承及油膜刚度等的影响，在轴承上测得的振幅不能完全反映出转动部分的振动情况，因此直接测量转子的振动数值作为振动标准才是合理的。现在已有直接测量转子振动的非接触式仪表在机组上安装使用，国家规定的3000r/min汽轮机轴承和轴的振动标准见表。汽轮机正常运行的监视和维护8评价优良正常合格需重新找平衡允许短时间运行立即停机全振幅（mm）轴承＜0.0125＜0.02＜0.025＜0.030.03~0.058＜0.050.05~0.063轴＜0.038＜0.064＜0.076＜0.0890.0102~0.0127—0.152CBA对机组进行听音检查的目的是发现和防止汽轮机内部动、静部分的摩擦和碰撞。机组在启动、交接班或工况有较大变化时，运行人员必须对轴承、主油泵和轴封等处进行听音检查。声音是否正常主要靠运行人员的实践经验来判断，若发现有明显的金属声和摩擦声应立即紧急停机。汽轮机正常运行的监视和维护9油系统监视4油系统的主要任务为：向轴承等其它传动机构提供润滑用油；向调节、保安装置提供调节用油；向氢冷发电机组提供密封用油。一旦油系统出现故障就可能导致轴瓦烧毁、调节系统失灵或发电机密封破坏等恶性事故。因此，在运行中应对油系统的工作情况进行密切监视，其监视项目主要有：汽轮机正常运行的监视和维护10（1）油温一般轴承的进油温度为35~45℃，对于大机组，考虑其油膜工作的稳定性，轴承进油温度应维持在40~45℃，轴承进出口油温差应在10~15℃之间。如果进油温度高于此上限值，油的粘度降低会破坏油膜的稳定性，且由于油的吸热量减小，可能使轴瓦温度升高。如果油温低于此下限值，油的粘度增大会造成轴瓦内油膜的不稳定，引发振动。汽轮机正常运行的监视和维护11运行中通过调整冷油器冷却水量的方法来控制轴承的进油温度。运行中油温升高，应立即检查调整润滑油系统的冷油器或化验油质，如果油质恶化，应立即更换或部分处理。此方法同样适用于大机组的EH油系统。123汽轮机正常运行的监视和维护12（2）油压油压过高可能使油系统设备或管道发生泄漏事故，严重时甚至造成设备或管道破裂的严重事故，这样不仅损坏设备，而且泄漏出来的油很容易引发更为严重的火灾事故。油压过低有可能造成轴承油量不足或断油，并影响调节系统的正常工作。汽轮机正常运行的监视和维护13在运行中，如果发现油压不正常，应及时查找原因，加以调整。▼油压过高时可打开泄压阀泄压。引起油压降低的原因有：主油泵工作失常、注油器故障、减压阀弹簧调整不当或油系统泄漏等。由于即使是极短暂的轴承断油，也会造成很严重的事故，所以机组上均装有低油压自动保护装置，当油压降低时，报警或自启事故油泵或自动停机。123汽轮机正常运行的监视和维护14（3）油箱油位为了保证油系统的正常工作，系统中应有足够的油量，即油箱油位应在正常范围内。为了正确监视油位，应在油箱上装设油位计。一旦发现油位下降，应检查油系统，消除漏油后补充新油。汽轮机正常运行的监视和维护15（4）油质1油质变坏将直接影响油膜的稳定，为此汽轮机运行中必须定期检查化验油质，以确保油质符合要求。2运行中油质恶化的原因主要是油温过高和油中浸入汽水，因此要注意控制油温并防止汽水漏入油侧。3通过化验发现油质恶化时，必须立即对油进行处理。汽轮机正常运行的监视和维护16（5）冷油器的工作状况1冷油器工作失常将使油温不在正常范围内，严重时还会引发严重的事故，因此在运行中必须监视调整冷油器，使其工作正常。2当冷却水温度、压力不变但冷油器的端差在增大时，表明冷油器的受热面脏污了，应进行清洗；如果冷却水进出口温差增大而端差变化不大时，说明冷却水量不足，应增大冷却水量。3对于冷油器，还应保持油侧压力大于水侧压力，以防止泄漏时造成油中进水使油质恶化现象的发生；对于北方地区的冷油器，在停用时间较长时，还应注意放空水，以防水结冰后破坏冷却水管。汽轮机正常运行的监视和维护17（6）EH油系统1大功率机组为DEH调节系统提供高压动力油的EH油系统运行正常与否关系到整个汽轮机的调节保安系统能否正常工作，因此必须对其监视和调整。2运行中应经常监视检查EH油泵的电流、EH油压力、高低压蓄能器氮压等参数，并调整至正常值。3如发现EH油压降低且油泵电流下降，一般应检查油滤网，如果滤网前后压差增大，就需进行滤网清理；如果油压降低时油泵电流上升，一般应检查系统中有无漏油点或过压阀是否误开等；如果发现氮压下降应及时充氮，并查找原因。汽轮机正常运行的监视和维护18（二）巡回检查运行值班人员应按规程要求定期进行设备的巡回检查，在巡回检查中，通过眼看、手摸、耳听、鼻嗅的方法来判断设备的运行状态，及时发现设备的异常，防止发生设备损坏事故。运行人员应按规定的路线和内容进行检查，必须做到认真细致、不漏项。12汽轮机正常运行的监视和维护19（三）正常运行中的试验及辅助设备切换对于带基本负荷的汽轮机，应定期对负荷做较大范围的变动，防止调节汽阀阀杆卡涩。对于所有汽轮机都应定期做自动主汽阀、中压联合汽阀的活动试验，以防止其卡涩。（1）1.定期活动汽门为了保证汽轮机设备安全经济运行，除了必须要求汽轮机的调节保安系统正常工作外还必须保证辅助设备的安全可靠，为此必须进行正常运行中的试验及辅助设备切换工作。汽轮机正常运行的监视和维护20各回热抽汽管道上的逆止阀、调整抽汽管道上的逆止阀和安全阀均应按规程要求定期进行试验校正，以确保其工作性能。（2）应定期做备用事故油泵及其自启动装置的试验，以确保需要时事故油泵能立即启动。（3）每天应进行油位计的活动试验，确保油位计显示准确；还应定期放出油箱底部的积水，以保证油质。（4）各种自动保护装置（包括声光信号）在运行中可以试验的均应定期进行试验，以确保起到保护作用。（5）汽轮机正常运行的监视和维护21定期进行高压加热器的保护装置试验。（6）定期进行真空系统的严密性试验。（7）定期进行辅助设备的切换试验。包括主抽气器（真空泵）、凝结水泵、凝升泵、疏水泵、工业水泵等。经常监督备用水泵（设备）的电机绝缘状况，防止在紧急启动时电动机损坏而扩大事故。（8）正常运行中的试验及辅助设备切换工作都需按操作票要求进行具体操作，并且认真填写该操作票汽轮机的寿命管理第三部分汽轮机的寿命管理23（一）汽轮机寿命的概念汽轮机从初次投运到转子出现第一条裂纹为止总的运行时间称为汽轮机的无裂纹寿命，目前汽轮机寿命普遍使用这一概念。这种裂纹出现后，如不及时处理，必将继续扩展。所以汽轮机寿命实质上是主要部件金属材料永久性损坏的标志。（1）（2）（3）汽轮机的寿命管理24汽轮机转子在正常运行中和汽缸一样要承受高压工作蒸汽产生的应力、高温蠕变带来的损伤、工况变化引起的热应力；还要比汽缸多承受高速旋转引起的离心应力、传递工作扭矩而产生的扭转剪切应力、高速旋转下自重引起的交变切向应力。在汽轮机启停过程和工况变化时，蒸汽对高速旋转的转子的放热系数大约是对应位置汽缸的三倍，加之大功率机组多层缸结构的采用，使得启停时转子所受的热应力也远大于汽缸的热应力。正因为转子比汽缸的工作环境恶劣，更容易损坏，所以研究汽轮机的寿命损耗实质上是研究转子的寿命损耗。汽轮机的寿命管理25（1）（2）一是长期在高温下运行的蠕变损耗，约占总寿命的20~30%二是启停及工况变动下的低周热疲劳损耗汽轮机的寿命损耗主要包括两方面：由于电网负荷扰动引起机组大幅度负荷变动此外在电网故障机组被迫带厂用电运行时，转子被温差达150℃以上的蒸汽急剧冷却，也会引起较大的寿命损耗。由于不定因素引起汽温波动或短时超限等也要引起转子的寿命损耗（二）汽轮机寿命的影响因素汽轮机的寿命管理26高温蠕变损耗1汽轮机正常运行时，汽缸、转子等金属部件长期在高温和一定的工作应力条件下工作。金属材料要发生高温蠕变，会产生蠕变损伤，积累到一定程度，将导致部件产生裂纹，最终发生破坏。12汽轮机的寿命管理27低周疲劳损伤2在一个完整的启停和变负荷过程中，转子表面和中心承受的应力都正好经过了一次完整的交变过程由于启停循环过程间隔的时间较长，所以称之为低周疲劳损伤（1）（2）（3）在汽轮机启动和加负荷过程中，转子处于被加热过程，转子表面承受热拉应力中心承受热压应力，而在停机和减负荷过程中，转子处于被冷却过程，转子表面承受热压应力中心承受热拉应力（4）经过一定数量的启停循环，转子表面会出现疲劳裂纹，并逐渐扩展，我们将这种交变应力引起的损伤称为疲劳损伤汽轮机的寿命管理28为了更好地使用汽轮机，必须对汽轮机的寿命进行有计划的管理▼（1）（2）一是确定汽轮机的寿命分配方案和具体的实施计划二是进行汽轮机的寿命监测汽轮机的寿命管理包括两方面的内容：（三）汽轮机的寿命管理汽轮机的寿命管理29汽轮机的寿命分配1分配汽轮机寿命时，应根据汽轮机带负荷的性质，确定带基本负荷的时间和带尖峰负荷的时间；根据同类机组的统计资料，确定机组在寿命期内冷态和热态启动的次数和启动时间、强迫停机的次数。我国汽轮机的使用年限一般为30年。机组在运行期内的蠕变损伤和某些不确定因素造成的疲劳损伤（如负荷变动、带厂用电运行等）也应在