汽輪機的啟動和停止課件

汽輪機的運行與停止第一節(jié)啟動規(guī)定一、機組禁止啟動條件1、機組主要保護功能、重要監(jiān)視儀表、重要調(diào)節(jié)裝置任一失靈。2、機組CCS、FSSS、DEH、系統(tǒng)故障。3、汽機調(diào)速系統(tǒng)異常。4、機組設備和系統(tǒng)有嚴重漏水、漏油、漏汽、卡澀、故障、不正常等。5、汽輪機組油、水水質(zhì)不合格。二、機組狀態(tài)劃分及機組啟動方式選擇

1、汽機狀態(tài)的劃分a)冷態(tài)：高壓缸轉(zhuǎn)子金屬溫度<160℃。b)溫態(tài)：高壓缸轉(zhuǎn)子金屬溫度160℃＜t＜450℃。c)熱態(tài)：高壓缸轉(zhuǎn)子金屬溫度＞450℃。3、汽輪機啟動過程劃分為四個階段

啟動前的準備是為汽輪機啟動沖轉(zhuǎn)準備條件。沖轉(zhuǎn)升速是打開汽輪機的進汽閥，沖動汽輪機的轉(zhuǎn)子，使其轉(zhuǎn)速按預定的要求，逐步升高到額定轉(zhuǎn)速，為發(fā)電機并入電網(wǎng)準備條件。并入電網(wǎng)是通過隔離開關將發(fā)電機與電網(wǎng)連接，以便向電用戶供電。接帶負荷是按預定的升負荷曲線，將機組負荷增加至電網(wǎng)調(diào)度確定的數(shù)值，以保證供電質(zhì)量和數(shù)量滿足用戶要求。第二節(jié)機組啟動前檢查與準備工作1、檢修工作全部完成，全部安全措施已撤除。2、現(xiàn)場各系統(tǒng)、照明完好。3、輔機絕緣合格、控制系統(tǒng)完好、聯(lián)鎖試驗正常。4、控制電源、操作電源、儀表電源已送上。5、熱工儀表均己投入且指示正常。6、鍋爐設備檢查正常。2.1汽機啟動前檢查

1、主油箱油位正常，油質(zhì)合格；2、各系統(tǒng)沖洗完成，水質(zhì)、油質(zhì)合格；3、對照檢查卡檢查各閥門處于啟動前的狀態(tài)；4、各高、中壓主汽門、調(diào)門及控制機構正常；5、汽機DEH、TSI、MEH等系統(tǒng)正常。2.2機組啟動前的準備工作a)檢查循環(huán)水泵啟動前正常；b)準備足夠的除鹽水；c)投入制氫站運行；d)做好燃油系統(tǒng)投運前的準備工作，各原煤倉上煤；e)通知灰控值班人員，投入電除塵絕緣子加熱；f)通知灰控值班員投用電除塵灰斗加熱與振打裝置；g)啟動工業(yè)水泵；h)根據(jù)需要，啟動一臺啟動爐。啟動凝結水系統(tǒng)由啟動鍋爐或鄰爐向輔汽系統(tǒng)供汽投入疏水系統(tǒng)

除氧器水位正常后，投入加熱鍋爐上水前檢查啟動電泵向鍋爐上水維持汽包水位正常投入EH油系統(tǒng)投入真空系統(tǒng)投入軸封系統(tǒng)檢查復位旁路系統(tǒng)3.2必須嚴格按照順序進行的準備工作凝汽器補水，且水位正常后，啟動凝結水泵，投入凝結水系統(tǒng)；凝結水系統(tǒng)和盤車設備投入后，才能向軸封供汽、啟動軸封風機；密封油壓建立后，發(fā)電機才能充氫；頂軸油泵啟動，建立頂軸油壓，且發(fā)電機已經(jīng)充氫，才能投入盤車設備；盤車設備投入后，才能向除氧器供汽；主凝結水質(zhì)合格后，才能向除氧器上水，投入除氧器；當給水含氧量合格后，才能向鍋爐上水；投入除氧器或向軸封供汽前，供汽管必須暖管；凝汽器建立適當真空后，鍋爐才能點火升壓、升溫，進行暖管；3.4汽輪機起動前向軸封送汽要注意問題⑴軸封供汽前應先對送汽管道進行暖管，使疏水排盡。⑵必須在連續(xù)盤車狀態(tài)下向軸封送汽，熱態(tài)起動應先送軸封供汽，后抽真空。⑶向軸封供汽時間必須恰當，沖轉(zhuǎn)前過早地向軸封供汽，會使上、下缸溫差增大，或使脹差正值增大。⑷要注意軸封送汽的溫度與金屬溫度的匹配。熱態(tài)起動最好用適當溫度的備用汽源，有利于脹差的控制，如果系統(tǒng)有條件，應將軸封汽的溫度調(diào)節(jié)，使之高于軸封體溫度則更好，而冷態(tài)起動軸封供汽最好選用低溫汽源。⑸在高、低溫軸封汽源切換時必須謹慎，切換太快不僅引起脹差的顯著變化，而且可能產(chǎn)生軸封處不均勻的熱變形，從而導致摩擦、振動等。3.5為什么轉(zhuǎn)子靜止時嚴禁向軸封送汽轉(zhuǎn)子靜止狀態(tài)下向軸封送汽，這樣不僅會使轉(zhuǎn)子軸封段局部不均勻受熱。產(chǎn)生彎曲變形，而且蒸汽從軸封段處漏入汽缸也會造成汽缸不均勻膨脹，產(chǎn)生較大的熱應力與熱變形，從而使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生彎曲變形。

3.6汽輪機啟動過程注意事項1

⑴嚴格執(zhí)行規(guī)程制度，機組不符合起動條件時，不允許強行起動。⑵在起動過程中要根據(jù)制造廠規(guī)定，控制好蒸汽、金屬溫升速度，上下缸、汽缸內(nèi)外壁、法蘭與螺栓等溫差，脹差等指標。尤其是蒸汽溫升速度必須嚴格控制，不允許溫升率超過規(guī)定值，更不允許有大幅度的突增突降。⑶起動時，進入汽輪機的蒸汽不得帶水，參數(shù)與汽缸金屬溫度相匹配，要充分疏水暖管。⑷嚴格控制起動過程的振動值。⑸高壓汽輪機滑參數(shù)起動中，金屬加熱比較劇烈的階段是沖轉(zhuǎn)后和并列后的低負荷階段，這些階段容易出現(xiàn)較大的差脹和金屬溫差?？刹捎谜{(diào)整真空，投汽缸，法蘭、螺栓加熱裝置和調(diào)整軸封用汽溫度的辦法加以調(diào)整。3.6汽輪機啟動過程注意事項2⑹在啟動過程中，按規(guī)定的曲線控制蒸汽參數(shù)的變化，并保持足夠的蒸汽過熱度。⑺調(diào)節(jié)系統(tǒng)趕空氣要反復進行，直至空氣趕完為止。趕空氣后保持高壓油泵連續(xù)運行到機組全速后方可停下，以免空氣再次進入調(diào)節(jié)系統(tǒng)。⑻任何情況下，汽溫在10min內(nèi)突降或突升50℃，應打閘停機。⑼剛沖轉(zhuǎn)時，一定要控制轉(zhuǎn)速，不能突升過快，并網(wǎng)后調(diào)節(jié)汽門應分段開起，嚴禁并網(wǎng)后突然開足。⑽并網(wǎng)后應注意各風、油、水、氫氣的溫度，調(diào)整正常，保持發(fā)電機氫氣溫度不低于35℃。第四節(jié)汽輪機沖轉(zhuǎn)升速4.1汽輪機啟動沖轉(zhuǎn)應具備以下條件（1）各種設備、儀表和系統(tǒng)完好；（2）凝汽器已建立適當真空；（3）供油系統(tǒng)運行正常；（4）氫冷發(fā)電機的氫壓符合要求；（5）連續(xù)盤車8小時以上，轉(zhuǎn)子偏心率（晃度）正常；（6）汽輪機的進汽參數(shù)符合要求。4.3暖機的目的暖機的目的是使汽輪機各部金屬溫度得到充分的預熱，減少汽缸法蘭內(nèi)外壁，法蘭與螺栓之間的溫差，轉(zhuǎn)子表面和中心的溫差，從而減少金屬內(nèi)部應力，使汽缸、法蘭及轉(zhuǎn)子均勻膨脹，高壓差脹值在安全范圍內(nèi)變化，保證汽輪機內(nèi)部的動靜間隙不致消失而發(fā)生摩擦，同時使帶負荷的速度相應加快，縮短帶至滿負荷所需要的時間，達到節(jié)約能源的目的。4.4汽輪機啟動升速時，排汽溫度為什么會升高⑴凝汽器內(nèi)真空降低，空氣未完全抽出，汽氣混合在一起。而空氣的導熱性能較差，使排汽壓力升高，飽和溫度也較高。⑵主蒸汽管道、再熱蒸汽管道、汽缸本體等大量的疏水疏至膨脹箱，其中擴容器出來的蒸汽排向凝汽器喉部，疏水及疏汽的溫度要比凝汽器內(nèi)飽和溫度高4～5倍。⑶暖機過程中，蒸汽流量較少，流速較慢，葉片產(chǎn)生的摩擦鼓風熱量不能及時帶走。4.6冷態(tài)滑參數(shù)啟動的升速過程控制

當汽輪機沖轉(zhuǎn)條件具備，可按機組狀態(tài)選擇沖轉(zhuǎn)方式，打開相應的進汽閥，沖轉(zhuǎn)升速。確認盤車裝置退出后，將轉(zhuǎn)速提升到500

r/min左右，進行全面檢查（此時軸承油膜已經(jīng)建立，可停頂軸油泵）。撿查完畢，按每分鐘100r/min的升速率，繼續(xù)升速。適當進行暖機，快速通過臨界轉(zhuǎn)速。在額定轉(zhuǎn)速下定速，準備并入電網(wǎng)。

4.7汽輪機升速至滿速過程注意事項轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)后，主要是保證軸承有良好的潤滑和充分的冷卻；防止其動、靜部分發(fā)生摩擦和出現(xiàn)不允許的振動；注意管道和汽缸疏水。汽輪機沖轉(zhuǎn)后，盤車裝置要自動退出，否則應立即打閘停機。在500

r/min左右，檢查動、靜部分有無摩擦；軸承振動應小于0.04mm；轉(zhuǎn)子晃度變化不超過0.02mm；上、下缸溫差合格；軸承回油正常等。升速過程嚴格控制升速率在每分鐘100r/min左右，若其動、靜部分發(fā)生摩擦，或出現(xiàn)異常振動，應立即降速至故障消失，進行暖機，檢查原因。未找出故障原因，或故障排除前，不允許升速。轉(zhuǎn)速升至3000

r/min之前，當主油泵出口油壓稍高于電動油泵出口油壓時，由主油泵向油系統(tǒng)供油，此時可停電動油泵。在停電動油泵時，要注意觀察油壓的變化，防止系統(tǒng)瞬間斷油。

5.2冷態(tài)滑參數(shù)啟動注意的問題嚴格控制蒸汽的升溫升壓速度和升負荷率適當進行暖機，以保證汽缸內(nèi)、外壁溫差不大于35

~

50℃；汽缸法蘭內(nèi)、外壁溫差不大于80

~

100℃；轉(zhuǎn)子熱應力和相對脹差不大于允許值。5.3升負荷過程要投入的輔助設備在升負荷過程中，當金屬溫度已高于該處蒸汽壓力對應的飽和溫度時，蒸汽不會凝結，為了減少蒸汽泄漏，應關閉對應的疏水閥；當負荷達額定值的15%后，低壓缸已有足夠的汽流進行冷卻，可以關閉低壓缸噴水降溫的控制閥；當供除氧器的回熱抽汽壓力已高于除氧器壓力，除氧器的供汽由廠用蒸汽母管切換為回熱抽汽；當高壓缸的排汽壓力已達廠用蒸汽母管壓力時，廠用蒸汽由本機高壓缸排汽供給

，同時投入高壓加熱器；當供給汽動給水泵的回熱抽汽壓力達到小汽輪機允許的最低進汽壓力時，啟動一臺汽動給水泵，與已投入的電動給水泵并聯(lián)運行；當負荷達額定值的60%左右時，啟動另一汽動給水泵，而停用電動給水泵；當負荷達額定值的70%左右時，啟動另一臺循環(huán)水泵；逐步使熱力系統(tǒng)和輔助設備達到設計狀態(tài)。第六節(jié)熱態(tài)啟動6.1與冷態(tài)滑參數(shù)啟動相比，熱態(tài)滑參數(shù)啟動特點（1）機組處在盤車狀態(tài)，大部分輔機仍在運行或備用，啟動前的準備工作相對簡單一些。（2）啟動前汽缸和轉(zhuǎn)子的金屬溫度比較高，沖轉(zhuǎn)時蒸汽參數(shù)較高；軸封供汽溫度也較高。（3）啟動前期升速速度和帶負荷速度較快。6.3為什么熱態(tài)起動時先送軸封汽后抽真空

熱態(tài)起動時，轉(zhuǎn)子和汽缸金屬溫度較高，如先抽真空，冷空氣將沿軸封進入汽缸，而冷氣是流向下缸的，因此下缸溫度急劇下降，使上下缸溫差增大，汽缸變形，動靜產(chǎn)生摩擦，嚴重時使盤車不能正常投入，造成大軸彎曲，所以熱態(tài)起動時應先送軸封汽，后抽真空。第七節(jié)汽輪機組的正常運行維護7.1汽輪機正常運行中需監(jiān)視和調(diào)整的參數(shù)主參數(shù)包括：主蒸汽流量≯1175t/h主再蒸汽壓力16.7/3.494MPa主再蒸汽溫度538℃主蒸汽與再熱蒸汽溫差主蒸汽或再熱蒸汽兩側(cè)溫差調(diào)節(jié)級壓力高缸排汽壓力高缸排汽溫度低缸排汽溫度≯79℃凝汽器壓力≯18.6kPa軸向位移、差脹、軸頸振動軸封進汽壓力、低壓軸封汽溫度調(diào)節(jié)級后蒸汽溫度與該處金屬溫度差輔助設備監(jiān)視的參數(shù)EH油箱油位主油箱油位小機油箱油位C給水泵油箱油位EH油溫度潤滑油溫度徑向軸承金屬溫度推力軸承金屬溫度軸承回油溫度EH油母管壓力潤滑油壓力主油泵進口油壓主油泵出口油壓隔膜閥上部油壓轉(zhuǎn)子偏心度汽缸壁上、下溫差除氧器壓力除氧器水位凝汽器水位開式冷卻水壓力閉式冷卻水壓力凝結水泵出口壓力循環(huán)水壓力定子進水壓力定子進水溫度定子流量定子水箱水位高加水位低加水位空、氫側(cè)進油溫度油氫壓差空、氫側(cè)油壓差7.2汽輪機運行定期試驗1、高中壓主汽門、高中壓調(diào)門活動試驗（大、?。?、主機高壓主汽門、調(diào)速汽門嚴密性試驗、抽汽逆止門活動試驗2、大、小機底部油箱放水、主機ETS通道試驗、主機交流潤滑油泵自啟動試驗、主機直流危急油泵自啟動試驗、主機高壓備用密封油泵自啟動試驗、主機頂軸油泵自啟動試驗3、汽動給水泵組交、直流油泵自啟動試驗4、測量主機及給水泵組各軸承座振動5、凝汽器真空泵嚴密性試驗6、OPC超速試驗；大、小機電超速脫扣試驗；大、小機機械超速試驗7、消防設備、油箱事故放油門鉛封檢查8、循環(huán)水進口水位差位置檢查循泵進口旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)清洗凝汽器膠球清洗電泵啟動試驗7.3汽輪機運行定期切換設備汽動給水泵組油泵發(fā)電機定子冷卻水泵閉式冷卻水泵開式冷卻水泵及電動濾網(wǎng)EH油泵真空泵油箱排煙風機凝結水泵氫側(cè)交流密封油泵、密封油空側(cè)回油箱排煙風機閉式水箱換水、發(fā)電機定子水箱換水循環(huán)水泵第八節(jié)汽輪機的停止8.1汽輪機的停機過程的特點汽輪機的停機過程是啟動的逆過程。在停機過程中汽輪發(fā)電機組的輸出功率由運行工況降至零，與電網(wǎng)解列，主汽門關閉，其轉(zhuǎn)速由于摩擦鼓風作用逐漸降至零。在停機過程中汽輪機的進汽量逐漸減小至零；高、中壓級前的蒸汽參數(shù)逐步降低，其汽缸和轉(zhuǎn)子等零件被逐漸冷卻。8.2停機過程的分類1按停機過程中進汽參數(shù)變化的特點，可分為額定參數(shù)停機和滑參數(shù)停機。2按停機的原因或目的可分正常停機和事故停機兩大類。2.1正常停機又可分為大修停機和調(diào)峰停機兩種；2.2事故停機分為一般事故停機和緊急事故停機兩種。8.3大修停機大修停機后汽輪機要揭開汽缸進行檢修，而揭開汽缸必須待汽缸金屬溫度降至100℃左右才能進行。因汽缸保溫較好，靠停機后自然冷卻，需要較長的時間。為了縮短冷卻降溫的時間，在降負荷過程中，采用逐步降低主蒸汽壓力和溫度的辦法（即滑參數(shù)停機），進行強制冷卻。8.4調(diào)峰停機調(diào)峰停機是在電網(wǎng)負荷低谷期間，將某些機組停機備用，待電網(wǎng)負荷增大時，再將此機組啟動。由于機組啟動時間與沖轉(zhuǎn)時汽缸最高金屬溫度有關：沖轉(zhuǎn)前汽缸的金屬溫度愈高，啟動時加熱的溫升量愈小，在熱應力相同的條件下，啟動所需的時間愈短。因此調(diào)峰停機應采用滑壓停機，或額定參數(shù)停機，在降負荷過程中盡可能保持主蒸汽和再熱蒸汽溫度不變，使停機后汽缸的金屬溫度較高，以縮短下一次啟動的時間，減小啟動損失，提高調(diào)峰的機動性。8.5事故停機

事故停機是在設備或系統(tǒng)出現(xiàn)異常、可能危及安全運行時，保護系統(tǒng)動作或操作員按動“停機”按鈕，主汽門和調(diào)節(jié)閥快速關閉，機組瞬間降負荷至零，與電網(wǎng)解列，進入惰走階段，使機組降速至零的停機過程。緊急事故停機與一般事故停機之間的差別是前者在主汽門關閉后，立即打開凝汽器的真空破壞閥，破壞凝汽器的真空。使汽缸內(nèi)的壓力瞬間升至大氣壓力，加大轉(zhuǎn)子惰走過程的摩擦鼓風作用，迫使轉(zhuǎn)速迅速降至零，以避免轉(zhuǎn)子長時間轉(zhuǎn)動，而使機組損壞或事故擴大。而一般事故停機，則無須在主汽門關閉后，立即破壞凝汽器的真空。

8.6大修停機過程大修停機過程可明顯的分為：降負荷；打閘停機與電網(wǎng)解列；轉(zhuǎn)速逐漸降至零（惰走過程）；停機后的處理四個階段。為了使機組充分冷卻，對于中間再熱機組，多采用滑參數(shù)停機。在降負荷過程中，可保持調(diào)節(jié)閥開度不變，逐步降低主蒸汽和再熱蒸汽的溫度，并相應降低主蒸汽壓力，以保證蒸汽的過熱度和排汽濕度在允許范圍內(nèi)，并適當安排暖機。適時切換除氧器供汽和軸封供汽、停用高壓加熱器和一臺給水泵、一臺循環(huán)水泵。在盡可能低的負荷下，鍋爐熄火，打閘停機與電網(wǎng)解列。在惰走過程中，隨潤滑油壓降低，輔助潤滑油泵應自動投入。適時停用真空泵，使凝汽器真空為零時，轉(zhuǎn)速為零，停止向軸封供汽，立即投入盤車設備，進行連續(xù)盤車，直至汽缸溫度降至100℃。8.8事故停機過程的特點

事故停機過程的特點是：主汽門和調(diào)節(jié)閥迅速關閉，負荷瞬間降到零，機組與電網(wǎng)解列，進入惰走階段。

一般事故停機與緊急事故停機的差異在于：打閘停機后，要不要立即破壞凝汽器的真空。一般事故，允許機組繼續(xù)轉(zhuǎn)動，不需立即破壞凝汽器真空。按正常停機的惰走過程，適時停主抽氣器，轉(zhuǎn)速降到零時，凝汽器真空也降至零，停止向軸封供汽，投入盤車裝置進行盤車。而緊急事故停機打閘停機后，要立即破壞凝汽器的真空，以增加轉(zhuǎn)子的摩擦鼓風作用，使轉(zhuǎn)速迅速降至零。

8.9緊急停機的危害和條件

由于緊急停機破環(huán)凝汽器真空時，大量冷空氣進入凝汽器，對凝汽器和低壓缸迅速冷卻，產(chǎn)生很大的“冷沖擊”，會造成凝汽器銅管急劇收縮，使其脹口松動，產(chǎn)生泄漏。而且使低壓缸和低壓轉(zhuǎn)子的熱應力增大，有時還會誘發(fā)機組振動增大。

緊急停機的事故包括：（1）汽輪機的機械故障。機組振動突然超限；轉(zhuǎn)子軸向位移超限；汽缸內(nèi)有異常聲音或動、靜部分發(fā)生摩擦；軸承金屬溫度過高；嚴重超速等（2）潤滑油系統(tǒng)故障。潤滑油壓降至30~40kPa(表壓)，無法恢復；系統(tǒng)大量漏油，需停交流潤滑油泵；油箱油位降至最低油位，可能影響正常供油；發(fā)電機密封油壓降低，且低于氫壓等。（3）重大災害。車間起火，無法補滅；發(fā)生破壞性地震等8.10滑參數(shù)停機的定義汽輪機從額定參數(shù)和額定負荷開始，開足高、中壓調(diào)節(jié)汽門，由鍋爐改變?nèi)紵饾u降低蒸汽參數(shù)，使汽輪機負荷逐漸降低。待主蒸汽參數(shù)降到一定數(shù)值時，解列發(fā)電機打閘停機，這一過程稱為滑參數(shù)停機。這種停機方式可以回收鍋爐的余熱來發(fā)電，并可以降低汽輪機的各部件的金屬溫度，對機組的運行和維護是一種“保護”。

8.11惰走曲線在停機的惰走過程中，轉(zhuǎn)速隨時間的變化的曲線，稱為惰走曲線。惰走曲線反映轉(zhuǎn)子的機械狀態(tài)和主汽門、調(diào)節(jié)閥等的嚴密性，可以利用它進行上述問題的判斷。如果惰走時間增長，則說明閥門嚴密性欠佳，有蒸汽漏入汽缸，對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生作用力；若惰走時間縮短，則說明動、靜部分存在摩擦，或系統(tǒng)嚴密性不佳；若轉(zhuǎn)速突降對應的轉(zhuǎn)速偏高，則說明軸承潤滑有故障或缺陷。

8.12汽輪機在運行中可能造成壽命損耗的工況

汽輪機在運行中可能造成壽命損耗的工況包括：啟動、停機、負荷大范圍的變動（變負荷調(diào)峰）、參數(shù)或負荷較大的波動、穩(wěn)定工況