汽輪機(jī)運(yùn)行(鶴壁)

第七章汽輪機(jī)的啟動(dòng)和停機(jī)講授孫為民第一節(jié)汽輪機(jī)的啟動(dòng)方式分類一、按新蒸汽參數(shù)分類額定參數(shù)啟動(dòng)滑參數(shù)啟動(dòng)二、按沖轉(zhuǎn)時(shí)的進(jìn)汽方式分類1.高、中壓缸聯(lián)合啟動(dòng)調(diào)速汽門(mén)沖轉(zhuǎn)主汽門(mén)沖轉(zhuǎn)2.中壓缸啟動(dòng)三、按啟動(dòng)前汽輪機(jī)金屬溫度水平分類72、72~10、8、1第二節(jié)冷態(tài)滑參數(shù)啟動(dòng)一、啟動(dòng)過(guò)程（一）啟動(dòng)前的準(zhǔn)備工作（二）軸封供汽（三）盤(pán)車預(yù)暖（四）沖轉(zhuǎn)、升速、暖機(jī)（五）并網(wǎng)、帶負(fù)荷二、滑參數(shù)啟動(dòng)的特點(diǎn)滑參數(shù)啟動(dòng)與額定參數(shù)啟動(dòng)相比有以下的優(yōu)缺點(diǎn):（1）縮短了機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間，提高了機(jī)組的機(jī)動(dòng)性。（2）滑參數(shù)啟動(dòng)可在較小的熱沖擊下得到較大的金屬加熱速度，從而改善了機(jī)組加熱的條件。（3）滑參數(shù)啟動(dòng)時(shí)，容積流量大，可較方便地控制和調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速與負(fù)荷，且不至造成金屬溫差超限。（4）減少了工質(zhì)的損失，提高了電廠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性（5）滑參數(shù)啟動(dòng)升速和接帶負(fù)荷時(shí)，可做到調(diào)節(jié)汽門(mén)全開(kāi)全周進(jìn)汽，使汽輪機(jī)加熱勻，緩和了高溫區(qū)金屬部件的溫差和熱應(yīng)力。（6）滑參數(shù)啟動(dòng)時(shí)，通過(guò)汽輪機(jī)的蒸汽流量大，可有效地冷卻低壓段，使排汽溫度不至升高，有利于排汽缸的證常工作。（7）滑參數(shù)啟動(dòng)可事先做好系統(tǒng)的準(zhǔn)備工作，使啟動(dòng)操作大為簡(jiǎn)化，各項(xiàng)限額指標(biāo)也容易控制，減小了發(fā)生事故的可能性。三、冷態(tài)啟動(dòng)的注意事項(xiàng)1.控制熱應(yīng)力2.控制好高壓缸排汽溫度3.啟動(dòng)曲線啟動(dòng)曲線反映了在啟動(dòng)過(guò)程中蒸汽初參數(shù)、真空度、轉(zhuǎn)速、負(fù)荷等與啟動(dòng)時(shí)間的關(guān)系。這個(gè)曲線上，可以獲得一次啟動(dòng)的很多重要信息，包括沖轉(zhuǎn)參數(shù)、啟動(dòng)時(shí)間、暖機(jī)轉(zhuǎn)速、暖機(jī)次數(shù)、暖機(jī)時(shí)間、升速率、升負(fù)荷率、臨界轉(zhuǎn)速、蒸汽與金屬溫度的匹配狀況等。每一次啟動(dòng)都要嚴(yán)格按照啟動(dòng)曲線進(jìn)行。啟動(dòng)曲線的獲得一般有三種途徑:制造廠提供；同類機(jī)組借鑒；本機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定后試驗(yàn)獲得。第三節(jié)熱態(tài)啟動(dòng)

一、熱態(tài)啟動(dòng)的條件熱態(tài)啟動(dòng)前應(yīng)確認(rèn)以下條件是否滿足:

(1)上下汽缸溫差應(yīng)在允許范圍內(nèi)。(2)大軸晃度不允許超過(guò)規(guī)定值。(3)主蒸汽溫度和再熱蒸汽溫度，應(yīng)分別高于對(duì)應(yīng)的汽缸金屬溫度500C以上。(4)潤(rùn)滑油溫不低于35-400C。(5)脹差應(yīng)在允許范圍內(nèi)。

二、熱態(tài)啟動(dòng)的特點(diǎn)

1.交變熱應(yīng)力2.高溫軸封汽源3.控制熱彎曲4.啟動(dòng)速度快5.控制脹差6.啟動(dòng)曲線7.對(duì)于蒸汽參數(shù)的要求高第四節(jié)汽輪機(jī)停機(jī)一、額定參數(shù)停機(jī)1.停機(jī)前的準(zhǔn)備2.減負(fù)荷3.發(fā)電機(jī)解列與轉(zhuǎn)子惰走二、滑參數(shù)停機(jī)

三、正常停機(jī)過(guò)程中注意的問(wèn)題1.嚴(yán)密監(jiān)視機(jī)組的參數(shù)2.關(guān)于停盤(pán)車3.盤(pán)車時(shí)潤(rùn)滑油系統(tǒng)運(yùn)行

四、異常停機(jī)一般汽輪發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，如發(fā)生以下嚴(yán)重故障，必須緊急停機(jī):

(1)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng);(2)汽輪機(jī)發(fā)生斷葉片或明顯的內(nèi)部撞擊聲音;(3)汽輪發(fā)電機(jī)任何一個(gè)軸承發(fā)生燒瓦;(4)汽輪機(jī)油系統(tǒng)著大火;(5)發(fā)電機(jī)氫密封系統(tǒng)發(fā)生氫氣爆炸;

(6)凝汽器真空急劇下降，真空無(wú)法維持;(7)汽輪機(jī)嚴(yán)重進(jìn)冷水、冷汽;(8)汽輪機(jī)超速到危急保安器的動(dòng)作轉(zhuǎn)速而保護(hù)沒(méi)有動(dòng)作;(9)汽輪發(fā)電機(jī)房發(fā)生火災(zāi)，嚴(yán)重威脅到機(jī)組安全;(10)發(fā)電機(jī)空側(cè)密封油系統(tǒng)中斷;(11)主油箱油位低到保護(hù)動(dòng)作值而保護(hù)沒(méi)有動(dòng)作;(12)汽輪機(jī)軸向位置突然超限，而保護(hù)沒(méi)有動(dòng)作。一且發(fā)生事故，只能采用緊急安全措施，打掉危急保安器的掛鉤，并從電網(wǎng)中解列。在危急情況下，為加速汽輪機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，可以打開(kāi)真空破壞閥破壞汽輪機(jī)的真空。這樣使冷空氣進(jìn)入汽缸，它使葉輪的摩擦鼓風(fēng)損失增加，對(duì)轉(zhuǎn)子增加制動(dòng)力。減少轉(zhuǎn)子惰走時(shí)間，可加速停機(jī)。2.故障停機(jī)一般汽輪發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，如發(fā)生以下故障，應(yīng)采取故障停機(jī)方式:(1)蒸汽管道發(fā)生嚴(yán)重漏汽，不能維持運(yùn)行;(2)汽輪機(jī)油系統(tǒng)發(fā)生漏油，影響到油壓和油位;(3)汽溫、汽壓不能維持規(guī)定值，出現(xiàn)大幅度降低;(4)汽輪機(jī)熱應(yīng)力達(dá)到限額，仍向增加方向發(fā)展;(5)汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽門(mén)控制故障;(6)凝汽器真空下降，背壓上升至25KPa;(7)發(fā)電機(jī)氫氣系統(tǒng)故障;(8)發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)僅有空側(cè)密封油泵在運(yùn)行;(9)發(fā)電機(jī)檢漏裝置報(bào)警，并出現(xiàn)大量漏水;(10)汽輪機(jī)輔助系統(tǒng)故障，影響到主汽輪機(jī)的運(yùn)行。五、轉(zhuǎn)子的惰走曲線第五節(jié)汽輪機(jī)的運(yùn)行調(diào)整與可靠性一、汽輪機(jī)的運(yùn)行方式與運(yùn)行監(jiān)督（一）運(yùn)行方式1.定壓運(yùn)行2.滑壓運(yùn)行（二）正常運(yùn)行影響安全運(yùn)行的因素主要包括：1.主蒸汽、再熱蒸汽的壓力溫度及主、再熱蒸汽的溫差2.高壓缸排汽溫度3.軸向位移及高中壓缸脹差4.機(jī)組的振動(dòng)情況5.軸承油溫、軸承金屬溫度6.汽輪機(jī)各監(jiān)視段壓力7.汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速一）監(jiān)視段壓力二）通流部分結(jié)垢二、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性（一）影響汽輪機(jī)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的因素1.運(yùn)行方式2.運(yùn)行負(fù)荷3.運(yùn)行參數(shù)4.熱力系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)及運(yùn)行方式是影響運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的主要因素（二）汽輪機(jī)的真空管理1.凝汽器的清洗2.真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性（三）負(fù)荷的合理分配三、汽輪機(jī)的非正常運(yùn)行方式汽輪機(jī)組偏離正常運(yùn)行方式的各種工作狀態(tài)統(tǒng)稱為非正常運(yùn)行或者異常運(yùn)行（一）汽輪機(jī)的甩負(fù)荷汽輪機(jī)甩負(fù)荷后帶廠用電運(yùn)行或者從電網(wǎng)上解列機(jī)組空轉(zhuǎn)，機(jī)組本身處于惡劣工況下運(yùn)行，對(duì)汽輪機(jī)的壽命損耗影響很大調(diào)節(jié)級(jí)通流部分機(jī)組甩負(fù)荷帶廠用電運(yùn)行時(shí)間不可太長(zhǎng)。（二）低頻運(yùn)行汽輪發(fā)電機(jī)組在系統(tǒng)電頻率低于49.5Hz情況下的運(yùn)行稱為低頻運(yùn)行電網(wǎng)頻率改變時(shí)，某些部件的振動(dòng)性能會(huì)受到影響。（三）低真空運(yùn)行排氣壓力升高會(huì)使末幾級(jí)的反動(dòng)度增加，軸向推力增加真空問(wèn)題是影響發(fā)電廠正常帶負(fù)荷的關(guān)鍵因素。（四）高壓加熱器切除對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行的影響四、汽輪機(jī)的調(diào)峰運(yùn)行（一）調(diào)峰機(jī)組的分類尖峰負(fù)荷機(jī)組中間負(fù)荷機(jī)組1.兩班制運(yùn)行2.低負(fù)荷運(yùn)行3.周末停機(jī)（二）調(diào)峰現(xiàn)狀第六節(jié)汽輪機(jī)中壓缸啟動(dòng)

（一）汽輪機(jī)冷熱態(tài)啟動(dòng)劃分

中壓缸啟動(dòng)，根據(jù)高中壓外缸中壓進(jìn)汽處下半內(nèi)壁溫度T1判斷：T1<305℃,則為冷態(tài)中壓缸啟動(dòng)；305℃≤T1＜420℃，則為溫態(tài)中壓缸啟動(dòng)；420℃≤T1＜490℃，則為熱態(tài)中壓缸啟動(dòng)；T1≥490℃，則為極熱態(tài)中壓缸啟動(dòng)；

高壓缸啟動(dòng)，根據(jù)高壓內(nèi)缸下半內(nèi)壁溫度T2判斷：T2<320℃,則為冷態(tài)高壓缸啟動(dòng)；320℃≤T2＜420℃，則為溫態(tài)高壓缸啟動(dòng)；420℃≤T2＜445℃，則為熱態(tài)高壓缸啟動(dòng)；T2≥445℃，則為極熱態(tài)高壓缸啟動(dòng)；鄭州電力高等?？茖W(xué)校動(dòng)力工程系一般情況下我們把機(jī)組的啟動(dòng)過(guò)程分成以下三個(gè)階段：鍋爐點(diǎn)火到汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)，為鍋爐的啟動(dòng)階段；汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)到發(fā)電機(jī)并網(wǎng)，為汽輪機(jī)的啟動(dòng)階段；從并網(wǎng)到帶滿負(fù)荷，為機(jī)組的升負(fù)荷階段。鄭州電力高等?？茖W(xué)校動(dòng)力工程系東方600MW超臨界汽輪機(jī)優(yōu)先采用中壓缸啟動(dòng)方式。即采用中壓缸沖轉(zhuǎn)，滑參數(shù)啟動(dòng)，在沖轉(zhuǎn)升速和負(fù)荷小于15％時(shí)，高壓缸隔絕暖缸，高壓缸通過(guò)高壓排汽閥的旁路閥對(duì)高壓缸進(jìn)行暖缸，過(guò)熱蒸汽通過(guò)高壓旁路閥經(jīng)過(guò)減溫減壓引到再熱器。鄭州電力高等?？茖W(xué)校動(dòng)力工程系熱再熱汽分成兩路：一路進(jìn)入中壓缸聯(lián)合汽閥進(jìn)入中壓缸，另一路通過(guò)低壓旁路閥進(jìn)入凝汽器。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷到達(dá)15％以上時(shí)，高壓調(diào)節(jié)汽閥開(kāi)啟，部分蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)做功，利用高壓旁路閥控制高壓缸的進(jìn)汽量，保持主汽壓力，機(jī)組逐步加負(fù)荷。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷大于30％時(shí)，高壓調(diào)節(jié)閥全開(kāi)，高低壓旁路閥全關(guān)，機(jī)組進(jìn)入滑壓升負(fù)荷階段，當(dāng)機(jī)組的負(fù)荷到達(dá)90%時(shí)，機(jī)組進(jìn)入定壓運(yùn)行階段，完成整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程。啟動(dòng)方式、條件及時(shí)間（min）鄭州電力高等?？茖W(xué)校動(dòng)力工程系（二）中壓缸系統(tǒng)設(shè)置鄭州電力高等專科學(xué)校動(dòng)力工程系1.高、低壓旁路系統(tǒng)

實(shí)現(xiàn)中壓缸啟動(dòng)必須配置高、低壓兩級(jí)串聯(lián)的旁路系統(tǒng)，協(xié)助鍋爐進(jìn)行蒸汽參數(shù)調(diào)整，同時(shí)通蒸汽冷卻保護(hù)再熱器，回收不合格蒸汽的熱量和工質(zhì)。2.通風(fēng)閥

通風(fēng)閥用于高壓缸不進(jìn)汽時(shí)，控制高壓缸壓力，改變摩擦鼓風(fēng)損失，以控制高壓缸金屬的溫升速度和溫度。鄭州電力高等專科學(xué)校動(dòng)力工程系鄭州電力高等?？茖W(xué)校動(dòng)力工程系通風(fēng)閥連鎖條件（三）中壓缸啟動(dòng)參數(shù)的選擇

1.溫度2.壓力3.切換負(fù)荷的選擇鄭州電力高等?？茖W(xué)校動(dòng)力工程系（四）冷態(tài)中壓缸啟動(dòng)1.汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)運(yùn)行

檢查所有輔助閥門(mén)處于正確位置；凝汽器循環(huán)水系統(tǒng)投入運(yùn)行；汽輪機(jī)在盤(pán)車狀態(tài)；汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)投入運(yùn)行；真空泵系統(tǒng)投入運(yùn)行，建立凝汽器真空。當(dāng)建立凝汽器真空時(shí)，開(kāi)啟汽輪機(jī)旁路閥門(mén)。鍋爐點(diǎn)火后，開(kāi)始升溫升壓，壓力至0.2－0.3MPa，主汽溫度大于飽和溫度28℃以上。開(kāi)啟高壓缸預(yù)暖閥，其通風(fēng)閥關(guān)閉，進(jìn)汽回路通風(fēng)閥打開(kāi)。高壓缸隨著鍋爐參數(shù)的提高一起進(jìn)行暖機(jī)。此時(shí)蒸汽管道和高壓缸疏水閥和進(jìn)汽回路通風(fēng)閥均開(kāi)啟。當(dāng)鍋爐參數(shù)達(dá)到汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)要求。高壓內(nèi)缸預(yù)暖到150－190℃，預(yù)暖閥關(guān)，通風(fēng)閥開(kāi)，準(zhǔn)備沖轉(zhuǎn)。鄭州電力高等?？茖W(xué)校動(dòng)力工程系2.汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)和發(fā)電機(jī)同步并網(wǎng)

中壓主汽閥全開(kāi)，高壓主汽閥、高壓調(diào)節(jié)汽閥和中壓調(diào)節(jié)閥全關(guān)。沖轉(zhuǎn)條件具備，輸入目標(biāo)轉(zhuǎn)速后，開(kāi)啟中壓調(diào)節(jié)閥的旁路預(yù)啟閥，讓合適的再熱蒸汽流入中、低壓缸，沖轉(zhuǎn)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速至600r/min，打閘。進(jìn)行摩擦檢查后重新掛閘，用中壓調(diào)節(jié)閥控制升速。

3.汽輪機(jī)倒缸4.升負(fù)荷至額定值鄭州電力高等專科學(xué)校動(dòng)力工程系（五）熱態(tài)中壓缸啟動(dòng)（六）中壓缸啟動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)1.加熱均勻，溫升合理，減少壽命損耗2.高、中壓缸熱膨脹情況得到改善3.消除低壓缸鼓鳳，防止低壓缸排汽溫度過(guò)高4.有利于鍋爐控制5.縮短啟動(dòng)時(shí)間，減少啟動(dòng)鍋爐燃油費(fèi)用6.允許長(zhǎng)時(shí)間低負(fù)荷運(yùn)行，利于機(jī)組調(diào)峰鄭州電力高等?？茖W(xué)校動(dòng)力工程系第七節(jié)盤(pán)車裝置

1.盤(pán)車的分類盤(pán)車一般分為低速盤(pán)車和高速盤(pán)車兩類，高速盤(pán)車的轉(zhuǎn)速一般為40～80r/min，而低速盤(pán)車一般為2～10r/min。高速盤(pán)車對(duì)油膜的建立較為有利，對(duì)轉(zhuǎn)子的加熱或冷卻較為均勻，但盤(pán)車裝置的功率較大，高速旋轉(zhuǎn)如果溫降速度控制不好，容易磨壞汽封齒，另外，高速盤(pán)車需要一套可靠的頂軸油系統(tǒng)，系統(tǒng)復(fù)雜。從發(fā)展方向看，有向低速盤(pán)車發(fā)展的趨勢(shì)。鄭州電力高等?？茖W(xué)校動(dòng)力工程系2.盤(pán)車的特點(diǎn)東方600MW超臨界汽輪機(jī)采用的盤(pán)車裝置為低速盤(pán)車，安裝在低壓缸B和發(fā)電機(jī)之間，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，配置氣動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)，主要有以下特點(diǎn)：A、在汽機(jī)轉(zhuǎn)速降至零轉(zhuǎn)速時(shí)，既能電動(dòng)盤(pán)車，也能手動(dòng)盤(pán)車；既可遠(yuǎn)方操作，也可就地操作。B、盤(pán)車裝置是自動(dòng)嚙合型的，盤(pán)車轉(zhuǎn)速為1.5r/min。鄭州電力高等?？茖W(xué)校動(dòng)力工程系C、盤(pán)車裝置在汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速后自動(dòng)退出，并能在停機(jī)時(shí)自動(dòng)投入。D、盤(pán)車裝置與頂軸油系統(tǒng)間設(shè)聯(lián)鎖，防止在油壓建立之前投入盤(pán)車，盤(pán)車裝置正在運(yùn)行而油壓降低到不安全值時(shí)能發(fā)出報(bào)警，當(dāng)供油中斷時(shí)能自動(dòng)停止運(yùn)行。鄭州電力高等?？茖W(xué)校動(dòng)力工程系3.盤(pán)車裝置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)鄭州電力高等?？茖W(xué)校動(dòng)力工程系第八節(jié)汽輪機(jī)的保護(hù)

（一）機(jī)械超速保護(hù)（二）就地手動(dòng)打閘（三）遠(yuǎn)方手動(dòng)打閘（四）電氣跳閘保護(hù)機(jī)組的各種跳閘信號(hào)最終通過(guò)主遮斷電磁閥和機(jī)械停機(jī)電磁鐵來(lái)作用機(jī)組跳閘，使各汽門(mén)以及抽汽繼動(dòng)閥迅速關(guān)閉。

鄭州電力高等?？茖W(xué)校動(dòng)力工程系鄭州電力高等?？茖W(xué)校動(dòng)力工程系當(dāng)發(fā)生以下條件時(shí)，都會(huì)使主遮斷電磁閥和機(jī)械停機(jī)電磁鐵的3YV、5YV和6YV同時(shí)動(dòng)作使機(jī)組跳閘：

（1）在操作臺(tái)按汽機(jī)打閘按鈕（2）發(fā)電機(jī)跳閘（3）鍋爐主燃料跳閘（4）DEH裝置嚴(yán)重故障（5）高壓抗燃油壓力過(guò)低2/3（6）高壓安全油壓力過(guò)低2/3（7）軸向位移大（8）脹差大鄭州電力高等專科學(xué)校動(dòng)力工程系