《汽輪機(jī)原理》01省公開(kāi)課一等獎(jiǎng)全國(guó)示范課微課金獎(jiǎng)?wù)n件

第十章汽輪機(jī)運(yùn)行第一節(jié)單元制機(jī)組運(yùn)行當(dāng)代大型火電廠(chǎng)都是由過(guò)濾、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等主輔機(jī)組成龐大、復(fù)雜獨(dú)立單元制機(jī)組。伴隨用電結(jié)構(gòu)改變，機(jī)組功率必須適應(yīng)負(fù)荷改變要求，參加電網(wǎng)調(diào)頻、調(diào)峰運(yùn)行。一、單元制機(jī)組運(yùn)行特點(diǎn)（一）單元制機(jī)組負(fù)荷適應(yīng)性鍋爐與汽輪機(jī)時(shí)間常數(shù)相差很大，負(fù)荷改變引發(fā)鍋爐風(fēng)、煤、水量改變；汽輪機(jī)中低壓缸功率滯后。造成機(jī)組功率改變滯后于外界負(fù)荷改變，對(duì)外界負(fù)荷適應(yīng)性較差，一次調(diào)頻能力相對(duì)降低。11/66（二）單元制機(jī)組甩負(fù)荷特征單元制機(jī)組容量大、參數(shù)高、轉(zhuǎn)子飛升時(shí)間常數(shù)?。?~8s），當(dāng)發(fā)電機(jī)甩負(fù)荷后，輕易引發(fā)超速。為了防止機(jī)組甩超速，造成保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作停機(jī)甚至飛車(chē)，大機(jī)組都設(shè)置了超速控制功效（OPC）。①在電氣甩負(fù)荷勵(lì)磁斷開(kāi)、脫網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，設(shè)有暫態(tài)快關(guān)高、中調(diào)整閥，抑制機(jī)組超速；②當(dāng)甩部分負(fù)荷，而勵(lì)磁電路依然閉合，汽輪機(jī)機(jī)械機(jī)械功率超出發(fā)電機(jī)負(fù)荷達(dá)一定值時(shí)，還設(shè)有快關(guān)中壓調(diào)整閥功效，預(yù)防造成轉(zhuǎn)速飛升。（三）汽輪機(jī)運(yùn)行方式復(fù)雜單元制機(jī)組都設(shè)置旁路系統(tǒng)，使運(yùn)行方復(fù)雜。各種開(kāi)啟方式按蒸汽參數(shù)分：額定參數(shù)開(kāi)啟，滑參數(shù)開(kāi)啟。單元制機(jī)組通常采取滑參數(shù)開(kāi)啟。按沖轉(zhuǎn)方式分：高中壓缸開(kāi)啟，中壓缸開(kāi)啟；按開(kāi)啟前汽缸金屬溫度分：冷態(tài)開(kāi)啟（汽缸金屬溫度<150℃）、溫態(tài)開(kāi)啟（汽缸金屬溫度在150℃~300℃）、熱態(tài)開(kāi)啟（汽缸金屬溫度>300℃）。還有極熱態(tài)開(kāi)啟（汽缸金屬溫度>400℃）。22/662.定壓、滑壓綜合運(yùn)行3.無(wú)負(fù)荷空轉(zhuǎn)運(yùn)行：機(jī)組升速到3000r/min后，對(duì)機(jī)組進(jìn)行全方面檢驗(yàn)。4.帶廠(chǎng)用電運(yùn)行：在出故障，斷廠(chǎng)用電情況下。5.主要輔機(jī)故障下運(yùn)行各種停機(jī)方式：額定參數(shù)停機(jī)，滑參數(shù)停機(jī)。二、單元制機(jī)組運(yùn)行調(diào)整控制特點(diǎn)（一）單元制機(jī)組機(jī)爐協(xié)調(diào)控制為改進(jìn)單元制機(jī)組調(diào)整特征，增強(qiáng)負(fù)荷適應(yīng)性，提升一次調(diào)頻能力，大機(jī)組都采取機(jī)爐協(xié)調(diào)控制方式，即把轉(zhuǎn)速、功率、汽壓等信號(hào)同時(shí)送機(jī)、爐控制器，使之進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。協(xié)調(diào)控制任務(wù)：依據(jù)機(jī)爐運(yùn)行狀態(tài)，選擇控制策略和接收外部負(fù)荷需要命令；對(duì)外部負(fù)荷命令進(jìn)行處理，使之與機(jī)爐動(dòng)態(tài)特征及負(fù)荷改變能力相適應(yīng)，并對(duì)機(jī)爐發(fā)出負(fù)荷控制命令；確定鍋爐風(fēng)、水、煤量，對(duì)汽輪機(jī)確定對(duì)應(yīng)高、中調(diào)整閥開(kāi)度。33/66機(jī)爐協(xié)調(diào)控制有三種方式：爐跟機(jī)，機(jī)跟爐，機(jī)爐協(xié)調(diào)方式。（二）汽輪機(jī)進(jìn)汽閥門(mén)調(diào)整控制方式當(dāng)代汽輪機(jī)都采取DEH控制系統(tǒng)各高、中主汽閥和高中調(diào)整閥均采取一一對(duì)于EH油壓控制組件驅(qū)動(dòng)。各閥門(mén)動(dòng)作次序都由計(jì)算機(jī)軟件設(shè)定，運(yùn)行人員可依據(jù)機(jī)組情況進(jìn)行操作。高壓主汽閥內(nèi)旁通門(mén)控制及與高壓調(diào)整閥切換；高壓調(diào)整閥“單閥調(diào)整”和“次序閥調(diào)整”；采取中壓調(diào)整閥開(kāi)啟時(shí)，閥門(mén)控制方式切換（高壓缸切換）；高、中壓缸調(diào)整閥與高低壓蒸汽旁路控制閥協(xié)調(diào)。（三）單元制機(jī)組連鎖保護(hù)控制為了防止大機(jī)組故障造成巨大損失，單元制機(jī)組實(shí)施機(jī)、爐、電之間以及主機(jī)與給水泵、引風(fēng)機(jī)等主要輔機(jī)之間連鎖保護(hù)控制。依據(jù)電網(wǎng)或機(jī)組主要設(shè)備故障，自行減負(fù)荷、停機(jī)或停爐操作。主要連鎖保護(hù)功效有4個(gè)：44/66（1）快速切斷主燃料停爐和對(duì)應(yīng)連鎖。當(dāng)鍋爐故障引發(fā)鍋爐連鎖保護(hù)動(dòng)作時(shí)，馬上切斷主燃料停爐，并連鎖汽輪機(jī)跳閘，發(fā)電機(jī)跳閘，整個(gè)單元機(jī)組停運(yùn)。（2）汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)跳閘保護(hù)及對(duì)應(yīng)連鎖。汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)互為連鎖，（3）甩負(fù)荷連鎖。汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)未發(fā)生故障，但因電網(wǎng)故障或其它原因使主斷路器跳閘，也會(huì)引發(fā)甩負(fù)荷動(dòng)作。（4）快速減負(fù)荷連鎖。55/66第二節(jié)汽輪機(jī)開(kāi)啟與停機(jī)汽輪機(jī)開(kāi)啟與停機(jī)是運(yùn)行中兩個(gè)最復(fù)雜工況。一、影響汽輪機(jī)啟停速度原因汽輪機(jī)是在高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速條件下運(yùn)轉(zhuǎn)巨型精密機(jī)械。汽輪機(jī)在開(kāi)啟與停機(jī)運(yùn)行中，參數(shù)改變，其金屬溫度和動(dòng)靜間隙發(fā)生改變，從而引發(fā)熱應(yīng)力和熱變形。當(dāng)熱應(yīng)力和熱變形超出金屬材料允許值時(shí)，將產(chǎn)生永久變形或破壞。（一）汽輪機(jī)啟停過(guò)程中傳熱汽輪機(jī)啟停過(guò)程中，在汽缸內(nèi)、外壁間以及轉(zhuǎn)子外表面和中心或中心孔內(nèi)表面間形成溫差。傳熱溫差是汽輪機(jī)金屬部件產(chǎn)生熱變形、熱應(yīng)力和脹差，限制機(jī)組開(kāi)啟速度。

66/661．汽缸在冷態(tài)開(kāi)啟過(guò)程中非穩(wěn)態(tài)和穩(wěn)態(tài)傳熱汽輪機(jī)冷態(tài)開(kāi)啟之前，缸壁溫度靠近室溫，當(dāng)用蒸汽沖轉(zhuǎn)汽輪機(jī)時(shí)，與蒸汽直接接觸汽缸內(nèi)表面溫度很快升高，但缸壁其余部分保持著原來(lái)溫度。伴隨導(dǎo)熱進(jìn)行，汽缸壁溫度由里向外逐步升高。因?yàn)檫M(jìn)入蒸汽溫度和壓力在不停上升，汽缸內(nèi)壁及其它各點(diǎn)溫度也連續(xù)升高。這種沿壁面溫度隨時(shí)間改變是非穩(wěn)定導(dǎo)熱過(guò)程。顯然，內(nèi)外壁最大溫差會(huì)發(fā)生在開(kāi)啟過(guò)程某一時(shí)刻，此時(shí)熱應(yīng)力最大。加熱越快，內(nèi)外壁溫差越大，熱應(yīng)力越大。開(kāi)啟結(jié)束，到達(dá)額定參數(shù)與額定負(fù)荷時(shí)，缸壁中溫度分布就漸趨穩(wěn)定，此時(shí)即進(jìn)入穩(wěn)定導(dǎo)熱過(guò)程。

汽缸內(nèi)外壁間溫差估算公式為

（10-1）式中，δ為汽缸壁厚，m；α為導(dǎo)溫系數(shù)，；w為缸壁溫升速度，。77/66由式(10—1)可知：汽缸內(nèi)外壁溫差與壁厚平方成正比，與壁面溫升速度成正比。所以，在滿(mǎn)足汽缸強(qiáng)度條件下，減薄缸壁厚度，采取合理升溫速度。2．蒸汽與汽缸內(nèi)表面、轉(zhuǎn)子外表面間凝結(jié)換熱冷態(tài)開(kāi)啟時(shí)，汽缸和轉(zhuǎn)子等部件溫度低于沖轉(zhuǎn)蒸汽飽和溫度。當(dāng)蒸汽進(jìn)入后，在金屬壁面上就會(huì)發(fā)生凝結(jié)換熱。形成一層水膜，產(chǎn)生“膜狀凝結(jié)”。還有一個(gè)形式凝結(jié)稱(chēng)為“珠狀凝結(jié)”，比膜狀凝結(jié)換熱更強(qiáng)烈。在冷態(tài)開(kāi)啟早期階段，傳熱溫差大，換熱猛烈，金屬中產(chǎn)生很大溫度梯度，很大沖擊熱應(yīng)力。所以，經(jīng)過(guò)沖轉(zhuǎn)前進(jìn)行盤(pán)車(chē)預(yù)熱，降低熱沖擊。3．蒸汽與汽缸內(nèi)表面、轉(zhuǎn)子外表面間對(duì)流換熱當(dāng)零部件金屬表面溫度到達(dá)該蒸汽壓力下飽和溫度時(shí)，凝結(jié)結(jié)束，蒸汽以對(duì)流換熱方式向金屬傳遞熱量，其換熱系數(shù)小得多。88/66（二）熱應(yīng)力、熱膨脹和熱變形熱應(yīng)力、熱膨脹和熱變形是影響汽輪機(jī)啟、停及變負(fù)荷三個(gè)主要原因。直接關(guān)系到汽輪機(jī)安全可靠性及設(shè)備使用壽命。熱應(yīng)力：經(jīng)過(guò)積累，最終以部件裂紋，壽命終止；熱膨脹和熱變形：影響汽輪機(jī)啟、停及變負(fù)荷運(yùn)行能否順利進(jìn)行，要求控制好熱膨脹和熱變形。1．汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)熱應(yīng)力（1）汽缸熱應(yīng)力。①汽輪機(jī)開(kāi)啟或升負(fù)荷時(shí)，蒸汽溫度高，汽缸內(nèi)壁受壓應(yīng)力；②停機(jī)減負(fù)荷時(shí)，受拉伸應(yīng)力。而且在停機(jī)或減負(fù)荷中，內(nèi)壁熱拉應(yīng)力與汽缸內(nèi)外壓差而產(chǎn)生機(jī)械拉應(yīng)力同向疊加，使合成拉應(yīng)力增大。③另外汽缸在缸內(nèi)快速冷卻時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)較大拉應(yīng)力，汽輪機(jī)快冷比快速加熱更危險(xiǎn)。④所以，熱狀態(tài)汽輪機(jī)用低于缸溫低溫蒸汽進(jìn)行沖轉(zhuǎn)開(kāi)啟，或突然甩負(fù)荷，機(jī)組是非常危險(xiǎn)。⑤從額定狀態(tài)甩半負(fù)荷比甩全負(fù)荷危險(xiǎn)性更大，此時(shí)，蒸氣溫降大。所以，汽輪機(jī)對(duì)甩負(fù)荷帶廠(chǎng)用電及甩負(fù)荷空轉(zhuǎn)都有嚴(yán)格時(shí)間限制。⑥為了安全運(yùn)行和降低壽命損耗，在停機(jī)和降負(fù)荷過(guò)程中，汽溫或降負(fù)荷率應(yīng)比開(kāi)啟或升負(fù)荷時(shí)更小。99/66熱應(yīng)力與汽缸內(nèi)外壁溫差成正比?？山?jīng)過(guò)控制汽缸內(nèi)、外壁溫差來(lái)控制熱應(yīng)力。汽缸內(nèi)外壁最大允許溫差為50一70℃。在開(kāi)啟和負(fù)荷改變時(shí)，調(diào)整級(jí)汽室汽溫改變很大，汽缸最大溫差經(jīng)常出現(xiàn)在調(diào)整級(jí)對(duì)應(yīng)汽缸壁與法蘭螺栓孔處。必須嚴(yán)格控制調(diào)整級(jí)汽室蒸汽溫度改變率。（2）螺栓及法蘭熱應(yīng)力。

在開(kāi)啟過(guò)程中，法蘭與螺栓之間存在著較大溫差。因?yàn)榉ㄌm膨脹，螺栓被拉長(zhǎng)。此時(shí)，螺栓承受安裝時(shí)拉伸預(yù)應(yīng)力、汽缸內(nèi)蒸汽壓力引發(fā)拉伸應(yīng)力，又有熱應(yīng)力。如三種拉應(yīng)力之和超出螺栓材料屈服極限，螺栓就發(fā)生塑性變形甚至斷裂。螺栓產(chǎn)生熱拉應(yīng)力，法蘭則受到熱壓應(yīng)力。若這種應(yīng)力過(guò)大，法蘭結(jié)合面產(chǎn)生局部塑性變形，結(jié)合面嚴(yán)密性將受到破壞。法蘭與螺栓熱應(yīng)力，與法蘭與螺栓間溫差成正比。1010/66（3）轉(zhuǎn)子熱應(yīng)力。

汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子在啟、停過(guò)程中，表面受到加熱或冷卻。比如，①在開(kāi)啟時(shí)，蒸汽加熱轉(zhuǎn)子表面，軸心部分溫度低。轉(zhuǎn)子截面徑向溫差，轉(zhuǎn)子中心產(chǎn)生熱拉應(yīng)力，外表面產(chǎn)生熱壓應(yīng)力。到一定負(fù)荷處于穩(wěn)定后，轉(zhuǎn)子徑向溫差逐步減小，熱應(yīng)力基本消失；②停機(jī)時(shí)情況與開(kāi)啟時(shí)相反，轉(zhuǎn)子外表面產(chǎn)生熱拉應(yīng)力，而中心處產(chǎn)生熱壓應(yīng)力。轉(zhuǎn)子熱應(yīng)力是汽輪機(jī)安全監(jiān)控重點(diǎn)。最大熱應(yīng)力發(fā)生部位通常是在高壓缸調(diào)整級(jí)處，中壓缸進(jìn)汽處，高、中壓軸封處。這些部位蒸汽溫度高，變工況時(shí)溫度改變大，引發(fā)熱應(yīng)力大。這些部位還存在結(jié)構(gòu)突變，如葉輪根部、軸肩處過(guò)渡圓角及轉(zhuǎn)子上彈性槽等，因?yàn)榇嬖谳^大熱應(yīng)力集中，使得熱應(yīng)力成倍增加。1111/66（4）轉(zhuǎn)子低周疲勞和低溫脆性大機(jī)組均采取雙層汽缸，汽缸及法蘭厚度相對(duì)減薄，內(nèi)、外壁溫差減小。這么，汽缸熱應(yīng)力就不是主要問(wèn)題，而轉(zhuǎn)子熱應(yīng)力卻成為主要問(wèn)題。伴隨汽輪機(jī)容量增大，轉(zhuǎn)子直徑也越來(lái)越大。在啟、停過(guò)程中，轉(zhuǎn)子熱應(yīng)力、熱變形也就越大。所以，轉(zhuǎn)子低周疲勞和低溫脆性成為關(guān)鍵問(wèn)題。低周疲勞：是指機(jī)組屢次重復(fù)啟、?；蛏?、降負(fù)荷時(shí)，由交變熱應(yīng)力引發(fā)損傷。這種交變熱應(yīng)力改變周期比較長(zhǎng)。脆性轉(zhuǎn)變溫度：金屬材料在較低溫度下工作時(shí)，機(jī)械性能發(fā)生改變。當(dāng)溫度低于某一定值時(shí)，材料從韌性轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈?，許用應(yīng)力下降，材料易發(fā)生脆性斷裂，通常稱(chēng)這一溫度為材料脆性轉(zhuǎn)變溫度。慣用轉(zhuǎn)子鋼材，脆性轉(zhuǎn)變溫度普通為80~140℃。為確保轉(zhuǎn)子不發(fā)生脆斷，汽輪機(jī)超速試驗(yàn)以及帶大負(fù)荷運(yùn)行，應(yīng)在定速后經(jīng)一段時(shí)間低負(fù)荷運(yùn)行，待轉(zhuǎn)子被加熱到脆性轉(zhuǎn)變溫度以上再進(jìn)行。1212/66（5）熱沖擊熱沖擊是指蒸汽與汽缸、轉(zhuǎn)子等部件在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)烈熱交換過(guò)程。此時(shí)金屬部件內(nèi)溫差大，熱應(yīng)力大，甚至超出材料屈服極限。嚴(yán)重時(shí)，一次嚴(yán)重?zé)釠_擊就可能造成部件損壞。熱沖擊主要原因有三種：1）開(kāi)啟時(shí)蒸汽溫度與金屬溫度不匹配。開(kāi)啟時(shí)，要求蒸汽溫度高于金屬溫度，且二者應(yīng)該匹配，假如相差太大就會(huì)對(duì)金屬部件產(chǎn)生熱沖擊。通常以調(diào)整級(jí)處參數(shù)來(lái)衡量。如：日立250MW汽輪機(jī)給出最住匹配溫度為：調(diào)整級(jí)處蒸汽溫度比金屬溫度高28~55℃。對(duì)于幾個(gè)進(jìn)口600MW汽輪機(jī)，要求熱態(tài)開(kāi)啟時(shí)主蒸汽及再熱蒸氣溫度應(yīng)比第一級(jí)金屬溫度高50~100℃，且有50℃以上過(guò)熱度等。2）極熱態(tài)開(kāi)啟時(shí)造成熱沖擊。因?yàn)楸Ｗo(hù)誤動(dòng)或故障造成汽輪機(jī)短時(shí)間事故停機(jī)，假如在2~4h內(nèi)重新開(kāi)啟，此時(shí)高、中壓缸第一級(jí)處金屬溫度極高，其開(kāi)啟為極熱態(tài)開(kāi)啟。極熱態(tài)開(kāi)啟時(shí)，蒸汽到調(diào)整級(jí)后汽溫比該處金屬溫度低很多，轉(zhuǎn)子外表面先產(chǎn)生拉應(yīng)力。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間以后，蒸汽溫度高于金屬溫度，轉(zhuǎn)子表面又轉(zhuǎn)為壓應(yīng)力。這種應(yīng)力拉~壓循環(huán)，對(duì)壽命極為不利。造成轉(zhuǎn)子或汽缸一次疲勞損傷，應(yīng)盡可能降低汽輪機(jī)極熱態(tài)開(kāi)啟次數(shù)。3）甩負(fù)荷造成熱沖擊。汽輪機(jī)發(fā)生大幅度甩負(fù)荷，通流部分蒸汽溫度急劇改變，在轉(zhuǎn)子和汽缸上產(chǎn)生很大熱應(yīng)力。機(jī)組帶負(fù)荷越多，甩負(fù)荷后引發(fā)熱應(yīng)力越大。1313/662．汽缸及轉(zhuǎn)子熱膨脹（1）汽缸絕對(duì)膨脹金屬受熱后，其長(zhǎng)、寬、高都要膨脹。大型汽輪機(jī)，其軸向長(zhǎng)度很長(zhǎng)，當(dāng)從冷態(tài)開(kāi)啟到帶至額定負(fù)荷時(shí)，金屬溫度改變很大，故軸向膨脹量最大，是監(jiān)控重點(diǎn)之一。汽缸絕對(duì)膨脹：是指從基準(zhǔn)點(diǎn)(死點(diǎn))開(kāi)始，沿要求(軸向)方向膨脹或收縮數(shù)值。比如，300MW機(jī)冷態(tài)開(kāi)啟到帶額定負(fù)荷，高、中壓缸總絕對(duì)膨脹值可達(dá)近40mm。為了確保機(jī)組安全，在前軸承箱基架上裝有高中壓缸絕對(duì)膨脹傳感器。滑銷(xiāo)系統(tǒng)合理布置及正常導(dǎo)向，能夠確保汽缸在各個(gè)方向能自由伸縮，同時(shí)確保汽輪發(fā)電機(jī)組各部件之間相對(duì)位置正確?；N(xiāo)系統(tǒng)設(shè)有縱銷(xiāo)、橫銷(xiāo)、立銷(xiāo)和角銷(xiāo)，分別引導(dǎo)汽缸各部分沿軸向、橫向和垂直方向自由移動(dòng)。汽缸死點(diǎn)：橫銷(xiāo)和縱銷(xiāo)延長(zhǎng)線(xiàn)交點(diǎn)，稱(chēng)為汽缸死點(diǎn)。當(dāng)代大型多缸汽輪機(jī)普通都有兩個(gè)以上汽缸絕對(duì)死點(diǎn)和多個(gè)汽缸相對(duì)死點(diǎn)。1414/66

（2）轉(zhuǎn)子絕對(duì)膨脹。轉(zhuǎn)子相對(duì)死點(diǎn)：推力軸承與轉(zhuǎn)子推力盤(pán)接觸面是轉(zhuǎn)子死點(diǎn)。轉(zhuǎn)子軸向位置由推力軸承決定。轉(zhuǎn)子絕對(duì)膨脹：轉(zhuǎn)子以該相對(duì)死點(diǎn)為起點(diǎn)，沿轉(zhuǎn)子軸向膨脹稱(chēng)轉(zhuǎn)子絕對(duì)膨脹。（3）汽缸與轉(zhuǎn)子相對(duì)膨脹汽輪機(jī)啟、停和工況改變時(shí)，轉(zhuǎn)子和汽缸分別以各自死點(diǎn)為基準(zhǔn)沿軸向膨脹（收縮）。因?yàn)槠着c轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不一樣，材料不一樣，汽缸質(zhì)量大于轉(zhuǎn)子，而汽缸與蒸汽接觸面積又小于轉(zhuǎn)子與蒸汽接觸面積，使得蒸汽對(duì)汽缸加熱（冷卻）比對(duì)轉(zhuǎn)子加熱（冷卻）來(lái)得慢。所以，在開(kāi)啟（停機(jī)）過(guò)程中汽缸與轉(zhuǎn)子絕對(duì)膨脹值是不等，二者之差稱(chēng)為相對(duì)膨脹（脹差）。脹差過(guò)大（或失控）就會(huì)使汽輪機(jī)軸向動(dòng)靜間隙消失，造成動(dòng)靜摩碰和振動(dòng)事故。脹差是制約汽輪機(jī)啟、停一個(gè)主要原因，運(yùn)行中要親密監(jiān)視和控制。當(dāng)脹差超限時(shí)，汽輪機(jī)保護(hù)動(dòng)作，跳閘停機(jī)。比如國(guó)產(chǎn)300MW沖動(dòng)式汽輪機(jī)，在高壓轉(zhuǎn)子前端(前軸承箱內(nèi))和低壓轉(zhuǎn)子后端(低壓后軸承箱內(nèi))各裝有一個(gè)脹差傳感器，可實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)組脹差。1515/66（4）脹差改變規(guī)律正脹差：冷態(tài)開(kāi)啟前，要預(yù)熱，軸封供汽，此時(shí)出現(xiàn)是正脹差（即轉(zhuǎn)子膨脹值大于汽缸膨脹值）。從沖轉(zhuǎn)到定速階段，轉(zhuǎn)子加熱快，正脹差呈上升趨勢(shì)。當(dāng)采取中壓缸開(kāi)啟，則這階段脹差改變主要發(fā)生在中壓缸。當(dāng)并網(wǎng)帶負(fù)荷后，蒸汽溫度和流量深入提升，蒸汽與汽缸、轉(zhuǎn)子熱交換加劇，正脹差增加較大。當(dāng)進(jìn)入準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)區(qū)或開(kāi)啟結(jié)束時(shí)，正脹差值到達(dá)最大。因?yàn)樵陂_(kāi)啟過(guò)程中要進(jìn)行屢次暖機(jī)，汽缸有足夠膨脹時(shí)間，可緩解脹差大矛盾。汽輪機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子和汽缸金屬溫度靠近同位置蒸汽溫度。負(fù)脹差：當(dāng)甩負(fù)荷或停機(jī)時(shí)，流過(guò)汽輪機(jī)蒸汽溫度會(huì)低于金屬溫度，一樣地，轉(zhuǎn)子比汽缸冷卻快、收縮快，所以出現(xiàn)負(fù)脹差。汽輪機(jī)打閘停機(jī)后，在轉(zhuǎn)子情走階段脹差有所增加。其主要原因是：打閘后調(diào)整閥關(guān)閉，沒(méi)有蒸汽進(jìn)入通流部分，轉(zhuǎn)子摩擦鼓風(fēng)熱量使轉(zhuǎn)子溫度升高；

泊松效應(yīng)：轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，受離心力作用，轉(zhuǎn)子發(fā)生變形，在徑向變粗和軸向變短（即力學(xué)中泊松效應(yīng)）。當(dāng)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，離心力作用減小，大軸變細(xì)變長(zhǎng)，使脹差向正方向增加。對(duì)于低壓轉(zhuǎn)子，因?yàn)槠渲睆酱?，泊松效?yīng)更顯著。熱態(tài)開(kāi)啟時(shí)轉(zhuǎn)子、汽缸金屬溫度較高，若沖轉(zhuǎn)時(shí)蒸汽溫度偏低，則蒸汽對(duì)轉(zhuǎn)子和汽缸將起到冷卻作用，出現(xiàn)負(fù)脹差。1616/66（5）影響膨脹原因及控制辦法1）汽輪機(jī)滑銷(xiāo)系統(tǒng)?；N(xiāo)系統(tǒng)是為了確保對(duì)汽輪機(jī)正常熱膨脹，運(yùn)行中應(yīng)注意定時(shí)往滑動(dòng)面注油，確保滑動(dòng)面潤(rùn)滑及自由移動(dòng)。2）蒸汽溫升（溫降）和流量改變速度。蒸汽溫升或流量改變?cè)酱?，轉(zhuǎn)子與汽缸脹差也越大。所以，在啟、停過(guò)程中，要控制蒸汽溫度和流量改變速度。3）軸封供汽溫度。軸封供汽直接與汽輪機(jī)大軸接觸，其溫度改變直接影響轉(zhuǎn)子伸縮。熱態(tài)開(kāi)啟時(shí)，假如高中壓軸封汽源來(lái)自溫度較低汽源，就會(huì)造成前軸封段大軸急劇冷卻收縮，過(guò)大時(shí)，將造成動(dòng)靜部分摩擦。大型機(jī)組軸封供汽除了低溫汽源外，還設(shè)置了高溫汽源。4）汽缸法蘭、螺栓加熱裝置。在啟、停過(guò)程中使使用方法蘭和螺栓加熱裝置，能夠有效地減小汽缸內(nèi)外壁、法蘭內(nèi)外、汽缸與法蘭、法蘭與螺栓溫差，加緊汽缸膨脹（收縮），起到控制膨脹和脹差目標(biāo)。但現(xiàn)在生產(chǎn)機(jī)組，因?yàn)槠撞扇≌?、高型法蘭，取消了汽缸法蘭、螺栓加熱裝置。西門(mén)子產(chǎn)汽輪機(jī)高壓缸為整體圓筒形，取消了汽缸法蘭，使汽缸溫度改變能更加好地與轉(zhuǎn)子同時(shí)。

1717/665）凝汽器真空。開(kāi)啟過(guò)程中，當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速或負(fù)荷一定時(shí)，改變真空能夠調(diào)整脹差。當(dāng)真空降低時(shí)，欲保持機(jī)組轉(zhuǎn)速或負(fù)荷不變，應(yīng)增加進(jìn)汽量，使高壓轉(zhuǎn)子受熱加緊，高壓缸正脹差增大。因?yàn)檫M(jìn)汽量增大，中、低壓缸摩擦鼓風(fēng)熱輕易被蒸汽帶走，因而轉(zhuǎn)子被加熱程度減小，正脹差減小。當(dāng)凝汽器真空升高時(shí)，過(guò)程恰好相反。6）汽缸保溫和疏水。若汽缸保溫不好，會(huì)造成汽缸溫度分布不均勻且偏低，從而影響汽缸充分膨脹，也使脹差增大。汽缸疏水不暢可能造成下缸溫度偏低，影響汽缸膨脹，并輕易引發(fā)汽缸變形。1818/663．汽輪機(jī)熱變形汽輪機(jī)開(kāi)啟、停機(jī)和負(fù)荷改變時(shí)，汽缸和轉(zhuǎn)子內(nèi)外壁出現(xiàn)溫差，產(chǎn)生熱應(yīng)力、熱變形。假如熱變形過(guò)大，可能造成通流部分動(dòng)靜間隙消失而碰摩。若汽封碰摩，其徑向間隙擴(kuò)大，增大漏汽量，使經(jīng)濟(jì)性降低。另外動(dòng)靜部件碰摩，會(huì)引發(fā)機(jī)組振動(dòng)，甚至產(chǎn)生大軸彎曲事故。（1）上下缸溫差引發(fā)汽缸熱翹曲。在啟、停過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)上缸溫度高于下缸溫度，造成上缸膨脹大于下缸，從而使汽缸產(chǎn)生向上拱起熱翹曲變形。上下缸溫差產(chǎn)生原因主要有四個(gè)。1）上下缸散熱面積不一樣，下缸布置有回?zé)岢槠艿篮褪杷艿?，散熱面積大。2）在汽缸內(nèi)，溫度較高蒸汽上升，而冷卻后凝結(jié)水流至下缸，形成水膜，使下缸溫度下降。3）停機(jī)后汽缸內(nèi)形成空氣對(duì)流，溫度較高空氣上升回到上缸，下缸內(nèi)空氣溫度較低，增大了上下汽缸溫差。

4）運(yùn)行中，下缸保溫層易脫落，而且下缸是置于溫度較低運(yùn)行平臺(tái)以下并造成空氣對(duì)流，使上下汽缸冷卻條件不一樣，增大了溫差。1919/66

上下缸溫差最大值往往出現(xiàn)在調(diào)整級(jí)附近，所以，汽缸熱翹曲值最大部位也在調(diào)整級(jí)附近。因?yàn)槠鬃冃紊瞎?，使下部?dòng)靜部件徑向間隙減小，同時(shí)隔板和葉輪也偏離正常情況下所在垂直平面，而使軸向間隙改變。所以汽輪機(jī)開(kāi)啟時(shí)，上下汽缸溫差普通要求控制在35~50℃范圍內(nèi)。在開(kāi)啟過(guò)程中，為了控制上下汽缸溫差在，必須嚴(yán)格控制溫升速度，同時(shí)要使高壓加熱器一起開(kāi)啟。在開(kāi)啟過(guò)程中還要確保汽缸疏水通暢，不要有積水；在維修方面，下汽缸要采取很好保溫結(jié)構(gòu)和優(yōu)質(zhì)保溫材料，適當(dāng)加厚保溫層或者加裝擋風(fēng)板，以降低空氣對(duì)流。（2）汽缸內(nèi)外壁和法蘭內(nèi)外壁溫差引發(fā)熱變形。大容量汽輪機(jī)汽缸和法蘭厚度大。在啟、停和負(fù)荷改變時(shí)，假如控制不妥，可能會(huì)出現(xiàn)較大溫差，使汽缸和法蘭產(chǎn)生較大熱應(yīng)力，造成汽缸水平結(jié)合面法蘭內(nèi)凹或外凸變形。汽缸橫截面變形對(duì)汽缸徑向間隙、法蘭水平結(jié)合面和法蘭螺栓影響以下。2020/661）汽缸橫截面呈橢圓變形及對(duì)汽缸內(nèi)部徑向間隙影響。在汽缸中間橫截面上，將產(chǎn)生立橢圓變形，引發(fā)該處垂直方向動(dòng)靜部件間徑向間隙增大，使漏汽增大；在汽缸兩端，產(chǎn)生橫橢圓變形，引發(fā)該處垂直向動(dòng)靜部件間徑向間隙減小或消失，造成汽缸內(nèi)部頂部和底部摩擦；該處水平向動(dòng)靜部件間徑向間隙增大，造成漏汽增大。2）汽缸橫截面呈橢圓變形對(duì)汽缸法蘭水平結(jié)合面影響。當(dāng)汽缸橫截面出現(xiàn)立橢圓變形時(shí)，汽缸法蘭水平結(jié)合面將出現(xiàn)內(nèi)張口，在螺栓壓緊力作用下，結(jié)合點(diǎn)局部壓應(yīng)力增大。結(jié)合面金屬將產(chǎn)生塑性變形，使結(jié)合面密封性能下降，造成汽缸漏汽。同理，當(dāng)汽缸橫截面出現(xiàn)橫橢圓變形時(shí)，汽缸法蘭水平結(jié)合面將出現(xiàn)外張口，造成一樣危害。3）汽缸橫截面呈橢圓變形對(duì)法蘭螺栓受力影響。當(dāng)汽缸橫截面產(chǎn)生橢圓變形時(shí)，造成螺栓拉斷或螺帽結(jié)合面壓壞等事故發(fā)生。法蘭及汽缸產(chǎn)生上述變形根本原因，是因?yàn)閮?nèi)外壁溫差過(guò)大所致。大型汽輪機(jī)采取雙層缸、窄高形法蘭，能有效減小法蘭內(nèi)外溫差，減小汽缸熱變形。在啟、停過(guò)程中，要求將調(diào)整級(jí)處法蘭內(nèi)外溫差控制在30~100℃左右。2121/66（3）轉(zhuǎn)子熱彎曲上拱熱變形：轉(zhuǎn)子位于汽缸內(nèi)，當(dāng)汽缸出現(xiàn)上下溫差時(shí)，轉(zhuǎn)子溫度分布也會(huì)受到影響。轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)上部溫度高于下部，上部膨脹大于下部，造成轉(zhuǎn)子產(chǎn)生上拱熱變形。彈性彎曲：當(dāng)汽缸上下溫度趨于平穩(wěn)，溫差消失，轉(zhuǎn)子徑向溫差和彎曲變形消失，恢復(fù)原狀。轉(zhuǎn)子這種暫態(tài)彎曲，稱(chēng)為彈性彎曲或暫態(tài)彎曲。塑性彎曲：當(dāng)轉(zhuǎn)子徑向溫差過(guò)大，其熱應(yīng)力超出材料屈服極限時(shí)，將造成轉(zhuǎn)子塑性彎曲或稱(chēng)永久性彎曲。轉(zhuǎn)子產(chǎn)生永久性彎曲屬于惡性事故，應(yīng)盡可能防止。自然彎曲：轉(zhuǎn)子在沒(méi)有溫差情況下支承在兩軸承之間，因?yàn)橹亓ψ饔脮?huì)自然下垂彎曲，稱(chēng)為自然彎曲或原始彎曲。當(dāng)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)上下溫差時(shí)，其彎曲值就是原始彎曲與熱彎曲值之和。汽輪機(jī)冷態(tài)開(kāi)啟前，轉(zhuǎn)子僅有自然彎曲，而熱態(tài)開(kāi)啟前是兩種彎曲疊加。汽輪機(jī)盤(pán)車(chē)裝置一個(gè)作用就是經(jīng)過(guò)低速盤(pán)動(dòng)轉(zhuǎn)子，消除轉(zhuǎn)子上下溫差，從而減小轉(zhuǎn)子熱彎曲值。2222/66

轉(zhuǎn)子熱彎曲值與溫差成正比，與轉(zhuǎn)軸中部直徑成反比。彎曲引發(fā)轉(zhuǎn)子質(zhì)量中心偏移而產(chǎn)生不平衡離心力。不平衡離心力是引發(fā)轉(zhuǎn)子振動(dòng)主要原因之一，假如在彎曲情況下進(jìn)行開(kāi)啟，將產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)。

轉(zhuǎn)子彎曲過(guò)大會(huì)引發(fā)轉(zhuǎn)子振動(dòng)、通流部分、前后軸封、隔板汽封及葉頂汽封徑向間隙，產(chǎn)生動(dòng)靜摩擦，深入助長(zhǎng)振動(dòng)。同時(shí)，大軸局部可能與汽封體嚴(yán)重摩擦，產(chǎn)生永久變形或裂紋。轉(zhuǎn)子最大彎曲值普通在調(diào)整級(jí)附近。因?yàn)檗D(zhuǎn)子彎曲引發(fā)危害很大，故在沖轉(zhuǎn)開(kāi)啟之前，應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)子熱彎曲進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)視及控制。合格后才能沖轉(zhuǎn)，不然應(yīng)繼續(xù)盤(pán)車(chē)。2323/66二、汽輪機(jī)開(kāi)啟方式及沖轉(zhuǎn)參數(shù)確實(shí)定汽輪機(jī)開(kāi)啟過(guò)程是將機(jī)組從靜止?fàn)顟B(tài)經(jīng)過(guò)盤(pán)車(chē)、沖轉(zhuǎn)升速抵達(dá)額定轉(zhuǎn)速、并網(wǎng)并逐步升負(fù)荷到額定值加熱過(guò)程。開(kāi)啟操作關(guān)鍵就是依據(jù)開(kāi)啟前汽輪機(jī)金屬溫度水平和開(kāi)啟要求，采取科學(xué)合理加熱方式，要安全可靠、壽命損耗合理，用較短時(shí)間及較少資源花費(fèi)，依序開(kāi)啟各主、輔機(jī)及系統(tǒng)，將汽缸及轉(zhuǎn)子金屬溫度提升到額定負(fù)荷所對(duì)應(yīng)溫度水平。汽輪機(jī)啟停要綜合考慮轉(zhuǎn)子壽命、熱變形和脹差各方面原因，經(jīng)過(guò)分析計(jì)算及試驗(yàn)確定最正確沖轉(zhuǎn)參數(shù)和溫升率。（一）汽輪機(jī)開(kāi)啟方式1．按新蒸汽參數(shù)分類(lèi)

（1）額定參數(shù)開(kāi)啟。額定參數(shù)開(kāi)啟時(shí)，從沖轉(zhuǎn)到帶額定負(fù)荷，汽輪機(jī)前蒸汽參數(shù)一直保持額定值。額定參數(shù)開(kāi)啟，新蒸汽壓力和溫度高，蒸汽管道、閥門(mén)和本體金屬部件會(huì)產(chǎn)生很大熱應(yīng)力和熱變形，使脹差增大。所以，采取額定參數(shù)開(kāi)啟，必須延長(zhǎng)升速和暖機(jī)時(shí)間。2424/66（2）滑參數(shù)開(kāi)啟滑參數(shù)開(kāi)啟時(shí)，汽輪機(jī)前蒸汽參數(shù)隨機(jī)組轉(zhuǎn)速和負(fù)荷增加而逐步升高。滑參數(shù)開(kāi)啟有真空法和壓力法兩種方式。1）真空法滑參數(shù)開(kāi)啟：鍋爐點(diǎn)火前，鍋爐到汽輪機(jī)蒸汽管道上全部閥門(mén)全部開(kāi)啟，抽真空設(shè)備投入，真空直達(dá)鍋爐汽包或汽水分離器。鍋爐點(diǎn)火產(chǎn)生一定蒸汽后，轉(zhuǎn)子即被自動(dòng)沖轉(zhuǎn)。今后，汽輪機(jī)升速和升負(fù)荷全部由鍋爐來(lái)調(diào)整控制。2）壓力法滑參數(shù)開(kāi)啟：沖轉(zhuǎn)前汽輪機(jī)前含有一定新蒸汽壓力，沖轉(zhuǎn)和升速由汽輪機(jī)主汽閥或調(diào)整汽閥控制實(shí)現(xiàn)。沖轉(zhuǎn)、升速、帶初始負(fù)荷過(guò)程中，鍋爐維持一定壓力，汽溫則按一定規(guī)律升高。抵達(dá)一定初始負(fù)荷以后，鍋爐汽溫、汽壓同時(shí)開(kāi)始滑升，逐步增加機(jī)組負(fù)荷。當(dāng)前大多數(shù)高參數(shù)大容量汽輪機(jī)均采取壓力法滑參數(shù)開(kāi)啟。2525/662．按沖轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)汽方式分類(lèi)

(1)高、中壓缸聯(lián)合開(kāi)啟聯(lián)合開(kāi)啟時(shí)，蒸汽同時(shí)進(jìn)入高、中壓缸沖動(dòng)轉(zhuǎn)子。因?yàn)樵贌崞麥販笥谥髌麥?，使高、中壓缸產(chǎn)生一定溫差。對(duì)于高、中壓分缸布置機(jī)組，其膨脹不易控制。對(duì)于高、中壓合缸機(jī)組，其結(jié)合部同時(shí)加熱，熱應(yīng)力小，并能縮短開(kāi)啟時(shí)間。

(2)中壓缸開(kāi)啟開(kāi)啟時(shí)，高壓缸不進(jìn)汽，由中壓缸進(jìn)汽沖轉(zhuǎn)。待轉(zhuǎn)速升到~2500r／min或機(jī)組帶上10％~15％負(fù)荷后，切換成高、中壓缸同時(shí)進(jìn)汽。這種方式對(duì)控制脹差有利。3．按開(kāi)啟前汽輪機(jī)金屬溫度分類(lèi)(1)冷態(tài)開(kāi)啟。汽缸金屬溫度在150℃以下時(shí)開(kāi)啟，稱(chēng)為冷態(tài)開(kāi)啟。

(2)溫態(tài)開(kāi)啟。汽缸金屬溫度在150~300℃之間開(kāi)啟時(shí)，稱(chēng)為溫態(tài)開(kāi)啟。

(3)熱態(tài)開(kāi)啟。汽缸金屬溫度在300℃以上開(kāi)啟時(shí)，稱(chēng)為熱態(tài)開(kāi)啟。熱態(tài)開(kāi)啟又可分為熱態(tài)(300~400℃)和極熱態(tài)(400℃以上)開(kāi)啟兩種。普通情況下，停機(jī)一周后開(kāi)啟為冷態(tài)開(kāi)啟；停機(jī)48h后開(kāi)啟為溫態(tài)開(kāi)啟；停機(jī)8h后開(kāi)啟為熱態(tài)開(kāi)啟；停機(jī)2h后開(kāi)啟為極熱態(tài)開(kāi)啟。2626/664．按開(kāi)啟時(shí)控制進(jìn)汽閥門(mén)分類(lèi)(1)高、中壓調(diào)整汽閥同時(shí)控制開(kāi)啟。高、中壓調(diào)整汽閥控制開(kāi)啟時(shí)，高、中壓自動(dòng)主汽閥全開(kāi)，進(jìn)入汽輪機(jī)蒸汽量由調(diào)整汽閥控制。這種開(kāi)啟方式優(yōu)點(diǎn)是對(duì)轉(zhuǎn)速或負(fù)荷輕易控制，節(jié)流損失相對(duì)較小。(2)高壓缸自動(dòng)主汽閥內(nèi)旁通門(mén)控制開(kāi)啟。開(kāi)啟前，調(diào)整汽閥全開(kāi)，進(jìn)入汽輪機(jī)蒸汽量由高壓自動(dòng)主汽閥內(nèi)旁通門(mén)控制。這種開(kāi)啟方式優(yōu)點(diǎn)是汽輪機(jī)第一級(jí)為全周進(jìn)汽，汽缸及轉(zhuǎn)子周向加熱均勻。(3)中壓調(diào)整閥控制開(kāi)啟。此方式下高壓缸先不進(jìn)汽，由中壓調(diào)整閥控制沖轉(zhuǎn)開(kāi)啟。

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(二)沖轉(zhuǎn)參數(shù)確實(shí)定大型汽輪機(jī)采取壓力法滑參數(shù)開(kāi)啟時(shí)，應(yīng)依據(jù)開(kāi)啟前缸溫合理確定沖轉(zhuǎn)參數(shù)，使開(kāi)啟過(guò)程熱應(yīng)力、壽命損耗控制在允許范圍，同時(shí)也確保有盡可能快開(kāi)啟速度。沖轉(zhuǎn)參數(shù)與缸溫關(guān)系是：缸溫高則沖轉(zhuǎn)參數(shù)高，反之則低。確定沖轉(zhuǎn)參數(shù)方法是先依據(jù)缸溫狀態(tài)和開(kāi)啟方式確定蒸汽壓力。如某300MW汽輪機(jī)高中壓缸聯(lián)合開(kāi)啟蒸汽壓力為：冷態(tài)3.45MPa、溫態(tài)6.9MPa、熱態(tài)9.81MPa、極熱態(tài)11.76MPa。再依據(jù)缸溫及所采取閥門(mén)調(diào)整方式進(jìn)行熱力計(jì)算，確定與之匹配主汽溫、再熱汽溫和對(duì)應(yīng)溫升率。計(jì)算時(shí)，也能夠預(yù)先將相關(guān)計(jì)算結(jié)果繪制成曲線(xiàn)備查。工程實(shí)例，某300MW汽輪機(jī)冷態(tài)開(kāi)啟參數(shù)確實(shí)定（略）2828/66

三、滑參數(shù)開(kāi)啟滑參數(shù)開(kāi)啟與額定多數(shù)開(kāi)啟相比，其優(yōu)點(diǎn)以下所述。(1)額定參數(shù)開(kāi)啟時(shí)，鍋爐點(diǎn)火升壓至蒸汽參數(shù)到額定值，普通需要2~5h，其后方可暖管、沖轉(zhuǎn)。暖機(jī)還要分階段暖機(jī)。滑參數(shù)開(kāi)啟時(shí)，鍋爐點(diǎn)火后，可用低參數(shù)蒸汽預(yù)熱主蒸汽管道，對(duì)高壓缸預(yù)暖。當(dāng)鍋爐壓力、溫度升到一定值后，就可沖轉(zhuǎn)、升速、并網(wǎng)接帶負(fù)荷。伴隨鍋爐汽溫、汽壓逐步提升，機(jī)組負(fù)荷自然滑升，直至帶到額定負(fù)荷。這么縮短了開(kāi)啟時(shí)間。

(2)滑參數(shù)開(kāi)啟沖轉(zhuǎn)時(shí)使用低參數(shù)蒸汽加熱管道和汽輪機(jī)金屬，溫差小，金屬熱應(yīng)力小，改進(jìn)機(jī)組加熱條件。

(3)滑參數(shù)開(kāi)啟時(shí)，蒸汽體積流量大，便于控制和調(diào)整汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速與負(fù)荷。

(4)額定參數(shù)開(kāi)啟時(shí)，工質(zhì)和熱量損失大?；瑓?shù)開(kāi)啟時(shí)，鍋爐不對(duì)空排汽，全部蒸汽及其熱能用于暖管、暖機(jī)，降低了工質(zhì)損失，提升了電廠(chǎng)經(jīng)濟(jì)性。2929/66(5)滑參數(shù)開(kāi)啟升速和帶負(fù)荷時(shí)，調(diào)整汽閥全開(kāi)，加熱均勻，降低金屬部件溫差和熱應(yīng)力。(6)滑參數(shù)開(kāi)啟時(shí)，經(jīng)過(guò)汽輪機(jī)蒸汽流量大，可有效地冷卻低壓段，使排汽溫度不致升高，有利于排汽缸正常工作。

(7)開(kāi)啟操作相對(duì)簡(jiǎn)單。（一）冷態(tài)滑參數(shù)開(kāi)啟關(guān)鍵點(diǎn)(1)軸封供汽時(shí)機(jī)及溫度。為快速建立真空,降低開(kāi)啟能量消耗，應(yīng)提前向軸封供汽。軸封供汽應(yīng)盡可能用低溫輔助汽源，注意檢驗(yàn)軸封抽汽器和軸封加熱器工作是否正常，以預(yù)防軸封蒸汽外泄、進(jìn)入軸承，造成潤(rùn)滑油質(zhì)惡化。(2)冷態(tài)開(kāi)啟沖轉(zhuǎn)前高壓缸及自動(dòng)主汽閥預(yù)暖。為防止沖轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生過(guò)大熱沖擊，降低汽缸、閥門(mén)及轉(zhuǎn)子壽命損耗，要求蒸汽溫度要與汽缸、轉(zhuǎn)子金屬溫度相匹配。大機(jī)組對(duì)高壓缸采取盤(pán)車(chē)預(yù)暖方式，即在盤(pán)車(chē)狀態(tài)下正向或逆向?qū)Ω邏焊淄ㄈ雘.4~O.8MPa、200~250℃輔助或本機(jī)蒸汽，預(yù)暖轉(zhuǎn)子、汽缸金屬部件，使金屬溫度盡可能升高到低溫脆性轉(zhuǎn)變溫度以上。3030/66

(3)沖轉(zhuǎn)和升速中應(yīng)注意問(wèn)題①?zèng)_轉(zhuǎn)前要嚴(yán)格核查主、再熱蒸汽參數(shù)是否到達(dá)沖轉(zhuǎn)要求；②汽輪機(jī)各項(xiàng)主要熱力參數(shù)及機(jī)械監(jiān)控參數(shù)(如進(jìn)汽參數(shù)、真空度、潤(rùn)滑油壓力和溫度、高中壓缸金屬溫度、絕對(duì)膨脹、脹差以及大軸彎曲度等)是否符合沖轉(zhuǎn)條件。

③視機(jī)組實(shí)際情況選取開(kāi)啟方式和沖轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)汽調(diào)整方式(單閥或次序閥)；適時(shí)投入汽缸夾層加熱以控制脹差。④合理選定沖轉(zhuǎn)早期摩擦檢驗(yàn)轉(zhuǎn)速(普通為500r／min)和升速率[100(r／min)／min]。沖動(dòng)后，應(yīng)暫時(shí)關(guān)閉沖轉(zhuǎn)汽門(mén)，在轉(zhuǎn)子惰轉(zhuǎn)過(guò)程中，用專(zhuān)用設(shè)備檢驗(yàn)傾聽(tīng)汽缸內(nèi)有沒(méi)有動(dòng)靜摩擦。3131/66⑤確認(rèn)無(wú)異常后，重新開(kāi)啟沖轉(zhuǎn)汽門(mén)，維持在摩檢轉(zhuǎn)速下，對(duì)機(jī)組進(jìn)行全方面檢驗(yàn)，確認(rèn)無(wú)問(wèn)題后升到中速，進(jìn)行中個(gè)速暖機(jī)。⑥中速暖機(jī)時(shí)，要注意避開(kāi)臨界轉(zhuǎn)速，引發(fā)機(jī)組強(qiáng)烈振動(dòng)。⑦中速暖機(jī)完后應(yīng)檢驗(yàn)汽缸各點(diǎn)金屬溫度、各對(duì)應(yīng)點(diǎn)金屬溫升、汽缸膨脹、脹差、機(jī)組振動(dòng)等值是否符合要求。⑧繼續(xù)升轉(zhuǎn)速到高速，進(jìn)行高速暖機(jī)。要快速而平穩(wěn)地經(jīng)過(guò)臨界轉(zhuǎn)速，切忌在臨界轉(zhuǎn)速下停留。⑨中速暖機(jī)和高速或額定轉(zhuǎn)速下暖機(jī)目標(biāo)：即預(yù)防材料脆性破壞和預(yù)防產(chǎn)生過(guò)大熱應(yīng)力。3232/66(4)并網(wǎng)和帶負(fù)荷中暖機(jī)及脹差控制

①機(jī)組并網(wǎng)后帶初始負(fù)荷不能低于額定負(fù)荷10％。假如進(jìn)汽量小，高中壓缸加熱遲緩、低壓缸因摩擦鼓風(fēng)而升溫過(guò)大，造成機(jī)組脹差及振動(dòng)過(guò)大。②帶初始負(fù)荷暖機(jī)應(yīng)保持適當(dāng)時(shí)間，使機(jī)組充分加熱。這一階段對(duì)脹差和汽缸絕對(duì)膨脹要嚴(yán)密監(jiān)控。③低負(fù)荷暖機(jī)結(jié)束，逐步開(kāi)大調(diào)整汽閥，機(jī)組進(jìn)入滑壓運(yùn)行。鍋爐加強(qiáng)燃燒，按冷態(tài)開(kāi)啟曲線(xiàn)升溫升壓，增加負(fù)荷。④當(dāng)主蒸汽、再熱蒸汽到達(dá)額定參數(shù)后，機(jī)組進(jìn)入定壓運(yùn)行。汽輪機(jī)逐步開(kāi)大調(diào)整閥，直到額定負(fù)荷。(5)輔機(jī)調(diào)整操作在升負(fù)荷過(guò)程中，要進(jìn)行相關(guān)輔機(jī)調(diào)整操作。除氧器，端部汽封，凝結(jié)水泵，給水泵等輔機(jī)。低壓加熱器都采取隨汽輪機(jī)開(kāi)啟投入，高壓加熱器是在機(jī)組帶至一定負(fù)荷或抽汽壓力高于大氣壓力后投入。3333/66(6)開(kāi)啟過(guò)程中安全監(jiān)控。開(kāi)啟過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)安全監(jiān)控。在以下情況下禁止汽輪機(jī)開(kāi)啟或運(yùn)行：①主蒸汽和再熱蒸汽參數(shù)沒(méi)有到達(dá)沖轉(zhuǎn)要求；⑦危急保安器動(dòng)作不正常，自動(dòng)主汽閥、調(diào)整汽閥、抽汽逆止門(mén)卡澀不能關(guān)閉嚴(yán)密；③調(diào)整系統(tǒng)不能維持汽輪機(jī)空負(fù)荷運(yùn)行或機(jī)組甩負(fù)荷后不能維持轉(zhuǎn)速在危急保安器動(dòng)作轉(zhuǎn)速以?xún)?nèi)；④汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子彎曲超出原始值0.03mm；⑤高、中壓外缸上、下缸溫差超出50℃，內(nèi)缸上、下缸溫差超出35℃；⑧盤(pán)車(chē)時(shí)，汽輪機(jī)內(nèi)部有顯著金屬摩擦聲；⑦任何一臺(tái)油泵或盤(pán)車(chē)裝置失靈；⑧油質(zhì)不合格，油箱油位或油溫低于要求值；⑨汽輪機(jī)各系統(tǒng)有嚴(yán)重泄漏，設(shè)備保溫不合格或不完整；⑩主要保護(hù)裝置或主要電動(dòng)門(mén)失靈，主要儀表失靈(轉(zhuǎn)速表、撓度表、振動(dòng)表，熱膨脹表、脹差表、軸向位移表、各軸承瓦塊合金及回油溫度表、潤(rùn)滑油壓表及金屬溫度表等)。3434/66為了順利開(kāi)啟，預(yù)防加熱不均使部件產(chǎn)生過(guò)大熱應(yīng)力、熱變形以及動(dòng)靜摩擦，應(yīng)控制好下面幾個(gè)指標(biāo)：①蒸汽溫升率小于1~1.5℃／min，金屬溫升率小于1.5~2℃／min；②上下缸溫差小于50℃；②汽缸內(nèi)外壁溫差小于35℃；④法蘭內(nèi)外壁溫差小于80℃；⑤汽缸與轉(zhuǎn)子相對(duì)脹差在要求范圍以?xún)?nèi)。汽輪機(jī)冷態(tài)滑參數(shù)開(kāi)啟中，在沖轉(zhuǎn)、并網(wǎng)后加負(fù)荷過(guò)程中，金屬加熱比較猛烈。尤其是低負(fù)荷階段，汽缸與轉(zhuǎn)子之間溫差較大，脹差大。出現(xiàn)較大脹差時(shí)，應(yīng)停頓升溫、升壓，進(jìn)行暖機(jī)。要注意振動(dòng)情況，禁止硬闖臨界轉(zhuǎn)速和降速暖機(jī)；按要求曲線(xiàn)控制蒸汽溫度改變，當(dāng)汽溫在10min內(nèi)下降50℃及以上時(shí)，應(yīng)打閘停機(jī)。3535/66(二)熱態(tài)滑參數(shù)開(kāi)啟關(guān)鍵點(diǎn)熱態(tài)開(kāi)啟時(shí)，高、中壓轉(zhuǎn)子中心溫度已超出脆性轉(zhuǎn)變溫度。在升速過(guò)程中不需要暖機(jī)，但應(yīng)預(yù)防在低速和空載下汽缸被冷卻，應(yīng)盡快并網(wǎng)升負(fù)荷到對(duì)應(yīng)缸溫工況。熱態(tài)開(kāi)啟時(shí)金屬溫度較高，存在溫差，尤其是上下缸溫差和轉(zhuǎn)子徑向溫差。所以要注意把握以下關(guān)鍵點(diǎn)。(1)控制上、下缸溫差在允許范圍開(kāi)啟時(shí)，上、下缸溫差超限會(huì)改變動(dòng)靜間徑向間隙，造成軸封與轉(zhuǎn)子摩擦。嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成轉(zhuǎn)子局部過(guò)熱、熱變形和脹差。

汽輪機(jī)停機(jī)方式分為正常停機(jī)和故障停機(jī)兩大類(lèi)。正常停機(jī)是指有計(jì)劃停機(jī)。比如，檢修停機(jī)，停機(jī)時(shí)間大于7天，再次開(kāi)啟時(shí)為冷態(tài)開(kāi)啟；熱備用停機(jī)，停機(jī)時(shí)間為1~2天，再次開(kāi)啟時(shí)為熱態(tài)開(kāi)啟。故障停機(jī)指機(jī)組發(fā)生異常，保護(hù)裝置動(dòng)作或人為緊急停機(jī)。在停機(jī)過(guò)程中，應(yīng)注意監(jiān)視以下參數(shù)：主、再熱蒸汽壓力和溫度，減溫率，軸承振動(dòng)，脹差，上、下缸溫差，汽缸金屬減溫率，低壓缸排汽溫度，軸向位移，軸承金屬溫度等。正常停機(jī)又分為額定參數(shù)停機(jī)和滑參數(shù)停機(jī)兩種方式。3636/66(一)額定參數(shù)停機(jī)額定參數(shù)停機(jī)普通用于短期(調(diào)峰或搶修)正常暫時(shí)停機(jī)。停機(jī)過(guò)程中，蒸汽壓力和溫度保持額定值，用調(diào)整閥控制減負(fù)荷。停機(jī)后汽缸溫度較高。大容量再熱汽輪機(jī)組減負(fù)荷過(guò)程中，要讓鍋爐一直維持額定參數(shù)很大困難，同時(shí)也造成燃料浪費(fèi)。所以，應(yīng)視機(jī)組實(shí)際情況選取這種停機(jī)方式。(二)滑參數(shù)停機(jī)滑參數(shù)停機(jī)是指在調(diào)整閥全開(kāi)，借助鍋爐降低蒸汽參數(shù)來(lái)減小汽輪機(jī)負(fù)荷和冷卻機(jī)組停機(jī)方式。因?yàn)槿苓M(jìn)汽，金屬部件冷卻均勻，停機(jī)后汽缸金屬溫度較低，大大縮短汽缸冷卻時(shí)間?；瑓?shù)停機(jī)多用于大、小修計(jì)劃停機(jī)?；瑓?shù)停機(jī)時(shí)溫降率應(yīng)嚴(yán)格限制，普通以調(diào)整級(jí)處蒸汽溫度比該處金屬溫度低20~50℃為宜。3737/66滑參數(shù)停機(jī)兩種不一樣方式。(1)定溫滑壓方式依據(jù)停機(jī)后對(duì)汽缸金屬溫度水平不一樣要求，能夠按定溫滑壓方式，保持調(diào)整汽閥全開(kāi)，主、再熱蒸汽溫度不變，逐步降低主蒸汽壓力，使負(fù)荷逐步下降。采取該方法是為了調(diào)峰要求再次開(kāi)啟時(shí)，汽輪機(jī)與鍋爐金屬溫度都較高，使在較大溫升率時(shí)，汽缸和轉(zhuǎn)子熱應(yīng)力不超出允許值，縮短再次開(kāi)啟時(shí)間，增加機(jī)組運(yùn)行靈活性。(2)汽溫和汽壓同時(shí)滑變方式該方式下滑參數(shù)分階段進(jìn)行，每減到一定負(fù)荷穩(wěn)定后，保持汽壓不變，降低主蒸汽溫度(普通降溫率為：主蒸汽1~1．5℃／min，再熱蒸汽2℃／min，高中壓缸內(nèi)缸金屬溫降率小于40℃／h)。當(dāng)汽缸金屬溫度下降遲緩，且蒸汽過(guò)熱度靠近50℃時(shí)，即可降低主蒸汽壓力，滑減到所需負(fù)荷，再降溫，這么交替進(jìn)行。3838/66(三)復(fù)合變壓停機(jī)首先保持主蒸汽溫度和調(diào)整閥開(kāi)度不變，汽輪機(jī)負(fù)荷隨主蒸汽壓力下降而滑降，待負(fù)荷降到某一定值后，則保持主蒸汽壓力和溫度不變，經(jīng)過(guò)關(guān)小高壓調(diào)整閥和中壓調(diào)整閥使汽輪機(jī)負(fù)荷深入減小。汽輪機(jī)負(fù)荷靠近零時(shí)，解列發(fā)電機(jī)、脫扣汽輪機(jī)。這種方式稱(chēng)為復(fù)合變壓停機(jī)。(四)故障停機(jī)故障停機(jī)可分為緊急故障停機(jī)和普通故障停機(jī)。緊急故障停機(jī)，是指故障對(duì)設(shè)備造成嚴(yán)重威脅，必須馬上打閘、解列、破壞真空，盡快停機(jī)。普通故障停機(jī)，依據(jù)故障不一樣性質(zhì)，盡可能做好聯(lián)絡(luò)或協(xié)調(diào)工作，按規(guī)程要求穩(wěn)妥地把機(jī)組停下來(lái)。當(dāng)出現(xiàn)故障停機(jī)情況時(shí)，運(yùn)行人員應(yīng)準(zhǔn)確判明是緊急故障還是普通故障，然后快速按不一樣方式處理。(1)緊急故障停機(jī)及處理。當(dāng)出現(xiàn)直接威脅汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)本體安全、必須馬上停機(jī)緊急情況時(shí)，應(yīng)作為緊急故障停機(jī)處理。這些情況包含：機(jī)組強(qiáng)烈振動(dòng)和摩擦撞擊、水沖擊及汽溫驟降、軸承斷油冒煙、軸向位移超出跳閘值而保護(hù)末動(dòng)、機(jī)組超速而保護(hù)未動(dòng)等。3939/66當(dāng)正確判明是緊急故障后應(yīng)按如下步驟處理：1)主控打閘或就地打閘后，確認(rèn)機(jī)組轉(zhuǎn)速下降，同時(shí)監(jiān)視下述自動(dòng)操作是否動(dòng)作，不然手操完成：①高中壓主汽閥及調(diào)速汽門(mén)快決速關(guān)閉；②各段抽汽逆止門(mén)和高壓缸排汽逆止門(mén)快速關(guān)閉；③高壓和低壓加熱器進(jìn)汽電動(dòng)門(mén)聯(lián)動(dòng)關(guān)閉；④‘疏水門(mén)自動(dòng)聯(lián)開(kāi)；⑤旁路系統(tǒng)動(dòng)作正常；⑥給水泵連鎖動(dòng)作；⑺軸封汽源切換正常等。2)馬上開(kāi)啟交流潤(rùn)滑油泵。3)全開(kāi)真空破壞門(mén)，停頓真空泵運(yùn)行。4)按緊急停機(jī)規(guī)程對(duì)機(jī)組進(jìn)行監(jiān)視和操作，在自動(dòng)操作不能成功時(shí)，手動(dòng)完成操作。4040/66(2)普通故障停機(jī)及處理普通故障是指不直接或即刻危及汽輪發(fā)電機(jī)本體安全，但必須在一定時(shí)限內(nèi)停機(jī)事故情況。如國(guó)產(chǎn)300MW機(jī)組要求，下述情況屬普通故障：①循環(huán)水中止不能馬上恢復(fù)；②凝汽器壓力升至19.7kPa以上；③凝結(jié)水泵故障，凝汽器水位急劇上升，備用水泵不能投入；④在額定負(fù)荷下，主、再熱蒸汽溫度升到557℃或降到430℃，經(jīng)調(diào)整無(wú)效；⑤抗燃油壓下降至9.8MPa以下或抗燃油箱油位低到l00mm以下；⑦油系統(tǒng)嚴(yán)重漏油無(wú)法維持運(yùn)行；⑧高壓缸排汽溫度大于或等于420℃；⑨調(diào)整保安系統(tǒng)故障無(wú)法維持正常運(yùn)行；⑩機(jī)組甩負(fù)荷后空轉(zhuǎn)或帶廠(chǎng)用電超出15min；⑾高中壓缸、低壓缸賬差增大，調(diào)整無(wú)效超出極限值等。4141/66

當(dāng)判明是普通故障情況時(shí)，應(yīng)做不破壞真空停機(jī)處理，處理方法以下：1)非保護(hù)動(dòng)作停機(jī)，在條件允許情況下先降負(fù)荷至零，開(kāi)啟交流油泵并確認(rèn)運(yùn)行正常后，再打鬧、解列停機(jī)，2)除不破壞真空，其它操作均按緊急停機(jī)過(guò)程處理。4242/66

第三節(jié)汽輪機(jī)正常運(yùn)行維護(hù)

汽輪機(jī)正常運(yùn)行維護(hù)是經(jīng)常性細(xì)致工作。機(jī)組能否長(zhǎng)久安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，除了做好開(kāi)啟、停頓、事故預(yù)防和處理之外，大量工作則是日常運(yùn)行維護(hù)和調(diào)整。一、汽輪機(jī)正常運(yùn)行維護(hù)工作內(nèi)容汽輪機(jī)正常運(yùn)行維護(hù)工作內(nèi)容有：

(1)監(jiān)視相關(guān)儀表，對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行分析，跟蹤檢驗(yàn)機(jī)組運(yùn)行安全及經(jīng)濟(jì)情況；(2)調(diào)整相關(guān)運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行方式，落實(shí)負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配標(biāo)準(zhǔn)，盡可能使設(shè)備在最正確工況下運(yùn)行，降低熱耗率和廠(chǎng)用電率，提升機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性；(3)加強(qiáng)對(duì)缺點(diǎn)設(shè)備、故障系統(tǒng)和特殊運(yùn)行方式下設(shè)備監(jiān)視，預(yù)防事故發(fā)生和擴(kuò)大，提升設(shè)備利用率，確保設(shè)備長(zhǎng)久安全運(yùn)行；(4)定時(shí)進(jìn)行各種保護(hù)試驗(yàn)及輔助設(shè)備正常試驗(yàn)和切換工作。4343/66

大型汽輪機(jī)自動(dòng)調(diào)整和自動(dòng)保護(hù)功效已十分完善，但因?yàn)橄到y(tǒng)復(fù)雜性和運(yùn)行工況多變性，機(jī)組正常運(yùn)行仍需采取運(yùn)行值班方式。運(yùn)行人員必須隨時(shí)親密關(guān)注和跟蹤機(jī)組運(yùn)行工況，對(duì)出現(xiàn)異常情況及時(shí)進(jìn)行人工干預(yù)，確保機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行。

(一)監(jiān)盤(pán)與運(yùn)行分析監(jiān)盤(pán)主要是經(jīng)過(guò)控制盤(pán)上各種儀表和計(jì)算機(jī)監(jiān)視器對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視和分析，并做必要調(diào)整，以保持各項(xiàng)參數(shù)在允許范圍內(nèi)。監(jiān)盤(pán)時(shí)把安全和經(jīng)濟(jì)擺在同等主要位置。直接包括汽輪機(jī)運(yùn)行安全機(jī)械參數(shù)(如各軸承振動(dòng)、軸向位移、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子偏心度、汽缸熱膨脹及脹差等)、直接包括運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性熱工參數(shù)(如汽輪機(jī)負(fù)荷、主蒸汽及再熱蒸汽壓力和溫度、凝汽器真空等)進(jìn)行連續(xù)、親密監(jiān)視。運(yùn)行分析應(yīng)圍繞汽輪機(jī)裝置各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)考評(píng)指標(biāo)進(jìn)行。汽輪機(jī)運(yùn)行中經(jīng)常監(jiān)視參數(shù)還有：調(diào)整級(jí)蒸汽壓力、各抽汽口蒸汽壓力和溫度、主蒸汽流量、各加熱器進(jìn)出口水溫及水位、油箱油位、控制油壓、潤(rùn)滑油壓、推力軸承和支持軸承金屬溫度、調(diào)整汽閥開(kāi)度等。4444/66(二)巡回檢驗(yàn)·為了確保機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，運(yùn)行人員除了要集中監(jiān)視單元控制室控制盤(pán)參數(shù)及報(bào)警信息之外，還要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行定時(shí)巡回檢驗(yàn)，全方面了解設(shè)備運(yùn)行情況。一旦發(fā)覺(jué)隱患，應(yīng)及時(shí)采取對(duì)策。二、運(yùn)行中主要熱工參數(shù)監(jiān)控調(diào)整汽輪機(jī)運(yùn)行中一些主要參數(shù)（如負(fù)荷、主蒸汽和再熱蒸汽參數(shù)、凝汽器真空、調(diào)整級(jí)壓力及各段抽汽壓力、軸向位移、脹差、軸承潤(rùn)滑油溫、控制油壓、各加熱器水位等），對(duì)汽輪機(jī)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著決定性作用。所以，運(yùn)行中必須對(duì)這些參數(shù)認(rèn)真監(jiān)視并及時(shí)調(diào)整，使其保持在要求范圍內(nèi)。

(一)負(fù)荷改變監(jiān)視和調(diào)整在正常運(yùn)行中，負(fù)荷監(jiān)視頭等主要。因負(fù)荷一變，全部運(yùn)行參數(shù)會(huì)改變。汽輪機(jī)負(fù)荷增減是經(jīng)過(guò)給出目標(biāo)負(fù)荷指令后由DEH系統(tǒng)自動(dòng)完成。而機(jī)組負(fù)荷自發(fā)改變，則是外界條件影響結(jié)果，此時(shí)要做對(duì)應(yīng)檢驗(yàn)和判斷。比如當(dāng)負(fù)荷降低時(shí)，應(yīng)檢驗(yàn)電網(wǎng)頻率是否升高，主蒸汽和再熱蒸汽參數(shù)是否下降，真空是否降低等。4545/66當(dāng)機(jī)組負(fù)荷改變時(shí)，應(yīng)注意對(duì)系統(tǒng)影響。①如凝汽器熱井水位需要及時(shí)檢驗(yàn)調(diào)整，水位過(guò)低會(huì)使凝結(jié)水泵跳閘，水位過(guò)高會(huì)使凝結(jié)水產(chǎn)生過(guò)冷。②負(fù)荷改變，各段抽汽壓力也要改變，會(huì)影響除氧器、加熱器、軸封供汽壓力改變，要及時(shí)檢驗(yàn)、調(diào)整。③假如調(diào)峰需要而增減負(fù)荷，操作多一些，如循環(huán)水泵、給水泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)增減，給水再循環(huán)門(mén)開(kāi)關(guān)或調(diào)速給水泵轉(zhuǎn)速控制，除氧器供汽汽源切換等。假如機(jī)組突然甩部分或全部負(fù)荷，應(yīng)按甩負(fù)荷事故操作規(guī)程進(jìn)行處理。對(duì)于故障減負(fù)荷和限負(fù)荷，不一樣機(jī)組有不一樣處理方式。(二)主蒸汽參數(shù)異常改變監(jiān)視及調(diào)整在調(diào)整閥全開(kāi)情況下，若初溫升高，經(jīng)過(guò)汽輪機(jī)蒸汽量降低，調(diào)整級(jí)后壓力下降使得調(diào)整級(jí)焓降增大，調(diào)整級(jí)動(dòng)葉可能過(guò)負(fù)荷。伴隨溫度升高，金屬?gòu)?qiáng)度會(huì)降低，會(huì)發(fā)生高溫蠕變現(xiàn)象。所以過(guò)載和超溫對(duì)高溫區(qū)工作部件是很危險(xiǎn)。普通不超出額定汽溫5~8℃。4646/66在運(yùn)行中若汽溫降低，使軸向推力增加，嚴(yán)重時(shí)可能產(chǎn)生水擊，引發(fā)軸向位移增大，燒壞推力瓦，甚至產(chǎn)生動(dòng)靜摩碰。主蒸汽溫度下降時(shí)，為維持負(fù)荷不變，進(jìn)汽量必須增大，這將引發(fā)末級(jí)葉片過(guò)負(fù)荷，再加上濕蒸汽對(duì)末級(jí)動(dòng)葉沖蝕，可能會(huì)造成末級(jí)葉片斷裂。故為了安全起見(jiàn)，應(yīng)視汽溫下降程度對(duì)應(yīng)地降低負(fù)荷。在調(diào)整閥開(kāi)度一定時(shí)，當(dāng)初溫和背壓不變而初壓升高時(shí)，汽輪機(jī)全部各級(jí)都要過(guò)負(fù)荷，最末級(jí)過(guò)載最嚴(yán)重。同時(shí)初壓升高對(duì)蒸汽管道及其它承壓部件安全也造成威脅。初壓降低時(shí)，不會(huì)影響機(jī)組安全性，但機(jī)組出力要降低。4747/66

(三)再熱蒸汽參數(shù)異常改變監(jiān)視及調(diào)整

再熱系統(tǒng)壓損：蒸汽經(jīng)過(guò)壓降與高壓缸排汽壓力之比。其對(duì)再熱經(jīng)濟(jì)性有一定影響。再熱系統(tǒng)壓損改變1％，機(jī)組熱耗率改變約1％。

再熱蒸汽壓力隨蒸汽流量改變而改變。再熱蒸汽壓力不正常升高，可能是某中壓調(diào)整閥門(mén)非正常關(guān)小所至。當(dāng)再熱蒸汽壓力升高造成安全門(mén)動(dòng)作時(shí)，普通是因調(diào)整系統(tǒng)故障而引發(fā)，如中壓調(diào)整閥和中壓主汽閥誤關(guān)，均可能使再熱蒸汽超壓。

初溫不變而再熱汽溫改變時(shí)，不但影響中、低壓缸工況，高壓缸工況也要受到影響。當(dāng)再熱汽溫升高，整機(jī)理想焓降增大，若保持機(jī)組出力不變，則進(jìn)汽量將降低，因而再熱蒸汽壓力也必定降低。但再熱汽溫升高和壓力降低，體積流量將趨增大。再熱系統(tǒng)中蒸汽流動(dòng)阻力與體積流量平方成正比，所以此時(shí)再熱器壓力有所增加。因而高壓缸功率將降低，而中、低壓缸功率則有所增加。反過(guò)來(lái)，當(dāng)再熱汽溫降低時(shí)，再熱系統(tǒng)流動(dòng)阻力降低，再熱器中壓力將降低，此時(shí)高壓缸功率將增大，而中、低壓缸各級(jí)焓降減小，這又會(huì)造成反動(dòng)度及軸向推力改變。另外再熱汽溫降低也將造成末級(jí)濕度增大，會(huì)使葉片嚴(yán)重侵蝕。4848/66

(四)凝汽器真空異常改變監(jiān)視及調(diào)整

凝汽器真空直接影響機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。真空降低，整機(jī)焓降減小，主要發(fā)生在最末幾級(jí)。這些級(jí)反動(dòng)度將增大。真空急劇降低時(shí)，反動(dòng)度改變會(huì)引發(fā)軸向推力改變。另外，真空嚴(yán)重惡化時(shí)，排汽溫度升高，會(huì)引發(fā)機(jī)組中心改變，從而使振動(dòng)增大。所以，真空必須控制在一定范圍內(nèi)，不然要減負(fù)荷，甚至緊急停機(jī)。比如，某360MW汽輪機(jī)凝汽器額定壓力為0.00496MPa，假如壓力高于0.0085MPa時(shí)應(yīng)及時(shí)減負(fù)荷；壓力大于或等于0.021MPa時(shí)，低真空保護(hù)應(yīng)自動(dòng)跳閘，不然應(yīng)手動(dòng)停機(jī)。假如①軸封供汽壓力低影響真空時(shí)，應(yīng)微調(diào)軸封風(fēng)機(jī)入口閥門(mén)，維持供汽壓力；②假如循環(huán)水泵跳閘，應(yīng)關(guān)小或關(guān)閉凝汽器循環(huán)水出口門(mén)，依據(jù)要求減負(fù)荷或停機(jī)；③若凝汽器管束堵塞，應(yīng)安排清洗；④若真空泵故障，應(yīng)切換備用泵運(yùn)行；⑤若真空系統(tǒng)不嚴(yán)密，應(yīng)檢驗(yàn)并安排堵漏。4949/66(五)監(jiān)視段壓力監(jiān)視及汽輪機(jī)通流部分運(yùn)行狀態(tài)分析通常將各抽汽段和調(diào)整級(jí)后汽室壓力稱(chēng)為為監(jiān)視段壓力。每臺(tái)機(jī)組均應(yīng)參考制造商給定數(shù)據(jù)，在安裝或大修后，通流部分處于正常情況時(shí)，對(duì)監(jiān)視段壓力進(jìn)行實(shí)測(cè)，求得負(fù)荷、主蒸汽流量和監(jiān)視段壓力關(guān)系，以此作為平時(shí)運(yùn)行監(jiān)督參考標(biāo)準(zhǔn)。

假如在同一負(fù)荷(流量)下監(jiān)視段壓力升高，則說(shuō)明該監(jiān)視段以后通流面積降低。產(chǎn)生原因是結(jié)垢，也可能因?yàn)榱慵榱押碗s物堵塞等所致。假如調(diào)整級(jí)和高壓缸各抽汽壓力同時(shí)升高，則可能是高壓、中壓調(diào)整閥開(kāi)度受到限制。當(dāng)某臺(tái)加熱器停用時(shí)，若進(jìn)汽流量不變，將使對(duì)應(yīng)抽汽段壓力升高。運(yùn)行時(shí)，不但要看監(jiān)視段壓力絕對(duì)值。還要監(jiān)視各段之間壓差。假如某段前后壓差超出了要求值，將會(huì)使該段隔板和動(dòng)葉片工作應(yīng)力增大，易造成設(shè)備損壞。嚴(yán)重結(jié)垢，使監(jiān)視段壓力升高l0％左右時(shí)，必須對(duì)通流部分積垢進(jìn)行去除。去除積垢方法有四種：①汽輪機(jī)停機(jī)揭缸，用機(jī)械方法去除；②盤(pán)車(chē)狀態(tài)下，熱水沖洗；③低轉(zhuǎn)速下，濕蒸汽沖洗；④帶負(fù)荷濕蒸汽沖洗。5050/66(六)軸向位移及軸瓦溫度監(jiān)視與調(diào)整汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸向位移是運(yùn)行監(jiān)控主要參數(shù)，用于監(jiān)視推力軸承工作情況，確保機(jī)組動(dòng)靜部分之間可靠軸向間隙。主蒸汽壓力偏高、主蒸汽溫度降低，汽缸進(jìn)水會(huì)產(chǎn)生巨大軸向推力。對(duì)于高壓缸反向布置機(jī)組來(lái)說(shuō)，假如發(fā)生水沖擊事故，瞬間增大軸向推力是發(fā)生在高壓缸內(nèi)，即軸向推力方向與高壓缸內(nèi)汽流方向一致，則推力瓦非工作面將承受巨大軸向作用力。當(dāng)再熱蒸汽壓力升高、溫度降低或中壓缸進(jìn)水時(shí)，推力作用方向和中壓缸汽流方向一致，這時(shí)推力瓦工作面將承受巨大軸向推力。真空低或通流部分結(jié)垢時(shí)，也會(huì)使軸向推力發(fā)生較大改變。機(jī)組運(yùn)行中，若發(fā)覺(jué)軸向位移增加時(shí)，應(yīng)對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行全方面檢驗(yàn)，傾聽(tīng)內(nèi)部聲音，測(cè)量軸承振動(dòng)，監(jiān)視推力瓦塊溫度和回油溫度改變。普通要求推力瓦塊合金溫度不超出95℃，回油溫度不超出75℃。當(dāng)溫度超出允許值時(shí)，即使軸向位移不大，也應(yīng)降低負(fù)荷。當(dāng)軸向位移超出允許值而引發(fā)保護(hù)動(dòng)作跳閘時(shí)，應(yīng)馬上解列發(fā)電機(jī)。5151/66

汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子在軸承支承下高速旋轉(zhuǎn)，使?jié)櫥蜏睾洼S瓦溫度升高，軸瓦溫度過(guò)高時(shí)，將威脅軸承安全，所以要采取保護(hù)辦法。比如，某360MW汽輪機(jī)①軸瓦合金溫度達(dá)95℃時(shí)報(bào)警，大于110℃時(shí)停機(jī)；②潤(rùn)滑油溫達(dá)60℃時(shí)報(bào)警并手動(dòng)跳閘。③運(yùn)行中通常也采取監(jiān)視軸承回油溫升方法來(lái)間接監(jiān)視軸瓦溫度，普通潤(rùn)滑油額定進(jìn)油溫度為45℃，油溫升提議不超出10~15℃，但因?yàn)橛蜏販笥诮饘贉囟?，不能及時(shí)反應(yīng)軸瓦溫度改變，因而只能作為輔助監(jiān)視。5252/66

(七)高壓控制油系統(tǒng)監(jiān)視與調(diào)整汽輪機(jī)DEH控制系統(tǒng)中有一臺(tái)高壓油泵運(yùn)行，供給液壓控制系統(tǒng)所需壓力油。主控制油回路壓力約為12MPa，經(jīng)過(guò)冷油器后油溫約為50℃。運(yùn)行中，高壓控制油壓力由兩個(gè)壓力開(kāi)關(guān)進(jìn)行監(jiān)視和控制，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)壓力開(kāi)關(guān)檢測(cè)到油壓小于10MPa時(shí)，向自動(dòng)控制了統(tǒng)發(fā)出報(bào)警和控制指令；當(dāng)?shù)诙€(gè)壓力開(kāi)關(guān)檢測(cè)到油壓力高(大于13．5MPa)時(shí)，發(fā)出報(bào)警與控制指令。

控制油溫度由一個(gè)油箱就地溫度計(jì)和兩個(gè)溫度開(kāi)關(guān)來(lái)監(jiān)視?？刂朴拖溆臀挥扇齻€(gè)不一樣位置油位檢測(cè)開(kāi)關(guān)監(jiān)視，當(dāng)油箱油位改變時(shí)，會(huì)對(duì)應(yīng)發(fā)出高、低、極低三種報(bào)警信息。

高壓控制油泵出口過(guò)濾器堵塞是否，可經(jīng)過(guò)壓力降進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)該壓降超出報(bào)警值時(shí)應(yīng)在不影響系統(tǒng)運(yùn)行情況下更換濾芯。5353/66三、TSI監(jiān)測(cè)及保護(hù)TSI(TurbineSupervisorylnstrumentation)直譯為汽輪機(jī)監(jiān)測(cè)儀。TSI是保護(hù)汽輪發(fā)電機(jī)組本體安全運(yùn)行主要系統(tǒng)。TSI系統(tǒng)只對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)組本體范圍內(nèi)(包含驅(qū)動(dòng)給水泵小汽輪機(jī))主要機(jī)械參數(shù)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)和安全保護(hù)。TSI系統(tǒng)監(jiān)測(cè)及保護(hù)內(nèi)容普通有：

（1）轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)和保護(hù)內(nèi)容有：轉(zhuǎn)速顯示、超速保護(hù)、特定轉(zhuǎn)速帶報(bào)警、加速度顯示等。①轉(zhuǎn)速顯示用于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速連續(xù)監(jiān)測(cè)；②汽輪機(jī)超速保護(hù)可直接遮斷汽輪機(jī)；③轉(zhuǎn)速帶報(bào)警可防止轉(zhuǎn)子在臨界轉(zhuǎn)速下連續(xù)運(yùn)行造成共振損壞；④轉(zhuǎn)子加速度監(jiān)測(cè)用于預(yù)防開(kāi)啟過(guò)程中轉(zhuǎn)子加速度超出最大值。經(jīng)典TSI配置兩套三通道超速監(jiān)測(cè)保護(hù)系統(tǒng)，每套系統(tǒng)分別由三只電渦流傳感器及其前置器、三塊超速保護(hù)轉(zhuǎn)速表組成。當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速n＞3300r／min時(shí)，三塊轉(zhuǎn)速表共輸出三組信號(hào)至ETS(汽輪機(jī)危急遮斷系統(tǒng))，經(jīng)ETS邏輯處理后作為停機(jī)信號(hào)。

（2）零轉(zhuǎn)速。零轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)用于觸發(fā)汽輪機(jī)盤(pán)車(chē)裝置，使盤(pán)車(chē)適時(shí)投入運(yùn)行，防止轉(zhuǎn)子熱彎曲。當(dāng)零轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)到轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速小于或等于某一最小值(零轉(zhuǎn)速)時(shí)，即給出對(duì)應(yīng)信號(hào)并聯(lián)動(dòng)投入盤(pán)車(chē)。5454/66（3）高、中壓缸及低壓缸脹差。當(dāng)監(jiān)測(cè)值到達(dá)設(shè)定安全極限時(shí)發(fā)出報(bào)警或停機(jī)信號(hào)，確保轉(zhuǎn)子與定子部件間不發(fā)生摩擦。（4）軸向位移及偏心。軸向位移監(jiān)視推力盤(pán)與推力軸承相對(duì)位置，當(dāng)監(jiān)測(cè)值到達(dá)設(shè)定安全極限時(shí)發(fā)出報(bào)警或停機(jī)信號(hào)，確保動(dòng)靜間不發(fā)生摩擦，防止重大事故發(fā)生。軸偏心(轉(zhuǎn)子彎曲值)監(jiān)測(cè)是軸徑向位置，能夠在1~600r／min低速范圍內(nèi)準(zhǔn)確推斷出轉(zhuǎn)子彎曲值，為判斷汽輪機(jī)能否沖轉(zhuǎn)提供可靠依據(jù)。（5）高、中壓缸熱膨脹。連續(xù)監(jiān)測(cè)汽缸相對(duì)于滑銷(xiāo)系統(tǒng)絕對(duì)死點(diǎn)膨脹量。（6）振動(dòng)。監(jiān)視汽輪發(fā)電機(jī)軸系各支持軸承絕對(duì)振動(dòng)及轉(zhuǎn)子相對(duì)于軸承座相對(duì)振動(dòng)。當(dāng)監(jiān)測(cè)值到達(dá)設(shè)定安全極限時(shí)發(fā)出報(bào)警或停機(jī)信號(hào)。經(jīng)典TSI系統(tǒng)在機(jī)組各支持軸承處，設(shè)有兩個(gè)軸振監(jiān)測(cè)點(diǎn)，采取2只傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)軸相對(duì)于軸承座相對(duì)振動(dòng)。在軸承座上還布置一個(gè)垂直方向速度傳感器，檢測(cè)軸承座絕對(duì)振動(dòng)。（7）振動(dòng)相位。相位測(cè)量主要用于轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡試驗(yàn)、確定臨界轉(zhuǎn)速、配合測(cè)定轉(zhuǎn)子偏心以及分析振動(dòng)故障。5555/66

第四節(jié)汽輪機(jī)調(diào)峰運(yùn)行

因?yàn)橛秒娯?fù)荷隨時(shí)都在發(fā)生改變，電網(wǎng)頻率和電壓處于波動(dòng)狀態(tài)。這就要求并網(wǎng)運(yùn)行發(fā)電機(jī)組按電網(wǎng)調(diào)度要求，依據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷改變規(guī)律及電網(wǎng)中各類(lèi)發(fā)電機(jī)組負(fù)荷調(diào)整特征，調(diào)整所帶負(fù)荷，確保供與求動(dòng)態(tài)平衡。一、電網(wǎng)日負(fù)荷特征及調(diào)峰要求某電網(wǎng)日負(fù)荷特征曲線(xiàn)如圖l0-9所表示，該圖反應(yīng)了網(wǎng)內(nèi)用電負(fù)荷在一日內(nèi)改變規(guī)律。普通按負(fù)荷改變幅度大小，把電網(wǎng)中負(fù)荷分為三類(lèi)，即尖峰負(fù)荷、中間負(fù)荷和基本負(fù)荷。不一樣負(fù)荷應(yīng)由不一樣性能發(fā)電機(jī)組來(lái)負(fù)擔(dān)。尖峰負(fù)荷和中間負(fù)荷是隨時(shí)間改變，由調(diào)峰機(jī)組來(lái)負(fù)擔(dān)?；矩?fù)荷是不變，由指定基本負(fù)荷機(jī)組來(lái)負(fù)擔(dān)。5656/66

1．電網(wǎng)峰谷差及峰谷差率電網(wǎng)日負(fù)荷曲線(xiàn)中最大尖峰負(fù)荷與最小低谷負(fù)荷之差稱(chēng)為峰谷差，峰谷差與基本負(fù)荷之比稱(chēng)為峰谷差率。伴隨我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和人民生活水平提升，用電量不停增大，用電結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。改變特征是，第三產(chǎn)業(yè)、城鎮(zhèn)居民生活及市政等峰質(zhì)負(fù)荷呈攀升趨勢(shì)，而作為基本負(fù)荷工業(yè)用電比重則相對(duì)下降。引發(fā)電網(wǎng)峰谷差日趨增大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，年全國(guó)各主要電網(wǎng)平均峰谷差率超出35％就有6個(gè)，其中水電比重較大川渝和福建電網(wǎng)，日最大峰谷差率分別達(dá)52％和59.2％。因?yàn)檎{(diào)峰容量不足，造成部分電網(wǎng)在負(fù)荷高峰期不一樣程度地拉閘限電。2．調(diào)峰發(fā)電機(jī)組類(lèi)型調(diào)峰機(jī)組有兩大類(lèi)，即尖峰負(fù)荷機(jī)組和中間負(fù)荷機(jī)組。尖峰負(fù)荷機(jī)組負(fù)擔(dān)電網(wǎng)中尖峰負(fù)荷分，其年運(yùn)行時(shí)數(shù)約為500~h，普通由庫(kù)壩式水電機(jī)組、抽水蓄能機(jī)組、燃?xì)廨啓C(jī)啟停及變負(fù)荷速度較快機(jī)組組成。中間負(fù)荷機(jī)組負(fù)擔(dān)電網(wǎng)中中間負(fù)荷，年運(yùn)行時(shí)數(shù)約為~4000h，通常由啟停及變負(fù)荷速度相對(duì)較慢部分較大容量火電機(jī)組組成。5757/663．火電調(diào)峰機(jī)組性能要求及調(diào)峰方式參加電網(wǎng)調(diào)峰對(duì)機(jī)組運(yùn)行安全可靠性和靈活機(jī)動(dòng)性十分主要，機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性也會(huì)受到影響。火電調(diào)峰機(jī)組應(yīng)具備以下特殊性能。(1)良好啟停特征。機(jī)組在夜間低谷停機(jī)6~8h后，于次日晨應(yīng)能在60~90min內(nèi)從鍋爐點(diǎn)火到汽輪機(jī)帶滿(mǎn)負(fù)荷，且要求啟停損失小，運(yùn)行可靠性高，熱應(yīng)力及壽命損耗小。

(2)良好低負(fù)荷運(yùn)行特征。機(jī)組能在低谷時(shí)帶較低負(fù)荷安全運(yùn)行，通常要求30％~50％額定負(fù)荷且鍋爐不投油穩(wěn)定運(yùn)行。(3)快速變負(fù)荷能力。要求調(diào)峰機(jī)組應(yīng)能采取較高負(fù)荷改變率安全、穩(wěn)定地升降負(fù)荷，通常升降負(fù)荷速率應(yīng)大于5％額定負(fù)荷／min。(4)很好低負(fù)荷熱經(jīng)濟(jì)性。即低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)熱效率降低較小。(5)具備滑壓運(yùn)行方式。用滑壓運(yùn)行方式進(jìn)行調(diào)峰能夠減小變工況時(shí)熱應(yīng)力，降低機(jī)組壽命損耗。

單元制火電機(jī)組調(diào)峰運(yùn)行方式主要有四種，即變負(fù)荷調(diào)峰、啟停調(diào)峰、少汽無(wú)負(fù)荷峰和低速熱備用調(diào)峰。5858/66二、變負(fù)荷調(diào)峰變負(fù)荷調(diào)峰就是依據(jù)電網(wǎng)調(diào)峰指令，經(jīng)過(guò)鍋爐或汽輪機(jī)調(diào)整控制系統(tǒng)來(lái)改變機(jī)組負(fù)荷大小，以適應(yīng)電網(wǎng)峰谷負(fù)荷需要。變負(fù)荷調(diào)峰可由汽輪機(jī)調(diào)整定壓運(yùn)行方式，也可由鍋爐調(diào)整滑壓運(yùn)行方式，還可采取定-滑-定綜合運(yùn)行方式。(一)采取變負(fù)荷調(diào)峰機(jī)組應(yīng)具備技術(shù)性能(1)在負(fù)荷高峰期能帶滿(mǎn)設(shè)計(jì)允許最大負(fù)荷。(2)在低負(fù)荷工況能長(zhǎng)久安全運(yùn)行。需要注意以下幾個(gè)方面問(wèn)題。1)負(fù)荷過(guò)低時(shí)會(huì)引發(fā)低壓缸排汽溫度升高，必要時(shí)可投入噴水減溫。2)負(fù)荷降低時(shí)長(zhǎng)葉片根部會(huì)產(chǎn)生大負(fù)反動(dòng)度，造成蒸汽回流，使葉片顫振。3)對(duì)高、中壓合缸機(jī)組，還應(yīng)注意主、再熱蒸汽溫差不能超出要求范圍。4)低負(fù)荷時(shí)