汽轮机运行49

鲁兰军

汽轮机运行所涉及的问题非常广泛，包括运行操作、设备的维护、经济调度、事故处理及试验内容等。运行人员的首要任务是：在保证机组安全的前提下，不断提高其运行的经济性。
    启动和停机过程是运行中最复杂的过程。
        过程特点：蒸汽温度变化剧烈；转速变化；机组的机械状态（转速和压力）和热状态（金属温度）不断变化，能耗较大。
        基本要求：安全、经济、快速。安全是前提，安全第一，并非唯一；经济是基础；快速适应负荷变化，减少损失。
        汽轮机的启动受热应力、热变形和相对差胀以及振动等因素的限制。寻求合理的启动方式就是寻求合理的加热方式，根据启动前机组的汽缸温度、设备状况，在启动过程中能达到各部分加热均匀，热应力、热变形、相对差胀及振动均维持在较好水平。各项指标不超过厂家规定，尽快把金属温度均匀升高到工作温度。在保证安全的情况下，还要使机组尽快地带上额定负荷，减少启动消耗，增加机组的机动性。

        启动前，新蒸汽管道、法兰及阀门等均处于冷状态。暖管就用新蒸汽逐渐加热自动主汽门前的蒸汽管道及其附件。
        为了缩短机组的启动时间并保证正常启动，在暖管的同时应投入油系统、盘车装置、凝汽设备等辅助设备。
        油系统投入后，油温控制在35~45℃之间。若温度低时，可用加强油循环的办法或使用暖油装置来提高油温。保持适当的油温，主要是为了在轴瓦中建立正常的油膜。如果油温过低，油的黏度增大，会使油膜过厚，使油膜不但承载能力下降，而且工作不稳定。油温也不能过高，否则油的黏度降低，难以建立油膜，失去润滑作用。
        启动前暖管时，蒸汽遇冷马上凝结成水，凝结水不及时排出，高速流动的蒸汽就会把水带入汽轮机内，造成水冲击。因此开机前必须先打开疏水门疏水。
        对设有汽动油泵、射汽抽气器的机组，这些设备的供汽管道应同时进行暖管。自动主汽阀至调节汽阀间的管道暖管，一般与启动暖机同时进行。通过暖管，逐渐提高其温度，以免管道在启动时因突然升温而造成过大的热应力，使管道产生裂纹或变形。此外，暖管使蒸汽管道预热到额定压力下的饱和温度，可以避免冲动转子时新蒸汽流经管道因低温而产生的凝结水随高速汽流进入汽轮机，造成水击事故。
        暖管时必须严格控制管壁的温升速度，以保证管道均匀膨胀。为此，首先应进行低压暖管，即采用低压力、大流量的蒸汽来加热管道，汽压由总汽阀的旁路阀控制，一般维持2.5~3bar(大容量汽轮机为5~6bar)。管道内壁的温升速度应控制在5℃/min。这样，在暖管开始阶段，管道只承受温度的变化而不承受压力的变化。当管壁温度升到低压暖管的蒸汽压力所对应的饱和温度时，可进行升压暖管，即逐渐提高蒸汽的压力和温度，直到额定参数。一般中参数的汽轮机允许管道的温升速度为5~10℃/min，高参数汽轮机不超过3~5℃/min。暖管所需时间与管道长度、管壁厚度、管径大小、管子材料及蒸汽参数等因素有关。一般中参数汽轮机暖管时间为20~30min，高参数汽轮机为40~60min。
       
        暖管结束后，进行汽轮机冲动转子。冲动转子时应具备下列条件：
        1、转子轴颈的晃度在允许范围内；
        2、润滑油系统工作正常，油压正常，油温不低于25℃；
        3、调节及保安系统试验正常；
        4、投入盘车后，向轴封供汽，以加快建立真空，真空应维持在-60~-70kPa。
        汽轮机在抽真空时，汽缸内真空逐渐增加，若此时向轴封供汽，则大量蒸汽通过轴封进入汽缸内，蒸汽的热量传给转子和汽缸，由于热气上升的原理，无论汽缸和转子静止时上部比下部温度高，因此转子上部逐渐弯曲，抽真空时间越长，则轴的弯曲越大，当转子转动时，动静部分就会摩擦，从而引起振动，一般转子未投时禁止向轴封送汽。
        汽轮机冲转前必须要有一定的真空，一般为-60kPa左右。若真空过低，转子转动就需要较多的新蒸汽，而过多的乏汽突然排至凝汽器，凝汽器汽侧压力瞬间升高较多，可能使凝汽器汽侧形成正压，造成排大气安全薄膜损坏，同时也会给汽缸和转子造成较大的热冲击。
        冲动转子时，真空也不能过高。真空过高不仅需要延长建立真空的时间，也因为通过汽轮机的蒸汽量较少，放热系数也小，使得汽轮机加热缓慢，转速也不易稳定，从而会延长启动时间。
        转子冲动后，冲转后，检查轴承回油是否正常，盘车装置是否脱离。
        当转速达500r/min时，在低速情况下对机组进行听音等全面检查，当无异常时，进行低速暖机。
        低速暖机后，开始进入升速暖机阶段。升速暖机过程直接影响热应力、热变形、胀差及振动等情况。因此，升速暖机过程中应监视和控制以下指标：
        1、严格控制金属的温升率，即控制机组的升速速度。中参数机组可按每分钟5%~10%额定转速升速；高参数机组可按每分钟2%~3%额定转速升速。升速时要监视汽轮机温度变化情况。
        严格控制汽轮机各部分的金属温度，主要有：上下汽缸的温差、法兰内外壁的温差、左右法兰间的温差以及法兰和螺栓间的温差等，将热应力和热变形控制在允许的范围内。 有的机组DEH有应力监视器，升速率设定后，有应力监视器根据转子应力对升速率进行修正，控制升速过程。
        2、监视汽缸膨胀及胀差的变化。
        3、严格监视汽轮机的振动。在升速过程中若发现有不正常的振动时，应降低转速，待振动消失后方可继续升速。若振动剧烈，应立即打闸停机，然后测量转子的晃度，若晃度不大，判断是因暖机不足所致，可再次启动暖机；若转子晃度较大，必须待转子静止后进行直轴，待        转子晃度减小到允许值后，方可重新启动。汽轮机在1000~1400r/min中速暖机充分后，进行高速暖机（2200~2400r/min）。这个过程中，机组要以400r/min的升速率快速通过临界转速。这时蒸汽流量增加较快，汽轮机金属温度升高较快，各部件容易产生较大的温差，为防止因温差过大而引起金属部件热变形、热应力和振动，高速暖机约需30min。
        4、高速暖机充分后，机组开始升定速。当转速升到2800r/min左右，主油泵工作正常后，根据油压情况，停止辅助油泵工作，并注意检查油压。
        5、机组达到额定转速3000r/min定速后，全面检查各项监视指标。若均在正常范围内以及空转试验合格后，应迅速并网，带规定的低负荷。
        并网后的汽轮机不宜长时间在空负荷或较低负荷下运行，因为此时蒸汽流量较少，不足以将汽轮机转子转动时因摩擦所产生的热量带走，使汽缸温度超过允许值。
        汽轮机加负荷是一个增加进汽量和金属温度升高的过程，金属温升与负荷增大基本成正比关系。因此，必须严格按照升负荷曲线控制加负荷的速度。 中参数汽轮机大约每分钟增加4%~5%额定负荷；高参数汽轮机大约每分钟增加1%~2%额定负荷。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 
        各类汽轮机的各项控制指标，应根据其启动曲线进行控制。

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不错的资料，学习了！