汽轮机运行启动与停运讲解

 启动：汽轮机从静止状态到工作状态的过程。启动前的准备冲转升速并网带负荷 停机：汽轮机从工作状态到静止（或带盘车）状态。减负荷解列转子惰走 投盘车 启动是加热过程，而停机则是降温过程。对汽轮机而言，一次起停（负荷变化）经历一次应力交变，造成低周疲劳损伤，最后导致裂纹。 汽轮机的启动一、启动方式的分类1. 按新汽参数分：额定参数启动、滑参数启动1) 滑参数启动的优点： 相对于额定参数启动，滑参数启动的进汽参数低、流量大，对汽轮机加热均匀，减小热应力、胀差； 进汽参数低，可减少启动汽水损失，缩短启动时间，提高启动经济性； 流量大，防止末级超温。2)滑参数启动分两种： 压力法启动 冲转前主汽门前蒸汽有一定压力和温度，升速过程逐渐开大调门，利用调门控制转速，直到额定转速调门全开 真空法启动 锅炉点火前，从锅炉到调节级前所有阀门打开，投入抽气设备使炉，机都处于真空状态，升速带负荷全部由锅炉控制。 2. 按冲转方式分：高压缸启动、中压缸启动、高中压缸联合启动1)中压缸启动启动时蒸汽不经过高压缸，直接从中压缸进汽冲转。为维持高压缸温度水平，可采用通风阀或倒暖的方式。当转速升到一定转速或并网带一定负荷（如 5% 负荷）后再切换到高压缸进汽。安全性较高，但启动时间延长。进汽时经过热器、再热器两次加热，缩短了加热到预定参数的时间，汽缸加热均匀，采用中压缸进汽方法，同样冲转功率下焓降小、流量大；高压转子同时被加热。2)高中压缸联合启动 带旁路； 冷态或热态； 启动时，高中压缸同时进汽冲动转子，对合缸机组有好处，减少热应力，缩短启动时间。3. 按启动前汽轮机金属温度分：冷态启动（150180）停机时间大于 72 小时 （汽缸金属温度约低于该测点满负荷温度的 40%）温态启动（180350）停机 1056 小时（汽缸金属温度约在该测点满负荷温度的 40%80%）热态启动（> 350）停机小于 10 小时（汽缸金属温度约高于该测点满负荷温度的 80%）极热态启动：停机小于 1 小时 4. 按照汽轮机转子温度是否在低温脆性转变温度以上划分：低温脆性转变温度（FATT）：转子材料在该温度以下体现出冷脆性，容易产生裂纹。 5. 按控制进汽的阀门分：1) 调节汽门启动 电动主闸门和自动主汽门全开，进入汽轮机的蒸汽由调节汽门控制。2) 自动主汽门和电动主闸门（或旁路门）启动 调节汽门全开，进入汽轮机的蒸汽由自动主汽门和电动主闸门（或旁路门）控制。二、冷态启动 1. 冷态滑参数启动的主要步骤启动前的准备工作抽真空暖管冲转、升速和定速暖机并列接待初始负荷加负荷至额定值 2. 冲转前操作程序配汽包炉的机组：油循环发电机水冷系统投用启动盘车轴冷系统投用及循环水母管冲压低压清洗及凝结水循环除氧器加热锅炉上水凝汽器抽真空轴封送汽锅炉点火后汽机进汽管暖管。配直流炉的机组：油循环发电机水冷系统投用启动盘车轴冷系统投用及循环水母管冲压低压清洗及凝结水循环高压清洗、给水循环一除氧器加热凝汽器抽真空锅炉点火后汽机进汽管暖管轴封送汽。轴冷系统投用及循环水母管冲压有时放在最前面进行。由于每台机组的型式不同，所以冷态冲转前的操作内容会有区别，而且操作顺序也会有些不同，但大部分操作内容和程序都是相同的。1)启动前的准备工作疏水门全开，油泵试转供油正常，盘车马达试运转正常。 油泵、给水泵、凝结水泵联动试验。 真空系统、循环水系统检查。 重要表计正常：转速、晃动、汽缸金属温度、水位计等。  除氧器水位 2/3，凝结器水位 3/4，油箱油位 2/3。油循环：目的：检查油系统完好程度，进一步净化油系统，提高透平油油质，调节油温，维持冷油器出口,轴承入口 35-45(油温过高,粘度低,油膜薄, 轴承易干磨,油易老化, 油温过低,粘度大,油膜厚,稳定性差,油膜振荡引发振动增大) 。主要操作：投启动油泵，开冷油器油侧进、出口门，水侧进口门开、出口门关注意油箱油位变化。2) 启动盘车汽轮机启动前必须先投盘车，原因： 启动盘车后可先对机组进行检查； 汽机冲转前会有部分蒸汽进入机内，若转子静置，会产生热弯曲。3)低压清洗和凝结水循环凝结水以及除氧器系统的冲洗低压清洗  给水系统的冲洗高压清洗低压清洗和凝结水循环的目的：清洗凝汽器、轴封加热器、低压加热器、除氧器及其管系，并使系统内水质达到要求。检查设备系统工作情况是否正常，并建立凝结水系统循环，以便启动给水循环。 4) 除氧器加热汽包炉进水前及直流炉点火前应对除氧器的水进行加热，将其加热到微正压下的饱和温度，进行热力除氧（除气），以保证锅炉点火时炉内给水水质合格，防止锅炉腐蚀。 注意事项：除氧器加热的条件：凝结水系统清洗结束；除氧器系统已按加热前要求检查过，阀门位置已按规定设置完毕；除氧器汽压联锁及高水位、低水位保护已校验正常，已处在准备充水加热的状态；除氧器水位已由凝结水补水泵加至规定值；除氧器备用汽源正常，备用汽管道已经充分暖管。 除氧器进汽前需启动除氧循环泵，并确保除氧循环泵运转正常。 除氧器进汽加热时，应维持正常水位。给水箱出水含氧量应合格。 5) 高压清洗和大循环机组启动时，高压清洗指高压给水管道冲洗和锅炉冷态水冲洗；大循环即指锅炉点火前给水的正常循环。对汽包炉来说没有大循环，只有向锅炉上水。 配直流炉机组的高压清洗和大循环配直流炉的机组，锅炉的进水、低温冲洗都用给水泵进行。 6) 抽真空，投入轴封系统目的：创造暖管、冲转条件 操作顺序：投循环水投凝结水投盘车投抽气器投汽封  (防止轴承油中带水）轴封供汽过热度大于 14 度。供汽压力用启动曲线推荐值。  在除氧器加热凝结水后进行，因为这时已可能会有热水进入凝汽器，待到锅炉点火汽机进汽管暖管时，更会有大量的蒸汽进入凝汽器。如果凝汽器内没有建立一定的真空，汽水进入凝汽器，会使凝汽器内形成正压，损坏排汽缸安全门等设备。凝汽设备建立真空更是汽轮机冲转必不可少的条件！ 注意事项：必须在盘车状态下，才能投入轴封供汽。轴封送汽时间尽可能短将真空维持到冲转要求的数值。特别注意：  冷态启动，应该先投入抽气设备和轴封加热器，后投入轴封供汽。 热态启动，应该先投入轴封供汽，后投入抽气设备和轴封加热器。 7)暖管暖管内容：主、再热蒸汽管道，辅助用汽管道。暖管温升速度：不大于 35/min。暖管时间：10-15min。暖管目的：防止蒸汽带水进入汽轮机；减小管道热应力。 注意事项： 疏水及时排放。 暖管前，投循环水（因暖管疏水排至凝汽器），投凝结水系统，投抽气器。 暖管及旁路投运后，控制排汽室温度在 80以内。旁路系统投入使用后，排汽室温度会逐渐升高，此时要控制低压旁路排入凝汽器蒸汽的温度，并控制排汽室温度，以免对低压缸膨胀差造成过大影响。打开疏水门，保证疏水及时排出同时使管内蒸汽流动，才能顺利预热管道，并使蒸汽本身的温度逐渐提高至能满足冲转的要求。3. 冲转参数选择传热方式： 凝结放热对流放热导热 启动参数的选择，主要是考虑金属部件的热应力，而热应力的大小主要是取决于蒸汽与金属部件之间的温差和放热系数。压力过低，加热效果差，暖机时间长；过高，热冲击大，且流量过小，暖机时间延长，开机时间延长。高压过热蒸汽    低压微过热蒸汽    湿蒸汽  低压过热蒸汽的放热系数较小（ =58.15174.45 W/(m2· K)），相当于额定参数时的 1/10。进汽温度要求蒸汽至少有 50的过热度。适宜的启动蒸汽温度对汽轮机的启动具有决定的意义。 再热蒸汽往往难于同时达到要求过热度要求。常延迟冲转时间，从而延长了整个机组的启动时间。为了减小这种矛盾，常采用尽量开足再热蒸汽管疏水阀门以增加疏水量的办法。有汽机旁路的机组，还采用在暖管时有意关小汽机低压旁路阀，从而提高再热蒸汽压力以增加疏水量，达到提高中压主汽门前再热汽升温速度，赶上主蒸汽升温速度的目的。 为什么凝汽式汽轮机启动时要建立必要的真空？可使汽缸内气体密度减小，转子转动时与气体摩擦鼓风损失也减小；汽缸内保持一定的真空，可增大进汽做功的能力，减少汽耗量，并使低压缸排汽温度降低。 若启动时真空太低，冲转时可能使凝汽器内产生正压，引起大气安全门动作或排汽室温度过高，使凝汽器铜管急剧膨胀，造成胀口松弛，导致凝汽器漏水。真空也不需要太高，过高，抽真空时间延长，流量过小，暖机时间延长，开机时间延长。真空 450-500mmHg。主汽为低压微过热蒸汽，温度高于金属温度 50-100 度（不应大于 426 度），过热度不低于50 度。两侧主汽温度差小于 17 度；上下缸温差不大于 50高、中压缸合缸，主、再热蒸汽温度差一般为 28 度，短时可允许在 42 度，不得大于 80度。润滑油压及轴承油流正常，油温 35-45 度。晃动变化:  不大于原始的±0.02mm。  4. 汽轮机冷态启动步骤1) 冲转和摩擦检查对 300MW 机组冷态启动时，用主汽门冲转暖机，以 100150r/min 的升速率将转速升至600r/min，盘车装置自动退出600r/min 摩擦检查。切断进汽 5min 内快速完成检查，确认无金属声后，迅速冲转至 600 转/分，升速率 100150r/min。 2)升速到中速暖机1500 rpm（随机组不同有变化），暖机。中速暖机转速确定的原则 避开临界转速 (以实测的为准) 避开低压缸长叶片共振频率部分机组选用 1500r /min 作为中速暖机转速，上汽厂引进型 300MW 机组，中速暖机转速选用 20002080r/min 原因是考虑避开低压缸长叶片共振频率。过临界时注意的问题：迅速通过，严格监视振动 机组过临界转速时的升速率大多为 300r/min暖机时间需 6090 min，引进型 300MW 机组中速暖机时间长达 180min中速暖机阶段是否结束，要看高中压缸的温度水平。  3)升至全速中速暖机结束，升速到 3000 rpm，向电气发出信号。机组达到升速条件后，即可进行升速操作。机组在 3000r/min 时，一般不安排暖机时间，只安排进行少量的操作，并进行全面检查。操作和全面检查结束并确认没有问题后，将机组并入电网。 冲转过程基本要求升速率小于 100-150r/min;汽缸金属温升率小于 2-2.5 度/min快速平稳过临界转速，严格监视振动防止振动超过规定值，轴承振动小于 0.03mm，监视好机组膨胀及胀差情况。轴温和轴承瓦温、回油温度加强监视汽轮机的热应力监视，可控制汽轮机启动的速度变化率，同时整个启动过程中控制负荷的变化率。  4) 机组带负荷暖机和并网后的操作300MW 机组并网后低负荷暖机到带满负荷，共分 15，30，60，120MW 四个阶段。 初始负荷 3-5%，上汽要求 l min 内使机组带上 15MW 负荷，防止逆功率保护动作。 初始负荷暖机时间：30min。在此期间锅炉应尽量保持汽压、汽温稳定。否则主汽温度每升高1.7 度，增加暖机时间 1 分钟。凝结水回收，凝结水放水门关，至除氧器门开。注意检查汽缸上下温差、转子振动、缸胀、胀差、轴向位移、轴承油压油温是否正常。  5) 超