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火電廠汽輪機設(shè)備及運行SST12340-1火電廠朗肯循環(huán)示意圖1-2蒸汽在汽輪機中膨脹做功,將熱能轉(zhuǎn)換為機械能;2-3蒸汽在凝汽器中凝結(jié)成水;3-4給水在給水泵中升壓;4-1工質(zhì)在鍋爐中定壓加熱。(4’-1’+2’-1第一章概述第一節(jié)汽輪機的分類和國產(chǎn)型號一、汽輪機分類(一)按工作原理分(1)沖動式汽輪機(2)反動式汽輪機沖動式汽輪機與反動式汽輪機比較1.反動級的汽流特點和結(jié)構(gòu)特點反動級的反動度反動級的汽流特點級的速度三角形左右對稱,蒸汽在兩種葉柵通道中流動情況基本(動葉柵用相對坐標(biāo)系)。因此,靜葉片和動葉片可采用同一葉型,簡化了葉片制造工藝,且余速利用系數(shù)較高,提高了汽機的相對內(nèi)效率。這樣的靜葉片和動葉片互稱鏡內(nèi)映射葉片。結(jié)構(gòu)特點由于葉柵前后壓差較大,為了減小軸向推力,不采用葉輪,而是將動葉裝在轉(zhuǎn)鼓的外緣上。與此相對應(yīng)的隔板,也沒有大幅面的隔板題,而是一個徑向尺寸不大的內(nèi)環(huán),稱之為持環(huán)。反動級動靜間的軸向間隙可取得大一些(一般為8—12mm),軸向間隙增大使動葉進口處汽流趨于均勻,降低了汽流對葉片的激振力;且允許較大的脹差,對機組變負荷有利。而沖動式汽輪機由于動葉入口速度高,一般級內(nèi)的間隙均取得較?。ㄈ?—7mm)。反動級與沖動級的效率比較葉柵損失反動級動葉入口蒸汽速度低,蒸汽在動葉柵中為增速流動,且轉(zhuǎn)向角度小,使附面層增厚趨勢變小,既降低了葉型損失,也減小了端部損失。因此反動級的葉柵損失明顯小于沖動級,這是反動級的最大優(yōu)點。漏汽損失由于反動級采用轉(zhuǎn)鼓式結(jié)構(gòu),隔板內(nèi)徑較沖動級大,增大了隔板漏汽面積和漏汽量;同時由于動葉前后壓差大,所以葉頂漏汽損失也增加。整機的特點噴嘴調(diào)節(jié)的反動式汽輪機調(diào)節(jié)級通常采用沖動級,以避免“死區(qū)”弧段漏汽損失太大;采用平衡活塞來平衡部分軸向推力,增加了軸封漏汽損失,這是反動式汽機的主要問題;在同樣的初終參數(shù)下,反動式汽輪機的級數(shù)比沖動式多。但由于沖動級隔板較厚,所以整機軸向尺寸倒不一定長。如上汽300MW,35級;東汽沖動式28級。二)按熱力特性分(1)凝汽式汽輪機(N)排汽進入凝汽器(2)背壓式汽輪機(B)排汽壓力高于大氣壓力。一般用于供熱,以熱定電;(3)調(diào)整抽汽式汽輪機(C、CC)可同時保證熱、電兩種負荷單獨調(diào)節(jié)(4)抽汽背壓式(CB)(5)中間再熱式能提高排汽干度;合理的選擇再熱壓力還可提高平均吸熱溫度,提高朗肯循環(huán)效率。三)按主蒸汽參數(shù)分(1)高壓汽輪機主蒸汽壓力6~10MPa;(2)超高壓汽輪機主蒸汽壓力12~14MPa;(3)亞臨界汽輪機主蒸汽壓力16~18MPa;(4)超臨界汽輪機主蒸汽壓力>22.2MPa二、國產(chǎn)汽輪機型號ΔXX——XX——X例:N600—24.2/538/566CC50-8.83/0.98/0.118第二節(jié)N300-16.7/538/538汽機簡介亞臨界、單軸、一次中間再熱雙缸排汽高壓缸:1個單列調(diào)節(jié)級+11個壓力反動級中壓缸:9個壓力反動級低壓缸:2×7個壓力反動級給水回?zé)嵯到y(tǒng):3高加+1除氧+4低加末級葉片長度:869額定新汽流量:907t/h保證凈熱耗率:7921kJ/kW.h背壓:4.9kPa(進水溫度20℃給水溫度(TRL工況):2732×50%容量的汽動給水泵+50%容量的啟動及備用電動給水泵熱耗率保證機組THA工況的保證熱耗率不高于如下值:7572kJ/(kW.h)THA工況條件下的熱耗率按下式計算不計入任何正偏差值)汽輪機能承受下列可能出現(xiàn)的運行工況:a)汽輪機軸系,能承受發(fā)電機及母線突然發(fā)生兩相或三相短路或線路單相短路快速重合閘或非同期合閘時所產(chǎn)生的扭矩b)機組甩去外部負荷后帶廠用電運行時間不超過1分鐘c)汽輪機并網(wǎng)前能在額定轉(zhuǎn)速下空轉(zhuǎn)運行,其允許持續(xù)運行的時間,能滿足汽輪機啟動后進行發(fā)電機試驗的需要d)汽輪機能在低壓缸排汽溫度不高于80℃第二章汽輪機本體汽輪機本體包括:1.靜止部分汽缸、噴嘴室、隔板、隔板套、靜葉柵、汽封、軸承、軸承座、滑銷系統(tǒng)等2.轉(zhuǎn)子部分主軸、葉輪(或轉(zhuǎn)鼓)、動葉柵、聯(lián)軸器等一、高中壓缸采用雙層缸將一定壓力的蒸汽引入夾層,使蒸汽的總壓差、溫差分別由內(nèi)、外壁承擔(dān)。減小單層汽缸壁厚、法蘭厚度,減小熱應(yīng)力本圖是高壓缸排汽用作夾層冷卻不同的冷卻蒸汽決定了內(nèi)、外缸的壓差和溫差一般汽缸都是上下缸結(jié)構(gòu),中間通過法蘭螺栓連接但大機組、尤其是超臨界機組高壓缸為了減小熱應(yīng)力,采用了一些其它方式。西門子公司:外缸為圓筒形結(jié)構(gòu);內(nèi)缸有中分面,用螺栓固定;內(nèi)缸受外缸約束、定位。石洞口二電廠(ABB)、元寶山電廠等內(nèi)缸無法蘭螺栓,而采用7只鋼套環(huán)將上下缸熱套緊箍成一圓筒,僅在進汽部分加四只螺栓來加強密封。同時外缸可采用較薄的法蘭和細螺栓,減小對汽機啟停的限制。二、高中壓分流合缸優(yōu)點:高溫區(qū)集中在汽缸中部,夜間停機或周末停機溫度衰減慢,啟動熱應(yīng)力小,適合兩班制運行;兩端的溫度、壓力均較低,從而減少了對軸承和端部汽封的影響,改善了運行條件;減少了軸承數(shù),可縮短主軸長度。缺點:高中壓轉(zhuǎn)子合一而變長、變粗,ncr1降低、汽封漏汽量增大,熱耗增大三、配汽方式1.節(jié)流配汽進入汽輪機的所有蒸汽都經(jīng)過一個或幾個同時啟閉的調(diào)節(jié)閥,第一級為全周進汽,沒有調(diào)節(jié)級。結(jié)構(gòu)簡單,啟動或變負荷時第一級受熱均勻,且溫度變化小,熱應(yīng)力小。缺點:低負荷時節(jié)流損失太大。西門子公司超臨界機組采用,額定負荷下降低熱耗0.5%。2.噴嘴配汽將第一級分成3~6個噴嘴組,各組相互隔開,各有一個調(diào)節(jié)汽門控制。依次開啟可減少節(jié)流損失。缺點:調(diào)節(jié)級存在部分進汽損失且受熱不均;調(diào)節(jié)級余速不能利用。且負荷下降時高壓缸各級溫度變化大。3.節(jié)流-噴嘴聯(lián)合配汽現(xiàn)代汽輪機大都設(shè)置了閥門狀態(tài)管理功能,可實現(xiàn)配汽方式的切換。低負荷時采用節(jié)流配汽,犧牲經(jīng)濟性換安全性。高負荷時采用噴嘴調(diào)節(jié),提高效率。例:北侖港600MW亞臨界機組有4個調(diào)節(jié)汽門,1#、2#、3#高壓調(diào)節(jié)汽門同步調(diào)節(jié),定-滑-定的混合滑壓運行方式0~50%額定負荷范圍內(nèi)定壓(8.72MPa)運行,1、2、3號門同時開啟直到全開;50%~94.3%機組滑壓運行,到壓力16.7MPa;94.3%~103.4%4#閥參與調(diào)節(jié),定壓運行四、滑壓運行當(dāng)負荷降低時,進汽壓力和負荷同時降低,使進汽的容積流量不變,汽門開度不變,減小進汽節(jié)流損失;同時進汽溫度不變,使各級的溫度變化小,負荷適應(yīng)能力強。純滑壓運行節(jié)流滑壓運行定-滑-定運行方式滑壓運行的特點:采用滑壓運行降負荷時,進汽節(jié)流損失小,級的相對內(nèi)效率變化?。慌牌麧穸葴p小,再熱溫度提高;采用變速泵的機組,給水泵泵功減??;高壓缸溫度變化小,負荷適應(yīng)能力強;由于新汽壓力降低,循環(huán)效率降低,所以高負荷附近采用滑壓運行一般不經(jīng)濟。低壓缸的剛度是低壓缸最為重要的特性,它包括靜剛度、動剛度和汽缸的熱變形等。靜剛度是指扣與不扣上蓋的情況下載荷與汽缸變形的關(guān)系,冷態(tài)下抽真空與變形的關(guān)系。動態(tài)剛度是指抗振強度。熱變形是指后汽缸排汽溫度變化對汽缸及軸承座負荷分配的影響。每個排汽缸上方裝有4個薄膜型安全閥,當(dāng)排汽壓力高于0.137MPa時,安全閥動作排大氣,防止由于冷卻水中斷等事故引起的排汽溫度升高。排汽缸的下部還設(shè)有噴水減溫,防止排汽缸超溫。因為在啟動過程中,尤其在達到額定轉(zhuǎn)數(shù)空負荷運行時,可能會出現(xiàn)沒有足夠的蒸汽流量帶走低壓缸摩擦鼓風(fēng)損失,使低壓缸超溫的情況,但這種情況的運行時間要限制。低壓缸體積大,軸向溫差大。采用三層缸,即一個外缸和兩個內(nèi)缸,有利于:將通流部分設(shè)在內(nèi)缸,使體積較小的內(nèi)缸承受溫度變化,而外缸及龐大的排汽缸均處于較低溫度狀態(tài),減小熱變形;#2內(nèi)缸兩端布置有排汽導(dǎo)流環(huán),與外缸的錐形端壁結(jié)合,形成排汽擴壓通道,充分利用末級葉片排汽速度,提高汽輪機效率;噴水裝置固定與排汽導(dǎo)流環(huán)出口的外緣上,當(dāng)轉(zhuǎn)速達到600rpm時,自動投入噴水,直到機組帶上15%負荷;低壓缸末級處于濕蒸汽區(qū),在末級葉片頂部裝有蜂窩式汽封,用于減小漏汽并排除末級動葉甩出之水分。六、汽缸的支撐(一)貓爪支撐高、中壓缸采用貓爪支撐汽缸水平法蘭的延伸面作為承力面,支撐在軸承座上。中分面支撐:在汽缸溫度變化時不會影響汽缸中心線(二)臺板支撐低壓缸一般采用下缸伸出的撐腳直接支撐在基礎(chǔ)臺板上,雖然它的支撐面比汽缸中分面低,但因排汽缸溫度低,膨脹小,故影響不大。軸向兩端預(yù)埋入基礎(chǔ)的固定板確定了低壓缸的軸向位置在兩軸向定位板連線上,汽缸不允許軸向位移軸向定位板連線和橫向定位板連線的交點,既是低壓缸的膨脹死點七、滑銷系統(tǒng)保證汽缸能定向自由膨脹,且汽缸中心與轉(zhuǎn)子中心一致;同時保持通流部分間隙及膨脹量在正常范圍。脹差:汽缸膨脹與轉(zhuǎn)子膨脹之差第三節(jié)轉(zhuǎn)子與盤車裝置一、轉(zhuǎn)子套裝轉(zhuǎn)子整鍛轉(zhuǎn)子整鍛-套裝聯(lián)合轉(zhuǎn)子4.焊接轉(zhuǎn)子每個鍛件重量大為減少,鍛造質(zhì)量高,轉(zhuǎn)子無中心孔。中心應(yīng)力小,一般有中心孔的轉(zhuǎn)子其中心孔切向應(yīng)力比無中心孔轉(zhuǎn)子大一倍。轉(zhuǎn)子壁薄,熱應(yīng)力減小二、盤車裝置汽輪機沖轉(zhuǎn)前和停機后,帶動大軸轉(zhuǎn)動,防止大軸彎曲。啟動沖轉(zhuǎn)前投入盤車裝置1.檢查汽輪機動靜部分是否存在碰磨2.檢查軸系平直度是否合格3.暖機過程中使轉(zhuǎn)子溫度場均勻大連莊河600MW機組電動盤車3.38rpm盤車裝置一般在啟動沖轉(zhuǎn)前投入,要求沖轉(zhuǎn)后當(dāng)汽機轉(zhuǎn)速超過盤車轉(zhuǎn)速時要能自動退出;并在停機后轉(zhuǎn)速達到盤車轉(zhuǎn)速時能自動投入。電動機軸驅(qū)動主動鏈齒輪10旋轉(zhuǎn),再通過HY-YO鏈條9帶動從動鏈齒輪8、蝸桿7、蝸輪6、蝸輪軸小齒輪5和惰輪4來轉(zhuǎn)動減速齒輪3,而減速齒輪3則通過鍵與主齒輪軸2相連接,主齒輪軸2上的齒輪又跟減速小齒輪12相嚙合,齒輪12則與盤車大齒輪1相嚙合。盤車大齒輪是用螺栓連接在中間軸與發(fā)電機聯(lián)軸器之間,故而能帶動汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子作低速旋轉(zhuǎn)。減速小齒輪12圍繞支承在兩塊杠桿板上的齒輪軸轉(zhuǎn)動,而杠桿板又以主齒輪軸2為支軸轉(zhuǎn)動。這兩塊板通過適當(dāng)?shù)倪B桿機構(gòu)與操縱桿相連接。當(dāng)杠桿移到嚙合位置時,齒輪12即與傳動齒輪相嚙合,通過傳動齒輪,帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn);當(dāng)杠桿移到脫開位置時,齒輪12即退出嚙合。啟動盤車時,零轉(zhuǎn)速器發(fā)出信號,壓力開關(guān)閉合,接通供氣閥電源使其開啟,壓縮空氣進入氣動嚙合缸活塞的下部,氣動活塞下移,帶動杠桿作順時針運動,直致齒輪12與大齒輪1嚙合;此時,杠桿將停止移動,而活塞繼續(xù)下移,接通觸點,啟動電動機,盤車投入。當(dāng)汽機轉(zhuǎn)速大于盤車轉(zhuǎn)速時,大齒輪所施轉(zhuǎn)矩使齒輪12自動脫開,帶動杠桿上移。當(dāng)杠桿移向脫開位置時,壓力開關(guān)接通,壓縮空氣使嚙合完全脫離;杠桿達到完全脫離位置時,限位開關(guān)將關(guān)掉電動機電源、切斷壓縮空氣;當(dāng)轉(zhuǎn)速升到600rpm時,切斷盤車潤滑油,盤車停止1.運行中的安全保護當(dāng)發(fā)生下列任何一種情況時,即發(fā)出報警信號。(1)通往盤車裝置的潤滑油管路上濾網(wǎng)前后壓差達到0.03MPa,提醒運行人員做濾網(wǎng)切換操作;(2)盤車電動機投運后2min內(nèi),汽輪機轉(zhuǎn)子未達到40rpm,運行人員因立即停運盤車電動機,進行檢查:(3)盤車電流過大。2.停止運行條件當(dāng)發(fā)生下列任何一種情況時,盤車電動機自動停止運行(1)盤車電動機電流過大(60A);(2)頂軸油壓過低;(3)潤滑油壓低于0.1MPa;(4)就地安全開關(guān)斷開;(5)液壓聯(lián)軸器開關(guān)銷跳出。第四節(jié)葉片與葉輪等截面葉片、扭葉片噴嘴(靜葉):將蒸汽熱能轉(zhuǎn)化為動能動葉:將蒸汽動能轉(zhuǎn)化為機械功。圍帶:高壓可減小漏汽,中、低壓可調(diào)頻(自帶圍帶)拉金:增加剛度,調(diào)頻第五節(jié)汽封與汽封系統(tǒng)軸端汽封——主軸穿出汽缸處的汽封隔板汽封通流部分汽封——葉根、葉頂汽封軸封系統(tǒng)作用:合理利用軸封漏汽;防止空氣漏入汽輪機采用略大于大氣壓力的軸封供汽(具體參數(shù)見后)防止蒸汽漏入大氣采用略小于大氣壓力的軸封抽汽(通常維持690Pa的負壓,允許范圍為500~750Pa的負壓)各汽源的調(diào)節(jié)閥壓力整定值高壓供汽0.0226MPa(表壓)輔助汽源0.0261MPa冷再熱0.0295MPa溢流0.033MPa在正常運行時,靠高中壓缸兩端軸封漏汽作為低壓缸兩端的軸封供汽,不需另供軸封用汽,這種系統(tǒng)叫做自密封系統(tǒng)。一般:15%負荷高壓自密封;25%中壓、70%全自密封汽封系統(tǒng)運行限制汽封供汽必須具有不小于14℃盤車之前不得投入汽封供汽系統(tǒng),以免轉(zhuǎn)子彎曲。低壓缸汽封供汽溫度120~180℃,低壓汽封溫度控制器整定值為150為了防止汽封部位由于熱應(yīng)力而造成轉(zhuǎn)子損壞,機組在啟動和停機時,要盡量減小汽封蒸汽和轉(zhuǎn)子表面間的溫差下,由于熱應(yīng)力而使轉(zhuǎn)子開始產(chǎn)生裂紋的計算循環(huán)次數(shù),由下圖的曲線確定。建議轉(zhuǎn)子循環(huán)疲勞能力為10000次。第六節(jié)軸承一、滑動軸承油膜形成的原理油膜形成的三要素:一定的速度沿速度方向的楔形油的粘度如:油溫升高,粘度下降,油膜將難以形成;但粘度太大,會使油的分布不均勻,增大摩擦油膜振蕩是自激振蕩,其特點為:一旦產(chǎn)生,將在很廣的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)繼續(xù)存在,不能通過提高轉(zhuǎn)速的方法來消除。防止和消除油膜振蕩的方法:增大比壓;適當(dāng)提高油溫;增大偏心率;采用多油楔瓦。損失,減小偏心距。一旦出現(xiàn)擾動,則合力變?yōu)镕’其中:F1=G將F2分解到沿oo1方向及其垂直方向,前者使軸回到原中心位置,而后者使軸頸繞原中心位置o渦動,經(jīng)計算其渦動頻率為轉(zhuǎn)速的一半軸承結(jié)構(gòu)徑向支持軸承按支承方式可分為固定式和自位式兩種;按軸瓦可分為圓形軸承、橢圓形軸承、多油楔軸承和可傾瓦軸承等。一般圓筒形轉(zhuǎn)子主要適用于低速重載轉(zhuǎn)子;三油楔支持軸承、橢圓形軸承分別適用于較高轉(zhuǎn)速的輕、中和中、重載轉(zhuǎn)子;可傾瓦支持軸承則適用于高速輕載和重載轉(zhuǎn)子??蓛A瓦支持軸承是密切爾式的支持軸承,一般由3—5塊或更多能在支點上自由傾斜的弧形瓦組成。瓦塊在工作時可以隨著轉(zhuǎn)速或載荷、軸承溫度的不同而自由擺動,使每個瓦塊作用的軸頸的油膜作用力總是通過軸頸中心,故不易產(chǎn)生軸頸渦動的失穩(wěn)力,具有較高的穩(wěn)定性某廠600MW機組軸承分布為:軸承號載荷(kN)形式1(高壓轉(zhuǎn)子)42四瓦塊可傾瓦2(高壓轉(zhuǎn)子)57同上3(中壓轉(zhuǎn)子)88同上4(中壓轉(zhuǎn)子)117同上5(低壓A轉(zhuǎn)子)289兩瓦塊可傾瓦6(低壓A轉(zhuǎn)子)292短園瓦7(低壓B轉(zhuǎn)子)288同上8(低壓B轉(zhuǎn)子)297同上9(發(fā)電機轉(zhuǎn)子)376橢圓10(發(fā)電機轉(zhuǎn)子)376同上三、推力軸承以止推軸承的名義間隙0.4為標(biāo)準(zhǔn)以軸承架中心線為基準(zhǔn),離開中心線(任一方向)0.9mm時報警1.0mm時跳閘第五章給水泵汽輪機第一節(jié)概述一、給水泵驅(qū)動方式主汽輪機驅(qū)動、電動機驅(qū)動(節(jié)流調(diào)節(jié)、液力耦合器、變頻調(diào)節(jié))、小汽機驅(qū)動(背壓式、凝汽式)小汽機驅(qū)動的優(yōu)點:可滿足給水泵高轉(zhuǎn)速的要求,驅(qū)動功率不受限制;減少末級排汽量,降低末級葉片高度和排汽余速損失,提高效率;給水泵轉(zhuǎn)速不受電網(wǎng)頻率影響,較穩(wěn)定;小汽機直接與給水泵聯(lián)接,減少了中間的傳動損失。缺點:系統(tǒng)復(fù)雜,價格較貴,適用于大型汽輪機。ND(G)83/83/07型變參數(shù)、變轉(zhuǎn)速、變功率和能采用多種汽源的純凝汽式汽輪機正常運行時采用中壓缸排汽作為汽源低負荷時切換到高壓汽源,高壓汽源又包括高壓缸排汽和主蒸汽由此可見:在管道阻力特性不變的情況下,改變給水泵轉(zhuǎn)速(小汽機轉(zhuǎn)速),即可改變給水流量,同時給水壓力也同時變化小汽輪機進汽參數(shù)隨主汽輪機負荷變化而變化,當(dāng)主汽輪機負荷從滿負荷下降時,小汽輪機的理想焓降開始變化比較緩慢,而轉(zhuǎn)速變化較快;后來轉(zhuǎn)速下降比較慢,而理想焓降卻變化較快,所以小汽輪機功率Pt隨負荷減小而減小的速率幾乎不變。給水泵在主汽輪機負荷從設(shè)計值剛下降時揚程下降的較快,而泵效率下降不大,所以所需泵功下降較多,此時小汽輪機產(chǎn)生的功率大于給水泵所需泵功;隨著汽機負荷的進一步下降,給水泵揚程下降的速度減小,而泵效率下降的速度增大,所以給水泵軸功率減小的速度也緩慢。當(dāng)主汽機負荷降低到一定值(定壓運行的A點或變壓運行的A’點后,小汽機功率不能滿足給水泵需求所以小汽機調(diào)節(jié)閥是先關(guān)小,再開大。如仍不能滿足要求,則需切換高壓汽源。二、小汽輪機汽源的切換方式無論是變壓、定壓運行,無論采用那段抽汽、節(jié)流或噴嘴配汽方式,都存在切換點d,目前一般為40%額定功率輔助電動泵切換另配一定容量的電動泵高壓蒸汽外切換切換時,打開小汽輪機高壓進汽閥上的減壓閥A,同時低壓管道上的逆止閥B關(guān)閉切換時存在熱沖擊和較大的節(jié)流損失但只需要一個蒸汽室3.高壓蒸汽內(nèi)切換汽輪機設(shè)兩個獨立的蒸汽室和相應(yīng)的調(diào)節(jié)汽門、噴嘴組。當(dāng)汽輪機負荷高于切換點時,小汽機由低壓汽源供汽,高壓調(diào)門關(guān)閉;低于切換點時,低壓調(diào)門全開,高壓調(diào)門開始開啟進汽,蒸汽在調(diào)節(jié)級做功后混合;隨著主汽機負荷繼續(xù)下降,高壓蒸汽量逐漸增大,低壓蒸汽量逐漸減小直至為零新汽內(nèi)切換高壓汽源直接采用新蒸汽第二節(jié)給水泵汽輪機結(jié)構(gòu) 第六章汽輪機運行
汽輪機運行包括啟動、停機、負荷變化,運行監(jiān)視、維護,負荷分配等內(nèi)容。啟動:汽輪機從靜止?fàn)顟B(tài)到工作狀態(tài)的過程。啟動前的準(zhǔn)備→沖轉(zhuǎn)→升速→并網(wǎng)→帶負荷停機:汽輪機從工作狀態(tài)到靜止(或帶盤車)狀態(tài)。減負荷→解列→轉(zhuǎn)子惰走→帶盤車啟動是加熱過程,而停機則是降溫過程。對汽輪機而言,一次起停(負荷變化)經(jīng)歷一次應(yīng)力交變,造成低周疲勞損傷,最后導(dǎo)致裂紋。第一節(jié)汽輪機啟停中的限制因素?zé)釕?yīng)力、熱膨脹、熱變形熱應(yīng)力:在汽輪機啟動、停機或變負荷過程中,其零部件由于溫度變化而產(chǎn)生膨脹或收縮變形,稱為熱變形。當(dāng)熱變形受到某種約束(包括金屬纖維之間的約束)時,則要在零部件內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力,這種由于溫度(或溫差)引起的應(yīng)力稱為溫度應(yīng)力或熱應(yīng)力各種運行方式下的啟動時間及壽命消耗表:脹差的影響因素:軸封供汽溫度和供汽時間的影響供汽溫度與轉(zhuǎn)子溫度相匹配;熱態(tài)啟動時先供軸封,后抽真空;盡量縮短沖轉(zhuǎn)前的軸封供汽時間。真空的影響高壓缸:真空降低時流量增大,高壓缸排汽壓力升高、溫度升高,脹差增大;低壓缸:流量增大有利于降低低壓缸溫度,但排起壓力升高也會使末級摩擦鼓風(fēng)損失增大,溫度升高。進汽參數(shù)的影響蒸汽參數(shù)變化對轉(zhuǎn)子的影響比汽缸快汽缸和法蘭螺栓加熱的影響轉(zhuǎn)速影響泊桑效應(yīng)摩擦鼓風(fēng)損失熱變形上下缸溫差引起的汽缸熱變形法蘭內(nèi)外溫差引起的汽缸熱變形第二節(jié)汽輪機啟動一、啟動方式分類按新汽參數(shù)分:額定參數(shù)啟動滑參數(shù)啟動相對于額定參數(shù)啟動,滑參數(shù)啟動的進汽參數(shù)低、流量大,對汽輪機加熱均勻,減小熱應(yīng)力、脹差;進汽參數(shù)低,可減少啟動汽水損失,縮短啟動時間,提高啟動經(jīng)濟性;流量大,防止末級超溫。按沖轉(zhuǎn)方式分:高中壓缸啟動中壓缸啟動:啟動時蒸汽不經(jīng)過高壓缸,直接從中壓缸進汽沖轉(zhuǎn)。為維持高壓缸溫度水平,可采用通風(fēng)閥或倒暖的方式。當(dāng)轉(zhuǎn)速升到一定轉(zhuǎn)速或并網(wǎng)帶一定負荷(如5%負荷)后再切換到高壓缸進汽。中壓缸啟動特點:縮短啟動時間進汽時經(jīng)過熱器、再熱器兩次加熱,縮短了加熱到預(yù)定參數(shù)的時間;汽缸加熱均勻中壓缸進汽,同樣沖轉(zhuǎn)功率下焓降小、流量大;提前越過脆性轉(zhuǎn)變溫度有利于控制低壓缸尾部溫度水平,有利于在空負荷或極低負荷下長時間運行有利于高壓缸脹差控制.按啟動前汽輪機金屬溫度分:冷態(tài)啟動(150~180°溫態(tài)啟動(180~350°C)停機熱態(tài)啟動(>350°C)停機極熱態(tài)啟動停機2小時按照汽輪機轉(zhuǎn)子溫度是否在低溫脆性轉(zhuǎn)變溫度以上劃分低溫脆性轉(zhuǎn)變溫度:轉(zhuǎn)子材料在該溫度以下體現(xiàn)出冷脆性,容易產(chǎn)生裂紋本機高中壓缸:FATT<121度低壓缸:FATT<13度4.按控制進汽的閥門分:調(diào)節(jié)汽門啟動自動主汽門和電動主閘門(或旁路門)啟動、冷態(tài)滑參數(shù)啟動起機前第一級金屬溫度為105攝氏度,由冷態(tài)啟動轉(zhuǎn)子暖機規(guī)程時間為1小時,此時間從中壓進汽溫度達260在暖機期間要限制主蒸汽溫度不超過370攝氏度,再熱進汽溫度保持在260沖轉(zhuǎn)參數(shù)為主蒸汽溫度345攝氏度,主蒸汽壓力4.12MPa如要做超速試驗,則在試驗之前應(yīng)在10%負荷下至少運行4小時。蒸汽室金屬溫度達到當(dāng)時的主蒸汽壓力的飽和溫度后,才能進行控制閥門的切換。初始起機,在5%負荷下至少要停留30分鐘,且在停留期間主蒸汽溫度每變化3攝氏度再增加1汽輪機排汽缸溫度已達報警值79.4℃1)提高真空;2)降低再熱溫度;3)在低負荷情況下,可增加負荷,使之超過額定負荷的15%;4)如不在并網(wǎng)條件下,可將汽輪機降到暖機轉(zhuǎn)速;5)如已在暖機轉(zhuǎn)速,可返回盤車轉(zhuǎn)速;6)將排汽缸噴水裝置投入使用。三、熱態(tài)啟動熱態(tài)啟動的特點:啟動前連續(xù)盤車,先供軸封,后抽真空,再通知鍋爐點火;且軸封供汽溫度應(yīng)與轉(zhuǎn)子金屬溫度相匹配,防止轉(zhuǎn)子與冷收縮,引起冷沖擊和負脹差;熱態(tài)啟動時真空應(yīng)高一些,有利于主、再熱蒸汽管道疏水的排出和汽溫升高;熱態(tài)啟動的主蒸汽溫度應(yīng)比汽缸金屬的最高溫度高56°C以上,并有啟動前測量轉(zhuǎn)子晃度,啟動后注意轉(zhuǎn)子偏心不超多0.076mm;若第一級后金屬溫度小于200°C,應(yīng)在2600r/min補充暖機到溫態(tài)啟動起機前第一級金屬溫度為260攝氏度,由溫?zé)釕B(tài)啟動推薦值確定從沖轉(zhuǎn)至并網(wǎng)轉(zhuǎn)速最短只需10沖轉(zhuǎn)至額定轉(zhuǎn)速蒸汽參數(shù)為主蒸汽壓力8MPa,主蒸汽溫度420攝氏度,由溫?zé)釕B(tài)啟動推薦值確定,最低負荷保持時間為5由變負荷推薦值確定,在最低負荷保持至額定負荷時間,汽輪機不受限制,可以根據(jù)鍋爐狀況而定。熱態(tài)啟動起機前第一級金屬溫度為400攝氏度,由溫?zé)釕B(tài)啟動推薦值確定,從沖轉(zhuǎn)至并網(wǎng)轉(zhuǎn)速需10沖轉(zhuǎn)參數(shù)為主蒸汽壓力8MPa,主蒸汽溫度470攝氏度極熱態(tài)啟動起機前第一級金屬溫度為450攝氏度由溫?zé)釕B(tài)啟動推薦值確定,從沖轉(zhuǎn)制并網(wǎng)轉(zhuǎn)速需10沖轉(zhuǎn)參數(shù)為主蒸汽壓力10MPa,主蒸汽溫度520攝氏度高中壓缸聯(lián)合啟動
熱態(tài)啟動第七章汽輪機常見事故及處理方法第一節(jié)汽輪機振動葉片振動轉(zhuǎn)子振動一、振動過大的危害和后果二、振動發(fā)生的原因(一)中心不正(二)質(zhì)量不平衡(三)油膜振蕩運行過程中引起轉(zhuǎn)子突然振動的常見原因:
不平衡離心力
掉葉片或轉(zhuǎn)子部件損傷汽缸有打擊聲,振動增大后很快消失或穩(wěn)定在較以前高的水平上;
動靜碰磨引起轉(zhuǎn)子熱彎曲上下缸溫差大,脹差大,主汽溫下降很快,轉(zhuǎn)子振動增大很快;
油膜振蕩轉(zhuǎn)子振動加大,軸瓦伴有敲擊聲;
運行中監(jiān)視軸振、軸承振動在允許范圍內(nèi)第二節(jié)汽輪機進水事故一、現(xiàn)象(1)軸向位移、振動、脹差增大;(2)上下缸溫差大于43°(3)汽溫迅速下降,10min內(nèi)下降50°(4)除氧器、加熱器、凝汽器滿水;(5)法蘭、軸封等冒白汽;(6)抽汽管上下溫差大于報警值,抽汽管振動等二、危害(1)葉片損傷(2)動靜之間碰磨進水使汽缸變形、脹差變化,繼而引發(fā)動靜碰磨,產(chǎn)生大軸彎曲;(3)永久變形(4)推力軸承損傷進水使軸向推力增大三、產(chǎn)生原因(1)負荷大幅增加,過熱器減溫水失控,疏水系統(tǒng)不合理;(2)再熱汽管道中減溫水失控或關(guān)不嚴(yán);(3)加熱器泄漏或加熱器疏水系統(tǒng)故障;(4)來自汽封系統(tǒng);(5)來自凝汽器;(6)不同壓力等級的疏水接到同一個聯(lián)箱。第三節(jié)汽輪機大軸彎曲事故一、大軸彎曲的原因(一)動靜部分磨擦動靜部分磨擦,局部受熱產(chǎn)生彎曲;而在一階臨界轉(zhuǎn)速下,彎曲會加劇摩擦,可能造成永久性彎曲。(二)水沖擊汽缸進水后,汽缸與轉(zhuǎn)子急劇冷卻,造成汽缸變形,轉(zhuǎn)子彎曲。二、預(yù)防措施運行方面:(1)滿足熱態(tài)啟動的限制(2)嚴(yán)禁在轉(zhuǎn)子不動的情況下向軸封供汽或暖機(3)啟動升速過程中,如在非臨界轉(zhuǎn)速下出現(xiàn)較大的振動,應(yīng)及時判斷,果斷停機,防止事故擴大;(4)停機后,應(yīng)定期記錄盤車電流、大軸晃動、上下缸溫差、脹差等,嚴(yán)防低溫蒸汽和水漏入汽缸第四節(jié)汽輪發(fā)電機組嚴(yán)重超速事故一、現(xiàn)象轉(zhuǎn)速和頻率表超過上限并持續(xù)上升;主油泵出口油壓升高;振動加??;機組突然
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