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汽轮机的启动与停机(1)汽轮机的启动1、为什么说启动是汽轮机设备运行中最重要的阶段?汽轮机启动过程中,各部件间的温差、热应力、热变形大。汽轮机多数事故是发生在启动时刻。由于不正确的暖机工况,值班人 员的误操作以及设备本身某些结构存在缺陷都可能造成事故,即使在 当时没有形成直接事故,但由此产生的后果还将在以后的生产中造成 不良影响。现代汽轮机的运行实践表明,气缸、阀门外壳和管道出现 裂纹、汽轮机转子和气缸的弯曲、气缸法兰结合面的翘曲、紧力装配 元件的松弛、金属结构状态的变化、轴承磨损的增大、以及在投入运 行初始阶段所暴露出来的其它异常情况,都是启动质量不高的直接后 果。2、汽轮机升速、带负荷阶段与汽轮机机械状态有关的主要变化是哪 些?汽轮机升速、带负荷阶段与汽轮机机械状态有关的主要变化有:(1) 由于内部压力的作用,在管道、气缸和阀门壳体产生应力。(2) 在叶轮、轮鼓、动叶、轴套和其它转动部件上产生离心应力。(3) 在隔板、叶轮、静叶和动叶产生弯曲应力。(4) 由于传递力矩给发电机转子,汽轮机轴上产生切向应力。(5) 由于振动使汽轮机的动叶,转子和其它部件产生交变应力。(6) 出现作用在推力轴承上的轴向推力。(7) 各部件的温升引起的热膨胀,热变形及热应力。3、汽轮机启动操作,可分为哪三个性质不同的阶段?汽轮机启动过程可分为下列三个阶段:(1) 启动准备阶段。(2) 冲转、升速至额定转速阶段。(3) 发电机并网和汽轮机带负荷阶段。4、准备开机前应先对主、辅设备检査哪些项目?准备开机前应先对主、辅设备检査项目如下:(1) 、检查并确认所有的检修工作全部结束。(2) 、工具、围栏、备用零部件都已收拾干净。(3) 、所有的安全设施均已就位(接地装置、保护罩、保护盖)。(4) 、拆卸下来的保温层均已装复,工作场所整齐清洁。(5) 、检查操作日志,在机组主、辅机上赖以从事检修工作依据的检修工作票已经注销。5、汽轮机启动有哪些不同的方式?汽轮机的启动过程就是将转子由静止或盘车状态加速至额定转速 并带负荷至正常运行的过程,根据不同的机组和不同的情况,汽轮机 的启动有不同的方式。按启动过程的新蒸汽参数分:额定参数启动和滑参数启动。按启动前汽缸温度水平分:冷态启动和热态启动。按冲动控制转速所用阀门分:调节汽门启动、自动主汽门和电动 主闸门启动及总汽阀旁路门启动。按冲转时的进汽方式分:高、中压缸进汽启动和中压缸进汽启动。6、滑参数启动有哪些优缺点?滑参数启动有如下优缺点:(1)、滑参数启动使汽轮机启动与锅炉启动同步进行,因而大大缩 短了启动时间。(2)、滑参数启动中,金属加热过程是在低参数下进行的,且冲转、 升速是全周进汽,因此加热较均匀,金属温升速度亦比较容易控制。(3)、滑参数启动还可以减少汽水损失和热能损失。缺点是:用主蒸汽参数的变化来控制汽轮机金属部件的加热,在用 人工控制的情况下,启动程序较难掌握,弄不好参数变化率大。综合比较,滑参数启动利大于弊,所以目前单元制大容量机组广 泛采用滑参数启动方式。7、滑参数启动主要应注意什么问题?滑参数启动应注意如下问题:(1)、滑参数启动中,金属加热比较剧烈的时间一般在低负荷时 的加热过程中,此时要严格控制新蒸汽升温和升压速度。(2)、滑参数启动时,金属温差可按额定参数启动时的指标加以 控制。启动中有可能出现差胀过大的情况,这时应通知锅炉停止新蒸 汽升温、升压,使机组在稳定转速下或稳定负荷下停留暖机,还可以 调整凝汽器的真空或用增大汽缸法兰加热进汽量的方法加以调整金 属温差。8、启动前进行新蒸汽暖管时应注意什么?启动前进行新蒸汽暖管时应注意如下事项:(1) 、低压暖管的压力必须严格控制。(2) 、升压暖管时,升压速度应严格控制。(3) 、主汽门应关闭严密,防止蒸汽漏入汽缸。调节汽门和自动 主汽门前的疏水应打开。(4) 、为了确保安全,暖管时应投入连续盘车。(5) 、整个暖管过程中,应不断地检查管道、阀门有无漏水、漏 汽现象,管道膨胀补偿,支吊架及其它附件有无不正常现象。9、汽轮机启动前为什么要保持一定的油温?机组启动前应先投入油系统,油温控制在35 45C之间,若温度 低时,可采用提前启动电动油泵,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,否则油的黏度过低,以致难以建立 油膜,失去润滑作用。10、机组启动前向轴封送汽要注意什么问题?轴封送汽应注意下列问题:(1) 轴封供汽前应先对送汽管道进行暖管,使疏水排尽。(2 )必须在连续盘车状态下向轴封送汽。热态启动应先送轴封供汽,后抽真空。(3 )向轴封供汽时间必须恰当,冲转前过早地向轴封供汽,会使上、下缸温差增大或使胀差正值增大。(4)要注意轴封送汽的温度与金属温度的匹配。热态启动 最好用适当温度的备用汽源,有利于胀差的控制,如果系 统有条件将轴封汽的温度调节,使之高于轴封体温度则更 好,而冷态启动轴封供汽最好选用低温汽源。(5)在高、低温轴封汽源切换时必须谨慎,切换太快不仅 引起胀差的显著变化,而且可能产生轴封处不均匀的热变 形,从而导致摩擦、振动等。11、为什么转子静止时严禁向轴封送汽?因为在转子静止状态下向轴封送汽,不仅会使转子轴封段局部不 均匀受热。产生弯曲变形,而且蒸汽从轴封段处漏入汽缸也会造成汽 缸不均匀膨胀,产生过大的热应力与热变形,从而使转子产生弯曲变 形。所以转子静止时严禁向轴封送汽。12、高、中压缸同时启动和中压缸进汽启动各有什么优缺点?(1)高、中压缸同时启动有如下优点:蒸汽同时进入高、中压缸 冲动转子,这种方法可使高、中压缸的机组分缸处加热均匀,减少热 应力,并能缩短启动时间。缺点是汽缸转子膨胀情况较复杂,差胀较 难控制。(2)中压缸进汽启动有如下优点:冲转时高压缸不进汽,而是待 转速升到20OO25OOr/ min后才逐步向高压缸进汽,这种启动方式对 控制差胀有利,可以不考虑高压缸差胀问题,以达到安全启动的目的。 但启动时间较长,转速也较难控制。采用中压缸进汽启动,高压缸无蒸汽进入,鼓风作用产生的热量使高压缸内部温度升高,因此还需引 进少量冷却蒸汽。13、进行压力法滑参数启动冲转,蒸汽参数选择的原则是什么?冷态滑参数启动冲转后,进入汽缸的蒸汽流量能满足汽轮机顺利 通过临界转速达到全速。为使金属各部件加热均匀,增大蒸汽的容积 流量,进汽压力应适当选低一些。温度应有足够的过热度,并有金属 温度相匹配,以防止热冲击。热态滑参数启动时,应根据高压缸调节级和中压缸进汽室的金属 温度,选择适当的与之匹配的主蒸汽温度和再热蒸汽温度,即两者的 温差符合汽轮机热应力,热变形和胀差的要求。一般都要求蒸汽温度 高于调节级上缸内壁金属温度50100C,但最高不得高于额定温度 值为了防止凝结放热,要求蒸汽过热度不低于50C,保证新蒸汽经 过调节汽门节流和喷嘴膨胀后,蒸汽温度仍不低于调节级的金属温 度。14、什么叫负温差启动?为什么应尽量避免负温差启动?凡冲转时蒸汽温度低于汽轮机最热部位金属温度的启动为负温 差启动。因为负温差启动时,转子与汽缸先被冷却,而后又被加热, 经历一次热交变循环,从而增加了机组疲劳寿命损耗。如果蒸汽温度 过低,则将在转子表面和汽缸内壁产生过大的拉应力,而拉应力较压 应力更容易引起金属裂纹,并会引起汽缸变形,使动静间隙改变,严 重时会发生动静摩擦事故,此外,热态汽轮机负温差启动,使汽轮机金属温度下降,加负荷时间必须相应延长,因此一般不采用负温差启 动。15、启动、停机过程中应怎样控制汽轮机各部胀差?高参数大容量机组的启动或停机过程中,因金属各部件传热条件 不同,各金属部件产生温差是不可避免的,但温差过大,使金属各部 件产生过大的热应力热变形,加速机组寿命损耗及引起动静摩擦事 故,这是不允许的。因此应按汽轮机制造厂规定,控制好蒸汽的升温或降温速度,金 属的温升、温降速度、上下缸温差、汽缸内外壁、法兰内外壁、法兰 与螺栓温差及汽缸与转子的胀差。控制好金属温度的变化率和各部分 的温差,就是为了保证金属部件不产生过大的热应力、热变形,其中 对蒸汽温度变化率的严格监视是关键,不允许蒸汽温度变化率超过规 定值,更不允许有大幅度的突增突降。16、什么是合理的启动方式?汽轮机的启动受热应力。热变形和相对胀差以及振动等因素的限 制。所谓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、相对胀差及振动均为持在较好水平。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, 还要尽快的是机组带上额定负荷,减少启动消耗,增加机组的机动性, 即为合理的启动方式。17、启动过程中应注意哪些事项?汽轮机启动是运行人员的重大操作之一,在启动时应充分准备, 认真检查,做好启动前的试验,并在启动中注意:(1)、严格执行规程制度,机组不符合启动条件时,不允许强行启 动。(2)、在启动过程中要根据制造厂规定,控制好蒸汽、金属温升速 度,上下缸、汽缸内外壁、法兰内外壁、法兰与螺栓等温差,胀差等 指标。尤其是蒸汽温升速度必须严格控制,不允许温升率超过规定值, 更不允许有大幅度的突升突降。(3)、启动时,进入汽轮机的蒸汽不得带水,参数与汽缸金属温度 应相匹配,要充分疏水暖管。(4)、严格控制启动过程的振动值。(5)、高压汽轮机滑参数启动中,金属加热比较剧烈的阶段是冲转 后和并列后的低负荷阶段,这些阶段容易出现较大的差张和金属温 差。可采用调整真空,投汽缸、法兰、螺栓加热装置和调整轴封用汽 温度的办法加以调整。(6)、在启动过程中,按规定的曲线控制蒸汽参数的变化,保持足 够的蒸汽过热度。(7)、调节系统赶空气要反复进行,直至空气赶完为止。赶空气后 保持高压油泵连续运行到机组全速后方可停下,以免空气再次进入调 节系统。(8)、任何情况下,汽温在10min内突降或突升50C,应打闸停机。(9)、刚冲转时,一定要控制转速,不能突升过快,并网后调节汽 门应分段开启,严禁并网后突然开足。(10)、并网后应注意各风、油、水的温度,调整正常。18、高压汽轮机启动有哪些特点?高压汽轮机结构上比较复杂,动静间隙较小,主要有如下特点:(1)、高压汽轮机轴向间隙相当小,如启动加热不均匀,将会出现 差张值超过规定,可能造成轴向动静摩擦,因此差胀控制很重要。(2)、高压机组径向间隙也很小,故控制上下汽缸温差及转子弯曲 值极为重要,上下缸温差、转子弯曲超过规定值不得启动,应采取措 施使之恢复正常。(3)、高压机组汽缸壁、法兰都很重,一般采用汽缸法兰加热装置。 要注意加热蒸汽温度必须比汽缸法兰温度高。加热时,法兰温度应低 于汽缸温度。法兰螺栓比较粗大,受热膨胀较慢,要注意法兰和螺栓 的温度差。为了减小上下缸温度差,启动时应尽量把下缸的疏水放尽, 合理使用汽加热装置,并要对下缸加强保温。为消除转子热弯曲。停 机后,启动前都必须投连续盘车。(4)、高压机组启动时。应特别注意机组的振动情况。如振动超过 规定,应立即果断停机投盘车,不得使用降速暖机的办法消除振动。19、汽轮机冲转时,转子冲不动的原因有哪些?冲转时应注意什么? 冲转时汽轮机不转的原因有:(1)、汽轮机动静部分有卡住现象。(2)、冲动转子时真空太低或新蒸汽参数太低。(3) 、盘车装置未投。(4)
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