汽轮机低压缸切缸注意事项(汽轮机启动方式及过程中的问题解释)

Posted 2023-05-31

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汽轮机低压缸切缸注意事项(汽轮机启动方式及过程中的问题解释)

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来自：电厂一哥

汽轮机结构简介视频（193秒）

汽轮机冲转示意图（20秒）

汽轮机的启动方式是由机组的结构特点、机组启动前金属温度水平及锅炉的启动方式综合考虑后确定的，汽轮机的启动按下述方法进行分类

一、按冲转时汽轮机的进汽方式分类

按冲转时汽轮机的进汽方式不同，汽轮机启动可分为高中压缸联合启动和中压缸启动

1.高中压缸联合启动

启动时，蒸汽同时进入高中压缸冲转转子这种启动方式可以使汽缸和转子所受的热冲击减小，加热均匀，启动时间也短，尤其是高中压缸合缸的机组分缸处加热比较均匀，是传统的启动方式，但这种方式因高压缸排汽温度低，造成再热蒸汽温度低，中压缸升温慢，限制了启动速度。

① 带旁路；

② 冷态或热态；

③ 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。

2.中压缸启动

启动初期，高压缸不进汽而中压缸进汽冲转，待汽轮机蒸汽参数达到一定值后，才开始向高压缸送汽。为防止高压缸鼓风摩擦发热，高压缸必须抽真空或通汽冷却，用控制高压缸内真空度或高压缸冷却汽量的方法控制高压缸温升率。待转速达一定值或待少量负荷后，再逐步向高压缸进汽，这种启动方式可克服中压缸温升大大滞后于高压缸温升的问题，提高启动速度，对控制相对膨胀有利，可以将高压缸的相对膨胀排除从而使汽轮机寿命延长，且运行灵活、可靠；其缺点是操作复杂、启动时间较长。

二、按冲转转子的方式分类

按冲转转子的方式分类，启动可分为调速汽门启动、自动主汽门启动和电动主汽门的旁路门启动

1.调速汽门启动

启动时在自动主汽门和电动主汽门汽门全开的情况下，用调速汽门来控制进入汽轮机的蒸汽流量，这种启动方式是在喷嘴调节的汽轮机启动时采用。这种启动方式可减少蒸汽的节流作用，但汽机进汽处圆周方向温差较大，受热不均匀，且蒸汽通过喷嘴后焓值下降，调节级汽温降低，这在热态启动中极为不利。

2.自动主汽门启动

启动时，调速汽门全开，进入汽轮机的蒸汽量由自动主汽门控制，这种启动方式称为自动主汽门启动。这种启动方式在启动初期，汽轮机全周进汽，汽轮机上下左右各侧受热均匀，但容易造成自动主汽门的冲刷，使自动主汽门关闭不严，降低了自动主汽门的保护作用。

三、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：

① 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；

② 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；

③ 流量大，防止末级超温。

2)滑参数启动分两种：

① 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

② 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。

四、按启动前汽轮机金属温度分

①冷态启动（150~180℃）

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%）

②温态启动（180~350℃）

停机 10~56 小时（汽缸金属温度约在该测点满负荷温度的 40%~80%）

③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%）

④极热态启动：停机小于 1 小时

五、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。

汽轮机启动过程中的问题解释

1、所有辅助设备及系统运行正常，无禁止启动条件存在。

【释义】润滑油泵、顶轴油泵或盘车装置故障都不能使机组正常启动。依据《电力工业技术管理法规》第3-6-23条。

2、汽轮发电机组已连续盘车12小时以上，且盘车电流、转子偏心符合要求，高、中、低压缸胀差、轴向位移正常。

【释义】汽轮机连续盘车可以消除转子残余应力、减少热弯曲，盘车电流、转子偏心符合要求、胀差和轴向位移正常说明转子无弯曲、动静无摩擦。

3、有关参数应稳定在下列值。

a) 主汽压力 4.0MPa

b) 主汽温度 380℃

c) 再热汽压力 1.5MPa

d) 再热汽温度 360℃

【释义】主汽压力与再热压力的选择是可以满足冲转顺利通过临界转速至定速、带部分负荷并能顺利由中压缸进汽切至高中压缸联合进汽，蒸汽温度360~380℃，比蒸汽在4.0MPa下的饱和温度250℃高约110~130℃，且放热系数小，避免对机组产生热冲击。依据《阿尔斯通330MW汽轮机说明书》

e) 凝汽器真空>82KPa

【释义】真空70KPa以上不宜过高过低，在冲转时蒸汽在汽轮机内凝结有个过程，真空会有不同程度的降低，若真空过低，在冲转瞬间会有使大气排汽门动作的危险，且真空低使排汽温度升高，造成铜管胀口松弛，产生漏泄，真空过高对暖机不利且达到过高真空加长了启动时间。

f) EH油压 12.4～14.6 MPa

【释义】EH油压的选择12.4～14.6 MPa是根据调速系统的动态特性，保证主汽门、调速汽门能够动作迅速，迟缓率小而且还能保证系统的安全稳定性。

g) EH油温 35℃～50℃

【释义】EH油温35℃～50℃是因为EH油温过高时EH油油质会迅速劣化，而油温过低使EH油粘度增大使EH油泵过负荷，影响调速系统动作速度。

h) 润滑油压 0.15～0.2MPa

【释义】润滑油压选择0.15～0.2MPa是根据转子重量、转速、轴瓦的构造和润滑油的粘度来决定的，以保证运行中轴瓦与轴颈间形成良好的油膜，有足够的油量冷却轴承。

i) 润滑油温 35℃～40℃

【释义】润滑油温35℃～40℃主要是为了在轴瓦中建立正常油膜，若低于30℃油的粘度增大，冷态启动冲动时间长，轴承摩擦耗功增加，承载能力降低，油膜工作不稳定并可能引起机组振动。依据部颁规程第75条（3）“升速前油温不应低于30℃。”之规定。

j) 高、中压缸上、下温差<90℃，各点金属温度正常。

【释义】上下缸温差过大将使下缸底部径向间隙减小，若大于90℃，将使底部径向间隙消失，易使动静部分摩擦，尤其是转子存在热弯曲时，这时冲动则动静部分摩擦的危险更大，汽缸上下温差过大，常是造成大轴弯曲的原始因素。依据二十五项重点要求第10.1.2.3规定。

k) 联系化学化验蒸汽品质符合要求。

【释义】蒸汽品质不合格会使汽轮机叶片结垢，从而使汽轮机效率下降，轴向推力增加，转子质量不平衡，汽轮机振动增大等后果。

l) 确认汽机所有疏水阀开启。

【释义】汽轮机冲转时就是对汽轮机的加热过程，产生的疏水必须及时排出，否则会使金属温差变大，影响热膨胀、严重时造成水冲击。

m) 检查确认低压缸喷水阀(303081) (403081)开启。

【释义】冲转初期进入低压缸的蒸汽量很少，由于低压转子叶片长，鼓风摩擦产生的热量也多使低压缸也受热膨胀，需要开启低压缸喷水阀降低低压缸温度，使低压缸膨胀在正常范围内。

n) 检查确认汽轮发电机组所有保护投入正常。

【释义】汽轮发电机组所有保护投入，以保证在冲动后，发生不正常的情况下，能迅速切断汽轮机进汽，停止机组运行，不致引起设备的严重损坏事故，达到自动保护设备安全的目的。

5、冲转条件满足后，汇报单元长、值长，接冲转命令，全面检查正常后，记录冲转前的主要参数，如主、再热蒸汽压力、温度、轴向位移、真空、胀差、润滑油压、油温等。

【释义】记录冲转前参数以便分析、对照。

6、在DEH“转速控制”画面上，按下“中缸控制”按钮，检查“中缸控制”灯亮。

【释义】中缸控制按钮说明是采用中压缸冲转，通过控制中压调速汽门开度控制汽轮机转速和负荷

7、在DEH上按下“目标值”，设定目标转速1000 r/min，升速率由DEH根据中压内缸上法兰中壁金属温度计算后自动给定。

【释义】在冷态滑参数启动时首先应冲转至1000r/mim进行暖机，1000r/min暖机是属于中速暖机，选择该转速暖机主要是为避开临界转速，防止落入共振区，引起强烈振动。另外也是提高转子温度防止低温脆性破坏和过大的热应力，中速暖机必须充分，否则高速暖机时金属温升率就可能过高，同时也是暖机检查阶段。

8、按“进行”键，“进行”灯亮，“保持”灯灭，注意中压调门慢慢开启，进行升速，当实际转速大于140r/min时，检查盘车装置应自动脱扣，退出运行，否则应立即打闸停机，待故障消除后重新冲转。

【释义】按“进行”键后中压调门开启开始冲转，汽轮机转速大于140r/min时盘车装置应自动脱扣否则汽轮机主轴带动盘车装置将会使盘车装置严重损坏。

9、冲转后主蒸汽压力下降，应及时调小高旁减压阀（300309）（400309），增加燃油量，稳定主蒸汽压力，高压旁路转为定压控制方式。

【释义】汽轮机冲转后汽轮机进汽使压力下降，应与锅炉做好联系工作，掌握好提前量控制好参数防止参数波动过大。

10、转速升至600r/min时，可按“保持”键，“进行”灯灭，“保持”灯亮，机组停止升速，对机组进行全面检查。

【释义】在汽轮机转速较低时保持转速进行全面检查及时发现影响机组启动的因素，及时予以消除防止扩大故障。

11、倾听机组声音正常，必要时可脱扣进行摩擦检查。

【释义】通过听音棒等工具仔细倾听机组内部声音，检查动静部分是否有摩擦，必要时通过打闸惰走消除进汽声音的影响。

12、检查汽机本体，管道应无水击、振动现象,疏放水系统无异常。

【释义】检查防止因暖机、暖管不充分、疏水不畅、加热过于剧烈等原因引起水击、振动现象。

13、检查轴承金属温度、回油温度、轴承振动、轴向位移、差胀等都在正常范围内。

【释义】汽轮机冲动后加强对轴承金属温度、回油温度、轴承振动、轴向位移、差胀的检查，发现异常变化要及时分析变化原因，及时予以消除。

14、注意发电机氢压、氢气温度、密封油压、密封油氢/油压差正常.

【释义】汽轮机冲动后加强对发电机氢压、氢气温度、密封油压、密封油氢/油压差的检查，发现异常变化要及时分析变化原因，及时予以消除。

15、注意高、中压缸各点温度、温升及上下缸温差的变化。

【释义】汽轮机冲动后加强对发电高、中压缸各点温度、温升及上下缸温差的检查，发现异常变化要及时分析变化原因，及时予以消除。

16、注意凝汽器真空、水位，除氧器和低加的水位。

【释义】汽轮机冲动后加强对凝汽器真空、水位，除氧器和低加的水位的检查，发现异常变化要及时分析变化原因，及时予以消除。

17、注意润滑油压、EH油油压、油温、油箱油位的变化情况。

【释义】汽轮机冲动后加强对润滑油压、EH油油压、油温、油箱油位的检查，发现异常变化要及时分析变化原因，及时予以消除。

18、检查一切正常后, 按“进行”键，当机转速达到1000r/min时, “进行”灯灭，机组自动停止升速，保持该转速下暖机30分钟并进行以上各项目的检查。（直到高压外缸下法兰金属温度达到190℃时，暖机结束，才允许汽轮机升速）

【释义】600r/min全面检查正常后升至1000r/min进行中速暖机，选择该转速暖机主要是为避开临界转速，防止落入共振区，引起强烈振动。另外也是提高转子温度防止低温脆性破坏和过大的热应力，中速暖机必须充分，否则高速暖机时金属温升率就可能过高，同时也是暖机检查阶段。

19、当高压外缸下法兰金属温度≥190℃时，检查高压缸倒暖门(300308) (400308)应自动关闭，高压缸抽真空阀(345037) (445037)自动开启，高排逆止门(300306) (300307) (400306) (400307)强制关闭，确认高压缸处于真空状态。

【释义】1000r/min暖机的目的就是提高转子温度防止低温脆性破坏和过大的热应力，当转子金属温度降低至小于FATT时，材料冲击韧性下降很多并出现脆性。因为转子暂态温度分布复杂，转子温度不宜测量，因此一般取其对应的汽缸温度作为参考。当高压外缸下法兰金属温度≥190℃时就可以判断相应的高压转子温度已经超过了低温脆性转变温度，同时高压缸得到了充分的加热，继续升速时高压缸为了防止转子鼓风摩擦产生的热量将关闭高排逆止门和倒暖门，开启抽真空门使高压缸内保证真空状态。

20、暖机结束，按下“目标值”，设定目标转速3000r/min，按“进行”键，汽机继续升速。

【释义】中速暖机结束后高压缸由倒暖状态切至抽真空状态后继续升速至额定转速。

21、当转速达到1050 r/min时，检查高压主汽门（300300）（300301）（400300）（400301）应自动关闭，复查高排逆止门(300306) (300307) (400306) (400307)，高压缸抽真空阀(345037) (445037)位置正确。

【释义】防止高压调速汽门不严影响高压缸抽真空效果。

22、升速期间应按规定项目进行全面检查，并重点检查各瓦轴颈振动变化情况。

【释义】随着转速的升高各轴承油膜也逐渐形成，轴颈的相应位置也会发生一定的变化，而且还会通过临界转速，这都会影响到各轴颈振动的变化，因此要重点检查各瓦轴颈振动情况。在冲转过程中通过临界转速区域时在DEH画面中有“正在通过临界转速”提示,在通过临界转速区的前后50转，升速率自动更改为500r/min，

23、转速达2900r/min时，检查盘车电机和顶轴油泵自动停止；转速达3000r/min时, “进行”灯灭，“保持”灯亮，检查主油泵工作正常，出口油压正常，检查润滑油压正常，停止交流润滑油泵运行。注意汽轮机各轴瓦温度和振动应正常。

【释义】转速达2900r/min时，在顶轴盘车功能组投入的情况下盘车电机和顶轴油泵自动停止，在冲转过程中转速升至2900r/min时，升速率自动更改为50r/min，当汽轮机转速达到3000r/min时主油泵已经正常工作，检查正常后就可以停止交流润滑油泵。

24、机转速3000r/min下停留20分钟进行暖机，并对汽轮机组进行全面检查。

【释义】汽轮机转速达到3000r/min下停留20分钟进行高速暖机，减少各部分温差减小热应力，使汽缸、转子得到充分的加热和膨胀。

25、机转速3000r/min，各参数稳定、正常后做下列试验：

a)润滑油压力开关试验。

【释义】见主机试验部分

b)真空压力开关试验。

【释义】见主机试验部分

26、汽机冲转升速、暖机过程中，应尽量保持汽压、汽温及水位等参数稳定。

【释义】汽温波动过大会使汽轮机产生过大的热应力，汽压波动会使汽轮机转速发生影响，使汽轮机转速不稳。汽包水位不稳有可能使锅炉MFT保护动作从而使汽轮机跳闸。因此应控制好各参数，保持参数稳定。

27、进入汽轮机的蒸汽温度至少有80℃的过热度。

【释义】防止进入汽轮机的蒸汽经过膨胀做功后温度降至饱和温度以下，蒸汽中含水将造成水冲击等严重后果。

28、在升速过程中，需要时可按“保持”键保持转速，但严禁在临界转速区域停留。

【释义】通过临界转速应迅速平稳，防止在临界转速停留，落入共振区，造成振动损坏，依据二十五项重点要求第10.1.4.2条规定。

29、升速率根据DEH根据中压内缸上法兰中壁金属温度（GMA TE 038）确定：

（GMA TE 038）＜150℃时，升速率100r/min.。150℃＜（GMA TE 038）时，升速率500r/min。

【释义】汽轮机冷态启动是个加热过程，在金属内势必产生热应力，汽轮机冲转后蒸汽进入汽轮机内，通过调整转速速率来间接控制金属温升率来控制热应力，通过监视中压缸上法兰中壁温度计算出对应的温升率既能够保证不产生过大的热应力又可以尽快的升至额定转速，缩短启动试验。依据《阿尔斯通330MW汽轮机说明书》

30、注意汽机本体、管道无水冲击及异常振动现象，汽机疏放水系统正常；

【释义】检查防止因暖机、暖管不充分、疏水不畅、加热过于剧烈等原因引起水击、振动现象。

31、冲转升速过程中注意监视各轴承振动、瓦温正常。

【释义】随着转速的升高各轴承油膜也逐渐形成，轴颈的相应位置也会发生一定的变化，而且还会通过临界转速，这都会影响到各轴颈振动的变化，因此要重点检查各瓦轴颈振动情况。随着转速的升高和负荷的增加油膜和轴颈摩擦产生的热量也相应的增加，因此对瓦温也要注意监视。