汽輪機(jī)的啟動(dòng)和停止

汽輪機(jī)的啟動(dòng)和停止①啟動(dòng):汽輪機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)到工作狀態(tài)的過程啟動(dòng)前的準(zhǔn)備→沖轉(zhuǎn)→升速→并網(wǎng)→帶負(fù)荷②停機(jī):汽輪機(jī)從工作狀態(tài)到靜止(或帶盤車)狀態(tài)減負(fù)荷→解列→轉(zhuǎn)子惰走 →投盤車③啟動(dòng)是加熱過程,而停機(jī)則是降溫過程對(duì)汽輪機(jī)而言,一次起停(負(fù)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)致裂紋汽輪機(jī)的啟動(dòng)一、啟動(dòng)方式的分類1.按新汽參數(shù)分:額定參數(shù)啟動(dòng)、滑參數(shù)啟動(dòng)1)滑參數(shù)啟動(dòng)的優(yōu)點(diǎn):①相對(duì)于額定參數(shù)啟動(dòng),滑參數(shù)啟動(dòng)的進(jìn)汽參數(shù)低、流量大,對(duì)汽輪機(jī)加熱均勻,減小熱應(yīng)力、脹差;②進(jìn)汽參數(shù)低,可減少啟動(dòng)汽水損失,縮短啟動(dòng)時(shí)間,提高啟動(dòng)經(jīng)濟(jì)性;③流量大,防止末級(jí)超溫2)滑參數(shù)啟動(dòng)分兩種:①壓力法啟動(dòng)沖轉(zhuǎn)前主汽門前蒸汽有一定壓力和溫度,升速過程逐漸開大調(diào)門,利用調(diào)門控制轉(zhuǎn)速,直到額定轉(zhuǎn)速調(diào)門全開②真空法啟動(dòng)鍋爐點(diǎn)火前,從鍋爐到調(diào)節(jié)級(jí)前所有閥門打開,投入抽氣設(shè)備使?fàn)t,機(jī)都處于真空狀態(tài),升速帶負(fù)荷全部由鍋爐控制2.按沖轉(zhuǎn)方式分:高壓缸啟動(dòng)、中壓缸啟動(dòng)、高中壓缸聯(lián)合啟動(dòng)1)中壓缸啟動(dòng)①啟動(dòng)時(shí)蒸汽不經(jīng)過高壓缸,直接從中壓缸進(jìn)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(fù)荷(如5%負(fù)荷)后再切換到高壓缸進(jìn)汽。
安全性較高,但啟動(dòng)時(shí)間延長②進(jìn)汽時(shí)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(shí)間,汽缸加熱均勻,采用中壓缸進(jìn)汽方法,同樣沖轉(zhuǎn)功率下焓降小、流量大③高壓轉(zhuǎn)子同時(shí)被加熱2)高中壓缸聯(lián)合啟動(dòng)①帶旁路;②冷態(tài)或熱態(tài);③啟動(dòng)時(shí),高中壓缸同時(shí)進(jìn)汽沖動(dòng)轉(zhuǎn)子,對(duì)合缸機(jī)組有好處,減少熱應(yīng)力,縮短啟動(dòng)時(shí)間3.按啟動(dòng)前汽輪機(jī)金屬溫度分:①冷態(tài)啟動(dòng)(150~180℃)停機(jī)時(shí)間大于72小時(shí)(汽缸金屬溫度約低于該測(cè)點(diǎn)滿負(fù)荷溫度的40%)②溫態(tài)啟動(dòng)(180~350℃)停機(jī)10~56小時(shí)(汽缸金屬溫度約在該測(cè)點(diǎn)滿負(fù)荷溫度的40%~80%)③熱態(tài)啟動(dòng)(>350℃)停機(jī)小于10小時(shí)(汽缸金屬溫度約高于該測(cè)點(diǎn)滿負(fù)荷溫度的80%)④極熱態(tài)啟動(dòng):停機(jī)小于1小時(shí)4.按照汽輪機(jī)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(FATT):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5.按控制進(jìn)汽的閥門分:1)調(diào)節(jié)汽門啟動(dòng)電動(dòng)主閘門和自動(dòng)主汽門全開,進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽由調(diào)節(jié)汽門控制2)自動(dòng)主汽門和電動(dòng)主閘門(或旁路門)啟動(dòng)調(diào)節(jié)汽門全開,進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽由自動(dòng)主汽門和電動(dòng)主閘門(或旁路門)控制二、冷態(tài)啟動(dòng)1.冷態(tài)滑參數(shù)啟動(dòng)的主要步驟①啟動(dòng)前的準(zhǔn)備工作②抽真空③暖管④沖轉(zhuǎn)、升速和定速暖機(jī)⑤并列接待初始負(fù)荷⑥加負(fù)荷至額定值2.沖轉(zhuǎn)前操作程序配汽包爐的機(jī)組:油循環(huán)~發(fā)電機(jī)水冷系統(tǒng)投用~啟動(dòng)盤車~軸冷系統(tǒng)投用及循環(huán)水母管沖壓~低壓清洗及凝結(jié)水循環(huán)~除氧器加熱~鍋爐上水~凝汽器抽真空~軸封送汽~鍋爐點(diǎn)火后汽機(jī)進(jìn)汽管暖管。
配直流爐的機(jī)組:油循環(huán)~發(fā)電機(jī)水冷系統(tǒng)投用~啟動(dòng)盤車~軸冷系統(tǒng)投用及循環(huán)水母管沖壓~低壓清洗及凝結(jié)水循環(huán)~高壓清洗、給水循環(huán)一除氧器加熱~凝汽器抽真空~鍋爐點(diǎn)火后汽機(jī)進(jìn)汽管暖管~軸封送汽軸冷系統(tǒng)投用及循環(huán)水母管沖壓有時(shí)放在最前面進(jìn)行由于每臺(tái)機(jī)組的型式不同,所以冷態(tài)沖轉(zhuǎn)前的操作內(nèi)容會(huì)有區(qū)別,而且操作順序也會(huì)有些不同,但大部分操作內(nèi)容和程序都是相同的1)啟動(dòng)前的準(zhǔn)備工作疏水門全開,油泵試轉(zhuǎn)供油正常,盤車馬達(dá)試運(yùn)轉(zhuǎn)正常油泵、給水泵、凝結(jié)水泵聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)真空系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)檢查重要表計(jì)正常:轉(zhuǎn)速、晃動(dòng)、汽缸金屬溫度、水位計(jì)等除氧器水位 2/3,凝結(jié)器水位 3/4,油箱油位 2/3油循環(huán):①目的:檢查油系統(tǒng)完好程度,進(jìn)一步凈化油系統(tǒng),提高透平油油質(zhì),調(diào)節(jié)油溫,維持冷油器出口,軸承入口 35-45℃(油溫過高,粘度低,油膜薄, 軸承易干磨,油易老化, 油溫過低,粘度大,油膜厚,穩(wěn)定性差,油膜振蕩引發(fā)振動(dòng)增大)②主要操作:投啟動(dòng)油泵,開冷油器油側(cè)進(jìn)、出口門,水側(cè)進(jìn)口門開、出口門關(guān)注意油箱油位變化2)啟動(dòng)盤車汽輪機(jī)啟動(dòng)前必須先投盤車,原因:①啟動(dòng)盤車后可先對(duì)機(jī)組進(jìn)行檢查;②汽機(jī)沖轉(zhuǎn)前會(huì)有部分蒸汽進(jìn)入機(jī)內(nèi),若轉(zhuǎn)子靜置,會(huì)產(chǎn)生熱彎曲。
3)低壓清洗和凝結(jié)水循環(huán)凝結(jié)水以及除氧器系統(tǒng)的沖洗——低壓清洗給水系統(tǒng)的沖洗——高壓清洗低壓清洗和凝結(jié)水循環(huán)的目的:清洗凝汽器、軸封加熱器、低壓加熱器、除氧器及其管系,并使系統(tǒng)內(nèi)水質(zhì)達(dá)到要求檢查設(shè)備系統(tǒng)工作情況是否正常,并建立凝結(jié)水系統(tǒng)循環(huán),以便啟動(dòng)給水循環(huán)4)除氧器加熱汽包爐進(jìn)水前及直流爐點(diǎn)火前應(yīng)對(duì)除氧器的水進(jìn)行加熱,將其加熱到微正壓下的飽和溫度,進(jìn)行熱力除氧(除氣),以保證鍋爐點(diǎn)火時(shí)爐內(nèi)給水水質(zhì)合格,防止鍋爐腐蝕注意事項(xiàng):①除氧器加熱的條件:凝結(jié)水系統(tǒng)清洗結(jié)束;除氧器系統(tǒng)已按加熱前要求檢查過,閥門位置已按規(guī)定設(shè)置完畢;除氧器汽壓聯(lián)鎖及高水位、低水位保護(hù)已校驗(yàn)正常,已處在準(zhǔn)備充水加熱的狀態(tài);除氧器水位已由凝結(jié)水補(bǔ)水泵加至規(guī)定值;除氧器備用汽源正常,備用汽管道已經(jīng)充分暖管②除氧器進(jìn)汽前需啟動(dòng)除氧循環(huán)泵,并確保除氧循環(huán)泵運(yùn)轉(zhuǎn)正常③除氧器進(jìn)汽加熱時(shí),應(yīng)維持正常水位④給水箱出水含氧量應(yīng)合格5)高壓清洗和大循環(huán)機(jī)組啟動(dòng)時(shí),高壓清洗指高壓給水管道沖洗和鍋爐冷態(tài)水沖洗;大循環(huán)即指鍋爐點(diǎn)火前給水的正常循環(huán)對(duì)汽包爐來說沒有大循環(huán),只有向鍋爐上水配直流爐機(jī)組的高壓清洗和大循環(huán)配直流爐的機(jī)組,鍋爐的進(jìn)水、低溫沖洗都用給水泵進(jìn)行。
6)抽真空,投入軸封系統(tǒng)目的:創(chuàng)造暖管、沖轉(zhuǎn)條件操作順序:投循環(huán)水→投凝結(jié)水→投盤車→投抽氣器→投汽封 ?(防止軸承油中帶水)軸封供汽過熱度大于 14 度供汽壓力用啟動(dòng)曲線推薦值在除氧器加熱凝結(jié)水后進(jìn)行,因?yàn)檫@時(shí)已可能會(huì)有熱水進(jìn)入凝汽器,待到鍋爐點(diǎn)火汽機(jī)進(jìn)汽管暖管時(shí),更會(huì)有大量的蒸汽進(jìn)入凝汽器如果凝汽器內(nèi)沒有建立一定的真空,汽水進(jìn)入凝汽器,會(huì)使凝汽器內(nèi)形成正壓,損壞排汽缸安全門等設(shè)備凝汽設(shè)備建立真空更是汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)必不可少的條件!注意事項(xiàng):①必須在盤車狀態(tài)下,才能投入軸封供汽②軸封送汽時(shí)間盡可能短③將真空維持到?jīng)_轉(zhuǎn)要求的數(shù)值特別注意:①冷態(tài)啟動(dòng),應(yīng)該先投入抽氣設(shè)備和軸封加熱器,后投入軸封供汽②熱態(tài)啟動(dòng),應(yīng)該先投入軸封供汽,后投入抽氣設(shè)備和軸封加熱器7)暖管①暖管內(nèi)容:主、再熱蒸汽管道,輔助用汽管道②暖管溫升速度:不大于 3~5℃/min③暖管時(shí)間:10-15min④暖管目的:防止蒸汽帶水進(jìn)入汽輪機(jī);減小管道熱應(yīng)力注意事項(xiàng):①疏水及時(shí)排放②暖管前,投循環(huán)水(因暖管疏水排至凝汽器),投凝結(jié)水系統(tǒng),投抽氣器③暖管及旁路投運(yùn)后,控制排汽室溫度在80℃以內(nèi)旁路系統(tǒng)投入使用后,排汽室溫度會(huì)逐漸升高,此時(shí)要控制低壓旁路排入凝汽器蒸汽的溫度,并控制排汽室溫度,以免對(duì)低壓缸膨脹差造成過大影響。
打開疏水門,保證疏水及時(shí)排出同時(shí)使管內(nèi)蒸汽流動(dòng),才能順利預(yù)熱管道,并使蒸汽本身的溫度逐漸提高至能滿足沖轉(zhuǎn)的要求3.沖轉(zhuǎn)參數(shù)選擇傳熱方式:凝結(jié)放熱—對(duì)流放熱—導(dǎo)熱啟動(dòng)參數(shù)的選擇,主要是考慮金屬部件的熱應(yīng)力,而熱應(yīng)力的大小主要是取決于蒸汽與金屬部件之間的溫差和放熱系數(shù)壓力過低,加熱效果差,暖機(jī)時(shí)間長;過高,熱沖擊大,且流量過小,暖機(jī)時(shí)間延長,開機(jī)時(shí)間延長高壓過熱蒸汽 ? ?低壓微過熱蒸汽 ? ?濕蒸汽低壓過熱蒸汽的放熱系數(shù)較?。é?=58.15~174.45 W/(m2· K)),相當(dāng)于額定參數(shù)時(shí)的1/10進(jìn)汽溫度要求蒸汽至少有50℃的過熱度適宜的啟動(dòng)蒸汽溫度對(duì)汽輪機(jī)的啟動(dòng)具有決定的意義再熱蒸汽往往難于同時(shí)達(dá)到要求過熱度要求常延遲沖轉(zhuǎn)時(shí)間,從而延長了整個(gè)機(jī)組的啟動(dòng)時(shí)間為了減小這種矛盾,常采用盡量開足再熱蒸汽管疏水閥門以增加疏水量的辦法有汽機(jī)旁路的機(jī)組,還采用在暖管時(shí)有意關(guān)小汽機(jī)低壓旁路閥,從而提高再熱蒸汽壓力以增加疏水量,達(dá)到提高中壓主汽門前再熱汽升溫速度,趕上主蒸汽升溫速度的目的為什么凝汽式汽輪機(jī)啟動(dòng)時(shí)要建立必要的真空?①可使汽缸內(nèi)氣體密度減小,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與氣體摩擦鼓風(fēng)損失也減小;②汽缸內(nèi)保持一定的真空,可增大進(jìn)汽做功的能力,減少汽耗量,并使低壓缸排汽溫度降低。
若啟動(dòng)時(shí)真空太低,沖轉(zhuǎn)時(shí)可能使凝汽器內(nèi)產(chǎn)生正壓,引起大氣安全門動(dòng)作或排汽室溫度過高,使凝汽器銅管急劇膨脹,造成脹口松弛,導(dǎo)致凝汽器漏水真空也不需要太高,過高,抽真空時(shí)間延長,流量過小,暖機(jī)時(shí)間延長,開機(jī)時(shí)間延長真空 450-500mmHg主汽為低壓微過熱蒸汽,溫度高于金屬溫度50-100度(不應(yīng)大于426度),過熱度不低于50度兩側(cè)主汽溫度差小于17度;上下缸溫差不大于50℃高、中壓缸合缸,主、再熱蒸汽溫度差一般為28度,短時(shí)可允許在42度,不得大于80度潤滑油壓及軸承油流正常,油溫35-45度晃動(dòng)變化:不大于原始的±0.02mm4.汽輪機(jī)冷態(tài)啟動(dòng)步驟1)沖轉(zhuǎn)和摩擦檢查①對(duì)300MW機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)時(shí),用主汽門沖轉(zhuǎn)暖機(jī),以100~150r/min的升速率將轉(zhuǎn)速升至600r/min,盤車裝置自動(dòng)退出②600r/min摩擦檢查切斷進(jìn)汽5min內(nèi)快速完成檢查,確認(rèn)無金屬聲后,迅速?zèng)_轉(zhuǎn)至 600轉(zhuǎn)/分,升速率100~150r/min2)升速到中速暖機(jī)1500 rpm(隨機(jī)組不同有變化),暖機(jī)★中速暖機(jī)轉(zhuǎn)速確定的原則①避開臨界轉(zhuǎn)速 (以實(shí)測(cè)的為準(zhǔn))②避開低壓缸長葉片共振頻率部分機(jī)組選用1500r/min 作為中速暖機(jī)轉(zhuǎn)速,上汽廠引進(jìn)型300MW機(jī)組,中速暖機(jī)轉(zhuǎn)速選用2000~2080r/min原因是考慮避開低壓缸長葉片共振頻率。
過臨界時(shí)注意的問題:迅速通過,嚴(yán)格監(jiān)視振動(dòng)機(jī)組過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)的升速率大多為300r/min暖機(jī)時(shí)間需60~90 min,引進(jìn)型300MW機(jī)組中速暖機(jī)時(shí)間長達(dá)180min中速暖機(jī)階段是否結(jié)束,要看高中壓缸的溫度水平3)升至全速中速暖機(jī)結(jié)束,升速到3000rpm,向電氣發(fā)出信號(hào)機(jī)組達(dá)到升速條件后,即可進(jìn)行升速操作機(jī)組在3000r/min時(shí),一般不安排暖機(jī)時(shí)間,只安排進(jìn)行少量的操作,并進(jìn)行全面檢查操作和全面檢查結(jié)束并確認(rèn)沒有問題后,將機(jī)組并入電網(wǎng)★沖轉(zhuǎn)過程基本要求升速率小于100-150r/min;汽缸金屬溫升率小于2-2.5度/min★快速平穩(wěn)過臨界轉(zhuǎn)速,嚴(yán)格監(jiān)視振動(dòng)防止振動(dòng)超過規(guī)定值,軸承振動(dòng)小于0.03mm,監(jiān)視好機(jī)組膨脹及脹差情況軸溫和軸承瓦溫、回油溫度加強(qiáng)監(jiān)視汽輪機(jī)的熱應(yīng)力監(jiān)視,可控制汽輪機(jī)啟動(dòng)的速度變化率,同時(shí)整個(gè)啟動(dòng)過程中控制負(fù)荷的變化率4)機(jī)組帶負(fù)荷暖機(jī)和并網(wǎng)后的操作300MW機(jī)組并網(wǎng)后低負(fù)荷暖機(jī)到帶滿負(fù)荷,共分15,30,60,120MW四個(gè)階段初始負(fù)荷3-5%,上汽要求lmin內(nèi)使機(jī)組帶上15MW負(fù)荷,防止逆功率保護(hù)動(dòng)作初始負(fù)荷暖機(jī)時(shí)間:30min在此期間鍋爐應(yīng)盡量保持汽壓、汽溫穩(wěn)定。
否則主汽溫度每升高1.7度,增加暖機(jī)時(shí)間1分鐘凝結(jié)水回收,凝結(jié)水放水門關(guān),至除氧器門開注意檢查汽缸上下溫差、轉(zhuǎn)子振動(dòng)、缸脹、脹差、軸向位移、軸承油壓油溫是否正常5)超速試驗(yàn)和 FATT負(fù)荷加至30MW,暖機(jī)4小時(shí)后超速試驗(yàn);30CrMoV的FATT約為100℃,運(yùn)行一段時(shí)間后時(shí)間,F(xiàn)ATT變高6)重新并網(wǎng)帶負(fù)荷,直至額定負(fù)荷升負(fù)荷中注意事項(xiàng):①15%負(fù)荷,停排汽缸噴水減溫;②負(fù)荷 60-80%,投高加或隨機(jī)組啟動(dòng)投高加;③升負(fù)荷速率,主、再熱汽溫升率不得大于規(guī)定值(參考規(guī)。