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发布时间:2024-07-17 点此:1185次
①启动:汽轮机由静止状态转入工作状态的过程。启动前准备→启动→提速→并网→负荷
②停机:汽轮机由工作状态转入静止状态(或带盘车装置)。减少负荷→断开→转子空转→开动盘车装置
③启动是加热过程,停机是冷却过程。对于汽轮机来说,启停(负荷变化)过程中会产生应力交变,造成低周疲劳损伤,最终产生裂纹。
蒸汽轮机启动
1.启动方式分类
1.按新汽参数:额定参数启动、滑动参数启动
1)滑动参数启动的优点:
①与额定参数启动相比,滑动参数启动进汽参数低、流量大,可以均匀加热汽轮机,减少热应力和膨胀差;
②较低的进汽参数,可减少启动蒸汽、水损失,缩短启动时间,提高启动经济性;
③流量大,防止末级过热。
2)滑动参数启动有两种类型:
① 压力法启动
启动前,主汽阀前蒸汽具有一定的压力和温度,升速过程中,逐渐打开节流阀,由节流阀控制转速,直至额定转速节流阀全开。
② 真空启动
锅炉点火前,从锅炉到调节级的所有阀门均打开,并启用真空设备,使炉膛、机内处于真空状态,升速、负荷均由锅炉控制。
2、按启动方式分:高压缸启动、中压缸启动、高中压缸联合启动
1)中压缸启动
①启动时,蒸汽不经过高压缸,直接进入中压缸喷汽。为维持高压缸的温度水平,可采用通气阀或反向加热的方法。当转速升到一定转速或电网接上一定负荷(如5%负荷)时,切换到高压缸喷汽。安全性较高,但启动时间延长。
②蒸汽进汽时经过热器、再热器两次加热,缩短了加热到预定参数的时间,汽缸受热均匀,采用中压汽缸进汽方式,在同样的冲量功率下,焓降小、流量大;
③高压转子同时加热。
2)高中压缸联合启动
① 带旁路;
②冷状态或者热状态;
③启动时,高、中压缸同时通入蒸汽刺激转子,有利于并缸机组,减少热应力,缩短启动时间。
3、根据汽轮机启动前金属温度:
①冷启动(150~180℃)
停机时间大于72小时(测量点处气缸金属温度比满负荷温度约低40%)
②热启动(180~350℃)
停机10~56小时(此测点处气缸金属温度约为满负荷温度的40%~80%)
③热启动(>350℃)
停机时间小于10小时(测点处气缸金属温度比满负荷温度高约80%)
④极热启动:关机时间小于1小时
4、根据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):低于此温度kaiyun官方网站登录入口,转子材料呈现冷脆性,容易产生开裂。
5.根据控制蒸汽入口的阀门分为:
1)调整阀门启动
电动主闸门、自动主蒸汽阀全开,进入汽轮机的蒸汽由调节阀控制。
2)自动主汽阀及电动主闸门(或旁路闸门)启动
蒸汽门调节至全开,进入汽轮机的蒸汽由自动主蒸汽门和电动主汽门(或旁路汽门)控制。
2.冷启动
1 冷滑参数启动主要步骤
①开机前准备
②吸尘
③加热管
④ 冲刺、提速、恒速热身
⑤并行接收初始负载
⑥增加载荷至额定值
2. 预冲洗程序
带汽包锅炉的机组:
油循环~发电机水冷系统调试~起动盘车~轴冷系统调试及循环水管冲压~低压清洗及冷凝水循环~除氧器加热~锅炉给水~凝汽器抽真空~轴封送汽~锅炉点火后汽轮机进汽管道加热。
配备直流炉的装置:
油循环~发电机水冷系统调试~起动盘车~轴冷系统调试及循环水管冲压~低压清洗及冷凝水循环~高压清洗、给水循环~除氧器加热~凝汽器抽真空~锅炉点火后汽轮机进汽管加热~蒸汽输送至轴封。
有时要先进行轴冷却系统的调试和循环水母管的冲压。
由于每台机组类型不同,冷启动前的操作会有所不同,操作顺序也会略有不同,但大部分操作内容和程序是相同的。
1)开机前的准备
泄油阀全开,油泵试运转供油正常,回转马达试运转正常。
油泵、给水泵、凝结水泵联锁试验。
检查真空系统、循环水系统。
重要仪表正常:转速、振动、筒体金属温度、水位计等。
除氧器水位为2/3,凝汽器水位为3/4,水箱油位为2/3。
油循环:
①目的:检查油系统的完好性,进一步净化油系统,提高透平油质量,调整油温,保持油冷却器出口及轴承进口处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,粘度高,油膜厚,稳定性差,油膜振荡引起的振动增大)。
②主要操作:启动油泵,打开油冷却器进出油门,打开进出水门,注意油箱内油位的变化。
2)开始转动
启动前必须先打开涡轮机,原因如下:
① 启动机组后,首先进行检查;
② 汽轮机运转前,一部分蒸汽会进入汽轮机内部,如果转子处于静止状态,就会产生热弯曲。
3)低压清洗及冷凝水循环
冷凝水和除氧器系统的冲洗 - 低压清洗
供水系统冲洗-高压清洗
低压清洗及凝结水循环的目的是清洗凝汽器、轴封加热器、低压加热器、除氧器及其管道,保证系统内水质符合要求。
检查设备系统是否工作正常,建立冷凝水系统循环,启动供水循环。
4)除氧器加热
汽包锅炉给水前、直流锅炉点火前,应在微正压下将除氧器内的水加热到饱和温度,进行热力除氧(脱气),保证锅炉点火时锅炉内给水质量合格开yun体育官网入口登录APP下载安装苹果,防止锅炉腐蚀。
防范措施:
①除氧器加热条件:凝结水系统已清洗;加热前除氧器系统已按要求检查,阀位已按要求整定;除氧器汽压联锁、高低水位保护已校准且正常,准备注水加热;凝结水补水泵已将除氧器水位加至规定值;除氧器备用汽源正常,备用蒸汽管道已充分暖机。
②除氧器通汽前,必须启动除氧器循环泵,并保证其运行正常。
③除氧器采用进汽加热时,应保持正常水位。
④水箱出水含氧量应合格。
5)高压清洗、大循环
机组启动时,高压清洗是指对高压供水管道及锅炉冷水进行冲洗;大循环是指锅炉点火前正常的供水循环。对于汽包锅炉,没有大循环,只对锅炉供水。
对于装有直流炉的机组和装有直流炉的大循环机组的高压清洗,锅炉的进水和低温冲洗均由给水泵进行。
6)抽真空并投入轴封系统
目的:为管道升温、冲洗创造条件
操作顺序:加循环水→加冷凝水→加转盘→加真空泵→加汽封(防止水进入轴承油)
轴封蒸汽过热度大于14度,供汽压力采用启动曲线推荐值。
这是在除氧器加热凝结水后进行的,因为此时可能会有热水进入凝结器。当锅炉点火,汽轮机进汽管预热时,会有大量蒸汽进入凝结器,如果凝结器内没有建立一定的真空,蒸汽和水就会进入凝结器,使凝结器内形成正压,损坏排汽缸安全门等设备。
在冷凝设备中产生真空是汽轮机启动的必要条件!
防范措施:
① 发动机处于盘车状态时,才可开始向轴封供给蒸汽。
②轴封蒸汽输送时间应尽量短
③维持真空度为行程所要求的值。
注意:
①冷态启动时,应先启动排气设备和轴封加热器,后启动轴封供汽。
②热启动时,应先启动轴封供汽,后启动排气设备,再启动轴封加热器。
7)加热管
①管道加热内容:主、再热蒸汽管道、辅蒸汽管道。
②加热管温升速度:不大于3~5℃/min。
③加热时间:10-15min。
④管道加热的目的:防止蒸汽带水进入汽轮机,减少管道内的热应力。
防范措施:
①及时排水。
②加热管道前,先启动循环水(因加热管道要往冷凝器排水),启动冷凝水系统,启动真空泵。
③加热管及旁路投入后,排气室温度控制在80℃以内。
旁路系统投入使用后,排汽室温度会逐渐升高,此时需要控制经低压旁路排入凝汽器的蒸汽温度,控制排汽室温度,避免对低压缸胀差造成过大影响。
打开疏水阀,保证疏水及时排出,管内蒸汽畅通,从而顺利预热管道,逐步提高蒸汽本身的温度,满足运行的要求。
3. 冲洗参数的选择
传热方式:冷凝放热-对流放热-传导放热
启动参数的选择主要考虑金属件的热应力,而热应力的大小主要取决于蒸汽与金属件之间的温差和热释放系数。
压力过低,加热效果差,预热时间长;压力过高,热冲击大,流量过小,预热时间延长,启动时间延长。
高压过热蒸汽 低压微过热蒸汽 湿蒸汽
低压过热蒸汽放热系数较小(α=58.15~174.45W/(m2·K)),与额定参数相当。
1/10。
入口蒸汽温度要求蒸汽过热度至少为50°C。
合适的启动蒸汽温度对汽轮机的启动具有决定性的意义。
再热蒸汽往往难以同时达到所要求的过热度,这往往会推迟启动时间,从而延长整个机组的启动时间。
为了减少这一矛盾,常采取尽可能打开再热蒸汽管道疏水阀,增加疏水量的方法。对于设有汽轮机旁路的机组,在暖管时有意关闭汽轮机低压旁路阀,提高再热蒸汽压力以增加疏水量,从而提高中压主汽门前再热蒸汽温升速度,追上主蒸汽温升速度。
为什么凝汽式汽轮机启动时要产生必要的真空?
①可降低筒内气体密度,减少转子旋转时因转子与气体摩擦而产生的鼓风损失;
②保持汽缸内一定的真空度,可以增加进入蒸汽的做功能力,减少蒸汽消耗,降低低压缸排汽温度。
如果开机时真空度过低,在升温过程中可能造成冷凝器内产生正压,使大气安全阀动作或排气室温度过高,使冷凝器铜管迅速膨胀,产生膨胀松动,造成冷凝器泄漏。
真空度不需太高,太高会延长抽真空时间,流量太小会延长预热时间和开机时间。
真空450-500mmHg。
主蒸汽为低压微过热蒸汽,其温度高于金属温度50-100度(不应大于426度),过热度不低于50度。
两侧主蒸汽温差小于17度;
上下筒体温差不大于50℃
高压、中压缸并车时,主、再热蒸汽温差一般为28度,短时间允许42度,严禁超过80度。
润滑油压力、轴承油流正常,油温35-45度。
摇动变化:不超过原来的±0.02mm。
4. 蒸汽轮机冷启动程序
1)冲压和摩擦检查
①300MW机组冷态启动时,先用主汽门对机组进行暖机,以100~150r/min的速率将转速升至600r/min,起动装置自动退出。
②600r/min摩擦检查。切断蒸汽供应,在5分钟内迅速完成检查。确认无金属声后,迅速将转速提高到600 rpm,并以100~150r/min的速度增加转速。
2)将速度提高到中速并预热
1500 rpm(可能根据组别不同而有所差异),热身。
★中速预热速度的确定原则
①避开临界转速(以实测为准)
②避开低压缸长叶片的共振频率
有些机组采用1500r/min作为中速暖机转速,上汽引进的300MW机组中速暖机转速为2000~2080r/min,原因是为了避开低压缸长叶片的共振频率。
穿越临界点注意事项:快速通过,严格监测振动
机组过临界转速时的转速增速大多为300r/min
暖机时间为60~90分钟,进口300MW机组中速暖机时间长达180分钟。
中速暖机阶段是否结束取决于高压缸和中压缸的温度水平。
3)加速至全速
中速暖机完成后,转速升至3000 rpm,并向电气系统发送信号。
机组达到提速条件后即可进行提速运行,机组在3000r/min时一般不安排暖机时间,只安排少量运行,并进行全面检查,运行及全面检查完毕确认无问题后,机组并网运行。
★冲孔工艺的基本要求
升速小于100-150r/min;筒体金属温升速度小于2-2.5度/min
★快速平稳通过临界转速,严格监测振动
防止振动超过规定值,保持轴承振动小于0.03mm,监测机组的膨胀和胀差。
加强对汽轮机热应力的监测,通过监测轴温、轴壳温度、回油温度等,可以控制汽轮机启动时的转速变化率,控制整个启动过程中的负荷变化率。
4) 负荷预热期间及电网连接后的机组运行
300MW机组接入电网后,分15、30、60、120MW四个阶段从低负荷暖机至满负荷。
初始负载为3-5%,上汽集团要求机组在1分钟内带15MW负载,以防止启动逆功率保护。
初负荷预热时间:30分钟,在此期间,锅炉应尽量保持蒸汽压力、蒸汽温度稳定,否则主蒸汽温度每升高1.7度,预热时间增加1分钟。
回收冷凝水,并关闭冷凝水排水门,直至除氧器门打开。
注意检查上下缸温差、转子振动、缸内膨胀、胀差、轴向位移、轴承油压、油温是否正常。
5)超速试验和FATT
负荷增至30MW,暖机4小时后进行超速试验;
30CrMoV的FATT在100℃左右,运行一段时间后,FATT会升高。
6)重新接入电网,带电运行直至达到额定负载
加荷时注意事项:
①15%负荷时,停止对缸内排气,并喷水降温;
②当负荷为60-80%时,进行高压加热或随机组启动高压加热;
③负荷上升率及主蒸汽、再热蒸汽温升率不得大于规定值(参考规定或启动曲线)。
★汽轮机启停过程中参数控制原理
蒸汽温升速度→蒸汽金属温差→金属温升速度→金属温差→热应力、热膨胀、热变形
蒸汽温升速度:主蒸汽1-1.5℃/min,再热蒸汽2-2.5℃/min
金属温升速率:不大于1.5℃/min
3. 热启动
热态与冷态的分界温度为150℃,当汽缸达到此温度时,高中压转子中心孔温度已过了材料脆性转变温度,各部位金属温度及膨胀均已达到或超过了空载、全速的水平。
原则上在此温度启动时,启动后无需预热机器,只要检查工作和操作跟得上,转速可以直接提高到3000r/min。但不同机组的启动性能不同,对冷、热态边界温度的规定也各厂家不同。
经验表明,对于部分国产机组,即使高中压内缸下壁温度达到200℃,也不可能在不暖机的情况下直接升至3000r/min。更多机组经验表明,冷启动时高中压内缸下壁温度大于或等于250℃,这是升至全速的条件。
因此机组的热启动极限较高,有的机组以缸温400℃为标准。
★ 脆性转变温度FATT:不同温度下金属材料进行冲击试验时,脆性断口占试验断口的50%时的温度。
当材料在FATT温度以下工作时,冲击韧性明显下降,易发生脆性破坏。
CrMoV合金钢的FATT为80~130℃
1. 热启动注意事项
1)启动前,上下缸温差不应超过允许范围,以防止间隙发生变化,引起动、静摩擦。
2)热启动时采用高温轴封蒸汽,轴封供汽温度应与缸温相匹配,管路要充分预热,防止转子轴封段发生热冲击,造成高中压负胀差增大。
3) 在将蒸汽输送到轴封之前,打开齿轮。
4)严格控制主轴弯曲值和车床的使用。
热启动时应特别注意主轴弯曲(摇动)量不能超过规定值;
盘车过程中要认真聆听声音,检查轴封与机组之间是否有摩擦,如发现动、静摩擦则机组无法启动,若动、静摩擦严重则应停止连续盘车,改用手动盘车。
当主轴震动增大,并有金属摩擦声时,用手动盘车将主轴校直。
5)热启动参数
主蒸汽温度、再热蒸汽温度要求高于汽缸金属温度50~100℃,蒸汽过热度不小于56℃。启动时,主蒸汽温度、再热蒸汽温度的选择必须与高中压缸金属温度相匹配。
如果冲击参数低于汽缸金属温度,就会在汽缸内表面和转子外表面产生拉应力,过大的拉应力容易导致裂纹的产生。
经过调节级后的蒸汽温度比主蒸汽温度低50~100℃,同样,进入中压缸的再热蒸汽到达第一级出口时温度也要降低。
6)严格监测振动:特别是在中速时,如果振动超过限值,应立即刹车并开始连续转弯
2. 热启动操作注意事项
1)热启动时,应先给轴封供蒸汽,再抽真空。这是因为热启动时抽真空冷凝器时,如果轴封还未供蒸汽,转子轴封将受到强烈冷却。高中压缸轴封的供汽温度必须与金属温度相匹配。热启动时,轴封是最容易受到热冲击的部位。在给轴封供蒸汽之前,系统必须充分预热。在给轴封供蒸汽之前,先打开发动机。(热启动操作与冷启动操作的重要区别之一)
2)油冷却器出口温度不低于38度
3)热启动真空度应更高
4)热启动时云开全站app网页版官方入口,严格控制振动
5)热启动时胀差的控制热启动在提速过程中较容易遇到异常振动,若振幅超过允许值,应停机测量主轴弯曲情况,排除主轴弯曲可能;当振动有异常但未超标时,可停止提速,查找原因,若无改善,仍需停机处理。
启动时,加速率、负载转速、预热时间根据厂家提供的热启动曲线和寿命损失曲线确定,启动时热应力监测的关键是防止热转子和缸体冷却。
汽轮机停运
1. 分类
①滑参数停机
②额定参数停机:多为意外停机,先是打开制动,然后切断蒸汽供应,用空气冷却机器,会造成危害。
★停堆过程是汽轮机的冷却过程,产生拉应力和负膨胀差,更容易发生事故。
2.关机步骤
准备 → 降低负载 → 启动 → 断开发电机 → 转子空转 → 断开发电机
1.减少负荷
①开机时筒壁温降速率为3℃/min,关机时筒壁温降速率为1.5℃/min;
②启动时蒸汽温度低于金属温度20~35℃,高于金属温度50~100℃;
③投入备用汽封汽源,防止高压轴封局部负胀差。
2. 打开和关闭大门
①开闸:释放油压,汽阀不动
②扳动开关:油马达动作,油压增大,汽阀动作
3. 发电机断开
确保自动主蒸汽阀没有卡住。
4.转子空转
①标准空转时间:发电机解列后,从自动主汽门、调节汽门关闭起,至转子停止转动为止的一段时间。
②标准空转曲线:新机组投入运行一段时间,趋于正常后,停机时测得的nt曲线。
③记录转子空转时间的意义:每次停机时必须记录转子空转时间,并与标准空转时间进行比较,以反映设备的缺陷。