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发布时间:2024-12-22 点此:33次
① 启动:汽轮机从静止状态进入工作状态的过程。开机前准备→冲刺→提速→并网→负载
②停机:汽轮机由工作状态转入静止(或转动)状态。减载→解耦→转子滑行→变桨车
③ 启动是加热过程,停机是冷却过程。对于蒸汽涡轮机,启动和停止(负载变化)会经历应力交替,导致低周疲劳损坏并最终破裂。
1、启动方式分类
1.根据新车参数: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,使汽轮机受热均匀,减少热应力和膨胀差;
②低蒸汽输入参数可减少启动蒸汽和水的损失,缩短启动时间,提高启动经济性;
③ 大流量,防止末级超温。
2)滑参启动有两种类型:
① 压力法启动
在冲向前之前,主蒸汽阀前的蒸汽具有一定的压力和温度。在增速过程中,逐渐打开阀门,利用阀门控制速度,直至额定速度阀门全开。
② 真空方式启动
锅炉点火前,从锅炉到调节级的所有阀门均打开,并放入抽气设备,使炉内和机器处于真空状态。速度和负荷均由锅炉控制。
2、按冲方式分为: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,而是直接流入中压缸。为了维持高压缸的温度水平,可以使用通风阀或反向加热。当转速升至一定速度或并网一定负载(如5%负载)时,切换至高压缸进汽。安全性更高,但启动时间更长。
② 蒸汽通入后,经加热器和再热器两次加热,缩短了加热到预定参数的时间。筒体受热均匀。采用中压缸进汽方式。相同冲力下,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冷态或热态;
③启动时,高、中压缸同时向转子喷入蒸汽,有利于组合缸机组,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(缸体金属温度比测点满载温度低40%左右)
② 热启动(180~350℃)
停机10~56小时(筒体金属温度约为测点满负荷温度的40%~80%)
③热启动(>350℃)
停机时间小于10小时(缸体金属温度比测点满载温度高80%左右)
④极热状态启动:停机小于1小时
4、按汽轮机转子温度是否高于低温脆性转变温度分类
低温脆性转变温度(FATT):低于该温度转子材料表现出冷脆性,容易产生裂纹。
5、按控制蒸汽进口的阀门分:
1)调整阀门启动。
电动主闸门和自动主蒸汽阀全开,进入汽轮机的蒸汽由调节蒸汽阀控制。
2)自动主蒸汽阀和电动主闸门(或旁通门)启动
调节蒸汽阀全开,进入汽轮机的蒸汽由自动主蒸汽阀和电动主闸门(或旁通门)控制。
2.冷启动
1、冷滑参数启动主要步骤
①开机前的准备工作
② 吸尘
③加热管
④ 急转、提速、定速预热
⑤ 并行接收初始载荷
⑥将负载加至额定值
2、冲洗前的操作程序
配备汽包炉的机组:
油循环~发电机水冷系统投入使用~起动盘车~轴冷却系统投入使用循环水母管冲压~低压清洗及凝结水循环~除氧器加热~锅炉供水~凝汽器抽真空~轴密封供汽~锅炉点火后对汽轮机进水管进行加热。
配备直流炉的单位:
油循环~发电机水冷系统调试~开机盘车~轴冷却系统调试及循环水母管冲压~低压清洗及凝结水循环~高压清洗、给水循环及除氧器加热~凝汽器抽真空~锅炉点火后汽轮机进口管加热管道,轴封输送蒸汽。
轴冷却系统的调试和循环水母管的冲压有时在前面进行。
由于各个单位的类型不同,冷态冲锋前的操作内容也会有所不同,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)开机前的准备工作
排水门全开,油泵运转正常,供油正常,盘车电机运转正常。
油泵、给水泵、凝结水泵联动试验。
真空系统和循环水系统检查。
重要仪表是否正常:转速、振动、缸体金属温度、水位计等。
除氧器水位为2/3,冷凝器水位为3/4,燃油箱油位为2/3。
油循环
①目的:检查油系统的完整性,进一步净化油系统,提高透平油的质量,调整油温,保持油冷却器出口和轴承入口在35-45℃(油温过高粘度低,油膜薄,轴承易干磨,油易老化,油温太低,粘度高,油膜厚,稳定性差差,油膜振荡,导致振动增加)。
②主要操作:启动油泵,打开油冷却器油侧进、出油门,打开水侧进、出油门,注意油箱内油位变化。
2) 启动盘车
汽轮机启动前必须先启动,原因如下:
① 启动盘车后,可先对机组进行检查;
② 在涡轮转动之前,部分蒸汽会进入发动机。如果转子静置,就会发生热弯曲。
3)低压清洗及冷凝水循环
冷凝水和除氧器系统冲洗-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对凝汽器、轴封加热器、低压加热器、除氧器及其管道系统进行清洗,使系统内水质符合要求。
检查设备系统是否工作正常,建立凝结水系统循环,启动供水循环。
4)除氧器加热
汽包炉进水前和直流炉点火前,应在微正压下将除氧器内的水加热至饱和温度,并进行热力除氧(脱气),以保证产品质量。锅炉点火时炉内供水。具有防止锅炉腐蚀的能力。
注意事项:
①除氧器加热条件:凝结水系统清洗完毕;除氧器系统在供暖前已按要求进行检查,阀门位置已按规定设定;除氧器蒸汽压力联锁及高水位、低水位保护均已校准测试正常,处于注水、加热准备状态;除氧器水位已通过凝结水补水泵升至规定值;除氧器备用汽源正常,备用蒸汽管道已充分加热。
② 蒸汽进入除氧器前,需启动除氧循环泵,并保证除氧循环泵正常运行。
③除氧器加热时,应保持正常水位。
④供水罐出水的含氧量应合格。
5)高压清洗、大循环
机组启动时,高压清洗是指高压给水管冲洗和锅炉冷水冲洗;大循环是指锅炉点火前供水正常循环。对于汽包锅炉来说,没有大循环,只向锅炉供水。
对于配备直流炉的机组和配备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) 抽真空并放入轴封系统
目的:为管道加热、冲洗创造条件
操作顺序:加循环水→加冷凝水→加托盘车→加抽气机→加汽封(防止轴承油中进水)
轴封供汽过热度大于14度。使用启动曲线的蒸汽供应压力推荐值。
这是在除氧器加热冷凝水之后进行的,因为此时热水可能已进入冷凝器。当锅炉点火、汽轮机进水管升温时,大量蒸汽会进入凝汽器。如果冷凝器内没有建立一定的真空,蒸汽和水进入冷凝器,冷凝器内就会形成正压,损坏排气筒安全门等设备。
蒸汽冷凝设备中真空的建立是汽轮机转动不可缺少的条件!
注意事项
① 只有在机器起动时才能开始向轴封供应蒸汽。
②轴封供汽时间应尽可能短
③保持真空度至冲洗所需值。
特别注意:
① 冷启动时,应先投入抽气设备和轴封加热器,然后投入轴封供汽。
② 热启动时,应先投入轴封供汽,然后投入抽气设备和轴封加热器。
7) 暖管
①加热管道内容:主蒸汽管道、再热蒸汽管道、辅助蒸汽管道。
②加热管升温速率:不大于3~5℃/min。
③升温时间:10-15分钟。
④管道加热的目的:防止蒸汽将水带入汽轮机;以减少管道的热应力。
注意事项
①及时排水。
② 加热管道前,放入循环水(因为地暖管道将水排到冷凝器),放入冷凝水系统,放入抽气机。
③加热管及旁路投入运行后,控制排气室温度在80℃以内。
旁通系统投入使用后,排气室的温度会逐渐升高。此时,必须控制从低压旁路排出进入凝汽器的蒸汽温度,并控制排气室的温度,避免对低压缸的膨胀差产生过大的影响。
只有打开排水门,保证排水及时排出,同时让管道内的蒸汽流通,才能使管道顺利预热,蒸汽本身的温度逐渐升高,满足冲洗的要求。
3、冗余参数的选择
传热方式:冷凝放热-对流放热-导热
启动参数的选择主要考虑金属零件的热应力,热应力的大小主要取决于蒸汽与金属零件之间的温差和放热系数。
压力太低,加热效果差,预热时间长;压力太高,热冲击大,流量太小,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小(α=58.15~174.45 W/(m2˙K)),与额定参数相当。
1/10。
入口蒸汽温度要求蒸汽具有至少50°C的过热度。
合适的启动蒸汽温度对于汽轮机的启动具有决定性的意义。
再热蒸汽往往很难同时满足所需的过热度要求。高峰时间往往被推迟,从而延长了整个机组的启动时间。
为了减少这一矛盾,常采用尽可能打开再热蒸汽管排水阀以增加排水量的方法。对于有汽轮机旁路的机组,在管道升温时有意关闭汽轮机低压旁通阀云开·体育官方网站,从而提高再热蒸汽压力以增加排水量,从而提高机前再热蒸汽的温升速率。中压主蒸汽阀并追赶主蒸汽阀。目的是提高蒸汽的加热速度。
为什么启动凝汽式汽轮机时需要建立必要的真空?
①可降低气缸内气体密度,转子旋转时因与气体摩擦而造成的吹气损失也减少;
②保持缸内一定的真空度,可以增大进汽的功率,减少蒸汽消耗,降低低压缸的排汽温度。
如果启动时真空度过低,急运行时冷凝器内可能会产生正压,导致大气安全门动作或排气室温度过高,使冷凝器铜管急剧膨胀,造成膨胀口松弛,导致冷凝器故障。漏水。
真空度不需要太高。如果太高,吸尘时间就会延长。如果流量太小,预热时间就会延长,启动时间也会延长。
真空450-500mmHg
主蒸汽为低压微过热蒸汽,温度比金属温度高50-100度(不应大于426度),过热度不小于50度。
两侧主蒸汽温差小于17度;
上下筒温差不大于50℃
高、中压汽缸组合时,主、再热蒸汽温差一般为28度,短时间可允许为42度,且不得超过80度。
润滑油压力和轴承油流量正常,油温35-45度。
晃动变化:不大于原±0.02mm。
4、汽轮机冷启动步骤
1) 旋转和摩擦检查
① 300MW机组冷态启动时,利用主蒸汽阀抢热机组,以100~150r/min的速度将转速升至600r/min,盘车装置自动退出
②600r/min摩擦检查。切断蒸汽后5分钟内快速完成检查。确认无金属声后,迅速提速至600转/分,并将转速提高至100~150转/分。
2) 将速度提高至中速以预热发动机
1500转(不同随机组有变化),热身。
★中速暖机转速的确定原则
①避开临界速度(以实测为准)
② 避免低压缸长叶片的共振频率
有的机组选择1500r/min作为中速预热转速
上汽引进的300MW机组,中速暖机转速选择2000~2080r/min。原因是为了避开低压缸长叶片的共振频率。
通过临界点注意事项:快速通过,严格监测振动
当机组超过临界转速时,上升速率多为300r/min。
预热时间需60~90分钟,进口300MW机组中速预热时间长达180分钟。中速预热阶段是否结束取决于中压缸和高压缸的温度水平。
3) 增加至全速
中速预热完成,速度增加至 3000 rpm,并向电机发送信号。
机组达到加速条件后,即可开始加速运行。机组在3000r/min运行时,一般没有预热时间,只需进行少量操作和全面检查。运行及全面检查完毕,确认无问题后,机组将并网发电。
★转让流程的基本要求
上升速率小于100-150r/min;筒体金属升温速率小于2-2.5度/分钟
★快速平稳通过临界速度,严格监控振动
为防止振动超过规定值,轴承振动小于0.03mm。
机组膨胀与差膨胀
加强轴温、轴瓦温度、回油温度等对汽轮机热应力监测,可以控制汽轮机启动时的转速变化率,同时控制整个过程中的负荷变化率启动过程。
4)机组带载预热并并网后运行
300MW机组并网后,从低负荷预热到满负荷分为四个阶段:15、30、60、120MW。
初始负载为3-5%,上汽要求机组在1分钟内带载15MW开yun体育官网入口登录APP下载安装,防止逆功率保护动作。
初始负载预热时间:30 分钟。在此期间,锅炉应尽量保持蒸汽压力和蒸汽温度稳定。否则,主蒸汽温度每升高1.7度,预热时间就会增加1分钟。
回收凝结水,关闭凝结水排放门,打开除氧器门。
注意检查上下缸温差、转子振动、缸体膨胀、胀差、轴向位移以及轴承油压、油温是否正常。
5) 超速测试和FATT
负载增加至30MW,预热4小时后进行超速试验;
30CrMoV的FATT约为100℃。跑步一段时间后开yun体育APP官方下载,FATT变高。
6)重新并网,使负载达到额定负载
增加负载时的注意事项
①15%负荷时,停排气缸,向缸内喷水冷却;
②负荷60-80%时,投资较高或随机组开始高添加;
③负荷增加率和主、再热蒸汽温升率不得大于规定值(参照规程或启动曲线)。
★汽轮机启停过程参数控制原理
蒸汽温升速率→蒸汽金属温差→金属温升速率→金属温差→热应力、热膨胀、热变形
˙蒸汽温升速率:
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℃/分钟
3.热启动
热态和冷态之间的边界温度为150°C。当筒体达到此温度时,高中压转子中心孔温度已超过材料脆性转变温度,各部分金属的温度和膨胀已达到或超过空载全速水平。
原则上是在这个温度下启动的。冲完后无需预热机器。只要检查工作和操作能跟上,就可以直接提升到3000转/分。但不同机组的启动性能不同,不同厂家对冷热态分界温度的要求也不同。
经验表明:对于一些国产机组,即使高、中压内缸下壁温度达到200℃,在不预热的情况下也不能直接升至3000转/分。较多单位经验,冷启动时,高、中压内缸下壁温度大于等于250℃,这是升到全速的条件。
因此,机组的热启动极限较高,有的机组以缸体温度400℃为基准。
★脆性转变温度FATT:金属材料在不同温度下进行冲击试验时,发生脆性断裂占试验断裂50%时的温度。
当材料在FATT温度以下工作时,冲击韧性显着下降,容易发生脆性破坏。
CrMoV合金钢的FATT为80~130℃
1、热启动时的注意事项
①启动前控制上下缸温差不超过允许范围:防止间隙变化产生动、静摩擦。
② 热启动时使用高温轴封蒸汽。轴封供汽温度应与筒体温度相匹配,管道必须充分预热,防止转子轴封段受热冲击和高中压负差膨胀增大。
③ 在送轴封蒸汽之前将车轮放入卡车中。
④严格控制大轴的弯曲值和车削的使用。
热启动时,应特别注意大轴的弯曲(晃动)不要超过规定值;
转动时仔细听声音,检查轴封与装置之间是否有摩擦。若发现动、静摩擦而使机组无法启动,或动、静摩擦严重时,应停止连续盘车,改用手动盘车。
当大轴摆动增大并有金属摩擦声时,可用手动转动将大轴调直。
⑤ 热启动急速参数
主蒸汽温度和再热蒸汽温度要求比汽缸金属温度高50~100℃,蒸汽过热度不低于56℃。启动时,主蒸汽温度和再热蒸汽温度的选择必须与高、中压钢瓶的金属温度相匹配。
如果冲击参数低于筒体金属温度,筒体内表面和转子外表面就会产生拉应力。拉应力过大,容易产生裂纹。
调节阶段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一级出口时温度也降低。
⑥ 严格监测振动,特别是中速时的振动。如果振动超过极限,应立即打开制动器并连续盘车。
2、热启动运行时的注意事项
① 热启动时,
1°轴封应先供汽后抽真空,因为当凝汽器在热态下开始抽真空时,如果轴封尚未供汽,转子轴封就会被强烈冷却。
2°高、中压缸轴封的供汽温度必须与金属温度相匹配。轴封是热启动时最容易受到热冲击的部件。
3° 在向轴封供应蒸汽之前,系统必须充分预热。
4°轴封在送汽前放入车内。 (热启动操作和冷启动操作的重要区别之一)
②油冷却器出口温度不应低于38度
③ 热启动真空度应较高
④ 严格控制热启动时的振动
⑤ 热启动时膨胀差的控制。热启动加速时更容易引起异常振动。若振幅超过允许值,应停机测量大轴弯曲,以排除大轴弯曲的可能。当振动异常但未超标时,可暂停升速,查找原因。若无改善,仍需停机处理。
启动时,根据厂家提供的热启动曲线和寿命损失曲线确定上升速率、负载速度和预热时间。
启动过程中监测热应力的关键是防止热转子和气缸冷却。