PDF《第八章 汽轮机运行》

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第八章

第八章 汽轮机运行 汽轮机运行

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第一节

第一节 汽轮机启停时应注意的主要问题 汽轮机启停时应注意的主要问题 ? ?

一、汽轮机的受热特点

一、汽轮机的受热特点 ? ?

二、热应力

二、热应力 ? ?

1 1.

汽缸的热应力 .汽缸的热应力 ? ?

2 2.法兰的热应力 .法兰的热应力 ? ?

3 3.螺栓的热应力 .螺栓的热应力 ? ?

4 4.转子的热应力 .转子的热应力 ? ?

三、热膨胀与热变形

三、热膨胀与热变形 ? ?

(一)热膨胀

(一)热膨胀 ? ?

1 1.汽缸的热膨胀 .汽缸的热膨胀

3 4 ? ?

2 2.汽缸与转子的相对膨胀 .汽缸与转子的相对膨胀 ? ?

(二)热变形

(二)热变形 ? ?

1 1.上下汽缸温差引起的热变形 .上下汽缸温差引起的热变形

5 ? ? 2. 2.汽缸内外壁和法兰内外壁温差引起的热变形 汽缸内外壁和法兰内外壁温差引起的热变形

6 ? ?

3 3.转子的热弯曲 .转子的热弯曲

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四、汽轮机的寿命管理 ? 汽轮机寿命管理,是实现机组科学管理的一项重要 汽轮机寿命管理,是实现机组科学管理的一项重要 工作.汽轮机使用寿命控制的主要内容,就是在汽 工作.汽轮机使用寿命控制的主要内容,就是在汽 轮机启停及变负荷运行时,最大限度的提高启停速 轮机启停及变负荷运行时,最大限度的提高启停速 度及响应负荷变化的能力,防止裂纹萌生或降低裂 度及响应负荷变化的能力,防止裂纹萌生或降低裂 纹的扩展速率,延长汽轮机使用寿命,推迟机组的 纹的扩展速率,延长汽轮机使用寿命,推迟机组的 老化,在安全的基础上,实现汽轮机的长期经济运 老化,在安全的基础上,实现汽轮机的长期经济运 行. 行. ? ? 汽轮机的寿命取决于其最危险部件的寿命. 汽轮机的寿命取决于其最危险部件的寿命.

9 ? ? 汽轮机的寿命指的就是转子的寿命.一般分为无 汽轮机的寿命指的就是转子的寿命.一般分为无 裂纹寿命和剩余寿命两种. 裂纹寿命和剩余寿命两种. ? ? 所谓无裂纹寿命是指转子从初次投入运行到转子 所谓无裂纹寿命是指转子从初次投入运行到转子 出现第一条工程裂纹(约 出现第一条工程裂纹(约0.5mm 0.5mm长, 长,0.15mm 0.15mm 深)期间能承受的交变载荷的次数. 深)期间能承受的交变载荷的次数. ? ? 所谓剩余寿命是指从产生第一条工程裂纹开始直 所谓剩余寿命是指从产生第一条工程裂纹开始直 到裂纹扩展到临界裂纹所经历的交变载荷的次 到裂纹扩展到临界裂纹所经历的交变载荷的次 数.有关文献指出,这部分寿命约占汽轮机总寿 数.有关文献指出,这部分寿命约占汽轮机总寿 命的 命的10 10%左右,也有人认为此段时间会更长. %左右,也有人认为此段时间会更长. ? ? 无裂纹寿命和剩余寿命之和就是转子的总寿命. 无裂纹寿命和剩余寿命之和就是转子的总寿命.

10 ? ? 汽轮机寿命管理的任务就是正确评价汽轮 汽轮机寿命管理的任务就是正确评价汽轮 机部件的寿命(包括无裂纹寿命和剩余寿 机部件的寿命(包括无裂纹寿命和剩余寿 命),合理分配机组各种工况下的寿命损 命),合理分配机组各种工况下的寿命损 耗率. 耗率. ? ? 汽轮机寿命管理包含两层内容:第一是如 汽轮机寿命管理包含两层内容:第一是如 何合理分配、使用汽轮机的寿命,制定汽 何合理分配、使用汽轮机的寿命,制定汽 轮机寿命分配表,指导运行,以取得最大 轮机寿命分配表,指导运行,以取得最大 的经济效益;

第二是进行汽轮机寿命的离 的经济效益;

第二是进行汽轮机寿命的离 线或在线监测,对汽轮机寿命和实际损耗 线或在线监测,对汽轮机寿命和实际损耗 做到心中有数,保证汽轮机的安全运行. 做到心中有数,保证汽轮机的安全运行.

11 ? ? 1. 1.汽轮机的寿命分配 汽轮机的寿命分配 ? ?

2 2.汽轮机的寿命监测 .汽轮机的寿命监测 ? ? 汽轮机寿命监测就是定期或不定期地对汽 汽轮机寿命监测就是定期或不定期地对汽 轮机寿命的实际损耗情况进行核算,以确 轮机寿命的实际损耗情况进行核算,以确 保机组的安全运行. 保机组的安全运行. ? ? 监测的方法有两种:离线监测与在线监 监测的方法有两种:离线监测与在线监 测. 测.

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第二节

第二节 汽轮机的启动与停机 汽轮机的启动与停机

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一、限制汽轮机启停速度的因素 ?

二、汽轮机的启动方式 ?

(一)按启动过程中新汽参数是否变化分类 ? 1.额定参数启动 ? 2.滑参数启动 ?

(二)按冲转时进汽方式分类 ? 1.高中压缸联合启动 ? 2.中压缸启动 ?

(三)按控制进汽量的阀门分类 ? 1.调节汽门启动 ? 2.自动主汽门和电动主汽门(或旁路门)启动

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(四)按启动前汽轮机金属(调节级处高

(四)按启动前汽轮机金属(调节级处高 压内缸或转子表面)温度水平或停机时数 压内缸或转子表面)温度水平或停机时数 分类 分类 ? ?

1 1.冷态启动.金属温度低于 .冷态启动.金属温度低于150 150~ ~

180 180℃ ℃(或停机一周及以上). (或停机一周及以上). ? ?

2 2.温态启动.金属温度在 .温态启动.金属温度在180 180~ ~350 350℃ ℃ 之间(或停机 之间(或停机48h 48h). ). ? ?

3 3.热态启动.金属温度在 .热态启动.金属温度在350 350~ ~450 450℃ ℃ 之间(或停机 之间(或停机8h 8h). ). ? ?

4 4.极热态启动.金属温度在 .极热态启动.金属温度在450 450℃ ℃以上 以上 (或停机 (或停机2h 2h). ).

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三、

三、 冷态滑参数启动 冷态滑参数启动 ? ?

(一)启动过程

(一)启动过程 ? ? 1. 1. 启动前的准备工作 启动前的准备工作 ? ? ( (1 1)设备和系统的检查 )设备和系统的检查 ? ? ( (2 2)投入冷却水系统 )投入冷却水系统 ? ? ( (3 3)向凝汽器和闭式冷却系统注入化学补充水 )向凝汽器和闭式冷却系统注入化学补充水 ? ? ( (4 4)启动供油系统和投入盘车装置 )启动供油系统和投入盘车装置 ? ? ( (5 5)除氧器投入运行 )除氧器投入运行 ? ? ( (6 6)排除启动前机组不允许存在的禁止条件 )排除启动前机组不允许存在的禁止条件

16 ? ? 2. 2.轴封供汽 轴封供汽 ? ? 真空、凝结水系统、盘车通过轴封向汽轮机供汽暖机 真空、凝结水系统、盘车通过轴封向汽轮机供汽暖机 ? ? 3. 3.盘车预暖 盘车预暖 ? ? 4. 4.冲转、升速、暖机 冲转、升速、暖机 ? ? 暖机的目的主要有两个,即防止材料脆性破坏和过大的热 暖机的目的主要有两个,即防止材料脆性破坏和过大的热 应力. 应力. ? ? 暖机时应注意如下问题: 暖机时应注意如下问题: ? ?

1 1)暖机转速应避开临界转速 )暖机转速应避开临界转速 ? ?

2 2)在大型反动式汽轮机中,暖机的目的主要是提高高、中 )在大型反动式汽轮机中,暖机的目的主要是提高高、中 压转子的温度,防止其脆性破坏 压转子的温度,防止其脆性破坏 ? ?

3 3)暖机结束后,应检查汽缸总膨胀和中压缸膨胀情况,并 )暖机结束后,应检查汽缸总膨胀和中压缸膨胀情况,并 检查记录各处的差胀值 检查记录各处的差胀值 ? ?

4 4)对于自启动的汽轮机,暖机时间应根据实际的热应力情 )对于自启动的汽轮机,暖机时间应根据实际的热应力情 况和金属温度情况实际确定. 况和金属温度情况实际确定.

17 ? ? 5. 5.并网、带负荷 并网、带负荷 ? ?

1 1)并网 )并网 ? ? 发电机与系统并网时的要求有:主开关合闸时 发电机与系统并网时的要求有:主开关合闸时 没有冲击电流;

并网后能保持稳定的同步运 没有冲击电流;

并网后能保持稳定的同步运 行. 行. ? ? 为了防止机组并网时出现逆功率工况,机组并 为了防止机组并网时出现逆功率工况,机组并 网后,立即带初始负荷.冷态启动时,初始负 网后,立即带初始负荷.冷态启动时,初始负 荷通常为机组额定功率的 荷通常为机组额定功率的5% 5%左右. 左右. ? ?

2 2)初始负荷暖机 )初始负荷暖机 ? ?

3 3)升负荷 )升负荷

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(二)滑参数启动的特点

(二)滑参数启动的特点 ? ? 滑参数启动与额定参数启动相比有以下的优缺点 滑参数启动与额定参数启动相比有以下的优缺点: : ? ? ( (1 1) ) 缩短了机组启........