汽輪機啟動(dòng)方式及過(guò)程中的問(wèn)題解釋
汽輪機的啟動(dòng)方式是由機組的結構特點(diǎn)、機組啟動(dòng)前金屬溫度水平及鍋爐的啟動(dòng)方式綜合考慮后確定的,汽輪機的啟動(dòng)按下述方法進(jìn)行分類(lèi)
一、按沖轉時(shí)汽輪機的進(jìn)汽方式分類(lèi)
按沖轉時(shí)汽輪機的進(jìn)汽方式不同,汽輪機啟動(dòng)可分為高中壓缸聯(lián)合啟動(dòng)和中壓缸啟動(dòng)
1.高中壓缸聯(lián)合啟動(dòng)
啟動(dòng)時(shí),蒸汽同時(shí)進(jìn)入高中壓缸沖轉轉子這種啟動(dòng)方式可以使汽缸和轉子所受的熱沖擊減小,加熱均勻,啟動(dòng)時(shí)間也短,尤其是高中壓缸合缸的機組分缸處加熱比較均勻,是傳統的啟動(dòng)方式,但這種方式因高壓缸排汽溫度低,造成再熱蒸汽溫度低,中壓缸升溫慢,限制了啟動(dòng)速度。
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)轉子,對合缸機組有好處,減少熱應力,縮短啟動(dòng)時(shí)間。
2.中壓缸啟動(dòng)
啟動(dòng)初期,高壓缸不進(jìn)汽而中壓缸進(jìn)汽沖轉,待汽輪機蒸汽參數達到一定值后,才開(kāi)始向高壓缸送汽。為防止高壓缸鼓風(fēng)摩擦發(fā)熱,高壓缸必須抽真空或通汽冷卻,用控制高壓缸內真空度或高壓缸冷卻汽量的方法控制高壓缸溫升率。待轉速達一定值或待少量負荷后,再逐步向高壓缸進(jìn)汽,這種啟動(dòng)方式可克服中壓缸溫升大大滯后于高壓缸溫升的問(wèn)題,提高啟動(dòng)速度,對控制相對膨脹有利,可以將高壓缸的相對膨脹排除從而使汽輪機壽命延長(cháng),且運行靈活、可靠;其缺點(diǎn)是操作復雜、啟動(dòng)時(shí)間較長(cháng)。
二、按沖轉轉子的方式分類(lèi)
按沖轉轉子的方式分類(lèi),啟動(dòng)可分為調速汽門(mén)啟動(dòng)、自動(dòng)主汽門(mén)啟動(dòng)和電動(dòng)主汽門(mén)的旁路門(mén)啟動(dòng)
1.調速汽門(mén)啟動(dòng)
啟動(dòng)時(shí)在自動(dòng)主汽門(mén)和電動(dòng)主汽門(mén)汽門(mén)全開(kāi)的情況下,用調速汽門(mén)來(lái)控制進(jìn)入汽輪機的蒸汽流量,這種啟動(dòng)方式是在噴嘴調節的汽輪機啟動(dòng)時(shí)采用。這種啟動(dòng)方式可減少蒸汽的節流作用,但汽機進(jìn)汽處圓周方向溫差較大,受熱不均勻,且蒸汽通過(guò)噴嘴后焓值下降,調節級汽溫降低,這在熱態(tài)啟動(dòng)中極為不利。
2.自動(dòng)主汽門(mén)啟動(dòng)
啟動(dòng)時(shí),調速汽門(mén)全開(kāi),進(jìn)入汽輪機的蒸汽量由自動(dòng)主汽門(mén)控制,這種啟動(dòng)方式稱(chēng)為自動(dòng)主汽門(mén)啟動(dòng)。這種啟動(dòng)方式在啟動(dòng)初期,汽輪機全周進(jìn)汽,汽輪機上下左右各側受熱均勻,但容易造成自動(dòng)主汽門(mén)的沖刷,使自動(dòng)主汽門(mén)關(guān)閉不嚴,降低了自動(dòng)主汽門(mén)的保護作用。
三、按新汽參數分:額定參數啟動(dòng)、滑參數啟動(dòng)
1) 滑參數啟動(dòng)的優(yōu)點(diǎn):
① 相對于額定參數啟動(dòng),滑參數啟動(dòng)的進(jìn)汽參數低、流量大,對汽輪機加熱均勻,減小熱應力、脹差;
② 進(jìn)汽參數低,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)濟性;
③ 流量大,防止末級超溫。
2)滑參數啟動(dòng)分兩種:
① 壓力法啟動(dòng)
沖轉前主汽門(mén)前蒸汽有一定壓力和溫度,升速過(guò)程逐漸開(kāi)大調門(mén),利用調門(mén)控制轉速,直到額定轉速調門(mén)全開(kāi)
② 真空法啟動(dòng)
鍋爐點(diǎn)火前,從鍋爐到調節級前所有閥門(mén)打開(kāi),投入抽氣設備使爐,機都處于真空狀態(tài),升速帶負荷全部由鍋爐控制。
四、按啟動(dòng)前汽輪機金屬溫度分
①冷態(tài)啟動(dòng)(150~180℃)
停機時(shí)間大于 72 小時(shí) (汽缸金屬溫度約低于該測點(diǎn)滿(mǎn)負荷溫度的 40%)
②溫態(tài)啟動(dòng)(180~350℃)
停機 10~56 小時(shí)(汽缸金屬溫度約在該測點(diǎn)滿(mǎn)負荷溫度的 40%~80%)
③熱態(tài)啟動(dòng)(> 350℃)
停機小于 10 小時(shí)(汽缸金屬溫度約高于該測點(diǎn)滿(mǎn)負荷溫度的 80%)
④極熱態(tài)啟動(dòng):停機小于 1 小時(shí)
五、按照汽輪機轉子溫度是否在低溫脆性轉變溫度以上劃分
低溫脆性轉變溫度(FATT):轉子材料在該溫度以下體現出冷脆性,容易產(chǎn)生裂紋。
汽輪機啟動(dòng)過(guò)程中的問(wèn)題解釋
1、所有輔助設備及系統運行正常,無(wú)禁止啟動(dòng)條件存在。
【釋義】潤滑油泵、頂軸油泵或盤(pán)車(chē)裝置故障都不能使機組正常啟動(dòng)。依據《電力工業(yè)技術(shù)管理法規》第3-6-23條。
2、汽輪發(fā)電機組已連續盤(pán)車(chē)12小時(shí)以上,且盤(pán)車(chē)電流、轉子偏心符合要求,高、中、低壓缸脹差、軸向位移正常。
【釋義】汽輪機連續盤(pán)車(chē)可以消除轉子殘余應力、減少熱彎曲,盤(pán)車(chē)電流、轉子偏心符合要求、脹差和軸向位移正常說(shuō)明轉子無(wú)彎曲、動(dòng)靜無(wú)摩擦。
3、有關(guān)參數應穩定在下列值。
a) 主汽壓力 4.0MPa
b) 主汽溫度 380℃
c) 再熱汽壓力 1.5MPa
d) 再熱汽溫度 360℃
【釋義】主汽壓力與再熱壓力的選擇是可以滿(mǎn)足沖轉順利通過(guò)臨界轉速至定速、帶部分負荷并能順利由中壓缸進(jìn)汽切至高中壓缸聯(lián)合進(jìn)汽,蒸汽溫度360~380℃,比蒸汽在4.0MPa下的飽和溫度250℃高約110~130℃,且放熱系數小,避免對機組產(chǎn)生熱沖擊。依據《阿爾斯通330MW汽輪機說(shuō)明書(shū)》
e) 凝汽器真空>82KPa
【釋義】真空70KPa以上不宜過(guò)高過(guò)低,在沖轉時(shí)蒸汽在汽輪機內凝結有個(gè)過(guò)程,真空會(huì )有不同程度的降低,若真空過(guò)低,在沖轉瞬間會(huì )有使大氣排汽門(mén)動(dòng)作的危險,且真空低使排汽溫度升高,造成銅管脹口松弛,產(chǎn)生漏泄,真空過(guò)高對暖機不利且達到過(guò)高真空加長(cháng)了啟動(dòng)時(shí)間。
f) EH油壓 12.4~14.6 MPa
【釋義】EH油壓的選擇12.4~14.6 MPa是根據調速系統的動(dòng)態(tài)特性,保證主汽門(mén)、調速汽門(mén)能夠動(dòng)作迅速,遲緩率小而且還能保證系統的安全穩定性。
g) EH油溫 35℃~50℃
【釋義】EH油溫35℃~50℃是因為EH油溫過(guò)高時(shí)EH油油質(zhì)會(huì )迅速劣化,而油溫過(guò)低使EH油粘度增大使EH油泵過(guò)負荷,影響調速系統動(dòng)作速度。
h) 潤滑油壓 0.15~0.2MPa
【釋義】潤滑油壓選擇0.15~0.2MPa是根據轉子重量、轉速、軸瓦的構造和潤滑油的粘度來(lái)決定的,以保證運行中軸瓦與軸頸間形成良好的油膜,有足夠的油量冷卻軸承。
i) 潤滑油溫 35℃~40℃
【釋義】潤滑油溫35℃~40℃主要是為了在軸瓦中建立正常油膜,若低于30℃油的粘度增大,冷態(tài)啟動(dòng)沖動(dòng)時(shí)間長(cháng),軸承摩擦耗功增加,承載能力降低,油膜工作不穩定并可能引起機組振動(dòng)。依據部頒規程第75條(3)“升速前油溫不應低于30℃?!敝幎?。
j) 高、中壓缸上、下溫差<90℃,各點(diǎn)金屬溫度正常。
【釋義】上下缸溫差過(guò)大將使下缸底部徑向間隙減小,若大于90℃,將使底部徑向間隙消失,易使動(dòng)靜部分摩擦,尤其是轉子存在熱彎曲時(shí),這時(shí)沖動(dòng)則動(dòng)靜部分摩擦的危險更大,汽缸上下溫差過(guò)大,常是造成大軸彎曲的原始因素。依據二十五項重點(diǎn)要求第10.1.2.3規定。
k) 聯(lián)系化學(xué)化驗蒸汽品質(zhì)符合要求。
【釋義】蒸汽品質(zhì)不合格會(huì )使汽輪機葉片結垢,從而使汽輪機效率下降,軸向推力增加,轉子質(zhì)量不平衡,汽輪機振動(dòng)增大等后果。
l) 確認汽機所有疏水閥開(kāi)啟。
【釋義】汽輪機沖轉時(shí)就是對汽輪機的加熱過(guò)程,產(chǎn)生的疏水必須及時(shí)排出,否則會(huì )使金屬溫差變大,影響熱膨脹、嚴重時(shí)造成水沖擊。
m) 檢查確認低壓缸噴水閥(303081) (403081)開(kāi)啟。
【釋義】沖轉初期進(jìn)入低壓缸的蒸汽量很少,由于低壓轉子葉片長(cháng),鼓風(fēng)摩擦產(chǎn)生的熱量也多使低壓缸也受熱膨脹,需要開(kāi)啟低壓缸噴水閥降低低壓缸溫度,使低壓缸膨脹在正常范圍內。
n) 檢查確認汽輪發(fā)電機組所有保護投入正常。
【釋義】汽輪發(fā)電機組所有保護投入,以保證在沖動(dòng)后,發(fā)生不正常的情況下,能迅速切斷汽輪機進(jìn)汽,停止機組運行,不致引起設備的嚴重損壞事故,達到自動(dòng)保護設備安全的目的。
5、沖轉條件滿(mǎn)足后,匯報單元長(cháng)、值長(cháng),接沖轉命令,全面檢查正常后,記錄沖轉前的主要參數,如主、再熱蒸汽壓力、溫度、軸向位移、真空、脹差、潤滑油壓、油溫等。
【釋義】記錄沖轉前參數以便分析、對照。
6、在DEH“轉速控制”畫(huà)面上,按下“中缸控制”按鈕,檢查“中缸控制”燈亮。
【釋義】中缸控制按鈕說(shuō)明是采用中壓缸沖轉,通過(guò)控制中壓調速汽門(mén)開(kāi)度控制汽輪機轉速和負荷
7、在DEH上按下“目標值”,設定目標轉速1000 r/min,升速率由DEH根據中壓內缸上法蘭中壁金屬溫度計算后自動(dòng)給定。
【釋義】在冷態(tài)滑參數啟動(dòng)時(shí)首先應沖轉至1000r/mim進(jìn)行暖機,1000r/min暖機是屬于中速暖機,選擇該轉速暖機主要是為避開(kāi)臨界轉速,防止落入共振區,引起強烈振動(dòng)。另外也是提高轉子溫度防止低溫脆性破壞和過(guò)大的熱應力,中速暖機必須充分,否則高速暖機時(shí)金屬溫升率就可能過(guò)高,同時(shí)也是暖機檢查階段。
8、按“進(jìn)行”鍵,“進(jìn)行”燈亮,“保持”燈滅,注意中壓調門(mén)慢慢開(kāi)啟,進(jìn)行升速,當實(shí)際轉速大于140r/min時(shí),檢查盤(pán)車(chē)裝置應自動(dòng)脫扣,退出運行,否則應立即打閘停機,待故障消除后重新沖轉。
【釋義】按“進(jìn)行”鍵后中壓調門(mén)開(kāi)啟開(kāi)始沖轉,汽輪機轉速大于140r/min時(shí)盤(pán)車(chē)裝置應自動(dòng)脫扣否則汽輪機主軸帶動(dòng)盤(pán)車(chē)裝置將會(huì )使盤(pán)車(chē)裝置嚴重損壞。
9、沖轉后主蒸汽壓力下降,應及時(shí)調小高旁減壓閥(300309)(400309),增加燃油量,穩定主蒸汽壓力,高壓旁路轉為定壓控制方式。
【釋義】汽輪機沖轉后汽輪機進(jìn)汽使壓力下降,應與鍋爐做好聯(lián)系工作,掌握好提前量控制好參數防止參數波動(dòng)過(guò)大。
10、轉速升至600r/min時(shí),可按“保持”鍵,“進(jìn)行”燈滅,“保持”燈亮,機組停止升速,對機組進(jìn)行全面檢查。
【釋義】在汽輪機轉速較低時(shí)保持轉速進(jìn)行全面檢查及時(shí)發(fā)現影響機組啟動(dòng)的因素,及時(shí)予以消除防止擴大故障。
11、 傾聽(tīng)機組聲音正常,必要時(shí)可脫扣進(jìn)行摩擦檢查。
【釋義】通過(guò)聽(tīng)音棒等工具仔細傾聽(tīng)機組內部聲音,檢查動(dòng)靜部分是否有摩擦,必要時(shí)通過(guò)打閘惰走消除進(jìn)汽聲音的影響。
12、 檢查汽機本體,管道應無(wú)水擊、振動(dòng)現象,疏放水系統無(wú)異常。
【釋義】檢查防止因暖機、暖管不充分、疏水不暢、加熱過(guò)于劇烈等原因引起水擊、振動(dòng)現象。
13、檢查軸承金屬溫度、回油溫度、軸承振動(dòng)、軸向位移、差脹等都在正常范圍內。
【釋義】汽輪機沖動(dòng)后加強對軸承金屬溫度、回油溫度、軸承振動(dòng)、軸向位移、差脹的檢查,發(fā)現異常變化要及時(shí)分析變化原因,及時(shí)予以消除。
14、 注意發(fā)電機氫壓、氫氣溫度、密封油壓、密封油氫/油壓差正常.
【釋義】汽輪機沖動(dòng)后加強對發(fā)電機氫壓、氫氣溫度、密封油壓、密封油氫/油壓差的檢查,發(fā)現異常變化要及時(shí)分析變化原因,及時(shí)予以消除。
15、 注意高、中壓缸各點(diǎn)溫度、溫升及上下缸溫差的變化。
【釋義】汽輪機沖動(dòng)后加強對發(fā)電高、中壓缸各點(diǎn)溫度、溫升及上下缸溫差的檢查,發(fā)現異常變化要及時(shí)分析變化原因,及時(shí)予以消除。
16、 注意凝汽器真空、水位,除氧器和低加的水位。
【釋義】汽輪機沖動(dòng)后加強對凝汽器真空、水位,除氧器和低加的水位的檢查,發(fā)現異常變化要及時(shí)分析變化原因,及時(shí)予以消除。
17、注意潤滑油壓、EH油油壓、油溫、油箱油位的變化情況。
【釋義】汽輪機沖動(dòng)后加強對潤滑油壓、EH油油壓、油溫、油箱油位的檢查,發(fā)現異常變化要及時(shí)分析變化原因,及時(shí)予以消除。
18、 檢查一切正常后, 按“進(jìn)行”鍵,當機轉速達到1000r/min時(shí), “進(jìn)行”燈滅,機組自動(dòng)停止升速,保持該轉速下暖機30分鐘并進(jìn)行以上各項目的檢查。(直到高壓外缸下法蘭金屬溫度達到190℃時(shí),暖機結束,才允許汽輪機升速)
【釋義】600r/min全面檢查正常后升至1000r/min進(jìn)行中速暖機,選擇該轉速暖機主要是為避開(kāi)臨界轉速,防止落入共振區,引起強烈振動(dòng)。另外也是提高轉子溫度防止低溫脆性破壞和過(guò)大的熱應力,中速暖機必須充分,否則高速暖機時(shí)金屬溫升率就可能過(guò)高,同時(shí)也是暖機檢查階段。
19、當高壓外缸下法蘭金屬溫度≥190℃時(shí),檢查高壓缸倒暖門(mén)(300308) (400308)應自動(dòng)關(guān)閉,高壓缸抽真空閥(345037) (445037)自動(dòng)開(kāi)啟,高排逆止門(mén)(300306) (300307) (400306) (400307)強制關(guān)閉,確認高壓缸處于真空狀態(tài)。
【釋義】1000r/min暖機的目的就是提高轉子溫度防止低溫脆性破壞和過(guò)大的熱應力,當轉子金屬溫度降低至小于FATT時(shí),材料沖擊韌性下降很多并出現脆性。因為轉子暫態(tài)溫度分布復雜,轉子溫度不宜測量,因此一般取其對應的汽缸溫度作為參考。當高壓外缸下法蘭金屬溫度≥190℃時(shí)就可以判斷相應的高壓轉子溫度已經(jīng)超過(guò)了低溫脆性轉變溫度,同時(shí)高壓缸得到了充分的加熱,繼續升速時(shí)高壓缸為了防止轉子鼓風(fēng)摩擦產(chǎn)生的熱量將關(guān)閉高排逆止門(mén)和倒暖門(mén),開(kāi)啟抽真空門(mén)使高壓缸內保證真空狀態(tài)。
20、暖機結束,按下“目標值”,設定目標轉速3000r/min,按“進(jìn)行”鍵,汽機繼續升速。
【釋義】中速暖機結束后高壓缸由倒暖狀態(tài)切至抽真空狀態(tài)后繼續升速至額定轉速。
21、當轉速達到1050 r/min時(shí),檢查高壓主汽門(mén)(300300)(300301)(400300)(400301)應自動(dòng)關(guān)閉,復查高排逆止門(mén)(300306) (300307) (400306) (400307),高壓缸抽真空閥(345037) (445037)位置正確。
【釋義】防止高壓調速汽門(mén)不嚴影響高壓缸抽真空效果。
22、升速期間應按規定項目進(jìn)行全面檢查,并重點(diǎn)檢查各瓦軸頸振動(dòng)變化情況。
【釋義】隨著(zhù)轉速的升高各軸承油膜也逐漸形成,軸頸的相應位置也會(huì )發(fā)生一定的變化,而且還會(huì )通過(guò)臨界轉速,這都會(huì )影響到各軸頸振動(dòng)的變化,因此要重點(diǎn)檢查各瓦軸頸振動(dòng)情況。在沖轉過(guò)程中通過(guò)臨界轉速區域時(shí)在DEH畫(huà)面中有“正在通過(guò)臨界轉速”提示,在通過(guò)臨界轉速區的前后50轉,升速率自動(dòng)更改為500r/min,
23、轉速達2900r/min時(shí),檢查盤(pán)車(chē)電機和頂軸油泵自動(dòng)停止;轉速達3000r/min時(shí), “進(jìn)行”燈滅,“保持”燈亮,檢查主油泵工作正常,出口油壓正常,檢查潤滑油壓正常,停止交流潤滑油泵運行。注意汽輪機各軸瓦溫度和振動(dòng)應正常。
【釋義】轉速達2900r/min時(shí),在頂軸盤(pán)車(chē)功能組投入的情況下盤(pán)車(chē)電機和頂軸油泵自動(dòng)停止,在沖轉過(guò)程中轉速升至2900r/min時(shí),升速率自動(dòng)更改為50r/min,當汽輪機轉速達到3000r/min時(shí)主油泵已經(jīng)正常工作,檢查正常后就可以停止交流潤滑油泵。
24、機轉速3000r/min下停留20分鐘進(jìn)行暖機,并對汽輪機組進(jìn)行全面檢查。
【釋義】汽輪機轉速達到3000r/min下停留20分鐘進(jìn)行高速暖機,減少各部分溫差減小熱應力,使汽缸、轉子得到充分的加熱和膨脹。
25、機轉速3000r/min,各參數穩定、正常后做下列試驗:
a)潤滑油壓力開(kāi)關(guān)試驗。
【釋義】見(jiàn)主機試驗部分
b)真空壓力開(kāi)關(guān)試驗。
【釋義】見(jiàn)主機試驗部分
26、汽機沖轉升速、暖機過(guò)程中,應盡量保持汽壓、汽溫及水位等參數穩定。
【釋義】汽溫波動(dòng)過(guò)大會(huì )使汽輪機產(chǎn)生過(guò)大的熱應力,汽壓波動(dòng)會(huì )使汽輪機轉速發(fā)生影響,使汽輪機轉速不穩。汽包水位不穩有可能使鍋爐MFT保護動(dòng)作從而使汽輪機跳閘。因此應控制好各參數,保持參數穩定。
27、進(jìn)入汽輪機的蒸汽溫度至少有80℃的過(guò)熱度。
【釋義】防止進(jìn)入汽輪機的蒸汽經(jīng)過(guò)膨脹做功后溫度降至飽和溫度以下,蒸汽中含水將造成水沖擊等嚴重后果。
28、在升速過(guò)程中,需要時(shí)可按“保持”鍵保持轉速,但嚴禁在臨界轉速區域停留。
【釋義】通過(guò)臨界轉速應迅速平穩,防止在臨界轉速停留,落入共振區,造成振動(dòng)損壞,依據二十五項重點(diǎn)要求第10.1.4.2條規定。
29、升速率根據DEH根據中壓內缸上法蘭中壁金屬溫度(GMA TE 038)確定:
(GMA TE 038)<150℃時(shí),升速率100r/min.。150℃<(GMA TE 038)時(shí),升速率500r/min。
【釋義】汽輪機冷態(tài)啟動(dòng)是個(gè)加熱過(guò)程,在金屬內勢必產(chǎn)生熱應力,汽輪機沖轉后蒸汽進(jìn)入汽輪機內,通過(guò)調整轉速速率來(lái)間接控制金屬溫升率來(lái)控制熱應力,通過(guò)監視中壓缸上法蘭中壁溫度計算出對應的溫升率既能夠保證不產(chǎn)生過(guò)大的熱應力又可以盡快的升至額定轉速,縮短啟動(dòng)試驗。依據《阿爾斯通330MW汽輪機說(shuō)明書(shū)》
30、注意汽機本體、管道無(wú)水沖擊及異常振動(dòng)現象,汽機疏放水系統正常;
【釋義】檢查防止因暖機、暖管不充分、疏水不暢、加熱過(guò)于劇烈等原因引起水擊、振動(dòng)現象。
31、沖轉升速過(guò)程中注意監視各軸承振動(dòng)、瓦溫正常。
【釋義】隨著(zhù)轉速的升高各軸承油膜也逐漸形成,軸頸的相應位置也會(huì )發(fā)生一定的變化,而且還會(huì )通過(guò)臨界轉速,這都會(huì )影響到各軸頸振動(dòng)的變化,因此要重點(diǎn)檢查各瓦軸頸振動(dòng)情況。隨著(zhù)轉速的升高和負荷的增加油膜和軸頸摩擦產(chǎn)生的熱量也相應的增加,因此對瓦溫也要注意監視。