汽轮机运行知识

一、汽轮机的冲转

1、汽轮机的冲转方法：

利用主汽门或电动主汽门旁路门冲转，调门均能开足，全周进汽，汽轮机受热均匀，优点较多故一般都采用这种方法冲转。但用主汽门冲转，节流状态下阀线容易吹坏，不容易控制汽轮机的转速。利用调门进行冲转，容易造成汽轮机因部分进汽而造成受热不均匀，引起邻组喷嘴侧壁发生裂纹。

2、蒸汽对汽轮机的热交换形式：

蒸汽对汽轮机金属部件表面的热传递有两种方式：当金属温度低于蒸汽的饱和温度时，热量以凝结故热方式传递给金属表面。凝结放热时热交换是通过蒸汽凝结放出汽化潜热的方式来实现的，故其放热系数一般较大。凝结放热有两种形式，蒸汽在金属表面凝结形成水膜，而后蒸汽凝结时放出的汽化潜热通过水膜传给金属表面，这种方式叫膜状凝结。冷态起动初始阶段蒸汽对汽缸内表面的放热就是这种方式，蒸汽在金属表面凝结放热时，不形成水膜则这种凝结方式叫珠状凝结。冷态起动初始阶段，由于转于旋转的离心力，蒸汽对转子表面的放热属于珠状凝结。当金属表面温度等于或高于蒸汽的饱和温度时，热量以对流放热方式传结金属表面。

3、润滑油膜的形成和对油温的要求：

轴瓦的孔径较轴颈稍大些，静止时，轴颈位于轴瓦下部直接与袖瓦内表面接触，在轴瓦与轴颈之间形成了楔形间隙。当转子开始转动时，轴颈与轴瓦之间会出现直接摩擦。但是，随着轴颈的转动，润滑油由于粘性而附着在轴的表面上，被带入轴颈与轴瓦之间的楔形间隙中。随着转速的升高，被带入的油量增多，由于楔形间隙中油流的出口面积不断诚小，所以油压不断升高，当这个压力增大到足以平衡转子对轴瓦的全部作用力时，轴颈被油膜托起，悬浮在油膜上转动，从而避免了金属直接摩撩，建立了液体摩擦。当转速较低，油温设定较低，以提高润滑油粘度，方便建立油膜。当转速较高时，应提高油温以提高油膜刚度，防止发生油膜振荡。

二、汽轮机的暖机

1、汽轮机启动暖机的目的：

汽轮机维持在一定转速下运行，蒸汽通过汽轮机对转子和汽缸均匀受热膨胀，使转子由于停机后微量弯曲得到缓缓伸直。同时通过汽轮机暖机，使汽缸充分膨胀，防止因转子膨胀过快，造成汽轮机转子和汽缸差胀加大，使汽轮机动静之间发生摩擦，造成汽轮机振动。通过汽轮机的中速暖机使汽轮机转子中心孔的内部金属温度高于脆性转变温度。

2、中速暖机时为什么要注意机组振动情况 ：

大型机组起动时，发生振动多在中速暖机及其前后升速阶段，特别是通过临界转速的过程中，机组振动将大幅度的增加。在此阶段中，如果振动较大，最易导致动静部分摩擦，汽封磨损，转子弯曲，转子一旦弯曲，振动越来越大，振动越大摩擦就越厉害。这样恶性循环，易使转于产生永久性变形弯曲，使设备严重损坏。因此要求暖机或升速过程中，如果发生较大的振动，应该立即脱扣停机，进行盘车直轴，消除引起振动的原因后，再重新起动机组。

3、启动时，汽缸为什么要放疏水：

汽轮机在起动过程中，汽缸金属温度较低，进入汽轮机的主蒸汽温度及再热蒸汽温度虽然选择较低，但均超过汽缸内壁温度较多。蒸汽与汽缸温度相差超过200℃。暖机的最初阶段，蒸汽对汽缸进行凝结放热，产生大量的凝结水直到汽缸和蒸汽管道内壁温度达到该压力下的饱和温度时凝结故热过程结束，凝结疏水量才大幅减少。在停机过程中，蒸汽参数逐渐降低，特别是滑参数停机，蒸汽在前几级做功后．蒸汽内合有湿蒸汽，在离心力的作用下甩向汽缸四周，负荷越低，蒸汽含水量越大。另外汽轮机打闸停机后，汽缸及蒸汽管道内仍有较多的余汽凝结成水。由于死水的存在，会造成汽轮机叶片水蚀，机组振动下缸产生温差及腐蚀汽缸内部，因此汽轮机起动或停机时须加强汽轮机本体及蒸汽管道的疏水。

4、高、低压加热器随机启动的优点：

高、低压加热器随机起动，能使加热器受热均匀，有利于防止铜管胀口漏水．有利于防止法兰因热应力大造成的变形：对于汽轮机来讲．由于连接加热器的抽汽管道是从下汽缸接出的，加热器随机起动，也就等于增加了汽缸疏水点，能减少上下汽缸的温差。此外，还能简化机组并列后的操作。

三、汽轮机并网初负荷

1、冷态、温态、热态和极热态阀切换的区别：

由于我厂汽轮机负荷调节方式为喷嘴调节，因此1/2号机组在冷态、温态、热态启动时采用主汽门并网，汽轮机初负荷暖机结束后，进行阀切换，这样可以使汽轮机的转子和喷嘴得到均匀加热，防止产生过大的热应力。

由于极热态启动时，汽轮机的转子和喷嘴温度较高，因此我厂1/2号机组在极热态启动时先进行阀切换，然后机组才并网，机组并网后可以迅速增加负荷。

我厂3号机组有全周进汽功能，因此冷态、温态、热态启动时可采用全周进汽方式，先进行阀切换然后并网暖机。

2、汽轮机并网后为什么进行初负荷暖机：

汽轮机启动后，虽然经过了2350RPM的中速暖机，但由于冲转时主汽流量较小，汽轮机内蒸汽的流量也较小，使主蒸汽对汽轮机的转子加热量很小，汽轮机转子内部金属温度还很低，汽轮机转子的热应力很大。当汽轮机并网初负荷后，随着主汽流量的增加，汽轮机转子的内部金属温度迅速上升，减小了热应力，使汽轮机具备了升负荷的条件。

四、正常运行时蒸汽参数对汽轮机的影响

1、主蒸汽压力升高机组运行的影响：

主蒸汽压力升高后，总的有用焓降增加了，蒸汽的做功能力增加了，因此如果保持原负荷不变，蒸汽流量可以减少．对机组经济运行是有利的。但最后几级的蒸汽湿度将增加，特别是对末级叶片的工作不利。对于调节级，最危险工况是在第一调节汽门刚全开时，此时初压升高，调节级的焓降及流量均增加，对调节级是不利的，但在额定负荷下工作时，调节级焓不是在最大，一般危险性不大。主蒸汽压力升高而没有超限，机组在额定负荷下运行，只要末级徘汽湿度没有超过允许范围，调节级可以认为没有危险，但主蒸汽压力是不可以随意升高的。主蒸汽汽压过高，调节级焓降过大，时间长了会损坏喷嘴和叶片，另外主蒸汽压力升高超限，最末几级叶片处的蒸汽湿度大大增加，叶片道受冲蚀，新蒸汽压力升高过多，还会导致导汽管、汽室、汽门等承压部件应力的增加，给机组的安全运行带来一定的威胁。

2、主蒸汽压力降低对汽轮机运行的影响： 

假如新汽温度及其他运行条件不变，新蒸汽压力下降，则负荷下降。如果维持负荷不变、则蒸汽流量增加。新汽压力降低时，调节统焓降减少，反动度增加，而末级的焓降增加，反动度降低，对机组总的轴向推力没有多大的变化，或者变化不明显，新汽压力降低，机纪汽耗增加，经济性降低，当新蒸汽压力降低较多时，要保持额定负荷，使流量超过末级通流能力，使叶片应力及轴向报力增大，故应限制负荷。

3、主蒸汽温度过高对汽轮机的影响：

制造厂设计汽轮机时、汽缸、隔板、转于等部件根据蒸汽参数的高低选用钢材，对于某一种钢材有它一定的最高允许工作温度，在这个温度以下，它有一定的机械性能，如果运行温度高于设计值很多时，势必造成金属机械性能的恶化，强度降低，脆性增加，导致汽缸蠕胀变形、叶轮在抽上的套装松弛，汽轮机运行中发生振动或动静摩擦。严重时使设备损坏，故汽轮机在运行中不允许超温运行。

4、主蒸汽温度降低对汽轮机运行的影响：

当新蒸汽压力及其他条件不变时，新蒸汽温度降低，循环热效率下降，如果保持负荷不变，则蒸汽流量增加，且增大了汽轮机的湿汽损失，降低了机内效率。新蒸汽温度降低还会使除未级以外各级的焓降都减少，反动度都要增加。转子的轴向推力增加．对汽轮机安全不利。新汽温度急剧下降，可能引起汽轮机水冲击，对汽轮机安全运行更是严重的威肋。

五、汽轮机参数的监视

1、为什么正常运行中排汽温度应低于80℃ ：

汽轮机正常运行中蒸汽流量大，排汽处于饱和状态，若排汽温度升高，排汽压力也升高凝汽器单位面积热负荷增加，真空将下降。凝汽器铜管胀口也可能松弛漏水，所以排汽温度应控制在65℃以下。同时汽轮机排汽温度的升高，真空的下降时主蒸汽流量增加，汽轮机的轴向推力的增加和汽轮机效率的下降。

2、什么叫差胀?差胀正负位说明什么问题： 

汽轮机起动或停机时，汽缸与转子均受热膨胀，受冷收缩。由于汽缸与转子质量上的差异。受热条件不相同，转子的膨胀及收缩较汽缸快，转子与汽缸沿轴向膨胀的差值，称为差胀。差胀为正值时，说明转子的轴向膨胀量大于汽缸的膨胀量；差胀为负值时，说明转子轴向膨胀量小于汽缸膨胀量。 当汽轮机起动时，转子受热较快，一般都为正值；汽轮机停机或甩负荷时，差胀较容易出现负值。 

3、差胀的影响因素：

(1)起动机组时，汽缸与法兰加热装置投用不当，加热汽量过大或过小。

(2)暖机过程中，升速率太快或暖机时间过短

(3)正常停机或滑参数停机时，汽温下降太快

(4)增负荷速度太快。

(5)甩负荷后，空负荷或低负荷运行时间过长

(6)汽轮机发生水冲击。

(7)正常运行过程中，蒸汽参数变化速度过快

4、汽轮机结垢的原因和坏处：

带有各种杂质的过热蒸汽进入汽轮机后，由于做了功，压力和温度便有所降低，而钠化合物和硅酸在蒸汽中的溶解度随着压力的降低而减小。当其中某种物质的携带大于它在蒸汽中的溶解度时，该物质就会以固态排出。沉积在蒸汽的通流部分。 汽轮机通流部分结垢后，（1）降低了汽轮机的效率，（2）使汽流通过隔板和叶片的压降增加，叶片的反动度增加，造成隔板及推力轴承过负荷，（3）盐垢附在主汽门的门杆上，使门杆卡涩。

六、汽轮机负荷的调节

1、汽轮机负荷调节的方式：

（1）节流调节：主蒸汽通过一个或几个同时开闭的阀门然后进入汽轮机。

（2）喷嘴调节：负荷变化时，依次开启或关闭若干个调节阀，改变调节级的通流面积控制进入汽轮机的蒸汽流量。

（3）滑压调节：汽轮机的调门开度保持不变，通过调节主蒸汽的压力以调节进入汽轮机的蒸汽流量和汽轮机的负荷

2、各调节的方式的优缺点：

（1）节流调节：调节装置的结构比较简单，没有调节级结构简单 ，制造成本低，但在部分负荷下因有节流损失，效率较低。

（2）喷嘴调节：喷嘴调节的调门控制机构比较复杂，不利于维修，但在部分负荷下只有部分调门存在节流损失，其他调门全开，因此经济效率较高。

（3）滑压调节：一般滑压运行时，调门开度为全开位置，不存在节流损失，但由于主蒸汽压力下降，使蒸汽的作功能力下降，降低了汽轮机的效率，但有利于汽轮机的快速加减负荷。

3、汽轮机负荷低于30％时为什么不得投入协调控制：

由于我厂1、2U机组的DEH对汽轮机的负荷控制有调节级压力控制和功率控制两路反馈调节方式。当汽轮机负荷低于30％负荷时，由于调节级压力不能准确的反映汽轮机的进汽量，因此不能作为汽轮机负荷调节的反馈。这时，1、2U的DEH采用功率控制的模式，由于MCS也以汽轮机的功率作为对汽轮机调节的反馈，而MCS和DEH的功率仪表的偏差会造成汽轮机调节指令的频繁晃动，并造成汽轮机的调节不稳，因此应在DEH投入调节级压力控制，切除功率控制后，投入MCS控制。

4、汽轮机负荷低于30％时为什么不得投入协调控制：

由于我厂1、2U机组的DEH对汽轮机的负荷控制有调节级压力控制和功率控制两路反馈调节方式。当汽轮机负荷低于30％负荷时，由于调节级压力不能准确的反映汽轮机的进汽量，因此不能作为汽轮机负荷调节的反馈。这时，1、2U的DEH采用功率控制的模式，由于MCS也以汽轮机的功率作为对汽轮机调节的反馈，而MCS和DEH的功率仪表的偏差会造成汽轮机调节指令的频繁晃动，并造成汽轮机的调节不稳，因此应在DEH投入调节级压力控制，切除功率控制后，投入MCS控制。

5、汽轮机负荷低于30％时为什么不得投入协调控制：

由于我厂1、2U机组的DEH对汽轮机的负荷控制有调节级压力控制和功率控制两路反馈调节方式。当汽轮机负荷低于30％负荷时，由于调节级压力不能准确的反映汽轮机的进汽量，因此不能作为汽轮机负荷调节的反馈。这时，1、2U的DEH采用功率控制的模式，由于MCS也以汽轮机的功率作为对汽轮机调节的反馈，而MCS和DEH的功率仪表的偏差会造成汽轮机调节指令的频繁晃动，并造成汽轮机的调节不稳，因此应在DEH投入调节级压力控制，切除功率控制后，投入MCS控制。