第十章汽轮机运行.docx
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第十章汽轮机运行
第十章汽轮机运行
汽轮机运行所涉及的内容是非常广泛的,就运行工况看,包括汽轮机的启动、停机、空负荷以及带负荷(又分设计工况和变化工况)等工况。
此外,汽轮机的经济调度,汽轮机设备的事故处理等也属于运行方面的内容。
其中启停过程由于参数变化大、事故多,成为汽轮机运行部分的主要内容。
一、概述
1.机组启动
根据机组初始状态不同,汽轮机的启动可分成不同的启动状态。
其目的是获得最快的启动速度和经济性。
划分冷热态启动的依据是高压缸内下缸第一级金属温度和中压内下缸第一级金属温度值。
对于中压缸启动,如果温度小于305℃为冷态启动,温度大于305℃且小于420℃为温态启动,温度大于420℃且小于490℃为热态启动,温度大于490℃为极热态启动;对于高压缸启动,如果温度小于320℃为冷态启动,温度大于320℃且小于420℃为温态启动,温度大于420℃且小于445℃为热态启动,温度大于445℃为极热态启动。
一般情况下我们把机组的启动过程分成以下三个阶段:
1)锅炉点火到汽轮机冲转,为锅炉的启动阶段
2)汽轮机冲转到发电机并网,为汽轮机的启动阶段
3)从并网到带满负荷,为机组的升负荷阶段
本汽轮机优先采用中压缸启动方式。
即采用中压缸冲转,滑参数启动,在冲转升速和负荷小于15%时,高压缸隔绝暖缸,高压缸通过高压排汽阀的旁路阀对高压缸进行暖缸,过热蒸汽通过高压旁路阀经过减温减压引到再热器。
热再热汽分成两路:
一路进入中压缸联合汽阀进入中压缸,另一路通过低压旁路阀进入凝汽器。
当机组负荷到达15%以上时,高压调节汽阀开启,部分蒸汽进入汽轮机做功,利用高压旁路阀控制高压缸的进汽量,保持主汽压力,机组逐步加负荷。
当机组负荷大于30%时,高压调节阀全开,高低压旁路阀全关,机组进入滑压升负荷阶段,当机组的负荷到达90%时,机组进入定压运行阶段,完成整个启动过程。
具体的启动时间参数见下表10-1。
表10-1启动方式、条件及时间(min)
启动状态
冲转方式
冲转至
定速
定速至
并网
并网至
额定负荷
冲转至额定负荷
蒸汽压力(MPa)
蒸汽温度(℃)
冷态
中压缸
启动
70
20
173
263
HP:
8.73
IP:
1.1
HP:
370
IP:
320
温态
中压缸
启动
20
5
70
95
HP:
8.73
IP:
1.1
HP:
400
IP:
380
热态
中压缸
启动
10
5
45
60
HP:
10
IP:
1.1
HP:
440
IP:
420
极热态
中压缸
启动
10
0
25
35
HP:
14
IP:
1.1
HP:
480
IP:
460
2.机组停运
汽轮机的停机一般分为计划停机和非计划停机,计划停机一般是根据电网的要求,有目的的进行计划检修和备用,这类停机的主要特点是:
停机过程的操作和方法要满足检修工期的需要,尽量降低汽轮机的金属温度,使汽轮机能够尽快地开工,缩短检修时间。
而非计划停机大都是在机组出现了故障,处在紧急情况下的停机。
这类停机的主要特点是:
运行人员应使汽轮机在安全的情况下尽快地停机,避免出现主、辅设备的损坏。
一般情况下停机分为以下几个步骤:
1)停机的准备工作
2)机组减负荷
3)机组负荷减至0MW,发电机解列
4)汽轮机惰走及盘车
5)机组停运后的保养
汽轮发电机组的停机过程也是一个重要的动态过程,机组处于从热态到冷态,从3000r/min到1.5r/min的盘车状态。
在这个过程中,如果运行操作不当,会造成设备的严重损坏。
在停机过程中,对主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽温度、汽轮机的胀差、绝对膨胀、轴向位移、转子的振动、轴承金属温度及汽轮机转子的热应力等参数应严密监视。
正常停机过程中,要严格按停机曲线规定的温降率、压降率、降负荷率进行机组的滑停。
不论正常停机或者是事故停机,都必须投入盘车设备,以防汽轮机大轴的弯曲。
汽轮机从静止状态到工作状态的启动过程和从工作状态到静止状态的停机过程中,各零部件的工作参数都将发生剧烈变化,因此可以认为启动和停机过程是汽轮机运行中最复杂的运行工况。
而这些剧烈变化的工作参数中,对机组安全运行起决定因素的则是温度的变化。
在机组的启动停止过程中,由于温度的剧烈变化,以及汽轮机各零部件的尺寸很大,且工作条件不同,蒸汽对各部件的传热情况不一样,必将在各零部件中形成温度梯度,从而产生热变形、热应力和不协调的热膨胀。
3.主要运行监视参数
(1)转子位置(轴向位移)遮断
转子位置测定仪测定汽轮机转子推力盘对于推力轴承支架的相对轴向位置。
记录仪刻度-2~2mm。
以推力轴承上的0位点为中心,往调速器侧或发电机侧的轴向位移达0.9mm报警;1mm遮断。
(2)差胀整定值
当蒸汽进入汽轮机后,转动部件和汽缸均要膨胀。
由于转子质量小,温升较快,故而膨胀较汽缸更
为迅速而产生差胀。
低压差胀刻度-10~0~40mm。
高压差胀刻度-8~0~12mm
(3)缸胀
汽缸膨胀仪测定调阀端轴承座相对于基础固定的位移。
它显示出在启动、停机、负荷及蒸汽温度变动时汽缸的膨胀和收缩。
(4)偏心
当汽轮机停机时,如汽缸上部温度较下部为高,则转子由于不均匀冷却而弓弯。
转子弓弯值作为双峰偏心值连续显示在CRT图表上。
报警值:
0.076mm
(5)振动
振动仪是用来测定汽轮机转子的振动并将之显示在CRT图表上。
必须注意汽轮机转速高于600r/min时的振动以及低于600r/min时的偏心值。
报警0.125mm
遮断0.254mm
(6)相位角
相位角仪显示某一特定轴承的“凸起处”和汽轮机转子参考点也就是1号平衡孔之间的角度的相对关系。
相位角监测仪正前方有数字式控制旋纽,允许通过6个“X”和“Y”轴振动检测器选择汽轮机1号轴承相位角的读数。
(7)DEH控制器
主汽压力控制监视器整定点——90%的额定压力。
超速遮断整定点——整定值与机械超速遮断转速相同。
OPC转速整定点——103%的额定转速。
(8)零转速
两只零转速仪提供继电器,当机组转速达到零时就动作。
零转速整定?
1r/min(至盘车回路)
(9)转速
转速监测仪是零转速仪的一部分。
数字输出是以继电器的形式,当转速超越某一预定值时,它就动作。
目前,大机组都采用双层缸,窄法兰、密螺栓等方式来减小汽缸、法兰和螺栓的厚度和温差,从而减小其热应力,因此它们的热应力问题不再成为限制汽轮机汽停的主要因素;而转子的热应力相对较大,且价格昂贵、不易更换,所以成为限制汽轮机汽停的主要因素。
第一节汽轮机的热应力、热膨胀与热变形
一、汽轮机的热应力及寿命管理
在汽轮机启动、停机或变负荷过程中,其零部件由于温度变化而产生膨胀或收缩变形称为热变形。
当热变形受到某种约束(包括金属纤维之间的约束)时,则要在零部件内产生应力,这种由于温度(或温差)引起的应力称为温度应力或热应力。
由此可知,引起热应力的根本原因是温度变化时,零部件内温度分布不均匀或零部件变形受到约束。
作为热应力的基本公式,零部件内任一点的热应力为:
其中:
为材料的弹性模量;
为材料的线膨胀系数;
为泊桑比,取0.3;
为所计算点与零部件体积平均温度之差;
为体积平均温度。
由此可见,热应力的产生是因为的热膨胀(或收缩)受到限制,材料中温度低于平均温度的部分将会受到拉应力,而高于平均温度的部分将会受到压应力;而且由于表面的温差最大,所以表面的热应力也最大。
同时,转子还受到离心应力的作用,离心应力与转速的平方成正比,在升速过程中,转子所受到的应力为热应力和离心应力的叠加。
在一些结构有突变的部分(转子的轴封或弹性槽),存在应力集中的情况,所以其应力比光轴应力大很多,在运行时应特别注意。
作为静强度准则,应该使转子的实际应力小于其许用应力:
式中,
为材料许用应力;
为材料的屈服极限;而
为所取的安全系数。
静强度准则是设计必须满足的,一般在正常运行过程中都能满足。
但汽轮机由冷态启动一稳定工况运行一停机过程,转子表面的热应力由拉(或压)到零,最后变为压(或拉)完成一个热应力循环,转子在这些交变热应力作用下,其材料会疲劳损伤,甚至出现裂纹,缩短转子使用寿命。
由于一般汽轮机的运行时间较长,由启动至停机的周期很长,交变热应力的频率很低,故称为低周周热疲劳。
2.汽轮机的寿命管理
(1)汽轮机寿命
当汽轮机零部件不再有继续使用的经济价值和安全裕量时,该零部件的寿命即告终结。
机组寿命由两部分组成,其一是无裂纹的新零件投入运行至零件出现第一条宏观裂纹(一般指裂纹深度0.2~0.5mm)的工作时间,称为无裂纹寿命L1;其二是由初始裂纹ao开始在交变热应力作用下逐渐扩展至临界裂纹aL的工作时间,称为裂纹扩展寿命L2,零部件的总寿命为L1+L2:
。
由断裂力学分析知,L2占总寿命相当大的部分,因此,零部件出现初始裂纹时,并不意味着已丧失工作能力或寿命终止。
当转子出现初始裂纹后,还可在一定控制条件下继续运行相当长时间。
若有条件将初始裂纹车削掉,则可延长其无裂纹时间。
在汽轮机零部件中,转子的受力最为复杂,当汽轮机启停及变负荷时,转子受到交变热应力作用,引起材料低周疲劳损伤;在稳定工况运行时,转子在高温、高速下受到机械应力作用,导致材料蠕变损伤。
所以对汽轮机寿命损耗的估算;应同时考虑疲劳损伤和蠕变损伤两方面因素。
(2)转子钢材低周疲劳曲线和疲劳寿命损耗率
为估算汽轮机转子疲劳寿命损耗,首先应对转子钢材在不同温度和应变辐值下作低周疲劳试验,测得一系列试件出现宏观或稳定载荷开始明显下降时的循环周次Nc,Nc作为试件的失效寿命。
将一系列总应变范围作与对应的失效循环周次的点绘在双对数坐标中,井用曲线连接起来,得到该种转子钢材的低周疲劳曲线。
图(7-1)为国内外汽轮机转子钢材低周疲劳曲线实例。
利用该曲线可对汽轮机各种变工况(如冷态、热态、变负荷及甩负荷等)运行进行疲劳寿命损耗估算和寿命分配。
首先应该计算汽轮机在某工况运行时危险截面的交变应力和总应变范围Δεt,在图纵坐标中找到对应点,作平行线与曲线相交,得到横坐标、上对应点的Ncl,其倒数1/Nc1,就表示该工况下应力(或应变)交变一个完整循环的疲劳寿命损耗率。
如果汽轮机在整个服役期内(一般20—30年)出现上述工况运行有n2次,则该工况总疲劳损耗率为n2/Nc1;同理,求出另一变工况时危险截面的应力,应变幅度,也可确定这种工况的疲劳寿命损耗率。
如果已知汽轮机服役期内各种变工况运行对应的失效循环周次Nci及总次数ni,那么疲劳寿命总损耗率按线性累积准则(又称Miner准则)为:
式中,I=1,2,3..,k。
是指该汽轮机在服役期的变工况运行方式。
(3)转子钢材蠕变寿命曲线与蠕变寿命损耗率
转子在稳定工况运行时,热应力可以不计,但在高温和机械应力作用下(如高中压转子第一级区域),材料会发生蠕变损伤,即塑性应变值随时间增加而增大。
试验表明,随着温度和应力不同,其蠕变寿命亦不等。
若温度一定,蠕变寿命随应力增加而缩短;反之,应力一定,蠕变寿命随温度升高而减小。
图(10-1)为CrMoV转子钢材的蠕变寿命曲线,根据应力和工作温度便可以从图中查得蠕变寿命。
图10-2CrMoV转子钢材蠕变寿命曲线
若汽轮机转子在某一稳定工况(应力和温度一定)下的蠕变寿命为τB1,其倒数1/τB1表示该工况下运行单位小时的蠕变寿命损耗率。
若在汽轮机服役期内该稳定工况共运行τ1,则该工况下蠕变寿命的总损耗率为τ1/τB1,若在不同温度和应力下有g个稳定工况,则汽轮机转子在服役期内的总蠕变寿命损耗率按线性累积准则(又称Robinson法则)为:
式中,j=1,2,3…,g表示该汽轮机在服役期内可能的稳定工况种类。
(4)转子疲劳一蠕变寿命损耗累积准则(又称MinerRobinson准则)
汽轮机在服役期内即有各种不同的变工况,又有各种稳定工况,前者引起疲劳寿命损耗,后者引起蠕变寿命损耗。
如果不考试两种损伤性质的区别以及疲劳、蠕变相互作用的影响,那么根据上述线性累积准则,转子总寿命损耗率为两者之和为:
如果两者寿命损耗率之和达到100%,则认为转子钢材的无裂纹寿命已经耗尽,转子表面(或应力集中处)有可能出现宏观裂纹,上式比较简单,常用作汽轮机寿命分配、报警和监测的依据。
如图10-3为东汽300MW机组转子钢的低周疲劳曲线。
由图可知,如果某次启停或负荷变化所形成的应力为320MPa,则其造成的寿命损耗为0.1%;其余99.9%的寿命可供其它的疲劳寿命损耗或蠕变损耗。
图103东汽300MW机组转子钢的低周疲劳曲线
二、汽轮机的热膨胀
1.汽缸和转子的绝对膨胀
汽缸和转子的热膨胀,除了与其长度尺寸及金属材料的线膨胀系数β有关外,主要取决于通流部分的热力过程和各段金属温度的变化值。
由于大功率汽轮机的轴向长度增加很多,汽缸及转子的绝对膨胀值也达到相当大的数值。
因此在运行中必须加强对汽轮机绝对膨胀的监视。
除应保证汽缸的纵向膨胀外,还应保证横向的均匀膨胀,防止汽缸中心偏移。
每台运行的汽轮机,其轴向温度的分布都有一定规律,所以总可以找出汽缸上各点的热膨胀值与各点温度的对应关系。
通常选择调节级区段的法兰内壁温度作为汽缸纵向膨胀的监视点。
在汽轮机运行中,只要控制监视点温度在适当的范围内,就能保证汽缸膨胀符合启动和正常运行的要求。
2.转子和汽缸的胀差
转子和汽缸的膨胀主要决定于汽缸和转子的质面比。
所谓质面比,就是转子或汽缸质量与被加热面积之比,通常以m/A表示。
转子与汽缸的质量、表面积、结构各有不同,故它们的质面比也不同。
转子质量轻、表面积大,即质面比小,而汽缸质量大、表面积小,故质面比大。
因此,在启动和停机过程中,转子温度的升高(或降低)速度比汽缸快,也就是说在启动加热过程中转子的热膨胀值大于汽缸,在冷却时转子的收缩值也快于汽缸,转子与汽缸就不可避免地会出现胀差。
若汽轮机在启动过程中,操作不当,在机组并网以前转子比汽缸膨胀量大得多,可能会造成胀差超限,影响机组安全。
这是因为在机组空转时,汽轮机进汽量小,缸内还处在真空状态下,蒸汽密度小,冲刷缸壁的流速小,于是蒸汽与汽缸之间的传热就少,而且由于这时各压力级效率低,蒸汽进入这些级内几乎没做功,而转子磨擦鼓风所消耗的功又变为热量被蒸汽吸收,而蒸汽流量小,故温升量较大,所以通流部分流动的蒸汽是处在过热状态。
过热蒸汽的放热系数则比饱和蒸汽的小得多。
因此,它传给汽缸的热量就少得多。
而转子高速旋转,汽流对其冲刷速度要比汽缸大得多,相互之间的传热也大,这样促使转子温度上升,以致胀差变大。
正确的汽轮机设计应该使汽缸和转子的质面比近似相等,这样就可保证转子和汽缸能以相同的速度随汽温而变化,这时胀差最小。
随着高参数的应用增加,转子与汽缸的重量相差愈来愈大,故而质面比也相差较大,这样就不可避免地会出现胀差。
胀差的大小,可以表明汽轮机动静部分轴向间隙的变化情况。
监视胀差是机组启动过程中的一项重要任务。
在启动操作时,尽量缩短低速暖机和升速时间,这一段时段越长,则胀差就越大。
在汽轮机启停和负荷变化过程中,为了避免出现过大的胀差和热应力,应当合理控制蒸汽的温升速度和负荷变化速度,合理地使用汽缸和法兰螺栓加热装置,以及利用轴封供汽控制胀差。
在分析胀差时,要考虑下列因素对它的影响。
1)轴封供汽温度和供汽时间的影响
在汽轮机冲转前向轴封供汽时,由于冷态启动时轴封供汽温度(约140~180℃)高于转子温度,转子局部受热而伸长,可能出现轴封摩擦现象。
在热态启动时,为防止轴封供汽后胀差出现负值,轴封供汽应选用高温汽源,一般供汽温度为180~190℃,并且一定要先向轴
封供汽,后抽真空。
应尽量缩短冲转前轴封供汽时间。
2)真空的影响
在升速暖机过程中,真空变化会引起胀差值改变。
当真空增大时,为了保持机组转速不变,进汽量将减小,摩擦鼓风损失增大,因而使转子受热加大,其胀差值随之增加。
不采用提高真空的办法来减小中低压通流部分的胀差。
启动真空一般也不宜太高。
3)进汽参数影响
当进汽参数发生变化时,首先对转子受热状态发生影响,而对汽缸的影响要滞后一段时间,这样也会引起胀差变化,而且参数变化速度愈快,影响愈大。
4)汽缸和法兰螺栓加热的影响
大多数汽缸都设有水平法兰,水平法兰在升速过程中温度比汽缸要低,它阻碍汽缸的膨
胀,引起胀差增加,因此要采用合适的法兰加热系统,使法兰温度也能随汽流温度而上升,可使胀差减小。
5)转速影响
对于大容量机组,因转子很长,应考虑离心力对胀差的影响。
因为在离心力作用下,转子会发生径向移动,当转子发生径向伸长时,则其轴向会缩短,胀差随之减小。
另外转速变化,即进汽量变化,汽缸内各级蒸汽比体积相应变化,:
随转速增加,高压转子胀差逐渐增大,而中低压转子胀差先随转速升高而增加,中速之后又随转速增加而减小。
在运行中,必须加强对汽缸绝对膨胀的监视,防止左右侧膨胀不均以及卡涩造成的动静部分摩擦事故。
三、汽轮机主要零部件的热变形
在启、停和带负荷运行工况变动时,由于各部件受热不均,会引起热变形,因而使通流部分或汽缸、阀门等地方的间隙产生变化,以致可能发生漏汽现象甚至严重损坏事故。
1.上下汽缸温差引起的热变形
汽轮机启停时,通常是上汽缸温度高于下汽缸温度。
上汽缸温度高、热膨胀大,而下汽缸温度低、热膨胀小,这就引起汽缸向上拱起。
这时,下汽缸底部动静部分的径向减小,严重时甚至会发生动静部分磨擦。
图10-5汽缸的热翘曲
上、下汽缸温差产生的主要原因是:
(1)上下汽缸的质量和散热面积不同。
下汽缸比上汽缸的金属质量大,且下汽缸布置有通向低温设备的抽汽和疏水管道,因此在同样保温、加热或冷却条件下,下汽缸温度要比上汽缸下降得快些。
(2)汽缸内部因蒸汽上升,凝结的放热大于凝结水下流时的放热,蒸汽凝结的疏水经硫水管排出,疏水形成的水膜降低了下汽缸受热条件,在汽缸外部的冷空气由下而上流动而冷却下汽缸,所以下汽缸温度比上汽缸低。
(3)下汽缸保温条件差,又易脱落,致使下汽缸散热较快。
(4)停机后因阀门不严密,向汽缸漏入汽水或有蒸汽由轴封漏入汽缸,造成上下汽缸温差增大。
为了减小上下汽缸温差,使其在规定范围内必须严格控制温升速度。
安装和检修时,下汽缸使用较好的保温结构和优质保温材料,在下汽缸加挡风板以减小对流通风是对下汽缸的冷却,并正确使用盘车设备。
2.法兰的热翘曲
由于机械强度的需要,高参数汽轮机法兰壁厚度比汽缸壁厚度大得多,在机组启动过程中,法兰处于单向加热状态,因此在法兰内外壁会出现较大的温差,这除了引起热应力外,还会沿法兰的水平和垂直方向产生热变形。
启动时,法兰内壁温度高于外壁温度,使法兰内壁热膨胀值大于外壁,从而使法兰水平方向发生热翘曲现象。
法兰的这种热变形,往往会引起汽缸横截面发生变形。
使得汽缸中部截面由圆变为立椭圆,且出现内张口,而前后两端横截面则变为横椭圆,且出现外张口。
前者引起汽缸左、右径向间隙减小,后者引起汽缸上、下径向间隙减小。
椭圆形的汽缸变形对静叶片直接装在汽缸壁上的反动式汽轮机影响较大,而对冲动式汽轮的影响较小,因为隔板仍旧可以和轴大致同心。
(a)变形前(b)汽缸前后两端的变形(c)汽缸中间段的变形
图10-6法兰的热翘曲
如果法兰热翘曲过大,有可能引起动静部分磨擦。
同时垂直膨胀还会使法兰结合面局部地方发生塑性变形,当法兰螺栓负荷卸去后,上下缸结合面便出现内外张口,造成法兰结合面漏汽。
在法兰内壁温度高于外壁温度时,内壁金属的垂直膨胀增加了法兰接合面的热压应力,如果此热压应力超过材料的屈服极限,金属就会产生塑性变形,同时还会导致螺栓被拉断或螺帽结合面被压坏。
运行规程规定,法兰内外壁温差的极限不应大于100℃(在没有法兰螺栓加热装置时)。
为减少汽缸热翘曲的倾向可以采用下缸加厚保温层或是加装在下缸底部的电热装置,对装有法兰加熟装置的机组,在启动中要严格监视法兰内外壁、上下缸内壁温差,以便控制法兰加热。
第二节汽轮机的启动
将汽轮机转子从静止或盘车状态加速至额定转速,并将负荷逐步地增加到额定值的过程,称为汽轮机的启动。
汽轮机的启动过程,就是蒸汽向金属传递热量的复杂的热交换过程。
在这个过程中,汽轮机各金属部件将受到高温蒸汽的加热,从室温及大气压力状态过渡到额定温度和压力的状态。
研究汽轮机的合理启动方式,首先是研究汽轮机的合理加热方式。
即在启动中使汽轮机各部金属温差,转子与汽缸的相对膨胀差(简称胀差),都在允许范围内,以减少金属的热应力和热变形。
合理的启动安排,就是在机组起动过程中,在不发生异常振动、不引起磨擦和金属裂纹的条件下,根据选定的温度变化率,尽量缩短总的启动时间。
一、启动方式
启动方式与启动前汽缸和转子的金属温度水平、停机方式和停机时间长短有关。
汽轮机启动方式大致可分为四类。
1.按新汽参数分类
根据启动时采用的新蒸汽参数不同可分为额定参数启动和滑参数启动。
(1)额定参数启动
在整个启动过程中,主汽阀前蒸汽的参数(po和to)始终保持其额定值。
这就要求锅炉先行启动,当其出口蒸汽参数达额定值后,汽轮机才开始启动,总的启动时间较长。
如果汽轮机处在冷态或温态,由于此时进汽温度较高,冲转时将产生很大的热冲击。
同时进汽参数较高,进汽量较小,使汽缸和转子受热不均匀,因此热应力较大。
为了减小热应力,就得延长启动时间。
另外锅炉启动过程中产生的蒸汽无法利用。
热量和汽水损失较大,经济性较差。
这种启动方式唯一的优点是机、炉分别启动,相互干扰少。
对于采用母管制系统连接的机组,各台锅炉产生的蒸汽送入母管,汽轮机再从母管引出蒸汽进行能量转换。
由于母管内的蒸汽参数为额定值,故汽轮机必须采用额定参数启动。
另外当汽轮机启动前处于热态或极热态时,为了避免汽缸或转子被蒸汽冷却,冲转的进汽温度应稍高于它们的最高温度,通常也采用额定参数启动。
(2)滑参数启动
在启动过程中,进汽参数逐渐变化,最后达额定值。
这种启动方式要求机、炉互相配合,协调启动,故仅适用于单元机组。
采用这种方式启动,汽轮机可以充分利用锅炉起动过程中产生的蒸汽进行能量转换,热量和汽水损失较小,经济效果好。
另外启动时蒸汽参数低、焓降小、流量大,汽缸和转子受热均匀,热冲击小,可以在保证安全的前提下加快启动速度。
由于机、炉同时启动,可缩短启动时间,是一种较好的启动方式。
近二十年来被广泛采用。
根据启动冲转时的蒸汽参数不同,滑参数启动又分真空法和压力法两种。
1)真空法滑参数启动,在锅炉点火前,从锅炉出口经汽轮机到凝汽器,蒸汽管路上的阀门全部打开。
启动抽气器使锅炉的汽包、过热器、再热器和汽轮机的各汽缸都处在负压状态。
锅炉点火后产生的蒸汽通入汽轮机进行暖机。
当蒸汽参数达一定值时,汽轮机被冲动旋转,并随蒸汽参数逐渐升高而升速和带负荷。
全部启动过程由锅炉进行控制。
由于这种启动方法仅适用于冷态启动,而且启动时真空系统太大,抽真空的时间过长,锅炉的热惯性较大,在低负荷时不易控制汽温、汽压,从而不易控制汽轮机升速并网,目前很少采用。
2)压力法滑参数启动,汽轮机冲转时,主汽阀前的蒸汽已具有一定的压力(Po>1Mpa)和一定的过热度(50℃以上),在升速过程和低负荷时,进汽参数保持不变,用逐渐开大调节阀(或主汽阀的旁路门)的方法增加进汽量,直至调节阀全开(或留一个未开)后,保持开度不变。
此时锅炉增加负荷,使蒸汽升温升压,逐步增大汽轮机的功率。
通常当锅炉出口蒸汽参数升到额定值时,汽轮机的功率也达额定值。
有时锅炉出口蒸汽参数先于汽轮机带满负荷之前就升到额定值。
但从减慢温升速度,同时又能缩短起动时间的角度出发,最好采用在汽轮机达到额定功率之后再使主蒸汽温度升到额定值的运行方案。
压力法滑参数启