300MW汽轮机说明书.docx
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300MW汽轮机说明书
前言
哈尔滨汽轮机厂制造的N300－16.7/537/537型汽轮机，是以美国西屋公司的30万千瓦考核机组的技术为基础，通流部分等经过合理的设计改进后的一台新型汽轮机，它保留了30万千瓦考核机组的技术特点，又通过通流部分的优化设计，使其可靠性和经济性有较大的提高。
本说明书仅适用于哈尔滨汽轮机厂优化设计并制造的30万千瓦汽轮机的启动、运行和维护，而对于机组在安装后的初始启动，只供参考。
特别是机组在非正常工况时，必须以运行人员的实践经验和正确判断，决定是否有必要采取特殊的措施。
本书中第三部分“控制方式”的编写，是以西屋公司DEHMODⅡ型装置为基准，不一定与用户实际选用配置的设备相同，故只供参考。
特别指出机组在最初六个月的运行期间，汽轮机应采用单阀控制方式。
1、汽轮机监视仪表
30万千瓦汽轮机装有本书所列的各类监视仪表，用来观察机组的启动、运行和停机状况。
这些监视仪表的输出量，图标记录仪进行记录。
1.1汽缸膨胀测量仪
当机组从冷态进入升温和带负荷状态时，温度的变化必然导致汽缸的膨胀。
汽缸膨胀测量仪用来测量汽缸从低压缸死点向前轴承箱方向的轴向膨胀量，前轴承箱沿着加润滑剂的纵向键可以自由移动。
当汽缸膨胀时，如果机组的自由端在倒键上的滑动受阻，则会造成机组的严重损坏。
汽缸膨胀测量仪实际上是测定前轴承箱相对死点（基础）的移动量，并记录当机组起、停和负荷、蒸汽温度变化时汽缸的膨胀量和收缩量。
在这些瞬时工况下如果指示值出现异常现象，则运行人员应当对它加以分析。
在负荷、蒸汽参数和真空相似的情况下，这种仪表所指示的前轴承箱的相对位置，应该基本上是相同的。
汽缸膨胀没有报警和跳闸限制值。
仪表指示的汽缸膨胀值应和以前在同样运行工况下的读数进行比较，若两者存在较大差异，运行人员就应该作出判断，通常可采用在低压缸撑脚，轴承箱底座与台板接触面上加润滑脂改善润滑的方法来加以处理，有时候也需要调整轴承⒉座，使之膨胀顺畅。
1.2转子位置测量
汽轮机装有两个转子位置测量仪，以测量转子的推力盘相对于轴承座的轴向位置，由于蒸汽的作用，推力盘对位于其两侧的推力瓦块施加轴向压力，由此引起的轴瓦磨损使转子轴向移动将在转子位置测量仪上显示出来。
每个测量仪都装有报警和跳闸继电器，当转子的轴向移动超越第一个预定位置时，便自动报警。
如果转子的轴向移动超过第二个预定位置，则跳闸继电器动作，使汽轮机跳闸停机。
每个转子位置测量仪上都备有两只转子位置传感器，并以“2选2”的保护逻辑以防止误跳闸。
转子位置的报警值和跳闸限制值与推力轴承的间隙和它的最大推力负荷有关。
本汽轮机推力轴承的设计间隙为0.381mm，预计最大推力负荷为4.1MPa，转子位置报警值定为转子推力盘从推力轴瓦间隙的中央位置定位，它的报警与跳闸值见“汽轮机控制设定值”。
如果推力轴承的间隙小于或大于0.381mm，则按间隙的实际值与0.381mm差值的一半调整报警值或跳闸值。
1.3差胀测量仪
当蒸汽进入汽轮机后，动静部分将随之膨胀，由于转子的质量比汽缸小，因此转子加热较快，膨胀也较快。
动、静部分的轴向间隙虽然允许汽轮机内部有差胀，但如果差胀超过允许的限制值，则会造成动静部分的磨损，甚至碰撞。
差胀测量仪用来显示动、静部分的相对位移，它可以连续地指示汽轮机在运行中的轴向间隙，测量仪装有报警和跳闸继电器，当差胀使轴向间隙达到限制值时，继电器动作。
在经过一个暂态过程后，动、静部分的温度逐步趋向一致，差胀值随之减小，接着允许再改变进入汽轮机的蒸汽流量和温度。
设定的差胀报警值和跳闸值参见本说明书第一部分中的“汽轮机控制设定值”。
1.4转子偏心度测量
在机组停机过程中，如果上缸的温度比下缸高，则由于不均匀冷却，会导致转子弯曲，用盘车装置低速旋转转子，使转子温度趋于均匀，从而减小转子的弯曲程度。
转子的这种弯曲，从盘车转速到大约600r/min时和在高转速时，分别以偏心度和振动值连续的被记录下来。
转子偏心度测量仪装有报警信号器，当偏心度达到限制值时进行报警。
这种测量仪的另一个输出信号是瞬时偏心度，该信号由盘车装置上的一个偏心表指示出来，当机组正在盘车，这个表指示转子和传感器之间间隙的周期性变化。
如果必须使机组停止盘车，则应该使转子弓背位于转子的下部，以减小转子上、下部分的温度梯度。
当偏心度测量仪的瞬时值为最小时，是转子的最佳位置。
注意
偏心度传感器位于汽轮机的前轴承箱垂直中心线的顶部，其读数之最小值便是转子的传感器的最小间隙。
在这一位置，转子的上半部（较冷部分）处在较高的温度介质中，因此，可以减小转子的弯曲。
1.5振动测量仪
振动测量仪用来测量和记录当转速高于600r/min时转子的振动。
本汽轮发电机组的每个轴承座上装有一个震动传感器，该监视仪表将直接测量转子的振动值。
过大的振动值预示汽轮机可能发生事故或表示汽轮机运行不正常。
每个振动测量仪装有报警和跳闸继电器，当任何一个轴承上测得过大的振动值时，继电器发出相应的动作，下面是给出的振动限制值（峰——峰值），测量单位为0.01mm。
满意值报警值跳闸值
7.612.525.4
1.6相角仪
相角仪显示某一特定轴承的凸起处和转子上一个参考点之间的角度关系，相角仪的正面装有一个选择开关，以供选择任何一个传感器测得的相角读数。
1.7零转速指示器
零转速指示器装有几只继电器，当机组达到零转速时，这些继电器动作。
在前轴承箱内装有两个单独的保护通道，为了防止误动作，每个通道的输出继电器与2选2逻辑线路连接。
继电器的输出信号用来向盘车发出投入信息，并用于报警。
1.8转速指示仪
转速指示仪使用一只零转速继电器作为输入装置，一个转速的模拟输入信号与记录仪相连，连续记录汽轮机的转速，另两个继电器作为附加输出，它们分别对应两个各不相关的预定转速。
当转速超越某一预定值时，相应的继电器动作，以控制盘车装置，排汽缸喷水装置和顶轴装置。
2、蒸汽和金属热电偶
下表中热电偶的安装位置表示在“高－中压缸热电偶位置”图中
项号
热电偶号
热电偶位置
测温对象
说明
17
18
TC3010
TC3202
蒸汽室内壁（左）
蒸汽室内壁（右）
金属
与“启动时主蒸汽参数”图标相对照，从主汽阀向调节阀控制切换之前，均匀加热蒸汽室
19
20
TC3030
TC3040
蒸汽室外壁（左）
蒸汽室外壁（右）
金属
用以保证蒸汽室内、外壁温差不超过83℃
21
TC3050
第一级金属（调节级后）
金属
与第25项中压隔板套金属温度相比较后确定：
（a）采取冷态启动还是热态启动
（b）如果冷态启动，则确定转子加热时间（见图表＂冷态启动转子加热规程＂）
（c）如果热态启动，则确定达到额定转速的升速时间（见图表＂热态启动推荐值＂）
23
24
TC3070
TC3080
第一级蒸汽（1号）
第一级蒸汽（2号）
（调节级后）
蒸汽
与第21项对照,将实测温度和本说明中所预定的温度相比较
25
TC3091
中压隔板套
金属
与每21项的温度比较后确定
（a）采取冷态还是热态启动
（b）如果冷态启动,则确定转子加热时间
27
28
TC3210
TC3220
高—中压缸端壁（调端）
高—中压缸端壁（电端）
金属
与第29项比较,经监测汽封区转子金属与汽封蒸汽间的温差（见图表＂汽封蒸汽温度推荐值＂）
29
TC3230
高压汽封蒸汽（高中压汽封公用集汽管）
蒸汽
指示汽封蒸汽温度,并与第2728项两项温度进行比较
30
31
TC3240
TC3250
中压主汽阀进口
（左）
中压主汽阀进口
（右）
蒸汽
当温度达到最低值260°С时,开始计算转子加热时间（见冷态启动转子加热规程）
各中压主汽阀进口最大温差为14°С
32
33
34
35
37
38
TC3260
TC3270
TC3320
TC3330
TC3440
TC3450
`高压缸下部排汽区
（调端）
高压缸上部排汽区
（调端）
中压缸下部排汽区
（电端）
中压缸上部排汽区
（电端）
中压缸下部排汽区
中压缸上部排汽区
金属
进水检测热电偶,在所述温度区成对使用,当下缸温度比上缸温度低42°С时即报警
当下缸温度比上缸温度低56°С时,即停机.可参见“汽轮机进水”一节
36
TC3331
中压缸下部排汽区
蒸汽
用于ATC程序进行中压转子应力计算
39
40
TC3760
TC3770
高压主汽阀进口1#
（左）
高压主汽阀进口2#
（右）
测定每一个高压主汽阀进口处的蒸汽温度,各主汽阀进口处的最大温差为了14°С
15
16
TC3110
TC3120
低压缸排汽口
（调端）
低压缸排汽口
（电端）
蒸汽
用以报警和记录低度压缸排汽温度,79°С报警,121°С为极限值,允许持续时间为15min°С,如果超过期作废121°С必须紧急停机.
17
TC3500
低压汽封蒸汽
蒸汽
用以监视低压汽封蒸汽温度,如果温度超过计划177°С或低于121°С,即予报警
3、汽轮机控制设定值
3.1润滑油压
名
称
说明
标
注
设 计 参 数
备注
MPa
Kg/cm²
主
油
泵
在额定转速下的出口油压
A
1.67-1.76
17-18
交直流危急油泵投入时的吸口油压
A
0.0686-0.373
0.70-1.40
在额定转速下的进口油压
A
0.0686－0.3099
0.70-3.16
辅
助
油
泵
高压密封油备用油泵出口
A
0.83-0.90
8.44-9.14
交流润滑油泵工作油压
A
0.09611-0.1236
0.98-1.26
直流危急油泵工作油压
A
0.09611-0.1236
0.98-1.26
交流顶轴油泵工作油压
A
8.27-10.34
84.36-105.4
压力整定值（在机组额定转速下）
润滑油工作油压
A
0.09611-0.1236
0.98-1.26
机械超速和手动跳闸杆1#安全阀
0.69-0.76
7.03-7.73
机械超速和手动跳闸杆2#安全阀
0.86-0.93
8.18-9.94
超速保护跳闸设定值
3300rpm
标注A-在调整油压之前，油温必须大于或等于心不甘32°С，所有压力值均在汽轮机中
心线处读得。
3．2高压抗燃油
说明
设计参数
备注
MPa
Kg/cm²
高压抗燃油母管最小压力（带负荷）
12．14
126．5
卸载阀正常卸载油压
14．48
147．6
安全阀动作油压
16．20
165．2
蓄能器充氮压力
高压蓄能器充氮压力
8．96
91．4
再回减到
8．28
84．4
低压蓄能器充氮压力
0．21
2．11
再回压力
0．16
1．68
油箱中的工作油温（℃）
37～60
压力传感器
标记
名称
刻度范围
输出
备注
（mA）
XD
TP
主蒸汽压力
0-19.61MPa
0-200Kg/cm2
4-20
XD
IP
第一级压力
0-14.71MPa
0-150Kg/cm2
4-20
XD
OPC
中压缸排气压力
0-1.47MPa
0-15Kg/cm2
4-20
XD
CP
冷凝器压力
0-1.10MPa
0-76cmHg
4-20
XD
HPE
高压缸排气压力
0-4.90MPa
0-50Kg/cm2
4-20
XD
GS
汽封蒸汽压力
0-0.12MPa
0-1.2Kg/cm2
4-20
3.3．主汽阀
油动机行程
升程
控制器输出电压
关阀
6．35mm
5V
预启阀全开
31．75mm
8V
主汽阀全开
235±63mm
10V
3．4监视仪表
差胀――发电机端（LP*）记录仪刻度0－50mm
整定值
ATC流程图（9－11）选择
输入电压（记录仪表或DEH）
记录仪读数（mm）
转子伸长
（正差）
跳闸
跳闸极限值1
1．79
8．94
报警
报警极限值1
1．94
9．70
冷态
5．08
25．4
转子缩短
（负差）
报警
跳闸极限值2
5．23
26．16
跳闸
报警极限值2
5．38
26．92
转子位置（推力轴承跳闸）记录仪刻度表0－25mm
整定值
发讯头间隙（mm）
ATC流程图（9－11）选择
输入电压（记录仪及DEH）
记录仪读数
RP1A及RB1B
RP2A及RP2B
通道1
（调速器向）跳闸
2．54
――
跳闸极限6
1．0
0．25
（调速器向）报警
2．66
――
报警极限6
1．5
0．381
零位整定
3．56
――
――
5．0
1．27
（发电机向）报警
4．39
――
报警极限5
8．5
2．16
（发电机向）跳闸
4．57
――
跳闸极限5
9
2．28
通道2
（调速器向）跳闸
――
2．54
――
――
――
（调速器向）报警
零位整定
――
――
2．66
3．56
――
――
－－
――
――
――
（发电机向）报警
――
4．36
――
――
――
（发电机向）跳闸
――
4．57
――
――
――
*推力盘以推力轴承的工作面和非工作面间的中心线定位
偏心
报警值
0．0762mm
0．508mm
危险值
振动
报警值
0．125mm
0．508mm
危险值
0．254mm
汽缸膨胀
转速
继电器
设定值
14－1/SD不励磁
8－4000RPM
14－2/SD励磁>=600rpm
3．5薄膜接口阀
在高压抗燃油供油压力为13.79MPa（140.6Kg/cm2）（表压）,自动停机润滑油压降到0.35MPa（3.52Kg/cm2）（表压）时,薄膜接口阀打开。
在高压抗燃油压力为0帕表压，自动停机润滑油压升到0.12MPa（119Kg/cm2）（表压），薄膜接口阀关闭。
3．12DEH控制器设定值
主蒸汽压力控制器设定值为――主蒸汽压力额定值的90％；
中压缸排汽压力（KW比较设定值）――80％；
电超速跳闸设定值（ETS）――设定到机械超速跳闸转速或偏小1～2r/min；
超速保护转速设定值（OPC）――额定转速的103％。
调节级叶片运行推荐值
1概述
1.1哈尔滨汽轮机厂生产的30万千瓦汽轮机，设计成具有顺序阀（部分进汽）运行的能力。
这种控制方式使机组具有最佳的热经济性。
在整个负荷控制范围内，可以达到最低热耗值。
但是，这种控制方式也会使调节级（第一级）叶片处于最恶劣的工作条件下运行。
因为在部分负荷下，与单阀（全周进汽）运行相比较，调节级承受较大的机械载荷和压降。
1.2调节级叶片使叉形叶根用销钉与转子连接。
在冷加工和装配时，叶片与转子间接触面上的机械载荷不是均匀的。
这会在接触面上引起很高的局部应力。
当部分进汽方式运行时，特别当初始启动时发生不正常的压力和温度变化的情况下，这些局部应力将会更大。
但是，转子和叶片之间连接部分的载荷，在长时间的温度和周围介质的作用下，将趋向均匀。
也就是说，经过一段时间运行以后，载荷的分布更加均匀，从而提高了调节级叶片的安全可靠性。
1.3在部分负荷下，调节级叶片在全周进汽的运行方式下比部分进汽的运行方式承受较少的载荷。
此外在部分负荷时叶片处于较高的温度下工作，这对于叶片和转子的连接部分达到均匀的机械载荷分布也是有利的。
2运行建议
2.1为了提高调节级叶片的汽轮机，装有下面所列转子和调节级叶片的汽轮机，至少要经过六个月的全周进汽的初始运行。
2.1.1所有新转子，包括原配转子，备用转子和替换转子。
2.1.2所有新装调节级叶片的内转子。
2.2如果机组已经经过两个月以上的全周进汽方式运行，并且主蒸汽温度和压力是稳定的，则在其余的初始运行时间里可以部分进汽方式运行，但是要有下列限制：
2.2.1在至少两个阀门全开的高负荷下，汽轮机可以在允许变化范围内的任意主蒸汽压力下运行。
2.2.2在少于两个阀门全开的部分负荷下，应该用滑压方式来改变负荷。
另外，汽轮机可以以全周进汽方式在规定的允许变化范围内任意主蒸汽压力下运行。
2.3六个月后，汽轮机可以不受2.2.2条的限制。
3汽轮机阀门控制方式的变换。
3.1汽轮机配备有单独的调节执行机构。
因此，可以以全周进汽变换为部分进汽方式。
反之亦然。
3.1.1在具有阀门管理能力的30万千瓦机组上，按下控制盘上适当的按钮，便可完成进汽方式的切换，且这一改变可以在机组带负荷时进行。
蒸汽参数的允许变化范围
一般所说的汽轮机功率，性能，蒸汽流量，转速和压力控制，都是指在额定蒸汽参数下运行而言的。
但是，汽轮发电机组可以在本节所述的蒸汽压力和温度的波动范围内运行。
这些允许的参数波动是为了运行中进行事故处理。
然而这种非正常的运行，特别是压力和温度同时波动，应当尽可能减少。
1.进汽压力
在任何12个月的运行期内，主汽阀的进汽压力应控制并保持其平均压力不超过额定压力的105％。
在保持这个平均压力的同时，在不长于控制所要求的时间内，平均压力还不超过额定压力的106％。
在非常工况下，进汽压力瞬时波动的峰值，不允许超过额定压力的30％。
并且在12个月的运行运行期内，这些超过105％额定压力的瞬时压力波动时间的总和不得大于12个小时。
2.再热压力
高压缸的排气压力，不允许超过当高压缸的进汽在正常参数下达到最大流量，而压力又为105％额定压力时的排气最高压力的25％。
3.进汽温度
在任何12个月的运行期内，主蒸汽温度的平均值不允许超过主蒸汽的额定温度。
在保持这个平均温度的同时，主蒸汽的温度不允许超过额定温度8℃。
在12个月的运行期内，在非正常运行工况下，主汽阀的进口温度不允许超过额定温度14℃，累计时间不超过400小时。
此外，在12个月的运行期内，主蒸汽温度在每15分钟之内的波动，不允许超过额定温度28℃，或累计时间超过80小时。
在保持上述允许温度下，通过任何一个主气阀的蒸汽与同时通过其它主气阀蒸汽的温度不允许超过14℃。
在非正常运行工况下，这个温度允许高至42℃，但最长时间为15分钟，且这种情况至少要相隔4个小时。
4.再热温度
在任何12个月的运行期间内，中压缸进汽温度的平均值不允许超过再热蒸汽的额定温度，在保持这个平均温度下，再热温度不允许超过其额定温度8℃。
在12个月的运行期间，在非正常运行工况下，再热汽温度不允许超过其额定温度14℃，累计时间不超过400小时。
此外，在12个月的运行期间内。
再热汽温度在每15分钟之内的波动，不允许超过额定温度28℃，或累计时间超过80小时。
在保持上述平均再热汽温下，通过任何一个再热进汽区域的汽温与同时通过其它进口区域的温差不允许超过14℃。
在非正常运行工况下，这个温差允许高至42℃，但最长时间为15分钟，且这种情况至少要相隔4个小时。
5.高—中压合缸进汽参数的限制
与主蒸汽进口和再热蒸汽进口位于同一个汽缸的情况下，在额定工况下，主蒸汽和再热蒸汽的温差不得超过28℃，在非正常工况下，此温度可以允许高至42℃，但仅限于再热汽温度低于主蒸汽温度一般来说，这此限制是在接近满负荷时使用，当负荷减少时，再热温度将低于主蒸汽温度，在这种情况下，当接近于空负荷时，温差可达83℃，短暂的温度周期性波动应予避免。
汽轮机蒸汽纯度
蒸汽中存在有害的带腐蚀性的杂质，会使汽轮机零部件因化学腐蚀，应力腐蚀和腐蚀疲劳而损坏。
杂质的沉积还会因为降低叶片效率，扰乱压力分布和堵塞阀门中的汽封和间隙而引起事故。
为了避免重大事故，为了避免重大损坏，长时间的停机以及昂贵的维修，则必须严格控制汽轮机的蒸汽纯度。
此外，为了保证在管道和设备的化学清洗过程中杂质不进入汽轮机，必须采取有效的措施。
为使蒸汽纯度能够获得最佳控制，建议连续地对高压缸进汽中地钠，氯化物，阳离子导电率及氧进行分析，如果采用分析锅炉用水的方法来控制蒸汽的纯度，则必须了解并考虑机械的和气态的携带物及疏水，减温水的化学成分等对化学浓度的影响。
如果在高压缸进汽口之后向蒸汽注入化学药物或补充水，则为保持蒸汽的纯度，在注入点前应对蒸汽进行补充分析。
注入水应使用与凝结水同质量的水。
从汽轮机运行的观点来看，氨水，环已基聚合物以及状态线可用于PH值的调整。
表1给出了在汽轮机蒸汽中杂质的推荐限制值。
表中相应于正常运行的值，是为汽轮机可靠运行的值，是为汽轮机可靠运行给出的推荐值。
这些值代表了在汽轮机的干蒸汽区内，蒸汽中的杂质浓度低于其要求的溶解度极限值时限制值。
表中相应于极限状态的值是不希望出现的，必须在指定的时间内将它调整到正常状态，电厂应尽可能使蒸汽保持较好的纯度。
注
正常运行
极限状态
两周
24小时
控制参数
阳离子导电率，微姆／cm
b,c
<0.3
0.30.5
0.5～1.0
溶解氧，PPb
b,c
<10
10～30
30～100
钠PPb
b,c
<5
5～10
10～20
氯化物PPb
b,c
<5
5～10
10～20
二氧化硅PPb
b
<10
10～20
20～50
铜PPb
a
<2
铁PPb
a
<20
Na／PO4克分子比
a,c
2.3～2.7
亚铁酸盐和硫酸盐
d
任何上限的运行应该避免，并及时采取正确的措施。
注解：
a每周至少对典型值进行一次分析。
b用于通过连续地直接分析主蒸汽的冷凝水的化学控制，或根据锅炉水和机械及汽态携带物质进行复算。
c建议连续地进行分析
d对于含量极微不可查之成分，至少每周分析一次。
e使用于磷酸盐水处理的机组。
运行限制及注意事项
1、一般注意事项
1.1在蒸汽进入气轮机之前，应根据转子金属的初始温度来决定采用冷态启动或热态启动。
机组启动程序“起动和变负荷推荐值”一节中作详细说明。
1.2当机组按冷态启动程序启动时，转子的加热时间可由“冷态启动转子暖机规程”曲线确定。
但必须指出，由转子的初始金属温度确定的这段时间不得缩短，即使是在危急情况下，运行人员急于想使机组很快并网，也是如此。
对于在暖机时间允许的转子加热转速范围。
参见图表“汽轮机转子保持推荐值”。
1.3当机组按冷态启动程序启动时，要控制主汽阀进口的蒸汽参数，使第一级蒸汽温度不允许比第一级金属温度高110C，或低于56C，参见“热态启动推荐值”曲线。
1.4低压缸叶片的共振转速范围示于图表，“汽轮机转速保持推荐值”中，当汽轮机在升速阶段，如果有必要保持转速则必须注意转速不可在共振转速范围内停留。
如果转速落入了共振区，则应将转速降到共振区之下。
1.5为使蒸汽室在由主汽阀切换到调节阀控制之前得到充分加热，蒸汽室的内壁温度（由内部热
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