18MW联合循环汽轮机运行规程.docx
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18MW联合循环汽轮机运行规程
第一篇概述
1.汽轮发电机组技术规范及特性慨况
1.1汽轮机的应用范围
本汽轮机为中压、单缸、冲动冷凝式联合循环用汽轮机，与燃机余热锅炉、发电机及其附属设备组成一个成套发电设备，用于燃气轮机联合循环发电站中，作为余热利用发电，可以大大提高循环效率及降低发电站的发电成本。
本汽轮机的设计转速为3000r/min，不能用于拖动不同转速或变速转速机械。
1.2汽轮机的技术规范
名称
单位
数值
汽轮机型号
L18-3.43-4型
额定功率
MW
18
额定转速
r/min
3000
旋转方向
从机头向机尾看为顺时针方向
汽轮机-发电机轴系临界转速
r/min
2000
汽轮机单个转子临界转速
r/min
1743
汽轮机轴承处允许最大振动
mm
0.025
过临界转速时允许最大振动
mm
0.1
额定进汽压力及变化范围
MPa
3.43（最高3.63，最低2.06）
额定进汽温度及变化范围
℃
440（最高450，最低390）
额定进汽量/最大进汽量
T/h
额定工况排汽压力
kPa
5.02
额定排汽温度
℃
名称
单位
数值
汽轮机汽耗（计算值）
Kg/Kw.h
3.79
汽轮机汽耗（保证值）
Kg/Kw.h
3.90
汽轮机热耗（计算值）
KJ/Kw.h
12056
汽轮机热耗（保证值）
KJ/Kw.h
12418
冷却水温
℃
20
生产厂家
南京汽轮电机集团有限公司
1.3汽轮机结构及系统的一般说明
汽轮机转子由一级复速级和十三级压力级组成，除末三级叶片为扭叶片外，其余压力级叶片均为直叶片。
转向导叶环在顶部和底部与汽缸之间采用“工”形键固定，在拆导叶环体时必须先用专用工具拆去“工”开键后方可起吊。
装于前汽缸上端蒸汽室内的配汽机构是提板式调节汽阀，借助机械杠杆与调速器油动机相连，调节汽阀由若干只汽门组成，相互联通。
在汽轮机前轴承座内装有测速机构，主油泵，危急遮断装置，轴向位移传感器，径向及推力联合轴承。
前轴承座的壳体上装有油动机等。
前轴承座与前汽缸用“猫爪”相连，在横向和垂直方向均有定位的膨胀滑键，以保证轴承座在膨胀时中心不致变动。
在前座架上装有热胀指示器，以反映汽轮机静子部分的绝对热膨胀；在后轴承座附近装有相对膨胀指示器，用于测量转子与汽缸的相对热膨胀值。
汽轮机通过一副刚性联轴器与发电机相连，转子盘车装置装于后轴承盖上，由电动机驱动，通过蜗轮蜗杆副及齿轮减速达到所需要的盘车速度。
当转子的转速高于盘车速度时，盘车装置能自动退出工作位置。
在无电源的情况下，在盘车电动机的后轴伸装有手轮，可进行手动盘车。
1.4热力系统：
1.4.1主蒸汽系统
来自锅炉的新蒸汽经电动主汽隔离阀到主汽门。
主汽门内装有蒸汽滤网，以分离蒸汽中的水滴和防止杂物进入汽轮机。
蒸汽经主汽门后分两路分别进入汽轮机蒸汽室两侧，蒸汽在汽轮机中膨胀中作功后排入冷凝器凝结成水，借助凝结水泵打入汽封加热器，然后送往加热及除氧系统。
在电动主汽隔离阀前引另一路经一级减温减压（减温水取自给水）和二级减温减压（减温水取自凝结水）后排入凝汽器作为主蒸汽大通旁，主蒸汽大通旁只在开、停机和事故时启用。
凝结水泵后有一路凝结水可引入冷凝器上部，在启动、低负荷或主蒸汽旁路时用于冷却旁路蒸汽和维持冷凝器与凝结水泵系统正常运行。
1.4.2汽封系统
汽轮机前后汽封近大气端的腔室和主汽门、调节汽阀等各阀杆近大气端的漏汽均有管道与汽封加热器相连，使各腔室保持-1.013kPa～-5.066kPa的真空，以保证蒸汽不漏入大气，同时可将此漏汽加热凝结水以提高机组的经济性。
前后汽封的平衡腔室和各阀杆的高压漏汽端均与均压箱相连，均压箱中压力低于2.94kPa时，高2.94kPa的抽汽通过该分配阀向均压箱补充，当均压箱中压力高于29.4kPa时，多余的蒸汽也通过汽封压力调整分配阀排入冷凝器中。
1.4.3真空系统
蒸汽在汽轮机内膨胀作功后排入冷凝器凝结成水，在冷凝器内即形成真空。
为了去除在运行中逐渐积聚在冷凝器中的空气，在冷凝器两侧装有抽气管，由射水抽气器将空气吸出排入大气。
1.4.4疏水系统
汽轮机的汽缸疏水及导汽管疏水均引至疏水膨胀箱，再由疏水膨胀箱回到凝汽器，自主汽门前各疏水包括主蒸汽母管上的疏水、蒸汽大旁通疏水全部排入定排或排入地沟；化补水经电动调节阀补入疏水箱，由疏水泵加压后打入除氧器，在疏水泵出口母管处引一路经电动阀和闸阀后到凝汽器作热井补充水。
1.4.5冷却水系统
循环水系统采用闭式循环。
由#1、#2、#3、#4冷却塔风机冷却后的循环水进入#1-#4循环水泵，加压后打入凝汽器、空冷器和冷油器，被加热后的循环水再回到冷却塔冷却，形成循环水冷却系统。
在循环水出水母管上引一路经隔离阀和电动调节阀至射水箱，以维持射水箱内水位及水温正常，射水箱溢水最终排至循环水池；另一路引至电控专用供油系统冷油器。
补水系统水源取海正自来水系统，经蝶阀引至冷却塔水池，以补充循环水量，维持冷却塔水池水位正常。
1.5供油系统
本汽轮机供油系统是由两部分组成，一部分是由主油泵为主组成的低压供油系统，主要用于向汽轮发电机组各轴承提供润滑油及调节保安系统提供压力油；另一部分主要是叶片泵等组成的高压供油系统专为DEH中电液驱动器供油。
这两部分供油系统是相互独立的。
1.5.1低压供油系统
主要包括主油泵，注油器Ⅰ，注油器Ⅱ，主油泵启动排油阀，高压交流油泵，交、直流润滑油泵，油箱，冷油器，滤油器，润滑油压力控制器及过压阀等。
离心式主油泵由汽轮机主轴直接带动，正常运转时主油泵出口油压为1.27MPa，出油量为3.0m3/min，该压力油除供给调节系统及保安系统外，大部分是供给两只注油器的。
两只注油器并联组成，注油器Ⅰ出口油压为0.12MPa，向主油泵进口供油，而注油器Ⅱ的出口油压为0.22MPa，经冷油器，滤油器后供给润滑油系统。
在润滑油路中设有一个低压油过压阀，当润滑油压高于0.15MPa左右即能自动开启，将多余油量排回油箱，以保证润滑油压维持在0.08~~0.15MPa范围内。
交流润滑油泵在正常停机后投入替代高压交流油泵。
1.5.2电控专用供油系统
电控专用供油系统与主轴驱动的由主油泵提供润滑系统和安全用油的供油系统分开，以保证电液转换器用油不受污染，确保机组安全可靠地运行。
独立电控专用供油系统由油箱、叶片泵、溢流阀、单向阀、精密双筒滤油器、冷油器以及油压、油温报警、电加热器等设备组成。
该套油系统为双泵系统，正常运行时一台泵工作，另外一台泵备用，当油温高时应投入冷却器，当工作压力降低时应投入另外一台油泵，运行前必须确保油质合格，双筒滤油器可在线切换，滤油精度为10u，滤油器压差大时可报警。
1.6调节保安系统概况
1.6.1调节保安系统的主要技术规范
项目
单位
技术规范
备注
1
汽轮机额定转速
r/min
3000
2
油泵进口油压
MPa
0.1~0.15
3
主油泵出口油压
MPa
~1.27
4
转速不等率
%
3~6
5
迟缓率
%
《0.2
6
油动机最大行程
mm
100
7
危急遮断器动作转速
r/min
3270~3330
8
危急遮断器复位转速
r/min
3040~3070
9
喷油试验时危急遮断器动作转速
r/min
2890~2950
10
转速表超速报警值
r/min
3150
11
转速表超速保护值（停机）
r/min
3270
12
转子轴向位移保护值
mm
+1.0或-0.6
负为反向
13
转子轴向位移保护值
mm
+1.3或-0.7
停机值
14
润滑油压降低报警值
MPa
0.05~0.055
15
润滑油压降低报警值
MPa
0.04
16
润滑油压降低保护值（停机）
MPa
0.02
17
润滑油压降低保护值（停盘车）
MPa
0.015
18
润滑油压升高报警值（停电动泵）
MPa
0.16
19
主油泵出口油压低报警值
℃
1.0
20
轴承回油温度报警值
℃
65
21
轴瓦温度报警值
℃
100
22
轴承回油温度停机值
℃
75
23
轴瓦温度停机值
℃
110
24
冷凝器真空降低报警值
MPa
-0.087
25
冷凝器真空降低保护值（停机值）
MPa
-0.061
26
轴承座振动报警值
mm
0.06
27
主蒸汽压力高报警值
MPa
3.63
28
主蒸汽温度高报警值
℃
450
29
电液驱动器供油压力额定值
MPa
3.5
30
电液驱动器供油压力低报警
MPa
2.5
31
电液驱动器供油压力低停机
MPa
1.0
32
电液驱动器供油温度高报警值
℃
50
33
电液驱动器供油温度低报警值
℃
35
34
主油箱油位高报警值
mm
+100
35
主油箱油位低报警值
mm
-100
36
DEH控制器超速停机值
r/min
3270
37
相对膨胀报警值
mm
+3或-2
1.6.2、调节系统的工作原理和系统介绍
联合循环汽轮机调节系统采用数字电液调节系统（简称DEH），DEH系统对联合循环中汽机特殊要求的运行方式能较满意的解决，它能实现升速（手动或自动），配合并网，负荷控制（阀位控制或功频控制）和进汽压力自动控制及低汽压限制，可与DCS通讯，控制参数在线调整和超速保护功能等，能使汽轮机适应各种工况并长期安全运行。
1.6.2.1基本原理
并网前在升速过程中，转速闭环为无差控制，505控制器将测量的机组实际转速和给定转速的偏差信号经软件分析处理及PID运算后作为给定输入到阀位控制器并与油动机反馈信号比较后将其偏差放大成电流信号来控制电液驱动器及调节阀门开度，从而减少转速偏差，达到转速无差控制，当转速达到3000r/min时，机组可根据需要定速运行，此时DEH可接受自动准同期装置发出的或运行人员手动操作指令，调整机组实现同步、以便并网。
机组并网后，如果采用功率闭环控制，可根据需要决定DEH使机组立即带上初负荷，DEH实测机组功率和机组转速作为反馈信号，转速偏差作为一次调频信号对给定功率进行修正，功率给定与功率反馈比较后，经PID运算和功率放大后，通过电液驱动器和油动机控制调节阀门开度来消除偏差信号，对机组功率实现无差调节，若功率不反馈，则以阀位控制方式运行，即通过增加转速设定，开大调节汽阀，增加进汽量达到增加负荷的目的。
在甩负荷时，DEH自动将负荷调节切换到转速调节方式。
机组容量较小时建议可不采用轴功率闭环控制。
1.6.2.2DEH系统构成
1.6.2.2.1机械超速保安系统（详见保安系统1.6.3）
1.6.2.2.2主汽门自动关闭器及控制装置
主汽门能够实现远程控制及现场手动。
功能结构图如下，启动阀控制主汽门执行机构（主汽门自动关闭器）上下动作进而控制主汽门开启。
启动阀的操作可手动也可通过伺服电机控制，同时启动阀可以对机组挂闸（机械超速复位），在正常运行时安全油将启动阀右部切换阀顶起，接通启动油路开启主汽门，在停机时安全油泄掉，切换阀切断启动油，并泄掉自动关闭器的油缸腔室中的油，使主汽门快速关闭。
活动滑阀可在机组运行时在线活动主汽门以妨其卡涩。
具体控制可由热工继电器回路实现，也可由DCS软伺放实现，为确保机组安全，在停机后控制启动阀电机反向旋转（即退回启动阀）关闭主汽门。
以妨事故后挂闸主汽门突然打开造成机组转速飞升。
1.6.2.2.3伺服执行机构，主要包括电液驱动器，油动机。
电液伺服阀为动圈式双极型位置输出（积分型），作为油动机的先导机构拖动错油门控制油动机活塞动作。
油动机错油门与电液伺服阀通过杠杆机械半刚性连接。
同时原错油门下的单向阀保留，在保安系统遮断状况下，事故油仍可关闭油动机。
电液伺服阀是汽轮机电液控制系统设计的关键电--位移转换元件，它能把微弱的电气信号通过电液放大转换为具有相当大的作用力的位移输出。
电液伺服阀主要由动圈式力马达、控制滑阀及随动活塞三大部分组成，控制滑阀与随动活塞之间采用直接位置反馈，安装方式采用板式连接。
1.6.3保安系统
本系统包括机械液压保安装置和电气保护装置两部分，机组设置了三套遮断装置：
运行人员手动紧急脱扣的危急遮断装置；超速脱扣的危急遮断器；电动脱扣的电磁保护装置。
主要保护项目有超速，轴向位移，润滑油压降低，轴承回油温度偏高，冷凝器真空低及油开关跳闸，DEH保护停机等。
当出现保护（停机）信号时，立即使主汽门，调节汽阀关闭。
当出现报警信号时，声、光信号同时报警；油开关跳闸，可根据具体情况确定关闭汽阀，或者同时关闭主汽门。
主汽门的关闭是通过保安油的泄放达到的，调节汽阀关闭是通过建立事故油来实现的。
保安油的泄放通过保护部套的动作实现。
事故油的建立一方面通过保安油泄放使危急继动器动作，另
一方面电气保护部套（电磁保护装置）的动作，也可直接建立事故油。
1.6.3.1、超速保护装置
本系统的超速保护装置有危急遮断器、危急遮断油门、电超速保护装置和汽轮机监测系统中的转速测量装置等。
危急遮断器采用飞环式，当机组转速升至3270~3330r/min时，飞环因离心力增大克服弹簧力而飞出撞出危急遮断油门的挂钩，使其脱扣，保安油泄放，关闭主汽门，并通过危急遮断油门建立事故油去关闭调节汽阀和旋转隔板。
电超速保护装置由时间继电器组成，控制电磁保护装置中一个电磁铁动作。
当油开关跳闸时，油开关跳曾继电器的常开触头闭合，使电磁保护装置中一个电磁铁通电，受其控制的滑阀在电磁铁的作用下下移，压力油通过滑阀控制的油口建立事故油，经单向阀通至错油门滑阀底部，使错油门滑阀和油动机活塞动作，迅速关闭调节汽阀，以限制机组转速的飞升。
在油开关跳曾继电器形开关的常开触头闭合时，时间继电器带电，经过一段时间后，其延时常闭触头断开，使电磁铁失电，滑阀在弹簧作用下复位，调节系统又恢复到电磁保护装置未动作前的状态。
时间继电器恢复时间的整定值为2~~4s。
转速测量装置由齿轮、传感器监测系统中的转速表组成，当机组转速达到3270r/min时，转速表立即发出自动停机信号，去控制电磁保护装置动作，迅速关闭主汽门，调节汽阀和旋转隔板，并通过抽汽阀联运装置汽阀关闭，而达到停机。
1.6.3.2危急遮断装置及复位装置
当机组发生特殊情况，可手拍危急遮断装置紧急停机，此时可用手推塑料罩内之“遮断”手柄，使活塞移动，油路改变，关闭主汽门和调节汽阀和旋转隔板。
重新起动时需将手柄拉出复位，使油路正常。
1.6.3.3电磁保护装置
电磁保护装置实际由两部分组成，即两个电磁铁分别控制两个滑阀。
一个电磁铁作用是接受不同来源的停机信号，接通电磁铁电路而动作，去关闭主汽门，调节汽阀和旋转隔板，切断汽轮机进汽而使其停机。
信号来源可以是转速超限，轴向位移超限，润滑油压降低，轴承回油温度升高或瓦温高，冷凝器真空降低，DEH保护停机等保护信号，也可以手控开关停机信号等。
另一个电磁铁接收油开关跳闸信号，其结果只产生事故油关闭调节汽阀和旋转隔板。
1.6.3.4调节汽阀危急遮断装置——单向阀
为了防止万一主汽门因结垢或阀杆弯曲而卡涩不能关闭，本机组设有调节汽阀危急遮断装置——单向阀，当需要关闭主汽门时，它受事故油控制同时动作。
事故油通至错油门滑阀底部，使错油门滑阀和油动机活塞动作，迅速关闭调节汽阀。
正常运行时事故油压应为零，至少应低于0.05MPa，否则将影响正常运行。
1.7汽轮机热工保护
1.7.1保护定值
1.7.1.1汽轮机转速达3270-3360转/分，危急保安器动作，关闭自动主汽门、调速汽门。
1.7.1.2停机电磁阀动作，关闭自动主汽门、调速汽门，其定值：
a、手揿“紧急停机”按钮；
b、汽机轴承回油温度达至75℃；
c、汽机轴承振动达到0.1mm；
d、润滑油压降至0.02Mpa；
e、汽轮机凝汽器真空低至-0.06MPa；
f、转速升至额定转速的109%（3270r/min）；
g、轴向位移超过+1.3mm或-0.7mm；
h、电控油泵出口油压低至1.0MPa；
i、发电机主保护动作；
j、DEH发出停机。
1.7.2主机部分热工光字牌信号及定值：
项目
信号定值
备注
轴向位移
+1.0mm或-0.5mm
报警
轴向位移
+1.3mm或-0.7mm
保护动作、停机
轴承回油温度
65℃
报警
轴承回油温度
75℃
保护动作、停机
轴承振动
0.05mm
报警
轴承振动
0.1mm
保护动作、停机
汽轮机转速高
3150r/min
报警
汽轮机转速超
109%
保护动作、停机
润滑油压高至
0.16Mpa
停交流油泵
润滑油压低压
0.054Mpa
交流油泵自启动
润滑油压低至
0.04Mpa
直流油泵自启动
润滑油压低压
0.02Mpa
保护动作、停机
润滑油压低压
0.015Mpa
停盘车
凝结水母管压力低
0.02Mpa
报警
凝汽器真空压力低
-0.087Mpa
报警
凝汽器真空压力低
-0.06Mpa
保护动作、停机
凝汽器热井液位高
800mm
报警
凝汽器热井液位低
50mm
报警
主蒸汽压力高
3.63MPa
报警
主蒸汽压力低
2.06MPa
报警
主蒸汽温度高
450℃
报警
主蒸汽温度低
390℃
报警
主气门关闭
1s
报警
推力瓦温度高
100℃
报警
油箱液位高
+100mm
报警
油箱液位低
-100mm
报警
保护电源消失
报警
第二篇汽轮机运行规程
2.汽轮机的启动
2.1汽轮机启动前的准备工作
2.1.1准备开机操作票、阀门操作卡、测振表、听音棒、记录纸等。
2.1.2检查本机组及有关系统设备符合启动条件，现场清洁，影响本机启动的工作票已终结。
2.1.3班长接到值长机组启动命令后，通知司机及有关人员进行操作。
2.1.3.1送上各电动门、调整门电源、开关灵活、方向正确、设备管道完整良好，各辅机轴承润滑油加至正常，油质良好。
2.1.3.2按“阀门操作卡”操作各系统阀门至所需状态。
2.1.3.3热工所有表计应齐全，指示正确，联锁开关在解除位置。
2.1.3.4联系电气送上各辅机电源，检查绿灯已亮。
2.1.3.5联系热工送上所有仪表及保护电源，并会同热工人员校验各热工保护试验良好，试验后将热工保护表计定值整定好。
2.1.3.6开启所有仪开有的一次门。
2.1.3.7联系化学补给合格的除盐水，将疏水箱补放水至水质合格，水位正常。
检查主油箱油位，并放水一次。
2.1.3.8配合检修完成对各辅机的试转工作，检查转向正确，轴承正确，轴承温度，振动良好。
2.1.3.9检查盘车装置完好，手柄在自觉扣位置。
2.1.3.10检查调速，保安系统各阀门位置正常。
2.1.4投入油系统
2.1.4.1启动高压交流油泵，检查泵组运行正常。
2.1.4.2缓开出口门向油系统充油排气，然后全开。
2.1.4.3检查系统无漏油，各轴承油流、油压正常。
2.1.4.4投入高压、交、直流润滑油泵联锁。
2.1.5投入盘车装置
2.1.5.1拉出保护销，推牢手柄，按汽轮机转动方向盘动盘车电动机联轴器，使转动齿轮啮合，继续盘动联轴器应能盘动转子。
2.1.5.2投入盘车联锁，启动盘车电动机，检查运转正常。
2.1.5.3倾听汽轮发电机组内部应无摩擦声。
2.1.6投入循环水系统
2.1.6.1检查水冷塔水位，启动循环水泵电动机，检查运转正常。
2.1.6.2检查循环水泵出口电动阀自动打开，检查循环水压力正常。
2.1.7投入真空系统
2.1.7.1检查射水箱水位，启动射水泵电动机，检查运转正常，。
2.1.7.2检查射水泵出口压力正常，投入射水泵联锁。
2.1.7.3检查凝汽器真空，此时应缓慢上升。
2.1.8投入电液控制系统
2.1.8.1检查电液控制系统油箱油位，启动电控油泵电机，检查运转正常。
2.1.8.2检查电控油泵出口油温、油压正常，投入电控油泵联锁。
2.1.7投入凝结水系统
2.1.7.1启动凝结水泵电动机，检查动转正常，打开出水门，投入凝结水泵联锁。
2.1.7.2开启再循环门，调整热井水位。
2.2启动前的检查及阀门操作卡
序号
名称
应处状态
备注
1
仪表盘
各辅机开关均在
停用
除交流油泵盘车装置外
各辅机联锁开关
撤出
除盘车装置外
各辅机电源均已
送上
各仪表电源均已
送上
各报警信号试验均
正常
各仪表指针
正常
各压力表水位计一次阀
开足
2
汽机本体
调速系统
完好
危急遮断器
复位
危急遮断油门
复位
停机电磁阀
复位
甩负荷电磁阀
复位
同步器
低限
3
主蒸汽系统
电动主汽阀
关闭
电动主汽阀旁路一次阀
关闭
电动主汽阀旁路二次阀
关闭
自动主汽门
关闭
电动主汽阀前疏水一次阀
开足
电动主汽阀前疏水二次阀
调节
电动主汽阀后疏水一次阀
开足
电动主汽阀后疏水二次阀
调节
导汽管疏水阀
开足
轴封漏汽通轴加汽管疏水阀
开足调节
前轴封疏水阀
开足调节
前轴封通轴加阀
关闭
后轴封漏汽通轴加阀
关闭
汽缸结合面疏水阀（4个）
开足调节
复速级后汽缸疏水
关闭
调速汽门阀杆疏水
关闭
3
主蒸汽大旁通系统
大旁通减压阀前电动阀
开足
大旁通减压阀
关闭
大旁通减压阀后疏水阀
开足调节
大旁通一次减温水隔离阀
开足
大旁通一次减温水调节阀
关闭
大旁通二次减温水隔离阀
开足
大旁通二次减温水调节阀
关闭
4
轴封加热器
轴封加热器本体
完好
凝结水通轴加进水阀
开足
轴加出水阀
开足
轴加进汽阀
关闭
轴封排大汽阀
关闭
轴加出汽至射水抽汽器阀
关闭
轴加出汽至抽风机阀
关闭
疏水至排地沟阀
开足
5
循环水系统
循环水泵进水阀
开足
循环水泵出水阀
关闭
凝汽器循环水进水阀
开足
凝汽器循环水出水阀
关闭
凝汽器循环水出水放空气阀
关闭
待放尽空气后
凝汽器水侧排地沟阀
关闭
6
空冷器冷却水
滤水器进水阀
开足
滤水器出水阀
关闭
滤水器旁路阀
关闭
滤水器放空气考克
关闭
待空气放尽后
滤水器排污阀
关闭
空冷器进水阀
开足调节
使各组进风温度相同
空冷器出水阀
开足
7
冷油器冷却水
滤水器进水阀
开足
滤水器出水阀
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