汽轮机启动运行说明书.docx

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汽轮机启动运行说明书

汽轮机启动运行说明书

注：

本启动运行说明书仅为投标参考资料，在详细设计中可能上述数值及内容可能改变或增加。

1启动前安全检查措施和考虑

●仔细听低速时是否摩擦

●检查振动、油压和油温、汽封压力及胀差

●观察主蒸汽﹑再热蒸汽的压力和温度，排汽压力和温度

●检验转子的轴偏心度

●尽量使蒸汽温度与金属温度相匹配，可以使在最短的时间内能够更容易地启动汽轮机发电机组

2启动过程

所有的运行工况下，温度变化率要满足“转子寿命损耗曲线”中的规定。

推荐的启动次数是以转子寿命损耗曲线为基础确定的，并作为用户的指导原则。

见图1、图2。

正常启动和升负荷时，推荐采用以下操作过程。

2.1冲转前投入盘车装置

冲转前投入盘车，可避免转子由于热变形而暂时弯曲。

建议从前次停机后最好保持盘车持续运行。

当长时间停止盘车运行后，最少盘车运行4小时，以确保汽轮机安全平稳启动，通常，最佳时间是8小时。

偏心值达到规定正常值的10%以内后，启动偏心指示仪，并且至少运行1小时。

2.2冷态启动前高压缸预热

冷态启动前，也就是转子冲转前要求高压缸预热，例如，汽轮机长时间停机后启动和大修后启动。

实现预热的途径是让来自冷再热管道的蒸汽通过预热阀使高压缸部分增压，直到第一级汽缸金属温度高于180℃（最低要求的温度是150℃）。

预热过程中，高压缸部分的压力（第一级压力）不能超过0.49Mpa（g）。

2.3启动准备

应当记录下列汽轮机的金属温度和蒸汽参数

●主蒸汽温度

●主蒸汽压力

●汽缸第一级内表面金属温度

●中压排汽室上部内表面金属温度.

2.4温度变化率

在冲转前按照图1、图2转子寿命损耗曲线确定汽缸第一级的金属温度允许变化率。

应用这些曲线前，必须知道启动后汽缸第一级蒸汽温度。

汽缸第一级金属温度与负荷关系表，可以确定启动后的第一级蒸汽温度，并假定此时参数为额定蒸汽参数。

锅炉的特性曲线确定后，用户应绘制此曲线。

2.5冲转及初负荷

启动参数的选择见图3“推荐的典型启动过程”。

每个启动参数可由主蒸汽压力，主蒸汽温度及汽缸第一级内表面金属温度来确定。

可以从图3中左侧图表，根据主蒸汽压力①a、主蒸汽温度①b的交点向下做直线得到第一级蒸汽温度②，延长直线到下面的表，与斜线第一级金属温度①c相交，可以得到第一级金属温度与第一级蒸汽温度的温差③。

第一金属温度与第一级蒸汽温度的温差③应该在-111℃～167℃之间。

同时控制锅炉出口焓值小于2810kJ/kg。

为使汽轮机平稳加热，推荐的温差③为+28℃～+56℃。

根据温差③的位置确定加速率为快速、中速、慢速或不允许。

由区域④可知慢速为100rpm/min、中速为200rpm/min、快速为300rpm/min。

如果交点位于不能启动区域，汽轮机启动应推迟，除非有特殊要求。

根据汽轮发电机的特性，慢速率可以防止主蒸汽温度下降。

最好控制汽轮机在这个区域启动。

主蒸汽温度在这个区域将升高。

根据右表可以得到在各状态点保持时间，状态点分别为低速暖机⑤、高速暖机⑥、升负荷率⑦、初负荷⑧、初负荷保持时间⑨。

右表共有4个表组成，根据第一金属温度的数值，分别为冷态启动、温态启动、热态启动、极热态启动。

各状态点的保持时间由粗线确定。

冷态启动时，低速暖机时间的选择是由⑤和左上角的表中较长的时间确定。

暖机后，确定中压排汽缸内外表面金属温度①d已达到85℃以上，或者达到80℃以上并已持续了1小时。

低速暖机的转速一般根据机组的实际设计情况确定。

低速暖机会增加由于转子在摩擦状态下弯曲而导致的振动加大的可能性。

金属温度与蒸汽温度应尽可能地匹配，以减少暖机时间。

低速暖机时，应连续监测轴振幅值，防止其急剧加大。

低速暖机后，机组按期望的速率加速到额定转速。

通常，如果没有特殊情况，上面描述的速率是合乎要求的。

额定速度时保持转速称为高速暖机。

初负荷需要保持一段时间。

暖机时间与“转子寿命损耗曲线”上允许的温度变化率相比较，如果金属温度增加太快，则暖机时间应加长；如果金属温度增加太慢，则暖机时间应缩短。

2.6升负荷

初始负荷后的升负荷率可由图1、图2“转子寿命损耗曲线”确定。

可采用阀门调节或滑压运行。

本机组采用高中压联合启动。

2.7注意事项

在机组启动和升负荷的全过程中，应监控包括胀差在内的全部运行限制值，保证在“运行限制值”中规定的范围内。

⏹在冷态启动时，汽轮机只有在带25%或更高负荷并至少运行3小时，才能进行超速试验。

⏹热态启动时，在接近额定转速或额定转速的运行时间，或不带负荷的运行时间不要超出所需要得时间。

3稳态负荷变化

我们把一个稳态负荷到另一个稳态负荷的变化过程称为稳态负荷变化。

在此变化过程中，观察内外壁温差变化率，保证在最大允许值范围内。

假设初参数稳定情况下，汽缸第一级蒸汽温度与负荷关系曲线可以帮助预测汽缸第一级的温度变化。

4紧急操作

任何机组都有可能在紧急情况下跳闸。

假如发生紧急情况，要降低负荷，则采用推荐的事故温度降低率。

另一方面，负荷增加率不能超过正常值，即使在紧急情况下也如此。

不要在高主蒸汽压力下，带厂用电、空负荷或不同转速情况下运行，尤其是机组在额定蒸汽温度或接近额定蒸汽温度运行后，降低运行温度。

这种运行情况一般发生机组与电负荷脱开后。

这种运行方式会导致高压区最热的内表面突然快速冷却，影响机组寿命，可能产生裂纹，尽可能避免这种运行方式。

机组跳闸后，如果能够快速地重新建立负荷，可以返回，将机组处于盘车状态，为按照规定的热态启动做准备。

5汽轮机停机过程

汽轮机在负荷减少以及停机情况下的正常运行要采用控制停机过程。

机组停机时，控制汽轮机金属温度是非常重要的，因为它将影响热应力、胀差、热变形或部件对中，以及汽轮机部件的热流动。

每个系统采用不同的过程。

这些过程由停机时的状态控制，或由以后重新启动时所需的状态控制。

同样的汽轮机可能要求不同的过程，以适应各自相关的设备及调节装置。

调节装置的事故或跳闸功能，及汽轮机常规运行的控制在说明书中都有描述。

另外停机时的定期试验在“监视试验”部分中有描述。

负荷应按照内表面金属温度的常规减速率稳定降低，在转子寿命损耗曲线图中有描述。

当达到最小负荷时，汽轮机与电网脱离，关闭主汽阀。

如果处于紧急状态要尽快停止转动，可以在推荐的转速以下打开真空破坏阀。

如果需要在最快的速度停机，可以立即打开真空破坏阀。

如果汽轮机在一定的负荷下跳闸，在主汽阀关闭前不要打开断路器。

如果主汽阀不能关闭，这样可以有效的防止汽轮机超速。

注意：

⏹停运周期越短，运行的协调性和精确度就越高。

为保证汽轮机重新启动时处于最好的状况，停机过程应该按常规程序卸去负荷；完成要求的各项安全性能试验；消除金属材料上不适当的应力；防止高温部件包括阀门、汽缸、转子扭曲变形；在减负荷和停机时，运行主机和所有辅助设备。

5.1正常停机

在负荷大量减少时，主蒸汽的特性可以使主蒸汽温度相对变化较小。

如果蒸汽温度在降负荷时保持稳定，这对于保持汽机内部的温度变化处于最小很有利。

温度变化量最大的部分位于第一级处。

在稳定节流工况负荷降低时，第一级温度将按照第一级温度-负荷曲线所示的给出量减少。

当处于锅炉控制点之下时，降负荷率应降低来补偿主蒸汽温度的降低量，使金属温度变化率保持在限制值范围内。

5.2强制冷却停机

有时在停机过程中尽量的冷却汽轮机材料是非常有用的。

这非常适用于只有很短的检修时间。

这种停机程序允许停机和拆卸之间的间隔时间最短，减少了部件热变形的可能性，并减轻运行人员的不适。

可以通过在减负荷时降低主蒸汽温度，冷却材料。

温度应按推荐值稳定降低，不能超过允许的金属温度降低率和允许的金属壁温温差。

为最大限度地降低材料温度，有必要降低蒸汽压力。

此种冷却方法将使汽轮机高压部分产生最大温降，从连通管到排汽点，作用将明显减弱。

5.3快速停机

当要求在最短时间内停机时，可以使用紧急状况下的温度降低率的极限值。

只要负荷减至额定负荷的1/3，就可以断开机组。

5.4切除负荷并停机

降低负荷时，金属温度的变化率应该满足负荷汽缸第一级内表面金属温度变化率与转子寿命损耗曲线中的规定。

虽然还使用其它一些方法，但下面列出最理想的方法以供参考。

1.降低负荷至最小值，约为额定负荷的5%。

用主开关跳闸阀切除外部负荷。

打开断路器。

2.降低负荷至最小值，约为额定负荷的5%。

手动操作停机手柄。

打开断路器。

3.降低负荷，接近0负荷，约为额定负荷的0.5%。

打开断路器。

用主开关跳闸阀切除外部负荷。

5.5盘车运行

汽轮机停止转动时立即启动盘车装置。

直到汽轮机重新启动前要持续盘车运行。

但是，如果停机时间不确定，或需要拆卸机组，则盘车装置运行到汽轮机完全冷却。

如果拆卸汽轮机，就持续运行盘车装置，直到上汽缸被吊起。

如汽轮机停机后很短时间拆开，或者机组必须脱离盘车装置，停机过程中的冷却会有一定的好处。

在降负荷时，尽可能地降低主蒸汽温度，以完成此过程。

如果盘车装置停止运行时机组太热，转子和汽缸将扭曲，这可能引起较高热应力，或造成活动部件卡涩。

盘车装置的详细描述见“汽轮机特殊工况下运行概述”部分。

5.6拆除罩壳

在高﹑中压部分没有冷却24小时或更长时间之前，不要拆除这些部件的罩壳和保温材料。

这可以防止汽缸、法兰产生高热应力或热变形。

但是，如果要求时间很短，则在机组解列到拆除法兰螺栓之间最少要间隔8小时。

6再启动工况

任何机组的启动及升负荷都要求控制蒸汽温度和金属温度匹配。

再启动时，控制停机过程对此关系影响显著。

例如：

1.打闸前，在最小负荷运行时的主蒸汽温度直接影响汽轮机的冷却速度，也影响停机后的最终温度。

2.锅炉内的压力影响停机时的主蒸汽温度。

如果停机时间约8小时或更长，这些部件间的热传递就影响了汽缸的最终温度。

再启动时的蒸汽温度也可能取决于锅炉和主蒸汽管道中储存的热量。

3.排放量、疏水位置和主汽管道结构也影响主管道及汽缸的温度。

停机时或再启动前，流入排汽口或凝汽器的蒸汽量影响主蒸汽和排汽缸的温度。

锅炉、主管道，尤其是放在户外的一些相关设备的周围环境温度也可能影响设备停机时的冷却率。

这些过程主要由停机周期确定。

一些重复操作，如一夜或周末停机，准确的操作过程是非常重要的。

见图4“推荐的典型再启动过程”

图1高压转子寿命消耗曲线

图2中压转子寿命消耗曲线

图3推荐的典型启动过程

图4推荐的典型再启动过程