哈汽1000MW汽轮机运行说明书讲解.docx

1、哈汽1000MW汽轮机运行说明书讲解CCLN1000-25/600/600型汽轮机汽轮机运行说明书1 汽轮机额定与设计数据汽轮机型号： TC4F-SLEB48”（单轴四排汽）额定输出（T-MCR）：1000000 kW最大工况（VWO）：1069347 kW最低运行负载：25% 负载额定转速：3000 rpm旋转方向：CCW（逆时针）蒸汽参数高压汽轮机入口处的主蒸汽压力：25MPa abs高压汽轮机入口处的主蒸汽温度：600排汽压力低压A汽轮机： 4.4 kPa abs低压B汽轮机： 5.4 kPa abs抽汽级数： 8级数高压汽轮机： 10中压汽轮机： 72 级低压汽轮机： 64 级总级数

2、： 482 安全预防措施警告 如果振幅在报警范围内的时间达到两分钟，则应当使汽轮机停止运行。 在到达额定转速后如果振幅在报警范围内的时间达到五分钟，则应当使汽轮机停止运行。 如果一小时内振幅在报警范围内的时间累计超过30分钟，则立即使汽轮机停止运行。 如果振幅持续位于报警范围内，最好使汽轮机停止运行。 当低油压报警发出异常信号，应当立即使汽轮机停止运行。油压降低的原因可能是管路泄漏和油泵出现问题。 当汽轮机平稳运行且轴承供油温度恒定不变时，如果发现轴承金属温度出现波动，尤其是突然变化，则可能是轴承金属损坏。必须检验温度计并确定现场仪表的状态。如果找不到原因而温度却达到了上限制值，则必须使汽轮机

3、停止运行。 当将转速升高到额定转速的50%以上时，最好使汽轮机停止运行，确保真空度不高于限制值。 如果汽封冷却器的排风扇停止运行，则必须立即使汽轮机停止运行以防止以下情况发生。当 心 通常情况下，油冷却器水侧压力高于油侧压力，当冷却管发生故障时可能对油造成污染。如果高油位报警表示可能存在这种情况，应当启动备用油冷却器并检查油净化装置。 低油位报警的原因通常为主油泵进油管路或排油系统发生泄漏。因此，如果发现油位过低则应当检查输油管路及油箱周围是否发生泄漏，并及时加以修理。注 意 当需要盘车时，应当保持尽可能低的供油温度，除非因油泵电机导致它过载。 启动汽轮机前供油油温应在2735（最佳油温范围）

4、之间，如果达不到应使油温保持在2738之间（许用油温范围）。 曲线图显示了当末级叶片处饱和蒸汽湿度达到12%时，再热蒸汽条件与汽轮机排汽压力之间的关系。 应通过控制再热蒸汽压力或再热蒸汽温度和排汽压力来确保排汽湿度不超过12%的关系曲线。 虚线表示在排汽缸变形的情况下所允许的最低排气压力，此限制值应符合上述要求的范围。注 意 在冷启动过程中，汽轮机不允许超速运行，直到汽轮机25%或更高负载运行了至少3小时。在第一次达到额定转速时，汽轮机转子中心金属温度应低于脆性转变温度。为了确保正常运行，当达到额定转速时应当断开危急调速器的油路。 在或接近额定转速或空载情况下运行的时间不应超过热启动所需要的时

5、间。如果在全速、带负荷或减速，尤其是在蒸汽温度降低的情况下运行热态汽轮机，很可能会导致汽轮机进口金属温度急剧冷却或发生裂纹现象。注 意 绝对限制值以 7000 次循环的热疲劳强度为基础，不要超过此限制值。 正常运行过程通常在标准限制值下进行。如果超出此限制值需要进行连续观察。当接近绝对限制值时需要执行诸如机组恒速之类的操作。 如果已达到绝对限制值，最好是根据锅炉的特点对运行程序进行修改。注 意 曲线上的数值表示每次循环占用使用寿命的百分比。 阴影区域表示核心应力限制值，在加速过程中不要进此区域。 停机循环周期越短对运行协调和精度要求越高。为确保重新启动汽轮机达到最佳运行状态，在减负荷和停机过程

6、中，按照需要运行机组及全部辅助设备应执行安全试验，停机过程应逐步减负载，避免汽轮机金属内出现不必要的应力，防止包含阀门、汽缸和转子在内的高温部件发生变形。 机组已达到或接近额定温度后，在蒸汽以正常速度流过控制阀时，不允许汽轮机在附加负荷或空载下运行。否则将导致内部部件裂纹，引起破裂或严重变形。 如果机组的运行控制阀关闭，即使真空度状态良好，也会导致排汽缸和末级叶片严重过热。尽管可以通过启动排汽缸喷水装置对设备充分冷却，但末级叶片上游的蒸汽通道却不能被冷却到。 在未能适当使用喷水装置的情况下，运行某些再热部件也可能导致排汽缸和末级叶片出现过热。通常情况下，启机时当机组与盘车脱离，低压缸内的喷水手

7、动选择阀将被置于“自动”位置，直到停机时机组投入盘车之前都将处于此位置。正常运行下的最高低压缸排汽温度不应超过80。如果由于在启动过程中未能将手动选择阀置于“自动”位置而导致排汽温度升高，则应当启动喷水装置或通过逐步更改流速来调整喷水装置，以避免突然发生热力变化。 启动过程中，当机组转速接近临界转速时，为使剧烈振动的可能性降低应尽量避免汽轮机转子接近临界转速运行。在转子接近临界转速时通常需要连续升高转速。每台汽轮机可以进行稳速或非临界转速见(第4.1节表 4-1)运行。 根据锅炉特点，某些再热设备在减负载状态下长期处于低负载运行时，将会导致主蒸汽温度低于再热蒸汽温度。由于它在汽轮机内可能产生导

8、致汽缸变形和泄漏的不理想温度分布，因此应当尽量避免这种现象。 如果在机组壳体上存在湿保温材料的情况下启动机组，将会冷却外部缸体的外表面，导致汽缸外部与内部金属表面出现巨大的热力差，产生巨大的热应力，因此运行汽轮机前应确保与汽轮机接触的保温材料干燥。可以利用加热灯或热风机烘干保温材料，也可以在机组运行前提前几天安装保温材料。如出现类似情况，也不应在未安装保温层的情况下运行汽轮机。3 轴偏心度轴偏心度是指转子偏离正常条件的程度。偏心度检测仪可以显示转子挠度的趋势和指出是否应当继续盘动。在盘车正常运行情况下，轴的偏心度不应超过正常值的10%，或110%的绝对值。为了确保机组平稳加速，在达到110%的

9、绝对值后盘车应至少连续运行1小时。或者当轴偏心度读数趋于稳定时可以提高汽轮机转速，操作人员必须对整个加速过程中轴的振动量进行认真监视。尽管汽轮机转速可以升高到此限制值之上，但转子摩擦可能引起剧烈振动，因此我们不建议采用这种方式。在盘车最初5小时或盘车装置持续运行更长时间后应确定正常偏心度数值。在汽轮机冲转脱离盘车前，查看偏心度检测仪上的读数并与预定值进行对比。在冲转后，偏心度检测仪上的示数表示轴的振幅而不再表示其偏心度。因此，偏心度检测仪上的示数含义取决于汽轮机的转速范围。有关转速的技术规范，见表4.1。4 轴的振动4.1 概述汽轮发电机转子的振动与多种因素有关。这些因素包括转子本身的不平衡、

10、油涡动和轴承摩擦。当振动出现异常时应确定其产生的原因。表4.1 转速的技术要求转子一阶临界转速（多跨挠性支持）发电机转子 910 rpm低压#1转子 1，360 rpm低压#2转子 1，330 rpm中压转子 1，770 rpm高压转子 1，930 rpm暖机转速低速暖机转速800 rpm高速暖机转速3，000 rpm不要使转速处于 850 rpm 和 2，700 rpm 之间。需要进行振动监视的转速区低速区0 到 850 rpm临界转速区850 到 2，700 rpm高速区2，700 到 3，000 rpm及以上推荐的破坏真空点1，450 rpm允许的连续运行速度汽轮机的转速2，850 到

11、3，090 rpm管路频率47.5 到 51.5 Hz盘车转速大约 2 rpm本节其余部分所显示的振幅值为mils。4.2 振动级别正常运行期间确定可以接受的振动限制值，应当考虑转子的机械不平衡、轴承找中的改变和汽轮机运行条件的稳定性。正常的轴承找中应建立在平稳运行的基础上，因此在低负载、高真空度和瞬间条件下的轴承找中会发生轻微变化。此类振幅变化缓慢，此情况下总振幅不会超过允许的范围。如果由于某种原因而要求汽轮机在剧烈的瞬间条件下运行，则操作人员应当在整个运行过程中密切监视振动等级。过高的振幅可通过重新平衡转子或重新加工转子轴颈得以适当降低。然而，需注意在某运行条件下平衡的转子，不能确保在所有

12、条件下均能平衡。采用以下指南，确定是否需要平衡转子。判断转子平衡状态的标准准则转速范围振幅 1/100 mm判断额定转速3.8极好7.5良好12.5如果超出此值应尽快进行平衡临界转速区17.5以上振幅使用标准是以运行条件为前提。在临界转速区内加速或减速过程中的振幅需划分为正常或异常振幅。4.3 异常振动通过避免可导致异常振动发生的运行条件，可以降低因诸如油涡之类的轴承品质所引起的异常振动发生。在汽轮机初始运行期间应及时发现这些运行情况，同时需要确定因轴承摩擦导致异常振动的等级。加工制造时，轴在轴承内部偏移或汽缸变形都可能引起摩擦，而这两种情况在加工时加以注意都可避免。然而在启动或瞬间工况期间，

13、由于转子与轴承壳体间隙过小也会发生摩擦。确定异常振动是否是由于轴承撞击摩擦引起的最好方法是在启动和停机期间对振幅及其升高速率进行仔细观察。操作人员也可以利用计算机对振幅进行自动监视。如果汽轮机的启、停不频繁，则观察振幅便已足够，无需再观察升高速度。4.4 振幅的观察通过以下三种转速区域对振动进行分类。临界转速、临界转速以下和临界转速以上，分别被定义为临界转速区、低转速区和高转速区。每个区域转速技术要求见表4.1。高转速区包括空负荷到额定转速运行、额定转速下的空负荷运行和超速运行。并网后的空负荷运行采用其它限制值。各种运行区内振幅的限制值见表4.2 。以下各章节均以表4.2中的数据为依据。在各个

14、章节中，通过振幅将报警范围定义为报警值与跳闸值间的范围，将安全范围定义为低于报警值的振幅范围。4.4.1 低速区如果振幅开始到达报警范围内，则使汽轮机转速保持不变。警告 如果振幅在报警范围内的时间达到两分钟，则应当使汽轮机停止运行。振幅下降到安全范围内以后保持不变，则可以继续进行汽轮机升速。在转速不变的情况下，振幅在报警范围与安全范围内来回波动，则只有安全范围内的运行时间高于报警范围内的运行时间才能提高汽轮机转速。表4.2 各种运行区域的振幅限制值运行区域振幅限制值报警区域内的时间限制值*报警值跳闸值1/100mm1/100mm低速0 到 900 rpm10.012.52 分钟临界转速900

15、到 2，700 rpm15.020.0立即降低转速高速2，700 到 3，000 rpm 及以上12.517.55 分钟在同步运行后只有报警30 分钟* 如果记录时间超过这些限制值，则更改为跳闸指示。4.4.2 临界转速区如果振幅进入报警范围内，则立即以允许的速率降低转速，在进入低速区后按4.4.1小节中所描述的低速区要求去做。4.4.3 高速区如果振幅进入报警范围内，按允许的速率继续增加汽轮机的转速，直到额定转速为止。警告 在到达额定转速后如果振幅在报警范围内的时间达到五分钟，则应当使汽轮机停止运行。上述5分钟时段应从汽轮机达到额定转速开始计时。如果在额定转速下振幅在报警范围与安全范围内来回

16、波动，则只有安全范围内的运行时间高于报警范围内的运行时间才能执行发电机并网操作。4.4.4 并网后警告 任意一小时内振幅在报警范围内的时间达到30 分钟，则立即使汽轮机停止运行。4.5 报警范围内的运行建议4.5.1 在转速升高期转速升高过程中的滞留时间是用来检查是否存在摩擦现象并且尽量降低摩擦程度。警告 如果振幅持续位于报警范围内，最好使汽轮机停止运行。4.5.2 在变负荷过程中监视振动等级和趋势。在发生异常振动的负载下检查摩擦声音。在执行检查的过程中随时准备停机。4.5.3 在转速降低期通常在减速过程中无需采取措施。在第4.4节内分别给出了三种转速区域内的对应报警限制值。如果需要抑制振幅，

17、控制真空会很有效。4.6 利用监视仪表进行监视可以利用具有报警功能的监视仪表对振幅进行监视。为此可用第4.4节中描述的对应振幅限制值来控制整个转速范围。在这种情况下，最重要的是了解以上所提到的振动限制值的背景。建议设定以下的报警和跳闸值。异常振动报警：0.0125 mm建议跳闸值：0.0175 mm5 汽缸和胀差5.1 汽缸膨胀转子与汽缸间的温差过大，会引起内部摩擦现象。从而导致振幅高，可能损坏汽轮机内部构件。在机组瞬间运行过程中，必须根据汽轮机工况对汽缸的膨胀情况进行检查。各种正常运行条件下所记录的汽缸膨胀数据均可作为汽轮机的运行依据。例如，在启机过程中考虑胀差现象，可通过当前膨胀值与类似启

18、动条件下的膨胀值进行对比来预测膨胀趋势。操作人员随后可以根据预测的总膨胀量来决定是否停止启动程序。在汽轮机启动过程中无需监测汽缸的膨胀情况，除非胀差值超过了限制值。如果与设计值偏离过大，即使在正常运行状态下也应为滑动件施加润滑油或润滑脂。本节末尾处为汽轮机额定工况下的汽缸膨胀值。5.2 胀差胀差是指转子膨胀量与汽缸膨胀量之间的差值。测量胀差的目的是检查运行中的转动件与固定件之间的轴向间隙。为了可以测量到最大的膨胀量，检测仪的安装位置应尽量远离推力轴承。利用检测仪可以检查缸体内全部轴向间隙。然而，胀差程度并不都与检测仪相对于推力轴承的距离成正比，它还可能与汽缸上固定点相对于检测仪的位置以及汽缸内

19、部的支撑方法有关。因此需要考虑全部情况来确定汽轮机每级轴向间隙。可通过在显示屏显示的最大胀差来监视汽轮机内全部间隙。在某些情况下，为了更好的监测也可以按一定的间隔安装多台检测仪。胀差的指示如图5.1 中所示。绿色标记.推力轴承前端或调端间隙为0时，汽轮机的冷设定(汽轮机自始至终处于室温下)是用来测量胀差的基准点。应当对胀差测量仪进行调整，使它表盘上的绿色标记位于冷设定点处。为了对此点进行验证，要求外壳与转子间的温度均匀分布并且无温度差。红色区域.红色区域表示汽轮机内动静部件间发生轴向接触。接触限制点是指转子最小膨胀（第一报警点）和转子最大膨胀（第二报警点）的位置。转子最大膨胀是指转子长度相对于

20、汽缸膨胀方向伸长。转子最小膨胀表示转子长度相对于汽缸膨胀方向缩短。这两种情况表明需要降低汽轮机的间隙。红色标记.第一报警点与红色标记间的距离表示在离心力作用下转子长度缩短。黄色区域.黄色区域表示由于离心力升高或降低而导致转子发生膨胀的程度。对应长度与第一报警点和红色标记间的距离相同。图5.1 胀差量指示高压转子：检测仪位于前轴承箱低压#1转子：检测仪位于6号轴承黄色区域 绿色区域 红色标记 红色区低压#2转子：检测仪位于 8 号轴承图5.2 缸体和胀差在以上的指示中，红色标记和黄色区域的位置取决于转子尺寸和汽轮机类型。当离心力引起的膨胀量非常小时，我们可以认为红色标记和黄色区域均位于红色区域内

21、。红色标记是汽轮机启动条件的限制值。然而，在启动过程中热膨胀和离心收缩同时发生，因此如果热膨胀量较大则仪表盘并不指示收缩量。在此类情况下，如果运行情况仍位于转子最短范围内，红色标记可能被忽略。如果发生这些偏差，应及时与制造厂家取得联系。显示盘为工厂设定。为适应各种条件，需要对黄色区域和红色标记进行修改。显示胀差的某个指示器如图5.2中所示。在控制汽轮机时一定要确保指示器不能进入红色区域。为了确保这种情况不会发生，操作人员应当密切观察胀差趋势，尤其在瞬间运行条件下。为确保启机，在假设显示盘上具有红色标记和黄色区域显示的前提下，指针必须位于红色标记与黄色区域边界（或第二报警点）之间。如果在额定转速

22、下汽轮机仍有跳闸的可能，则指针必须位于第一报警点与黄色区域内某点之间。在指针接近红色区域的全部运行情况下应当采取适当措施。推荐采取以下措施：快速改变汽轮机转子温度，使它比汽缸更快速的变化。因此，如果指针接近转子伸长的红色区域，冷却方法比较有效；如果指针接近转子缩短侧，加热比较有效。加热或冷却汽轮机转子的实用方法是更改蒸汽状态和汽轮机负载。如果在变载时指针接近红色区域，则应当首先保持负载来确定指针趋势，之后再对操作方法进行相应的修改。如果对相应条件都采取了措施后，指针仍进入了红色区域，则应当手动停止汽轮机。此时汽轮机转速下滑过程中轻微摩擦不可避免。图5.2中表示缸体与胀差量。当汽轮机在额定工况下

23、正常运行时，接近1号轴承的前轴承箱壳体的最大膨胀量可达41.0mm。（实际为48-50mm）5.3 推力位置检测仪推力位置检测仪设置在推力轴承上，它通过一个间隙传感器来测量推力轴承与转子推力盘间的相对位移。推力位置检测仪的组装图给出了它的结构和间隙设定。若检测仪出现异常指示，表示止推力过大并且转子轴向位移出现异常。图5.3 间隙设定指示6 润滑油系统润滑油系统用来为汽轮机与发电机轴承以及发电机密封油系统提供润滑油。此系统控制油温与油压并收集全部轴承排出的润滑油。此系统也可通过去除颗粒和水分对润滑油进行处理，并提供润滑油储存。6.1 润滑油箱6.1.1 温度在运行期间，保持润滑油箱内汽轮机滑油处

24、于以下范围值内。运行条件限制值备注主油泵启动最低10如果油的粘度低于 800 SSU 则主油泵将过载正常运行最高54温度高于54会加速油/水分离。6.1.2 压力通过检查润滑油箱内的压力确认抽汽器正常工作，从而防止润滑油从挡油环流出。正常运行压力范围是从-0.25-0.37kPa。正常运行压力范围可确保没有空气从润滑油箱疏油管路泄漏。6.1.3 油位在正常运行期间，高油位报警点为+100mm，而低油位报警点为-100mm，每个数值表示实际油位与设计油位的偏差量。在正常运行期间，油位必须位于高、低油位报警点之间。当 心 通常情况下，油冷却器水侧压力高于油侧压力，当冷却管发生故障时可能对油造成污染

25、。如果高油位报警表示可能存在这种情况，应当启动备用油冷却器并检查滤油器。低油位报警点表示润滑油系统油泄漏的限制值。润滑油系统包括控制油供给管路、润滑油供油管路和疏油管路。当 心低油位报警的原因通常为主油泵进油管路或疏油系统发生泄漏。因此，如果发现油位过低，则应当检查疏油管路油箱四周是否发生泄漏，并及时加以修理。如果油位在低油位报警以下，则应当使机组停止运行以防止轴承损坏。当润滑油供油管路采用双管路结构时，可以通过低润滑油压力报警来判断管路是否发生泄漏。如果经过一段时间发现油位非常缓慢的增长，则表明可能已经有少量的水进入。如果怀疑此类问题发生，则应当对油冷却器、排风扇、油位调节器、抽汽器、油检测

26、仪和油质进行详细的检查。6.2 油位调节器在汽轮机运行过程中，通过持续运行油位调节器可以使油处于良好的状态。然而，油位调节器也可短暂的停运，但前提是润滑油不至于降低到导致汽轮机轴承损坏的油位。当汽轮机停止运行时，也可以偶尔利用油位调节器来清洁润滑油。6.3 润滑油6.3.1 压力在汽轮机运行过程中应当遵守以下的润滑油压力限制。系统名称标 准正常运行情况下的下限制值启 动连 续MOP吸入0.210.28 MPag0.110.14 MPag-排出-1.401.65 MPag-控制油超过 1.34 MPag1.401.65 MPag1.23 MPag 报警润滑油供油大约0.25 MPag大约0.16

27、MPag0.108MPag 报警0.07 MPag 跳闸润滑油压力表位于前轴承箱处。系统配有低油压报警装置。通常情况下，主油泵和危急事故油泵自动启动程序保持所需要的油压。即使汽轮机已经被启动，也应将备用泵启动开关设定到自动启动的位置。警告11 当低油压报警发出异常信号，应当立即使汽轮机停止运行。油压降低的原因可能是管路泄漏和油泵出现问题。6.3.2 供油温度应将供油的温度控制在图6.1和图6.2中所示温度范围内。在油冷却器出口或供油母管上进行油温的测量。当需要长期盘车时，除非油泵所需要的动力会导致它过载，否则应当保持尽可能低的油温。油膜厚度的限制以金属间不发生接触为最低限制。然而在启动汽轮机时

28、，应当将油温调整到启动辅助油泵所需要的条件。在汽轮机加速过程中，应当通过观察上、下油温限制值来查看是否有金属发生接触和油摩擦现象存在。除非发现有诸如油摩擦之类的异常情况出现，否则可以忽略下限。由于油摩擦现象会导致振动加剧，因此可以利用轴振监视系统来传感下限制值。由于加速过程中油流和轴承特点不同，因此很难将油温控制到下限范围内。这种情况下，除非在最初试运行过程中发生问题，否则可以对下限设定进行修改。由于在零件间很难获得足够的油膜厚度，因此不能轻易对上限进行修改。要想对这种情况进行修改，可以咨询制造厂。汽轮机停机过程的方式与启动过程相同。如果15分钟内达到所建议的限制值并且油冷却器处于运行状态，则

29、可以在油温低于限制值的情况下启动盘车。当正常执行停机过程、无保持速度过程并且在短时间内对比起动条件应考虑这些因素。然而，当盘车启动温度高于上限或在15分钟内未下降到上限以下时润滑油系统出现故障。当任意一种情况发生时，应当采取相应措施并向制造厂发送信息。另外，即使温度限制值是根据每台特定机组的运行条件确定的，盘车启动时允许的最高供油温也可为38或低于此值。启动 供给油图6.1 启动供给油温度注 意 当需要盘车时，除非因油泵所需要的动力导致它过载，否则应当保持尽可能低的油温。 启动汽轮机前供油的油温应在2735（推荐油温范围）之间，如果达不到则应使油温保持在2738之间（许用油温范围）。停机图6.

30、2 停车供油温度注 意 当需要盘车时，除非因油泵所需要的动力会导致它过载，否则应当保持尽可能低的油温。6.4 润滑油疏油温度和轴承金属温度6.4.1 润滑油疏油温度应当依据窥视孔处的油温确定润滑油的回油温度。以下是各种运行条件下的最高允许温度： 正常运行：79 供油和回油间的温度差：28 回油温度的瞬时变化：3即使温度仍位于规定限制值范围内，但一旦油温突然升高3或以上，则认为是不正常，应彻底调查故障原因。6.4.2 轴承金属温度下表中列出了额定转速下连续运行期间的金属温度限制值。项 目报警温度最高温度推力轴承有效或非有效侧93107支持轴承椭圆轴承107121可倾瓦轴承115121金属温度的瞬间变化，5.5/分钟即使温度仍位于规定限制值范围内，然而一旦轴承温度突然升高 5.5或以上，则认为是不正常，应彻底调查故障原因。可以利用回油和金属温度测量结果确定轴承是否处于良好状态。通过