汽轮机启动时为何排汽缸温度升高 - 图文

汽轮机启动时为何排汽缸温度升高

汽轮机在启动过程中，高中调门开启、全周进汽，操作DEH设定逐步增加主汽门予启阀的开度，进过冲转、升速、历时约3.5小时的中速暖机（转速2040rpm）、升速至2950rpm、阀切换、等阶段后，进行全速并网、升负荷。 在汽机启动时，蒸汽经节流后通过喷嘴去推动调节级叶轮，节流后蒸汽熵值增加，（焓降较小），以致作功后排汽温度较高。

在并网发电前的整个启动过程中，所耗汽量很少，这时作功主要依靠调节级，乏汽在流向排汽缸的通路中，流量小、流速低、通流截面大，产生了显著的鼓风作用。因鼓风损失较大而使排汽温度升高。

在转子转动时，叶片（尤其末几级叶片比较长）与蒸汽产生摩擦，也是使排汽温度升高的因素之一。 汽机启动时真空较低，相应的饱和温度也将升高，即意味着排汽温度升高。 排汽缸温度升高，会使低压缸轴封热变形增大，易使汽轮机洼窝中心发生偏移，导致振动增大，动、静之间摩擦增大，严重时低压缸轴封损坏。当并网发电升负荷后，主蒸汽流量随着负荷的增加而增加，汽机逐步进入正常工况，摩擦和鼓风损耗所占的功率份额越来越小。在汽机排汽缸真空逐步升高的同时，排汽温度即逐步降低。须知，汽轮机启动时间过长，也可能使排汽缸温度过高。 我们应当按照规程要求，根据程序卡来完成启动过程，将排汽缸的温度控制在限额内。当排汽缸的温度达到80℃以上，排汽缸喷水会自动打开，不允许排汽缸的温度超过120℃运行 1差胀大小与哪些因素有关？ 答；汽轮机在起动、停机及运行过程中，差胀的大小与下列因素有关： 起动机组时，汽缸与法兰加热装置投用不当，加热汽量过大或过小。 ⑵ 暖机过程中，升速率太快或暖机时间过短。 ⑶ 正常停机或滑参数停机时，汽温下降太快。 ⑷ 增负荷速度太快。 ⑸ 甩负荷后，空负荷或低负荷运行时间过长。 ⑹ 汽轮机发生水冲击。 2．轴向位移与差胀有何关系？ 答；轴向位移与差胀的零点均在推力瓦块处，而且零点定位法相同。轴向位移变化时，其数值虽然较小，但大轴总位移发生变化。轴向位移为正值时，大轴向发电机方向位移，差胀向负值方向变化；当轴向位移向负值方向变化时，汽轮机转子向机头方向位移，差胀值向正值方向增大。 如果机组参数不变，负荷稳定，差胀与轴向位移不发生变化。机组起停过程中及蒸汽参数变化时，差胀将会发生变化，而轴向位移并不发生变化。 运行中轴向位移变化，必然引起差胀的变化。 3．差胀在什么情况下出现负值？ 答；由于汽缸与转子的钢材有所不同，一般转子的线膨胀系数大于汽缸的线膨胀系数，加上转子质量小受热面大，机组在正常运行时，差胀均为正值。 当负荷下降或甩负荷时，主蒸汽温度与再热蒸汽温度下降，汽轮机水冲击；机组起动与停机时汽加热装置使用不当，均会使差胀出现负值。

4．机组起动过程中，差胀大如何处理？

答；机组起动过程中，差胀过大，司机应做好如下工作：

⑴ 检查主蒸汽温度是否过高，联系锅炉运行人员，适当降低主蒸汽温度。 ⑵ 使机组在稳定转速和稳定负荷下暖机。 ⑶ 适当提高凝汽器真空，减少蒸汽流量。

{⑷ 增加汽缸和法兰加热进汽量，使汽缸迅速胀出。

5．汽轮机起动时怎样控制差胀？ 可根据机组情况采取下列措施：

⑴ 选择适当的冲转参数。

⑵ 制定适当的升温、升压曲线。

⑶ 及时投用汽缸、法兰加热装置，控制各部件金属温差在规定的范围内。

⑷ 控制升速速度及定速暖机时间，带负荷后，根据汽缸温度掌握升负荷速度。 ⑸ 冲转暖机时及时调整真空。 ⑹ 轴封供汽使用适当，及时进行调整。

6．汽轮机上下汽缸温差过大有何危害？

答；高压汽轮机起动与停机过程中，很容易使上下汽缸产生温差。有时，机组停机后，由于汽缸保温层脱落，同样也会造成上下缸温差大，严重时，甚至达到130℃左右。通常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。温差达到一定数值就会造成上汽缸向上拱起。在上汽缸拱背变形的同时，下汽缸底部动静之间的径向间隙减小，因而造成汽轮机内部动静部分之间的径向摩擦，磨损下汽缸下部的隔板汽封和复环汽封，同时隔板和叶轮还会偏离正常时所在的平面（垂直平面），使转子转动时轴向间隙减小，结果往往与其它因素一起造成轴向摩擦。摩擦就会引起大轴弯曲，发生振动。如果不及时处理，可能造成永久变形，机组被迫停运。 7．为什么要规定冲转前上下缸温差不高于50℃？ 答；当汽轮机起动与停机时，汽缸的上半部温度比下半部温度高，温差会造成汽轮机汽缸的变形。它可以使汽缸向上弯曲从而使叶片和围带损坏。曾对汽轮机进行汽缸挠度的计算，当汽缸上下温差达100℃时，挠度大约为1mm，通过实测，数值是很近似。由经验表明，假定汽缸上下温差为10℃，汽缸挠度大约0.1mm，一般汽轮机的径向间隙为0.5～0.6mm。故上下汽缸温差超过50℃时，径向间隙基本上已消失，如果这时起动，径向汽封可能会发生摩擦。严重时还能使围带的铆钉磨损，引起更大的事故。 8．如何减少上下汽缸温差？ 答；为减小上下汽缸温差，避免汽缸的拱背变形，应该做好下列工作： ⑴ 改善汽缸的疏水条件，选择合适的疏水管径，防止疏水在底部积存。 ⑵ 机组起动和停机过程中，运行人员应正确及时使用各疏水门。 ⑶ 完善高、中压下汽缸挡风板，加强下汽缸的保温工作，保温砖不应脱落，减少冷空气的对流。 ⑷ 正确使用汽加热装置，发现上下缸温差超过规定数值时，应用汽加热装置对上汽缸冷却或对下缸加热。 9．什么叫弹性变形？什么叫塑性变形？汽轮机起动时如何控制汽缸各部温差，减少汽缸变形？ 答；金属部件在受外力作用后，无论外力多么小，部件均会产生内部应力而变形。当外力停止作用后，如果部件仍能恢复到原来的形状和尺寸，则这种变形称为弹性变形。 当外力增大到一定程度时，外力停止作用后，金属部件不能恢复到以前的形状和几何尺寸，这种变形称为塑性变形。 对汽轮机来讲，各部件是不允许产生塑性变形的。汽轮机起动时，应严格控制汽缸内外壁、上下汽缸、法兰内外壁和法兰上下、左右等温差在规定范围内，从而避免不应有的应力产生。具体温差应控制在如下范围内： ⑴ 高、中压内、外缸的法兰内外壁温差不大于80℃。 ⑵ 高、中压内外缸温差（内缸内壁与外缸内壁，内缸外壁与外缸外壁）不大于50～80℃。 ⑶ 高、中压缸上下温差不大于50℃，外缸上下温差不大于80℃。 ⑷ 螺栓与法兰中心温差不大于30℃。 ⑸ 高、中压内外缸法兰左右、上下温差不大于30℃。 机组在起动过程中，应严密监视金属各测点温度变化情况，适当调整加热汽量，并注意主蒸汽温度和再热蒸汽温度不应过高或过低，做好以上各项工作，机组起动方可得到安全保证，延长机组使用寿命。

．10汽轮机转子发生摩擦后为什么会发生弯曲？ 答；由于汽缸法兰金属温度存在温差，，导致汽缸变形，径向动静间隙消失，造成转子旋转时，机组端部轴封和隔板汽封处径向发生摩擦而产生很大的热量。产生的热量使轴的两侧温度差很快增大。温差的增加，使转子发生弯曲。这样周而复始，大轴两侧温差越大，转子越弯曲。

11．汽轮机停机后或热态起动前，发现转子弯曲值增加及盘车电流晃动，其原因是什么？

怎样处理？

答；汽轮机停机后或热态起动前，发现转子弯曲值增加及盘车电流晃动，其原因往往是高、中压汽缸上下温差超过规定值，而引起汽缸变形，汽封摩擦，造成大轴弯曲。 发现转子弯曲值增加，盘车电流晃动，首先应检查原因，如属于上下汽缸温差过大，则应先检查汽轮机各疏水门开关是否正确，有无冷水冷汽倒至汽缸，根据高、中压上下汽缸温差情况，对下汽缸加热或对上汽缸用空气进行冷却，使上下汽缸温差尽量减少，盘车直轴，并要求大轴弯曲值恢复到原始数值。

12．热态起动时，为什么要求新蒸汽温度高于汽缸温度50～80℃？

_答：机组进行热态起动时，要求新蒸汽温度高于汽缸温度50～80℃。可以保证新蒸汽经调节汽门节流，导汽管散热、调节级喷嘴膨胀后，蒸汽温度仍不低于汽缸的金属温度。因为机组的起动过程是一个加热过程，不允许汽缸金属温度下降。如在热态起动中新蒸汽温度太低，会使汽缸、法兰金属产生过大的应力，并使转子由于突然受冷却而产生急剧收缩，高压差胀出现负值，使通流部分轴向动静间隙消失而产生摩擦造成设备损坏。 13．汽轮机起动过程中，汽缸膨胀不出来的原因有哪些？ 答：起动过程中，汽缸膨胀不出来的原因有： ⑴ 主蒸汽参数、凝汽器真空选择控制不当。 ⑵ 汽缸、法兰螺栓加热装置使用不当或操作错误。 ⑶ 滑销系统卡涩。 ⑷ 增负荷速度快，暖机不充分。 ⑸ 本体及有关抽汽管道的疏水门未开。 14．汽轮机冲转后，为什么要投用汽缸、法兰加热装置？ 答：对于高参数大容量的机组来讲，其汽缸壁和法兰厚度达300～400mm。汽轮机冲转后，最初接触到蒸汽的金属温升较快，而整个金属温度的升高则主要靠传热。因此汽缸法兰内外受热不均匀，容易在上下汽缸间，汽缸法兰内外壁、法兰与螺栓间产生较大的热应力，同时汽缸、法兰变形，易导致动静之间摩擦，机组振动。严重时造成设备损坏。故汽轮机冲转后应根据汽缸、法兰温度的具体情况投用汽缸、法兰加热装置。 15暖机的目的是什么？ 答：暖机的目的是使汽轮机各部金属温度得到充分的预热，减少汽缸法兰内外壁，法兰与螺栓之间的温差，转子表面和中心的温差，从而减少金属内部应力，使汽缸、法兰及转子均匀膨胀，高压差胀值在安全范围内变化，保证汽轮机内部的动静间隙不致消失而发生摩擦，同时使带负荷的速度相应加快，缩短带至满负荷所需要的时间，达到节约能源的目的。 16汽轮机起动升速时，排汽温度升高的原因有哪些？ 答：汽轮机起动升速时，排汽温度升高的原因有： ⑴ 凝汽器内真空降低，空气未完全抽出，汽气混合在一起。而空气的导热性能较差，使排汽压力升高，饱和温度也较高。 ⑵ 主蒸汽管道、再热蒸汽管道、汽缸本体等大量的疏水疏至膨胀箱，其中扩容器出来的蒸汽排向凝汽器喉部，疏水及疏汽的温度要比凝汽器内饱和温度高4～5倍。 ⑶ 暖机过程中，蒸汽流量较少，流速较慢，叶片产生的摩擦鼓风热量不能及时带走。

在开机时，真空高了胀差不容易变大超标，主要是因为真空高时，轴封的加热蒸汽在轴封中待的时间短，不容易加热轴颈，防止胀差变大，如果出现负胀差可以适当的降低真空 1、操作自动主汽门时应注意哪些事项？

答：a、主汽门在没有高压油的情况下将无法开启，因此机组启动时各保护装置均应处于正常工作位置，接通高压油路然后才能开启自动主汽门。 b、当事故停机使主汽门关闭后，如果重新开启主汽门时，必须先将主汽门的手轮旋至全关位置，待机组转速降至危机保安器复位转速以下，挂上危机保安器等保护装置后，方可重新开启自动主汽门，否则无法打开。

2、正常运行中油箱油位降低的原因有那些？

答：a、油系统压力油管或冷油器铜管泄漏严重。 b、油箱放油门或油系统非压力油管严重泄漏。 c、油温降低，油体积缩小。 d、油箱放过水或滤油机运行。 e、冷油器铜管轻微泄漏、主汽门操纵座结合面轻微漏油会引起油位缓慢逐日下降。

3、汽轮机为什么设置超速保护装置？

答：汽轮机是高速旋转的设备，转动部分的离心力与转速的平方成正比，即转速增高时，离心力将迅速增加。当汽轮机转速超过额定转速下应力的1.5倍时，此时不仅转动部件中按紧力配合的部件会发生松动，而且离心力将超过材料所允许的强度使部件损坏。因此汽轮机设置了超速保护装置，它能在超过额定转速的10％—12％时动作停机，使汽轮机停止运转。 +

4、汽轮机调节系统各组成机构的作用是什么？

答：汽轮机的调节系统由转速感应机构、传动放大机构、执行机构和反馈机构组成。 a、转速感应机构：它能感应转速的变化并将其转变成其他物理量的变化，送至传动放大机构。 b、传动放大机构：由于转速感应机构产生的信号往往功率太小，不足以直接带动配汽机构，因此，传动放大机构的作用是接受转速感应机构的信号，并加以放大，然后传递给配汽机构，使其动作。 c、执行机构：它的作用是接受传动放大机构的信号来改变汽轮机的进汽量。 d、反馈机构：传动放大机构在将转速信号放大传递给配汽机构的同时，还发出一个信号使滑阀复位，油动机活塞停止运动。这样才能使调节过程稳定。 5、润滑油系统中各油泵的作用是什么？ 答：润滑油系统中各油泵的作用是：主油泵多数于汽轮机的转子同轴安装，它应具有流量大、出口压头低、油压稳定的特点。即扬程－流量特性曲线平缓，以保证在不同工况下向汽轮机调节系统和轴瓦稳定供油。主油泵不能自吸，因此在主油泵正常运行中，需要有注油器提供0.05－0.1Mpa的压力油，供给主油泵入口。 在转子静止或启动过程中，高压电动油泵（离心油泵）是主油泵的替代泵，在机组启动前应首先启动交流油泵后切换为高压电动油泵，供给调节系统用油，待机组进入工作转速后，停止启动油泵运行，作为备用。机组正常运行时，机组润滑油通过注油器供给。在机组启动或注油器故障时，辅助油泵投入运行，确保汽轮机润滑油的正常供给。 事故油泵（直流油泵）是在失去厂用电或辅助油泵故障时投入运行，以保证机组顺利停机。 6、冷油器的换热效率主要有哪些因素有关？ 答：冷油器的换热效率主要与下列因素有关： 传热导体的材质，对传热效率影响很大，一般要用传热性能好的材料，如铜管。流体的流速。流速越大，传热效率越好。冷却面积。流体的流动方向。冷油器的结构和装配工艺。冷油器铜管的脏污程度。 7、汽轮机启动前向轴封送汽要注意什么问题？ 答：a、轴封送汽前应对送汽管路进行暖管，使疏水俳尽。 b、必须在连续盘车状态下向轴封送汽。热态启动应先送轴封供汽，后抽真空。 c、向轴封供汽时间必须恰当，冲转前过早的向轴封供汽，会使上、下缸温差增大，或使胀差正值增大。 d、要注意轴封送汽的温度与金属温度的匹配。 8、启动中汽轮机冲转时，转子冲不动的原因有那些？冲转时应注意什么？ 答：汽轮机冲转时冲不动的原因有：汽轮机动静部分有卡住现象。冲动转子时真空太低或新蒸汽参数太低。操作不当，应开的阀门未开，如危机遮断器未复位，主汽门、调节汽门未开等。注意事项：汽轮机启动时除应注意启动阀门的位置，主汽门、调节汽门开度，油动机行程与正常启动时比较外，还应注意调节级后压力升高情况。一般汽轮机冲转时，调节级后压力规定为该机组额定压力的10－15，如果转子不能在此状态下转动应停止启动，并查明原因。

9、汽轮机冲转条件中，为什么规定要有一定数值的真空？

答：汽轮机冲转前必须有一定的真空，一般为70kpa左右。若真空过低，转子转动就需要较多的蒸汽，而过多的乏汽突然排至凝汽器，凝汽器汽侧压力瞬间升高较多，可能使凝汽器汽侧形成正压，造成凝汽器的安全模板损坏，同时也会给汽缸和转子造成较大的热冲击。转子冲动时，真空也不能过高，真空过高不仅要延长建立真空的时间，也因为通过汽轮机的蒸汽量较少，放热系数也小，使得汽轮机加热缓慢，转速不易稳定，从而会延长启动时间。

10、为什么汽轮机在热太启动时要先送轴封汽后再抽真空？

答：热态启动时，转子和汽缸金属温度较高，如先抽真空，冷空气将沿着轴封进入汽缸，而