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1、汽机运行基础知识 第一部分、汽轮机主机运行 进汽压力 进汽温度 调整段汽压 调整段温度 调速汽门后 汽压 蒸汽流量 抽汽压力 抽汽温度 排汽温度 轴封汽压力 轴封汽温度 轴向位移 汽轮机转速 汽轮机负荷 汽机振动 进汽压力 变化原因 锅炉出力变化或发生熄火等故障 锅炉调节不当或自动调节失灵 主蒸汽管运行方式变化 机组负荷突变或失去负荷 锅炉再热器或旁路系统阀门误动作 频率突变 锅炉主汽门或汽机主汽门、调门误关 进汽压力升高的影响 u汽温不变，汽压升高，汽机总热降增加，维 持同一负荷调速器门关小，蒸汽流量减小， 调整段及中间压力级的压力都将降低。由于 机组为喷嘴调节，各调节门按顺序开启，调 节汽
2、门总开度（即油动机开度）虽关小，但 先开调门开度任大，在汽压升高，调整段压 力下降时，调整段热降增加较多。使调整段 叶片应力也随之升高，尤其前面调门大对调 整段叶片应力增加较为明显，但一般只要进 汽压不是过高，动叶片应力不会超过允许值 。 进汽压力升高的影响 u调门采用无节流运行，若人为关闭调门过多 ，使调整段压力降低，而其他调门开足，汽 压升高使调整段热降增加很大，调整段叶片 应力有超限危险。 u汽压升高，汽温不变，汽机低压段蒸汽湿度 增加，不但使汽轮机的湿气损失增加，降低 汽轮机的相对内效率，并且增加了后几级叶 片的侵蚀作用，为了保证安全，一般要求排 汽干度大于88%，高压大容量机组为了使
3、后 几级不致过大，一般都采用中间再热，提高 中压缸进汽温度。 进汽压力升高的影响 u运行中汽压升高，调门开度不变，蒸汽流量 升高，负荷增加，要防止流量过大，机组过 负荷。 u汽压升高过多只限额，使承压部件应力增加 ，主汽管、汽室，汽门壳体、汽缸法兰和螺 栓吃力过大，材料达到强度极限易发生危险 ，必须要求锅炉减负荷，降低汽压至允许范 围内运行。 进汽压力降低的影响 u汽压降低，汽轮机的热降要减小，同时在调门开度 不变时，由于压力降低时，蒸汽比容增大，调门的 通流能力一定，则蒸汽流量相应减小，汽轮机出力 降低。 u要维持汽轮机出力不变，汽压降低时，调门必须开 大，增加蒸汽流量，各压力级的压力上升，
4、会使通 流部分过负荷，尤在后几级产生过负荷较严重，同 时机组轴向推力增加，轴向位移上升，因此一般汽 压降低过低要减负荷，限制蒸汽流量不过大。 u低汽压运行对机组经济性影响较大,一般机组汽压降 低1%，使汽耗量上升0.7%。 u汽压降低过多，会影响抽气器的运行。 进汽温度 变化原因： u锅炉燃烧调节不当或锅炉负荷变化。 u减温装置失效或锅炉主汽或再热汽旁路系统减温水 门泄露。 u给水压力变化，减温水量改变。 u并炉时，锅炉主汽管疏水未放尽或运行时过热器、 再热器带水发生汽温剧烈或水冲击。 u给水温度突然变化。 u联合汽门故障，加门杆折断或门座逃出等使再热器 两侧流量偏差。 进汽温度升高的影响 u
5、 维持高温运行可以提高汽机运行经济性， 但不允许超限运行，因为在超过允许温度运 行时，引起金属的高温强度降低。产生蠕胀 和耐劳强度降低，脆性增加，长期汽温超限 运行将缩短金属部件的使用寿命。因此，必 须严格控制汽温不准超限运行，并建立汽温 超限运行时间的统计，以便及时分析金属超 限的影响程度，加强金属监督，防止发生脆 化爆破。 进汽温度升高的影响 u主汽管及附件采用铬钼合金钢，承受温度较 高，20号碳素钢，按规定常用于450及以 下温度，国产30万机组汽缸及转子叶片采用 铬、钼、钒，珠光体加强钢，一般常用于 550，持久强度比较稳定。 u汽温升高使机组的热膨胀和热变形增加，差 胀上升，汽温升高
6、，速度过快。会引起机组 部件温差增大。热应力上升，还会使叶轮与 轴的紧力，叶片与叶轮的紧力发生松弛，易 发生通流部分动静摩擦，如由于管道补偿作 用不足或机组热膨胀不匀易引起振动增加。 进汽温度降低的影响 u汽温降低，使汽轮机热降减少，要维持同一 出力，蒸汽流量增加，调整段压力上升，调 整段的热降减小，对调整段来讲安全性较好 。 u在汽压、出力不变情况下，汽温降低蒸汽流 量增加，最末级叶片热降显著增大，会使末 级叶片和隔板过负荷。一般中压机组汽温每 降低10，就会使最后一级过负荷约1.5% 。一般汽温降低至某一值规定要减负荷，防 止蒸汽流量过大。 进汽温度降低的影响 u汽温降低汽机高压部分压力级
7、热降减小，喷 嘴出口速度减小，如圆周速度不变，则叶片 进口相对速度的数值降低，其方向也改变。 蒸汽与叶片要发生撞击，为维持同一出力， 蒸汽流量增加。要使流量从各级叶片中通过 ，叶片反动度要增加，引起转子轴向推力增 大，使推力轴承负荷增加。因此低汽温时因 加强对轴向位移、推力瓦温度的监视。 u汽温降低，汽轮机后几级蒸汽湿度增加，加 剧了湿蒸汽对后几级叶片的冲蚀，缩短叶片 的使用寿命。 进汽温度降低的影响 u汽温降低要注意下降速度不能过快，汽温突降，将 引起机组各金属温度温差增大，热应力上升，因降 温产生的温差，会使金属承受拉伸应力，其允许值 比压缩应力小，且差胀向负值变化，会使机组发生 振动，甚
8、至动静摩擦，一般高压机组规定汽温突降 50以上要紧急处理，避免由于温差引起的热应力 超限，影响机组使用寿命。 u汽温急剧下降，往往是水冲击的预兆，注意降低一 定值，开启主汽管道及汽缸疏水门。若剧烈降至限 额应迅速停机，防止水冲击对机组造成损坏。水冲 击的象征除了汽温突降，有时会出现轴封讯号管、 主汽门、调速汽门等法兰，门杆轴封冒白色湿蒸汽 ，机组振动增大，汽机或抽汽管内有水击声等现象 。 进汽温度降低的影响 u低汽温运行，机组热降减小，汽耗量增加， 汽机经济性下降，一般汽温每降低10，机 组效率降低0.5%。 u汽温，汽压同时降低，使蒸汽保持一定过热 度，汽温降低的危害性较小，一般可参照汽 压
9、降低程度进行分析处理。滑参数运行的机 组，汽温降低限额则以蒸汽过热度为准，如 国产30万机组要求滑参数时蒸汽过热度 130以上。 进汽温度热偏差的影响 国产30万机组，锅炉为甲、乙两炉膛，由于燃烧、蒸 汽流量分配的差异，尚有热偏差，因此对汽轮机过 热汽温及再热汽温两侧都有一定偏差，锅炉用调节 油水比、减温水等办法尽可能缩小汽机两侧进汽温 度偏差。有时各高压调速汽门开度不一或联合汽门 故障关闭，使过热器或再热器两侧流量偏差，会造 成汽机两侧进汽温度偏差增大。 制造厂要求汽机汽温偏差不超过15，如热偏差过大 ，使汽缸左右两侧受热不均匀，热膨胀不匀将引起 机组动静部分发生中心偏斜，机组振动增加，热偏
10、 差增大应联系锅炉调整，如果热偏差严重超限，应 紧急停炉。 调整段汽压 变化原因 u随调速汽门开大而升高 u负荷增加 u汽压或汽温下降使蒸汽流量增加 u真空严重下降，使蒸汽流量增加 u通汽部分磨损、调正段或第一、二压力级叶 片进口打坏 u抽汽量增加 u汽机叶片通流部分结垢，调整段压力升高 调整段汽压变化的影响 u 正常运行时，调整段汽压可代表机组负荷 变化，负荷突降至0.调整段压力也跌到0， 调整段汽压随蒸汽流量的增加而上升，如负 荷不变，调整段汽压是说明蒸汽流量增加， 机组经济性发生变化，调整段汽压过高，汽 轮机通流部件强度易发生严重超限，因此一 般汽轮机除规定最高负荷外，还规定调整段 最高
11、汽压的限额。 调整段汽压变化的影响 u调整段汽压上升，可用以判断汽机通流部分的结垢 状况，分析是否结垢。在分析叶片有结垢情况时， 不宜选择同一负荷比较，因为负荷受蒸汽参数汽温 、汽压或真空等因素的影响，应选择同一蒸汽流量 下与大修后通流部分清洁时比较。如果上升，说明 通流部分结了盐垢。 P-实测调整级汽压 P净-叶片在大修后洁净状况下的调整级汽压 P-调整段压力相对增长值 一般要求调整段压力相对增长值不超过5%。如果超过 15%。应设法带低负荷清洗叶片。 P=(P-P净)/P净100% 调整段汽压变化的影响 u叶片结垢严重影响机组出力下降。由于效率 下降，蒸汽流量上升，机组运行经济性变差 ，叶
12、片结垢使反动度上升，轴向推力增加。 叶片长时间结垢易发生断叶片事故。 调整段温度 变化原因 u负荷变化 u进汽温度变化 u调速汽门开度变化 u蒸汽流量变化 u调整段叶片部分损坏 调整段温度变化的影响 u调整段温度一般随进汽温度升高或蒸汽流量 增加而上升，并与调整段温度相应升高 u调速汽门的节流将影响调整段汽温变化，调 速汽门开大，节流作用减小，调整段温度相 应升高 调整段温度变化的影响 u高压大容量单元机组在起动时应注意调整段温度突变， 因滑参数起动，开始时汽压调速汽门开度较大，待锅炉 升压时，为维持负荷不致上升过快，将调速汽门关小， 节流作用增加，从焓-熵图可知，调速节流引起温度增 加，另外
13、，由于调门关小，第一级喷嘴流通面积减小， 要通过同一蒸汽流量。需增加喷嘴焓降，使其蒸汽流量 增加，第一级喷嘴焓降增大，调整段温度也将降低，如 果起动过程，锅炉升压前，汽机调门近全开，调整段温 度达到最高。在升压过程中，调门关小速度过快，将会 发生调整段温度突降，使汽缸产生很大热应力。因此启 动时，须注意监视调整段温度变化速度不超限。 调速汽门后汽压 变化原因 u调速汽门开度变化 u进汽压力变化 u调速汽门门杆折断或阀座松脱等故障 u汽机负荷或蒸汽流量变化 调速汽门后汽压变化的影响 u调速汽门后汽压一般可作为监视负荷变化或 蒸汽流量变化的依据 u各调速汽门后的汽压变化说明各调速汽门的 开度在变化
14、。不同的负荷、各调速门开启顺 序及开度情况从调门后汽压进行分析，当该 调门为开启时，调门后汽压和调整段汽压相 接近，若该调门近开足，则调门后汽压和汽 机进汽压力相接近。如果调速汽门或联合汽 门的门杆折断或其它故障，则该调门后汽压 反映出调门处于常关或关不严状况 蒸汽流量 变化原因 u汽机负荷变化 u汽压或汽温变化 u抽汽量变化 u真空变化 u通流部分严重损坏或结垢 u频率变化 u流量表管漏水 蒸汽流量变化的原因 u运行时，蒸汽流量可以用来监视汽机负荷。 如果蒸汽流量增加则表明汽机负荷上升，蒸 汽流量监视汽机运行安全的重要依据。蒸汽 流量改变。对调整段及最末级的焓降变化最 大，因此蒸汽流量增加使
15、调整段及最末级的 反动度增大，引起轴向推力增加，蒸汽流量 过大必将引起汽机隔板、叶片压力最大过负 荷及轴向推力过大，有些机组规定蒸汽流量 限额就是这个道理。 蒸汽流量变化的原因 u蒸汽流量改变，因为调整段及最末级热降发 生改变，使它们的速度比偏离最佳值，因此 效率必然降低，而中间各级流量改变时，热 降基本保持不变，其速度比保持不变，则中 间各级的效率保持不变，在经济负荷下蒸汽 流量，调整段及末级热降变化接近速度比最 佳值。蒸汽流量是监视机组汽耗率的重要数 据，及时分析汽耗率大小，保持机组经济运 行。 蒸汽流量变化的原因 u蒸汽参数的变化对流量表计指示要产生偏差 ，因为蒸汽流量是采用重要流量，而
16、流量表 差压计的喷嘴或孔板的设计是按一定参数选 择的参数发生变化将引起仪表指示偏差，如 汽压降低或汽温升高，蒸汽比容增大，同一 蒸汽流量表计指示上升，一般在计算机组汽 耗时，对蒸汽流量应按汽压、汽温修正曲线 ，修正到标准值进行比较。 蒸汽流量变化的原因 u流量表是利用差压原理指示的。如果流 量表低压端漏水，使差压增加，流量要是误 指示偏高。若流量表高压端漏水，则误指示 降低。 抽汽压力 变化原因 u负荷变化 u蒸汽流量变化 u抽汽流量变化（加热器凝结水流量、除氧器 汽压对外用户供汽流量等变化或抽汽逆止门 卡住等） u通流部分叶片结垢 抽汽压力变化的影响 u抽汽压力一般随蒸汽流量而变化。当抽 汽流量改变时，抽汽压力也相应发生在一个 很小的范围内变化，因为在汽轮机的第一级 和末级的压力基本保持不变时，抽汽压力的 改变必然引起各级焓降的重新分配。如抽汽 压力升高使抽汽级以前各级焓降减小，而使 抽汽级后各级焓降增加，但这种
