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1、二、汽轮机冷态起动工业汽轮机组的冷态起动是操作中最复杂、最全面的过程，机器要经历从静止到额定转速，从室温到高温，从零负荷到额定负荷，从小流量到大流量，从低压到高压等全部变化过程，各部件须经受加热、加速和加力的变化。1、起动油系统 调整油温、油压，检查过滤器的压力降、高位油箱油位，通过窥镜检查径向轴承和止推轴承的回油情况，检查调节动力油和密封油系统，起动辅助油泵停主油泵，交替开停。2、暖管汽轮机冷态起动时，当蒸汽进入冷态的蒸汽管道时，将使管壁受热而温度升高，同时蒸汽急剧握结变成水。因此，暖管必须与管道的疏水密切配合，使积聚在管中的凝结水能及时疏出而不产生管道的水冲击。水冲击严重时会造成汽阀或汽管
2、的联接法兰的破裂。当这些水被高速蒸汽流带入汽轮机时，会使汽轮机内部产生水冲击而使轴向力大增，并可能损伤转子和叶片。 般所说的暖管是指主汽阀前蒸汽管道的暖管，预热主汽阀前的管线和汽室，检查锅炉供汽的温度和压力。主汽阀至调节汽阀一段管路的暖管，一般与起动暖机同时进行。暖管所需要的时间取决于管道长度，管径尺寸和蒸汽参数以及管道强度所允许的温升速度。当温升太快时，管道内外壁温差很大，会引起很大的热应力。一般中参数机组暖管时间为2030分钟，高压机组为4060分钟左右。暖管过程分两步进行，即分低压暖管和高压暖管。低压暖管是用低压力大流量的蒸汽进行暖管，汽压一般维持在0.250.3 MPa，而对高参数大功
3、率机组则保持在0.50.6MPa。对金属加热要均匀，对管道较为安全。暖管时可通过开启总汽阀的旁通阀来进行，但速关阀必须关闭。暖管同时与疏水配合，应打开疏水阀。低压暖管刚开始时蒸汽管道的壁温约为室温，比低压暖管压力的饱和温度(约150左右)要低很多，蒸汽进管后在管壁上急剧凝结，此时蒸汽放热是以凝结放热为主，金属温度升高很快。因此必须严格控制管内蒸汽压力，不使之过高，控制进汽阀门和疏水阀门的开度，以控制新汽流量。当管壁温度已升高到低压暖管压力下的蒸汽饱和温度150左右时，而且管壁内外温差不大，便可以升压暖管。逐渐开大进汽阀门，将压力逐渐升到额定压力。升压速度取决于管道强度所允许的温升速度，一般中参
4、数汽轮机组升压时允许管道温升速度为5lOmin，高压汽轮机升压速度为0.10.2MPamin，温升速度不得超过35min。暖管时应注意防止蒸汽漏入汽轮机内，注意调节汽阀的关闭，以防止上下汽缸温差过大，转子热弯曲。在暖管期间可以启动抽气器及油泵，使润滑油系统开始循环，凝汽设备投入运行，这样可以加速暖机过程，并减少建立真空的时间。此时，盘车装置也可以投入运行。3、 疏水在暖管和起动之前要观察疏水系统工作是否正常，主汽管、主汽阀上、下部以及汽轮机本体的疏水阀、疏水器都应工作可靠。通入蒸汽之后，管路和汽轮机内任何部分都不应当有凝结水积聚。因此，在起动时必须将各个疏水阀全部打开，直到喷出的蒸汽不带颜色为
5、止。一般当汽轮机所带的负荷达到正常负荷的1015左右时，才可以将疏水阀完全关上，这时疏水可通向疏水器。刚起动时管路、阀门和汽缸的疏水容易混有杂质，水质不纯，没有回收的必要。在正常运行时应当定时检查疏水阀，将水放尽冒出无色蒸汽后再马上关上。4、盘车 在机组起动时，如果转子不是在运动状态下加热，而是在静止状态下通入蒸汽，则转子会发生不均匀的热变形，使得转子向上产生弯曲，影响径向间隙，产生振动，甚至产生事故。因此在起动冲转之前，在暖管时可以起动润滑油系统；并使盘车装置投入运行，使转子缓慢转动后，才可以向轴封供汽，加速抽真空。汽轮机在停机后，它的零部件逐渐冷却，这个过程的进行要经过若干小时，对大型工业
6、汽轮机来说它的轴要经过大约3040小时以后才能达到周围环境温度。如果轴不是在运动中逐渐冷却的话，就会产生变形和弯曲。转子上部温度较高，因为热空气向上升，处在热的环境中，而轴的下半部处在较冷的环境中，因为冷空气积聚在下部。转子上、下部的温度差竟可以达到5060，因此转子(主要是轴)下面的金属材料较上部先发生收缩，以致使轴产生向上弯曲。弯曲程度开始时逐渐增大，以致使汽轮机某一段时间内不允许再起动。此段时间内如果起动，由于轴的弯曲最大，容易造成转子和静子的碰撞和强烈的振动，以致发生事故。超过定时间之后，机内温度趋于平衡，轴的温度也趋于一致。轴开始逐渐伸直。因此，对于每台汽轮机在停机之后都有一段时间不
7、准机组再起动。这段时间的长短因机、因地而异，可以通过实验的方法来测定。可用千分表准确测出轴的变形与时间的关系曲线，此曲线可作为开车的参考，有的制造厂说明书有所规定。 盘车是减少轴弯曲变形的良好方法，根据各机组情况盘车可有两种：一种是手动盘车(定期盘车)，对没有盘车设备的机组只好用手动盘车，即定期的将转子转动180角，这样原来向上弯曲的部分，转动后便逐渐开始变直，然后再向相反的方向弯曲。但必须注意，要准确地转动180角，否则这种措施会收不到效果。如果需要再起动的话，最好选在两个转动时间间隔的中间，这时转子正好接近伸直状态。 盘车间隔时间随机组不同和停机以后时间不同而不同，这取决于转子弯曲变形速度
8、，而变形速度又与转子结构、尺寸和汽轮机转子的上下部分温差有关。若结构尺寸一定，则只与上下部分温差有关。因此每次盘车间隔时间也该相应地变化，即刚停机时上下部分温差小，盘车的间隔时间可稍长，此后由于转子上下部分温差增加，盘车间隔时间可以适当缩短。再以后机内温度又趋向均匀，转子上下部分温差又少，盘车间隔时间又可延长，当转子变形小到一定数值时即可停止盘车。在实际过程中，为了操作上的方便，将盘车过程作了适当的简化，般在停机初期(如48小时之内)每隔1530分钟盘车一次，此后将盘车间隔时间逐渐延长，甚至每隔12小时盘车一次；一般先每隔30分钟，过4个小时每隔60分钟将转子盘转180角。总之，只要保证在每次
9、盘车时，转子的挠度不超过安全起动所允许的最大挠度(0.030.05cm)，就可以使汽轮机安全起动，具体盘车时间要遵照各机组制造厂的规定。 另一种盘车方法是电动盘车(连续盘车)，在汽轮机停机后冷却的全部阶段内，或者起动前一定时间内，利用电动盘车设备不断地慢慢转动转子，使转子均匀受热，均匀变形以达到安全运转目的。这种装置在一般工业汽轮机组上都有。停机时汽轮机转子完全静止以后，必须立即投入盘车装置，在起动时，必须先开动盘车，然后才可向轴封供汽。各机组应当按照制造厂规定的盘车时间和盘车方式进行盘车。当然，在盘车之前必须将润滑油系统投运。如果当停机时，打算不久即将再次起动，应当在转子静止到下次转子冲动前
10、的一段时间内进行连续盘车。连续盘车时间对高压机组一般不应少于38小时，中压机组不应少12小时，在此之后可改为定期盘车。在起动之前应再改为连续盘车，一般机组应在转子冲动前两小时进行连续盘车。 应当注意，在盘车时应尽可能地保证轴承的必要的润滑条件，以免损坏轴瓦。在盘车时转子以低速转动，在轴颈处不能形成正常的油膜，可能形成半干摩擦，轴承的轴瓦会发生额外的磨损，因此盘车时间也不要太长。 对于没有盘车设备的机组在转子冲动前暖管阶段，最好定期手动盘车，使转子上下部分均匀受热。转子冲动后，应当在低速下充分进行暖机，低速暖机时间不应太短，以弥补没有连续盘车的缺欠。停机后最好设法手动盘车，停机到下次再起动时间相
11、隔不应太近，以消除转子变形，使转子恢复正常。没有盘车设备，手动盘车也相当困难的话，不盘车进行起动时，最好在转子冲转后再向轴封供汽，以免转子在静止时受热变形。如果轴封不供汽不能建立必要的起重力真空的话，在轴封供汽后，要马上冲动转子，中间时间不要拖得太长，以免转子静止受热时间太长产生变形。5、 建立真空 冷凝式汽轮机在转子冲动前，循环水泵、冷凝水泵和抽气器等设备都已投入运行，目的就是为了建立必要的起动真空。起动真空度高，也就是冷凝器内绝对压力低，从而汽缸内压力低，则机内空气密度小，转子转动时摩擦鼓风损失就小，转子冲动时阻力小，可以减少冲动转子所需要的蒸汽量。这样做一方面减少蒸汽消耗，提高经济性，另
12、一方面又可以减少叶片所受的力，因为叶片所受的力与蒸汽流量成正比，这对提高安全性是有好处的。另外，真空度高亦即排汽压力低，相应的排汽温度也低，对冷凝器来说也是安全的。如果起动真空度低，则转子冲动时阻力大，起动汽量大。除了不经济之外，叶片受力也大，冷凝器所承受的排汽温度高，这对叶片和冷凝器的安全都是不利的。如果真空度太低，阻力大，若主汽阀开度不足，则可能造成转子一时冲动不起来，而蒸汽又已进入机内，会形成“静止暖”现象。转子在静止状态一般说来是严禁通入蒸汽，因为这会造成轴的弯曲。如果转子是处于盘车状态，情况可能稍好一些。所以除制造厂有特殊规定的机组外，一般不允许在过低的真空下冲动转子。 一般工业汽轮
13、机冲动转子时真空要求达到450500mmHg，最低不应小于300mmHg。在这样的真空下冲动转子，在转子转动后真空不会降到l00mmHg以下，大气安全阀不致于动作，有的机组应用的单管真空计也不致于被吹掉，同时在这样真空下冲动转子排汽温度不太高，可减缓排汽缸的膨胀速度，对减少汽缸热应力也是有利的。一般中压机组起动真空为正常真空的6070左右，随着转速的增加，真空也应随之上升。有的工业汽轮机要求起动时真空应达到600mmHg，而升速时真空应在650mmHg以上。没有明确规定的机组，在起动时真空至少应当达到350mmHg以上。6、 轴封供汽 当汽轮机转子冲动前，抽气器已经投入工作，如果它所建立的真空
14、值能够达到要求，就可以在不向轴封供汽条件下冲动转子，在冲动后立即向轴封供汽，使真空随转速不断升高。抽汽装置所能建立的真空值与抽气器的性能及轴封间隙的安装、调整质量有关，如果抽气装置不能达到300mmHg以上的真空或者汽轮机要求在较高的真空下冲动，就应首先向轴封供汽。向轴封供汽的目的是为了防止空气沿轴流入汽缸，较快地建立有效的真空，并减少叶片受力。如在冲转前向汽轮机轴封送汽，应当在机组连续盘车状态下进行。汽轮机转子在静止状态下一般禁止向轴封供汽。对于制造厂有特别规定的汽轮机，以及轴封不供汽不能达到起动所需真空的汽轮机，在短时间内向轴封送汽又不至于引起不正常情况发生时，则可以考虑提前向轴封供汽，但
15、应严格遵守供汽时间，转子转动前供汽时间不能太长，并按制造厂说明书严格执行。因为转子静止时向轴封供汽，轴封处局部温度升高很快，并会从轴封处向汽缸内部漏汽，引起轴颈和转子受热不均匀而发生弯曲，甚至使转子和静子在起动过程中发生碰撞，引起振动，严重的会导致汽轮机的损坏。 对有盘车设备的机组，一般可以在连续盘车状态下先向轴封供汽，如果需要的话，对于没有盘车设备的机组，也可在每隔几分钟将转子转动180的情况下，向轴封供汽。对于不能进行盘车的机组，从安全的角度来说最好在转子冲动后，再向轴封供汽。如果不供汽起动真空建立不起来的话，也可以在冲动转子之前向轴封供汽，但是在转子静止时轴封供汽时间定不能太长。轴封供汽
16、后，争取尽快冲动转子。7、冲动转子 冲动转子是起动操作的关键，真正的起动从这里开始，以前的工作都是属于准备工作。冲动转子是汽轮机由冷态变到热态，由静止到转动的开始。操作关键是控制汽轮机金属温度的升高和转子转速的升高。转子刚转动时，接近额定温度的新蒸汽进入金属温度较低的汽轮机，这时蒸汽对金属进行剧烈凝结放热，因此汽轮机金属温度变化剧烈容易造成很大的热应力。随着转速的升高，汽轮机温度也将升高，汽缸内蒸汽对金属对流放热的成分逐渐增大，金属温升速度才放慢。新蒸汽在进入汽轮机之前应达到50的过热度。为了减少热应力，在额定参数下冷态起动的机组，采用限制新蒸汽流量、延长暖机升速时间的办法来控制金属加热速度。 当蒸汽进入汽轮机后，第级前的压力已升高到规定的冲转数值(一般为额定压力的l015)以上时，应注视转子是否转动，尤其对没有盘车设备
