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1、 . . 汽轮机的启动第一节 概 述一、启动的概念 汽轮机的启动是指转子由静止（或盘车）状态升速到额定转速，并将负荷逐步增加到额定负荷的过程。汽轮机的启动过程，也就是蒸汽向金属部件传递热量的复杂热交换过程。在这个过程中，汽轮机各金属部件将受到高温蒸汽的加热，从室温与大气压力的状态过渡到额定温度和压力的状态。制定合理的启动方式，就是研究汽轮机合理的加热方式，使启动过程中能保证机组的安全、经济，并力求缩短汽轮机的启动时间。 理想的启动方式，就是在启动中使机组各部金属温差、转子与汽缸的相对膨胀差都在允许围，以减少金属的热应力和热变形，提高启动水平。在不发生异常振动，不引起磨擦和不严重影响机组寿命的条
2、件下，尽量缩短总的启动时间，从而制定出在启动过程中各阶段汽轮机零部件所允许的最大温升速度，然后通过调整蒸汽参数或蒸汽流量的方式来准确保持温升速度，以保证安全、经济快速启动。二、机组启动必须具备的条件 1、机组各部分安装完毕、齐全、准确、联接牢固，无松动和泄漏，各运转部件动作灵活、无卡涩，部清洁，符合要求。 2、机组安装完毕或运行机组投运前，油系统必须按要求进行冲洗，验收合格，调节保安系统用油油质合格。 3、各部套经单独试验，动作灵活，并有合格的安装试验记录。 4、机组所有仪器、仪表、测点齐全，安装接线正确，性能稳定，标志明显。 5、机组所有管道保温良好，保温层不得有开裂、油浸等现象存在，保温层
3、与基础等固定件间应留有足够的膨胀间隙。三、汽轮机禁止启动的围条件 1、机组跳闸保护有任一项失灵，机组大联锁保护试验不正常。2、主要仪表缺少或不正常，且无其它监视手段。包括转速表、转子偏心度表、真空表、润滑油与EH油压表、振动表、主蒸汽与再热蒸汽压力、温度表、轴向位移指示表、差胀表、汽缸膨胀表、高中压外缸温度表、轴瓦温度表、轴承回油温度表、主油箱油位计、润滑油温度表、发电机输出有功和无功功率表、电压表、电流表、频率表、同期表、励磁电流表和电压表、空、氢侧密封油压表、H2纯度表、H2压力表、汽包水位计、燃油压力表、氧量表、炉膛压力表、炉膛出口烟温表等。3、DEH、ETS和DCS、TSI与主要控制系
4、统动作不正常或不能投入，影响机组启动与正常运行。4、蒸汽室的深孔热电偶与浅孔热电偶最大温差 83 。5、高、中压缸上、下温差55.6。6、启动盘车后，汽轮机组有金属磨擦声。7、汽轮机转子偏心0.076mm,或超过原始值的0.025mm。8、汽轮机差胀+18.98mm或+1mm。9、轴向位移超过0.9mm；10、汽轮机高、中压主汽门、高、中压调门、高排逆止门、抽汽逆止门任一卡涩不能关严，调速系统工作不正常。11、EH油泵，发电机高压密封备用油泵，交、直流润滑油泵，顶轴油泵工作不正常。12、润滑油、EH油油质不合格或润滑油温低于38、EH油温低于38。13、盘车装置工作不正常。14、控制用气源不正
5、常。15、轴封供汽不正常。四、汽轮机组启动的基本要求：汽轮机的启动过程，其机械状态和热力状态都发生了很大的变化。从热力学的观点看，汽轮机的启动过程实质就是对汽轮机各部件的加热过程。在完成加热过程的同时，也完成了机械状态的转变。机组的整个启动过程包括启动前的准备，冲转前的操作，汽轮机的冲转，升速暖机与并网后接带负荷等几个阶段。对于机组启动的基本要：和锅炉、电气配合，在保证设备安全的基础上，尽快地使机组带上负荷，以减少启动能耗并增加机组在电网的机动性。对汽轮机本体来说，所谓保证安全，就是在启动过程中使机组各部分热应力、热变形、转子与汽缸的胀差以与机组振动均维持在允许的围以，尽快地把机组的金属温度均
6、匀地升高到正常工作时的温度，并使整个启动过程不会对汽轮机寿命产生明显影响。实践证明，热应力、热变形、胀差和振动四个问题，经常成为影响正常启动的主要问题。从以上所述机组启动过程中热应力，热变形、热膨胀和振动等主要安全问题，大多和汽轮机主要部件上的温差有关，而温差又主要取决于温升率。为此在汽轮机启动过程中，应设法严格控制蒸汽流量与温度变化率，使汽机金属件的热应力、热变形、胀差等都控制在规定围以。五、汽轮机启动方式 汽轮机的启动方式可分为以下四类： 1、根据启动过程中采用的新蒸汽参数不同，可分为额定参数启动和滑参数启动两种。 额定参数启动时，从冲转直至机组带额定负荷，自动主汽门前的蒸汽参数（压力和温
7、度）始终保持额定值。采用这种启动方式时，冲转的蒸汽经过调节阀的节流而产生节流损失，经济性差；调节级后蒸汽温度变化剧烈，零部件受到较大的热冲击；以与冲动流量小，各部分加热不均匀等，因而大型汽轮机不采用这种启动方式。 滑参数启动时，自动主汽门前的蒸汽参数（压力和温度）随机组转速或负荷的变化而升高。采用喷嘴调节的汽轮机，定速后主汽门保持全开位置。由于这种启动方式经济性好，零部件加热均匀等优点，所以在现代大型机组启动中，得到广泛应用。滑参数启动根据冲转前主汽门前的压力大小又可分为压力法滑参数启动和真空法滑参数启动，一般采用压力法启动。 压力法滑参数启动指冲转时主汽门前蒸汽具有一定的压力和温度，当采用调
8、速汽门控制时，在冲转升速过程中逐渐开大调速汽门，利用调速汽门控制转速，当汽轮机达到额定转速时，调速汽门就全开。当采用主汽门控制时，冲转前全开高压调门、中压主汽门、中压调速汽门，逐渐开启高压主汽门升速。当转速升至2900rpm时，进行阀切换，高压主汽门全开，用高压调门控制升速至3000rpm，并网、带负荷。本机组采用主汽门控制方式。 2、按启动前汽轮机金属温度（调节级处上壁温度）水平或中压缸第一级静叶持环温度分类： 金属温度低于204以下，为冷态启动。 金属温度高于204，为温、热态启动。3、按冲转时进汽方式分类： 高中压缸启动：启动时，蒸汽同时进入高中压缸冲动转子，对高中压合缸的机组，可使分缸
9、处均匀加热，减少热应力，并能缩短启动时间。 中压缸启动：冲转时高压缸不进汽而中压缸进汽冲动转子，待转速升至23002500r/min后，才逐步向高压缸进汽。这种启动方式虽然能达到安全启动的目的，但启动时间较长。 4、按控制进汽流量的阀门分类 冲转时，为控制进入汽轮机的流量，可以使用调速汽门、主汽门控制进汽流量。用调速汽门启动，这时自动主汽门全部开启，进入汽轮机的蒸汽流量由调速汽门来控制。用主汽门启动，启动前调速门全开，进入汽轮机的蒸汽流量由自动主汽门来控制。采用自动主汽门或节流喷嘴联合调节方式，可使机组从冲转到带部分负荷（通常为2030%）都是全周进汽，这时对于高压缸调节级圆周上温度均匀分布有
10、明显的好处，因此这种控制方式得到广泛的应用。第二节 启动前的准备工作 汽轮机启动前做好充分的准备工作是安全启动和缩短启动时间的重要保证。 运行人员应熟知汽轮机全部设备，包括汽轮机本体、调节系统、凝汽设备、加热器、除氧器、各种水泵等的构造和工作原理；熟知汽、水、油等系统，并能根据需要正确切换各个系统；熟知每个阀门的位置、仪表的用途、各种保护、开停机和正常运行操作；能根据规程要求正确迅速地处理所发生的各种事故等。 启动准备工作的主要任务是使各种设备处于准备启动的状态，达到随时可以投入运行的条件。实践经验证明，往往由于准备工作疏忽，例如对某些设备的缺陷未能与时发现，因而启动中这些设备临时发生故障，使
11、启动过程大大拖长，甚至不能完成启动工作。所以，启动前对各个系统都要进行详细的检查，使有关阀门处于规程要求的开或关的位置，电动阀和各主要辅助设备都要经过认真检查试验，确信性能良好后处于备用状态。汽轮机组以下主要仪表必须完备、准确，并定期校验：（1）轴向位移指示表；（2）汽缸膨胀指示表；（3）汽缸与转子膨胀差指示表；（4）转子偏心指示表；（5）径向轴承金属温度表；（6）推力轴承金属温度表；（7）机组正常启、停操作时测量蒸汽温度、压力、汽缸金属温度和温差的仪表装置；（8）轴承或轴颈振动表；（9）排汽缸温度表；（10）真空表； 各项保护要求投入运行。为保证运行的安全，采用了一系列的保护装置，如超速保护
12、、轴向位移保护、低油压保护、低真空保护、差胀保护等。汽机停机时间较长而重新启动时，EH油泵必须提前10小时启动油循环。要使EH油温度达到38以上，正常在43.354.4之间。启动交流润滑油泵，向润滑油系统和辅助安全油系统供油。当油系统充满油，润滑油压已经稳定时，应对油系统管道、法兰、油箱油位、主机各轴承回油等情况进行详细检查。值得指出的是，汽轮机静止时的调速系统的动作试验一定要在锅炉点火前进行，否则当锅炉点火后，蒸汽进入汽轮机将使汽轮机冲转。 检查顶轴油泵入口来自润滑系统的总油门和安全装置的排油门已全开，油泵已充满油，空气已排净后，再启动顶轴油泵。检查主机各轴承顶起油压是否达1012MPa。开
13、启盘车装置的润滑油门，确认齿轮啮合好后，启动盘车装置。然后测量大轴挠度，作好记录。 为了减少厂用电的消耗，循环水泵、凝结水泵的投入操作要力求紧凑。要注意掌握锅炉启动的进程，尽量避免因锅炉迟迟不能点火使转动设备白白消耗能量。 当锅炉具备点火条件时，开始抽真空。要注意仔细检查容易造成漏气的地方，如低压法兰、排大气安全门、疏水门等处。第三节 滑参数启动一、冲转参数的选择1、主蒸汽参数 汽轮机冷态起前，汽缸、转子等金属温度比较低（相当于室温），选择冲转参数时要防止热冲击，蒸汽温度与金属温度应相匹配，在选定的参数下应能通过临界转速并达到定速。这样在启动过程中，锅炉可不必进行调整，简化了操作。 从传热学观
14、点来看，汽轮机的启动过程属于不稳定导热过程。在汽轮机冷态启动之前，转子和汽缸的温度都接近于室温。当蒸汽进入汽轮机后，蒸汽以对流方式将热量传给汽缸壁和转子外表面，然后再传至汽缸外壁和转子中心。由于金属壁存在热阻，因而在汽缸、外壁间和转子半径方向出现了温差。温差值与蒸汽传给金属的热量成正比。 当受热面一定时，传给金属部件的热量与放热系数和温差成正比。转子冲动后温差比较大，故要求放热系数要小一些，以减小热冲击。低压过热蒸汽的放热系数相当于额定参数的1/10，故冲转时要采用低压微过热蒸汽。 为了防止前几级落入湿汽区域、改善叶栅的工作条件，启动参数要有一定的过热度。同时防止启动时锅炉操作不当，蒸汽进入饱
15、和区，使放热系数增大，造成热冲击或因蒸汽带水造成汽轮机水击，蒸汽过热度的要求应不小于56。#1、2、3、4机组冷态冲转参数：主蒸汽压力2.45MPa，主蒸汽温度300,再热汽温 250，再热蒸汽压力0.370.4Mpa，主、再热两侧蒸汽温差0.8MPa。冷态启动时，主蒸汽至少有55.5过热度，而总的温度不大于427，冲转时主蒸汽温度与再热蒸汽温差不允许大于83.3，主蒸汽温度、再热温度的两侧之差均13.9。 热态启动参数：（1）冲转时，主蒸汽温度应高于高压缸第一级金属温度80100，且有50过热度，调节级后蒸汽温度均不得比该处金属温度高111或低55。再热汽温低于主汽温最大不允许达83。（2）热态启动时，升速率可取100250r/min每分钟，但不一定针对0.01%的寿命损耗。极热态（转子温度450）为尽快启动可按250r/min每分钟的升速率，最大为500r/min。（3）为缩短启动时间,根据第一级金属温度查启动冲转曲线
