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1、 汽机篇汽机篇1000MW超超临界火力发电机组培训教材超超临界火力发电机组培训教材多多级级汽汽轮轮机机是是由由同同一一轴轴上上的的若若干干级级串串联联组组合合而而成成的的，汽汽轮轮机机级级由由喷喷嘴嘴栅栅和和与与之之相相匹匹配配的的动动叶叶栅栅组组成成，它它是是汽汽轮轮机机做做功的基本单元。功的基本单元。上汽的上汽的1000MW1000MW机组由机组由4 4个缸体共个缸体共6464级组级组成。成。 第一章绪论第一章绪论第一节第一节 汽轮机的基本工作原理汽轮机的基本工作原理一一.汽轮机级的工作原理汽轮机级的工作原理(一一).级的基本概念级的基本概念当当具具有有一一定定温温度度和和压压力力的的蒸蒸
2、汽汽通通过过汽汽轮轮机机级级时时，在在动动叶叶栅栅中将其动能转化为机械能，从而完成汽轮机做功中将其动能转化为机械能，从而完成汽轮机做功的任务。的任务。 第二节第二节 1000MW汽轮机组的主要技术参数及特点汽轮机组的主要技术参数及特点汽轮机组的技术参数归结为两大类汽轮机组的技术参数归结为两大类:(1)影响机组经济性的技术影响机组经济性的技术参数称为经济技术参数参数称为经济技术参数;(2)影响机组安全的技术参数称为安全技术参数。影响机组安全的技术参数称为安全技术参数。一一.汽轮机组的经济技术参数汽轮机组的经济技术参数 汽轮机组的经济性主要由工质参数、设备的结构性能、汽轮机组的经济性主要由工质参数
3、、设备的结构性能、各辅助工作系统的配置状况所决定的。为了提高汽轮机组的各辅助工作系统的配置状况所决定的。为了提高汽轮机组的经济性，必须从这三方面下功夫，使其尽量符合人们的意愿。经济性，必须从这三方面下功夫，使其尽量符合人们的意愿。1.蒸汽参数对机组效率的影响蒸汽参数对机组效率的影响蒸汽参数主要是指蒸汽的压力和温度蒸汽参数主要是指蒸汽的压力和温度。用来驱动汽轮机的单位流。用来驱动汽轮机的单位流量蒸汽压力和温度越高。携带的能量越大，而做功后的压力和温量蒸汽压力和温度越高。携带的能量越大，而做功后的压力和温度越低，则带走的无用能量度越低，则带走的无用能量(焓焓)就越小，这样蒸汽可能的做功能就越小，这
4、样蒸汽可能的做功能量量(理想焓降理想焓降)就越大就越大;在能量相同的情况下，压力和温度越高，可能用来做功的能量比在能量相同的情况下，压力和温度越高，可能用来做功的能量比例就越大，无法做功而不得不被放弃的能量比例就越小例就越大，无法做功而不得不被放弃的能量比例就越小(即熵值即熵值越小越小)。这就是蒸汽的基本热力性质。因此，为了提高单位流量。这就是蒸汽的基本热力性质。因此，为了提高单位流量1）超超临界机组主要蒸汽参数、再热次数与热效率）超超临界机组主要蒸汽参数、再热次数与热效率提高蒸汽参数提高蒸汽参数(蒸汽的初始压力和温度蒸汽的初始压力和温度) 、采用再热系统、增加、采用再热系统、增加再热次数，都
5、是提高机组效率的有效方法。一般常规亚临界机再热次数，都是提高机组效率的有效方法。一般常规亚临界机组的典型参数为组的典型参数为16. 7MPa/538,其发电效率约为其发电效率约为38%。常规超临界机组的主蒸汽压力一般为常规超临界机组的主蒸汽压力一般为24MPa左右，主蒸汽和再左右，主蒸汽和再热蒸汽温度为热蒸汽温度为538 560;常规超临界机组的典型参数为常规超临界机组的典型参数为24.1MPa/538 ,对应的发电效率约为对应的发电效率约为41%。超超临界机组的。超超临界机组的主蒸汽压力为主蒸汽压力为25MPa31MPa及以上，主蒸汽和再热蒸汽温度及以上，主蒸汽和再热蒸汽温度为为580 -
6、600及以上。常规超临界机组的热效率比亚临界及以上。常规超临界机组的热效率比亚临界机组高机组高2%-3%左右，而超超临界机组的热效率比常规超临界机左右，而超超临界机组的热效率比常规超临界机组高组高4%以上。以上。蒸汽的做功能力和做功效率，应当尽可能地提高进入汽轮蒸汽的做功能力和做功效率，应当尽可能地提高进入汽轮机的新蒸汽的压力和温度。同时尽量降低做功后乏汽的压机的新蒸汽的压力和温度。同时尽量降低做功后乏汽的压力和温度。力和温度。第二章第二章 1000MW超超临界汽轮机本体超超临界汽轮机本体第一节第一节1000MW超超临界汽轮机本体的特点超超临界汽轮机本体的特点一一. 1000MW超超临界汽轮机
7、整体概述超超临界汽轮机整体概述 该汽轮机是由上海汽轮机有限公司和德国该汽轮机是由上海汽轮机有限公司和德国SIEMENS公司联合设公司联合设计制造的超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、计制造的超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、八级回热抽汽、反动凝汽式汽轮机八级回热抽汽、反动凝汽式汽轮机N 1000-26.25/600/600，设计设计额定主汽压力额定主汽压力26.25MPa、主汽温度主汽温度600、设计额定再热汽压力、设计额定再热汽压力5.0MPa再热蒸汽温度再热蒸汽温度600，末级叶片高度，末级叶片高度1146mm。汽轮发电汽轮发电机组设计额定输出功率为机组设计额
8、定输出功率为1000MW。 该汽轮机的整个流通部分由四个汽缸组成，即一个高压缸、该汽轮机的整个流通部分由四个汽缸组成，即一个高压缸、一个双流中压缸和两个双流低压缸。一个双流中压缸和两个双流低压缸。 该汽轮机的通流部分由高压、中压和低压三部分组成，共设该汽轮机的通流部分由高压、中压和低压三部分组成，共设64级。高压部分级。高压部分14级。中压部分为双向分流式，每一分流为级。中压部分为双向分流式，每一分流为13级，级，共共26级。低压部分为两缸双向分流式，每一分流为级。低压部分为两缸双向分流式，每一分流为6级，共级，共24级。高压缸、中压缸、低压缸的纵剖面图如图级。高压缸、中压缸、低压缸的纵剖面图
9、如图2-1所示。所示。 该汽轮机采用全周进汽方式，高压缸进口设有两个高压主汽门、该汽轮机采用全周进汽方式，高压缸进口设有两个高压主汽门、两个高压调节门和一个补汽阀，高压缸排汽经过再热器再热后，两个高压调节门和一个补汽阀，高压缸排汽经过再热器再热后，通过中压缸进口的两个中压主汽门和两个中压调门进入中压缸，通过中压缸进口的两个中压主汽门和两个中压调门进入中压缸，中压缸排汽通过连通管进入两个低压缸继续作功后分别排入两中压缸排汽通过连通管进入两个低压缸继续作功后分别排入两个凝汽器。个凝汽器。 第二节第二节 1000MW超超临界汽轮机的进汽部分超超临界汽轮机的进汽部分汽轮机的调门汽轮机的调门:汽轮机的启
10、动、停机和功率的汽轮机的启动、停机和功率的变化，是通过改变汽门的开度，调节进入汽轮变化，是通过改变汽门的开度，调节进入汽轮机的蒸汽量或蒸汽参数实现的，这种调节蒸汽机的蒸汽量或蒸汽参数实现的，这种调节蒸汽量或蒸汽参数的汽门称为调门。量或蒸汽参数的汽门称为调门。自动主汽门自动主汽门:机组在运行中遇紧急情况，需停机组在运行中遇紧急情况，需停机时，除了关闭调门外，还必须设置能快速切机时，除了关闭调门外，还必须设置能快速切断汽源的汽门，断汽源的汽门，即使在调门出现泄漏的情况下，即使在调门出现泄漏的情况下，也能保证汽轮机停机降速，这种具有安全保护也能保证汽轮机停机降速，这种具有安全保护功能的汽门称为自动主
11、汽门。功能的汽门称为自动主汽门。中压调门中压调门:在机组低负荷时为了维持锅炉再热在机组低负荷时为了维持锅炉再热器及旁路系统的稳定运行，保证再热器有器及旁路系统的稳定运行，保证再热器有足够的冷却蒸汽流量，保护再热器不被烧足够的冷却蒸汽流量，保护再热器不被烧坏，必须设置中压调门。坏，必须设置中压调门。中压主汽门中压主汽门:对于一次中间再热机组，在高压对于一次中间再热机组，在高压缸与中压缸之间，再热器及冷、热再热蒸汽管缸与中压缸之间，再热器及冷、热再热蒸汽管巨大的容积空间，储存着大量的具有一定压力巨大的容积空间，储存着大量的具有一定压力和温度的蒸汽，若机组发生紧急停机，这部分和温度的蒸汽，若机组发生
12、紧急停机，这部分蒸汽也足以使汽轮机发生超速。为此，蒸汽也足以使汽轮机发生超速。为此，在中压在中压缸进口处必须设置中压主汽门来紧急切断来自缸进口处必须设置中压主汽门来紧急切断来自再热器及管道的蒸汽。再热器及管道的蒸汽。 1000MW超超临界压力汽轮机设置超超临界压力汽轮机设置两个高压主汽门两个高压主汽门和和两个高压调两个高压调门、两个中压主汽门及两个中压调门门、两个中压主汽门及两个中压调门，均通过弹簧弹力来关闭截，均通过弹簧弹力来关闭截止阀和调节阀，运行安全可靠，它们的快关时间均小于止阀和调节阀，运行安全可靠，它们的快关时间均小于150ms。该汽轮机还设置了过载补汽阀。该汽轮机还设置了过载补汽阀
13、。一一.汽轮机高压阀门布置汽轮机高压阀门布置 该汽轮机设置两只高压主汽阀与调节阀组合件，安置在汽轮机该汽轮机设置两只高压主汽阀与调节阀组合件，安置在汽轮机高压缸的两侧。每个组合件由一个截止阀与一个调节阀组成，高压缸的两侧。每个组合件由一个截止阀与一个调节阀组成，安放在共用阀体内。每个主汽阀安放在共用阀体内。每个主汽阀(3)与调节阀与调节阀(5)具有各自的执具有各自的执行机构，分别为高压主汽门执行机构行机构，分别为高压主汽门执行机构(4)和高压调节门执行机构和高压调节门执行机构(6)，如图，如图2-1所示。这些执行机构安放在运转层的高度，方便操所示。这些执行机构安放在运转层的高度，方便操作。作。
14、 通过进汽管道通过进汽管道(1)进入的蒸汽从主汽阀进入主调节阀，短进汽进入的蒸汽从主汽阀进入主调节阀，短进汽喷嘴从主调节阀延伸到汽轮机缸体。蒸汽离开调节阀，从进汽喷嘴从主调节阀延伸到汽轮机缸体。蒸汽离开调节阀，从进汽喷嘴喷嘴(7)进入高压汽轮机的静叶持环。因连接的管线很短，封闭进入高压汽轮机的静叶持环。因连接的管线很短，封闭在主调节阀与高压汽轮机之间的蒸汽量很小，有利于安全停机。在主调节阀与高压汽轮机之间的蒸汽量很小，有利于安全停机。过载补汽阀的结构类同于其它进汽调节阀，它是一只单阀座的过载补汽阀的结构类同于其它进汽调节阀，它是一只单阀座的阀门，位于高压缸下部，如图阀门，位于高压缸下部，如图2
15、-3所示。阀门由电液控制系统调所示。阀门由电液控制系统调节开度，由弹簧安全关闭。补汽的汽源分别从两个主调门的节开度，由弹簧安全关闭。补汽的汽源分别从两个主调门的壳体壳体(主汽门后、主调门的阀芯前主汽门后、主调门的阀芯前)引出，连接到过载补汽阀，引出，连接到过载补汽阀，经过过载补汽阀后分两路再从高压缸下部的供汽管道进入高压经过过载补汽阀后分两路再从高压缸下部的供汽管道进入高压缸。缸。二二.过载补汽阀功能与结构过载补汽阀功能与结构 过载补汽阀的主要功能有过载补汽阀的主要功能有:(1)当汽轮机的最大进汽量与当汽轮机的最大进汽量与THA工况工况(热耗保证工况）流量之比较大时，可采用补汽技术，超出额定流
16、热耗保证工况）流量之比较大时，可采用补汽技术，超出额定流量的部分由外置的补汽调节阀提供量的部分由外置的补汽调节阀提供;此时主调节阀在额定流量下可此时主调节阀在额定流量下可设计成全开，从而提高额定负荷以下所有工况的效率。设计成全开，从而提高额定负荷以下所有工况的效率。以上汽的机以上汽的机组为例，机组热耗可至少下降组为例，机组热耗可至少下降40kJ/kWh。(2)对超超临界高温汽轮对超超临界高温汽轮机，补汽还能起到对汽缸的冷却作用。该阀通过保持一定的漏汽，机，补汽还能起到对汽缸的冷却作用。该阀通过保持一定的漏汽，充分利用补汽温度始终低于主蒸汽充分利用补汽温度始终低于主蒸汽30度的特点，对汽缸起到冷
17、却作度的特点，对汽缸起到冷却作用，有利于提高高温部件的可靠性。用，有利于提高高温部件的可靠性。(3)经德国电网技术的研究，经德国电网技术的研究，补汽阀还具有提高变负荷速率的功能，有利于提高大电网的稳定性。补汽阀还具有提高变负荷速率的功能，有利于提高大电网的稳定性。三、再热主汽调节阀三、再热主汽调节阀(中联门中联门) 再热主汽调节阀用来控制进入中压缸的再热蒸汽。它们的结构原理再热主汽调节阀用来控制进入中压缸的再热蒸汽。它们的结构原理与高压主汽阀和调节阀大同小异。与高压主汽阀和调节阀大同小异。 对于采用高压缸启动的汽轮机组，在启动过程中，再热主汽调节对于采用高压缸启动的汽轮机组，在启动过程中，再热
18、主汽调节阀通常不发挥调节作用。汽轮机组在正常运行中，再热主汽调节阀阀通常不发挥调节作用。汽轮机组在正常运行中，再热主汽调节阀也不发挥调节作用，只有在某些情况下，如汽轮机需要紧急停机，也不发挥调节作用，只有在某些情况下，如汽轮机需要紧急停机，或需要将再热蒸汽予以旁路时，再热主汽调节阀将迅速关闭或需要将再热蒸汽予以旁路时，再热主汽调节阀将迅速关闭。四四. 滑压调节滑压调节滑压调节是指单元机组中，汽轮机的调节汽阀保持全开滑压调节是指单元机组中，汽轮机的调节汽阀保持全开或基本全开的状态，通过锅炉调整新汽压力的方法或基本全开的状态，通过锅炉调整新汽压力的方法(新汽新汽温度尽可能保持不变温度尽可能保持不变
19、)，达到改变蒸汽量使其适应汽轮机，达到改变蒸汽量使其适应汽轮机不同负荷的要求。不同负荷的要求。与定压调节与定压调节(保持主汽阀前的蒸汽初参数不变，通过改变调节汽保持主汽阀前的蒸汽初参数不变，通过改变调节汽阀的开度来改变进汽量阀的开度来改变进汽量)相比较，滑压调节有以下特点。相比较，滑压调节有以下特点。(1)提高了机组运行的可靠性和对负荷的适应性提高了机组运行的可靠性和对负荷的适应性(2)提高了机组在部分负荷下运行的经济性提高了机组在部分负荷下运行的经济性(3)高负荷区滑压调节不经济高负荷区滑压调节不经济 另外，设计工况下新蒸汽压力越高，采用滑压调节的最佳负另外，设计工况下新蒸汽压力越高，采用滑
20、压调节的最佳负荷就越大。对于超临界、亚临界机组，在负荷低至荷就越大。对于超临界、亚临界机组，在负荷低至25%左右左右采用滑压调节，热效率可改善采用滑压调节，热效率可改善2 %-3%，而，而12. 75MPa以下的以下的机组，降压将使循环热效率下降过大，故一般不宜采用滑压机组，降压将使循环热效率下降过大，故一般不宜采用滑压调节。调节。1.滑压调节特点滑压调节特点2.滑压调节的方式滑压调节的方式(1) 纯滑压调节纯滑压调节 采用纯滑压调节时，所有调节阀在整个负荷变化范围内是全采用纯滑压调节时，所有调节阀在整个负荷变化范围内是全开的。这种调节方式实质上是完全由锅炉调整其燃烧来适应负开的。这种调节方式
21、实质上是完全由锅炉调整其燃烧来适应负荷变化。荷变化。(2)节流滑压调节节流滑压调节 针对上述调节方式的缺点，在稳定负荷时，针对上述调节方式的缺点，在稳定负荷时，调节汽阀不开足调节汽阀不开足，尚，尚留有留有5%15%的开度，负荷降低时进行滑压调节，负荷增加时进行的开度，负荷降低时进行滑压调节，负荷增加时进行定压调节，亦即调节汽阀开度增大，以迅速适应负荷变化的需要，定压调节，亦即调节汽阀开度增大，以迅速适应负荷变化的需要，待负荷增加后，蒸汽压力上升，调节汽阀重又回到稳定负荷下部分待负荷增加后，蒸汽压力上升，调节汽阀重又回到稳定负荷下部分开启的位置。这种调节方式虽克服了纯滑压调节对外界负荷变化不开启
22、的位置。这种调节方式虽克服了纯滑压调节对外界负荷变化不敏感的缺点，但在稳定负荷下由于节流损失较大而降低了机组的经敏感的缺点，但在稳定负荷下由于节流损失较大而降低了机组的经济性。济性。(3).复合滑压调节复合滑压调节 这种调节方法又称喷管滑压调节。在高负荷区域采用喷这种调节方法又称喷管滑压调节。在高负荷区域采用喷嘴调节，用改变通流面积的方法调节负荷嘴调节，用改变通流面积的方法调节负荷(定压定压)，以保持机，以保持机组的高效率，在低负荷区域除组的高效率，在低负荷区域除12个调节汽阀处于关闭状态外，个调节汽阀处于关闭状态外，其余调节汽阀均全开，进行滑压调节。在极低负荷区域，为其余调节汽阀均全开，进行
23、滑压调节。在极低负荷区域，为了保持锅炉的水循环工况和燃烧的稳定性，以及考虑给水泵了保持锅炉的水循环工况和燃烧的稳定性，以及考虑给水泵轴系统临界转速的限制，因而进行较低水平的定压调节。故轴系统临界转速的限制，因而进行较低水平的定压调节。故这种调节方式又称为这种调节方式又称为“定一滑一定定一滑一定”调节方式，它对负荷变调节方式，它对负荷变化的适应性较好，可大大改善机组的经济性，所以较为实用。化的适应性较好，可大大改善机组的经济性，所以较为实用。第三节第三节 汽缸汽缸 汽缸是汽轮机的外壳，其作用是将汽轮机的通流部分与汽缸是汽轮机的外壳，其作用是将汽轮机的通流部分与大气隔开，以形成蒸汽的热能转换为机械
24、能的封闭汽室。大气隔开，以形成蒸汽的热能转换为机械能的封闭汽室。汽缸内装有喷嘴室、喷嘴汽缸内装有喷嘴室、喷嘴(静叶静叶)、隔板、隔板(静叶环静叶环)、隔板套、隔板套(静叶持环静叶持环)、汽封等部件。在汽缸外连接有进汽、排汽、汽封等部件。在汽缸外连接有进汽、排汽、回热抽汽等管道以及支承座架等。为了便于制造、安装和回热抽汽等管道以及支承座架等。为了便于制造、安装和检修，汽缸一般沿水平中分面分为上、下两个半缸，两者检修，汽缸一般沿水平中分面分为上、下两个半缸，两者通过水平法兰用螺栓装配紧固。通过水平法兰用螺栓装配紧固。 另外为了合理利用材料以及加工、运输方便，汽缸也常以另外为了合理利用材料以及加工、
25、运输方便，汽缸也常以垂直结合面分为两或三段，各段通过法兰螺栓连接紧固。垂直结合面分为两或三段，各段通过法兰螺栓连接紧固。一一.概述概述 汽缸工作时受力情况复杂，它除了承受缸内外汽汽缸工作时受力情况复杂，它除了承受缸内外汽(气气)体的压差以体的压差以及汽缸本身和装在其中的各零部件的重量等静载荷外，还要承受及汽缸本身和装在其中的各零部件的重量等静载荷外，还要承受蒸汽流出静叶时对静止部分的反作用力，以及各种连接管道冷热蒸汽流出静叶时对静止部分的反作用力，以及各种连接管道冷热状态下，对汽缸的作用力以及沿汽缸轴向、径向温度分布不均匀状态下，对汽缸的作用力以及沿汽缸轴向、径向温度分布不均匀所引起的热应力。
26、特别是在快速启动、停机和工况变化时，温度所引起的热应力。特别是在快速启动、停机和工况变化时，温度变化大，将在汽缸和法兰中产生很大的热应力和热变形。变化大，将在汽缸和法兰中产生很大的热应力和热变形。 由于汽缸形状复杂，内部又处在高温、高压蒸汽的作用下，因由于汽缸形状复杂，内部又处在高温、高压蒸汽的作用下，因此在其结构设计时，缸壁必须具有一定的厚度，以满足强度和此在其结构设计时，缸壁必须具有一定的厚度，以满足强度和刚度的要求。水平法兰的厚度更大，以保证结合面的严密性。刚度的要求。水平法兰的厚度更大，以保证结合面的严密性。汽缸的形体设计应力求简单、均匀、对称，使其能顺畅地膨胀汽缸的形体设计应力求简单
27、、均匀、对称，使其能顺畅地膨胀和收缩，以减小热应力和应力集中。还要保持静止部分同转动和收缩，以减小热应力和应力集中。还要保持静止部分同转动部分处于同心状态，并保持合理的间隙。部分处于同心状态，并保持合理的间隙。 由于汽轮机的型式、容量、蒸汽参数、是否采用中间再热及制造厂由于汽轮机的型式、容量、蒸汽参数、是否采用中间再热及制造厂家的不同，汽缸的结构也有多种形式。例如，家的不同，汽缸的结构也有多种形式。例如，(1)根据进汽参数的不同，可分为高压缸、中压缸和低压缸根据进汽参数的不同，可分为高压缸、中压缸和低压缸;(2)按每个汽缸的内部层次可分为单层缸、双层缸和三层缸按每个汽缸的内部层次可分为单层缸、
28、双层缸和三层缸;(3)按通流部分在汽缸内的布置方式可分为顺向布置、反向布置和按通流部分在汽缸内的布置方式可分为顺向布置、反向布置和对称分流布置对称分流布置和圆筒形、圆锥形、阶梯圆筒形或球形等等。和圆筒形、圆锥形、阶梯圆筒形或球形等等。(4)按汽缸形状可分为有水平接合面的或无水平接合面的按汽缸形状可分为有水平接合面的或无水平接合面的 大容量中间再热式汽轮机一般采用多缸，汽缸数目取决子机组的容大容量中间再热式汽轮机一般采用多缸，汽缸数目取决子机组的容量和单个低压汽缸所能达到的通流能力。量和单个低压汽缸所能达到的通流能力。 汽缸本身的热膨胀和汽缸与转子之间的相对膨胀，是汽轮机设计、汽缸本身的热膨胀和
29、汽缸与转子之间的相对膨胀，是汽轮机设计、安装、调试时十分重要的问题。设计时应通过汽缸、转子的热膨安装、调试时十分重要的问题。设计时应通过汽缸、转子的热膨胀计算，合理地选定汽缸的死点位置以及推力轴承胀计算，合理地选定汽缸的死点位置以及推力轴承(转子相对死点转子相对死点)的位置，并留足膨胀间隙。的位置，并留足膨胀间隙。 汽轮机运行中，不允许汽缸内有任何积水，如果汽缸内有水，汽轮机运行中，不允许汽缸内有任何积水，如果汽缸内有水，轻则造成汽缸温差增大，引起汽缸翘曲变形，动静部分摩碰轻则造成汽缸温差增大，引起汽缸翘曲变形，动静部分摩碰;严严重的积水会损坏汽轮机转子。因此，汽缸的疏水设施应有足够重的积水会
30、损坏汽轮机转子。因此，汽缸的疏水设施应有足够的通流面积，并避免无法疏水的洼窝结构等。汽缸还应备有防的通流面积，并避免无法疏水的洼窝结构等。汽缸还应备有防进水设施，防止水从任何与其连接的管道进入汽缸。进水设施，防止水从任何与其连接的管道进入汽缸。 进入汽缸的蒸汽回路，对汽缸的热膨胀和热应力也有较大的进入汽缸的蒸汽回路，对汽缸的热膨胀和热应力也有较大的影响，因此设计时应注意汽流回路的合理布置。如应设有用影响，因此设计时应注意汽流回路的合理布置。如应设有用于内、外汽缸夹层加热的蒸汽通道，以便汽轮机启动时有足于内、外汽缸夹层加热的蒸汽通道，以便汽轮机启动时有足够的蒸汽量预热内、外缸，使汽缸的热膨胀较快
31、地趋于均匀够的蒸汽量预热内、外缸，使汽缸的热膨胀较快地趋于均匀:配汽设计中，注意各喷嘴组的进汽次序和进汽量，使启动时配汽设计中，注意各喷嘴组的进汽次序和进汽量，使启动时汽缸得到均匀加热，避免将较低温度的抽汽从较高温度的汽汽缸得到均匀加热，避免将较低温度的抽汽从较高温度的汽缸区段引出等。缸区段引出等。第三章第三章 汽轮机的调节及保安系统汽轮机的调节及保安系统第一节第一节 调节及保安系统的概述调节及保安系统的概述 汽轮发电机组的任务是根据用户的用电要求，提供质量合格的汽轮发电机组的任务是根据用户的用电要求，提供质量合格的电能，而电能一般不能大量储存，因此，汽轮机必须进行调节，电能，而电能一般不能大
32、量储存，因此，汽轮机必须进行调节，以适应外负荷变化的要求。随着机组功率的增加，其调节以适应外负荷变化的要求。随着机组功率的增加，其调节保护系统更加完善。保护系统更加完善。 汽轮机调节与保护系统是控制其启动、停机、带负荷运行，汽轮机调节与保护系统是控制其启动、停机、带负荷运行，防止出现严重事故的自动控制装置。它应能适应各种运行工况防止出现严重事故的自动控制装置。它应能适应各种运行工况的要求，及时地调节汽轮机的功率，满足外界负荷的变化需要，的要求，及时地调节汽轮机的功率，满足外界负荷的变化需要，同时维持电网的频率在同时维持电网的频率在50Hz左右左右;在机组出现异常时，能自动在机组出现异常时，能自
33、动改变运行工况，直至停机，以防止事故扩大。改变运行工况，直至停机，以防止事故扩大。1.再热器对调节特性的影响再热器对调节特性的影响 再热机组的再热器是串接在高、中压缸间的中间容积。由于再热机组的再热器是串接在高、中压缸间的中间容积。由于此巨大的中间容积存在，当外负荷增加、机组转速降低，要此巨大的中间容积存在，当外负荷增加、机组转速降低，要求增加机组的负荷时，调节系统开大高压缸调节阀，此时，求增加机组的负荷时，调节系统开大高压缸调节阀，此时，高压缸的进汽量增加，其功率也随之增加高压缸的进汽量增加，其功率也随之增加;而中低压缸的功率，而中低压缸的功率，则是随着再热器内蒸汽压力的逐渐升高而增加。同时
34、，由于则是随着再热器内蒸汽压力的逐渐升高而增加。同时，由于再热蒸汽压力的升高，高压缸前后的压差将逐渐减小，其功再热蒸汽压力的升高，高压缸前后的压差将逐渐减小，其功率略有下降。因此，汽轮机的总功率，不是随调节阀的开大率略有下降。因此，汽轮机的总功率，不是随调节阀的开大立即增加到外负荷所要求的数值，而是缓慢的增加到外界负立即增加到外负荷所要求的数值，而是缓慢的增加到外界负荷要求的数值荷要求的数值(如图如图3-2所示所示)，导致机组调节时，功率变化，导致机组调节时，功率变化“滞后滞后”。 另外，为了保证再热温度符合要求，锅炉过热器和再热器的蒸另外，为了保证再热温度符合要求，锅炉过热器和再热器的蒸汽流
35、量必须近似保持一定比例，故再热机组只能采用单元制连汽流量必须近似保持一定比例，故再热机组只能采用单元制连接，而使主蒸汽系统的蓄热能力相对减小，而锅炉燃烧调节接，而使主蒸汽系统的蓄热能力相对减小，而锅炉燃烧调节过程时间较长，更加大功率变化的过程时间较长，更加大功率变化的“滞后滞后”。再热机组调节时。再热机组调节时功率变化的功率变化的“滞后滞后”，降低了机组对外负荷变化的适应性，造，降低了机组对外负荷变化的适应性，造成电网频率波动。成电网频率波动。 为了克服机组功率变化的为了克服机组功率变化的“滞后滞后”，再热机组的调节必须采，再热机组的调节必须采取适当的校正方法，以提高机组对负荷变化的适应能力。
36、其次，取适当的校正方法，以提高机组对负荷变化的适应能力。其次，在机组甩负荷或跳闸时，即使高压调节汽门快速关闭，再热器内在机组甩负荷或跳闸时，即使高压调节汽门快速关闭，再热器内贮存的蒸汽量，也能使汽轮机超速贮存的蒸汽量，也能使汽轮机超速40 50%。因此，再热机组必。因此，再热机组必须设置高压调节汽门和中压调节汽门，以便在机组甩负荷时，两须设置高压调节汽门和中压调节汽门，以便在机组甩负荷时，两种调节汽门同时关闭，以确保机组的安全。增加中压调节汽门后，种调节汽门同时关闭，以确保机组的安全。增加中压调节汽门后，由于节流损失，机组运行的经济性将有所降低。为了减少机组在由于节流损失，机组运行的经济性将有
37、所降低。为了减少机组在运行时中压调节汽门的节流损失，在机组负荷高于运行时中压调节汽门的节流损失，在机组负荷高于1/3额定负荷时，额定负荷时，中压调节汽门处于全开状态，机组的负荷仅由高压调节汽门来控中压调节汽门处于全开状态，机组的负荷仅由高压调节汽门来控制制;在低于在低于1/3额定负荷时，中压调节汽门才参与控制。额定负荷时，中压调节汽门才参与控制。二二.汽轮机运行对调节系统性能的要求汽轮机运行对调节系统性能的要求调节系统在运行中应能满足如下要求调节系统在运行中应能满足如下要求:(1)调节系统应能保证机组启动时平稳升速至调节系统应能保证机组启动时平稳升速至3000rpm，并能并能顺利并网顺利并网;
38、即在机组启动升速过程中，能手动向调节系统输入即在机组启动升速过程中，能手动向调节系统输入信号，控制进汽阀门开度，平稳改变转速。信号，控制进汽阀门开度，平稳改变转速。(2)机组并网后，蒸汽参数在允许范围内，调节系统应能使机组机组并网后，蒸汽参数在允许范围内，调节系统应能使机组在零负荷至满负荷之间任意工况稳定运行在零负荷至满负荷之间任意工况稳定运行:即机组在并网运行时，即机组在并网运行时，能手动向调节系统输入信号，任意改变机组功率，维持电网供能手动向调节系统输入信号，任意改变机组功率，维持电网供电频率在允许范围内。电频率在允许范围内。(3)在电网频率变化时，调节系统能自动改变机组功率，与外在电网频
39、率变化时，调节系统能自动改变机组功率，与外负荷的变化相适应负荷的变化相适应;在电网频率不变时，能维持机组功率不变，在电网频率不变时，能维持机组功率不变，具有抗内扰性能。具有抗内扰性能。(4)当负荷变化时，调节系统应能保证机组从一个稳定工况过当负荷变化时，调节系统应能保证机组从一个稳定工况过渡到另一个稳定工况，而不发生较大的和长时间的负荷摆动。渡到另一个稳定工况，而不发生较大的和长时间的负荷摆动。对于大型机组，由于输出功率很大，而其转子的转动惯量相对对于大型机组，由于输出功率很大，而其转子的转动惯量相对较小，在力矩不平衡时，加速度相对较大。在调节系统迟缓率较小，在力矩不平衡时，加速度相对较大。在
40、调节系统迟缓率和中间蒸汽容积的影响下，机组功率变化滞后。若不采取相应和中间蒸汽容积的影响下，机组功率变化滞后。若不采取相应措施，会造成调节阀过调和功率波动。抑制功率波动的有效方措施，会造成调节阀过调和功率波动。抑制功率波动的有效方法是法是:采用电液调节系统，尽可能减小系统的迟缓率，并对调节信号采用电液调节系统，尽可能减小系统的迟缓率，并对调节信号进行动态校正和实现机炉协调控制。进行动态校正和实现机炉协调控制。（5)当机组甩全负荷时，调节系统应使机组能维持空转当机组甩全负荷时，调节系统应使机组能维持空转(遮断保遮断保护不动作护不动作)。超速遮断保护的动作转速为。超速遮断保护的动作转速为3300r
41、pm，故机组甩故机组甩全负荷时，应控制最高动态转速。为此，大型机组在甩负荷时，全负荷时，应控制最高动态转速。为此，大型机组在甩负荷时，同步器自动回零，并设置防超速保护和快关卸载阀。在机组甩同步器自动回零，并设置防超速保护和快关卸载阀。在机组甩负荷转速达负荷转速达3090rpm时，防超速保护和快关卸载阀动作，使高、时，防超速保护和快关卸载阀动作，使高、中压调节阀加速关闭。中压调节阀加速关闭。 (6)调节系统中的保护装置，应能在被监控的参数超过规定的调节系统中的保护装置，应能在被监控的参数超过规定的极限值时，迅速地自动控制机组减负荷或停机，以保证机组的极限值时，迅速地自动控制机组减负荷或停机，以保
42、证机组的安全。高、中压主汽门也设置有快速卸载阀，在机组停机时，安全。高、中压主汽门也设置有快速卸载阀，在机组停机时，其快速卸载阀自动打开，使其加速关闭，以防止转速超过其快速卸载阀自动打开，使其加速关闭，以防止转速超过3300rpm。 当电网频率变化时，从一次调频观点看，电网中各机组就参与当电网频率变化时，从一次调频观点看，电网中各机组就参与增减负荷。但是从经济运行考虑，对于大容量机组仍希望运行增减负荷。但是从经济运行考虑，对于大容量机组仍希望运行在其最大连续出力的运行点上在其最大连续出力的运行点上(即经济负荷点即经济负荷点)，要求频率变化，要求频率变化对运行点的影响尽量小，这就要有较大的转速不
43、等率对运行点的影响尽量小，这就要有较大的转速不等率。可是，可是，随着电网容量的不断扩大，随着电网容量的不断扩大，单机功率的大小也是相对地变化的，所以要求汽轮机调节系统具单机功率的大小也是相对地变化的，所以要求汽轮机调节系统具有在运行中可以调整的转速不等率。减小转速不等率对稳定电网有在运行中可以调整的转速不等率。减小转速不等率对稳定电网频率有明显的效果。频率有明显的效果。 汽轮机调节系统的另一个重要特性是，当系统发生故障时，能汽轮机调节系统的另一个重要特性是，当系统发生故障时，能够快速地降负荷够快速地降负荷(即快关功能即快关功能)，防止负荷不平衡造成转速过大飞，防止负荷不平衡造成转速过大飞升。升
44、。对于中间再热机组，降负荷不外乎有以下三种调节方式对于中间再热机组，降负荷不外乎有以下三种调节方式:（1）只关高压调节阀）只关高压调节阀;（2）只关中压调节阀）只关中压调节阀;（3）同时关高、中压调节阀。）同时关高、中压调节阀。第二节第二节 DEH的液压伺服系统的液压伺服系统 液压系统是液压系统是DEH(Digital Electric Hydraulic Control System)的的一个组成部分，以抗燃油作为工作介质。一个组成部分，以抗燃油作为工作介质。该系统按其功能可分为该系统按其功能可分为: 液压控制系统液压控制系统危急遮断系统危急遮断系统供油系统供油系统。液压控制系统中有伺服型和
45、开关型两类控制机构液压控制系统中有伺服型和开关型两类控制机构:危急遮断保护系统：在监视参数超限，危及安全运行时，自动或手危急遮断保护系统：在监视参数超限，危及安全运行时，自动或手动使机组跳闸停机动使机组跳闸停机。供油系统向液压控制系统提供参数合格的抗燃油。供油系统向液压控制系统提供参数合格的抗燃油。伺服型控制机构：根据伺服型控制机构：根据DEH系统数字控制器发出的指令控制相系统数字控制器发出的指令控制相应阀门应阀门(高压主汽门和调节阀、中压调节阀高压主汽门和调节阀、中压调节阀)的开度。的开度。开关型控制机构：控制阀门开关型控制机构：控制阀门(中压主汽阀中压主汽阀)全开或关闭。全开或关闭。一一.
46、 DEH的液压控制系统的液压控制系统 在在DEH调节系统中，数字式控制器输出的阀位信号，经调节系统中，数字式控制器输出的阀位信号，经D/A转换转换器转变成模拟量，送入液压伺服系统。该系统由伺服放大器、电器转变成模拟量，送入液压伺服系统。该系统由伺服放大器、电液伺服阀液伺服阀(电液转换器电液转换器)、油动机、油动机(或称油缸或称油缸)、快速卸载阀、线性、快速卸载阀、线性位移差动变送器位移差动变送器(简称简称LVDT)等组成，是等组成，是DEH调节系统的末级放大调节系统的末级放大与执行机构。由于高、中压主汽门是开关型的双位阀，其控制系与执行机构。由于高、中压主汽门是开关型的双位阀，其控制系统没有伺
47、服放大器、电液伺服阀，仅配置油动机和快速卸载阀。统没有伺服放大器、电液伺服阀，仅配置油动机和快速卸载阀。危急遮断油压建立，该阀打开危急遮断油压建立，该阀打开;汽机跳闸，该阀关闭。汽机跳闸，该阀关闭。液压控制系统由四大部分组成液压控制系统由四大部分组成:调节中压调节阀调节中压调节阀(2个个)和高压调节汽阀和高压调节汽阀(2个个)的液的液压伺服系统。压伺服系统。危急遮断系统：用于机组保护危急遮断系统：用于机组保护供油系统：向系统提供高压油供油系统：向系统提供高压油液压伺服系统：分二部分液压伺服系统：分二部分调节高压主汽阀调节高压主汽阀(2个个)和中压主汽阀和中压主汽阀(2个个)，一个补，一个补汽阀
48、的液压伺服系统。汽阀的液压伺服系统。二二.上汽的上汽的1000MW超超临界汽轮机的超超临界汽轮机的DEH系统简介系统简介上汽的上汽的1000MW超超临界汽轮机采用全周进汽、滑压运行的调超超临界汽轮机采用全周进汽、滑压运行的调节方式，同时采用补汽阀技术，改善汽轮机的调频性能。全机节方式，同时采用补汽阀技术，改善汽轮机的调频性能。全机设有两只高压主汽门、两只高压调节汽门、一只补汽调节阀、设有两只高压主汽门、两只高压调节汽门、一只补汽调节阀、两只中压主汽门和两只中压调节汽门，两只中压主汽门和两只中压调节汽门，补汽调节阀分别由相应补汽调节阀分别由相应管路从高压主汽阀后引至高压第管路从高压主汽阀后引至高
49、压第5级动叶后，补汽调节阀与主、级动叶后，补汽调节阀与主、中压调节汽门一样，均是由高压调节油通过伺服阀进行控制。中压调节汽门一样，均是由高压调节油通过伺服阀进行控制。本机组的本机组的DEH系统采用西门子公司的系统采用西门子公司的T3000控制系统，它是一个控制系统，它是一个全集成的结构完整、功能完善、面向整个电站生产过程的控制系全集成的结构完整、功能完善、面向整个电站生产过程的控制系统。液压部分是采用高压抗燃油的电液伺服控制系统。由统。液压部分是采用高压抗燃油的电液伺服控制系统。由T3000与液压系统组成的数字电液控制系统通过数字计算机、电液转换与液压系统组成的数字电液控制系统通过数字计算机、
50、电液转换机构、高压抗燃油系统和油动机控制汽轮机主汽门、调节汽门和机构、高压抗燃油系统和油动机控制汽轮机主汽门、调节汽门和补汽阀的开度，实现对汽轮发电机组的转速与负荷实时控制。该补汽阀的开度，实现对汽轮发电机组的转速与负荷实时控制。该系统满足对可扩展性、高可靠性、有冗余的汽轮机转速系统满足对可扩展性、高可靠性、有冗余的汽轮机转速/负荷控负荷控制器的需要。制器的需要。T3000控制系统同时也提供了汽轮发电机组跳闸保护功能控制系统同时也提供了汽轮发电机组跳闸保护功能(ETS)，其主要功能包括收集和处理汽轮机、发电机保护系统的所有信其主要功能包括收集和处理汽轮机、发电机保护系统的所有信号，保护内容的判
51、断与实施，给出跳闸报警等几个方面。号，保护内容的判断与实施，给出跳闸报警等几个方面。1.系统组成系统组成T3000系统的调节与保安功能主要在系统的调节与保安功能主要在#1电子柜中实现，汽轮机的电子柜中实现，汽轮机的自启动功能主要在自启动功能主要在#2电子柜中实现，其余五个电子柜分别为电电子柜中实现，其余五个电子柜分别为电源柜和辅助功能控制柜。系统液压部分主要包括供油装置、油源柜和辅助功能控制柜。系统液压部分主要包括供油装置、油管路及附件、执行机构、危急遮断系统等部件。现场设备包括管路及附件、执行机构、危急遮断系统等部件。现场设备包括电磁阀、阀位变送器、电液转换器、位置开关、压力开关、温电磁阀、
52、阀位变送器、电液转换器、位置开关、压力开关、温度开关和汽机转速发送器等部件。度开关和汽机转速发送器等部件。2.液压模块液压模块液压模块的主要设备包括一只油箱、高压变量油泵、压力释放阀、液压模块的主要设备包括一只油箱、高压变量油泵、压力释放阀、循环泵、冷却器、滤网和蓄压器等。液压系统提供的压力油，每循环泵、冷却器、滤网和蓄压器等。液压系统提供的压力油，每一只阀门只用一根进油压力管和一根回油管，由于液压的排油可一只阀门只用一根进油压力管和一根回油管，由于液压的排油可以直接引至活塞的后腔，所以回油管设计的相对较小。模块供油以直接引至活塞的后腔，所以回油管设计的相对较小。模块供油压力为压力为16MPa
53、，由两台互为备用的高压变量油泵提供。液压油站由两台互为备用的高压变量油泵提供。液压油站同时提供单独的过滤和再生回路，通过循环油泵和风机提供两个同时提供单独的过滤和再生回路，通过循环油泵和风机提供两个独立的冷却回路。独立的冷却回路。3.汽阀及其油动机汽阀及其油动机 汽轮机共有九只汽阀，它们分别是左右两只高压主汽阀汽轮机共有九只汽阀，它们分别是左右两只高压主汽阀(ESV)，两只高压调节汽阀两只高压调节汽阀(CV)，左右两只中压主汽阀左右两只中压主汽阀(RSV)，及两及两只中压调节汽阀只中压调节汽阀(IV)，另外还有一只补汽阀。每只汽阀都有各另外还有一只补汽阀。每只汽阀都有各自独立的控制装置。自独立
54、的控制装置。由于控制对象、形式不同，这九只执行机由于控制对象、形式不同，这九只执行机构共分为两种类型构共分为两种类型。 每个阀门各由个油动机控制，油动机的油缸属于单侧进油每个阀门各由个油动机控制，油动机的油缸属于单侧进油的油缸。阀门的开启由抗燃油压力来驱动，而关闭是靠操纵座的油缸。阀门的开启由抗燃油压力来驱动，而关闭是靠操纵座上的弹簧力。主汽门的启闭主要通过相应电磁阀来进行，其油上的弹簧力。主汽门的启闭主要通过相应电磁阀来进行，其油动机使阀门仅处于全开或全关位置，而调节汽门和补汽阀的开动机使阀门仅处于全开或全关位置，而调节汽门和补汽阀的开启是通过伺服阀可以将汽阀控制在任意的中间位置上，关闭通启
55、是通过伺服阀可以将汽阀控制在任意的中间位置上，关闭通过伺服阀或相关电磁阀来进行。另外，在油动机快速关闭时，过伺服阀或相关电磁阀来进行。另外，在油动机快速关闭时，为了使蒸汽阀碟与阀座的冲击应力保持在允许的范围内，在油为了使蒸汽阀碟与阀座的冲击应力保持在允许的范围内，在油动机活塞尾部采用液压缓冲装置，可以将动能累积的主要部分动机活塞尾部采用液压缓冲装置，可以将动能累积的主要部分在冲击发生的最后瞬间转变为流体的能量。在冲击发生的最后瞬间转变为流体的能量。4. T3000控制系统控制系统 T3000控制系统配置两对冗余的处理器控制系统配置两对冗余的处理器417H和和FM458, 417H和和FM458
56、分别配置分别配置ET200M，ADD FEM接口模件。接口模件。417H完成完成热应力计算和热应力计算和ATC（自启动控制器）的处理，自启动控制器）的处理，FM458除了完成除了完成汽轮机的基本闭环控制功能汽轮机的基本闭环控制功能(转速控制，功率控制，主汽压力控转速控制，功率控制，主汽压力控制等制等)外，外，DEH控制系统阀位闭环控制也是由超高速处理器控制系统阀位闭环控制也是由超高速处理器FM458和高速的输入和高速的输入/输出接口模件输出接口模件ADD FEM协同完成的。协同完成的。ET200M 是一款高度模块化的分布式是一款高度模块化的分布式I/O 系统，防护等级为系统，防护等级为IP20
57、。它使用。它使用S7-300 可编程序控制器的信号模块，功能模块和通讯模块进行扩展。由可编程序控制器的信号模块，功能模块和通讯模块进行扩展。由于模块的种类众多，于模块的种类众多， ET200M 尤其适用于高密度且复杂的自动化任务，尤其适用于高密度且复杂的自动化任务，而且适宜与冗余系统一起使用。而且适宜与冗余系统一起使用。 每台机组每台机组DEH控制系统共配置三块冗余的智能化控制系统共配置三块冗余的智能化ADD FEM I/0接口模块，并通过各自冗余的接口模块，并通过各自冗余的PROFIBUS DP接接口与冗余的口与冗余的FM458高速高速CPU模块相连接。冗余的模块相连接。冗余的LVDT（位置
58、变送器）调节阀反馈信号经位置变送器）调节阀反馈信号经LVDT信号转换器转换信号转换器转换成成4一一20mA信号后分别接入其中任意两块信号后分别接入其中任意两块ADD FEM接口接口模块。每个伺服控制回路的输出信号模块。每个伺服控制回路的输出信号(调节阀指令信号调节阀指令信号)通通过两块不同的过两块不同的ADD FEM接口模块输出，接口模块输出，ADD FEM接口模接口模块可以输出块可以输出+/-30mA信号，能直接驱动伺服阀。信号，能直接驱动伺服阀。 机组转速信号的采集也是通过高速的接口模件机组转速信号的采集也是通过高速的接口模件ADD FEM输入的，每个输入的，每个ADDFEM接口模件带有接
59、口模件带有3个脉冲信号输个脉冲信号输入通道，入通道，转速采样周期最为转速采样周期最为2ms，一般选择一般选择20ms采样周期，精度达采样周期，精度达0.01%, 20kHz频率测量范围。脉冲输入端输入电压为信号时频率测量范围。脉冲输入端输入电压为信号时:8- 28V;信号信号0时时:-28一一+3V。三冗余的机组转速信号分别接入三个三冗余的机组转速信号分别接入三个ADD FEM接口模件。接口模件。5 自启动控制器自启动控制器(ATC) ATC控制器布置在控制器布置在DEH #2控制柜，由一对互为热备用的控制柜，由一对互为热备用的DPU及及相应的相应的I/0卡件组成，卡件组成，DPU_A、DPU
60、_ B功能相同，并列运行，完功能相同，并列运行，完成数据检测、应力计算、升速率、变负荷速率控制等任务，成数据检测、应力计算、升速率、变负荷速率控制等任务，ATC系统软件由一个管理调试程序和若干个子程序组成，子程序的功系统软件由一个管理调试程序和若干个子程序组成，子程序的功能大致分为三类，一是检测、监视功能程序，二是应力计算程序，能大致分为三类，一是检测、监视功能程序，二是应力计算程序，三是控制功能程序。三是控制功能程序。ATC确定的这项控制内容最终要经过确定的这项控制内容最终要经过DEH的的基本控制功能去实现。基本控制功能去实现。6 基本控制器基本控制器 基本控制器布置在基本控制器布置在DEH
61、 #I控制柜，由一对互为热备用的控制柜，由一对互为热备用的DPU及及相应的阀门卡、相应的阀门卡、I/0卡件组成，卡件组成，DPU_ A、DPU B功能相同，并列功能相同，并列运行，同时分别对两运行，同时分别对两DPU的运行状态和运算结果进行监视，的运行状态和运算结果进行监视，剔除故障控制器的运算值或坏值。其具体功能有是在所有工况下剔除故障控制器的运算值或坏值。其具体功能有是在所有工况下通过的汽轮机控制阀调整进入汽轮机的蒸汽流量，实现转速、负通过的汽轮机控制阀调整进入汽轮机的蒸汽流量，实现转速、负荷和机前压力的自动控制。具体包括以下调节器荷和机前压力的自动控制。具体包括以下调节器:(1) 转速转
62、速/负荷调节器负荷调节器;(2) 主汽压力调节器主汽压力调节器;(3) 高压汽轮机叶片温度调节器高压汽轮机叶片温度调节器;(4) 高压汽轮机叶片压力调节器高压汽轮机叶片压力调节器;(5) 阀位调节器阀位调节器;7. 阀门控制器阀门控制器 阀门控制器由模拟电路构成，包括两个高压调门、两个中压调阀门控制器由模拟电路构成，包括两个高压调门、两个中压调门和一个补汽调节阀共五个控制器。阀门控制器根据基本控制门和一个补汽调节阀共五个控制器。阀门控制器根据基本控制器给出的阀门开度指令调节阀门开度，使阀门开度完全对应于器给出的阀门开度指令调节阀门开度，使阀门开度完全对应于开度指令。阀位的反馈信号通过位置变送器
63、开度指令。阀位的反馈信号通过位置变送器(LVDT)送回阀门控送回阀门控制器与输入阀位指令信号进行偏差比较，从而实现阀位的准确制器与输入阀位指令信号进行偏差比较，从而实现阀位的准确控制。控制。8.汽轮机的超速保护系统汽轮机的超速保护系统(OPS) 为了保证汽轮机超速保护的高可靠性，采用独立的三取二信号。为了保证汽轮机超速保护的高可靠性，采用独立的三取二信号。系统固定的进行周期性的试验。超速保护系统响应速度快，具系统固定的进行周期性的试验。超速保护系统响应速度快，具有高的可靠性及安全性。有高的可靠性及安全性。 转速探头采用非接触式的，共三只，另外还装有一只备用探转速探头采用非接触式的，共三只，另外
64、还装有一只备用探头，安装在汽轮机轴周。当汽轮机转动时，产生与转速成正比头，安装在汽轮机轴周。当汽轮机转动时，产生与转速成正比的脉冲信号。每个探头采用独立的电源和模块，模块连续地诊的脉冲信号。每个探头采用独立的电源和模块，模块连续地诊断转速信号。另外，模块设计有一个逻辑切换开关，从实际转断转速信号。另外，模块设计有一个逻辑切换开关，从实际转速切换到试验转速，以对模块进行在线试验。速切换到试验转速，以对模块进行在线试验。 超速保护系统采用三通道转速监侧系统。三个测量通道独立地超速保护系统采用三通道转速监侧系统。三个测量通道独立地测量显示机器转速并发出可靠的报警信号。当测量显示机器转速并发出可靠的报
65、警信号。当3个测量通道的个测量通道的测量结果不同时，报警信号的发出由测量结果不同时，报警信号的发出由3个通道中的个通道中的2个通道同时个通道同时确定。系统不断检查传感器输入回路，不同通道的传感器输信确定。系统不断检查传感器输入回路，不同通道的传感器输信号被同时监测，并对各通道进行合理的控制，以便发现功能故号被同时监测，并对各通道进行合理的控制，以便发现功能故障。任何一个故障都发出报警信号。每个障。任何一个故障都发出报警信号。每个E16系统包含一个独系统包含一个独立的数字信号发生器，用以模拟转速变化，方便用户对系统运立的数字信号发生器，用以模拟转速变化，方便用户对系统运行进行全面的调试实验，可实
66、现手动操作或自动模拟。行进行全面的调试实验，可实现手动操作或自动模拟。9.汽轮机的电子保护系统汽轮机的电子保护系统(EPS)汽轮机电子保护系统接受传感器、热电偶等重要的保护信号。当汽轮机电子保护系统接受传感器、热电偶等重要的保护信号。当这些信号超过预设的报警值时，发出报警。当参数继续变化超过这些信号超过预设的报警值时，发出报警。当参数继续变化超过遮断值时，发出遮断信号，通过遮断值时，发出遮断信号，通过TTS系统动作停机电磁阀，遮断系统动作停机电磁阀，遮断机组。机组。标准的保护包括三取二组态标准的保护包括三取二组态(除振动信号采用二取二除振动信号采用二取二)。它们包括。它们包括数据测量采集设备、
67、信号处理、限止信号产生、遮断信号产生和数据测量采集设备、信号处理、限止信号产生、遮断信号产生和保护信号输出。汽轮机保护条件通过模拟量测量，信号不间断的保护信号输出。汽轮机保护条件通过模拟量测量，信号不间断的进行监视和比较。通过数字化自动系统执行信号处理。采用这种进行监视和比较。通过数字化自动系统执行信号处理。采用这种设计，可以精确完成所有汽轮机组保护回路而不需要另外的试设计，可以精确完成所有汽轮机组保护回路而不需要另外的试验设备。汽轮机组的保护条件由汽轮机组安全运行的需要来定，验设备。汽轮机组的保护条件由汽轮机组安全运行的需要来定，这些保护回路没有投入，机组将不允许运行。这些保护回路没有投入，
68、机组将不允许运行。 10.汽轮机遮断系统汽轮机遮断系统(TTS) 汽轮机遮断系统汽轮机遮断系统(TTS）是一个连接是一个连接EPS/OPS系统和遮断电磁阀系统和遮断电磁阀的二通道系统。遮断电磁阀是的二通道系统。遮断电磁阀是DEH系统主汽门和调门的一部分，系统主汽门和调门的一部分，所有的汽轮机遮断指令，所有的汽轮机遮断指令，OPS, EPS、发电机保护、遮断按钮等发电机保护、遮断按钮等产生停机信号，都通过产生停机信号，都通过TTS系统动作遮断电磁阀。每个汽轮机进系统动作遮断电磁阀。每个汽轮机进汽阀安装有两个失电动作电磁阀汽阀安装有两个失电动作电磁阀(两个电磁阀是并联的两个电磁阀是并联的)，它们是
69、，它们是二取一的，即只要有一个电磁阀动作，汽轮机组都会停机。通过二取一的，即只要有一个电磁阀动作，汽轮机组都会停机。通过这种故障安全型的布置，最大限度的保证了汽轮机组的安全可靠这种故障安全型的布置，最大限度的保证了汽轮机组的安全可靠性。性。第四章第四章 汽轮机的凝汽设备汽轮机的凝汽设备第一节第一节 凝汽器工作原理及结构凝汽器工作原理及结构一一.凝汽设备的工作原理和作用凝汽设备的工作原理和作用 凝汽设备是凝汽式汽轮机装置的重要组成部分之一，它的工作凝汽设备是凝汽式汽轮机装置的重要组成部分之一，它的工作情况直接影响到整个装置的热经济性和运行可靠性。情况直接影响到整个装置的热经济性和运行可靠性。凝汽
70、设备凝汽设备在汽轮机装置的热力循环中起着冷源作用。在汽轮机装置的热力循环中起着冷源作用。降低汽轮机排汽的降低汽轮机排汽的压力和温度，就可以减小冷源损失，提高循环热效率。降低排压力和温度，就可以减小冷源损失，提高循环热效率。降低排汽参数的有效办法是将排汽引入凝汽器凝结为水。若机组运行汽参数的有效办法是将排汽引入凝汽器凝结为水。若机组运行不当使排汽压力比正常值升高不当使排汽压力比正常值升高1%, t /t将降低将降低1%以上以上;若若使排汽温度下降使排汽温度下降5 ，则，则t /t将升高将升高1%以上。这对于大型以上。这对于大型机组是很可观的，由此可见凝汽设备的重要性。机组是很可观的，由此可见凝汽
71、设备的重要性。 以水为冷却介质的凝汽设备，一般由凝汽器、凝结水泵、抽气以水为冷却介质的凝汽设备，一般由凝汽器、凝结水泵、抽气设备、循环水泵以及它们之间的连接管道和附件组成。最简单设备、循环水泵以及它们之间的连接管道和附件组成。最简单的凝汽设备示意图如图的凝汽设备示意图如图4- 1所示。汽轮机所示。汽轮机3的排汽排入凝汽器的排汽排入凝汽器4，其热量被循环水泵其热量被循环水泵5不断打入凝汽器的冷却水带走，自身凝结为不断打入凝汽器的冷却水带走，自身凝结为凝结水汇集在凝汽器的底部热井，同时由凝结水泵凝结水汇集在凝汽器的底部热井，同时由凝结水泵1抽出送往锅抽出送往锅炉作为给水。炉作为给水。凝汽设备的最主
72、要的作用有两方面凝汽设备的最主要的作用有两方面:一是在汽轮机排汽口建立并维持一定的真空一是在汽轮机排汽口建立并维持一定的真空;二是保证蒸汽凝结并回收凝结水作为锅炉给水。二是保证蒸汽凝结并回收凝结水作为锅炉给水。 凝汽器中真空的形成是由于汽轮机的排汽被冷却成凝结凝汽器中真空的形成是由于汽轮机的排汽被冷却成凝结水，其比容急剧缩小。当排汽凝结成水后，体积就大为缩小，水，其比容急剧缩小。当排汽凝结成水后，体积就大为缩小，使凝汽器内形成高度真空。使凝汽器内形成高度真空。凝汽器的真空形成和维持必须具备的条件：凝汽器的真空形成和维持必须具备的条件：凝汽器冷却水管必须通过一定的冷却水量凝汽器冷却水管必须通过一
73、定的冷却水量凝结水泵必须不断把凝结水抽走，避免水位升高，影凝结水泵必须不断把凝结水抽走，避免水位升高，影响蒸汽的凝结响蒸汽的凝结抽气设备必须把漏入的空气和排汽中的其它气体抽走抽气设备必须把漏入的空气和排汽中的其它气体抽走第一节主蒸汽系统与再热蒸汽系统第一节主蒸汽系统与再热蒸汽系统第五章发电厂热力系统第五章发电厂热力系统 锅炉与汽轮机之间的蒸汽管道与通往各用汽点的支管及其附件称锅炉与汽轮机之间的蒸汽管道与通往各用汽点的支管及其附件称为发电厂主蒸汽系统为发电厂主蒸汽系统对于再热式机组还包括再热蒸汽管道。对于再热式机组还包括再热蒸汽管道。再热再热蒸汽系统分为冷再热蒸汽及热再热蒸汽系统。蒸汽系统分为冷
74、再热蒸汽及热再热蒸汽系统。发电厂主蒸汽管道发电厂主蒸汽管道输送的工质流量大，参数高，所以对金属材料要求也高，它对发输送的工质流量大，参数高，所以对金属材料要求也高，它对发电厂运行的安全性、可靠性和经济性的影响很大。因此主蒸汽系电厂运行的安全性、可靠性和经济性的影响很大。因此主蒸汽系统应力求简单、安全、可靠，要便于安装、扩建，并且使投资及统应力求简单、安全、可靠，要便于安装、扩建，并且使投资及运行费用较小。运行费用较小。1000MW超超临界机组属于再热机组，因此采用超超临界机组属于再热机组，因此采用单元制系统，即一机配一炉，组成一个独立的单元，与其它机组单元制系统，即一机配一炉，组成一个独立的单
75、元，与其它机组之间无母管联系。之间无母管联系。单元制系统的优点是系统简单，管道短，一管单元制系统的优点是系统简单，管道短，一管道附件少，投资省，压力损失和散热损失小，系统本身事故率低，道附件少，投资省，压力损失和散热损失小，系统本身事故率低，便于集中控制，有利于实现控制和调节操作自动化便于集中控制，有利于实现控制和调节操作自动化。当然，与母。当然，与母管制相比，也有管制相比，也有其缺点其缺点，因为相邻单元不能互相支援，锅炉之间，因为相邻单元不能互相支援，锅炉之间也不能切换运行，益元内与蒸汽管道相连的主要设备或也不能切换运行，益元内与蒸汽管道相连的主要设备或附件发生故障，整个单元都要被迫停止运行
76、，显然单元内设备必附件发生故障，整个单元都要被迫停止运行，显然单元内设备必须同时检修。须同时检修。一一.主、再热蒸汽系统主、再热蒸汽系统 主蒸汽管道是指从锅炉过热器出口输送新蒸汽到汽轮机高压主蒸汽管道是指从锅炉过热器出口输送新蒸汽到汽轮机高压主汽门的管道，同时还包括管道上的疏水管道以及锅炉过热主汽门的管道，同时还包括管道上的疏水管道以及锅炉过热器出口的安全阀及排汽管道。器出口的安全阀及排汽管道。 冷再热蒸汽管道是指从汽轮机高压缸排汽口输送低温再热冷再热蒸汽管道是指从汽轮机高压缸排汽口输送低温再热蒸汽到锅炉再热器进口的管道，同时还包括管道上的疏水管蒸汽到锅炉再热器进口的管道，同时还包括管道上的疏
77、水管道以及锅炉再热器进口的安全阀及排汽管道。另外还包括与道以及锅炉再热器进口的安全阀及排汽管道。另外还包括与冷再热蒸汽管道相连的几根支管。冷再热蒸汽管道相连的几根支管。 热再热蒸汽系统热再热蒸汽系统热再热段管道从再热器出口集箱接出四根，两两汇合成两根热热再热段管道从再热器出口集箱接出四根，两两汇合成两根热再热段管道，两路分别接入汽轮机左右侧中压联合汽门。再热段管道，两路分别接入汽轮机左右侧中压联合汽门。.在靠近再热器出口联箱处的热再热蒸汽支管上，各装有一个水在靠近再热器出口联箱处的热再热蒸汽支管上，各装有一个水压试验隔离阀，以便锅炉再热器作水压试验时，压力水不致进压试验隔离阀，以便锅炉再热器作
78、水压试验时，压力水不致进入热再热管道。入热再热管道。.接近锅炉再热器出口联箱的热再热蒸汽支管上，各装有一个弹接近锅炉再热器出口联箱的热再热蒸汽支管上，各装有一个弹簧安全阀，以便超压时先于再热器进口安全阀开启，保证安全簧安全阀，以便超压时先于再热器进口安全阀开启，保证安全阀动作时有足够的蒸汽流经再热器，防止再热器管束超温。阀动作时有足够的蒸汽流经再热器，防止再热器管束超温。.在中压主汽门进口的两支管最低点设有疏水管，并设置了气动疏在中压主汽门进口的两支管最低点设有疏水管，并设置了气动疏水阀，以及时将疏水引入疏水扩容器。热再热蒸汽的温度高，比水阀，以及时将疏水引入疏水扩容器。热再热蒸汽的温度高，比
79、容大，所以热再热蒸汽管道较粗，在机组启动时有较多凝结水需容大，所以热再热蒸汽管道较粗，在机组启动时有较多凝结水需要排出要排出;此外，在启动暖管期间，特别是热态启动期间，为加速暖此外，在启动暖管期间，特别是热态启动期间，为加速暖管升温，也应该及时排放凝结水和冷蒸汽。故热再热蒸汽管道上管升温，也应该及时排放凝结水和冷蒸汽。故热再热蒸汽管道上设有畅通的疏水系统。设有畅通的疏水系统。 主蒸汽管道，高、低温再热蒸汽管道均考虑有适当的疏水点主蒸汽管道，高、低温再热蒸汽管道均考虑有适当的疏水点和相应的动力操作的疏水阀和相应的动力操作的疏水阀(在低温再热蒸汽管道上还设有疏水在低温再热蒸汽管道上还设有疏水袋袋)
80、以保证机组在启动暖管和低负荷或故障条件下能及时疏尽管以保证机组在启动暖管和低负荷或故障条件下能及时疏尽管道中的冷凝水，防止汽轮机进水事故的发生。每一根疏水管道道中的冷凝水，防止汽轮机进水事故的发生。每一根疏水管道都单独接到凝汽器。都单独接到凝汽器。 系统内的各种阀门系统内的各种阀门(包括主汽阀、调节阀、止回阀、疏水阀、包括主汽阀、调节阀、止回阀、疏水阀、安全阀安全阀)控制可靠、开启灵活、关闭严密，是保证系统正常上作控制可靠、开启灵活、关闭严密，是保证系统正常上作的最基本条件的最基本条件二二.疏水系统疏水系统1、再热热段蒸汽及低压旁路管道、再热热段蒸汽及低压旁路管道 每路管道在中联门前低位点设置
81、疏水点每路管道在中联门前低位点设置疏水点;低旁阀入口每路各设低旁阀入口每路各设一疏水点，出口混温段后每路各设一疏水点。一疏水点，出口混温段后每路各设一疏水点。2、再热冷段蒸汽管道、再热冷段蒸汽管道 按汽机防进水要求，在高排止回阀前每路各设置一疏水点，本按汽机防进水要求，在高排止回阀前每路各设置一疏水点，本阶段根据管路布置情况，在初步设计基础上将止回阀后支管上的阶段根据管路布置情况，在初步设计基础上将止回阀后支管上的疏水改到止回阀后总管上设置一疏水点，接受从止回阀后至锅炉疏水改到止回阀后总管上设置一疏水点，接受从止回阀后至锅炉冷再接口的管路疏水，减少了一路疏水，节约了一个疏水阀。冷再接口的管路疏
82、水，减少了一路疏水，节约了一个疏水阀。3、管路疏水与本体疏水接入不同扩容器、管路疏水与本体疏水接入不同扩容器 本工程结合以往工程中将管路及汽机本体疏水接入同一个疏水扩本工程结合以往工程中将管路及汽机本体疏水接入同一个疏水扩容器，易造成机组启停时，大量的高温主蒸汽、再热蒸汽排入汽容器，易造成机组启停时，大量的高温主蒸汽、再热蒸汽排入汽机本体疏水扩容器，引起疏水扩容器压力升高，尤其是停机时本机本体疏水扩容器，引起疏水扩容器压力升高，尤其是停机时本体疏水扩容器内的蒸汽沿着汽机本体疏水管返回汽缸，继续膨胀体疏水扩容器内的蒸汽沿着汽机本体疏水管返回汽缸，继续膨胀做功，使汽机无法降至零转速，针对这种情况，
83、本工程将主汽、做功，使汽机无法降至零转速，针对这种情况，本工程将主汽、再热系统的疏水接至再热系统的疏水接至40m3扩容器，汽机本体的疏水另外接至其中扩容器，汽机本体的疏水另外接至其中一个一个20m3的扩容器，这样便回避的以上问题，疏水系统更为安全的扩容器，这样便回避的以上问题，疏水系统更为安全可靠。可靠。三三.给水泵汽轮机的数字式电子调节系统给水泵汽轮机的数字式电子调节系统给水泵汽轮机的电子调给水泵汽轮机的电子调节系统的工作程序可用节系统的工作程序可用如图如图8-4-4的方框图来表的方框图来表示。其中示。其中:变送器模块变送器模块将监测到将监测到的一次信号通过各种相的一次信号通过各种相应的变送
84、器，转换为电应的变送器，转换为电气线路的电气信号。由气线路的电气信号。由变送器模块可以获得诸变送器模块可以获得诸如转速、压力、温度以如转速、压力、温度以及调节单元位置所需的及调节单元位置所需的电气调节信号。转速以电气调节信号。转速以矩形波信号发送，其他矩形波信号发送，其他所有被测量到的信号则所有被测量到的信号则以电流信号发送。以电流信号发送。调节系统工作程序调节系统工作程序输入信号处理模块输入信号处理模块进行模进行模/数转换的数转换的A/D转换器。它将输入的电气转换器。它将输入的电气模量信号按照规定的比例转换成数值量信号，如由变送器输入的转模量信号按照规定的比例转换成数值量信号，如由变送器输入
85、的转速、压力、阀位的电气信号速、压力、阀位的电气信号(物理量采用电流信号物理量采用电流信号020mA或或420mA，电流信号比电压信号的抗干扰性强电流信号比电压信号的抗干扰性强)，通过，通过A/D模块转换模块转换成数值量，成数值量，0%100%对应于对应于0转速、最低压力、阀门全关至额定转转速、最低压力、阀门全关至额定转速、额定压力、阀门全开。这样，调节器内的控制过程就可以按数速、额定压力、阀门全开。这样，调节器内的控制过程就可以按数值判断的方式进行。值判断的方式进行。A/D模块只用于数字式电液调节系统，模拟式模块只用于数字式电液调节系统，模拟式电液调节系统省略该模块。电液调节系统省略该模块。
86、比例调节器比例调节器(也称也称P调节器调节器)，功能是将信号放大，即将实际的信，功能是将信号放大，即将实际的信号值与设定值之差，按一定比例放大，生成号值与设定值之差，按一定比例放大，生成“调节差调节差”信号，信号，目的是使控制更加灵敏、可靠。目的是使控制更加灵敏、可靠。限制器模块限制器模块用于防止运行中异常情况的发生。用于防止运行中异常情况的发生。超速保护系统超速保护系统用于当小汽轮机超速或其测量回路中出现严重用于当小汽轮机超速或其测量回路中出现严重干扰时，强迫小汽轮机跳闸。干扰时，强迫小汽轮机跳闸。这一保护系统可以在任何情况下进行试验而不影响小汽轮机的这一保护系统可以在任何情况下进行试验而不
87、影响小汽轮机的正常运行。正常运行。输出信号处理模块输出信号处理模块将输出信号将输出信号(如调节单元的动作信号如调节单元的动作信号)通过通过D/A转换器转换成模拟电气信号，其强度达到电液转换器或其转换器转换成模拟电气信号，其强度达到电液转换器或其他接收装置所需要的程度。他接收装置所需要的程度。调节单元调节单元对控制对象实施控制的机构或装置。如对于小汽轮对控制对象实施控制的机构或装置。如对于小汽轮机，实际上直接的调节单元是调节阀的油动机。机，实际上直接的调节单元是调节阀的油动机。电气调节系统输出的电气控制信号送至液压控制装置中的电磁电气调节系统输出的电气控制信号送至液压控制装置中的电磁滑阀，电磁滑
88、阀接到电气指令后动作，带动控制油动机的液力滑阀，电磁滑阀接到电气指令后动作，带动控制油动机的液力滑阀，于是油动机对调节阀实行控制，达到改变汽轮机进汽量滑阀，于是油动机对调节阀实行控制，达到改变汽轮机进汽量的目的。的目的。四四.电气调节系统的主要功能电气调节系统的主要功能 给水泵汽轮机电气调节系统的主要功能是测量转速、超速保护、给水泵汽轮机电气调节系统的主要功能是测量转速、超速保护、测量线路测量线路(通道通道)监视、转速调节监视、转速调节(阀门位置控制阀门位置控制)等。等。1.转速测量转速测量汽轮机转速测量是采用三个相互靠近的传感器，根据电磁感应原汽轮机转速测量是采用三个相互靠近的传感器，根据电
89、磁感应原理，从装在汽轮机主轴上的测速齿轮测取信号的，如图理，从装在汽轮机主轴上的测速齿轮测取信号的，如图8-4-5所示所示。在转速测量装置中，传感器输入的矩形波信号被转换成正比于。在转速测量装置中，传感器输入的矩形波信号被转换成正比于转轴转动频率的电流信号，并且，两个脉冲之间的时间间隔也被转轴转动频率的电流信号，并且，两个脉冲之间的时间间隔也被测出。经过串联电流回路，从三个转速实际信号中产生出转速平测出。经过串联电流回路，从三个转速实际信号中产生出转速平均值。转速平均值与三个实际信号之差值也受到监视，如果差值均值。转速平均值与三个实际信号之差值也受到监视，如果差值大于大于5%，相应的转速测量通
90、道将被断开。，相应的转速测量通道将被断开。第二节第二节 汽轮机启动方式分类汽轮机启动方式分类汽轮机启动方式大致可分为五类汽轮机启动方式大致可分为五类:1.按新蒸汽参数分类按新蒸汽参数分类 根据启动采用的新蒸汽参数不同分为两类根据启动采用的新蒸汽参数不同分为两类:(1)定参数启动。定参数启动。整个启动过程中，从冲转到机组带额定负荷，电动主汽门前的蒸汽整个启动过程中，从冲转到机组带额定负荷，电动主汽门前的蒸汽压力和温度始终保持为额定值，通过调整调节汽门的开度来适应机压力和温度始终保持为额定值，通过调整调节汽门的开度来适应机组在启动过程中不同阶段的要求。这种方式由于热经济性差、组在启动过程中不同阶段
91、的要求。这种方式由于热经济性差、金属部件加热不均以及热冲击较大，故大容量机组已不再采用。、金属部件加热不均以及热冲击较大，故大容量机组已不再采用。一一.汽轮机启动方式分类汽轮机启动方式分类 (2)滑参数启动。启动过程中，电动主汽门前的蒸汽压力和温滑参数启动。启动过程中，电动主汽门前的蒸汽压力和温度随机组转速或负荷的变化而逐渐升高。对喷嘴调节的汽轮机，度随机组转速或负荷的变化而逐渐升高。对喷嘴调节的汽轮机，定速后调节阀保持一定开度，完全靠蒸汽参数的调整来适应机定速后调节阀保持一定开度，完全靠蒸汽参数的调整来适应机组启动过程中不同阶段的要求。这种启动方式的特点是热经济组启动过程中不同阶段的要求。这
92、种启动方式的特点是热经济性好，金属部件加热均匀，并且金属温度随蒸汽温度的逐步升性好，金属部件加热均匀，并且金属温度随蒸汽温度的逐步升高而升高，不会受到强烈的热冲击，有利于设备安全。现代大高而升高，不会受到强烈的热冲击，有利于设备安全。现代大型汽轮机己广泛采用滑参数启动方式。根据冲转前主汽门前的型汽轮机己广泛采用滑参数启动方式。根据冲转前主汽门前的压力大小，滑参数启动又可分为压力大小，滑参数启动又可分为:1)压力法启动。冲转前主汽门前蒸汽具有一定的压力和温度，在压力法启动。冲转前主汽门前蒸汽具有一定的压力和温度，在冲转和升速过程中逐渐开大调速汽门，利用调速汽门控制转速，冲转和升速过程中逐渐开大调
93、速汽门，利用调速汽门控制转速，待机组达到额定转速时，调速汽门全开。待机组达到额定转速时，调速汽门全开。2)真空法启动。锅炉点火前，从锅炉汽包到汽轮机调节级喷嘴前真空法启动。锅炉点火前，从锅炉汽包到汽轮机调节级喷嘴前所有的阀门所有的阀门(包括电动主汽阀、自动主汽阀、调速汽门包括电动主汽阀、自动主汽阀、调速汽门)全部开启，全部开启，投入抽气器后整台汽轮机和锅炉汽包都投入抽气器后整台汽轮机和锅炉汽包都处于处于真空状态。锅真空状态。锅炉点火炉点火后，产生一定量的蒸汽冲动转子，此时主汽门前仍保持真空状态。后，产生一定量的蒸汽冲动转子，此时主汽门前仍保持真空状态。随后汽轮机升速和带负荷，全部由锅炉控制。随
94、后汽轮机升速和带负荷，全部由锅炉控制。2.按冲转时进汽方式分类按冲转时进汽方式分类(1)高中压缸启动。启动时，蒸汽同时进入高中压缸冲动转子，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，可以使分缸处均匀加热，减少热应力，对高中压合缸的机组，可以使分缸处均匀加热，减少热应力，并能缩短启动时间。并能缩短启动时间。(2)中压缸启动。冲转时，高压缸不进汽只中压缸进汽冲动转子，中压缸启动。冲转时，高压缸不进汽只中压缸进汽冲动转子，待转速升至待转速升至23002500r/min后或并网后，才逐步转向高压缸进后或并网后，才逐步转向高压缸进汽。汽。(1)用调速汽门启动。启动时电动主闸
95、门和自动主汽门全部开启，用调速汽门启动。启动时电动主闸门和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。进入汽轮机的蒸汽流量由调速汽门来控制。(2)用自动主汽门和电动主闸门用自动主汽门和电动主闸门(或旁路门或旁路门)启动启动前，调速汽门启动启动前，调速汽门全开，进入汽轮机的蒸汽流量由自动主汽门和电动主闸门全开，进入汽轮机的蒸汽流量由自动主汽门和电动主闸门(或旁路或旁路门门)来控制。来控制。3.按控制进汽流量的阀门分类按控制进汽流量的阀门分类4.按启动前汽轮机金属温度按启动前汽轮机金属温度(汽轮机汽缸或转子表面温度汽轮机汽缸或转子表面温度)水平分类水平分类(1)冷态启动冷态启动:金属
96、温度低于满负荷时金属温度的金属温度低于满负荷时金属温度的40%或金属温度低或金属温度低于于150-180以下称为冷态启动。以下称为冷态启动。(2)温态启动温态启动:金属温度低于满负荷时金属温度的金属温度低于满负荷时金属温度的40%80%或金属或金属温度在温度在180 350之间称为温态启动。之间称为温态启动。(3)热态启动热态启动:金属温度高于满负荷时金属温度的金属温度高于满负荷时金属温度的80%或金属温度在或金属温度在350以上，称为热态启动。有时热态又分为热态以上，称为热态启动。有时热态又分为热态(350 450)和和极热态极热态(450以上以上)。5.有的国家按停机时间的长短分类有的国家
97、按停机时间的长短分类(1)停机一周或一周以上，称为冷态启动。停机一周或一周以上，称为冷态启动。(2)停机两昼夜停机两昼夜(48h)，称为温态启动。称为温态启动。(3)停机停机8h称为热态启动。称为热态启动。(4)停机停机2h称为极热态启动。称为极热态启动。 一台汽轮机采用何种启动方式，应根据汽轮机结构和运行经验一台汽轮机采用何种启动方式，应根据汽轮机结构和运行经验确定。对于中间再热机组，我国广泛采用滑参数压力法、高中压确定。对于中间再热机组，我国广泛采用滑参数压力法、高中压缸同时进汽的启动方式。缸同时进汽的启动方式。四四.冷态滑参数启动冷态滑参数启动 滑参数启动是相对额定参数而言的。额定参数启
98、动时进汽压力温滑参数启动是相对额定参数而言的。额定参数启动时进汽压力温度都很高，在蒸汽管道和汽轮机零部件中可能引起较大的热应力度都很高，在蒸汽管道和汽轮机零部件中可能引起较大的热应力和热变形。为了安全起见，额定参数启动时，只能把进汽量控制和热变形。为了安全起见，额定参数启动时，只能把进汽量控制得很小，即使如此，阀门、汽缸和转子仍然会产生较大的热应力得很小，即使如此，阀门、汽缸和转子仍然会产生较大的热应力和热变形，严重时会使零部件受到损伤，甚至引起动静部分摩擦。和热变形，严重时会使零部件受到损伤，甚至引起动静部分摩擦。为了避免发生事故，额定参数启动必须延长启动时间，因此目前为了避免发生事故，额定
99、参数启动必须延长启动时间，因此目前大型汽轮机都采用滑参数启动。大型汽轮机都采用滑参数启动。第三节第三节 汽轮机停机汽轮机停机一一.停机的分类停机的分类从汽轮机带负荷运行经卸负荷解列发电机，切断汽轮机进从汽轮机带负荷运行经卸负荷解列发电机，切断汽轮机进汽到转子静止的过程称为停机。汽到转子静止的过程称为停机。停机停机:汽轮机的停机分为汽轮机的停机分为:事故停机事故停机正常停机正常停机滑参数停机滑参数停机额定参数停机额定参数停机滑参数停机是在调速汽门接近全开位置并保持开度不滑参数停机是在调速汽门接近全开位置并保持开度不变的条件下，依靠主蒸汽、再热蒸汽参数的降低来卸变的条件下，依靠主蒸汽、再热蒸汽参数
100、的降低来卸负荷，降低转速直到汽轮机停机。负荷，降低转速直到汽轮机停机。二二.滑参数停机滑参数停机1.滑参数停机过程滑参数停机过程 停机前的准备工作，空负荷试验时直流润滑油泵、顶轴油泵及停机前的准备工作，空负荷试验时直流润滑油泵、顶轴油泵及盘车马达正常，做好轴封、除氧器备用汽源暖管。盘车马达正常，做好轴封、除氧器备用汽源暖管。保持调速汽门全开，按滑参数停机曲线降低主蒸汽压力和温度保持调速汽门全开，按滑参数停机曲线降低主蒸汽压力和温度降负荷。降负荷。 滑参数停机分阶段进行，滑停进行时，应将主蒸汽、再热蒸汽滑参数停机分阶段进行，滑停进行时，应将主蒸汽、再热蒸汽温度降到比相应负荷下规定的汽温低，主蒸汽
101、温度每下降温度降到比相应负荷下规定的汽温低，主蒸汽温度每下降30 40左右应保持汽压不变，稳定一段时间后再降温，当新蒸左右应保持汽压不变，稳定一段时间后再降温，当新蒸汽压力、温度降到所预定要求值时，将负荷减到零。发电机解汽压力、温度降到所预定要求值时，将负荷减到零。发电机解列后打闸停机，同步器给定复零。列后打闸停机，同步器给定复零。减负荷过程中，先设目标负荷值，负荷变化率减负荷过程中，先设目标负荷值，负荷变化率2 3MW/m i n后，开始减负荷。注意机炉加强联系、配合。降负荷过中，注后，开始减负荷。注意机炉加强联系、配合。降负荷过中，注意轴封供汽的切换、轴封压力稳定，各参数正常。意轴封供汽的
102、切换、轴封压力稳定，各参数正常。2.异常停机异常停机 汽轮发电机组在运行时，会因为出现各种各样的事故而汽轮发电机组在运行时，会因为出现各种各样的事故而需要停机。需要停机。异常停机：异常停机：异常停机一般分为：紧急停机，故障停机异常停机一般分为：紧急停机，故障停机紧急停机：是指汽轮机出现了重大事故，不论机组当时紧急停机：是指汽轮机出现了重大事故，不论机组当时处于什么状态、带什么负荷，都必须紧急脱扣汽轮机，处于什么状态、带什么负荷，都必须紧急脱扣汽轮机，在破坏真空的情况下尽快停机。在破坏真空的情况下尽快停机。故障停机：是指汽轮机已经出现故障，不能继续维持正常故障停机：是指汽轮机已经出现故障，不能继续维持正常运行，应采用快速减负荷的方式，使汽轮机停下来进行处运行，应采用快速减负荷的方式，使汽轮机停下来进行处理。故障停机，原则上是不破坏真空的停机。理。故障停机，原则上是不破坏真空的停机。
