汽机专业技术问答.doc
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1、汽机专业技术问答汽轮机的启动1、 为什么说启动是汽轮机设备运营中最重要的阶段?答:汽轮机启动过程中,各部件间的温差、热应力、热变形大。汽轮机多数事故是发生在起动时刻。由于不对的的暖机工况,值班人员的误操作以及设备自身某些结构存在缺陷都也许导致事故,即使在当时没有形成直接事故,但由此产生的后果还将在以后的生产中导致不良影响。现在汽轮机的运营实践表白,汽缸、阀门外壳和管道出现裂纹、汽轮机转子和汽缸的弯曲、汽缸法兰水平结合面的翘曲、紧力装配元件的松弛、金属结构状态的变化、轴承磨损的增大、以及在投入运营初始阶段所暴露出来的其它异常情况,都是起动质量不高的直接后果。2、 汽轮机升速,带负荷阶段与汽轮机机
2、械状态有关的重要变化是哪些?答:汽轮机升速、带负荷阶段与汽轮机机械状态有关的重要变化有:(1)由于内部压力的作用,在管道、汽缸和阀门壳体产生应力。(2)在叶轮、轮鼓、动叶、轴套和其它转动部件上产生离心应力。(3)在隔板、叶轮、静叶和动叶产生弯曲应力。(4)由于传递力矩给发电机转子,汽轮机轴上产生切向应力。(5)由于振动使汽轮机的动叶,转子和其它部件产生交变应力。(6)出现作用在推力轴承上的轴向推力。(7)各部件的温升引起的热膨胀,热变形及热应力。3、 汽轮机滑参数启动应具有哪些必要条件?答:汽轮机滑参数启动应具有如下必要条件:(1)对于非再热机组要有凝汽器疏水系统,凝汽器疏水管必须有足够大的直
3、径,以便锅炉从点火到冲转前所产生的蒸汽能直接排入凝汽器。(2)汽缸和法兰螺栓加热系统有关的管道系统的直径应予以适当加大,以满足法兰和螺栓及汽缸加热需要。(3)采用滑参数启动的机组,其轴封供汽,射汽抽气器工作用汽和除氧器加热蒸汽须装设辅助汽源。4、 滑参数启动有哪些优缺陷?答:滑参数启动有如下优缺陷:(1)滑参数启动使汽轮机启动与锅炉启动同步进行,因而大大缩短了启动时间。(2)滑参数启动中,金属加热过程是在低参数下进行的,且冲转、升速是全周进汽,因此加热较均匀,金属温升速度亦比较容易控制。(3)滑参数启动还可以减少汽水损失和热能损失。缺陷是:用主蒸汽参数的变化来控制汽轮机金属部件的加热,在用人工
4、控制的情况下,启动程序较难掌握,弄不好参数变化率大。综合比较,滑参数启动利大于弊,所以目前单元制大容量机组广泛采用滑参数启动方式。5、 什么是冷态滑参数压力法启动和真空法启动?答:(1)压力法启动。压力法启动时,电动主汽门前应有一定的蒸汽压力,运用调节汽门控制蒸汽流量冲动转子和升速暖机。规定新汽温度高于调整段上缸金属温度50-80,还应保证有50的过热度,既要不产生过大的热应力,同时还要避免水冲击。 (2)真空法启动。真空法启动时,锅炉点火前,从锅炉汽包至汽轮机之间所有阀门所有启动,汽轮机盘车状态下开始抽真空。让汽轮机新蒸汽管道、锅炉的汽包、过热器所有处在真空状态,然后告知锅炉点火,锅炉压力温
5、度缓慢上升,当蒸汽参数还很低时,汽轮机转子即被冲动,此后汽轮机的升速及加负荷所有依靠锅炉汽压汽温的滑升。真空法启动的缺陷是:假如锅炉控制不妥,有也许使锅炉加热器积水和新蒸汽管道的疏水进入汽轮机,从而损坏设备。此外抽真空困难,汽轮机转速不易控制,所以较少采用真空法滑参数启动。6、 滑参数启动重要应注意什么问题?答:(1)滑参数启动中,金属加热比较剧烈的时间一般在低负荷时的加热过程中,此时要严格控制新蒸汽升压和升温速度。(2)滑参数启动时,金属温差可按额定参数启动时的指标加以控制。启动中有也许出现差胀过大的情况,这时应告知锅炉停止新蒸汽升温、升压,使机组在稳定转速下或稳定负荷下停留暖机,还可以调整
6、凝汽器的真空或用增大汽缸法兰加热进汽量的方法加以调整金属温差。7、 为什么转子静止时严禁向轴封送汽?答:由于在转子静止状态下向轴封送汽,不仅会使转子轴封段局部不均匀受热。产生弯曲变形,并且蒸汽从轴封段处漏入汽缸也会导致汽缸不均匀膨胀,产生较大的热应力与热变形,从而使转子产生弯曲变形。所以转子静止时严禁向轴封送汽。8、 采用额定参数启动方式有哪些优缺陷?答:额定参数只是在一些母管制机组上不得不采用的一种传统启动方式,而其所存在的缺陷越来越受重视,大体有如下几点。(1)启动所需时间长,所耗的经济费用高。(2)热冲击、热应力、热变形及热膨胀差大并且不易控制,对金属部件的寿命损耗大。9、 什么叫负温差
7、启动?为什么应尽量避免负温差启动?答:凡冲转时蒸汽温度低于汽轮机最热部位金属温度的启动为负温差启动。由于负温差启动时,转子与汽缸先被冷却,而后又被加热,经历一次热交变循环,从而增长了机组疲劳寿命损耗。假如蒸汽温度过低,则将在转子表面和汽缸内壁产生过大的拉应力,而拉应力较压应力更容易引起金属裂纹,并会引起汽缸变形,使动静间隙改变,严重时会发生动静摩擦事故,此外,热态汽轮机负温差启动,使汽轮机金属温度下降,加负荷时间必须相应延长,因此一般不采用负温差启动。10、 什么是合理的启动方式?答:汽轮机的启动受热应力、热变形和相对胀差以及振动等因素的限制。所谓合理的启动方式就是寻求合理的加热方式,根据启动
8、前机组的汽缸温度、设备状况,在启动过程中能达成各部分加热均匀,热应力、热变形、相对胀差及振动均维持在较好水平。各项指标不超过厂家规定,尽快把金属温度均匀升高到工作温度。在保证安全的情况下,还要尽快地使机组带上额定负荷,减少启动消耗,增长机组的机动性,即为合理的启动方式。11、 汽轮机启动过程中应注意哪些事项?答:汽轮机启动是运营人员的重大操作之一,在启动时应充足准备,认真检查,做好启动前的实验,并在启动中注意:(1)严格执行规程制度,机组不符合启动条件时,不允许强行启动。(2)在启动过程中要根据制造厂规定,控制好蒸汽、金属温升速度,上下缸、汽缸内外壁、法兰内外壁、法兰与螺栓等温差,胀差等指标。
9、特别是蒸汽温升速度必须严格控制,不允许温升率超过规定值,更不允许有大幅度的突增突降。(3)启动时,进入汽轮机的蒸汽不得带水,参数与汽缸金属温度应相匹配,要充足疏水暖管。(4)严格控制启动过程的振动值。(5)高压汽轮机滑参数启动中,金属加热比较剧烈的阶段是冲转后和并列后的低负荷阶段,这些阶段容易出现较大的差胀和金属温差。可采用调整真空,投汽缸、法兰、螺栓加热装置和调整轴封用汽温度的办法加以调整。(6)在启动过程中,按规定的曲线控制蒸汽参数的变化,保持足够的蒸汽过热度。(7)调节系统赶空气要反复进行,直至空气赶完为止。赶空气后保持高压油泵连续运营到机组全速后方可停下,以免空气再次进入调节系统。(8
10、)任何情况下,汽温在10min内突降或突升50,应打闸停机。(9)刚冲转时,一定要控制转速,不能突升过快,并网后调节汽门应分段开起,严禁并网后忽然开足。(10)并网后应注意各风、油、水、氢气的温度,调整正常,保持发电机氢气温度不低于35。12、 汽轮机冲转时为什么凝结器真空会下降?答:汽轮机冲转时,一般真空还比较低,有部分空气在汽缸及管道内未完全抽出,在冲转时随着汽流冲向凝汽器。冲转时蒸汽瞬间尚未立即与凝汽器铜管发生热互换而凝结,故冲转时凝汽器真空总是要下降的。当冲转后进入凝汽器的蒸汽开始凝结,同时抽气器仍在不断地抽空气,真空即可较快地恢复到本来的数值。13、 用内上缸内壁温度150来划分冷热
11、态启动的依据是什么?答:高压汽轮机停机时,汽缸转子及其它金属部件的温度比较高,随着时间的延续才逐渐冷却下来,若在未达成全冷状态规定启动汽轮机时,就必须注意此时与全冷态下启动的不同特点。一般把汽轮机金属温度高于冷态启动额定转速时的金属温度状态称为热态,大型机组冷态启动至额定转速时,下汽缸外壁金属温度为120-200。这时,高压缸各部的温度、膨胀都已达成或稍为超过空负荷运营的水平,高、中压转子中心孔的温度已超过材料的脆性转变温度,所以机组不必暖机而直接在短时间内升到定速并带一定负荷。故以内缸内壁150为冷、热态启动的依据。14、 轴向位移保护为什么要在冲转前投入?答:冲转前,蒸汽流量瞬间较大,蒸汽
12、必先通过高压缸,而中、低压缸几乎不进汽,轴向推力较大,完全由推力盘来平衡,若此时的轴向位移超限,也同样会引起动静摩擦,故冲转前就应将轴向位移保护投入。15、 汽轮机启动、停机时,为什么要规定蒸汽的过热度?答:假如蒸汽的过热度低,在启动过程中,由于前几级温度减少过大,后几级温度有也许低到此级压力下的饱和温度,变为湿蒸汽。蒸汽带水对叶片的危害极大,所以在启动、停机过程中蒸汽的过热度要控制在50-100较为安全。16、 汽轮机启动过程中,主蒸汽温度达成多少度时,可以关闭本体疏水,为什么?答:主蒸汽温度达400时可以关闭本体疏水门。由于汽温400时,20MW负荷已经暖机结束,这时金属部件已有较长时间的
13、稳定加热过程,金属与主蒸汽温差较小,凝结放热过程已经结束。此外,滑参数启动时,主蒸汽温度达400时,其过热度较高,不会形成疏水。17、 热态启动时应注意哪些问题?答:(1)热态启动前应保证盘车连续运营,大轴弯曲值不得大于原始值,否则不得启动,应连续盘车直轴,直至合格。连续盘车应在4小时以上,不得中断。若有中断,应追加10倍于盘车中断时间连续盘车。(2)先向轴封送汽,后抽真空。轴封高压漏汽门应关闭严密,轴封用汽使用高温汽源(送轴封汽前应充足疏水),真空至39.997kpa,告知锅炉点火。(3)必须加强本体和管道疏水,防止冷水、冷汽倒至汽缸或管道,引起水击振动。(4)低速时应对机组全面检查,确认机
14、组无异常后,即升至全速,并列带适当负荷。在升速过程中应防止转速上升过快又降速的现象。(5)在低速时应严格监视机组振动情况,一但轴承振动过大,应立即打闸停机,投盘车,测量轴弯曲情况。(如因故盘车投不上,不得强行盘车,查明因素,采用措施后,方可再次投盘车)。(6)要适时投入汽缸法兰加热装置。18、 为什么热态启动时先送轴封汽后抽真空?答:热态启动时,转子和汽缸金属温度较高,如先抽真空,冷空气将沿轴封进入汽缸,而冷空气是流向下缸的,因此下缸温度急剧下降,使上下缸温差增大,汽缸变形,动静产生摩擦,严重时使盘车不能正常投入,导致大轴弯曲,所以热态启动时应先送轴封汽,后抽真空。19、 低速暖机时,为什么真
15、空不能过高?答:低速暖机时,若真空太高,暖机的蒸汽流量太小,机组预热不充足,暖机时间反而加长。此外,过临界转速时,规定尽快的冲过去,其方法有:加大蒸汽流量;提高真空。若一冲转就将真空提得太高,冲越临界转速的时间就加长了,机组较长时间在接近临界转速的区域内运营是不安全,也是不允许的。20、 顶轴油泵启动后,母管压力控制在多少为宜?答:由于顶轴油母管为普通碳钢管,所以顶轴油泵启动后,母管压力不宜过高。与防爆管相比较,汽轮机转子较轻,发电机转子较重,现场一般控制汽轮机顶轴油压(母管压力)为5.897.85Mpa,发电机顶轴油母管压力不超过15.7 Mpa,各轴相应顶起23丝。21、 为什么高低压加热
16、器最佳随机启动?答:高、低压加热器随机启动,能使加热器受热均匀,有助于防止铜管胀口漏水,有助于防止法兰因热应力大导致的变形。对于汽轮机来讲,由于连接加热器的抽汽管道是从下汽缸接出的,加热器随机启动,也就等于增长了汽缸疏水点,能减少上下汽缸的温差。此外,还能简化机组并列后的操作。22、 什么叫缸胀?机组启动停机时,缸胀如何变化?答:汽缸的绝对膨胀叫缸胀。启动过程是对汽轮机汽缸、转子及每个零部件的加热过程。在启动过程中,胀差逐渐增大;停机时,汽轮机各部金属温度下降,汽缸逐渐收缩,缸胀减少。23、 什么叫差胀?差胀正负值说明什么问题?答:汽轮机启动或停机时,汽缸与转子均会受热膨胀,受冷收缩。由于汽缸
17、与转子质量上的差异,受热条件不相同,转子的膨胀及收缩较汽缸快,转子与汽缸沿轴向膨胀的差值,称为差胀。差胀为正值时,说明转子的轴向膨胀量大于汽缸的膨胀量;差胀为负值时,说明转子轴向膨胀。量小于汽缸膨胀量。当汽轮机启动时,转子受热较快,一般都为正值,汽轮机停机或甩负荷时,胀差较容易出现负值。24、 差胀大小与哪些因素有关?答:汽轮机在启动、停机及运营过程中,差胀的大小与下列因素有关:(1)启动机组时,汽缸与法兰加热装置投用不妥,加热汽量过大或过小。(2)暖机过程中,升速率太快或暖机时间过短。(3)正常停机或滑参数停机时,汽温下降太快。(4)增负荷速度太快。(5)甩负荷后,空负荷或低负荷运营时间过长
18、。(6)汽轮机发生水冲击。(7)正常运营过程中,蒸汽参数变化速度过快。25、 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,并且零点定位法相同。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,汽轮机转子向车头方向位移,差胀值向正值方向增大。假如机组参数不变,负荷稳定,差胀与轴向位移不发生变化。机组启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。运营中轴向位移变化,必然引起差胀的变化。26、 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
19、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,机组在正常运营时,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;机组启动与停机时汽加热装置使用不恰当,均会使差胀出现负值。27、 机组启动过程中,差胀大如何解决?答:机组启动过程中,差胀过大,司机应做好如下工作:(1)检查主蒸汽温度是否过高,联系锅炉运营人员,适当减少主蒸汽温度。(2)使机组在稳定转速和稳定负荷下暖机。(3)适当提高凝汽器真空,减少蒸汽流量。(4)增长汽缸和法兰加热进汽量,使汽缸迅速胀出。28、 汽轮机启动时如何控制差胀?答:可根据机组情况采用下列措施:(1)选择适当的冲转参数。(2)制定
20、适当的升温、升压曲线。(3)及时投用汽缸、法兰加热装置,控制各部金属温差在规定的范围内。(4)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。(5)冲转暖机时及时调整真空。(6)轴封供汽使用适当,及时进行调整。29、 汽轮机上下汽缸温差过大有何危害?答:高压汽轮机启动与停机过程中,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,同样也会导致上下汽缸温差大,严重时,甚至达成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。温差达成一定数值就会导致上汽缸向上拱起。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
21、而导致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导致轴向摩擦。摩擦就会引起大轴弯曲,发生振动。假如不及时解决,也许导致永久变形,机组被迫停运。30、 为什么要规定冲转前上下缸温差不高于50?答:当汽轮机启动与停机时,汽缸的上半部温度比下半部温度高,温差会导致汽轮机汽缸的变形。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扰度的计算,当汽缸上下温差达100时,扰度大约为1mm,通过实测,数值也是很近似。由经验表白,假定汽缸上下温差为10,汽缸扰度大约0.1
22、 mm,一般汽轮机的径向间隙为0.50.6 mm。故上下汽缸温差超过50时,径向间隙基本上已消失,假如这时启动,径向汽封也许会发生摩擦,使径向间隙增大,影响机组效率。严重时还能使围带的铆钉磨损,引起更大的事故。31、 导致下汽缸温度比上汽缸温度低的因素有哪些?答:(1)下汽缸比上汽缸金属重量大,约为上汽缸的两倍,并且下汽缸有抽汽口和抽汽管道,散热量面积大,保温条件差。(2)机组在启动过程中,温度较高的蒸汽上升,而内部疏水由上而下流到下汽缸,从下汽缸疏水管排出,使下缸受热条件恶化。假如疏水不及时或疏水不畅,上下缸温差更大。(3)停机后,机组虽在盘车中,但由于疏水不良或下汽缸保温质量不高及汽缸底部
23、挡风板缺损,空气对流量增大,使上下汽缸冷却条件不同,增大了温差。(4)滑参数启动或停机时,汽加热装置使用不得当。(5)机组停运后,由于各级抽汽门、新蒸汽门关不严,汽水漏至汽缸内。32、 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,应当做好下列工作:(1)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。(2)机组启动和停机过程中,运营人员应对的及时使用各疏水门。(3)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。(4)对的使用汽加热装置,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汽缸加热。33、 汽轮机带负
24、荷到什么阶段可以不限制加负荷速度?答:根据汽轮机制造厂产品说明书和大机组启动经验介绍,当调整段下缸及法兰内壁金属温度达成相称于新蒸汽温度减去新蒸汽与调整段金属正常运营最大温差时,可以认为机组启动加热过程基本结束,机组带负荷速度不再受限制。此后可以将机组负荷加到额定负荷。例如125MW机组在带负荷过程中,高、中压内缸及法兰温度达成350时,汽加热装置可以停用,加负荷速度可以快一些,也可以直接加到额定负荷。由于在此阶段,汽缸温度水平已经很高,主蒸汽压力和温度及主蒸汽流量较大,汽缸、法兰金属壁受热条件比冷态时要好,各部温差不致于过大,负荷增长速度虽然较快,但对机组金属热应力影响并不大。34、 暖机的
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