技能培训资料之汽轮机的停止.docx

汽轮机停机过程对机组零部件来说是一个冷却过程。停机包括从带负荷运行状态减去全部负荷、解列发电机、切断汽轮机进汽到转子静止、盘车等过程。停机中的主要问题是防止由于机组零部件冷却过快或不均匀冷却而使零部件产生过大热应力、热变形和胀差。根据不同的要求，可以选择不同的停机方式。汽轮机停机分正常停机和故障停机两大类。正常停机是指由于电网的需要，有计划的停机。例如按预定检修计划停机、调峰机组根据需要停机或减负荷运行等；故障停机是指汽轮发电机组发生异常情况，保护装置动作或人为地手打危急保安器进行的停机，以达到保护机组不致损坏或使损失减小的目的。故障停机又可分为紧急故障停机和一般故障停机。紧急故障停机是指发生故障对设备系统构成严重威胁，此时必须立即打闸解列，破坏真空，尽快的把机组停下来。紧急停机无须请示汇报，直接按运行规程的规定进行处理即可；一般故障停机可以根据故障的性质不同，尽可能做好联系或汇报工作，按规定稳妥地把机组停下来。正常停机按停机过程中蒸汽参数是否变化，又可分为额定参数停机和滑参数停机两种方式。一、滑参数停机正常停机如果是以检修为主要目的，希望机组尽快地冷却，则可选择滑参数停机方式。滑参数停机时，在调速汽门逐渐全开的情况下，汽轮机负荷随着锅炉蒸汽参数的降低而下降，汽机的金属温度也随着相应下降。直至负荷到零为止。解列后，还可以继续降低蒸汽参数来降低汽轮机的转速，直到汽轮机静止。这样汽缸和转子的金属温度都较低，大大缩短了汽机的冷却时间，可以使检修人员尽快地揭缸，缩短检修工期。停机前的准备工作：准备好操作票及各种工具、记录；试验各油泵、盘车电机良好；检查轴封汽源压力正常，将公用系统切换至邻机。滑参数停机过程中、主蒸汽和再热蒸汽的温度下降速度，是汽轮机各受热件能否均匀冷却的决定条件，也是滑参数停机成败与否的关键，温降率应符合规定。和滑参数启动的道理一样，滑参数停机也是采用低参数、大流量的蒸汽冷却汽轮机，以调速级处蒸汽温度比该处金属温度低2050为宜。由于调速汽门逐渐全开，蒸汽全周进汽通过通流部分，不但使金属部件受到均匀冷却，而且金属温度可以降低到较低水平。如果顺利的话，一般能在46h内使汽缸温度降到150左右。由于滑停过程中，蒸汽参数的降低速度小于滑参数启动时的上升速度，所以停机所需时间要比启动所需时间略长一些。根据不同的停机目的，对停机后的金属温度水平有不同的要求，滑参数停机也可以根据不同的要求选择不同的停机方式。例如单元机组为消除某些设备缺陷或根据电网需要需短时间停机，则可按滑参数的方法减负荷，一般是保持调速汽门全开，保持主蒸汽温度不变，逐渐降低主蒸汽压力(亦称滑压停机)使负荷逐渐下降。调速级温度大至降至400时，即快速减负荷停机。这样做的目的是为了在消除缺陷或电网要求再次启动时，汽机与锅炉的金属温度水平都较高，启动或加负荷的温度变化量均较小，即使有较大的温升率，汽缸和转子的热应力也不会超过允许值，从而不仅缩短了启动时间，而且增加了机组接带负荷的灵活性。滑参数停机前，如果机组在额定参数下运行，先将负荷按规定速度降至8085额定负荷，并把蒸汽参数(压力和温度)逐渐降至正常运行允许值的下限，同时逐渐开大调速汽门使机组在此条件下运行一段时间。当金属温度降低，零部件的温差减小并逐渐趋向均衡后，开始滑参数停机。滑参数停机是分阶段进行，操作步骤为：首先降低蒸汽压力，保持温度不变，将调速汽门接近全开。然后开始按规程规定的速度(一般主蒸汽和再热蒸汽温降速度应控制在1min左右)降温降压。降温速度要比滑参数启动时的温升速度低一些，这是因为降温冷却时，转于外表面和汽缸内壁承受的是拉伸热应力，启动时是热压应力，拉伸热应力极限要比热压应力极限小，故降温速度要比升温速度小。降温时，应使高压缸调速级和中压缸抽汽处的蒸汽温度低于该处金属温度2050时，就可以每分钟降002003MPa的速度降低蒸汽压力。当负荷降到某一值时停留一段时间，待金属温降速度减慢，温差减小后，再按上述方法降温降压，如此重复进行，一直降到较低负荷为止。每一阶段的温降约2040。在实际滑停中，各个阶段的温度和压力的下降速度是不同的。一般在较高负荷时，压力和温度的下降速度比较慢一些，而低负荷时可以快一些。必须注意，降压降温过程中，始终不应有回升现象。主蒸汽和再热汽温度始终应保持有50以上的过热度，以避免蒸汽带水。当蒸汽的过热度低于50时，应及时打开旁路系统和蒸汽管道的疏水门，防止发生汽轮机水冲击事故。如果汽温在10min内急剧下降50，则应立即打闸停机，转入盘车状态。滑参数停机过程中严禁进行超速实验，因为在低蒸汽参数下进行超速试验是非常危险的。滑参数停机至发电机解列时，主汽门前的蒸汽参数已经很低，此时若进行超速试验就必须采用关小调速汽门的方法来提高压力，随着压力的提高蒸汽的过热度相应减小，以致温度有可能低于该压力下的饱和温度，使蒸汽带水，此时若开调速汽门升速作超速试验，就会造成汽轮机水击事故。当滑停至较低负荷时，可以采用两种方法进行停机，一种是汽轮机打闸停机，同时锅炉熄火，发电机解列，停机后投入盘车装置运行。这种停机方式，汽缸金属温度一般在250左右。另一种方法是锅炉维持最低负荷燃烧后熄火，此时汽轮机调速汽门全开，利用炉余热发电，待负荷到零后发电机解列，汽轮机利用锅炉余热继续旋转，使通流部分得到充分的冷却。随着余热量的减少，汽轮机转速逐渐降低，快到临界转速时，降低凝汽器真空，使机组迅速通过临界转速。这种停机方式可使汽缸金属温度降到150以下，停机后无需进行盘车，可直接开始揭缸检修。但这种停机方式锅炉已熄火，已无法控制汽温，稍有不慎就易发生汽轮机的进水事故，所以，一般不宜采用这种方法。中间再热机组进行滑停时，应控制再热蒸汽温度与主蒸汽温度变化一致，不允许两者相差过大。高中压合缸的机组，两者温差应小于30。此外，应合理地使用旁路系统，保证高中压缸进汽均匀，严防无蒸汽运行。滑参数停机过程中，当汽缸温度降至200以下时，就可打开蒸汽管道和汽缸本体的疏水门，使疏水排至疏水扩容器。在条件许可的情况下，低压加热器、高压加热器、除氧器均可进行随机滑停，这样对提高机组热效率、减少汽水损失、加强汽缸疏水、降低温差都大有好处。二、额定参数停机如果设备和系统有一些小的缺陷需要停机处理，只需短时间停机，缺陷处理后就立即恢复运行，在这种情况下要求停机后汽轮机金属温度保持较高的水平。所以停机过程中，蒸汽的压力和温度基本保持为额定值，以较快的速度减负荷，大多数汽轮机都可以在30min内均匀地减负荷安全停机，而不会产生过大的热应力，这就是额定参数停机。额定参数停机时，首先做好停机前的准备工作。准备工作是保证机组顺利安全停机的一项重要工作。因此运行入员首先要根据设备的特点和运行设备系统的具体情况，做好事故预想，制定相应的处理措施，做好各项准备工作。比如试验油泵启停是否正常，以确保转子惰走及盘车过程中的轴承润滑和冷却用油；空转盘车电机；活动自动主汽门；活动各管道系统的有关阀门，使之处于随时可以投用状态。额定参数停机的步骤为：首先将机组所带负荷逐渐降低，负荷到零时解列发电机，打闸停机。为保证机组安全，减负荷速度有一定要求，这个要求主要决定于汽轮机金属允许的温降速度(停机过程中金属温降速度一般要求不得超过1min)。为了把汽缸转子的热应力、热变形、胀差控制在规定范围内，每减去一定负荷后，就要停留一段时间，使汽缸和转子的温度均匀下降，并使各部件金属温差得到缓和。在一般情况下只要正确执行制造厂和运行规程的要求，按规定速度降负荷，汽轮机金属的温降速度和温差允许值就能够保证。额定参数停机的另一种方式是为了配合调峰的需要。例如两班制运行的机组，停机后要求保持一定的汽缸温度，以利下次启动时能够较快地并网接带负荷，这时可采用复合变压减负荷方式。即在开始减负荷时，主蒸汽只降压不降温，保持调速汽门开度不变，待汽轮机降到某一负荷后，保持主蒸汽压力、温度不变，通过关小调速汽门使负荷减到零。如因锅炉燃烧调整等条件的限制，也可保持主蒸汽压力、温度不变，以较快的速度减负荷到零，随即解列停机。在减负荷时，要密切注意相对胀差指示的变化，并尽量保持前轴封供汽温度比较高一些；在相对差胀负值较大时应停止减负荷，使机组金属温度趋于一致，各部件温差减小，相对胀差有减小的趋势时，再以一定的速度减负荷。减负荷后，发电机静子和转子电流相应减小，线圈和铁芯温度降低，应及时地减少通入空气冷却器的冷却水量。三、转子惰走汽轮机在最低负荷停留后，迅速减负荷到零、解列发电机。当汽轮机与电网解列之后，抽汽管道上的逆止门应能自动关闭，同时密切注意汽轮机的转速变化，防止超速。汽轮机打闸前应关小自动主汽门，以减轻打闸时对自动主汽门的冲击。打闻后检查自动主汽门和调速汽门。确认其处于关闭位置。打闸后，主汽门、调速汽门均关闭，汽轮机转速下降。在降速过程中，由于鼓风作用和泊桑效应(回转效应)，高中低压转子会出现不同程度的正胀差。特别是紧急停机时，如果打闸前的低压胀差正值比较大，又来不及调整，停机时往往使低压正胀差超过极限值。造成通流部分的磨损。对于高压转子来讲，如果负荷大幅度突减(例如带负荷打闸停机)时，高压轴封来不及切换为高温汽源，则会出现负胀差增大的问题。对于正常停机，打闸前一定要注意各胀差的大小，务必把胀差突变值考虑进去，以防止打闸后动静部分发生轴向间隙消失现象。汽轮发电机组在解列打闸停止进汽后，转子依靠自身的惯性继续转动的现象称为惰走。但是由于转子在旋转时受到摩擦、鼓风损失的阻力和带动主油泵等的机械阻力作用，转速将逐渐降低到零。从打闸停机到转于完全静止的这段时间称为惰走时间。如果转子惰走时间急剧减少，可能轴瓦已经摩损或机组动静部分发生了轴向或径向摩擦；如果惰走时间增长，则说明可能汽轮机蒸汽管道截门不严或抽汽管道截门不严，使有压力的蒸汽漏入汽缸所致。当然，真空破坏快慢、顶轴油泵启动早晚等都对惰走时间有一定影响。真空降到零时，应立即停止向轴封送汽。停轴封汽的时间必须掌握好，如果真空未到零就停止向轴封送汽，冷空气将自轴封端进入汽缸，转子轴封段将受到冷却，严重时将产生变形，造成动静部分摩擦；如果转子静止后仍不切断轴封供汽，将会造成上下缸温差增大和转子受热不均匀，从而导致大轴弯曲，汽缸变形。并且轴封进汽量过大时，还可能会引起汽缸内部压力升高，而导致大气安全门动作。因此，最佳的办法是控制转速到零，同时真空也降到零时停止轴封供汽。四、盘车及油系统的运行转子静止后应立即投入盘车装置。连续盘车可以使转子不发生热弯曲，减小上下缸温差，从而保证机组随时都能启动。盘车期间，应定期记录汽缸金属温度，特别是上下缸的温度，大轴弯曲指示以及各个汽缸的相对胀差值。使用连续盘车装置的机组，停机后要连续盘车一直到汽缸金属温度降到250以下才可将连续盘车转为定期盘车，即每隔一定时间把转子盘转180度。直到汽缸金属温度降至150以下为止。也可连续盘车直到汽缸金属温度降至150以下。启动盘车前，必须启动顶轴油泵，并确认顶轴油压已建立，大轴已顶起后，才可启动盘车装置。停机后若因动静部分摩擦严重或盘不动时不可强行盘车，待摩擦基本消失后，方可投入连续盘车。盘车时，若出现盘车电流比正常值增大、摆动或机组有不正常声音时，应及时分析处理。停机后应防止水或低温蒸汽进入汽缸。停机后水或低温蒸汽进入汽缸，将使上下汽缸的温差增大，使转子产生热弯曲。给热态启动带来困难。盘车期间必须保持润滑油泵连续运行，其目的是润滑轴瓦和冷却铀颈。由于停机时转子金属温度仍然很高，其热量除一部分传给汽缸向外散热外，很大一部分热量顺轴颈向轴承导热，如果没有足够的润滑油冷却转子轴颈，这种导热的结果足以使轴瓦的温度升高到导致轴承乌金超温造成轴承损坏的程度。因此停机后，保持润滑油泵的连续运行十分重要。润滑油泵运行期间，应调整冷油器冷却水，油温降低于规定值后可停止冷油器的冷却水。五、停机后的维护停机以后维护不周，是造成再一次启动困难的原因之一。停机过程中的所有主要操作，均应记入运行日志，交接班时须逐条进行查对，重要系统和设备的操作，接班人员应进行复查。停机后，系统中仍有疏水排入凝汽器，因此仍需保持凝结水泵的运行，同时保持循环水泵的运行，继续使冷却水通过凝汽器。短时间不启动的机组，当确认无任何疏水放水进入凝汽器后，才可以按有关规定停止凝结水泵运行。凝结水泵停止后，可按有关规定停止循环泵运行。汽轮机停机后，必须保证关严各汽水系统的阀门，全开导汽管及蒸汽管道的疏水门，消除与汽缸连接的管道和汽缸低洼处的积水。