汽輪機(jī)運(yùn)行講課教案課件

汽輪機(jī)運(yùn)行教學(xué)目標(biāo):使學(xué)生了解汽輪機(jī)啟動(dòng)與停機(jī)過(guò)程中的熱應(yīng)力、熱膨脹及熱變形的基本特點(diǎn)；汽輪機(jī)啟動(dòng)與停機(jī)的基本方式；汽輪機(jī)冷態(tài)滑參數(shù)啟動(dòng)過(guò)程以及汽輪機(jī)停機(jī)過(guò)程。知識(shí)點(diǎn)：轉(zhuǎn)子與汽缸熱應(yīng)力、熱膨脹、熱變形的產(chǎn)生原因及變化特點(diǎn)；汽輪機(jī)的啟動(dòng)與停機(jī)；汽輪機(jī)冷態(tài)滑參數(shù)啟動(dòng)。重點(diǎn)：汽輪機(jī)的啟動(dòng)與停機(jī)；冷態(tài)滑參數(shù)啟動(dòng)基本過(guò)程。難點(diǎn)：汽輪機(jī)的啟動(dòng)與停機(jī)中的參數(shù)控制。汽輪機(jī)運(yùn)行教學(xué)目標(biāo):使學(xué)生了解汽輪機(jī)啟動(dòng)與停機(jī)過(guò)程中的熱應(yīng)1第一節(jié)汽輪機(jī)主要零部件的熱應(yīng)力、熱膨脹和熱變形一、汽輪機(jī)部件內(nèi)的熱應(yīng)力汽輪機(jī)啟停機(jī)或變負(fù)荷過(guò)程中，其零部件由于溫度變化而產(chǎn)生膨脹或收縮變形。熱變形熱應(yīng)力熱變形受到外部約束或內(nèi)部金屬纖維間的約束時(shí)，在零件內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，這種由于溫度或溫差引起的應(yīng)力稱為溫度應(yīng)力或熱應(yīng)力。第一節(jié)汽輪機(jī)主要零部件的熱應(yīng)力、熱膨脹和熱變形一、汽輪機(jī)部2產(chǎn)生熱應(yīng)力的根本原因：零部件內(nèi)溫度分布不均勻或零部件變形受到約束。熱壓冷拉轉(zhuǎn)子啟動(dòng)停機(jī)轉(zhuǎn)子表面熱壓應(yīng)力轉(zhuǎn)子中心孔表面熱拉應(yīng)力轉(zhuǎn)子表面熱拉應(yīng)力轉(zhuǎn)子中心孔表面熱壓應(yīng)力汽缸啟動(dòng)停機(jī)汽缸內(nèi)壁面熱壓應(yīng)力汽缸外壁面熱拉應(yīng)力汽缸內(nèi)壁面熱拉應(yīng)力汽缸外壁面熱壓應(yīng)力交變熱應(yīng)力低周疲勞轉(zhuǎn)子易出現(xiàn)裂紋產(chǎn)生熱應(yīng)力的根本原因：零部件內(nèi)溫度分布不均勻或零部件變形受到3法蘭啟動(dòng)停機(jī)法蘭內(nèi)側(cè)面熱壓應(yīng)力法蘭外側(cè)面熱拉應(yīng)力法蘭內(nèi)側(cè)面熱拉應(yīng)力法蘭外側(cè)面熱壓應(yīng)力法蘭螺栓加熱裝置法蘭啟動(dòng)停機(jī)法蘭內(nèi)側(cè)面熱壓應(yīng)力法蘭外側(cè)面熱拉應(yīng)力法蘭內(nèi)側(cè)面熱4汽輪機(jī)運(yùn)行講課教案課件5三、汽輪機(jī)部件內(nèi)的熱變形當(dāng)轉(zhuǎn)子或汽缸周向溫度不均、膨脹量不同時(shí)，產(chǎn)生熱變形。迫使汽缸拱曲和橢圓變形、轉(zhuǎn)子彎曲，使汽封的徑向間隙變化。1上下汽缸溫差引起的熱變形啟動(dòng)、停機(jī)過(guò)程中上下汽缸的溫差，造成上缸膨脹大于下缸，而使上缸向上拱起，下汽缸底部動(dòng)靜部分徑向間隙減少三、汽輪機(jī)部件內(nèi)的熱變形當(dāng)轉(zhuǎn)子或汽缸周向溫度不均、膨脹量不同6（3）停機(jī)后汽缸內(nèi)形成空氣對(duì)流，溫度較高的空氣聚集在上缸，下缸內(nèi)的空氣溫度較低，使上下汽缸的冷卻條件產(chǎn)生差異，從而增大了上下汽缸的溫差；（2）汽缸內(nèi)部因溫度較高的蒸汽上升，凝結(jié)放熱大于凝結(jié)水下流的放熱，而蒸汽凝結(jié)的疏水流至下缸經(jīng)疏水管排出，疏水水膜降低了下缸受熱條件；（4）一般情況下，下汽缸的保溫不如上缸，運(yùn)行時(shí)，由于振動(dòng)，下缸保溫材料容易脫落；（5）上下汽缸冷卻條件不同，下缸置于溫度較低的運(yùn)行平臺(tái)以下并造成空氣對(duì)流，增大了溫差。（1）上下汽缸質(zhì)量和散熱面積不同。下缸比上缸質(zhì)量大，且下缸布置有回?zé)岢槠艿篮褪杷艿?，散熱面積大，因而，在同樣保溫、加熱或冷卻條件下，上缸溫度比下缸溫度高；汽輪機(jī)在啟動(dòng)、停機(jī)過(guò)程中，上下汽缸往往出現(xiàn)溫差，即上缸溫度高于下缸溫度，其主要原因如下：（3）停機(jī)后汽缸內(nèi)形成空氣對(duì)流，溫度較高的空氣聚集在上缸7為控制上下汽缸溫差啟動(dòng)過(guò)程嚴(yán)格控制溫升速度高加滑啟保證汽缸疏水暢通維修方面采用較好的保溫結(jié)構(gòu)和選用優(yōu)質(zhì)保溫材料，并可適當(dāng)加厚保溫層加裝擋風(fēng)板，以減少空氣對(duì)流2法蘭熱翹曲當(dāng)汽缸法蘭內(nèi)壁溫度高于外壁溫度時(shí)，內(nèi)壁金屬伸長(zhǎng)較多，外壁金屬伸長(zhǎng)較少，這樣就會(huì)使法蘭在水平面內(nèi)產(chǎn)生熱彎曲。溫差過(guò)大，塑性變形。為控制上下啟動(dòng)過(guò)程嚴(yán)格控制溫升速度高加滑啟保證汽缸疏水暢通維8變形前汽缸前后兩端變形汽缸中間段變形法蘭內(nèi)外壁溫差的極限不大于100℃（沒(méi)有法蘭螺栓加熱裝置）或30℃(有法蘭螺栓加熱裝置)3轉(zhuǎn)子熱彎曲如果上下缸溫差作用在靜止的轉(zhuǎn)子上，引起轉(zhuǎn)子的熱彎曲，向上缸拱起，彈性彎曲，溫差過(guò)大引起塑性彎曲變形前汽缸前后汽缸中間法蘭內(nèi)外壁溫差的極限不大于100℃（沒(méi)9第二節(jié)汽輪機(jī)的啟動(dòng)與停機(jī)第二節(jié)汽輪機(jī)的啟動(dòng)與停機(jī)10第二節(jié)汽輪機(jī)啟停概述一、啟動(dòng)方式分類機(jī)組狀態(tài)變化最為劇烈的運(yùn)行工況是啟停工況。溫度、應(yīng)力的變化疲勞、蠕變損傷，機(jī)組的壽命損耗汽輪機(jī)啟動(dòng)方式大致可分為四類：1.按新汽參數(shù)分類

額定參數(shù)啟動(dòng)滑參數(shù)啟動(dòng)整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程中電動(dòng)主閘門前的蒸汽參數(shù)（壓力、溫度）始終保持額定額定參數(shù)啟動(dòng)的缺點(diǎn)：沖轉(zhuǎn)參數(shù)高，機(jī)爐分開(kāi)啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)；冷態(tài)或溫態(tài)啟動(dòng)時(shí)，進(jìn)汽溫度高，溫差大，參數(shù)高進(jìn)汽量小，汽缸和轉(zhuǎn)子受熱不均勻，調(diào)門節(jié)流大，調(diào)節(jié)級(jí)后溫度變化劇烈，熱應(yīng)力大，為減少熱應(yīng)力，進(jìn)一步延長(zhǎng)啟動(dòng)時(shí)間；機(jī)爐分開(kāi)啟動(dòng)，延長(zhǎng)了啟動(dòng)時(shí)間，增大了燃料損耗。真空法啟動(dòng)壓力法啟動(dòng)額定參數(shù)啟動(dòng)適用于母管制機(jī)組第二節(jié)汽輪機(jī)啟停概述一、啟動(dòng)方式分類機(jī)組狀態(tài)變化最為11滑參數(shù)啟動(dòng)啟動(dòng)過(guò)程中，電動(dòng)主閘門前的蒸汽參數(shù)隨機(jī)組轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的變化而逐漸升高。真空法啟動(dòng)鍋爐點(diǎn)火前從鍋爐汽包到汽輪機(jī)之間的蒸汽管道上的所有閥門均全部開(kāi)啟，機(jī)組熱力系統(tǒng)上的空氣閥、疏水閥全部關(guān)閉，汽輪機(jī)盤車抽真空一直抽到鍋爐汽包，然后鍋爐點(diǎn)火后產(chǎn)生蒸汽后，送入汽輪機(jī)暖機(jī)，蒸汽參數(shù)達(dá)到一定值，汽輪機(jī)被沖動(dòng)旋轉(zhuǎn)，并隨蒸汽參數(shù)的逐漸升高而升速、帶負(fù)荷。全部啟動(dòng)過(guò)程由鍋爐進(jìn)行控制。不常用壓力法啟動(dòng)抽真空投盤車時(shí)，汽輪機(jī)主汽閥和調(diào)節(jié)閥門是關(guān)閉狀態(tài)。鍋爐點(diǎn)火，蒸汽升溫升壓，待主汽閥前蒸汽參數(shù)達(dá)到一定值時(shí)，例如：壓力升至0.98～1.47MPa，溫度為240～250℃，開(kāi)始沖轉(zhuǎn)升速，這一過(guò)程中，為了使汽壓和汽溫穩(wěn)定，鍋爐不宜進(jìn)行過(guò)大的燃燒調(diào)整。利用調(diào)節(jié)閥門或主汽閥控制轉(zhuǎn)速，增加進(jìn)汽量，進(jìn)行沖轉(zhuǎn)、升速、和并網(wǎng)帶少量負(fù)荷，蒸汽壓力值由旁路閥控制保持不變，允許汽溫按規(guī)律升高，在旁路閥關(guān)閉后，再通過(guò)加強(qiáng)鍋爐燃燒提高主蒸汽參數(shù)，增加機(jī)組負(fù)荷至滿負(fù)荷。常用滑參數(shù)啟動(dòng)啟動(dòng)過(guò)程中，電動(dòng)主閘門前的蒸汽參數(shù)隨機(jī)組轉(zhuǎn)速和負(fù)荷122．按沖轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)汽方式分類（1）高中壓缸啟動(dòng)：蒸汽同時(shí)進(jìn)入高、中壓缸沖動(dòng)轉(zhuǎn)子，高中、壓缸同時(shí)受熱，可以使汽缸和轉(zhuǎn)子所受熱沖擊較小(相對(duì)額定參數(shù)啟動(dòng))，加熱均勻，降低熱應(yīng)力，縮短啟動(dòng)時(shí)間。但是，對(duì)于高中、壓缸反向布置的機(jī)組，控制相對(duì)脹差不利。再熱汽溫低，造成中壓缸升溫速度慢，限制了啟動(dòng)速度。（2）中壓缸啟動(dòng)：沖轉(zhuǎn)時(shí)，高壓缸不進(jìn)汽，處于暖缸狀態(tài)，主蒸汽經(jīng)高壓旁路進(jìn)入再熱器，當(dāng)再熱蒸汽參數(shù)達(dá)到機(jī)組沖轉(zhuǎn)要求的數(shù)值后，開(kāi)中壓主汽門，用中調(diào)門控制進(jìn)汽沖轉(zhuǎn)，待轉(zhuǎn)速升至2500～2600rpm或并網(wǎng)帶一定負(fù)荷后，再切換為高、中壓缸同時(shí)進(jìn)汽。對(duì)控制機(jī)組相對(duì)脹差有利，可以將高壓缸的相對(duì)脹差排除在外?？墒乖贌嵴羝麉?shù)容易達(dá)到?jīng)_轉(zhuǎn)要求，同時(shí)高壓缸在暖缸過(guò)程中可以提高金屬溫度水平使進(jìn)汽時(shí)金屬溫度與主蒸汽溫度匹配，解決了汽輪機(jī)啟動(dòng)沖轉(zhuǎn)時(shí)主蒸汽、再熱蒸汽溫度與高、中壓缸金屬溫度難以匹配問(wèn)題，具有降低高、中壓轉(zhuǎn)子的壽命損耗，改善汽缸熱膨脹和縮短啟動(dòng)時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)。但要求啟動(dòng)參數(shù)的選擇合理，以避免高壓缸進(jìn)汽時(shí)產(chǎn)生較大的熱沖擊。（3）高壓缸啟動(dòng)。機(jī)組啟動(dòng)沖轉(zhuǎn)時(shí)，高、低壓旁路閥門關(guān)閉，中壓主汽閥和調(diào)節(jié)閥全開(kāi)，由高壓主汽閥和調(diào)節(jié)閥控制進(jìn)汽沖轉(zhuǎn)、升速、并網(wǎng)、帶負(fù)荷。機(jī)組沖轉(zhuǎn)前，2．按沖轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)汽方式分類（1）高中壓缸啟動(dòng)：蒸汽同時(shí)進(jìn)入高133．按啟動(dòng)前汽輪機(jī)金屬溫度水平分類高壓缸啟動(dòng)時(shí)按調(diào)節(jié)級(jí)處金屬溫度劃分；中壓缸啟動(dòng)時(shí)按中壓第一壓力級(jí)處金屬溫度劃分(1)冷態(tài)啟動(dòng)：金屬溫度低于滿負(fù)荷時(shí)金屬溫度的40%左右或150～180℃以下稱為冷態(tài)啟動(dòng)。(2)溫態(tài)啟動(dòng)：金屬溫度在滿負(fù)荷時(shí)金屬溫度的40%-80%之間或低于180～350℃之間稱為溫態(tài)啟動(dòng)。(3)熱態(tài)啟動(dòng)：金屬溫度高于滿負(fù)荷時(shí)金屬溫度的80%或在350℃以上，稱為熱態(tài)啟動(dòng)。有時(shí)熱態(tài)又分為熱態(tài)（350～450℃）和極熱態(tài)（450℃以上）。3．按啟動(dòng)前汽輪機(jī)金屬溫度水平分類高壓缸啟動(dòng)時(shí)按調(diào)節(jié)級(jí)處金屬14有的國(guó)家按停機(jī)時(shí)間的長(zhǎng)短分類（1）停機(jī)一周或一周以上，稱為冷態(tài)啟動(dòng)。（2）停機(jī)兩晝夜（48小時(shí)），稱為溫態(tài)啟動(dòng)。（3）停機(jī)8小時(shí)稱為熱態(tài)啟動(dòng)。（4）停機(jī)2小時(shí)稱為極熱態(tài)啟動(dòng)。4．按沖轉(zhuǎn)時(shí)的控制進(jìn)汽閥分類（1）調(diào)節(jié)汽閥啟動(dòng)：?jiǎn)?dòng)時(shí)，電動(dòng)主汽門和自動(dòng)主汽閥處于全開(kāi)位置，進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽流量由依次開(kāi)啟的調(diào)節(jié)閥門控制。這種控制方式由于調(diào)節(jié)閥門較小易于控制流量，但由于調(diào)節(jié)門依次開(kāi)啟，汽機(jī)頭部進(jìn)汽不勻，易造成受熱不勻。有的國(guó)家按停機(jī)時(shí)間的長(zhǎng)短分類（1）停機(jī)一周或一周以上，稱為15（2）自動(dòng)主汽門啟動(dòng)：?jiǎn)?dòng)時(shí)，電動(dòng)主汽門和調(diào)節(jié)閥處于全開(kāi)位置，由自動(dòng)主汽閥控制進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽流量，控制汽機(jī)轉(zhuǎn)速。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到2900rpm時(shí)，切換為調(diào)節(jié)閥進(jìn)汽方式（即由TV方式切換為GV方式），繼續(xù)升速到定值。（3）電動(dòng)主閘門的旁路閥啟動(dòng)：?jiǎn)?dòng)前，調(diào)節(jié)閥門全開(kāi)，用電動(dòng)主汽門的旁路門控制蒸汽流量。由于該旁路門流量較小，便于控制?，F(xiàn)代大容量單元機(jī)組，由于設(shè)備可靠性提高，為了簡(jiǎn)化系統(tǒng)，現(xiàn)在大都取消了該閥門。（2）自動(dòng)主汽門啟動(dòng)：?jiǎn)?dòng)時(shí)，電動(dòng)主汽門和調(diào)節(jié)閥處于全開(kāi)位置16三、啟動(dòng)過(guò)程的主要階段(1)啟動(dòng)前的準(zhǔn)備階段。為機(jī)組啟動(dòng)準(zhǔn)備相應(yīng)的條件，主要包括設(shè)備、系統(tǒng)和儀表的檢查及試驗(yàn)；輔助設(shè)備、系統(tǒng)的檢查和啟動(dòng)；油系統(tǒng)的檢查和試驗(yàn)；投入盤車；調(diào)節(jié)保護(hù)系統(tǒng)校驗(yàn)；汽源準(zhǔn)備等工作。(2)沖轉(zhuǎn)升速階段。在確保機(jī)組安全的條件下，當(dāng)沖轉(zhuǎn)條件滿足后，汽輪機(jī)進(jìn)汽沖轉(zhuǎn)，將轉(zhuǎn)子由靜止?fàn)顟B(tài)逐步升速到額定轉(zhuǎn)速的過(guò)程。(3)定速并網(wǎng)階段。當(dāng)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在同步轉(zhuǎn)速，經(jīng)全面檢查確認(rèn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常,并網(wǎng)功率運(yùn)行。(4)帶負(fù)荷階段。在機(jī)組并網(wǎng)后，將機(jī)組的輸出電功率逐漸增加至額定值，或某一要求的負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行。三、啟動(dòng)過(guò)程的主要階段(1)啟動(dòng)前的準(zhǔn)備階段。為機(jī)組啟動(dòng)準(zhǔn)備17四、滑參數(shù)啟動(dòng)的特點(diǎn) 滑參數(shù)啟動(dòng)與額定參數(shù)啟動(dòng)相比有以下的優(yōu)缺點(diǎn):（1）縮短了機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間，提高了機(jī)組的機(jī)動(dòng)性。（2）滑參數(shù)啟動(dòng)可在較小的熱沖擊下得到較大的金屬加熱速度，從而改善了機(jī)組加熱的條件。（3）滑參數(shù)啟動(dòng)時(shí)，容積流量大，可較方便地控制和調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速與負(fù)荷，且不至造成金屬溫差超限。（4）減少了工質(zhì)的損失，提高了電廠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性（5）滑參數(shù)啟動(dòng)升速和接帶負(fù)荷時(shí)，可做到調(diào)節(jié)汽門全開(kāi)全周進(jìn)汽。（6）滑參數(shù)啟動(dòng)時(shí)，通過(guò)汽輪機(jī)的蒸汽流量大，可有效地冷卻低壓段。（7）滑參數(shù)啟動(dòng)可事先做好系統(tǒng)的準(zhǔn)備工作，使啟動(dòng)操作大為簡(jiǎn)化四、滑參數(shù)啟動(dòng)的特點(diǎn)18五、汽輪機(jī)的停機(jī)汽輪機(jī)停機(jī)是指機(jī)組由帶負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)到卸去全部負(fù)荷、發(fā)電機(jī)從電網(wǎng)中解列、汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)動(dòng)至靜止的過(guò)程。汽輪機(jī)停機(jī)過(guò)程是金屬部件逐漸冷卻的過(guò)程。1．停機(jī)方式的分類1）正常停機(jī)：是根據(jù)機(jī)組或外負(fù)荷的情況，主動(dòng)進(jìn)行的停機(jī)，它又分為滑參數(shù)停機(jī)和額定參數(shù)停機(jī)。滑參數(shù)停機(jī)多用于需進(jìn)行大修或小修而進(jìn)行的停機(jī)額定參數(shù)停機(jī)多用于調(diào)峰停機(jī)或短時(shí)間消缺2）事故停機(jī)：五、汽輪機(jī)的停機(jī)汽輪機(jī)停機(jī)是指機(jī)組由帶負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)到卸去全部19事故停機(jī)是指機(jī)組監(jiān)視參數(shù)超限，保護(hù)裝置動(dòng)作或手動(dòng)打閘，機(jī)組從運(yùn)行負(fù)荷瞬間降至零負(fù)荷，發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)解列，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)入惰走階段的停機(jī)過(guò)程。事故停機(jī)根據(jù)事故的嚴(yán)重程度又分為一般事故停機(jī)和緊急事故停機(jī)，其主要區(qū)別在于機(jī)組解列時(shí)是否立即打開(kāi)真空破壞閥。緊急事故停機(jī)在停機(jī)信號(hào)發(fā)出后，立即破壞真空。2．停機(jī)過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題汽輪機(jī)的停機(jī)過(guò)程是機(jī)組從熱態(tài)到冷態(tài)，從額定轉(zhuǎn)速到零轉(zhuǎn)速的動(dòng)態(tài)過(guò)程。在這個(gè)過(guò)中，如果運(yùn)行操作不當(dāng)，就會(huì)造成設(shè)備的損壞，所以必須給予足夠的重視。事故停機(jī)是指機(jī)組監(jiān)視參數(shù)超限，保護(hù)裝置動(dòng)作或手動(dòng)事故停機(jī)根據(jù)20在停機(jī)過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視機(jī)組的各種參數(shù)，如蒸汽參數(shù)、轉(zhuǎn)子的脹差、軸向位移、振動(dòng)和熱應(yīng)力、軸承金屬溫度和油溫、油壓等。停機(jī)過(guò)程中由于轉(zhuǎn)子被冷卻，會(huì)出現(xiàn)負(fù)脹差；汽輪機(jī)停機(jī)后，汽缸和轉(zhuǎn)子的金屬溫度還較高，需要一個(gè)逐漸冷卻的過(guò)程，此時(shí)，必須保持盤車裝置連續(xù)運(yùn)行，一直到金屬溫度冷卻到120~150℃后，才允許停盤車。盤車運(yùn)行時(shí)，潤(rùn)滑油系統(tǒng)和頂軸油泵必須維持運(yùn)行。盤車運(yùn)行期間，不允許拆除保溫設(shè)施。在停機(jī)過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視機(jī)組的各種參數(shù)，如蒸汽參停機(jī)過(guò)程中21本章結(jié)束本章結(jié)束22汽輪機(jī)運(yùn)行教學(xué)目標(biāo):使學(xué)生了解汽輪機(jī)啟動(dòng)與停機(jī)過(guò)程中的熱應(yīng)力、熱膨脹及熱變形的基本特點(diǎn)；汽輪機(jī)啟動(dòng)與停機(jī)的基本方式；汽輪機(jī)冷態(tài)滑參數(shù)啟動(dòng)過(guò)程以及汽輪機(jī)停機(jī)過(guò)程。知識(shí)點(diǎn)：轉(zhuǎn)子與汽缸熱應(yīng)力、熱膨脹、熱變形的產(chǎn)生原因及變化特點(diǎn)；汽輪機(jī)的啟動(dòng)與停機(jī)；汽輪機(jī)冷態(tài)滑參數(shù)啟動(dòng)。重點(diǎn)：汽輪機(jī)的啟動(dòng)與停機(jī)；冷態(tài)滑參數(shù)啟動(dòng)基本過(guò)程。難點(diǎn)：汽輪機(jī)的啟動(dòng)與停機(jī)中的參數(shù)控制。汽輪機(jī)運(yùn)行教學(xué)目標(biāo):使學(xué)生了解汽輪機(jī)啟動(dòng)與停機(jī)過(guò)程中的熱應(yīng)23第一節(jié)汽輪機(jī)主要零部件的熱應(yīng)力、熱膨脹和熱變形一、汽輪機(jī)部件內(nèi)的熱應(yīng)力汽輪機(jī)啟停機(jī)或變負(fù)荷過(guò)程中，其零部件由于溫度變化而產(chǎn)生膨脹或收縮變形。熱變形熱應(yīng)力熱變形受到外部約束或內(nèi)部金屬纖維間的約束時(shí)，在零件內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，這種由于溫度或溫差引起的應(yīng)力稱為溫度應(yīng)力或熱應(yīng)力。第一節(jié)汽輪機(jī)主要零部件的熱應(yīng)力、熱膨脹和熱變形一、汽輪機(jī)部24產(chǎn)生熱應(yīng)力的根本原因：零部件內(nèi)溫度分布不均勻或零部件變形受到約束。熱壓冷拉轉(zhuǎn)子啟動(dòng)停機(jī)轉(zhuǎn)子表面熱壓應(yīng)力轉(zhuǎn)子中心孔表面熱拉應(yīng)力轉(zhuǎn)子表面熱拉應(yīng)力轉(zhuǎn)子中心孔表面熱壓應(yīng)力汽缸啟動(dòng)停機(jī)汽缸內(nèi)壁面熱壓應(yīng)力汽缸外壁面熱拉應(yīng)力汽缸內(nèi)壁面熱拉應(yīng)力汽缸外壁面熱壓應(yīng)力交變熱應(yīng)力低周疲勞轉(zhuǎn)子易出現(xiàn)裂紋產(chǎn)生熱應(yīng)力的根本原因：零部件內(nèi)溫度分布不均勻或零部件變形受到25法蘭啟動(dòng)停機(jī)法蘭內(nèi)側(cè)面熱壓應(yīng)力法蘭外側(cè)面熱拉應(yīng)力法蘭內(nèi)側(cè)面熱拉應(yīng)力法蘭外側(cè)面熱壓應(yīng)力法蘭螺栓加熱裝置法蘭啟動(dòng)停機(jī)法蘭內(nèi)側(cè)面熱壓應(yīng)力法蘭外側(cè)面熱拉應(yīng)力法蘭內(nèi)側(cè)面熱26汽輪機(jī)運(yùn)行講課教案課件27三、汽輪機(jī)部件內(nèi)的熱變形當(dāng)轉(zhuǎn)子或汽缸周向溫度不均、膨脹量不同時(shí)，產(chǎn)生熱變形。迫使汽缸拱曲和橢圓變形、轉(zhuǎn)子彎曲，使汽封的徑向間隙變化。1上下汽缸溫差引起的熱變形啟動(dòng)、停機(jī)過(guò)程中上下汽缸的溫差，造成上缸膨脹大于下缸，而使上缸向上拱起，下汽缸底部動(dòng)靜部分徑向間隙減少三、汽輪機(jī)部件內(nèi)的熱變形當(dāng)轉(zhuǎn)子或汽缸周向溫度不均、膨脹量不同28（3）停機(jī)后汽缸內(nèi)形成空氣對(duì)流，溫度較高的空氣聚集在上缸，下缸內(nèi)的空氣溫度較低，使上下汽缸的冷卻條件產(chǎn)生差異，從而增大了上下汽缸的溫差；（2）汽缸內(nèi)部因溫度較高的蒸汽上升，凝結(jié)放熱大于凝結(jié)水下流的放熱，而蒸汽凝結(jié)的疏水流至下缸經(jīng)疏水管排出，疏水水膜降低了下缸受熱條件；（4）一般情況下，下汽缸的保溫不如上缸，運(yùn)行時(shí)，由于振動(dòng)，下缸保溫材料容易脫落；（5）上下汽缸冷卻條件不同，下缸置于溫度較低的運(yùn)行平臺(tái)以下并造成空氣對(duì)流，增大了溫差。（1）上下汽缸質(zhì)量和散熱面積不同。下缸比上缸質(zhì)量大，且下缸布置有回?zé)岢槠艿篮褪杷艿溃崦娣e大，因而，在同樣保溫、加熱或冷卻條件下，上缸溫度比下缸溫度高；汽輪機(jī)在啟動(dòng)、停機(jī)過(guò)程中，上下汽缸往往出現(xiàn)溫差，即上缸溫度高于下缸溫度，其主要原因如下：（3）停機(jī)后汽缸內(nèi)形成空氣對(duì)流，溫度較高的空氣聚集在上缸29為控制上下汽缸溫差啟動(dòng)過(guò)程嚴(yán)格控制溫升速度高加滑啟保證汽缸疏水暢通維修方面采用較好的保溫結(jié)構(gòu)和選用優(yōu)質(zhì)保溫材料，并可適當(dāng)加厚保溫層加裝擋風(fēng)板，以減少空氣對(duì)流2法蘭熱翹曲當(dāng)汽缸法蘭內(nèi)壁溫度高于外壁溫度時(shí)，內(nèi)壁金屬伸長(zhǎng)較多，外壁金屬伸長(zhǎng)較少，這樣就會(huì)使法蘭在水平面內(nèi)產(chǎn)生熱彎曲。溫差過(guò)大，塑性變形。為控制上下啟動(dòng)過(guò)程嚴(yán)格控制溫升速度高加滑啟保證汽缸疏水暢通維30變形前汽缸前后兩端變形汽缸中間段變形法蘭內(nèi)外壁溫差的極限不大于100℃（沒(méi)有法蘭螺栓加熱裝置）或30℃(有法蘭螺栓加熱裝置)3轉(zhuǎn)子熱彎曲如果上下缸溫差作用在靜止的轉(zhuǎn)子上，引起轉(zhuǎn)子的熱彎曲，向上缸拱起，彈性彎曲，溫差過(guò)大引起塑性彎曲變形前汽缸前后汽缸中間法蘭內(nèi)外壁溫差的極限不大于100℃（沒(méi)31第二節(jié)汽輪機(jī)的啟動(dòng)與停機(jī)第二節(jié)汽輪機(jī)的啟動(dòng)與停機(jī)32第二節(jié)汽輪機(jī)啟停概述一、啟動(dòng)方式分類機(jī)組狀態(tài)變化最為劇烈的運(yùn)行工況是啟停工況。溫度、應(yīng)力的變化疲勞、蠕變損傷，機(jī)組的壽命損耗汽輪機(jī)啟動(dòng)方式大致可分為四類：1.按新汽參數(shù)分類

額定參數(shù)啟動(dòng)滑參數(shù)啟動(dòng)整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程中電動(dòng)主閘門前的蒸汽參數(shù)（壓力、溫度）始終保持額定額定參數(shù)啟動(dòng)的缺點(diǎn)：沖轉(zhuǎn)參數(shù)高，機(jī)爐分開(kāi)啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)；冷態(tài)或溫態(tài)啟動(dòng)時(shí)，進(jìn)汽溫度高，溫差大，參數(shù)高進(jìn)汽量小，汽缸和轉(zhuǎn)子受熱不均勻，調(diào)門節(jié)流大，調(diào)節(jié)級(jí)后溫度變化劇烈，熱應(yīng)力大，為減少熱應(yīng)力，進(jìn)一步延長(zhǎng)啟動(dòng)時(shí)間；機(jī)爐分開(kāi)啟動(dòng)，延長(zhǎng)了啟動(dòng)時(shí)間，增大了燃料損耗。真空法啟動(dòng)壓力法啟動(dòng)額定參數(shù)啟動(dòng)適用于母管制機(jī)組第二節(jié)汽輪機(jī)啟停概述一、啟動(dòng)方式分類機(jī)組狀態(tài)變化最為33滑參數(shù)啟動(dòng)啟動(dòng)過(guò)程中，電動(dòng)主閘門前的蒸汽參數(shù)隨機(jī)組轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的變化而逐漸升高。真空法啟動(dòng)鍋爐點(diǎn)火前從鍋爐汽包到汽輪機(jī)之間的蒸汽管道上的所有閥門均全部開(kāi)啟，機(jī)組熱力系統(tǒng)上的空氣閥、疏水閥全部關(guān)閉，汽輪機(jī)盤車抽真空一直抽到鍋爐汽包，然后鍋爐點(diǎn)火后產(chǎn)生蒸汽后，送入汽輪機(jī)暖機(jī)，蒸汽參數(shù)達(dá)到一定值，汽輪機(jī)被沖動(dòng)旋轉(zhuǎn)，并隨蒸汽參數(shù)的逐漸升高而升速、帶負(fù)荷。全部啟動(dòng)過(guò)程由鍋爐進(jìn)行控制。不常用壓力法啟動(dòng)抽真空投盤車時(shí)，汽輪機(jī)主汽閥和調(diào)節(jié)閥門是關(guān)閉狀態(tài)。鍋爐點(diǎn)火，蒸汽升溫升壓，待主汽閥前蒸汽參數(shù)達(dá)到一定值時(shí)，例如：壓力升至0.98～1.47MPa，溫度為240～250℃，開(kāi)始沖轉(zhuǎn)升速，這一過(guò)程中，為了使汽壓和汽溫穩(wěn)定，鍋爐不宜進(jìn)行過(guò)大的燃燒調(diào)整。利用調(diào)節(jié)閥門或主汽閥控制轉(zhuǎn)速，增加進(jìn)汽量，進(jìn)行沖轉(zhuǎn)、升速、和并網(wǎng)帶少量負(fù)荷，蒸汽壓力值由旁路閥控制保持不變，允許汽溫按規(guī)律升高，在旁路閥關(guān)閉后，再通過(guò)加強(qiáng)鍋爐燃燒提高主蒸汽參數(shù)，增加機(jī)組負(fù)荷至滿負(fù)荷。常用滑參數(shù)啟動(dòng)啟動(dòng)過(guò)程中，電動(dòng)主閘門前的蒸汽參數(shù)隨機(jī)組轉(zhuǎn)速和負(fù)荷342．按沖轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)汽方式分類（1）高中壓缸啟動(dòng)：蒸汽同時(shí)進(jìn)入高、中壓缸沖動(dòng)轉(zhuǎn)子，高中、壓缸同時(shí)受熱，可以使汽缸和轉(zhuǎn)子所受熱沖擊較小(相對(duì)額定參數(shù)啟動(dòng))，加熱均勻，降低熱應(yīng)力，縮短啟動(dòng)時(shí)間。但是，對(duì)于高中、壓缸反向布置的機(jī)組，控制相對(duì)脹差不利。再熱汽溫低，造成中壓缸升溫速度慢，限制了啟動(dòng)速度。（2）中壓缸啟動(dòng)：沖轉(zhuǎn)時(shí)，高壓缸不進(jìn)汽，處于暖缸狀態(tài)，主蒸汽經(jīng)高壓旁路進(jìn)入再熱器，當(dāng)再熱蒸汽參數(shù)達(dá)到機(jī)組沖轉(zhuǎn)要求的數(shù)值后，開(kāi)中壓主汽門，用中調(diào)門控制進(jìn)汽沖轉(zhuǎn)，待轉(zhuǎn)速升至2500～2600rpm或并網(wǎng)帶一定負(fù)荷后，再切換為高、中壓缸同時(shí)進(jìn)汽。對(duì)控制機(jī)組相對(duì)脹差有利，可以將高壓缸的相對(duì)脹差排除在外?？墒乖贌嵴羝麉?shù)容易達(dá)到?jīng)_轉(zhuǎn)要求，同時(shí)高壓缸在暖缸過(guò)程中可以提高金屬溫度水平使進(jìn)汽時(shí)金屬溫度與主蒸汽溫度匹配，解決了汽輪機(jī)啟動(dòng)沖轉(zhuǎn)時(shí)主蒸汽、再熱蒸汽溫度與高、中壓缸金屬溫度難以匹配問(wèn)題，具有降低高、中壓轉(zhuǎn)子的壽命損耗，改善汽缸熱膨脹和縮短啟動(dòng)時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)。但要求啟動(dòng)參數(shù)的選擇合理，以避免高壓缸進(jìn)汽時(shí)產(chǎn)生較大的熱沖擊。（3）高壓缸啟動(dòng)。機(jī)組啟動(dòng)沖轉(zhuǎn)時(shí)，高、低壓旁路閥門關(guān)閉，中壓主汽閥和調(diào)節(jié)閥全開(kāi)，由高壓主汽閥和調(diào)節(jié)閥控制進(jìn)汽沖轉(zhuǎn)、升速、并網(wǎng)、帶負(fù)荷。機(jī)組沖轉(zhuǎn)前，2．按沖轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)汽方式分類（1）高中壓缸啟動(dòng)：蒸汽同時(shí)進(jìn)入高353．按啟動(dòng)前汽輪機(jī)金屬溫度水平分類高壓缸啟動(dòng)時(shí)按調(diào)節(jié)級(jí)處金屬溫度劃分；中壓缸啟動(dòng)時(shí)按中壓第一壓力級(jí)處金屬溫度劃分(1)冷態(tài)啟動(dòng)：金屬溫度低于滿負(fù)荷時(shí)金屬溫度的40%左右或150～180℃以下稱為冷態(tài)啟動(dòng)。(2)溫態(tài)啟動(dòng)：金屬溫度在滿負(fù)荷時(shí)金屬溫度的40%-80%之間或低于180～350℃之間稱為溫態(tài)啟動(dòng)。(3)熱態(tài)啟動(dòng)：金屬溫度高于滿負(fù)荷時(shí)金屬溫度的80%或在350℃以上，稱為熱態(tài)啟動(dòng)。有時(shí)熱態(tài)又分為熱態(tài)（350～450℃）和極熱態(tài)（450℃以上）。3．按啟動(dòng)前汽輪機(jī)金屬溫度水平分類高壓缸啟動(dòng)時(shí)按調(diào)節(jié)級(jí)處金屬36有的國(guó)家按停機(jī)時(shí)間的長(zhǎng)短分類（1）停機(jī)一周或一周以上，稱為冷態(tài)啟動(dòng)。（2）停機(jī)兩晝夜（48小時(shí)），稱為溫態(tài)啟動(dòng)。（3）停機(jī)8小時(shí)稱為熱態(tài)啟動(dòng)。（4）停機(jī)2小時(shí)稱為極熱態(tài)啟動(dòng)。4．按沖轉(zhuǎn)時(shí)的控制進(jìn)汽閥分類（1）調(diào)節(jié)汽閥啟動(dòng)：?jiǎn)?dòng)時(shí)，電動(dòng)主汽門和自動(dòng)主汽閥處于全開(kāi)位置，進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽流量由依次開(kāi)啟的調(diào)節(jié)閥門控制。這種控制方式由于調(diào)節(jié)閥門較小易于控制流量，但由于調(diào)節(jié)門依次開(kāi)啟，汽機(jī)頭部進(jìn)汽不勻，易造成受熱不勻。有的國(guó)家按停機(jī)時(shí)間的長(zhǎng)短分類（1）停機(jī)一周或一周以上，稱為37（2）自動(dòng)主汽門啟動(dòng)：?jiǎn)?dòng)時(shí)，電動(dòng)主汽門和調(diào)節(jié)閥處于全開(kāi)位置，由自動(dòng)主汽閥控制進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽流量，控制汽機(jī)轉(zhuǎn)速。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到2900rpm時(shí)，切換為調(diào)節(jié)閥進(jìn)汽方式（即由TV方式切換為GV方式），繼續(xù)升速到定值。（3）電動(dòng)主閘門的旁路閥啟動(dòng)：?jiǎn)?dòng)前，調(diào)節(jié)閥門全開(kāi)，用電動(dòng)主汽門的旁路門控制蒸汽流量。由于該旁路門流量較小，便于控制?，F(xiàn)代大容量單元機(jī)組，由于設(shè)備可靠性提高，為了簡(jiǎn)化系統(tǒng)，現(xiàn)在大都取消了該閥門。（2）自動(dòng)主汽門啟動(dòng)：?jiǎn)?dòng)時(shí)，電動(dòng)主汽門和調(diào)節(jié)閥處于全開(kāi)位置38三、啟動(dòng)過(guò)程的主要階段(1)啟動(dòng)前的準(zhǔn)備階段。為機(jī)組啟動(dòng)準(zhǔn)備相應(yīng)的條件，主要包括設(shè)備、系統(tǒng)和儀表的檢查及試驗(yàn)；輔助設(shè)備、系統(tǒng)的檢查和啟動(dòng)；油系統(tǒng)的檢查和試驗(yàn)；投入盤車；調(diào)節(jié)保護(hù)系統(tǒng)校驗(yàn)；汽源準(zhǔn)備等工作。(2)沖轉(zhuǎn)升速階段。在確保機(jī)組安全的條件下，當(dāng)沖轉(zhuǎn)條件滿足后，汽輪機(jī)進(jìn)汽沖轉(zhuǎn)，將轉(zhuǎn)子由靜止?fàn)顟B(tài)逐步升速到額定轉(zhuǎn)速的過(guò)程。(3)定速并網(wǎng)階段。當(dāng)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在同步轉(zhuǎn)速，經(jīng)全面檢查確認(rèn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常,并網(wǎng)功率運(yùn)行。(4)帶負(fù)荷階段。在機(jī)組并網(wǎng)后，將機(jī)組的輸出電功率逐漸增加至額定值，或某一要求的負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行。三、啟動(dòng)過(guò)程的主要階段(1)啟動(dòng)前的準(zhǔn)備階段。為機(jī)組啟動(dòng)準(zhǔn)備3