汽轮机的运行.doc

第三章第一节 汽轮机的启动3一、汽轮机组启动的基本要求3二、汽轮机启动方式分类8三、汽轮机启动的主要阶段10四、汽轮机冷态启动10五、汽轮机热态启动29第二节 汽轮机停机41一、停机方式的分类41二、正常停机42三、滑参数停机43四、事故停机48五、汽轮机停机后的操作与维护51六、汽轮机的快速冷却54七、汽轮机启停相关专业理论基础知识56第三节 汽轮机运行57一、汽轮机正常运行维护57二、汽轮机运行中的主要监督项目68三、汽轮机运行中的定期工作76四、汽轮机的运行方式77五、汽轮机组的负荷控制79六、汽轮机单阀控制与顺序阀控制83七、汽轮机组的运行优化管理86八、汽轮机运行相关专业理论基础知识87第四节 汽轮机试验90一、汽轮机试验总则90二、汽轮机试验介绍91三、汽轮机试验相关专业理论基础知识112第五节 汽轮机保护116一、汽轮机保护的设计原则116二、汽轮机保护系统组成119三、汽轮机保护主要项目及功能120四、汽轮机主保护配置情况132五、汽轮机保护动作结果133六、汽轮机保护相关专业理论基础知识136第三章 汽轮机的运行汽轮机运行所涉及的内容非常广泛，就运行工况看，包括汽轮机的启动、停机、带负荷运行等工况。此外，汽轮机的试验、汽轮机设备保护等也属于运行方面的内容。汽轮机从静止状态到工作状态的启动过程和从工作状态到静止状态的停机过程中，各零部件的工作参数都将发生剧烈变化，因此可以认为启动和停机过程是汽轮机运行中最复杂的运行工况。而这些剧烈变化的工作参数中，对机组安全运行起决定因素的则是温度的变化。在机组的启动停机过程中，由于温度的剧烈变化，以及汽轮机各零部件的尺寸很大且工作条件不同，必将在各零部件中形成温度梯度，从而产生热变形和热应力，当综合应力达到相当高的水平，甚至超出屈服极限，使这些高温度部件遭受一定损伤，这种损伤的累积最终导致部件损坏。启动时，转子表面先被加热而膨胀，但此时轴孔内腔部位则处于冷状态，它限制表面的膨胀，从而使转子表面层内产生热压应力，而轴孔内腔部位则承受热拉应力。停机时，转子表面先受冷，而轴孔腔室部位却保持较高温度，从而使表面层承受拉应力而轴孔部位承受压应力。显然，汽轮机每启停一次，转子内外表层就承受一次压缩和拉伸，这种压缩和拉伸反复作用，就会引起金属材料的疲劳损伤，就有可能出现裂纹。目前把转子金属材料承受一次加热和冷却称作一次温度循环（或热循环），由此而引起的疲劳则称为低周疲劳，并且用转子的寿命损耗来计量。这就是说，汽轮机每启停一次，转子的寿命就要被损耗掉一部分，这种交变热应力成千上万次的作用，转子表面就会因材料达到疲劳而出现裂纹。目前，大容量汽轮机都是以高压转子及中压转子的热应力水平来控制汽轮机的启动，以使汽轮机的寿命损耗率在允许范围之内，从而实现寿命管理，保证机组在服役期的安全。运行人员的首要任务是保证汽轮机的安全运行，在保证机组安全运行的前提下不断提高设备运行的经济性也是运行人员的重要任务。第一节 汽轮机的启动一、 汽轮机组启动的基本要求汽轮机的启动是指汽轮机转子从静止状态升速到额定转速，并将负荷加到额定负荷的过程，汽轮机启动是汽轮机热力状态和机械状态最不稳定、最复杂的过程。因为启动过程中，在设备部件上产生的热应力和机械应力往往是叠加的，在热态启动时，还要增加一些在停机过程中遗留的问题，使情况更为复杂。1. 汽轮机启动的基本要求汽轮机在启动过程中，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，汽轮机的启动过程的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改变。600MW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、升速暖机及并网后接带负荷等几个阶段。对于机组启动的基本要求是：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内的机动性。对汽机本体来说，所谓保证安全就是在启动过程中使机组各部分的热应力、热变形、转子和汽缸的胀差以及机组的振动均维持在允许的范围内，尽快地把机组的金属温度均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。600MW汽轮机组的运行经验证明，热应力、热变形、胀差和振动四个问题，经常成为影响机组正常启动的主要问题，尤其是国产机组，这些问题常常成为满足启动基本要求的制约因素。1.1 热应力在汽轮机启动、停机或变负荷过程中，其零部件由于温度变化而产生膨胀和收缩变化，称为热变形。当热变形受到某种约束（包括金属纤维之间的约束）时，则要在零部件内产生应力，这种由于温度（或温差）引起的应力称为温度热应力或热应力。应该指出，当温度变化时，若零部件内各点的温度分布均匀，且变形不受任何约束，则零部件仅产生热变形而不会产生热应力。当此热变形受到某种约束时，则在零部件内部产生热应力。当物体的温度变化不均匀时，即使没有外界约束条件，也将产生热应力。由此可知，引起热应力的根本原因是温度变化时，零部件内温度分布不均匀或零部件变形受到约束。汽轮机在启、停或变负荷运行时，接触汽轮机汽缸和转子各段的蒸汽温度变化引起汽缸、法兰、转子温度变化，因此汽缸、法兰、转子等部件内部都存在温度差，由于金属纤维之间的约束，这些零部件内产生热变形和热应力，其形式表现为不均匀受热物体的热变形、热应力。热应力的大小和方向与零部件内的温度场情况与运行方式有关。现以法兰为例来说明产生热应力的情况。沿着法兰宽度方向有温差存在，因此会产生热应力，启动时，法兰外侧的温度低于内侧的温度，因而受热后内侧膨胀大，外侧膨胀小，外侧就会阻止内侧自由热膨胀，其结果是内侧产生压缩热应力，而外侧受到拉伸热应力。停机时，情况则相反，法兰外侧温度大于内侧温度，这时，内侧为拉伸热应力，外侧为压缩热应力。如果机组不断启停，汽缸和法兰内外侧就要承受交变的热应力。为了防止出现过高的热应力，应该限制汽缸和法兰在宽度上的温差在允许的范围内，有时也用温升速度或温降速度作为限制热应力的指标。对于汽轮机转子来说，在启动过程中，除热应力外，还有不可忽视的离心应力的影响。离心应力是一种拉应力，对热应力中的拉应力的控制应留有充分的余地。热应力主要取决于汽轮机负荷（或转速）的变化速度及进汽温度的变化速度。因此，在启动时应密切注意它们的变化，将其控制在允许范围内。1.2 热膨胀及转子、汽缸的胀差汽轮机在启动过程中，汽缸和转子同样受到汽缸内气流的冲刷而进行传热。由于转子和汽缸的结构不一样，它们与蒸汽之间的传热系数也不同，所以传热量也不相同，并且转子比较容易膨胀，而汽缸的膨胀还要受到管道、台板摩擦等的影响，所以汽缸和转子的膨胀量不会相等。这样，就会改变汽轮机内部隔板与叶轮之间的轴向间隙，使汽轮机动静之间有可能产生摩擦。启动过程中，必须选择合适的冲转参数、转速和时间，使法兰温度跟上通流部分蒸汽温度的变化，减小转子和汽缸的膨胀差。转子和汽缸的膨胀主要决定于汽缸和转子的质面比。所谓质面比，就是转子和汽缸质量与被加热面积之比，通常以m/a表示。转子与汽缸的质量、表面积、结构各不相同，故它们的质面比也不同，转子质量轻，表面积大，即质面比小，而汽缸质量大，表面积小，故质面比大。因此，在启动和停机过程中，转子温度的升高（或降低）速率比汽缸快，也就是说在启动加热过程中转子的热膨胀值大于汽缸；在冷却时转子的收缩值也大于汽缸，转子与汽缸就不可避免地会出现胀差。若汽轮机在启动过程中，操作不当，在机组并网以前转子比汽缸膨胀量大很多，可能造成胀差超限，影响安全。这是因为在机组空转时，汽轮机进汽量小，缸内还处在真空状态下，蒸汽密度小，冲刷缸壁的流速小，于是蒸汽与汽缸之间的传热就小，而且由于这时各压力级效率低，蒸汽进入这些级内几乎不做功，而转子摩擦鼓风所消耗的功又变为热量被蒸汽带走，由于蒸汽流量小，故温升量较大，所以通流部分流动的蒸汽是处在过热状态。过热蒸汽的放热系数则比饱和蒸汽的小很多。因此，它传给汽缸的热量就少很多。而转子高速旋转，汽流对其的冲刷速度要比汽缸大很多，相互之间的传热也大，这样促使转子温度上升，以致胀差变大。正确的汽轮机设计应使汽缸和转子的质面比近似相等，这样就可以保证转子和汽缸能以相同的速度随汽温而变化，胀差最小。随着高参数的应用增加，转子与汽缸的重量相差增大，故而质面比也相差较大，这样就不可避免地会出现胀差。胀差的大小，可以表明汽轮机动静部分轴向间隙的变化情况。监视胀差是机组启停过程中的一项重要任务。在启动操作中，尽量缩短低速暖机和升速时间，这一段时间越长，则胀差就越大。在汽轮机启停和负荷变化过程中，为了避免出现过大的胀差和热应力，应当合理控制蒸汽的温升速度和负荷变化速度，合理使用汽缸和法兰螺栓加热装置，以及利用轴封供汽控制胀差，在分析胀差时，要考虑下列因素对它的影响。（1）轴封供汽温度和供汽时间的影响在汽轮机冲转到向轴封供汽时，由于冷态启动时轴封供汽温度（约140180）高于转子温度，转子局部受热面延长，可能出现轴封摩擦现象。在热态启动时，为防止轴封供汽后胀差出现负值，轴封供汽应选用高温汽源，一般供汽温度为180190，并且一定要先向轴封供汽，后抽真空，应尽量缩短冲转前轴封供汽时间。（2）真空的影响在升速暖机过程中，真空变化会引起胀差变化。当真空降低时，为了保持机组转速不变，必须增加进汽量，摩擦鼓风损失增大，因而使高压转子受热加大，其胀差值随之增加。当真空提高时，则反之，使高压转子胀差减小。但真空高低对中、低压缸通流部分的胀差影响与高压转子相反。因此，升速、暖机过程中，不采用提高真空的办法来减小中、低压通流部分的胀差。（3）进汽参数影响当进汽参数发生变化时，首先对转子受热状态发生影响，而对汽缸的影响要滞后一段时间，这样也会引起胀差变化，而且参数变化速度越快，影响愈大。（4）汽缸和法兰螺栓加热的影响大多数汽缸都设有水平法兰，水平法兰在升速过程中温度比汽缸要低，它阻碍汽缸的膨胀，引起胀差增加，因此要采用合适的法兰加热系统，使法兰温度也能随汽流温度而上升，可使胀差减小。（5）转速影响对于大容量机组，因转子很长，应考虑离心力对胀差的影响。因为在离心力作用下，转子会发生径向移动，当转子发生径向伸长时，则其轴向会缩短，胀差随之减小。另外转速变化，即进汽量变化，汽缸内各级蒸汽比体积相应变化，随转速增加，高压转子胀差逐渐增加，而中压转子胀差先随转速升高而增加，中速之后又随转速增加而减小。在运行中，必须加强对汽缸绝对膨胀的监视，防止左右侧膨胀不均以及卡涩造成的动静部分摩擦事故。1.3 热变形在启、停和带负荷运行工况变化时，由于各部件受热不均，会引起热变形，因而通流部分或上下缸、阀门等地方的间隙产生变化，以致可能发生漏汽现象甚至严重损坏事故。（1）上下缸温差引起的热变形汽轮机启停时，通常是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，这就引起汽缸向上拱起。这时，下汽缸底部动静部分的径向间隙减小，严重时甚至会发生动静部分摩擦。上、下缸温差产生的主要原因是：1） 上下汽缸的质量和散热面积不同。下汽缸比上汽缸的金属质量大，且下汽缸布置有通向低温设备的抽汽和疏水管道，因此在同样保温、加热或冷却条件下，下汽缸温度要比上汽缸下降得快些。2） 汽缸内部因蒸汽上升，凝结的放热大于凝结水干流时的放热，蒸汽凝结的疏水经疏水管排出，疏水形成的水膜降低了干汽缸受热条件，在汽缸外部的冷空气由下而上流动而冷却下汽缸，所以下缸温度比上缸低。3） 下汽缸保温条件差，又易脱落，致使下汽缸散热较快。4） 停机后因阀门不严密，向汽缸漏入汽水或有蒸汽由轴封漏入汽缸，造成上、下汽缸温差增大。为了减小上下缸温差，使其在规定范围内，必须严格控制温升速度，安装和检修时，下汽缸使用较好的保温结构和优质保温材料。在下汽缸加装档风板以减小对流通风对下汽缸的冷却，并正确使用盘车设备。上下汽缸最大温差通常出现在调节级处，而径向的动静间隙最小处也正好在调节级处，为此制造厂对上下缸温差都有明确规定。如国产600MW汽轮机规定高中压内缸上下壁温差小于50，引进型600MW汽轮机规定小于42等。（2）法兰的热翅曲由于机械强度的需要，高参数汽轮机法兰壁厚度比汽缸壁厚度大得多，在机组启动过程中，法兰处于单向加热状态，因此在法兰外壁会出现较大的温差，这除了引起热应力外，还会沿法兰的水平和垂直方向产生热变形。启动时，法兰内壁温度高于外壁温度，使法兰内壁热膨胀值大于外壁，从而使法兰水平方向产生热翅曲现象。法兰的这种热变形，往往会引起汽缸横截面发生变形。使得汽缸中部截面由圆变为立椭圆，且出现内张口，而前后两端横截面面则变为横椭圆，且出现外张口。前者引起汽缸在左、右径向间隙减小，后者引起汽缸上、下径向间隙减小。椭圆形的汽缸变形对静叶片直接装在汽缸壁上的反动式汽轮机影响较大，而对冲动式汽轮机的影响较小，因此隔板仍旧可以和轴大致同心。法兰热翅曲过大，有可能引起动静部分摩擦。同时垂直膨胀还会使法兰结合面局部地方发生塑性变形，当法兰螺栓负荷卸去后，上下缸结合面便出现内外缺口，造成法兰结合成漏汽。在法兰内壁温度高于外壁温度时，内壁金属的垂直膨胀增加了法兰接合面的热压应力，如果此热压应力超过材料的屈服极限，金属就会产生塑性变形，同时还会导致螺栓被拉断或螺帽结合面被压坏。运行规程规定，法兰内外壁温差的极限不应大于100（在设有法兰螺栓加热装置时）。为减少汽缸热翅曲的倾向可以采用下缸加厚保温层或是加装在底部的电热装置，对装有法兰加热装置的机组，在启动中要严格监视法兰内外壁、上下内壁温差，以便控制法兰加热。1.4 振动汽轮机启动时的异常振动是机械状态和热力状态变形的结果。600MW机组和一般机组相比其振动现象有如下几个特征：首先是临界转速低、分布复杂。由汽轮机、发电机、励磁机每个转子组合成一组长轴系，再加基础框架和轴承座等自振频率低，使机组有多个临界转速和共振转速，中速暖机转速范围狭窄。其次，由于轴系复杂，转子和轴系的平衡工作困难。第三，由于发电机一阶临界转速低于1/2额定转速，支承轴系统结构复杂，运行状态变化后，各轴承载荷会发生变化，使机组容量产生过大振动。引进型600MW汽轮发电机密封瓦碰擦引起临界时振动加剧等。引起机组异常振动的原因很多，对600MW机组来说，启动时应该注意的问题是要严密监视振动不超过规定，且各阶段的暖机要充分，并注意监视油膜自激振荡的产生。综上所述，600MW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度有关，而温差又主要决定于温升率。因此在汽轮机启动过程中，应设法严格控制蒸汽流量及温度变化率，使汽机金属部件的热应力、热变形、胀差等都控制在规定范围内。二、 汽轮机启动方式分类采用不同的启动方式，汽轮机各部件的受热情况也不同。合理的汽轮机启动方式就是在启动过程中，汽轮机各部件金属温度差、转子与汽缸的相对膨胀差在允许范围内，不发生异常振动，不引起摩擦和过大热应力，并以尽可能短的时间完成汽轮机的启动。1. 按启动过程中主蒸汽参数分类按启动过程中主蒸汽参数是否变化，可分为额定参数启动和滑参数启动两种。额定参数启动时，在整个启动过程中，从冲转直至机组带额定负荷，主汽阀前的主蒸汽参数始终保持额定值。这种启动方式的缺点是蒸汽与汽轮机金属部件间的初始温差大、冲转流量小、调节阀节流损失大，调节级后温度变化剧烈，零部件受到较大热冲击。为了设备安全必须加长升速和暖机时间等，因而它一般适用于采用母管制供汽的汽轮机，大型、高压、单元制汽轮机不采用这种启动式。滑参数启动时，主汽阀前的主蒸汽参数随机组转速和负荷的变化而滑升，汽轮机定速和并网后，调节阀处于全开状态。这种启动方式经济性好，零部件加热均匀，故在单元制供汽的汽轮机中采用。根据汽轮机在冲转时主汽阀前的压力大小又可分为滑参数压力法启动和真空法启动。真空法启动时，锅炉点火前从锅炉汽包到汽轮机之间的蒸汽管道上的所有阀门均全部开启，机组热力系统上的空气门、疏水阀全部关闭。汽轮机盘车抽真空一直抽到锅炉汽包。然后锅炉点火产生蒸汽后，冲动汽轮机转子，此时主汽阀前仍处于真空状态，故称真空法，随后汽轮机的升速和带负荷均由锅炉调整控制。 压力法启动时，锅炉点火前汽轮机主汽阀和调节阀处于关闭状态，只对汽轮机抽真空。锅炉点火后，使主汽阀前蒸汽压力，温度达到一定值时冲动转子，冲转、升速直至定速一般均由调节汽阀控制，蒸汽参数不变，并网后，全开调节汽阀，此后随主汽参数提高逐渐增加负荷。从理论上讲，真空法滑参数启动可以最大限度地减少蒸汽对汽轮机受热部件的热冲击，且操作简单。但是在锅炉控制不当时，可能使过热器的疏水进入汽轮机，造成水冲击事故而损坏设备；此外，需要抽真空的系统庞大，建立真空较难，不易控制转速等。因此，目前大容量机组广泛采用滑参数压力法启动。2. 按冲转时的进汽方式分类对于中间再热式汽轮机，按冲转时的进汽方式可分为高压缸启动、高中压缸联合启动和中压缸启动三种方式。（1） 高压缸启动。锅炉新蒸汽通过高压调门控制蒸汽量控制汽轮机的冲动转数，在高压缸流出的蒸汽经过再热器、中压缸、低压缸流回凝汽器。这种方式较为安全可靠，但暖机时间较长，汽水损失较大。（2） 高中压缸联合启动。高中压缸联合启动时，蒸汽同时进入高中压缸冲动转子。这种方式启动时高中压缸进汽均匀，高中压缸合缸的机组分缸处加热比较均匀，减少热应力，是传统的启动方式。（3） 中压缸启动。即再热式汽轮机组，冲转前预暖高压缸，但启动时高压缸不进汽，由中压缸进汽冲转，直到机组带一定负荷后，再切换到高中压缸同时进汽，直到机组带满负荷运行，这种启动方式称为中压缸启动。3. 按控制进汽阀门分类（1） 调节汽阀启动。汽轮机冲转前，电主汽阀全开，进入汽轮机的蒸汽量由调节阀控制。（2） 主汽阀启动。启动前，调节汽阀全开，进入汽轮机的蒸汽量主汽阀来控制。采用主汽阀或节流一喷嘴联合调节方式启动，可使机组从冲转到带负荷，且都是全周进汽，这对于高压调节级圆周上温度的均衡有明显的好处，因此这种控制方式得到广泛应用。4. 按启动前汽轮机金属温度（汽轮机内缸或转子表面的温度）水平分类金属温度低于满负荷时金属温度的40%左右或金属温度低于150180以下者，称为冷态启动；金属温度在满负荷时金属温度的40%80%或金属温度在180350之间者，称为温态启动；金属温度高于满负荷时温度的80%或以金属温度在350以上者，称为热态启动。汽轮机冷态或热态启动的划分，以启动前高压内缸金属壁温为准。一般认为，冷热态启动的分界温度为150，汽缸达此温度后，高中压转子的中心孔温度已达脆性转变温度以上，各部分金属温度及膨胀已达到成超过空负荷全速时的水平。因此，在此温度上，汽轮机冲转后可以不必暖机，只要检查工作和操作能跟上，可直接升到3000rpm。各种600MW机组，由于启动性能的差别，其冷热态分界温度的规定各制造厂各不相同。国产上汽厂600MW机组以200作为冷态分界温度，东方汽轮机厂600MW机组为150，上汽厂引进型为121，日本三菱机为120。实际上，国产上汽厂600MW机高中压内缸向下壁温度即使达到200，也并不能都不经暖机直接升到3000rpm。如冷态启动，根据经验，升到全速条件之一是高中压内缸内下壁温度250。上汽厂对改进型600MW机组还规定高中压内缸内下壁温度200300之间的启动称温态启动，300420称热态启动，420以上称极热态启动，东汽600MW机规定，150300为温态，300400为热态，>400为极热态；三菱600MW机规定121350为温态，351450为热态，>450为极热态。有些国家按停机时间划分，停机一周后启动为冷态启动；48h为温态；8h为热态；2h为极热态。也有大于72h为冷态，1072h为温态；小于10h为热态；小于1h为极热态。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、高中压缸同时进汽的启动方式，启动控制则采用主汽门、全周进汽方式。三、 汽轮机启动的主要阶段根据机组启动过程中所具有的不同特点，可将汽轮机启动过程分为以下几个主要阶段： 1. 启动前的准备阶段。为机组启动准备相应的条件，主要包括设备、系统和仪表的检查及试验；辅助设备、系统的检查和启动；油系统的检查和试验；调节保护系统校验；汽源准备等工作。2. 冲转升速阶段。在确保机组安全的条件下，当冲转条件满足后，汽轮机进汽冲转，转子由静止状态逐步升速到额定转速的过程。3. 定速并网阶段。当汽轮机转速稳定至同步转速，经全面检查确认设备运转正常且具备并网条件后，即可将发电机并入电网。并网后机组即带上初始负荷，以防止出现发电机逆功率运行工况。4. 带负荷阶段。在机组并网后，将机组的输出电功率逐渐增加至额定值，并逐渐进入到稳定运行阶段。根据汽轮机启动过程中每个阶段具有的不同特点，应遵循不同的规定和采取相应的操作，同时要兼顾到不同启动阶段应注意的问题，保证汽轮机启动过程中的安全性和经济性。四、 汽轮机冷态启动1. 汽轮机冷态启动前的准备汽轮机组启动前的准备工作是关系到启动工作能否安全，顺利进行的先决条件。准备工作的疏忽，往往会造成启动时间拖长，使机组不能准时并列，甚至造成设备的损坏，所以对启动前的准备工作，必须予以足够的重视。1.1 机组启动前总体应具备的条件（1） 机组启动前应检查有关设备、系统异动、竣工报告以及油系统油质合格报告齐全；（2） 机组检修工作全部结束，工作票全部收回，所有临时安全措施拆除，现场清洁完整，冷态验收合格，无影响机组启动的缺陷；（3） 所有系统连接完好，各种管道支吊牢固，保温完整，无膨胀障碍，各人孔、检查孔已严密封闭。（4） 机组启动所用工具、仪器、仪表及各种记录表单已准备齐全。厂房内外各处照明良好，事故照明系统正常，随时可以投运。厂内外通讯系统设备正常；（5） 所有设备操作电源、保护电源、控制电源、仪表电源等均已送好且正常；（6） 仪用压缩空气系统已正常投运，送上各气动阀控制气源；（7） 检查DCS画面显示正常，各停运辅机的联锁在解除位置，各检测信号及声光信号正确；（8） 将各系统的阀门置于启动前要求状态，开启各液位计、压力表、温度表、流量计、变送器等仪表隔离阀；（9） 检查各电动执行机构及辅机电源已送上。所有阀门开关灵活，无卡涩现象且开关方向及限位正确；检修后的转动机械，送电试转正常，具备投用条件； （10） 机组大、小修后，配合检修及热工对各系统及辅机分别进行试运转与联锁保护试验、自动装置调试工作，并应确认工作正常，各定值正确；（11） 各系统的安全阀，排放汽管完好装设牢固，动作压力整定正确；（12） 厂区消防水系统投入正常、消防设施完好，消防器材齐全。雨水排放系统、生活污水排放系统、工业废水系统的所有设备完好备用；（13） 检查除灰、化学、脱硫、脱硝、输煤各系统正常，具备启动条件。1.2 机组启动前的试验（1） 电动门、气动门校验：校验完毕后进行阀门全行程开关试验，检查阀门动作灵活，对调节阀进行就地与远方开度指示的核对；（2） 辅机联锁试验：机组启动前或检修后进行（3） 凝结水泵联锁保护试验；（4） 电动给水泵联锁保护试验；（5） 汽机旁路系统联锁保护试验；（6） 汽机高低加系统联锁保护试验；（7） 真空泵联锁保护试验；（8） 高压密封油备用泵、交流油泵、直流油泵启动及汽机润滑油系统联锁保护试验；（9） EH油泵联锁试验；（10） 密封油系统的联锁和保护试验；（11） 主机ETS保护试验：机组启动前；（12） 主机ETS通道试验：机组启动前或正常运行定期进行；（13） 主机调节系统静态特性试验：调节系统检修后进行；（14） 主汽门、调汽门严密性试验：大修后进行；（15） 主汽门、调汽门整定试验：大修后进行；（16） 主机远方、就地打闸试验；（17） 主机注油试验；（18） 机电炉大联锁试验。1.3 汽轮机启动过程中主要监测参数（1） 汽轮机转速；（2） 汽轮机偏心度、振动、轴向位移、缸胀、差胀；（3） 汽机本体各金属温度、进汽温度、轴承金属温度；（4） 调节级及各抽汽压力、温度；（5） 主、再热蒸汽及高、中、低压缸排汽压力、温度；（6） 主蒸汽、给水、凝结水温度、压力、流量；（7） 润滑油、主机安全油、EH油、顶轴油压力和温度；（8） 高、中压主汽阀、调节阀开度指示；（9） 凝汽器、高低压加热器、除氧器、主油箱液位指示；（10） 高、低压旁路阀阀位、温度；（11） 发电机氢压、氢气纯度；（12） 发电机密封油氢差压；（13） 发电机定冷水流量、压力、温度；（14） 发电机定子铁芯温度、线圈温度；（15） 汽、水品质监视。1.4 锅炉点火前后汽机侧系统准备现以某600MW直接空冷机组为例说明汽轮机启动前附属系统的准备工作：（1） 确认开式冷却水系统具备投运条件，启动开式冷却泵运行，投入开式冷却水系统，公用开式冷却泵投备用；（2） 凝补水箱水位正常，投入凝补水箱补水自动；启动凝补水泵分别对排汽装置、定冷水箱冲洗至合格后补至正常水位；启动锅炉上水泵对除氧器进行冲洗至合格，然后补至正常水位，向凝结水母管和给水母管注水；（3） 投入凝结水系统。凝结水泵一台运行，一台备用，各冷却器注水、排气完毕，阀门状态正确；（4） 投入厂用及仪用压缩空气系统；（5） 投入主机润滑油系统。启动一台主油箱排烟风机，另一台备用；启动交流润滑油泵运行，直流润滑油泵备用；启动高压备用密封油泵运行，各轴承回油正常，运行冷油器水侧通水，备用冷油器水侧注水后列备；视情况投入主机油净化装置；（6） 投入发电机密封油系统。密封油空、氢侧交流密封油泵运行，另一台氢侧交流密封油泵和空侧直流密封油泵备用，密封油备用油源处于备用状态，空、氢侧冷油器水侧投入，各部油压、油温、油箱油位等正常；（7） 投入顶轴油系统。顶轴油泵一台运行，一台备用，检查顶轴油母管油压为1014Mpa，各轴承处顶轴油压510Mpa，各顶轴油管无振动；（8） 主机盘车投入，汽机冲转前连续盘车时间大于4小时；转子的偏心度应不超过0.076mm，盘车装置投用后，全面抄录一次蒸汽、金属温度，待轴封汽系统投用后，应每小时抄录一次，直至启动结束；（9） 投入发电机氢气系统，氢气压力达到0.3MPa；（10） 发电机内充氢气压力达0.2MPa时，定子冷却水系统投入，定子冷却水泵一台运行，一台备用，确认压力、温度、水位及导电度等正常；（11） 投入辅助蒸汽系统运行，检查联箱压力0.70.9MPa，温度250330；（12） 凝结水母管注水完毕后化验凝结水质，若水质不合格，启动凝结水泵进行凝结水系统冲洗直至水质合格后将凝结水倒至除氧器；在冲洗过程中投入低加水侧，低加水侧投入前要排气、注水；凝结水投运后，根据情况投入各减温水用户；（13） 向除氧器上水（凝结水冲洗合格前，使用锅炉上水泵上水）进行除氧器冲洗，确认除氧器冲洗水质合格，投入除氧器加热；（14） 启动电动给水泵，高加水侧注水后投入高加水侧，缓慢开启锅炉上水调门，锅炉开始上水；冬季进水时间控制在不小于34小时左右，夏季不小于2小时；（15） 确认主、再热蒸汽、旁路及抽汽系统各管道疏水阀、高排逆止门前后疏水、汽机本体疏水阀及相关的疏水阀均已打开；（16） EH油质合格后，投入EH油系统。EH油泵一台运行，一台备用；卸载阀、减压阀工作稳定，油温、油压合格，油位正常；（17） 轴封系统暧管结束后，检查轴加水侧投入，启动一台轴抽风机，另一台备用，投入轴封系统； （18） 关闭真空破坏门，启动三台真空泵，汽机开始抽真空；（19） 投入旁路仪用压缩空气系统，检查旁路控制系统正常，检查给水及凝结水系统运行正常，高、低旁减温水压力足够；（20） 当排汽装置压力达15KPa时，锅炉准备点火；（21） 空冷凝汽器各列蒸汽阀、凝结水阀、抽空气阀处于正确位置；（22） 锅炉点火后，根据要求投入旁路系统； （23） 根据燃烧情况及锅炉升温、升压率的要求逐渐开大高、低旁压力调节阀并注意调节阀动作情况和机组参数正常；（24） 投入氢器冷却器运行，氢气温度调节投入自动；（25） 根据不同的启动方式和实际情况，设定主、再热蒸汽压力，投入高低压旁路自动方式，检查旁路自动控制正常；（26） 当蒸汽参数满足汽机冲转要求，应调整锅炉燃烧，保持参数稳定。2.汽轮机冲转升速2.1 汽机冲转参数的选择汽轮机冷态启动前，缸壁与保温层的温度接近于室温。当蒸汽开始进入汽轮机时，蒸汽与转子汽缸间的传热是单向进行的。蒸汽首先把热量传给转子外壁和汽缸内壁这些直接与其接触的部位，然后再通过热传导将热量传给转子中心及汽缸外壁。由于金属传热时在转子半径方向和汽缸内、外壁之间会产生温差，从而使金属产生热应力，所以600MW机组的转子，尤其是汽缸质量大、厚度厚，如果启动冲转参数选择的不好，会使热应力和热变形超过允许的范围，这是要尽力防止的。下表3-1-1列出了几种600MW机组的冲转参数：表3-1-1 典型600MW汽轮机冲转参数机组类型上海汽轮机厂亚临界机组东方汽轮机厂亚临界机组哈尔滨汽轮机亚临界机组启动方式高压缸启动中压缸启动高中压缸联合启动主蒸汽压力（MPa）4566主蒸汽温度（）320360370340380再热蒸汽压力（MPa）01.11.0再热蒸汽温度（）3003403203002.2 汽机冲转应具备的条件（1） 不存在机组禁止启动条件；（2） 确认高、低压胀差、轴向位移、高中压缸上下温差、偏心度、蒸汽室内外壁温差等均在限额范围内，同时要考虑到汽机启动后的变化趋势不超过限额；（3） 确认蒸汽参数已达到冲转条件；（4） 排汽装置压力尽量低，小于20KPa；（5） 确认主汽门前疏水温度310；（6） 主机润滑油温不低于36，各轴承回油正常；（7） 主机润滑油压正常；（8） 主机盘车装置工作正常，机内声音正常；（9） 低压缸喷水投入自动；（10） 蒸汽品质合格；（11） DEH控制界面及参数正常；（12） EH 油压、油温正常，系统工作正常；（13） 汽机相关疏水阀全开。某600MW亚临界机组主汽门、再热汽门前蒸汽启动参数曲线如下图3-1-1、图3-1-2。图3-1-1 主汽门前蒸汽启动参数曲线图3-1-2 再热汽门前启动蒸汽参数曲线2.3 汽轮机冲转与升速汽轮机组冲转和升速到额定转速的操作是机组启动中的关键阶段，机组的技术状况和运行人员的操作水平都将受到考验。现以600MW汽轮机较为常见的高中压缸联合启动为例，将这一阶段的工作分述如下：（1）冲转和摩擦检查一般600MW机组冷态启动时，用主汽门冲转暖机，以每分钟100150r/min的升速率将转速升至600r/min。转子冲动后，转数超过盘车转数时，盘车装置自动退出，停止转动，应对盘车装置情况进行检查。冲转后，高压缸排汽逆止门应开启，为此要特别注意汽机高低压旁路的匹配，低压旁路开度小时不利于高压缸排气逆止门顺利开出。转速达600r/min后，停留约10分钟，关闭高压主汽门和中压调门，对机组进行摩擦检查。尤其是机组大修后第一次启动，摩擦检查更是一个重要的操作环节，摩擦检查要抓紧进行，不要让转子转速降得太低，一般情况不得低于200r/min。检查后，应重新开启高压主汽门和中压调门，重新将转速提升到600r/min，高排逆止门也应重新打开，这时上、下汽缸的温差，转子与汽缸的胀差，汽缸的膨胀，转子轴向位移及转子的弯曲度和振动值等，都应在规定范围内。（2）升速到中速暖机600r/min停留检查工作结束后，逐渐开大主汽门，将转速升到一中等转速进行中速暖机。中速暖机转速确定的原则是避开临界转速，防止发生共振。具体转速随机组不同而不同，值得注意的是，运行现场轴系临界转速不一定和制造厂提供数字完全吻合，选用中速暖机转速时应注意。机组在通过临界转速时应迅速通过，升速率大都采用300r/min/min（中速暖机是为升到3000r/min作准备的）。表3-1-2为某600MW汽轮机的临界转速：表3-1-2 某600MW汽轮机临界转速转 子一阶临界转速r/min二阶临界转速r/min设计值试验值设计值试验值#3汽轮机#4汽轮机高中压转子146015321509>4000低压转子I139015151420>4000低压转子II139014191400>4000发电机转子7638318332200轴系转速共振区，中速暖机时转速不能停留在以下范围19102020r/min 21602240 r/min 23802750r/min汽轮机暖机的主要目的是为了把转子加热到低温脆变温度以上，防止转子的低温脆变发生，同时保证汽轮机的热膨胀，热应力，热变形均在规定范围内，减少汽轮机的振动和摩擦，保证机组的安全稳定运行。600MW机组中速暖机的暖机时间应根据各制造厂的规定和要求执行。下图为某600MW亚临界汽轮机暖机时间曲线，见图3-1-4。图3-1-3 600MW亚临界汽轮机暖机时间曲线机组中速暖机时，对进汽压力，温度等应当严密监视。高压缸要防止进汽太少，使汽缸内鼓风摩擦损失产生的热量来不及带走，造成高压缸排汽温度升高到超过制造厂规定的允许温度。同样，中低压缸也应防止汽量过少的问题出现。汽缸温度、温升速度、膨胀、胀差、振动等条件往往是决定能否升速的制约因素，国产600MW机组汽缸膨胀和胀差问题较大，升至全速前，应检查高、中压缸必须已经胀出，汽缸金属温升速度及温差符合规定，胀差在规定范围以内且趋势比较稳定，机组振动正常。（3） 升速及暖机注意事项汽机冷态启动中，从冲转到并网的这个阶段要特别注意防止振动超过规定值。因此，升速（或停机降速）过程中要注意避免两种倾向：第一种是对临界转速没有警惕，机组较长时间在临界转速停留以使振动增大，甚至引起设备损坏，但也要注意另一种强行通过临界转速的错误做法，认为临界转速时振动总是要大的，即使大一些也没有关系，有时甚至出现了很大的振动也不按规定处理的情况。如果原来因轴弯或汽缸受热不均变形而对大轴发生局部摩擦，则强行通过临界转速的后果是有可能造成大轴永久变形，这是非常危险的。临界转速时，如果不是因为操作问题而出现过大的振动，这本身也是一种不正常现象，对临界转速时的振动也应认真控制。为了防止损坏设备，大部分机组规定临界转速时振动超过规定值应立即停机而不是降速处理，停机以后还得认真检查大轴弯曲情况。600MW汽轮机临界转速时