汽轮机冷态高压缸启动(不带旁路启动)_百度文库
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汽轮机冷态高压缸启动(不带旁路启动)|
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船用汽轮机冷态启动过程中热膨胀的研究
摘　要：应用ANSYS软件建立船用汽轮机缸体和转子三维模型,进行了冷态启动过程中的热膨胀分析计算,给出了汽缸和转子在慢速级组、全速级组、后轴端汽封随时间变化的热膨胀位移曲线和相对热膨胀曲线.计算结果可用于汽轮机动态特性研究、启动程序设计.
优质期刊推荐汽轮机冷态启动的主要操作步骤
1.启动前的检查与准备工作：a所需工具、仪表、票、卡准备；b设备阀门及动力系统检查。
2.启动前的试验：a低油压试验；b抽汽逆止阀、快关阀试验；c高加水位保护试验。
3.锅炉点火前的操作：a启动工业水系统；b启动EH油和润滑油系统；c投入盘车装置；d启动循环水系统e启动凝结水系统；f投入给水除氧系统，启动给水泵上水。
4.锅炉点火后的操作：a床温200℃，启动抽气器机组拉真空；b锅炉点火后开启机组疏水；c机组送汽封，拉真空准备投旁路；d锅炉起压后投入旁路系统。
5.冲转前的检查和条件
a冲转前进行盘面和系统的全面检查
b检查机组各参数具备冲转条件
6.冲转操作：a投入夹层加热装置；b机组定速后系统检查操作。
7.开机过程中主要事项和各部温差控制：a主再热气温升控制；b.各部金属温升控制；c.各部金属温差控制；d.机组振动监视及控制。
8.机组并列及带负荷：a3000r/min时并列操作；b投发电机冷风器冷却水；c停止机组旁路系统；d暖机e机组疏水关闭；f除氧器气源切换；g高低加疏水倒换h机组投抽汽；i停止汽缸夹层加热；j汽封汽源切换，系统全面检查，机组带负荷至额定。
以上网友发言只代表其个人观点，不代表新浪网的观点或立场。汽轮机冷态启动及其主要操作
汽轮机冷态启动及其主要操作
汽轮机的冷态启动是指停机时间大于72h,汽机第一级金属温度小于120度时的启动。
汽机的冷态启动大致分为一下几个阶段：
Ⅰ启动前的准备工作
Ⅱ系统抽真空
Ⅲ汽机冲转、升速和定速暖机
Ⅳ发电机升压、并网、接待初始负荷
Ⅴ加负荷至额定值
各阶段的主要操作：
Ⅰ启动前的准备工作
疏水门全开，油泵试转供油正常，盘车马达试运转正常；
油泵、给水泵、凝结水泵联动试验完成；
真空系统、循环水系统检查完成；
重要表计正常：转速、晃动、气缸金属温度、水位计等；
除氧器水位2/3，凝结水位3/4，油箱油位2/3.
具体包括：
1、&启动前检查准备：通知除灰、脱硫、化学、输煤人员对其所属设备进行启动前全面检查做好机组启动前各项准备工作；参照机组启动前检查卡全面检查确认锅炉下列各系统和有关设备完好，符合启动条件：1）一、二次风系统及制分系统、烟气系统。2）炉水系统、过热器、再热器及其减温水系统。3)炉膛火焰电视检测系统，火检及其冷却系统。4）锅炉闭式循环冷却水系统。5）炉前燃油系统.；检查炉膛、喷燃器、受热面喝冷灰斗无结焦，捞渣机、灰沟内无灰渣堆积，锅炉点火前投入除灰、除渣系统运营正常等。
2、&系统投入：
1）投入循环水系统、投入抗燃油系统、投入开式水系统、投入闭式冷却水系统、真空泵冷却器冷却水。
2）闭式水系统投运。确认闭式冷却水箱补水至正常水位，注水完毕，启动一台闭冷水泵，检查闭冷水系统运行正常后，投入另一台闭冷水泵备用。真空泵汽水分离器水位正常。
3）检查润滑油系统、密封油系统各阀门位置之前、主油箱油位正常、油质合格，设备送电完毕。启动高压密封油备用泵、交流润滑油泵，投入润滑油系统，检查高压密封油备用泵、交流润滑油泵正常，确认润滑油压0.12Mpa以上。直流润滑油泵控制开关投“备用”。
4）投入密封油系统，启动空侧交流密封油泵，检查差压阀投入运行正常，空侧直流事故密封油泵连锁备用。检查氢侧密封油箱油位正常后，启动氢侧交流密封油泵，检查平衡阀运行正常，氢侧直流事故密封油泵连锁备用。
5)调整空侧密封油压比发电机内气体压力大0.084Mpa,密封油空，氢侧压差小于0.049Mpa
6）投入发电机定子冷却水系统。检查定子冷却水系统各阀门位置正确，确认离子交换器树脂合格，投入离子交换器。检查定子水箱已补水至正常水位，当发电机风压达0.1Mpa时，启动一台定子冷却水泵，检查风、水压差，定子冷却水系统运行正常，投入另一台定子冷却水泵备用。
7)检查发电机氢置换结束合格后，逐渐升氢至0.35Mpa以上，检查氢纯度大于98%，密封油和氢气压差0.084Mpa、氢气和定子冷却水压差在30-5-Kpa，发电机氢气露点温度-5-25℃，密封油系统运行正常。
8）投主机盘车：启动两台主机交流顶轴油泵，检查顶轴油泵出口油压在11.76-14.7Mpa范围内，投入另一台交流顶轴油泵备用，投入顶轴油泵连锁。根据情况启动油净化装置运行。盘车时间规定：机组冷态启动前必须保证连续盘车4小时；机组温态、热太启动前在连续盘车状态，如中间因故停止盘车超过2小时，需重新连续盘车4小时。检查系统运行正常，投入主机盘车，检查盘车转速3.35r/min，盘车电流正常无摆动，大轴偏心率不大于0.076Mpa，全面检查汽轮机喝发电机本体内无金属摩擦声。
9）投入辅助蒸汽系统；启动凝结水输送水泵，向凝汽器注水；投入凝结水系统，启动一台凝结水泵，一台备用，水质不合格前，加强上水喝放水，尽量使用5号低加出口门前放水门放水，直至凝汽器冲洗水质合格。
10）启动凝结水泵向除氧器上水，直至水质合格。投入加热系统，用高压辅助蒸汽系统进行加热至102-105℃，准备给锅炉上水。
11）投入轴封系统。检查开启汽机本体，高、中压自动主气门，调节阀，主要导汽及蒸汽管道的疏水阀，小机本体疏水阀；检查关闭凝汽器真空破坏门。投入启动前进行过开关操作，注水检查有无泄漏现象。
12）确认机组盘车装置投入正常，主要是防止轴封变形弯曲。
13）确认凝泵运行正常，水压正常；检查开启轴封溢流调整阀前后手动阀，轴封阀投自动，微开轴封供气主气门，暖管30min后全开；启动一台轴冷风机，检查负压在500pa-700pa正常，另一台备用。
14）投入辅汽至轴封调整门，检查轴封母管压力值26kpa，压力自控正常；投入低压轴封蒸汽减温水，调整门温度定值150℃，低压轴封蒸汽温度正常维持在120-180℃。
15）根据轴封蒸汽和高压轴封金属温差，投入高压轴封减温水。
Ⅱ&系统抽真空
目的：创造暖管、冲转条件。
启动真空泵；检查真空泵进口电磁门开启，真空建立。
操作顺序：投循环水—投凝结水、投盘车—投抽气器—投汽封&
注意事项：必须在盘车状态下才能投轴封供气；冷态启动，应该先投入抽气器喝轴封加热，后投轴封供气。轴封蒸汽过热度大于14℃；高、中压转子轴封蒸汽与转子表面金属温差小于110℃；小机真空建议与主机同时建立，但前提条件为尽快冲转小机或者小机盘车，如小机不具备抽真空条件，则必须对校机进行隔离。
Ⅲ&冲转、升速和定负荷暖机
冷态冲转参数为：主汽压力为8.92Mpa，360℃，再热蒸汽压力为1.0Mpa，320℃；两侧主汽温偏差不超过14℃，主汽门内外壁温差不超过83℃。
1、&汽机冲转前准备
检查下列冷却器必须投入：主机冷油器；发电机氢冷器；密封油冷却器；定冷水冷却器；电动给水泵工作油和润滑油冷却器；真空泵冷却器
励磁系统投入前检查机操作
汽机冲转前确认下列保护投入：润滑油压低保护；抗燃油压低保护；低真空保护；轴向位移大保护；轴振动保护；电超速保护；EST热工控制盘上试验允许钥匙开关置于“投入”位
确认以下条件满足：
1）&确认汽轮机不存在禁止启动的条件
2）&DEH系统正常
3）&确认汽轮机在盘车状态，转速3.35r/min
4）&连续盘车时间不少于4小时
5）&转子偏心度不大于0.076mm
6）&主蒸汽压力为8.92Mpa，360℃&&/font&主蒸汽温度&430℃；再热蒸汽压力1.0Mpa，温度为320℃。
7）&主蒸汽过热度&56℃
8）&凝汽器背压&16.7Mpa；润滑油温在30~40℃之间；高压缸内缸上下缸温差&35℃、外缸上下缸温差&42℃
9）&确认各疏水门疏水已疏尽
10）低压缸喷水控制开关在自动位置
11）主要参数在下表范围内：
调速端胀差（高压）
各支持轴承温度
发电机端胀差（低压）
推力轴承温度
轴承出口油温
低压缸排气口温度
蒸汽室内外壁温差
接值长开机令后，就地将大轴晃动度表抬起，记录冲车前各参数
2、&汽轮机挂闸检查
得到值长命令后准备汽轮机挂闸；确认“OA”方式、“单闸”控制方式投入；按“挂闸”，按钮，DEH画面“挂闸”指示正常。
汽机挂闸后如汽机转速急剧上升，盘车脱开，必须立即动手脱扣汽机，不允许再次复置。如发现汽机转速缓慢上升，维持在20rpm以下，盘车脱开，可以手动脱扣iyici，重新投入盘车后，再次复置。
3、&汽轮机冲车
采用高中压来能和启动方式，检查旁路系统处于自动控制方式，压力调节正常。然后进行汽轮机远方挂闸。挂闸成功后，确认GV、RV全开，TV、IV全关，检查高排逆止门关闭，高压缸排气通风阀开启。手动脱扣然后重新挂闸，选择“OA”方式，打开画面（TC-TC-TC-AUTO&CONTROL），听过键盘输入目标值400r/min，然后点击“ENTER”确认，听过键盘输入升速率150r/min，然后点击“ENTER”确认。
汽机升速，当汽机转速大于盘车转速时，检查盘车应自动退出，否则应打闸停机，检查原因，待故障消除后，方可重新冲转。
检查汽轮机按控制系统设置的冲车速度自动进行升速至400rpm，用硬手操作按钮打跳汽轮机，检查高、中压自动主气门喝调门关闭，汽轮机转速下降，就地检查汽轮机内部和轴封处无金属摩擦声，监听发电机声音正常，检查轴承轴流及机组振动情况良好；重新复置汽轮机，将汽轮机冲车转速设定2000rpm，转速升速率150rpm，启动汽轮机冲车命令。
检查#5，6低加抽汽电动门自动开启，开启#3、#2、#1高加抽汽电动门，并投入事故疏水；检查在200rpm时盘车装置供油电磁阀自动关闭，升速至600rpm，检查润滑油温40℃，低压缸自动喷水阀开启，顶轴油泵自动停止。大约600rpm时，偏心记录仪会自动脱开，振动记录仪开始工作，在400-600rpm之间应进行最终检查偏心值。
汽机自动升速至2000rpm，进行150分钟暖机。为避免汽机发生共振，禁止在临界转速范围内定速。汽轮机临界转速：第一临界转速700到900rpm，第二临界转速rpm，第三临界转速rpm，第四临界转速rpm。
在汽轮机暖机过程中按照冷态启动曲线将主蒸汽温度缓慢滑升至420℃，再热蒸汽温度缓慢滑升至350℃，维持主汽压力稳定。；在汽轮机升速至2000rpm后，开始将发变组系统转为热备用状态；汽轮机调节级金属温度达到280℃以上，2000rpm暖机结束；
检查完毕无异常，将汽轮机冲车转速设定为3000rpm，转速升速率为300rpm；检查汽轮机转速自动升至3000rpm，并保持转速稳定，发电机准备并列。
4、升速注意事项：
1）&倾听汽轮机和发电机转动部分声音正常
2）&在转速&600rpm以下，注意转子偏心度应&0.076mm；当转速&600rpm，轴震应&0.076mm。超过临界转速时，当轴承振动超过0.1mm，或超过0.25mm，应立即打闸停机，严禁强行通过或降速暖机。当轴承振动变化0.015mm或相对轴震变化0.05mm，应查明原因设法消除；当轴震突然增加0.05mm，应立即打闸停机
3）&检查汽轮机本体及管道，应无水击、振动现象，疏水扩容器压力不超过规定值
4）&注意缸胀、轴向位移、胀差等正常
5）&注意凝汽器、加热器、除氧器水位正常
6）&检查确认油压、油温、油箱油位、各轴承油流正常。升速是控制冷油器出口油温随转速上升，汽轮机转速达600rpm时，润滑油温设定值40℃投入自动，定速后保持油温43~49℃，轴承回油温度应&70℃，油压、油箱油位、个轴承油流正常。
7）&检查确认发电机冷却水压力、流量、温度、风温及密封油系统差压正常
8）&维持主蒸汽、再热蒸汽参数稳定，主蒸汽温度不超过430℃，再热蒸汽温度不低于360℃，温升率&1℃/min
9）&监视凝汽器真空不低于16.7KPa，确认低真空保护投入
10）确认中压缸进汽温度、低压缸排气压力应符合空载和低负荷运行导则曲线
11）确认主油泵出口油压在2.0~2.6MPa之间，入口油压在0.068~0.3MPa之间
12）检查密封油备用泵、交流润滑油泵电流有所下降、停止密封油备用泵、交流润滑油泵，并将其投自动。注意油压变化。确认冷油器出口油温正常，轴承回油温度60—70℃
13）检查集电环上的电刷是否有跳动、卡涩或冒火花现象，如有异常，应设法消除
14）高、低压加热器随即投入
Ⅳ&发电机升压、并网、接待初始负荷
1、并网前应进行以下试验：AST跳闸电磁阀试验；OPC跳闸电磁阀试验；手打停机按钮试验；电气超速保护试验；危急遮断器提升转速试验。
2、发变组并列条件
1）发电机频率与系统频率相同
2）发电机电压与系统电压相等
3）发电机相序与系统相序相同
4）发电机相位与系统相位相同
3、发电机自动升压、自动准同期并列
4、发电机定压、并列注意事项
1）只有在发电机达到额定转速且准备升压、并网前才可合上发变组出口刀闸
2）励磁系统操作必须在远方进行，严禁就地操作
3）发电机升压正常应采取自动方式，并网时必须采用自动准同期方式
4）升压过程中，如发现励磁装置有异常，应立即退出励磁，并通知电控部处理
5）发电机升压时，应监视定子三相电流为0，如发现定子电流升起或出现定子电压失控应立即退出励磁
6）当定子电压达到额定值时，转子电压、转子电流应与空载值相符
7）并网前合上同期装置电源开关，并网后应及时断开
8）并网时，如遇到同期装置异常，退出DCS同期指令并停止并网操作，通知电控部处理
9）发电机升压后待并网时，如汽机掉闸或转速下降至2900rpm以下，应检查励磁是否自动退出，如未退出应手动退出
10）发电机并网后，根据机端电压和无功功率情况及时调整励磁
11）发电机并网后检查主变冷却装置是否自动投入，若为自动投入应立即手动投入并查明原因
5、机组并列后的检查和操作
1）注意检查、监视机组的膨胀、胀差、温差等机组控制指标正常
2）汽机凝汽器真空应高于85KPa
3）确认控制系统及阀门控制尽量投入自动
4）检查汽机胀差、总膨胀值、轴震、瓦温、油温及暖机时间均满足要求时，确认暖机结束
5）投入机、电、炉大连锁
6）确认小汽机的工作汽源、备用汽源正常，做好启动气泵前的小汽机暖机工作。也可以在中速暖机时将小汽机启动
7）注意高压缸排气温度变化，确认高排逆止门打开，高压缸排气温度低于350℃，关闭高压缸通风阀
8）高旁维持主蒸汽压力8.92MPa，低旁维持再热蒸汽压力0.8-1.0MPa，随着高中压调节阀的开启，高旁、低旁开度逐渐关小
9）凝结水质合格后，投入凝结水精处理，开启#5低加出口电动门，关闭#5低加出口排水门，凝结水回收&
Ⅴ&加负荷至额定值
1、机组300MW负荷升至180MW负荷
按机组冷态启动曲线控制主、再热蒸汽温度。初负荷暖机过程中主蒸汽温度应稳定，温升速率不得超过1.5℃/min，调节级腔室温升速率不得超过1.83℃/min
进一步加强负荷时要确保调节级腔室蒸汽温升速率不超过1.83℃/min，高中压外缸水平法兰和螺栓的温差不超过140℃；检查高低加水位正常；若汽机做超速试验，在机组120MW负荷时，再热汽温&400℃工况下运行7小时
再热压力达到1.0MPa以上时，再热汽冷段至辅助蒸汽暖管充分后将辅汽供汽切至冷段供给，注意切换要缓慢，保证汽温稳定；对小汽机进行暖管，做好其冲转准备；确认汽动给水泵汽源过热度大于50℃，小机冲转，升速至2800rpm暖机
当负荷升至90MW，确认低压缸喷水阀自动关闭。当四段抽汽压力&0.26MPa时四段抽汽供除氧器暖管完成，除氧器切至四段抽汽供汽，确认辅汽至除氧器压力调节阀自动关闭，辅汽至除氧器压力调节阀设定值为0.05MPa投自动备用。关闭四段抽汽逆止门前疏水、电动门后疏水、除氧器四抽进汽电动门后疏水门
当负荷达120MW时，确认高压疏水阀关闭；视扩容器温度情况，关闭汽机疏水扩容器减温水门。
在机组负荷达到150~180MW时，循环流量低于7%BMCR时，循环泵的循环截止门开启，省煤器入口水量全部由给水控制，循环流量为零；当锅炉给谁旁路调节门开度大于75%时，给水操作台主给水截止门缓慢开启，当主给水截止门完全开启时，给水旁路调节门关闭
当负荷升至180MW时，主汽压力为8.92MPa，主蒸汽温度为495℃，再热主汽温度为435℃，暖机20分钟，暖机结束时，主蒸汽温度为520℃，再热蒸汽温度为460℃，主汽压力不变。
a)&机组负荷由180MW升至300MW
在机组达到180MW后，准备投入一台汽泵运行。确认汽动给水泵各系统运行正常后，进行并泵操作，使一台汽动给水泵与电泵并列运行。汽泵最小流量控制投自动。并泵操作期间要严密保持锅炉给水量稳定，确保锅炉正常运行。
设定机组升负荷率6MW/min，设定目标负荷300MW，主蒸汽压力13.5MPa；按“执行“。机组转入滑压运行方式，在主、再热蒸汽系统控制画面上设定主汽温度520℃，再热汽温460℃
当机组有功负荷升至200MW且机组运行稳定时，将厂用电由备用电源倒至工作电源，投入PCC装置。
当机组负荷达到240MW时，启动第二台汽动给水泵，当转速&3000rpm时，在MEH上投入转速自动，进行并泵操作；逐渐减低电泵出力，两台汽泵运行正常后，停止电泵运行，将电泵投入联动备用方式，投电泵辅助油泵至“自动“。
当机组负荷升至300MW时，确认主蒸汽压力13.5MPa,主汽温度&540℃，再热汽温480℃；暖机20分钟，暖机结束时主蒸汽压力13.5MPa，主汽温度&566℃。再热汽温5220℃。进行辅汽汽源切换，由冷再供辅汽联箱，停启动炉。
注意主机、小机轴封压力正常，再热冷段供主机轴封暖管备用正常。
3、300MW升至600MW
在协调主画面上设定负荷上限600MW，负荷下限300MW，负荷变化率6MW/min；锅炉出口主汽温度有555℃升至571℃，再热汽温510℃至569℃；根据真空情况开启第二台循环泵运行，调整凝汽器出口门。
当负荷达到450MW时机组轴封达到自密封，检查轴封溢流调整门动作正常，轴封母管压力定值32kPa。
当机组负荷升至540MW时，主汽压力达到额定值，对机组汽水系统做全面检查。
当机组负荷为600MW时，确认机组各运行参数正常，对机组进行全面检查，并记录锅炉各部膨胀一次。
4、&汽机升负荷过程中的注意事项
1)&冷态启动过程中，若高压缸正胀差增加较快时，应减慢升温、升压、升负荷，直至停止升温、升压、升负荷。
2)&在加负荷过程中轴振动增大时应停止升负荷或将负荷
3)&机组冷态启动初期，高中压轴封主汽温度控制在150~200℃，当高中压轴封金属温度大于150℃后，保持各部轴封主汽温度与金属温度匹配。低压轴封主汽温度维持在150℃。
4)&在机组升负荷过程中，密切加强对发电机氢气压力、温度、发电机定子线圈温度、定冷水压力、温度的监视调整。
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冷态滑参数启动方式下的汽轮机转子热应力分析.pdf5页
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净态滑参数启动方式下的汔轮机转孑 应力分析术
口 甘 霖 口 丁毓峰
武汉理工大学 机电工程学院 武汉
摘 要:以当前广泛应用的汽轮机冷态滑参数启动过程为重点研究工况,建立汽轮机转子的全尺寸有限元分析模
型.并采用加载等效质量块的方法对其进行简化;采用工程热力学及传热学知识对汽轮机转子边界蒸汽温度和各部位的
对流放热系数进行计算.将其作为边界条件加载到汽轮机转子有限元模型上。通过有限元分析软件
对转子进行温
度场的计算与分析,得到温度分布规律、温差最大时刻及出现的部位;采用热应力间接耦合分析法对转子的应力场进行计
算分析,得到其应力分布变化情况、等效应力最大值及出现的时刻和部位。根据分析计算结果对汽轮机在使用时应注意的
问题提出了合理化建议。
关键词:冷态滑参数启动 汽轮机转子 有限单元法 温度场 应力场
中图分类号:
. ;文献标识码:
文章编号:?
汽轮机机组 的启动是指将转子 由静止或盘车状态 进行计算及分析方面并不完善。虽然在对汽轮机转子
加速至额定转速 直至正常运行 ,包括锅炉点火 、升温 、 的热应力进行计算方面,有限单元法得到广泛应用 ,但
升压 、汽轮机冲转升速 、并列 ,直至额定负荷的全过程。 是如何建立更有效 的计算模型以及更快速 、更精确地
它是汽轮机运行工况中热状态变化最大 、机组设备最
进行计算和分析仍有待研究 。
危险、最不利 的工况之一 。 汽轮机启动前 .下汽缸调节级处金属温度小于等
国内外对汽轮机转子的热应力问题进行过很多研 于 ℃的启动是冷态启动 。滑参数启动是指在启动
过程中 .电动主汽阀前的蒸汽参数不是保持额定值不
.对 汽轮机在启动过程中的热应
力进行了分析 ,提
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