汽轮机运行分析(77页).doc
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1、-汽轮机运行分析-第 76 页汽 轮 机 运 行 分 析二九年六月目录第一部分:汽轮机汽轮机的运行工况进汽压力1进汽温度2调节级汽压3调节级温度4调速汽门后汽压5蒸汽流量5抽汽压力6抽汽温度7排汽温度7轴封汽压力8轴封汽温度8轴向位移9汽轮机转速9汽轮机负荷10汽轮机振动11热应力、热胀、热变形的影响汽缸膨胀14汽缸与转子的相对膨胀15上、下缸温差17汽缸、法兰内外壁温差18汽缸壁、法兰、法兰与螺丝温差18转子热弯曲19油系统的运行油压19油箱油位20冷油器出油温度21轴承温度21推力瓦温22第二部分:汽轮机辅助设备凝汽器的运行凝汽器水位23凝结水温度24凝结水流量24凝汽器真空变化原因25循
2、环水出水真空26凝结水导电度26凝汽器温升27凝汽器端差27凝结水过冷28除氧器的运行除氧器汽压28给水箱水位29除氧器振动冲击或喷水29给水含氧量30加热器的运行加热器汽压30加热器出水温度31高压加热器给水流量32加热器水位32加热器端差32第三部分:辅机泵与电动机的运行电动机外壳(或铁芯)温度33轴承温度34辅机轴承振动35电动机电流35轴承油位36给水泵的运行给水流量37给水压力39给水管道与锅炉压力差39平衡出口压力39浮动环进水压力40循环水泵的运行循泵进口真空40循泵出口压力41压缩空气压力41气泵油压42抽汽逆止门使用的动力气缸的内在结构42第四部分:发电机发电机风温42双水内
3、冷进水温度42双水内冷出水温度43双水内冷进水压力43双水内冷流量43发电机静子温度44发电机检漏仪绝缘值44小网振荡45随励磁电流增大,可导致转子径向不对称温差使汽机振动增大45发电机并网信号消失46附:机组原则性启动程序47冷态启动锅炉点火前系统检查和准备工作48DCS故障49凝结器铜管化学处理50金属材料58火力发电厂金属技术监督62俺太累了70第一部分:汽轮机一、 汽轮机的运行工况进汽压力变化原因: 锅炉出力变化或发生扑、熄火等故障; 锅炉调节不当或自动调节失灵; 主蒸汽管系运行方式变化; 机组负荷突变或失去负荷; 锅炉再热或旁路系统阀门误动作; 电网频率突变; 锅炉主汽门或汽机总汽门
4、、主汽门、调门误关; 主机抽汽时主机负荷变化。进汽压力升高的影响: 汽温不变,汽压升高,汽机总焓降增加,维持同一负荷,调速汽门关小,蒸汽流量减少,调节级及各中间压力级都将降低。由于机组为喷嘴调节,各调门按顺序开启,调门总开度虽关小,但先开几只调门开度仍大,在汽压升高,调节级压力下降时,调节级焓降增加较多,使调节级叶片应力也随之升高,尤其前几只调门开度大对调节级叶片应力增加较为显著,但一般只要进汽压不是过高,动叶应力不会超过允许值。调节级:喷嘴调节汽轮机的第一级称为调节级,其通流面积是随负荷变化而变化的 调门采用无节流运行,若人为关闭的调门只数过多,使调节级压力降低,而其它调门开足,汽压升高使调
5、节级焓降增加很大,调节级叶片应力有超限危险,根据计算捷克AK22机组,在其他四只调门关闭,第一调门全开运行时,调节级动叶弯应力将超限三倍左右。 汽压升高,汽温不变,汽机低压段湿度增加,不但使汽机的湿汽损失增加,降低汽机的相对内效率,并且增加了几级叶片的侵蚀作用,为了保证安全,一般要求排汽干度大于88%,高压大容量机组为了使后几级蒸汽湿度不致过大,一般都采用中间再热,提高中压进汽温度。 运行中汽压升高,调门开度不变,蒸汽流量升高,负荷增加,要防止流量过大,机组过负荷,对汽动给泵则应注意转速升高,防止发生超速,给水压力升高过多。 汽压升高过多至限额,使承压部件应力增大,主汽管、汽室,汽门壳体、汽缸
6、法兰和螺栓吃力过大,材料达到强度极限易发生危险,必须要求锅炉减负荷,降低汽压至允许范围内运行。进汽压力降低的影响: 汽压降低,汽轮机的焓降要减小,同时在调门开度不变时,由于压力降低,蒸汽比容增大,调门的通流能力一定,则蒸汽流量相应地减少,汽轮机出力降低,汽动给泵则转速降低,影响给水压力,流量降低。 要维持汽轮机出力不变,汽压降低时,调门必须开大,增加蒸汽流量,各压力级的压力上升,会使通汽部分过负荷,尤其后几级过负荷较严重;同时机组轴向推力增加,轴向位移上升,因此一般汽压过多要减负荷,限制蒸汽流量不过大。 0.5%,一般机组汽压降低1%,使汽耗量上升0.7%。 汽压降低过多,会影响抽汽器与汽动辅
7、助油泵的运行。进汽温度:变化原因: 锅炉燃烧调节不当或锅炉负荷变化; 减温装置失效或锅炉主汽或再热器旁路系统减温水门泄漏; 给水压力变化,减温水量改变; 并炉时,锅炉主汽管疏水未放尽或运行时过热器、再热器带水发生汽温剧降或水冲击; 给水温度突然变化; 联合汽门故障,如门杆折断或门座逃出等使再热器两侧流量偏差。进汽温度升高的影响; 维持高汽温运行可以提高汽轮机的经济性,但不允许超限运行,因为在超过允许温度运行时,引起金属的高温强度降低,产生蠕胀和耐劳强度降低,脆性增加,长期汽温超限运行将缩短金属部件的使用寿命。因此,必须严格控制汽温不准超限运行。并建立汽温超限运行时间的统计,以便及时分析金属超限
8、的影响程度,加强金属监督,防止发生脆化爆破。 主汽管及附件采用铬钼合金钢,承受温度较高,20号碳素钢按规定常用于450及以下温度,国产30万机组汽缸及转子叶片采用铬、钼、珠光体热强钢,一般常用于550,持久强度比较稳定。 汽温升高使机组的热膨胀和热变形增加、差胀上升,汽温升高的速度过快,会引起机组部件温差增大,热应力上升,还使叶轮与轴的紧力、叶片与叶轮的紧力发生松弛,易发生通汽部分动静摩擦,如由于管道补偿作用不足或机组热膨胀不均易引起振动增加。差胀:转子与汽缸的相对膨胀,汽轮机在起停和工况变化时,由于转子和汽缸之间存在温差,因此其轴向存在膨胀差.推力盘同一侧,动静部分之间的膨胀之差.进汽温度降
9、低的影响; 汽温降低,使汽轮机焓降减少,要维持一定负荷,蒸汽流量增加,调节级压力上升,调节级的焓降减小,对调节级来讲安全性较好。 在汽压、出力不变的情况下,汽温降低蒸汽流量增加,末级叶片焓降显著增大,会使末级叶片和隔板过负荷,一般中压机组汽温每降低10,就会使最后一级过负荷约1.5%,一般汽温降低至某一规定值要减负荷,防止蒸汽流量过大。 汽温降低汽机高压部分压力级焓降减小,喷嘴出口速度减小,如圆周速度不变,则叶片进口相对速度的数值降低,其方向也改变,蒸汽与叶片要发生冲击,为维持同一负荷,蒸汽流量增加,要使蒸汽从各级叶片中通过,叶片反动度要增加,引起转子轴向推力加大,因此低汽温时应加强对轴向位移
10、、推力瓦温的监视。反动度:蒸汽在动叶通道内膨胀时的理想焓降hb和在整个级的滞止理想焓降ht*之比。 汽温降低,汽轮机后几级蒸汽湿度增加,加剧了湿蒸汽对后几级叶片的冲蚀,缩短叶片的使用寿命。 汽温降低要注意下降速度不能过快,汽温突降将引起机组各金属部件温差增大,热应力上升,因温降产生的温差会使金属承受拉伸应力,其允许值比压缩应力小,且差胀向负值变化,会使机组发生振动,甚至动静摩擦。一般高压机组规定汽温突降50以上要紧急处理,避免由于温差引起热应力超限,影响机组使用寿命。 汽温急剧下降,往往是水冲击的预兆,注意降至一定值,开启主汽管及汽缸疏水门,若剧降至限额应迅速停机,防止水冲击对机组造成损坏。水
11、冲击的象征除了汽温突降,有时会出现轴封、主汽门、调速汽门等法兰、门杆轴封冒白色湿蒸汽,机组振动增大,汽机或抽汽管内有水击声等现象。 低汽温运行,机组焓降减少,汽耗量增加,汽机经济性下降。一般汽温每降低10,机组效率将降低0.5%。 汽温、汽压同时降低,使蒸汽保持一定过热度,汽温降低的危害性要小,一般可参照汽压降低的程度进行分析处理,滑参数运行的机组,汽温降低的限额则以蒸汽过热度为准。如国产30万机组要求滑参数时蒸汽过热度130以上。进汽温度热偏差的影响; 国产30万机组,锅炉为甲、乙两炉膛。由于燃烧,蒸汽流量分配的差异,尚有热偏差,因此对汽机过热汽温及再热汽温两侧都有一定偏差,锅炉用调节油水比
12、,减温水等办法尽可能缩小汽机两侧进汽温度偏差,有时各高压调速汽门开度不一或联合汽门故障关闭,使过热器或再热器两侧流量偏差,会造成汽机两侧进汽温度热偏差增大。 制造厂要求汽机汽温热偏差不超过15。如热偏差过大,使汽缸左右两侧进汽受热不均匀,热膨胀不均将引起机组动静部分发生中心偏斜,机组振动增加,热偏差增大应联系锅炉调整,如果热偏差严重超限应紧急停炉。调节级汽压:变化原因:A:汽门开大而升高; 负荷增加; 汽压或汽温下降,使蒸汽流量增加; 真空严重下降,使蒸汽流量增加; 通流部分磨损,调节级或第一、二压力级叶片进口打坏; 抽汽量增加。B:汽机叶片通流部分结垢,调节级压力升高。调节级压力变化的影响:
13、 正常运行时,调节级压力可代表机组负荷变化,负荷突降至0,调节级压力也跌至0,调节级汽压是随蒸汽流量的增加而上升的,如负荷不变,调节级压力上升是说明蒸汽流量增加。机组经济性发生变化,调节级压力过高,汽轮机通流部件强度易发生严重超限,因此一般汽轮机除规定最高负荷外,还规定调节级最高汽压的限额。 调节级压力上升,可以判断汽机通流部分的清洁状况,分析叶片是否结垢,在分析叶片有否结垢情况时,不宜选择同一负荷比较,因为负荷受汽压、汽温或真空等因素影响,应选择同一蒸汽流量下与大修后通汽部分清洁时比较,如果上升,说明通流部分结了盐垢。 P=(PP净)/P净100%;P:实测的调节级汽压;P净:叶片在大修后洁
14、净状况下的调节级汽压P:调节级压力相对增大值;一般要求调节级压力相对增长值不超过5%,如果超过15%,应设法带低负荷清洗叶片。叶片结垢严重会影响机组出力不足,由于效率下降,蒸汽流量上升,机组运行经济性变差叶片结垢使反动度上升,轴向推力增加,叶片长期结垢运行易发生断叶片事故。调节级温度变化原因: 负荷变化; 进汽温度变化; 调速汽门开度变化; 蒸汽流量改变; 调节级部分叶片损坏。调节级温度变化的影响: 调节级温度一般随进汽温度升高或蒸汽流量增加而上升,并与调节级压力相应变化。 调速汽门的节流将影响调节级汽温变化,调速汽门开大,节流作用减小,调节级温度相应升高。 高压大容量单元机组在起动时应注意调
15、节级温度突变,因滑参数起动,开始时汽压较低调速汽门开度较大,待锅炉升压时,为维持机组负荷不致上升过快,将调速汽门关小,节流作用增加,从焓熵图可知,调门节流作用引起温度降低。另外,由于调门关小,第一级喷嘴流通面积减小,要通过同一蒸汽流量,需增加喷嘴焓降,使其蒸汽流速增加,第一级喷嘴焓降增大,调节级温度也将降低。如果起动过程,锅炉升压前,汽机调门近全开,调节级温度达到最高,在升压过程中,调门关小速度过快,将会发生调节级温度突降,使汽缸产生很大的热应力,因此起动时,须注意监视调节级温度变化速度不超限。调速汽门后汽压:变化原因: 调速汽门开度变化; 进汽压力变化; 调速汽门门杆折断或阀座松脱等故障;
16、汽机负荷或蒸汽流量变化。调速汽门后汽压变化的影响: 调速汽门后汽压一般可作为监视负荷变化或蒸汽流量变化的依据。 各调速汽门后汽压变化说明各调速汽门的开度在发生变化。不同的负荷。各调门开启顺序及开度情况从调门后汽压进行分析。当该调门未开启时,调门后汽压和调节级压力相接近,若该调门近开足,则调门后汽压和汽机进汽压力相接近。如果该调速汽门或联合汽门的门杆折断或其他故障,则该调门后汽压反映出调门处处于常关或关不严状况。关不严状况的现象:调门后汽压低于进汽压力而高于调节级压力。 引起调门振动大的原因一般是由于周围环境温度高,导致触点氧化而接触不好引起的。蒸汽流量:变化原因: 汽机负荷变化; 汽压或汽温变
17、化; 抽汽量变化; 真空变化; 通流部分严重损坏或结垢; 电网频率变化; 流量计漏水; 旁路系统阀门不严密。蒸汽流量变化的影响: 运行时,蒸汽流量可以用来监视汽机负荷,如果蒸汽流量增大则表示汽机附和上升,蒸汽流量时监视汽机运行安全的重要依据,流量改变,对调节级及最末级的焓降变化最大,因此蒸汽流量增加使调节级及最末级的反动度增大,引起轴向推力增加。蒸汽流量过大必将引起汽机隔板、叶片应力增大过负荷及轴向推力过大,有些机组规定蒸汽流量限制就是这个道理。 蒸汽流量改变,因为调节级和最末级焓降发生改变,使他们的速度比偏离最佳值,因此效率必将降低,而中间各级在流量改变时,焓降基本上保持不变,其速度比保持不
18、变,则中间各级的效率保持不变,在经济负荷下的蒸汽流量,调节级及末级焓降变化接近速度比最佳值,蒸汽流量时监视机组汽耗率的重要数据,及时分析汽耗率大小保持机组经济运行。速度比:轮周速度与喷嘴出口汽流速度的比。x1=u/c1 蒸汽参数的变化对流量计要产生偏差,因为蒸汽流量时采用重量流量,而流量表差压计的喷嘴或孔板的设计是按一定参数选择的,参数发生变化将引起仪表指示偏差。 流量计是利用差压原理指示的,如果流量表低压端漏水,则误指示降低。抽汽压力:变化原因: 负荷变化; 蒸汽流量变化; 抽汽流量变化;(加热器凝结水流量,除氧器汽压、对外用户供汽量等变化或抽汽逆止门卡涩等) 通汽部分叶片结垢; 抽汽级叶片
19、折断; 夹层蒸汽调整。抽汽压力变化的影响: 抽汽压力一般随蒸汽流量而改变,当抽汽量改变时,抽汽压力也相应发生在一个很小的范围内变化,因为在汽轮机的第一级和最末级的压力基本保持不变时,抽汽压力的改变必然引起各级焓降的重新分配。如抽汽压力升高,使抽汽级以前各级焓降减小,而使抽汽级后各级的焓降增加。但这种影响并不是均匀的:影响严重的是抽汽级前后两级。当抽汽量减少,抽汽压力相应升高些,使抽汽级前一级的焓降减少的最多,使抽汽级后一级的焓降增加的最多,而其他各级焓降变化较小。 还为了分析汽轮机通汽部分叶片结垢的部位,除调节级压力作为监视比较外,各级抽汽压力也可作为监视比较点,但需注意该级抽汽量,汽机进汽量
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