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1、单元机组集控运行,浙江大学机械与能源工程学院,彭司华,2007.4,第一章 单元机组的启动和停运,锅炉汽水系统,目录,第一章 单元机组的启动和停运第二章 单元机组的运行调节第三章 单元机组的控制和安全保护第四章 辅助系统运行第五章 单元机组的事故诊断与对策,第一章 单元机组的启动和停运,第一节 单元机组的启动概述第二节 单元机组的冷态启动第三节 单元机组的热态启动第四节 单元机组的停运,单元机组的启动概述,顶轴油泵,正常情况下，润滑油在转子轴颈语轴承之间形成了连续的润滑油膜；当转速较低时，这层油膜会被破坏，从而发生干摩擦，顶轴油泵就是为了在这种情况下形成连续保护油膜而设立的。顶轴油泵的设立最终
2、取决于转子的质量，如GE350MW机组就没有顶轴油泵。,1.1.1 启动方式与分类,按设备金属温度分类 冷态启动：金属温度150180；温态启动：金属温度180350；热态启动：金属温度350450；极热态启动：金属温度高于450。,p3,1.1.1 启动方式与分类,按蒸汽参数分类 额定参数启动；滑参数启动。,p3,1.1.1 启动方式与分类,额定参数启动 在整个启动过程中，电动主闸阀前的主蒸汽参数保持额定值。缺点：蒸汽与汽轮机金属部件初始温差大，调节级后温度变化剧烈，零部件受到很大的热冲击。单元制机组不宜采用这种启动方式。,p4,1.1.1 启动方式与分类,滑参数启动 在锅炉参数达到一定值时
3、就启动汽轮机，锅炉的启动与暖管，暖机和汽轮机的启动基本上同时进行。当锅炉出口蒸汽参数以及蒸发量达到额定值时，汽轮机也刚好带上额定负荷。现在，一般高压电厂都采用这种启动方式。,p4,1.1.1 启动方式与分类,滑参数启动又可分为：滑参数真空法启动特点：首先把通向汽轮机的阀门打开，投入抽 气器抽真空，一有蒸汽就冲动转子。滑参数压力法启动特点：首先把通向汽轮机的阀门关闭，投入抽气器抽真 空，到蒸汽参数达到一定值后冲转汽轮机。现代电厂一般采用滑参数压力法启动。,p4,1.1.1 启动方式与分类,二、按冲转时进汽方式分类高中压缸启动。蒸汽同时进入高压缸和中压缸冲动转子。中压缸启动 汽轮机冲转时高压缸不进
4、汽，而是中压缸进汽冲动转子，待转子转速升至15002800r/min后或并网后，才逐渐向高压缸进汽。,p4,1.1.1 启动方式与分类,三、按控制进汽流量的阀门分类（1）用调速汽阀启动（2）用自动主汽阀或电动主汽阀启动（3）用自动主汽阀或电动主汽阀的旁路启动,p5,1.1.2 单元机组启动过程主要热力特点,（一）锅炉热应力锅炉汽包温差与热应力（内外壁，上下部）；锅炉受热面温差与热应力。,p6,1.1.2 单元机组启动过程主要热力特点,（一）汽轮机热应力，热膨胀，热变形1.汽轮机的热应力 在启停或者工况变化，蒸汽参数变化时产生热应力。控制方法：一般通过控制温差和升温速度。例如，在停机过程中，温降
5、速度应控制在1.5摄氏度/min。,p9,1.1.2 单元机组启动过程主要热力特点,2.汽轮机的热膨胀,p12,什么是涨差？,在汽轮机启停和变工况时，转子较汽缸膨胀和收缩都迅速，使他们的热膨胀也出现差别。通常将两者间发生的热膨胀差值称为汽轮机的相对膨胀，简称涨差。若转子轴向膨胀大于汽缸，称为正涨差；反之，称为负涨差。,p12,启动过程如何控制涨差？,在启动过程中合理地控制蒸汽温升速度。并主要考虑下列因素的影响：1.汽轮机滑销系统的工作状态；2.控制蒸汽温升（温降）和蒸汽流量变化的速度。3.轴封供汽温度的影响；4.汽缸法兰，螺栓加热装置的影响；5.排气温度与凝汽器真空的影响；6.汽缸保温和疏水的
6、影响。,p12,热态启动时涨差的特点,在启动的初期，容易出现负涨差，要尽快升速，并网带负荷。但是也不能升的太快，并在适当情况下进行低负荷暖机。,1.1.2 单元机组启动过程主要热力特点,3.汽轮机的热变形,1.1.2 单元机组启动过程主要热力特点,第二节 单元机组（汽包锅炉）的冷态启动,1.2.1 启动前的准备工作1.2.2 辅助设备及系统的投用1.2.3 锅炉点火及升温升压1.2.4 暖管1.2.5 汽轮机冲转与升速1.2.6 机组并列和带负荷1.2.7 冷态启动实例,1.2.1 启动前的准备工作,关键项目的试验工作：电动门，气动门，安全门，电气开关，保护，控制，调整装置的传动试验；主辅机的
7、连锁，保护试验；锅炉水压试验；汽轮机润滑油系统，调速系统试验；发电机假同期试验。,p14,1.2.2 辅助设备及系统的投用,（一）锅炉上水 通过给水调节阀的旁路进行上水操作。上水温度一般不超过90（在冬季不超过60度）摄氏度，小流量，2.53.5小时时间。（二）凝汽系统投运1.循环水系统；2.凝结水、给水系统；3.抽真空系统及轴封供汽；,1.2.2 辅助设备及系统的投用,（三）盘车预热 在盘车转动情况下，通入蒸汽加热。一般加热到转子金属温度材料脆性转变温度以上（150度）（四）润滑油系统投运 汽轮机启动时，油温不得低于35度，在转子通过第一临界转速时，油温应在40度以上，正常运行时，油温在40
8、45度之间。（五）发电机冷却系统投运1.发电机水冷系统2.发电机氢气冷却系统,p18,1.2.3 锅炉点火及升温升压,1.锅炉点火前的吹扫2.锅炉点火3.锅炉升温、升压 从锅炉点火直到汽温、汽压升至工作温度和工作压力的过程，称为锅炉升温、升压过程。注意：汽包内水的平均温升速度限制为1.52摄氏度/min。,什么是省煤器再循环门？,其作用是什么？,什么是汽轮机的旁路系统？,什么是汽轮机的旁路系统？,在启动时如何保护再热器？,p22,1.2.4 暖管,启动前，对主蒸汽管道，再热蒸汽管道，自动主汽门至调速器阀间的导汽管，电动主闸阀，自动主汽阀，调速器阀要进行预热，称为暖管。暖管的目的：减少温差引起的
9、热应力和防止管道内的水冲击。,暖管注意事项：,暖管时温升不超过35摄氏度/min。暖管应和管道疏水密切配合。,1.2.5 汽轮机冲转与升速,（一）冲转应具备的条件（1）主要技术参数指标负荷冲转要求限值范围内；（2）试验工作全部完成；（3）冲转参数选择合理。,p23,1.2.5 汽轮机冲转与升速,（二）冲动转子和低速检查 冲转有调节阀冲转和主汽门冲转两种方法。不管哪种方式，转子一旦冲转，都应立即关闭冲转阀门。在低速下对机组进行听音并进行全面检查，确保无异常后，在开启冲转阀门，重新启动汽轮机。,1.2.5 汽轮机冲转与升速,（三）升速和暖机 一般以启动过程中温度变化剧烈的调节器室下汽缸内壁温度作为
10、监视指标，严格控制温升速度。一般分别在10001400r/min，进行中速暖机。中速暖机在离临界转速150200r/min范围进行。在中速暖机时注意投入法兰加热装置。,高速暖机,在22002400r/min的时候停留，进行高速暖机；当转速达到2800r/min左右时，主油泵已能正常工作，可逐渐关小启动油泵出口油门。汽机定速后，应对机组进行全面检查。,1.2.5 汽轮机冲转与升速,（四）冲转和升速注意事项（1）过临界转速时，注意轴承振动情况。（2）油温不低于40摄氏度，也不高于45度。（3）注意机组的膨胀情况，金属温度，真空度等参数。,1.2.6 机组并列和带负荷,（一）机组并列操作 机组在额定
11、转速下，经检查确认设备正常，完成规定试验项目，可进行机组并列操作。一般采用自动准同期法来并网。,1.2.6 机组并列和带负荷,（二）机组带负荷过程对于冷太滑参数启动，一般要求主蒸汽升压速度控制在2030kPa/min，主蒸汽温升速度控制在12摄氏度/min.同时，负荷增加速度控制在12以内。升负荷时应密切监视机组振动情况。升负荷时应密切监视汽轮机涨差的变化。下汽缸温度达到340350摄氏度时，可停止法兰加热装置。,p29,第四节 单元机组的热态启动,当机组停运时间不久，机组部件金属温度还处于较高水平时，再次进行机组的启动操作称为热态启动。,一、单元机组热态启动的特点和方法,1.单元机组热态启动
12、的特点 特点：机组温度水平高，汽轮机进汽冲转参数高，启动时间短。大轴晃度值应与冷态启动时测得的晃度值相同；上下汽缸的温差应小于50摄氏度；润滑油温应保证高于40摄氏度。额定参数启动；滑参数启动。,一、单元机组热态启动的特点和方法,单元机组热态启动的方法 热态启动前，盘车装置保持连续运行，先向轴端汽封供汽，后抽真空，再通知锅炉点火。汽缸金属温度在150300摄氏度以内，轴封用低温汽源供汽，如果高于300摄氏度，则投入高温汽源供汽。,二、热态启动应注意的问题,1.转子热弯曲 冲转前连续盘车不少于4h，以消除转子临时产生的热弯曲。转子弯曲一般通过绕度表来监测。,二、热态启动应注意的问题,2.上下缸温
13、差在允许范围 一般监视调节级处上下汽缸温差不得超过50摄氏度。,p39,二、热态启动应注意的问题,3.轴封供汽及抽真空 注意先向轴封供汽后抽真空，真空可以很快建立。在轴封供汽前要充分暖管疏水，合理利用高低温汽源给轴封供汽。在热态启动时，凝汽器真空应保持高一些。,三、滑参数热态启动的实例,p40,三、滑参数热态启动的实例,p40,冲转参数高于调节级温度50100度，并保持过热度不低于100度。,第五节 单元机组的停运,1.5.1 滑参数正常停机1.5.2 额定参数正常停机1.5.3 机组的非正常停机,1.5.1 滑参数正常停机,停机前的准备工作(1)高压电动油泵及交直流润滑油泵试验。如果有汽动油
14、泵，还要做汽动油泵的低转速试验。(2)盘车装置的空转试验。(3)自动主汽阀和电动主汽阀的活动试验。,P41,1.5.1 滑参数正常停机,减负荷过程 先把负荷降低到8085，然后把蒸汽参数降低到与负荷相对应的数值。调整燃烧并用喷水减温的办法降低汽温。使调节级的温度低于该处金属温度的3050摄氏度。应控制金属温度的下降速度（不超过1.5度/min）。待金属温度降低减缓后，开始降低蒸汽压力。负荷随着继续下降。每当新蒸汽温度和汽缸或法兰金属温度的差值超过35度时，就重复上述操作，逐渐降温，降压，降负荷。,1.5.1 滑参数正常停机,发动机解列与转子惰走 当机组无功负荷降低到零后，发电机与电网解列，然后
15、汽轮机自动主汽门和调速汽门关闭后，汽轮机转子由于惯性仍然继续转动一段时间才能静止下来，这段时间称为惰走时间。新投产机组投入运行一段时间后，要在停机时测绘惰走时间曲线，如图所示。,用转子惰走时间判断故障,每次停机都要记录转子惰走时间，以便判断汽轮机的某些故障。如果惰走时间急剧减少，可能时轴承磨损严重或机组动静部分发生摩擦现象。如果惰走时间显著增加，可能是阀门关闭不严，或抽汽管道阀门关闭不严。惰走曲线与真空变化有密切关系，下降太快，则惰走时间缩短。因此必须控制真空下降的速度，以便惰走时间是可比较的。一般转速下降到额定转速一半时，开始降低真空。,1.5.1 滑参数正常停机,停机后的若干工作1.投入盘
16、车，直到汽缸金属温度低于150度以下，可通知连续盘车。2.锅炉的其他操作锅炉通知燃烧时，开启过热器出口疏水阀或对空排汽门冷却过热器。汽包维持较高水位。防止锅炉急剧冷却，关闭机械通风停止48小时内必须严密关闭所有人孔门，检查门，看火门和除灰门等。停炉810小时后可进行放水和进水操作。若需要把炉水放净，应待汽压降为零，炉水温度降至7080度以下。,1.5.1 滑参数正常停机,3 辅助设备的操作当凝汽器无任何水源进入后，才可停止凝结水泵的运行。排汽温度下降到低于50度时可停止循环泵运行当冷油器出口油温低于35度以下可以停止冷油器冷却水。,p46,滑参数停机实例,1.5.2 额定参数正常停机,主要步骤
17、：先将机组的负荷降低，将负荷速度需满足机组金属温度降低速度不超过11.5度/min.待负荷降接近于零时，拉开发电机断路器使之与电网解列。启动辅助油泵，将自动主汽门关小一半，然后打闸断汽，最后关闭电动主闸阀将机炉隔离。,1.5.3 机组的非正常停机,非正常停机又可分为故障停机 设备或系统缺陷需要进行处理，只需要短时间停机缺陷处理后即可恢复运行，这时要求停机后保持机组金属温度保持较高水平可采取额定参数停机，在停机减负荷过程中，蒸汽参数进本上保持为额定值。紧急停机 机组发生严重问题。可采用（1）破坏真空法停机；（2）不破坏真空法停机。,1.5.3 机组的非正常停机,（一）故障停机过程以及注意事项 以
18、较快的速度降低负荷，在3060分钟内减负荷，注意金属温度的变化，涨差的变化，以及轴瓦振动情况。并依次进行必要的系统切换和停止有关辅助设备。,1.5.3 机组的非正常停机,（一）紧急停机过程（1）钦紧急事故按钮或可动脱扣器；（2）停止锅炉燃料供应；（3）停止锅炉送风机，引风机；（4）启动汽轮机交流润滑油泵；（5）调整轴封压力，给水及凝结水系统，必要时进行切换。（6）机组静止，真空到零，投入盘车。（7）完成正常停机的其他各项操作。,锅炉故障需紧急停机的情况,锅炉主燃料跳闸（MFT)发生报警燃烧管理系统（BMS）拒动时；锅炉受热面（过热器，再热器，省煤器，水冷壁）严重泄漏，无法维持运行；锅炉发生尾部烟道二次燃烧，排烟温度非正常升高。,燃烧管理系统（BMS）主要功能,1 点火前炉膛吹扫。2 油燃烧器自动管理。3 煤燃烧器自动管理。4 二次风挡板联锁控制。5 火焰监视。6 有关辅机的启停和保护。7 主燃料跳闸。8 减负荷控制。9 联锁和报警。10 首次跳闸原因记忆。,第一章结束谢谢大家！,
