汽机专业技术问答

汽机专业技术问答汽轮机的启动1、为什么说启动是汽轮机设备运行中最重要的阶段？答：汽轮机启动过程中，各部件间的温差、热应力、热变形大。

汽轮机多数事故是发生在起动时刻。

由于不正确的暖机工况，值班人员的误操作以及设备本身某些结构存在缺陷都可能造成事故，即使在当时没有形成直接事故，但由此产生的后果还将在以后的生产中造成不良影响。

现在汽轮机的运行实践表明，汽缸、阀门外壳和管道出现裂纹、汽轮机转子和汽缸的弯曲、汽缸法兰水平结合面的翘曲、紧力装配元件的松弛、金属结构状态的变化、轴承磨损的增大、以及在投入运行初始阶段所暴露出来的其它异常情况，都是起动质量不高的直接后果。

2、汽轮机升速，带负荷阶段与汽轮机机械状态有关的主要变化是哪些？答：汽轮机升速、带负荷阶段与汽轮机机械状态有关的主要变化有：（1）由于部压力的作用，在管道、汽缸和阀门壳体产生应力。

（2）在叶轮、轮鼓、动叶、轴套和其它转动部件上产生离心应力。

（3）在隔板、叶轮、静叶和动叶产生弯曲应力。

（4）由于传递力矩给发电机转子，汽轮机轴上产生切向应力。

（5）由于振动使汽轮机的动叶，转子和其它部件产生交变应力。

（6）出现作用在推力轴承上的轴向推力。

（7）各部件的温升引起的热膨胀，热变形及热应力。

3、汽轮机滑参数启动应具备哪些必要条件？答：汽轮机滑参数启动应具备如下必要条件：（1）对于非再热机组要有凝汽器疏水系统，凝汽器疏水管必须有足够大的直径，以便锅炉从点火到冲转前所产生的蒸汽能直接排入凝汽器。

（2）汽缸和法兰螺栓加热系统有关的管道系统的直径应予以适当加大，以满足法兰和螺栓及汽缸加热需要。

（3）采用滑参数启动的机组，其轴封供汽，射汽抽气器工作用汽和除氧器加热蒸汽须装设辅助汽源。

4、滑参数启动有哪些优缺点？答：滑参数启动有如下优缺点：（1）滑参数启动使汽轮机启动与锅炉启动同步进行，因而大大缩短了启动时间。

（2）滑参数启动中，金属加热过程是在低参数下进行的，且冲转、升速是全周进汽，因此加热较均匀，金属温升速度亦比较容易控制。

（3）滑参数启动还可以减少汽水损失和热能损失。

缺点是：用主蒸汽参数的变化来控制汽轮机金属部件的加热，在用人工控制的情况下，启动程序较难掌握，弄不好参数变化率大。

综合比较，滑参数启动利大于弊，所以目前单元制大容量机组广泛采用滑参数启动方式。

5、什么是冷态滑参数压力法启动和真空法启动？答：（1）压力法启动。

压力法启动时，电动主汽门前应有一定的蒸汽压力，利用调节汽门控制蒸汽流量冲动转子和升速暖机。

要求新汽温度高于调整段上缸金属温度50--80℃，还应保证有50℃的过热度，既要不产生过大的热应力，同时还要避免水冲击。

（2）真空法启动。

真空法启动时，锅炉点火前，从锅炉汽包至汽轮机之间所有阀门全部开启，汽轮机盘车状态下开始抽真空。

让汽轮机新蒸汽管道、锅炉的汽包、过热器全部处于真空状态，然后通知锅炉点火，锅炉压力温度缓慢上升，当蒸汽参数还很低时，汽轮机转子即被冲动，此后汽轮机的升速及加负荷全部依靠锅炉汽压汽温的滑升。

真空法启动的缺点是：如果锅炉控制不当，有可能使锅炉加热器积水和新蒸汽管道的疏水进入汽轮机，从而损坏设备。

另外抽真空困难，汽轮机转速不易控制，所以较少采用真空法滑参数启动。

6、滑参数启动主要应注意什么问题？答：（1）滑参数启动中，金属加热比较剧烈的时间一般在低负荷时的加热过程中，此时要严格控制新蒸汽升压和升温速度。

（2）滑参数启动时，金属温差可按额定参数启动时的指标加以控制。

启动中有可能出现差胀过大的情况，这时应通知锅炉停止新蒸汽升温、升压，使机组在稳定转速下或稳定负荷下停留暖机，还可以调整凝汽器的真空或用增大汽缸法兰加热进汽量的方法加以调整金属温差。

7、为什么转子静止时严禁向轴封送汽？答：因为在转子静止状态下向轴封送汽，不仅会使转子轴封段局部不均匀受热。

产生弯曲变形，而且蒸汽从轴封段处漏入汽缸也会造成汽缸不均匀膨胀，产生较大的热应力与热变形，从而使转子产生弯曲变形。

所以转子静止时严禁向轴封送汽。

8、采用额定参数启动方式有哪些优缺点？答：额定参数只是在一些母管制机组上不得不采用的一种传统启动方式，而其所存在的缺点越来越受重视，大致有如下几点。

（1）启动所需时间长，所耗的经济费用高。

（2）热冲击、热应力、热变形及热膨胀差大而且不易控制，对金属部件的寿命损耗大。

9、什么叫负温差启动？为什么应尽量避免负温差启动？答：凡冲转时蒸汽温度低于汽轮机最热部位金属温度的启动为负温差启动。

因为负温差启动时，转子与汽缸先被冷却，而后又被加热，经历一次热交变循环，从而增加了机组疲劳寿命损耗。

如果蒸汽温度过低，则将在转子表面和汽缸壁产生过大的拉应力，而拉应力较压应力更容易引起金属裂纹，并会引起汽缸变形，使动静间隙改变，严重时会发生动静摩擦事故，此外，热态汽轮机负温差启动，使汽轮机金属温度下降，加负荷时间必须相应延长，因此一般不采用负温差启动。

10、什么是合理的启动方式？答：汽轮机的启动受热应力、热变形和相对胀差以及振动等因素的限制。

所谓合理的启动方式就是寻求合理的加热方式，根据启动前机组的汽缸温度、设备状况，在启动过程中能达到各部分加热均匀，热应力、热变形、相对胀差及振动均维持在较好水平。

各项指标不超过厂家规定，尽快把金属温度均匀升高到工作温度。

在保证安全的情况下，还要尽快地使机组带上额定负荷，减少启动消耗，增加机组的机动性，即为合理的启动方式。

11、汽轮机启动过程中应注意哪些事项？答：汽轮机启动是运行人员的重大操作之一，在启动时应充分准备，认真检查，做好启动前的试验，并在启动中注意：（1）严格执行规程制度，机组不符合启动条件时，不允许强行启动。

（2）在启动过程中要根据制造厂规定，控制好蒸汽、金属温升速度，上下缸、汽缸外壁、法兰外壁、法兰与螺栓等温差，胀差等指标。

尤其是蒸汽温升速度必须严格控制，不允许温升率超过规定值，更不允许有大幅度的突增突降。

（3）启动时，进入汽轮机的蒸汽不得带水，参数与汽缸金属温度应相匹配，要充分疏水暖管。

（4）严格控制启动过程的振动值。

（5）高压汽轮机滑参数启动中，金属加热比较剧烈的阶段是冲转后和并列后的低负荷阶段，这些阶段容易出现较大的差胀和金属温差。

可采用调整真空，投汽缸、法兰、螺栓加热装置和调整轴封用汽温度的办法加以调整。

（6）在启动过程中，按规定的曲线控制蒸汽参数的变化，保持足够的蒸汽过热度。

（7）调节系统赶空气要反复进行，直至空气赶完为止。

赶空气后保持高压油泵连续运行到机组全速后方可停下，以免空气再次进入调节系统。

（8）任何情况下，汽温在10min突降或突升50℃，应打闸停机。

（9）刚冲转时，一定要控制转速，不能突升过快，并网后调节汽门应分段开起，严禁并网后突然开足。

（10）并网后应注意各风、油、水、氢气的温度，调整正常，保持发电机氢气温度不低于35℃。

12、汽轮机冲转时为什么凝结器真空会下降？答：汽轮机冲转时，一般真空还比较低，有部分空气在汽缸及管道未完全抽出，在冲转时随着汽流冲向凝汽器。

冲转时蒸汽瞬间还未立即与凝汽器铜管发生热交换而凝结，故冲转时凝汽器真空总是要下降的。

当冲转后进入凝汽器的蒸汽开始凝结，同时抽气器仍在不断地抽空气，真空即可较快地恢复到原来的数值。

13、用上缸壁温度150℃来划分冷热态启动的依据是什么？答：高压汽轮机停机时，汽缸转子及其它金属部件的温度比较高，随着时间的延续才逐渐冷却下来，若在未达到全冷状态要求启动汽轮机时，就必须注意此时与全冷态下启动的不同特点。

一般把汽轮机金属温度高于冷态启动额定转速时的金属温度状态称为热态，大型机组冷态启动至额定转速时，下汽缸外壁金属温度为120--200℃。

这时，高压缸各部的温度、膨胀都已达到或稍为超过空负荷运行的水平，高、中压转子中心孔的温度已超过材料的脆性转变温度，所以机组不必暖机而直接在短时间升到定速并带一定负荷。

故以缸壁150℃为冷、热态启动的依据。

14、轴向位移保护为什么要在冲转前投入？答：冲转前，蒸汽流量瞬间较大，蒸汽必先经过高压缸，而中、低压缸几乎不进汽，轴向推力较大，完全由推力盘来平衡，若此时的轴向位移超限，也同样会引起动静摩擦，故冲转前就应将轴向位移保护投入。

15、汽轮机启动、停机时，为什么要规定蒸汽的过热度？答：如果蒸汽的过热度低，在启动过程中，由于前几级温度降低过大，后几级温度有可能低到此级压力下的饱和温度，变为湿蒸汽。

蒸汽带水对叶片的危害极大，所以在启动、停机过程中蒸汽的过热度要控制在50--100℃较为安全。

16、汽轮机启动过程中，主蒸汽温度达到多少度时，可以关闭本体疏水，为什么？答：主蒸汽温度达400℃时可以关闭本体疏水门。

因为汽温400℃时，20MW负荷已经暖机结束，这时金属部件已有较长时间的稳定加热过程，金属与主蒸汽温差较小，凝结放热过程已经结束。

另外，滑参数启动时，主蒸汽温度达400℃时，其过热度较高，不会形成疏水。

17、热态启动时应注意哪些问题？答：（1）热态启动前应保证盘车连续运行，大轴弯曲值不得大于原始值，否则不得启动，应连续盘车直轴，直至合格。

连续盘车应在4小时以上，不得中断。

若有中断，应追加10倍于盘车中断时间连续盘车。

（2）先向轴封送汽，后抽真空。

轴封高压漏汽门应关闭严密，轴封用汽使用高温汽源（送轴封汽前应充分疏水），真空至39.997kpa，通知锅炉点火。

（3）必须加强本体和管道疏水，防止冷水、冷汽倒至汽缸或管道，引起水击振动。

（4）低速时应对机组全面检查，确认机组无异常后，即升至全速，并列带适当负荷。

在升速过程中应防止转速上升过快又降速的现象。

（5）在低速时应严格监视机组振动情况，一但轴承振动过大，应立即打闸停机，投盘车，测量轴弯曲情况。

（如因故盘车投不上，不得强行盘车，查明原因，采取措施后，方可再次投盘车）。

（6）要适时投入汽缸法兰加热装置。

18、为什么热态启动时先送轴封汽后抽真空？答：热态启动时，转子和汽缸金属温度较高，如先抽真空，冷空气将沿轴封进入汽缸，而冷空气是流向下缸的，因此下缸温度急剧下降，使上下缸温差增大，汽缸变形，动静产生摩擦，严重时使盘车不能正常投入，造成大轴弯曲，所以热态启动时应先送轴封汽，后抽真空。

19、低速暖机时，为什么真空不能过高？答：低速暖机时，若真空太高，暖机的蒸汽流量太小，机组预热不充分，暖机时间反而加长。

另外，过临界转速时，要求尽快的冲过去，其方法有：①加大蒸汽流量；②提高真空。

若一冲转就将真空提得太高，冲越临界转速的时间就加长了，机组较长时间在接近临界转速的区域运行是不安全，也是不允许的。

20、顶轴油泵启动后，母管压力控制在多少为宜？答：由于顶轴油母管为普通碳钢管，所以顶轴油泵启动后，母管压力不宜过高。

与防爆管相比较，汽轮机转子较轻，发电机转子较重，现场一般控制汽轮机顶轴油压（母管压力）为5.89—7.85Mpa,发电机顶轴油母管压力不超过15.7 Mpa，各轴相应顶起2—3丝。