汽轮机原理》第10章

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1、第十章汽轮机运行第一节单元制机组的运行现代大型火电厂都是由过滤、汽轮机、发电机等主辅机组成的庞大、复杂的独立的单元制机组。随着用电结构的变化，机组的功率必须适应负荷变化的要求，参加电网调频、调峰运行。一、单元制机组运行特点（一）单元制机组的负荷适应性锅炉与汽轮机的时间常数相差很大，负荷改变引起锅炉风、煤、水量变化；汽轮机中低压缸功率滞后。导致机组功率变化滞后于外界负荷的变化，对外界负荷适应性较差，一次调频能力相对降低。1（二）单元制机组甩负荷特性单元制机组容量大、参数高、转子飞升时间常数小（5~8s），当发电机甩负荷后，

2、容易引起超速。为了避免机组甩超速，造成保护系统动作停机甚至飞车，大机组都设置了超速控制功能（OPC）。①在电气甩负荷励磁断开、脱网运行时，设有暂态快关高、中调节阀，抑制机组超速；②当甩部分负荷，而励磁电路仍然闭合，汽轮机机械机械功率超过发电机负荷达一定值时，还设有快关中压调节阀功能，防止导致转速飞升。（三）汽轮机运行方式复杂单元制机组都设置旁路系统，使运行方复杂。多种启动方式按蒸汽参数分：额定参数启动，滑参数启动。单元制机组通常采用滑参数启动。按冲转方式分：高中压缸启动，中压缸启动；按启动前汽缸金属温度分：冷态启动（汽缸

3、金属温度<150℃）、温态启动（汽缸金属温度在150℃~300℃）、热态启动（汽缸金属温度>300℃）。还有极热态启动（汽缸金属温度>400℃）。22.定压、滑压综合运行3.无负荷空转运行：机组升速到3000r/min后，对机组进行全面检查。4.带厂用电运行：在出故障，断厂用电情况下。5.主要辅机故障下运行多种停机方式：额定参数停机，滑参数停机。二、单元制机组运行的调节控制特点（一）单元制机组的机炉协调控制为改善单元制机组的调节特性，增强负荷适应性，提高一次调频能力，大机组都采用机炉协调控制方式，即把转速、功率、汽压等信

4、号同时送机、炉控制器，使之进行协调控制。协调控制的任务：根据机炉运行状态，选择控制策略和接受外部负荷需要的命令；对外部负荷命令进行处理，使之与机炉的动态特性及负荷变化能力相适应，并对机炉发出负荷控制命令；确定锅炉的风、水、煤量，对汽轮机确定相应的高、中调节阀的开度。3机炉协调控制有三种方式：炉跟机，机跟炉，机炉协调方式。（二）汽轮机进汽阀门的调节控制方式现代汽轮机都采用DEH控制系统各高、中主汽阀和高中调节阀均采用一一对于的EH油压控制组件驱动。各阀门的动作顺序都由计算机软件设定，运行人员可根据机组情况进行操作。高压主汽

5、阀内旁通门控制及与高压调节阀的切换；高压调节阀的“单阀调节”和“顺序阀调节”；采用中压调节阀启动时，阀门控制方式的切换（高压缸切换）；高、中压缸调节阀与高低压蒸汽旁路控制阀的协调。（三）单元制机组的连锁保护控制为了避免大机组故障造成巨大的损失，单元制机组实行机、炉、电之间以及主机与给水泵、引风机等重要辅机之间的连锁保护控制。根据电网或机组主要设备故障，自行减负荷、停机或停炉操作。主要连锁保护的功能有4个：4（1）快速切断主燃料停炉和相应连锁。当锅炉故障引起锅炉连锁保护动作时，立即切断主燃料停炉，并连锁汽轮机跳闸，发电机跳

6、闸，整个单元机组停运。（2）汽轮机和发电机跳闸保护及相应连锁。汽轮机与发电机互为连锁，（3）甩负荷连锁。汽轮机和发电机未发生故障，但因电网故障或其他原因使主断路器跳闸，也会引起甩负荷动作。（4）快速减负荷连锁。5第二节汽轮机的启动与停机汽轮机的启动与停机是运行中两个最复杂的工况。一、影响汽轮机启停速度的因素汽轮机是在高温、高压、高转速条件下运转的巨型精密机械。汽轮机在启动与停机运行中，参数变化，其金属温度和动静间隙发生变化，从而引起热应力和热变形。当热应力和热变形超过金属材料的允许值时，将产生永久变形或破坏。（一）汽轮机

7、启停过程中的传热汽轮机启停过程中，在汽缸内、外壁间以及转子外表面和中心或中心孔内表面间形成温差。传热温差是汽轮机金属部件产生热变形、热应力和胀差，限制机组启动速度。61．汽缸在冷态启动过程中的非稳态和稳态传热汽轮机冷态启动之前，缸壁温度接近室温，当用蒸汽冲转汽轮机时，与蒸汽直接接触的汽缸内表面温度很快升高，但缸壁的其余部分保持着原来的温度。随着导热的进行，汽缸壁的温度由里向外逐步升高。由于进入蒸汽温度和压力在不断上升，汽缸内壁及其他各点的温度也持续升高。这种沿壁面温度随时间变化是非稳定导热过程。显然，内外壁的最大温差会发

8、生在启动过程的某一时刻，此时的热应力最大。加热越快，内外壁温差越大，热应力越大。启动结束，达到额定参数与额定负荷时，缸壁中的温度分布就渐趋稳定，此时即进入稳定导热过程。汽缸内外壁间的温差估算公式为（10-1）式中，δ为汽缸壁厚，m；α为导温系数，；w为缸壁温升速度，。7由式(10—1)可知：汽缸内外壁温差与壁厚的平方