汽轮机结构及运行控制原理

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1、一认识汽机专业1、汽机专业的任务：用锅炉送来的蒸汽，维持汽轮机转速（未并网）或负荷（并网），将做完工的乏汽凝结成水，利用抽汽加热后再送回锅炉。2、汽机专业的系统（1）汽轮机本体：将蒸汽的热能转换成机械能，维持高速旋转。（2）辅助系统：汽轮机旋转所必须的支持系统；为了提高热效率而设置的回热系统(把水加热后再送回锅炉)；辅机、发电机冷却系统。二汽机主系统高缸再热器中、低压缸凝汽器除氧器高加锅炉轴加低加循环水汽机热力系统简图三汽轮机本体1、汽轮机本体：转子——叶轮、叶片静止部分：隔板、喷嘴、汽缸、其他：汽封、轴瓦为达到应有的功率，有若干级2、汽轮机本体的间隙问题汽缸汽封轴瓦新蒸汽

2、来排乏汽轴喷嘴叶轮汽轮机本体径向间隙示意图轴瓦轴推力轴瓦推力盘蒸汽的流动对转子产生推力轴向间隙汽轮机本体轴向间隙问题1示意图（轴向位移又叫窜轴）轴瓦轴推力轴瓦推力盘汽缸受热膨胀方向滑销，汽缸死点转子死点转子受热膨胀方向轴向间隙汽缸、转子的膨胀方向不一样，膨胀的程度不一样，从而使轴向间隙较冷态下发生变化，即胀差。汽轮机本体轴向间隙问题2示意图（差胀）小结：u动静间隙太大,蒸汽不做功漏掉,不经济,汽轮机将热能转化为机械能的效率降低,也即每发一度电所耗的热能（热耗），所需的蒸汽（汽耗）增加。u动静间隙太小,容易发生动静摩擦，产生机组振动，严重时造成汽轮机汽封、大轴、叶片损坏事故。

3、u既要经济性又要安全性，间隙控制在一定范围内（几十微米）u——汽轮机是精密设备，必须防止动静接触（防碰磨），发生碰磨时，反应碰磨的保护（振动、轴向位移、差胀）动作，跳机1、汽轮机汽封：轴封供汽轴加风机汽轮机轴汽缸体供汽腔抽汽（气）腔轴端汽封示意图u汽封：尽量减少漏汽，提高热效率u轴封：防止缸内蒸汽外泄，防止外部空气进入缸内。u轴封供汽不能中断1、轴瓦：通入润滑油，在一定转速下轴瓦和轴颈之间形成稳定油膜，实现油摩擦。汽轮机运行中任何情况下都不能断油。二汽轮机的控制、安保系统：控制汽轮机的负荷（转速），发生事故时停机。（1）高主、中主门的控制示意图AST控制油DEH高压油回油弹

4、簧油缸快速泄荷阀试验电磁阀（1）高、中压调门控制示意图OPC控制油DEH高压油回油弹簧油缸快速泄荷阀电液伺服阀DEH调节信号（2）AST控制油机头手动停机（危急保安器）危急保安器(机头手动停机)AST控制油回油AST电磁阀，接受汽轮机各保护信号、控制盘手动停机主机润滑油隔膜阀机械超速停机到高、中主阀AST接口（1）OPC油到各调节阀OPC接口OPC电磁阀，接受汽轮机103%超速信号回油AST油OPC控制油一关于汽轮机本体的保护1、超速保护:103%超速:因电网原因机组甩负荷，汽轮机转速超3090r/min，关闭高、中调门，待转速降到3000r/min以下时，重新打开各调门，

5、如转速又超3090r/min，会再动作。防止出现更高的超速。110%超速:DEH、TSI、ETS三套,动作于AST电磁阀，跳机。机械超速，动作后卸掉隔膜阀上油压，再卸掉AST油压停机。汽轮机超速事故会造成大轴断裂、轴瓦损坏、甚至飞车等恶性后果,必须严防。1、高压缸保护：北重机组因结构原因,低负荷时因蒸汽流量太小，不能有效带走缸内因鼓风摩擦损失而产生的热量,缸内设备会因过热而损坏，故采用中压缸启动，待蒸汽流量达到一定值后切回高缸进汽。冷态启动过程中高缸需要得到充分暖缸，在1020rpm以上为了不产生鼓风摩擦热量，高缸必须抽成真空。高缸保护就是为达到上述目的而设。2、凝汽器低真

6、空保护凝汽器真空低（排汽压力高），也即排汽温度升高，使低压缸、低压转子叶片、凝汽器温度升高，会造成汽轮机振动、动静摩擦、末级叶片断裂、金属变形、凝汽器钢管泄漏等后果。3、润滑油压低保护防断油烧瓦。4、EH油压低保护EH油压降低，高中主调各门会发生不可控动作，必须停机。1、轴承振动保护汽轮机动静摩擦、转子质量平衡破坏（如叶片断裂等）、轴承故障（如润滑不良、磨损等）、联轴器故障等原因会造成机组振动。2、轴向位移保护防动静摩擦。3、DEH失电跳机保护机组失去监控，必须停机。4、轴承温度高保护防轴承、轴颈损坏5、汽轮机差胀保护防动静摩擦6、汽机手动跳闸保护按钮发生汽轮机保护无法反应

7、的危急情况（如危及人身安全、着火等）以及保护拒动时。机头有危急保安器，按下后实现机头停机，类似辅机事故按钮。7、锅炉MFT动作后联跳汽机保护锅炉-汽机-发电机是一个统一单元，锅炉不正常，防止事故波及到汽轮机，汽轮机应停止进汽。但为了减少机组非停，提高经济性（即使是机组热起，损失也是很大的），目前做停炉不停机逻辑和预案，除个别直接危及汽轮机安全的（如汽包高水位、汽温直降等）情况外，锅炉MFT，不跳机。1、主、再热蒸汽温度下降跳汽机保护主、再热蒸汽温度下降预示着蒸汽带水，汽轮机有水冲击的危险，而水冲击可造成汽缸变形、转