汽轮机的启动和停止.ppt

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1、汽轮机的启动和停止李京伟汽轮机基础知识热应力、热冲击、热疲劳的概念物体内部温度变化时，只要物体不能自由伸缩，或其内部彼此约束，则在物体内部就产生应力，这种应力称为热应力。金属材料受到急剧的加热和冷却时，其内部将产生很大的温差，从而引起很大的冲击热应力，这种现象称为热冲击。一次大的热冲击，产生的热应力若超过材料的屈服极限，就会导致金属部件的损坏。当金属部件被反复加热和冷却时，其内部就会产生交变热应力。在此交变热应力反复作用下，零部件遭到破坏的现象称为热疲劳。造成汽轮机热冲击的原因⑴启动时蒸汽温度与金属温度不匹配。一般启动中要求启动参数与金属温度相匹配，并控制一定的温升速度，如果温度不相匹配，

2、相差较大，则会产生较大的热冲击；⑵极热态启动时造成的热冲击。单元制大机组极热态启动时，由于条件限制，往往是在蒸汽参数较低情况下冲转，这样在汽缸、转子上极易产生热冲击；⑶负荷大幅度变化造成的热冲击，额定满负荷工况运行的汽轮机甩去较大部分负荷，则通流部分的蒸汽温度下降较大，汽缸、转子受冷而产生较大热冲击。突然加负荷时，蒸汽温度升高，放热系数增加很大，短时间内蒸汽与金属间有大量热交换，产生的热冲击更大；⑷汽缸、轴封进水造成的热冲击。何谓金属蠕变金属材料在高温条件下所受的应力，即使低于此金属材料在此温度下的屈服极限，但是经过长时间的作用，也能够使金属材料产生连续的、缓慢的塑性变形积累。金属材料在一

3、定的温度和一定的应力作用下经过长时间后，产生缓慢的、连续的塑性变形的现象称为蠕变。金属在蠕变过程中，塑性变形不断增长，最终断裂。所以在高温下，即使承受的应力不大，金属的寿命也有一定的限度。金属在温度变动频繁的条件下工作，如汽轮机经过启动、运行、停机、再启动的过程，其蠕变也会加速。金属的低温脆性转变温度低碳钢和高强度合金钢在某些温度下有较高的冲击韧性，但随着温度的降低，其冲击韧性将有所下降，冲击韧性显著下降时的温度称低温脆性转变温（FATT），金属的低温脆性转变温度就是脆性断口占50％时的温度。我厂汽轮机转子低温脆性转变温度（FATT）＜116℃，一般以中压缸排汽口处金属温度或中压缸排汽温度

4、为参考，判断转子金属温度特别是中压转子中心孔金属温度是否已超过金属低温脆性转变温度（FATT）。汽轮机工作的基本原理具有一定压力、温度的蒸汽，进入汽轮机，流过喷嘴并在喷嘴内膨胀获得很高的速度，高速流动的蒸汽流经汽轮机转子上的动叶片做功，当动叶片为反动式时，蒸汽在动叶中发生膨胀产生的反动力也使动叶片做功，动叶带动汽轮机转子，按一定的速度均匀转动。这就是汽轮机最基本的工作原理。从能量转换的角度讲，蒸汽的热能在喷嘴中转换为汽流动能，动叶片又将动能转换为机械能，反动式叶片，蒸汽在动叶膨胀部分，直接由热能转换成机械能。汽轮机的冲动级、反动级蒸汽流过汽轮机的动叶片时，发生动量变化对该叶片产生冲力，使叶

5、片转动。这种作用力一般可分为冲动力和反动力两种形式。当汽流在动叶汽道内不膨胀加速，而只随汽道形状改变其流动方向时，汽流改变流向对汽道所产生的离心力，叫做冲动力，这时蒸汽所做的机械功等于它在动叶片动能的变化量，这种级叫冲动级。当汽流在动叶汽道内不仅改变方向，而且因膨胀使其速度也有较大的增加，则加速的汽流流出汽道时，对动叶片将施加一个与汽流流出方向相反的反作用力，就象火箭燃料燃烧喷出高温气体，气体对火箭产生反作用力一样，这个作用力叫做反动力。依靠反动力推动的级叫做反动级。我厂机组调节级为冲动级，各压力级为反动级。汽轮机的胀差、胀差的测点蒸汽进入汽轮机后，转子及汽缸均要膨胀。由于转子质量较小，温

6、升较快，故而膨胀较汽缸更为迅速，转子与汽缸沿轴向膨胀之差值称为转子与汽缸的相对差胀，简称差胀。我厂规定：正常运行胀差为-0.76~+15.7mm，跳机值为≤-1.54或≥+16.45mm。习惯上规定：当转子轴向膨胀值大于汽缸的轴向膨胀值时，差胀为正，反之差胀为负。差胀为正时，说明转子的膨胀大于汽缸的膨胀。差胀为负时说明转子的收缩值较汽缸收缩值大。胀差测点在#4瓦与盘车大齿轮之间。汽轮机的轴向位移汽轮机机头推力盘对于推力轴承支架的相对轴向位置，就是汽轮机的轴向位移。推力盘对位于其两侧的推力轴承瓦块施加轴向压力，轴瓦磨损，造成转子的轴向位移由测量装置显示出来。我厂规定：正常运行串轴值为-0.9

7、~+0.9mm，跳机值为≤-1或≥+1mm。轴向位移与差胀的关系轴向位移与差胀的零位均在推力瓦处，而且零点的定位法相同。轴向位移变化时，其数值虽然小，但大轴总位移发生变化。当轴向位移为正值时，大轴向发电机方向位移，差胀向正值（增加）方向变化；当轴向位移向负值方向变化时，转子向机头方向位移，差胀向负值（减小）方向变化；机组负荷不变，参数不变，轴向位移与差胀不发生变化。机组在启动加热过程中高、中压转子对汽缸的相对膨胀(差胀）