工业汽轮机运行与维护培训讲义

第一部分运行1.1概述汽轮机运行人员的责职运行人员应对汽轮机运行期间所作的检查和取得的任何读数作出书面记录。特别应注意出现的不规则现象应当记录，启动和停机次数及运行中断时间。运行数据应记录在日记里，指示出两次读数之间的间隔。为了万一装置出现损坏或故障时能对装置的先前运行情况有深入的了解，建议保留从任何记录仪器中得到的图表。图表按日分开并配上分面存放，封面上指明在那个时期已出现的任何重大事件。然而，用手动或自动仪器来简单地记录这些数值是不够的。只有连续地调试记录数据和其他极限数值进行比较才能保证立即检测出过度偏差或偏差倾向。如果这种事件发生，那么操作者须立即采取行动使之正常化。假若不清楚故障的原因，应通知责任工程师。发生故障时，操作者的首要任务是采取适当的措施来避免损坏，手动或自动制止运行，或者跳闸。如果采取的措施不成功的话，当极限数值达到时必须采取规定的动作。假若对仪表显示的数值或极限报警值有任何怀疑，也应采取这一程序。如果与其他独立的运行数值显示仪的比较立即显示出现了不正确的读数，那么，可以不顾上述的规定，然而作出这种决定时，为了避免可能引起的代价过大的损坏，首先应考虑汽轮机的安全性。操作人员的另一责职是完成各种辅助装置的定期试验，只有这样才能在万一发生危急工况时保证所有安全和保护装置的可靠性，正确运行。1.2蒸汽品质由于蒸汽中含有杂质而引起的结垢在汽轮机中不仅造成热力方面和机械方面的损失，而且当含有氯化物时还能造成叶片的折裂。为此在蒸汽中不得含有氯和氯化物(MgCl2，NaCl等)，氯的含量达到0.0025％时已能产生有害的作用，特别是对制造叶片用的耐高温钢产生显著的作用。侵蚀性的结垢所引起的腐蚀应力首先在蒸汽湿度开始形成的范围内对叶片材料的弯曲交变强度产生不利的影响。在补充水需要量几乎超过50％的工业汽轮机中，虽然给水净化费用巨大，但往往对蒸汽要求仍不能降低，因为用于给水净化的费用和蒸汽中含有杂质而引起的故障和维修所花费的费用比较起来，仍然认为是比较合算的。为了避免误解还必须指出，即使用户严格遵守有关标准，也不能完全避免汽轮机的结垢。此外蒸汽中含有杂质的比例关系，在此起了重要作用，可惜这种比例还不能被人们清楚地认识。用户能将蒸汽的纯度提高到比例标准更高的话，那对汽轮机将是更适宜的，当然在这一点上并不强求用户去做到。1.3汽轮机油根据汽轮机润滑及调节用油的要求，采用的透平油其质量粘度性能随温度的变化而变化。由于用户汽轮机油的来源以及它的使用场合(如有些汽轮机带有齿轮箱等)的不同，用户可以采用相近的透平油号。当然这些牌号的代用，事先最好能征得制造厂的同意，以免发生意外。空气分离能力汽轮机油包含各种附加成分，如防老化剂、防腐蚀剂和除泡沫剂等，可是增加这些附加成分不得影响油类的空气分离能力。当油内细微分布的空气超过一定程度时将会导致油泵运行、润滑和调节时的困难。空气分离能力在油的质量性能标准中也有具体的规定，油路冲洗油路系统油冲洗要求注入正常注油量的大约65％，这些油经过油路的彻底冲洗，再经过一定处理后可以重新回收使用。1.4防腐蚀剂根据使用场合及防腐的要求，我厂一般采用三种防腐蚀剂：薄防锈油、厚防锈油和银粉漆。防腐蚀剂是用于保护可能受到腐蚀的光滑机器部件，如轴和联轴节，一些设备及工具的表面以及已加工过的铸锻件光滑表面。根据汽轮机的要求，对汽道(包括用不锈钢制成的叶片)表面喷涂银粉漆防锈。这种防锈剂用户可以在使用时不必清洗，经过运行以后一般均会被蒸汽冲刷干净。对于前后轴承座中外露光滑表面及轴表面涂上薄防锈油或厚防锈油防锈。这种防锈油用户在使用时一定要用汽油等将防锈油彻底清洗。防腐蚀剂的涂敷对于需要涂敷防腐剂的面，首先应用汽油将其清洗干净，不得有水迹，接触指印和不洁的油脂残留，以免影响防锈效果。涂敷可以采用涂刷、喷涂和浸涂三种。1.5起动前的检查汽轮机在投运前需对整个机组的准备状况作一番检查，特别是对速关阀、调节系统及保安装置进行检查。汽轮机的安全运行依赖于这些设备的可靠性。对油的品质，油箱的油位和油泵及其自动起停装置均须作检查。一般在汽轮机投运前，应在下列几方面进行检查和调整，另外还需有专门的运行规程，作出操作上的详细规定。1.5.1蒸汽系统对新安装机组，使用速关阀冲管工具冲洗安装后的管道。主蒸汽管上的隔离阀及旁通阀应关闭，隔离阀到汽轮机之间管道上的疏水管及汽轮机的疏水管也应关闭。通向冷凝器、地沟和疏水膨胀箱(立管)的管道应关闭。调整抽汽则抽汽速关逆止阀上的截止阀应关闭。从隔离阀到冷凝器之间所有的蒸汽压力表指针位置应在零位。起动手轮应处于最低位置。抽汽压力调节器应使它处于“零抽汽”位置。1.5.2冷凝系统冷凝器冷却水进出闸阀原则上应打开，检查水压是否符合要求。凝结水泵的电动机开关应在“关”的位置。凝泵的进出口水阀门应根据泵的性能来操作，原则上是可以打开的。冷凝水再循环管上的阀门应打开。起动抽汽器和主抽汽器的进汽阀门都应关闭。检查冷凝器热井的水位，水位自动调节可先不投入。1.5.3供油系统检查油箱的油位，若有油烟排风扇可以起动。冷油器的进水门关闭，出水门全开，冷油器的油室和水室的放气阀要打开，等冒油冒水后关闭。检查可切换的滤油器，使其处于畅通状态。供油系统中的主油泵和辅助油泵也须检查。辅助油泵应设有自动起停装置，这样在正常运行中，当油压降低到规定的数值时，辅助油泵就能自动投入。1.5.4调节系统油泵起动后，逐渐建立速关阀的开启油压，当所有的保安装置都处于准备好的状态之后，开始试开速关阀、调节汽阀和手动危急遮断油门关闭速关阀。由于隔离阀关闭着，因而不会有蒸汽进入。先顺时针旋转启动手轮到底，此时速关阀活塞后的压力表指示高压油，而活塞盘后的压力表指示值为零，然后逆时针旋动启动手轮，速关阀开始打开，直到全开，其活塞后的油压降到零。手动危急遮断油门，突然关闭速关阀和其他阀，试验符合要求之后，再重新把它们都调回到原来的位置。1.6起动起动过程对缩短汽轮机寿命有显著影响，因为起动时会出现高的应力，特别是冷态起动，所以最有利的办法是：在起动过程中，进汽温度要尽可能地与汽缸温度相接近。在起动处于冷态的或已冷却到200℃以下的汽轮机时，只要锅炉和汽轮机其他部件允许的话，建议采用接近汽缸蒸汽温度的蒸汽来暖机，但进汽温度应比当时进汽压力下的饱和温度至少高30℃，进汽温度的变化速度由进汽量的变化速度而定，在试车报告中有规定，温度的变动应在允许的变化速度之内。1.6.1供油油泵应事先开动，以便检查调节系统和预热润滑油。检查有无泄漏，调整各油压。对各油压报警点、停机点进行试验调整。1.6.2冷凝设备根据当地的条件，投入冷凝器的冷却水供应设备，按照泵的特性，操作阀门，起动循环水泵。对于要求关闭出口阀起动的泵在转速达到额定时应缓慢地把阀门打开，同时给出水管放气。根据事先安排，向其他需要冷却水的装置供水。补给水阀门全开，回入冷凝器的再循环管上的阀门应适当调整，使得有足够冷凝水在循环，也要使冷凝水送出管中的压力不要中断。冷凝器的水位控制机构应当投入工作，调节水位可以采用液位调节器。汽封冷却器原则上应在汽轮机装置向轴封供汽以前投入运行，操作步骤为：(1)供冷却水(2)a起动蒸汽喷射器b前／后冷却器的凝结水疏水管路应畅通c蒸汽喷射器工作蒸汽参数符合设计条件d前／后冷却器已通入冷却水e起动蒸汽喷射器1.6.3开动抽汽器以建立冷凝器的真空在进汽阀前的管道彻底疏水后，打开进汽阀(隔离阀)，使进汽阀与汽轮机之间的进汽管逐渐加压和预热。若进汽阀装有旁通管，则先打开旁通阀，使进汽阀卸载。为了建立真空，必须向汽封送入比大气压力高O.008Mpa左右的蒸汽，以阻止空气沿轴封进入汽缸。抽汽器的操作，应注意下列基本步骤：(1)应保证排汽管畅通无阻(2)中间冷却器和后冷却器的凝结水管路应畅通(3)开启冷却水进／出口阀门，使冷却水循环于中间冷却器和后冷却器(4)工作蒸汽参数符合设计条件(5)首先启动启动抽汽器(6)在凝汽器内压力达到约O.035Mpa时，起动主抽汽器，并逐渐关闭起动抽汽器，在停止起动抽汽器工作之前，应先关闭抽汽管路上的阀门，而后停止蒸汽供应，以防止大气经过启动抽汽器倒流入凝汽器。(7)开启II级射汽抽汽器。如有必要，调节喷嘴使其达到最高的真空度(8)开启I级射汽抽汽器。如有必要，调节喷嘴使其达到所需的适当真空度。1.6.4速关阀和调节汽阀的打开在进汽管经过充分的疏水之后，先将启动装置的启动手轮顺时针方向旋到底，然后逆时针方向旋转，速关阀活塞盘后的速关油压逐渐建立，从油压表可以看出，速关油压何时超过活塞后的启动油压，并把速关阀顶开。若速关阀已在打开方向运行，启动手轮就停止转动，直至活塞后的油压消失。之后，再继续逆时针旋转启动手轮到底并锁紧，按动就地盘上的启动按钮，通过调速器建立起二次油压调节汽阀开始打开。当进汽稳定后，进汽管上疏水就可逐渐关小和停掉。新蒸汽在进入汽轮机之前应达到50℃的过热度。起动和加载时间受到升速和加载这两个过程中出现的热应力限制。具体操作见启动曲线，此情况是转子没有不正常弯曲为前提的。采用盘车装置，则可有效地防止这种弯曲。若汽轮机要在完全冷却之前又重新起动，利用电动盘装置，盘动转子。如果采取上述措施还悬出现转子弯曲，那么就要大大延长暖机时间，以消除弯曲变形，这样整个起动时间也相应延长。当振动增大，转子弯曲可以及早发现，如产生这种现象，应降至振动消失为止，然后以降低了的转速继续暖机。可能这一过程需反复进行多次，这样暖机时间会大大超过试车报告中给出的数值。暖机期间要注意汽缸的绝对膨胀量，猫爪螺栓的热圈活动是否自由，轴承油温和嘈音。1.6.5汽轮机的升速在汽轮机自动升速或人工升速过程中应注意到整个机组的运行平稳性，当升速至自动调节的下限转速后，可投入压缩机的给定信号及抽汽自动调节的给定信号。在任何情况下，热胀量和温升值都不要超过试车报告中给出的值。在升速时调节油压和润滑油压会略有下降，这是由于油温度变化和轴颈抽吸作用加强所引起的。1.6.6冷油器经过冷油器冷却后的油温为45℃，就必须把冷却水进口阀门打开，使出油温度(即轴承进口温度)保持45℃左右。当轴承进口温度为45℃时，各轴承的出口温度是不同的，并在50℃到65℃之间变动。由制造厂试车时得出的数据在试车报告中写明，在机组加载时要特别注意，不要超过这些数值。按照要求用热电偶测量轴承合金的温度，这个温度会有较大的变动。在起动和停机时温度超过试车报告中的数据，必须对有关的轴承作特别的监视，并适当开打进油管中的节流阀，在采取此措施后，温度继续上升并超过110℃，必须立即停机。1.7疏水起动时，进入汽轮机的热蒸汽在冷的汽缸壁上凝结成水。如果大量的凝结水汇集或者把水送入汽缸，则汽轮机就不能均匀地加热，汽缸壁将出现温度差，从而引起不应有的热应力及导致一系列附加损害的变形。1.7.1起动前的疏水在起动前，进汽管道、汽轮机汽缸和所有的连接管道都必须进行疏水，直至在壁面上无更多的凝结水出现。静止蒸汽的管道的疏水必须一直敞开到有足够的蒸汽流出为止，特别是对于汽轮机至抽汽速关阀之间的管道一直要疏水至速关阀打开为止。如有必要，也须事先使得从抽汽速关阀连出的管道进行充分的疏水，以防止水冲击。1.7.2停机时的疏水当准备停机时，汽轮机与抽汽速关阀之间的抽汽管道上的疏水必须打开。自停机之后，所有的疏水均应打开，但必须以湿蒸汽和冷空气不可倒流回炙热的汽轮机中去为前提，不然的话，就只能在汽轮机部件冷却后才能将有关的疏水打开，但是如果由于漏汽凝结或有所要求时，这些疏水应该总是开着的。1.7.3疏水管的安装疏水管道按照现场的具体情况而安装。原则上必须使管道在停机时不会让蒸汽、水和空气从反方向，也就是朝汽轮机方向倒流。1.8加载加载时间应遵循启动曲线所规定的数据进行。1.9调节抽汽的投入在汽轮机停机或抽汽量不足时，为了保持蒸汽管网上的压力，并联于汽轮机高压部分的自动减温减压器要承担蒸汽管网的供汽。在汽轮机起动之前，应注意使调压器固定在零抽汽的位置上，亦及从试车报告上给定的位置。抽汽速关逆止阀必须处于起动位置，亦及手轮必须顺时针旋转到底。投