中压缸启动分析讲解

目录
第一章中压缸启动的技术现状 (1)
1.1 国内中压缸启动方式的应用情况及动向 (1)
1.2 大容量汽轮发电机组的启动运行方式 (1)
1.3 中压缸启动与高、中压缸联合启动 (2)
1.3.1 中压缸启动 (2)
1.3.2 高、中压缸联合启动 (2)
1.3.3 中压缸启动与高、中压缸联合启动比较 (2)
1.3.4 中压缸启动的特点 (2)
第二章汽轮机启动基础 (4)
2.1 热应力 (4)
2.2 疲劳 (5)
2.3 热膨胀 (5)
2.4 脆性断裂 (7)
第三章中压缸启动的系统设置 (9)
3.1 机组中压缸启动的系统配置 (9)
3.1.1 旁路系统配置概况 (9)
3.1.2 旁路的功能及要求 (9)
3.2 汽轮机旁路系统的选型原则 (10)
第四章中压缸启动热力参数选择的原则以及方法 (11)
4.1 汽轮机组中压缸冷态启动热力参数的选择的原则 (11)
4.1.1 中高压缸预暖阶段热力参数选择 (11)
4.1.2 冲转阶段热力参数的选择 (11)
4.1.3 升速阶段热力参数选择 (11)
4.1.4 带初始负荷阶段热力参数选择 (12)
4.1.5 切换阶段热力参数的选择 (12)
4.1.6 高压缸预暖阶段热力参数选择 (12)
4.1.7 冲转参数选择 (12)
4.2 汽轮机组中压缸启动热力参数选择的方法 (12)
第五章中压缸启动步骤和要点分析 (14)
5.1 中压缸启动步骤 (14)
5.1.1 机组启动前的检查准备工作和辅助设备、系统的投运 (14)
5.1.2 锅炉点火前的确认 (15)
5.1.3 锅炉点火以及升温升压过程中的检查与调整 (16)
5.1.4 汽轮机冲转、升速 (17)
5.1.5 汽轮机倒缸及第一次暖机 (18)
5.1.6 汽轮机第二次暖机 (18)
5.2 要点分析 (18)
5.2.1 高压内缸预暖 (18)
5.2.2 VV阀和RFV阀的控制 (19)
5.2.3 轴向推力 (20)
5.2.4 高、低压旁路的投入 (20)
5.2.5 转速 (20)
5.2.6 并网 (21)
5.2.7 高中压缸切换 (21)
总结 (24)
致谢 (26)
参考文献 (27)
题目：中压缸启动分析
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摘要：目前我国电网中的大容量机组以引进型300MW、600 MW机组居多,也有相当多的进口机组,使得我国火力发电机组在容量参数、技术特征和启动运行方式各方面都呈现出世界上独一无二的多样性。

大型中间再热机组在冲转前倒暖高压缸，但起动初期高压缸不进汽，由中压缸进汽冲转，机组带到一定负荷后，再切换到常规的高、中压缸联合进汽方式，直到机组带满负荷，这种起动方式称为中压缸起动，切换进汽方式时的负荷称为切换负荷。

有些机组不是在带负荷后切换起动方式，而只是在机组中速暖机后，即切换成高中压缸联合进汽方式，这种方式也称为中压缸起动方式，其目的是满足机组快速起动的要求。

采用中压缸启动，较好地解决了传统的高、中压缸联合启动的启动时间长、启动困难，启动过程中易发生振动大、大轴弯曲、胀差大等问题，满足电网调峰的需要，而且经济效益显著。

第一章中压缸启动的技术现状中压缸启动汽轮机运行特点，对旁路系统进行了简介，说明了与中缸启动相关的逻辑，简述了中压缸启动步骤和切缸过程。

总结了运行中出现的问题及处理方法，为同机组中压缸启动提供借鉴。

1.1 国内中压缸启动方式的应用情况及动向
（1）中压缸启动最早使用于秦岭发电厂,后在国家电力公司西安热工研究院与焦作电厂进行了完善中压缸启动功能的系统改造。

经过实验,中压缸启动虽然可以带来很好的经济效益,但由于中压缸启动的系统配置要求较高,在不改变控制系统的情况下,手动操作太多；为了减少手动操作,系统的改造(管道系统和控制系统) 又很复杂。

所以中压缸启动的方法未能得到广泛应用。

我国大容量机组广泛采用高中压缸同时进汽冲转的滑参数压力法启动。

江苏华润电力常熟第二发电厂 3×600MW工程的 1号、2号机组分别于 2005年 3月 3日和 6月 16日通过168h试运行，其汽轮机为东方汽轮机厂引进日立技术生产的N600-24.2/538/566超临界、一次中间再热、凝汽式汽轮机。

机组启动方式为中压缸启动,为首台国产引进型超临界 600MW汽轮机中压缸启动,总结其启动经验,对我国今后同类超临界机组完善其启动系统,找出最佳启动方式具有重要的意义。

（2）中压缸启动在高压缸隔离状态下由再热蒸汽冲转汽轮机并网的汽轮机启动方式,与传统的高压缸启动方式相比,解决了中压缸温度大大滞后于高压缸的问题,减少了中压缸的热应力与胀差,也解决了启动速度与汽轮机寿命损耗之间的矛盾。

由于中压缸启动方式的特殊要求,启动操作较为复杂,本文拟就湄洲湾电厂ALSTOM396MW单轴双缸双排汽、亚临界、一次中间再热,多级轴流冲动凝汽式汽轮机的全冷态中压缸启动过程,分析介绍中压缸启动方法与要点。

（3）汽轮机的启动实际上是蒸汽向金属传递热量的复杂的热交换过程。

合理的启动方式可以减小汽轮机各部分的金属温度、转子与汽缸的相对胀差,可以减少金属的热应力与热变形,使机组在启动过程中,不发生异常振动、摩擦和金属裂纹；可以缩短总的启动时间,实现机组的合理的安全经济运行。

对于大容量的中间再热式机组,由于机组结构的特点,在采用高中压联合启动的过程中,金属温差较大,启动时间长,耗油量大,经济性差。

所以,大容量中间再热机组寻求合理的启动方式将显得更加重要。

（4）高、低压旁路的投入
高、低压旁路系统投入成功与否决定了中压启动能否实现。

汽包压力达0.2～0.5MPa 后,为建立再热蒸汽通流,提高再热汽温度,尽快满足机冲转要求和为汽机高压缸暖缸作准备,以及汽水位与主汽温度控制的需要,稍开高压旁路和低旁路调节阀。

旁路不可开启过快以防引起主汽压变化过大,使汽包水位上升至跳闸值(254mm),锅炉灭火保护动作；而汽包未建立压力即建立通将使冷再热汽温度上升过快。

为防止冷再热蒸汽度过高(460℃),锅炉跳闸或汽机高压缸倒暖时度过高对高压缸缸体、转子的热冲击,控制高压路出口的蒸汽温度在350～360℃。

低压旁路配合高压旁路缓慢建立再热汽压力至1.5MPa后投入自动方式维持。

主蒸汽压力升至8MPa (原设计值为5.7MPa,因蒸汽流量低且再热蒸汽出口温度不易控制,在调试时改为8MPa)后可将高压旁压投入自动方式,以维持压力稳定。

1.2 大容量汽轮发电机组的启动运行方式
大容量汽轮机启动方式的分类：
按冲转参数分，可以分为额定参数启动和滑参数启动，现代大容量汽轮发电机组均为单元布置，采用滑参数启动方式。

1.3 中压缸启动与高、中压缸联合启动
1.3.1 中压缸启动
在汽轮机启动冲转过程中，高压缸不进汽，只向中压缸进汽冲动汽轮机转子，待转速至2300～2800r/min后或并网后,才开始逐步向高压缸进汽，在切换为高、中压缸共同进汽的方式直至机组带满负荷运行，称为中压缸启动（先关闭高压汽阀，再开启中压调节汽门，利用高低压旁路系统，先从中压缸进汽冲转）。

1.3.2 高、中压缸联合启动
高、中压缸启动时，蒸汽同时进入高压缸和低压缸冲动转子，称为高、中压缸联合启动
1.3.3 中压缸启动与高、中压缸联合启动比较
1．在汽轮机启动冲转过程中，高压缸不进汽，只向中压缸进汽冲动汽轮机转子，待机组达到一定转速或带到一定负荷后，在切换为高、中压缸共同进汽的方式直至机组带满负荷运行，称为中压缸启动。

2．高、中压缸启动时，蒸汽同时进入高压缸和低压缸冲动转子，称为高、中压缸联合启动
3．高、中压缸联合启动的特点
（1）对高、中压缸合缸的发电机组特别有利。

（2）使各分缸加热均匀。

（3）降低热应力。

（4）缩短启动时间。

4．与高、中压缸联合启动的比较
中压缸启动方式与高、中压缸联合启动方式相比，高压缸采用倒暖方式，中压缸全周进汽，使得汽缸加热比较均匀，温升较为合理。

在机组启动初期，减少了高压缸热应力和胀差对机组启动速度的影响和限制。

由于高压缸在启动初期不进汽做功，在同样的工况下，进入中压缸的蒸汽量大，使得暖机更加充分、迅速，从而缩短了机组启动持续时间。

1.3.4 中压缸启动的特点
1．中压缸启动的优点
（1）在启动初期能保持高的再热器压力，因此他允许使用较小的旁路管道就达到所需要的流量。

（2）使用的蒸汽流量大，锅炉可以维持在稳定的工况下运行，同时能供应足够高的蒸汽温度，因而就能与汽轮机的金属温度相匹配。

（3）可避免高压缸在低流量下运行，因而减少了高压缸第一级和高压缸排气口出的热冲击。

（4）由于在低负荷运行时，高压缸被隔离且处于真空状态，因此，机组可以实现连续带厂用电运行或额定转速下空负荷运行而不受时间限制，但凝汽器的真空必须维持在个适当值。

（5）缩短启动时间。

由于汽轮机冲转前对高压缸进行倒暖，这样，在启动初期速度不受高压缸热应力和涨差的限制；另外，由于高压缸不进汽做功，进入中压缸的蒸汽流量大，
暖机更加充分迅速，从而缩短了整个启动过程所需时间。

（6）启动热应力小,寿命损耗小。

中压缸启动时，高中压缸加热均匀，温升合理，汽缸容易膨胀，从整体上可以提高启动的安全性和灵活性。

中压缸启动为全周进汽,对中压缸和中压转子加热均匀；同时,对高压缸进行倒暖缸,使高压缸及其转子的受热也较均匀,不会产生预热过程中的温升率过大的问题,这就减少了启动过程中汽缸和转子的热应力,延长了机组的使用寿命。

而且，易于实现蒸汽与金属温度的匹配。

中压缸启动,一方面再热蒸汽经过连续两次的加热,其温度极易实现与中压进汽部分的汽缸及转子金属温度的匹配；另一方面再热蒸汽与主蒸汽间的温差比高中压缸联合启动时小的多,因此在负荷切换时就较易实现主蒸汽、再热蒸汽的温度与高压调节级、中压第一级处金属温度的同时匹配,对机组避免热冲击,减少因蒸汽与金属温差引发的寿命损耗有一定的益处。

（7）提前越过脆性转变温度。

中压缸启动，高压缸倒暖，启动期间中压缸进汽量大，这样可使高压转子和中压转子尽早越过脆性转变温度。

（8）对于特殊工况具有良好的适应性。

主要体现在低负荷和空负荷运行方面。

采用中压缸启动时，只要关闭高压排汽止回阀，维持高压缸真空，汽轮机就可以安全地长时间空负荷运行；同样采用中压缸启动时，只要打开旁路，隔离高压缸，汽轮机就能在很低的负荷下长时间运行。

（9）抑制低压缸尾部温度水平。

采用中压缸进汽，启动初期流经低压缸的蒸汽流量较大，这样就能更有效的带走低压缸尾部由于鼓风产生的热量，保持低压缸尾部温度在较低的水平。

2．中压缸启动的缺点
（1）必须设置汽轮机旁路系统、高压缸暖缸阀和抽真空阀
（2）系统较为复杂并增加了初投资
（3）启动操作也比较复杂。

第二章汽轮机启动基础
2.1 热应力
当物体温度变化时，热变形受到其它物体约束或物体内部各部分之间的相互约束所产生的应力，称为热应力。

汽轮机在启动、停机和变工况运行中，由于蒸汽于金属各部件的传热条件不同，以及汽缸和转子等部件的材料结构、导热系数、导热时间等因素的不同，使得汽缸内外壁、汽缸和法兰于转子之间、上下缸之间产生温差，使汽轮机部件内部产生热应力。

热应力变化规律是温度升高的一侧产生热压应力，温度降低的一侧产生热拉应力，简述为“热压冷拉”。

温度变化时，物体内部各点温度均匀，变形不受约束，则物体产生热变形而没有热应力。

当变形受到约束时，则在内部产生热应力。

物体各处温度不均匀时，即使没有外界约束条件，也将产生热应力；在温度高的一侧产生热压应力，在温度低的一侧产生热拉应力。

1.汽缸壁的热应力
启动时，汽缸内壁为热压应力，外壁为热拉应力，且内外壁表面的热压和热拉应力均大于沿壁厚其他各处的热应力。

在停机过程中，内壁表面热拉应力，外壁表面热压应力。

（1）热应力与汽缸壁温差Δt成正比，因此可用Δt作为汽轮机运行中控制热应力的监视指标，在启停及负荷变化过程中，严格控制内外壁温差Δt在允许的范围内；
（2）汽轮机冷却过快比加热过快更加危险；
（3）控制汽轮机金属的温升速度是控制热应力的基本方法。

运行中除监视内外壁温差外，还必须控制好金属的温度升降速度，汽缸内壁温升（温降）速度大小决定了汽轮机转速和负荷变化的快慢，也即决定了汽轮机启动和停机过程的快慢。

2.法兰螺栓的热应力
（1）沿着法兰宽度方向存在温差，必然引起热应力。

启动时，法兰外侧的温度低于内侧温度，因而受热后内侧膨胀大，外侧膨胀小，外侧就会阻止内侧自由热膨胀，内侧产生热压应力，外侧受热拉应力。

停机时，情况则相反；如果机组不断启停，法兰内外侧就要承受交变的热应力。

（2）螺栓的热拉应力随法兰和螺栓的温差增大而增加，一般规定法兰与螺栓温差的允许值为：中参数机组40--50℃，高参数大容量机组20--35℃。

3.转子的热应力
启动时，蒸汽以对流换热方式将热量传给转子外表面，再以导热方式将热量传给转子中心孔。

其中转子外表面温度上升快，中心孔与外表面存在温差；其温差大小主要与蒸汽温度变化率以及转子本身的热容量有关。

温差与蒸汽温度变化率成正比；且热容量越大，温差越大；转子中心孔与外表面的温差越大；转子的热应力也越大。

启动时转子外表面产生热压应力，中心产生热拉应力；停机时，刚好相反，而正常运行时，由于径向温差变得很小，转子内的热应力基本消失。

控制转子或汽缸的热应力就是要限制机组启停及负荷变化速度。

汽轮机转子热应力的最大值通常出现在高压转子的调节级和中压转子的第一级附近。

一般用监视和控制调节级汽缸内壁温度的方法来控制转子的热应力。

因为蒸汽首先接触调节级处部件，蒸汽与转子温差较大，在启停及正常运行中，应注意调节级处蒸汽温度及缸体金属温度和中压第一级处的缸体金属温度。

（1）随着机组容量增大和参数提高，温差导致的损坏首先发生在汽缸上，即汽缸裂纹。

随着对汽缸的结构的改进，对机组启停及加减负荷速度的限制，使汽缸的热疲劳损坏逐步
得到解决。

（2）随着容量进一步增大，转子直径也增大，转子热疲劳损坏也突出了
2.2 疲劳
汽轮机转子在机组的启动、停机和变负荷时要承受交变应力的作用，产生塑性变形，形成转子疲劳性的全应变，并逐渐在转子的应力集中部位形成裂纹，裂纹逐渐扩展，最终将会导致转子的断裂。

启动时转子外表面产生热压应力，中心产生热拉应力；停机时，转子外表面产生热拉应力，中心产生热压应力；汽轮机每启停一次，转子表面就会交替出现一次热压应力和热拉应力，多次启停，在交变热应力反复作用下，将使转子金属表面出现裂纹，称为转子的低频疲劳损伤。

启停时加热或冷却越快，转子损耗就越大。

越容易出现裂纹。

1．转子低频疲劳损耗
汽轮机每启停一次，转子表面层就会交替出现一次热压应力和热拉应力，若汽轮机多次启停，则交变热应力多次反复作用，将引起转子金属表面出现裂纹，称为转子低频疲劳损耗。

2．转子不同部位的疲劳寿命损耗曲线
疲劳寿命损耗曲线表明了金属温度变化量、金属温度变化率与转子寿命的关系：疲劳寿命损耗曲线的横坐标为该部位表面介质的温度变化量，纵坐标为介质的温度变化率，f 值为循环周次N的倒数，即：f=1/N，即在N对应的应力值下循环一次后，转子寿命损耗的百分数。

从曲线变化关系可以看出，机组每次启停时金属温度变化量越大，金属温度变化率越快，对转子寿命损耗的影响就越大。

金属温度变化率变小，允许的金属温度变化量便可以稍大一些，反之亦然。

2.3 热膨胀
汽轮机从冷态启动到带额定负荷运行时，金属温度显著提高，汽轮机的汽缸在各个方向的尺寸都明显增大，这就是热膨胀。

热膨胀变化规律就是热膨冷缩。

一、汽缸和转子的热膨胀
汽轮机在启停和变工况时，设备零部件存在温差，产生热应力，引起热膨胀，改变了常温下零部件位置。

由于各部件几何尺寸及材质的不同，其热膨胀也不相同，造成各动静部分间隙变化，危害汽轮机的安全运行。

因此必须保证汽缸在纵向能自由热胀冷缩，在横向能均匀膨胀；汽轮机动静部分间隙及转子和汽缸洼窝中心保持不变或变化很小。

随着机组容量的提高，转子的轴向长度增加，转子的轴向膨胀量较大，在运行中应加强对转子膨胀量的监控，以防止卡涩和动静部分磨损。

二、汽缸与转子的相对膨胀
1．胀差的概念
转子与汽缸沿轴向膨胀之差称为胀差。

当转子轴向膨胀量大于汽缸轴向膨胀量时，胀差为正，反之为负。

汽轮机在启动及加负荷时，胀差为正；在停机或减负荷时，胀差为负。

2．胀差产生的原因：
（1）转子和汽缸的金属材料不同，热胀系数不同；
（2）汽缸质量大与蒸汽接触面积小，转子质量小与蒸汽接触面积大；转子和汽缸的质面比：转子或汽缸质量与被加热面积之比，通常以m／A表示。

转子质量轻、表面积大，则质面比小，而汽缸质量大、表面积小，则质面比大。

（3）转子转动，故蒸汽对转子表面的放热系数比对汽缸表面放热系数大。

3．胀差的危害：
胀差使通流部分动静沿轴向间隙发生变化，造成动静部件的碰撞和摩擦，延误启动时间、引起机组振动、大轴弯曲等严重事故。

当胀差为正时，动叶出口与下级静叶入口间隙减小；当胀差为负时，静叶出口与动叶入口之间的间隙减小；
4．影响胀差的主要因素
（1）主、再热蒸汽的温升、温降速度及负荷变化速度；
（2）轴封供汽温度和供汽时间。

冷态启动时，在冲转前向轴封供汽，由于供汽温度高于转子温度，转子局部受热而伸长，可能出现轴封摩擦现象。

（3）凝汽器真空。

在升速和暖机过程中，当真空降低时，若保持机组转速不变，须增加进汽量，使高压转子受热增加，胀差增大。

使中、低压转子鼓风摩擦热量被增加的蒸汽量带走，胀差减少。

（由于中、低压转子叶片较长，其鼓风摩擦热量比高压转子大。

当真空降低时，中低压转子鼓风摩擦热量被增加的蒸汽量带走，故胀差减少；因此，在升速暖机过程中不能用提高真空的办法来减小中、低压通流部分的胀差。

）
（4）鼓风摩擦热量。

鼓风摩擦损失与动叶片长度成正比，与圆周速度三次方成正比，所以低压转子的鼓风摩擦损失远比高、中压转子大，鼓风摩擦损失热量加热通流部分，使胀差增加，在小流量时其影响较大。

随着流量增加，其影响逐渐减小，当流量达到一定值时，鼓风摩擦损失的热量已能全部被带走，这时对胀差的影响就会消失。

（5）转速。

转子的离心力与转速的平方成正比；在离心力作用下，转子沿径向伸长，轴向则缩短，胀差减小。

（弹性材料的径向应变与轴向应变有一定比例关系，当转子径向伸长时，转子轴向必然会缩短）大容量机组转速高、转子长，离心力对胀差的影响应加以考虑。

随流量增大、转速上升，高压转子的胀差逐渐增大，而中低压转子胀差先随转速升高而增加，中速之后又随转速增加而减小。

（6）进汽参数。

当进汽参数突然发生变化时，转子的受热状态首先发生变化，而对汽缸的影响要滞后一段时间，胀差将发生变化。

（7）隔板挠度。

隔板在压差作用下产生的挠度会使动静部分的间隙减小。

应考虑对胀差的影响；但在启动时，由于蒸汽流量很小，隔板前后压差不大，可以忽略对胀差的影响。

5．控制胀差的方法
胀差的大小主要取决于蒸汽的温度变化率，在运行中可用蒸汽温度变化率来控制胀差。

额定参数启动时，为控制转子和汽缸的温差，进行低速暖机和低负荷暖机，目的是减少进汽量，使汽缸温度跟上蒸汽温度的变化，当汽缸温度接近蒸汽温度时，再继续增加进汽量，升速和升负荷。

三、汽缸的膨胀不畅
汽缸的热膨胀影响机组的启停以及增减负荷的速度，一旦汽缸膨胀不畅，将引起振动、机件故障，严重时会造成机组损坏。

（1）汽缸膨胀不畅表现形式
汽缸膨胀不畅包括轴向膨胀不畅和横向膨胀不畅。

汽缸轴向膨胀不畅，表现为启动过程中高、中压胀差较大，严重影响启动速度，延长启动时间。

动叶围带处可能发生严重磨损；汽缸横向膨胀不畅(汽缸跑偏或汽缸横向窜动)，表现为前轴承箱两侧横向膨胀差和汽缸左右(横向)膨胀差的增大，可以断定汽缸膨胀发生偏斜，揭缸后可能会进一步发现汽缸上的轴封会留下明显的单侧摩擦痕迹或在立销处有挤压痕迹等。

它有三种表现形式：轴承座和台板之间的接触状态变化；汽轮机各轴承座之间的相互位置发生了变动；改变了动静部件之间的径向间隙或轴向间隙。

（2）汽缸膨胀不畅产生的原因
汽缸膨胀不畅多发生在高、中压缸，尤其是高、中缸分缸机组；低压缸直接坐落在台板上，质量大且温度不高，膨胀量较小，一般不会发生汽缸膨胀不畅现象。

（3）造成汽缸膨胀不畅的主要原因有：
1>滑销系统有缺陷或损坏。

纵销、立销间隙过大和磨损，立销刚度不足，销座固定不牢等造成的跑偏：如果纵销损坏，在启停过程中造成轴承座横向移动，带动汽缸移动，造成汽缸跑偏。

如果立销损坏，在启停过程中造成汽缸横向移动，造成汽缸跑偏。

如果猫爪横销卡涩，造成汽缸横向膨胀受阻，造成汽缸跑偏。

2>汽缸台板、轴承座与基础台板之间，表面缺乏润滑剂或台板锈蚀，造成摩擦力增加，一旦汽缸膨胀力克服台板的摩擦力，汽缸便进入无润滑膨胀状态，对汽缸膨胀不致造成很大的影响；当汽缸与轴承座中心不正，汽缸和轴承座在机组膨胀时易发生偏移或扭转，使滑销系统产生变形卡阻，汽缸膨胀所受阻力将大为增大，将造成汽缸膨胀不畅。

3>汽缸、轴承座及转子间错位，引起汽缸膨胀不畅，导致轴承、转子故障，轴封磨损漏汽，透平油进水和机组振动等问题，严重的损坏汽轮机。

4>管系对汽缸的侧向作用力较大。

缸体与许多管道相连，由于制造和安装存在误差、运行中残余应力的释放、管道的蠕变以及支吊架的失效等原因，使得管道对汽缸有一定的作用力。

若作用力偏差大，形成较大的侧向作用力，造成汽缸横向膨胀受阻，汽缸跑偏，严重时造成立销脱落和立销座开焊，转轴碰磨引起弯轴事故。

5>运行中应注意左右两侧膨胀的不均，汽轮机进口两侧的汽温差随锅炉左右温差增加而增大，故要限制左右两侧的汽温差，并控制启停、增减负荷速度。

2.4 脆性断裂
金属材料在低温情况下，材料因其原子周围的自由电子活动能力和“粘结力”减弱，机械性能将发生变化，由韧性变为脆性，许用应力下降，使转子的宏观裂纹不断扩展，使金属呈现脆性。

一般情况下，对于每种材料，都有这样一个临界温度，当环境温度低于该临界温度时，材料的冲击韧性会急剧降低，这种现象称为金属材料的低温脆性转变,这一临界温度称为材料的脆性转变温度FATT（Fragile Transition Temperature）。

在低于材料的脆性转变温度的断裂称为材料的脆性断裂。

大功率汽轮机低压转子脆性转变温度为0℃左右，高中压转子在120℃左右。

金属材料的脆性转变温度FATT，不仅与材料的化学成份有关，而且与材料的冶炼、锻造、热处理工艺过程等有关。

即使同一材质的汽轮机转子，由于制造工艺的差异，其FATT 也会有明显的差别。

为了预防转予脆性损伤，判断中速暖机是否结束，建议在中压缸排汽室或排汽连通管上安装金属或汽温测点，以中压缸排汽部分的金属温度或蒸汽温度的实际变化状态作为判断依据。

在升速过程中，汽轮机转子的加热效果，不仅受主汽温和再热汽温的影啊，特别是中压转子的后半部，还将受到轴封蒸汽温度汽缸及转子几何形状尺寸，排汽真空等多种阁索的影响即使蒸汽参数相同由于运行方式不同，金属的受热状态将有所差异1．预防汽轮机转子脆性损伤的途径
（a）使机组在定速之前，在转子应力水平不高的条件下，进行充分暖机（中速暖机后，中压缸排汽温度低于94℃时，还需进行高速阶段暖机）。

（b）将转子的金属温度提高FATT以上，实现机组安全运行。

（c）可采取适当提高冷态冲转参数，提高再热汽温
（d）采用合理的运行方式，适当延长暖机时间
（e）在冷太启动的情况下在盘车状态下，进行转子预暖，（暖机可以防止金属材料脆性破坏和避免过大的热应力），等到高、中压转子中心孔金同温度达到l50℃以上时，在进行冲转，并进行充分的中速暖机。

（f）降低材质的FATT，同时今后应给用户提供每根转子材料的FATT值及据组运行。