机组的启动和停运

汽轮机的启动和停运要求
机组状态变化最为剧烈的运行工况是启停工况。 汽轮机组启动的基本技术要求是在机组的启动运 行过程中，不得有摩擦现象，甚至引起机组过大 的振动和弯轴故障的发生，同时也要考虑研究机 组启动方式的机动性和经济性。
第一节 汽轮机启停概述
温度、应力的变化 疲劳、蠕变损伤，机组的寿命损耗 1.1.1 启动方式分类 汽轮机启动方式大致可分为四类： 额定参数启动 整个启动过程中电动主闸门 前的蒸汽参数（压力、温度） 1.按新汽参数 始终保持额定 分类 滑参数启动 真空法启动 压力法启动 冲转参数高，机炉分开启动，启动时间长 额定参数 启动的缺点： 冷态或温态启动时，进汽温度高， 温差大，参数高进汽量小，汽缸和
第一节 单元机组的启停概述 第二节 单元机组的冷态启动 第三节 单元机组的热态启动 第四节 单元机组的停运

汽轮机组的启动过程是将汽轮机从转子 静止或盘车状态升速至额定转速，与 电网并列后，将负荷逐步地加到额定 负荷的过程。而停运是它的逆过程。 在启动过程中，汽轮机各金属部件格受 到高温蒸汽的加热，从室温、大气压力 状态或从较低的温度、压力状态逐步过 渡到额定的温度、压力状态。
(1)冷态启动：金属温度低于满负荷时金属温度的40%左 右或150～180℃以下称为冷态启动。 (2)温态启动：金属温度在满负荷时金属温度的40%80%之间或低于 180～350℃之间称为温态启动。
(3)热态启动：金属温度高于满负荷时金属温度的80%或 在350℃以上，称为热态启动。 有时热态又分为热态（350～450℃）和极热态（450℃以 上）。 有的国家按停机时间的长短分类 （1）停机一周或一周以上，称为冷态启动。 （2）停机两昼夜（48小时），称为温态启动。 （3）停机8小时称为热态启动。 （4）停机2小时称为极热态启动。 4．按冲转时的控制进汽阀分类 1.调节汽阀启动：启动时，电动主汽门和自动主汽阀处 于全开位臵，进入汽轮机的蒸汽流量由依次开启的调节
汽轮机启停概述
五、机组启动的前提条件 机组只有具备了下列条件后才可以进行启动操作： (1)机组各部套和系统均按要求安装完毕，联接牢固、无 松动与泄漏，清洁度均符合要求；各运动件动作灵活、无 卡涩。 (2)新机组安装完毕或运行机组大修结束后，在投运前抗 燃油和润滑油系统必须进行油冲洗，使油质满足要求。 (3)需做单独试验的部套、系统必须试验合格，且满足运行 要求。 (4)机组配备的所有仪器、仪表、测点必须齐全，安装、接 线正确、牢固。所有仪器、仪表和电缆均检验合格。
单元机组集控运行
运行概述
集控运行所涉及的问题非常广泛，包括运行操 作，设备的维护，经济调度、事故处理及试验等 内容。 运行人员的首要任务是： 首先要保证安全运行特别注意在启动时的安 全性；在保证安全的基础上要保证经济运行：在 启动时尽量降低汽水损失和热损失，正常运行时 尽量提高机组真空系统严密性、保证回热系统正 常运行、减少厂用电、维持蒸汽额定参数等；大 机组调峰运行问题，提高安全性、经济性，采用 合理的运行方式。
锅炉汽水系统
主蒸汽 主蒸汽
MS MS
稳压器
FW
蒸发器
FW
給水
給水
波动管
A
B
上充、安注 （边界）
上充、安注 （边界）
下泻 （边界）
目录
第一章 单元机组的启动和停运 第二章 单元机组的运行调节 第三章 单元机组的控制和安全保护 第四章 单元机组的事故诊断与对策

第一章 单元机组的启动和停运
kJ /(m2 h ℃)
为了减少热冲击，冲转时汽温选择应保证调节级汽温与高 压内缸内壁温度的合理匹配，一般规定主汽门前汽温应比 高压内缸缸壁温度高50-100℃。
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对中间再热机组，特别是高中压合缸机组，为防止高中 压分缸处温差和热应力大，再热蒸汽温度不低于主蒸汽 温度30℃ 为避免蒸汽过早进入湿蒸汽区，也为防止锅炉操作不 当使蒸汽进入饱和区，造成凝结放热使放热系数增大 甚至水冲击，蒸汽过热度不小于50℃。 为减少冷态启动时进汽初始阶段，金属与蒸汽温度的失 配，可以采用盘车预暖：在盘车状态下用阀门控制小汽 量加热（中压缸通常从轴封处进汽），可避免金属温升 率过大，直到到高压内缸壁温度大于150℃再冲转。
高中压缸启动 中压缸启动 2．按冲转时进汽方式分类 高压缸启动 （1）高中压缸启动：蒸汽同时进入高、中压缸冲动转子， 高中、压缸同时受热，可以使汽缸和转子所受热冲击较 小(相对额定参数启动)，加热均匀，降低热应力，缩短 启动时间。但是，对于高中、压缸反向布臵的机组，控 制相对胀差不利。再热汽温低，造成中压缸升温速度慢， 限制了启动速度。 2）中压缸启动：冲转时，高压缸不进汽，处于暖缸状态 ，主蒸汽经高压旁路进入再热器，当再热蒸汽参数 达到机组冲转要求的数值后，开中压主汽门，用中
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(5)机组本体部分、管道及辅助设备等应按相关规定进行 良好保温，保温层不得有开裂、脱落、水浸、油浸等现 象存在，保温层与基础等固定件之间应留有足够的膨胀间 隙。 (6)机组运行人员和维护人员必须熟悉各分管设备的位臵 、结构、原理、性能、操作方式及紧急状态下的应急处 理方法等。
240～250℃，开始冲转升速，这一过程中，为了使汽 压和汽温稳定，锅炉不宜进行过大的燃烧调整。利用调 节阀门或主汽阀控制转速，增加进汽量，进行冲转、升 速、和并网带少量负荷，蒸汽压力值由旁路阀控制保持 不变，允许汽温按规律升高，在旁路阀关闭后，再通过 加强锅炉燃烧提高主蒸汽参数，增加机组负荷至满负荷。 优点： 1.安全性好 进入汽轮机的是低温、低压蒸汽，容积流量较大， 而且汽温是从低逐渐升高，汽机各部件加热均匀，
调门控制进汽冲转，待转速升至2500～2600rpm或并网带 一定负荷后，再切换为高、中压缸同时进汽。对控制机组 相对胀差有利，可以将高压缸的相对胀差排除在外。可使 再热蒸汽参数容易达到冲转要求，同时高压缸在暖缸过程 中可以提高金属温度水平使进汽时金属温度与主蒸汽温度 匹配，解决了汽轮机启动冲转时主蒸汽、再热蒸汽温度与 高、中压缸金属温度难以匹配问题，具有降低高、中压转 子的寿命损耗，改善汽缸热膨胀和缩短启动时间等优点。 但要求启动参数的选择合理，以避免高压缸进汽时产生较 大的热冲击。 （3）高压缸启动。机组启动冲转时，高、低压旁路阀门 关闭，中压主汽阀和调节阀全开，由高压主汽阀和调节阀 控制进汽冲转、升速、并网、带负荷。机组冲转前，
对流放热主要形式
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膜状凝结 17000-63000 kJ /(m2 不同放热形
h ℃)
珠状凝结是膜状凝结的15-20倍 高压过热蒸汽 6280-8370
kJ /(m2 h ℃)
式的Biblioteka Baidu热系数
对流换热 湿蒸汽 低压微过热蒸汽 328-837
2 kJ /( m h ℃) 12560
应采用低压微过热蒸汽
再热器无蒸汽流过，处于“干烧”状态，要求再热器管束 采用允许干烧的材料，而且冲转时再热器受到冷冲击。若 要保护再热器，需打开高压旁路，再热器出口对空排汽， 增加工质损失。另外，在热态启动时难以保证再热蒸汽 温度与中压缸金属温度匹配，仅能用于冷态或温态启动。 3．按启动前汽轮机金属温度水平分类
高压缸启动时按调节级处金属温度划分；中压缸启动时 按中压第一压力级处金属温度划分
温升迅速，避免产生过大的热应力与膨胀差。 对于锅炉，低温低压蒸汽通流量增加，过热器可得到充 分冷却，并促进水循环，减少汽包壁的温差，使各部件均 匀膨胀。
2.经济性好 锅炉产生的蒸汽能得到充分利用，减少热量与工质损失， 缩短启动时间，减少燃料消耗。 缺点： 对汽温、汽压要求严格，机炉操作要求密切配合，比较 复杂，低负荷运行时间较长，对锅炉的燃烧与水循环有 不利的一面。
采用操作员自动方式时，DEH控制的ATC系统不参与控 制处于监视状态，由运行人员根据汽轮机本体状态和启动 操作规程，给定转速的目标值和变化率，然后由DEH的基 本控制系统按照运行人员给出的目标值和变化率自动完成 冲转、升速、同步并网和带初始负荷的控制。
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采用手动方式时，由运行人员操作“+／-”按钮直接通过 阀位多功能处理器控制机组启动。这种运行状态必须由有 经验的运行人员，参照有关限制值和操作步骤，并结合电 厂有关规程来控制机组。启动过程中运行人员必须严密监 视CRT显示的各种参数变化，监视报警信号，确保机组安 全运行。 汽轮机的阀门配汽方式有单阀和顺序阀两种，在机组启 动过程中，运行人员可以根据实际运行需要对阀门配汽方 式进行选择。
三、启动过程的主要阶段 (1)启动前的准备阶段。为机组启动准备相应的条件，主 要包括设备、系统和仪表的检查及试验；辅助设备、系 统的检查和启动；油系统的检查和试验；投入盘车；调节 保护系统校验；汽源准备等工作。 (2)冲转升速阶段。在确保机组安全的条件下，当冲转条 件满足后，汽轮机进汽冲转，将转子由静止状态逐步升 速到额定转速的过程。 (3)定速并网阶段。当转速稳定在同步转速，经全面检查 确认设备运转正常,并网功率运行。 (4)带负荷阶段。在机组并网后，将机组的输出电功率逐 渐增加至额定值，或某一要求的负荷稳定运行。
转子受热不均匀，调门节流大，调节级后温度变化剧 烈，热应力大，为减少热应力，进一步延长启动时间 机炉分开启动，延长了启动时间，增大了燃料损耗
额定参数启动适用于母管制机组 滑参数启动 启动过程中，电动主闸门前的蒸汽参数随机组转速和负荷 的变化而逐渐升高。 不常用 真空法启动 锅炉点火前从锅炉汽包到汽轮机之间的蒸汽管道上的所 有阀门均全部开启，机组热力系统上的空气阀、疏水阀 全部关闭，汽轮机盘车抽真空一直抽到锅炉汽包，
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中间再热机组冲转参数一般如下：主蒸汽压力为14.2MPa，主蒸汽温度为250-320℃。国产引进型采 用压力法滑参数启动时，主汽压为4.12MPa，汽温 320℃，过热度不低于56℃。
2．凝汽器的真空 凝汽式汽轮机启动时，都要求建立必要的真空。 启动时，真空也不需要太高，在其它冲转条件都具备时， 若真空过高，则为等待形成真空而延长暖机时间。 一般要求冲转前的真空应大于70KPa。
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四、汽轮机启动操作方式 采用自动程控启动方式时，ATC(ATS)系统处于控制状 态。ATC(ATS)根据机组的状态，控制机组自动完成冲转 、升速、同步并网、带初始负荷等启动过程。该控制系 统具有内部自诊断和偏差检测功能。当该系统发生故障 时，能切换到手动控制方式，并发出报警信号。
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3.电动主闸门的旁路阀启动：启动前，调节阀门全开，用 电动主汽门的旁路门控制蒸汽流量。由于该旁路门流量较 小，便于控制。现代大容量单元机组，由于设备可靠性提 高，为了简化系统，现在大都取消了该阀门。
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二、冲转时参数的选择 1 启动参数的选择 启动参数的选择，主要考虑金属部件的热应力，而热应 力的大小取决于蒸汽与金属部件之间的温差和放热系数。 凝结放热 膜状凝结（汽缸） (冷态启动 进汽初期) 珠状凝结（转子） 蒸汽对金属的 放热分为两种方式：
阀门控制。这种控制方式由于调节阀门较小易于控制流 量，但由于调节门依次开启，汽机头部进汽不匀，易造 成受热不匀。 2.自动主汽门启动：启动时，电动主汽门和调节阀处于 全开位臵，由自动主汽阀控制进入汽轮机的蒸汽流量， 控制汽机转速。当转速达到2900rpm时，切换为调节阀进 汽方式（即由TV方式切换为GV方式），继续升速到定值。
然后锅炉点火后产生蒸汽后，送入汽轮机暖机，蒸汽参 数达到一定值，汽轮机被冲动旋转，并随蒸汽参数的逐 渐升高而升速、带负荷。全部启动过程由锅炉进行控制。
优点: 减少蒸汽对汽轮机部件的热冲击，能量利用充分 缺点：1.仅适用于冷态启动。2.抽真空容积大，抽真空 时间长。3.疏水困难。4.过热度低，易引起水冲击。5. 锅炉热惯性大，转速不易控制 压力法启动 常用 抽真空投盘车时，汽轮机主汽阀和调节阀门是关闭 状态。锅炉点火，蒸汽升温升压，待主汽阀前蒸汽参数达 到一定值时，例如：压力升至0.98～1.47MPa，温度为