汽輪機(jī)原理、操作和事故處理課件

汽輪機(jī)原理、操作和事故處理一、汽輪機(jī)簡述◆汽輪機(jī)以蒸汽為工質(zhì)，將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的旋轉(zhuǎn)機(jī)械蒸汽在噴嘴（靜葉片）中，降溫、降壓，獲得高速汽流，由噴嘴流出的高速汽流流進(jìn)動葉片，在動葉片中，汽流由于受動葉片的阻礙（作用力），改變原來的速度大小及方向，這時汽流必然給動葉片一個反作用力，推動葉片運(yùn)動，將一部分動能轉(zhuǎn)化為葉輪旋轉(zhuǎn)的機(jī)械功?！魪V泛應(yīng)用：發(fā)電、化工、鋼鐵、礦山、船舶◆其中用汽輪機(jī)拖動發(fā)電機(jī)的發(fā)電量占總發(fā)電量的80%（包括核電常規(guī)島）◆供熱式汽輪機(jī)：發(fā)電+供熱發(fā)展方向◆不斷增大單機(jī)功率，目的是降低單位千瓦投資成本、降低機(jī)組熱耗。前蘇聯(lián)單機(jī)單軸1200MW,德國單機(jī)單軸1300MW，瑞士單機(jī)雙軸1300MW。目前俄羅斯在研制單機(jī)單軸2000MW機(jī)組?！舨粩嗵岣哒羝麉?shù)（新蒸汽參數(shù)），目的是提高蒸汽焓值、提高做功能力?！糁虚g再熱（排汽回鍋爐加熱，再沖動汽輪機(jī)）◆燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)發(fā)電供熱◆IGCC整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電供熱◆提高自動化水平◆提高機(jī)組可靠性，多層汽缸、轉(zhuǎn)子冷卻、取消中心孔等◆提高機(jī)組運(yùn)行協(xié)調(diào)水平（對我們今后很適用，參數(shù)控制、啟?？刂啤⒐收险_處置）新蒸汽參數(shù)◆中低壓1.2~3.4MPa◆次高壓4.9~5.88MPa◆高溫高壓6~10MPa540℃◆亞臨界16~18MPa535~565℃◆超臨界23~26MPa◆超超臨界蒸汽參數(shù)高于24.2MPa/566℃，一般達(dá)到30MPa臨界概念◆純物質(zhì)的氣、液兩相平衡共存的極限熱力狀態(tài)。在此狀態(tài)時,飽和液體與飽和蒸氣的熱力狀態(tài)參數(shù)相同,氣液之間的分界面消失,因而沒有表面張力,氣化潛熱為零。◆水的臨界點(diǎn)22.13MPa374.3℃朗肯循環(huán)概念◆朗肯循環(huán)是指以水蒸氣作為制冷劑的一種實際的循環(huán)過程，主要包括等熵壓縮、等壓冷凝、等熵膨脹、以及一個等壓吸熱過程?？梢杂脕碇茻幔部梢杂脕碇评?。

◆下圖是最簡單的蒸汽動力循環(huán)由水泵、鍋爐、汽輪機(jī)和冷凝器口個主要裝置組成。圖為該裝置示意圖。水在水泵中被壓縮升壓；然后進(jìn)入鍋爐被加熱汽化，直至成為過熱蒸汽后，進(jìn)入汽輪機(jī)膨脹作功，作功后的低壓蒸汽進(jìn)入冷凝器被冷卻凝結(jié)成水。再回到水泵中，完成一個循環(huán)。

◆3-4過程：在水泵中水被壓縮升壓，過程中流經(jīng)水泵的流量較大，水泵向周圍的散熱量折合到單位質(zhì)量工質(zhì)，可以忽略，因而3一4過程簡化為可逆絕熱壓縮過程，即等熵壓縮過程。

◆4-1過程：水在鍋爐中被加熱的過程本來是在外部火焰與工質(zhì)之間有較大溫差的條件下進(jìn)行的，而且不可避免地工質(zhì)會有壓力損失，是一個不可逆加熱過程。我們把它理想化為不什工質(zhì)壓力變化，并將過程想象為無數(shù)個與工質(zhì)溫度相同的熱源與工質(zhì)可逆?zhèn)鳠?，也就是把傳熱不可逆因素放在系統(tǒng)之外，只著眼于工質(zhì)一側(cè)。這樣，將加熱過程理想化為等壓吸熱過程。

◆1-2過程：蒸汽在汽輪機(jī)中膨脹過程也因其流量大、散熱量相對較小，當(dāng)不考慮摩擦等不可逆因素時，簡化為可逆絕熱膨脹過程，即等熵膨脹過程。

◆2-3過程：蒸汽在冷凝器中被冷卻成飽和水，同樣將不可逆溫差傳熱因素放于系統(tǒng)之外來考慮，簡化為等壓冷卻過程。因過程在飽和區(qū)內(nèi)進(jìn)行，此過程也是定溫過程。

汽輪機(jī)應(yīng)用朗肯循環(huán)示圖汽輪機(jī)熱力過程線示意圖?做功能力：Δh=ho–h1?在蒸汽初焓ho不變的情況下，降低排汽壓力降低排汽焓值，提供蒸汽做功焓降，充分利用熱能。?提高新蒸汽參數(shù)，提高焓值，提高做功能力，追求超臨界的目的。二、汽輪機(jī)分類、編號分類：◆按照熱力系統(tǒng)特征分類

※凝汽式

※調(diào)整抽凝式

※背壓式

※中間再熱式（一般125MW以上）◆工作原理分類（附圖）

※沖動式：蒸汽僅在噴嘴（靜葉片）中產(chǎn)生壓降

※反動式：蒸汽不僅在噴嘴中產(chǎn)生壓降，還在動葉片中產(chǎn)生壓降◆按汽缸數(shù)目分類

※單缸

※雙缸（高低壓）

※多缸（高中低壓）編號：◆凝汽N——背壓B——抽背CB——一次調(diào)整抽汽C——二次調(diào)整抽汽CC（舉例）三、汽輪機(jī)本體◆包括轉(zhuǎn)動部分（轉(zhuǎn)子）、固定部分（靜子）（附圖）

※轉(zhuǎn)子——主軸、動葉柵、葉輪、聯(lián)軸器（剛性）、推力盤、主油泵、超速遮斷器、平衡圈

※靜子——汽缸（上下）、蒸汽室、噴嘴室、隔板、隔板套、汽封、軸承、軸承座、滑銷系統(tǒng)、前箱、盤車設(shè)備抽汽旋轉(zhuǎn)隔板◆重點(diǎn)介紹：轉(zhuǎn)子、汽缸、噴嘴、隔板、汽封、盤車、聯(lián)軸器

軸承（圓形橢圓形三油楔軸承、推力軸承），圓形橢圓形頂隙千分之二、側(cè)隙1/2軸承緊力0.03~0.05

汽封（前后汽封、圍帶汽封、隔板汽封）油擋間隙四、汽輪機(jī)輔機(jī)◆1凝汽器

※單流程、雙流程、多流程

※殼體、水室、端蓋、管板和中間隔板

※材質(zhì)HSn70-1A/BTP304TP316TP316L

※固定方式——?dú)んw彈簧支撐——管束脹管（一般情況）◆2抽氣設(shè)備

※射水抽氣器、軸封加熱抽氣器◆3膠球清洗系統(tǒng)

※凝汽器結(jié)垢※膠球在線清洗※膠球泵、膠球收球網(wǎng)、膠球收集器、※安裝位置，循環(huán)水出口管道◆4冷卻水塔（雙曲線自然通風(fēng)、風(fēng)扇強(qiáng)冷）※填料、噴淋裝置、防凍門、濾網(wǎng)◆4加熱器※高壓加熱器，抽汽加熱給水（變換加熱）※低壓加熱器，抽汽加熱除氧器補(bǔ)水（變換加熱）※軸封加熱器◆5除氧器※高壓除氧器，0.5MPa/150℃

※低壓除氧器，常溫除鹽水、低溫補(bǔ)水◆6鍋爐給水泵

※150MPa/150℃

※多級泵、密封水、平衡盤、平衡套、推力瓦、軸瓦、

※重要特點(diǎn)：軸電流，電腐蝕、燒瓦，電機(jī)軸承絕緣處理◆7

射水泵、凝結(jié)水泵、調(diào)速油泵、交直流泵給水泵圖五、汽輪機(jī)運(yùn)行◆1汽輪機(jī)部件的熱應(yīng)力、熱變形、熱膨脹※熱應(yīng)力概念：由于溫度變化引起物體的變形稱為熱變形。如果物體的變形受到約束，在物體內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力稱之為熱應(yīng)力。※汽輪機(jī)啟停和工況發(fā)生變化產(chǎn)生熱應(yīng)力※相對膨脹又名差脹（轉(zhuǎn)子與汽缸脹差、前箱測量點(diǎn)）正差脹、負(fù)差脹※熱變形（熱膨脹指示、上下汽缸變形、汽缸與法蘭）◆2汽輪機(jī)啟動※額定參數(shù)啟動（9.5MPa/525℃）※滑參數(shù)啟動（中參數(shù)）

?壓力法滑參數(shù)啟動（3.5~4.0MPa/300℃）

?真空法滑參數(shù)啟動（不常用）?要點(diǎn)：確保過熱蒸汽過熱度大于50℃控制溫升速度1~1.5℃/min控制差脹低于2.0mm，法蘭螺栓加熱裝置※熱控保護(hù)聯(lián)鎖※調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)、動態(tài)試驗※新機(jī)組甩負(fù)荷試驗※新機(jī)組、大修后超速試驗（飛環(huán)、飛錘動作轉(zhuǎn)速）※暖管、沖轉(zhuǎn)、暖機(jī)、定速、并網(wǎng)※暖管：隨爐暖管、定參數(shù)暖管※沖轉(zhuǎn)：中參數(shù)沖轉(zhuǎn)（3.5~4.0MPa/300℃）額定參數(shù)沖轉(zhuǎn)（9.0~9.5MPa/510~535℃）※暖機(jī)：低速暖機(jī)、低負(fù)荷暖機(jī)，溫升1~1.5℃/min、差脹熱膨脹控制※標(biāo)準(zhǔn)操作票◆2汽輪機(jī)停機(jī)※額定參數(shù)停機(jī)※滑參數(shù)啟動重視：※停機(jī)前的試驗（油泵系統(tǒng)及控制系統(tǒng)、盤車、大軸彎曲、停機(jī)操作票執(zhí)行）解列前的試驗（安全門靈活性或定值試驗、注油試驗、真空嚴(yán)密性試驗）停機(jī)程序（先解列后打閘）停機(jī)前投運(yùn)高減（停機(jī)前壓力調(diào)門溫度調(diào)門試驗、并列運(yùn)行）◆3汽輪機(jī)DEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)介紹

TheintroduceforDigitalElectro--Hydraulic※汽輪機(jī)復(fù)位（掛閘）※ATC自啟動、按經(jīng)驗曲線啟動、CRT人工啟動※自動升速控制※摩擦控制（低速暖機(jī)）※自動過臨界轉(zhuǎn)速（一階、二階）※自動同步控制※電負(fù)荷調(diào)整跟蹤AGC※熱負(fù)荷（抽汽、背壓）調(diào)整跟蹤六、汽輪機(jī)典型事故處理◆事故處理原則※消除事故要快，保障系統(tǒng)安全，避免事故擴(kuò)大※保人身、保電網(wǎng)、保設(shè)備（三保順序）◆緊急故障停機(jī)要點(diǎn)（1）自動/手打危急保安器，關(guān)主汽門、調(diào)門、抽汽逆止門、旋轉(zhuǎn)隔板（2）解列發(fā)電機(jī)、記錄惰走時間（3）啟動交流油泵（4）投運(yùn)減溫減壓器（5）開啟真空破壞門，轉(zhuǎn)速到零、真空到零（6）關(guān)閉調(diào)壓器解列、背壓排汽門關(guān)閉（7）除氧器運(yùn)行壓力水位，防止給水泵汽化，高低壓加熱器水位◆電力系統(tǒng)25項反措◆1大軸彎曲（假性熱彎曲、永久性彎曲）※機(jī)組振動大、前后汽封冒火花、金屬摩擦聲、軸振加大、推力瓦溫度高、上下缸溫※動靜摩擦、動靜間隙過小、法蘭加熱聯(lián)箱投運(yùn)不當(dāng)、隔板變形、推力瓦損壞、機(jī)組振動、通流部件有雜物※果斷停機(jī)、觀察盤車電流、盤車?yán)鋮s◆2汽缸進(jìn)水（鍋爐滿水、汽水共騰、高低加滿水、除氧器滿水、熱網(wǎng)倒流、凝汽器）◆3油系統(tǒng)故障

※油系統(tǒng)進(jìn)水（軸封、汽缸結(jié)合面、冷油器）油系統(tǒng)著火（透平油燃點(diǎn)200℃，膠圈老化、油管泄漏、系統(tǒng)隔絕不嚴(yán)）※如果著火必須停機(jī)，破壞真空減少惰走時間，停調(diào)