項目9 任務(wù)9.7汽輪機運行的經(jīng)濟性（二）

授課教師：孫為民項目九電廠汽輪機的運行與維護任務(wù)9.7汽輪機運行的經(jīng)濟性（二）第二部分PART

TWO汽輪機正常運行的監(jiān)視和維護CONTENTS目錄第三部分PART

THREE汽輪機的壽命管理汽輪機正常運行的監(jiān)視和維護第二部分汽輪機正常運行的監(jiān)視和維護4熱膨脹和脹差的監(jiān)視2汽缸的熱膨脹可監(jiān)視滑銷系統(tǒng)的工作是否正常，汽缸和轉(zhuǎn)子之間的脹差是監(jiān)視汽缸內(nèi)部能否正常工作的重要指標(biāo)。造成汽缸熱膨脹不均勻的主要原因是滑銷系統(tǒng)卡澀，造成脹差的主要原因是負(fù)荷增減速度過大和新蒸汽溫度驟然變化。汽缸的熱膨脹不均勻?qū)蛊鬃冃危洸畹拇嬖跁斐善變?nèi)部動靜部件之間的摩擦，會產(chǎn)生設(shè)備損壞事故。因此汽輪機上裝有汽缸熱膨脹指示器，大型機組還裝有脹差指示器，在運行中應(yīng)當(dāng)注意監(jiān)視和調(diào)整。汽輪機正常運行的監(jiān)視和維護5振動和聲音的監(jiān)視3在汽輪機上安裝有振動指示器，運行中必須注意監(jiān)視和調(diào)整，將機組的振動控制在允許的范圍內(nèi)。汽輪機轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動時不可避免地要發(fā)生振動，其振動量只要在正常范圍內(nèi)是無需考慮的。因此，振動過大可能使軸封處動靜部分發(fā)生摩擦，引起該處局部變形；使葉片、葉輪等轉(zhuǎn)動部件損壞；使螺栓緊固部分松弛；嚴(yán)重時還會使整個機組損壞。機組出現(xiàn)不正常的振動，是運行狀態(tài)或設(shè)備不正常的表現(xiàn)。汽輪機正常運行的監(jiān)視和維護6機組轉(zhuǎn)速（r/min）軸承雙峰振幅（mm）優(yōu)秀良好合格3000＜0.02＜0.03＜0.051500＜0.03＜0.05＜0.07汽輪機的振動表可以安裝在軸承座上（一般每個軸承座均裝有垂直、水平、軸向三塊振動表），一般的軸承振動標(biāo)準(zhǔn)見表。▼雙峰振幅是測點單峰振幅的2倍，也稱全振幅或峰—峰值取軸承座垂直、水平、軸向三個方向上的最大測量值汽輪機正常運行的監(jiān)視和維護7由于受到軸承及油膜剛度等的影響，在軸承上測得的振幅不能完全反映出轉(zhuǎn)動部分的振動情況，因此直接測量轉(zhuǎn)子的振動數(shù)值作為振動標(biāo)準(zhǔn)才是合理的?，F(xiàn)在已有直接測量轉(zhuǎn)子振動的非接觸式儀表在機組上安裝使用，國家規(guī)定的3000r/min汽輪機軸承和軸的振動標(biāo)準(zhǔn)見表。汽輪機正常運行的監(jiān)視和維護8評價優(yōu)良正常合格需重新找平衡允許短時間運行立即停機全振幅（mm）軸承＜0.0125＜0.02＜0.025＜0.030.03~0.058＜0.050.05~0.063軸＜0.038＜0.064＜0.076＜0.0890.0102~0.0127—0.152CBA對機組進行聽音檢查的目的是發(fā)現(xiàn)和防止汽輪機內(nèi)部動、靜部分的摩擦和碰撞。機組在啟動、交接班或工況有較大變化時，運行人員必須對軸承、主油泵和軸封等處進行聽音檢查。聲音是否正常主要靠運行人員的實踐經(jīng)驗來判斷，若發(fā)現(xiàn)有明顯的金屬聲和摩擦聲應(yīng)立即緊急停機。汽輪機正常運行的監(jiān)視和維護9油系統(tǒng)監(jiān)視4油系統(tǒng)的主要任務(wù)為：向軸承等其它傳動機構(gòu)提供潤滑用油；向調(diào)節(jié)、保安裝置提供調(diào)節(jié)用油；向氫冷發(fā)電機組提供密封用油。一旦油系統(tǒng)出現(xiàn)故障就可能導(dǎo)致軸瓦燒毀、調(diào)節(jié)系統(tǒng)失靈或發(fā)電機密封破壞等惡性事故。因此，在運行中應(yīng)對油系統(tǒng)的工作情況進行密切監(jiān)視，其監(jiān)視項目主要有：汽輪機正常運行的監(jiān)視和維護10（1）油溫一般軸承的進油溫度為35~45℃，對于大機組，考慮其油膜工作的穩(wěn)定性，軸承進油溫度應(yīng)維持在40~45℃，軸承進出口油溫差應(yīng)在10~15℃之間。如果進油溫度高于此上限值，油的粘度降低會破壞油膜的穩(wěn)定性，且由于油的吸熱量減小，可能使軸瓦溫度升高。如果油溫低于此下限值，油的粘度增大會造成軸瓦內(nèi)油膜的不穩(wěn)定，引發(fā)振動。汽輪機正常運行的監(jiān)視和維護11運行中通過調(diào)整冷油器冷卻水量的方法來控制軸承的進油溫度。運行中油溫升高，應(yīng)立即檢查調(diào)整潤滑油系統(tǒng)的冷油器或化驗油質(zhì)，如果油質(zhì)惡化，應(yīng)立即更換或部分處理。此方法同樣適用于大機組的EH油系統(tǒng)。123汽輪機正常運行的監(jiān)視和維護12（2）油壓油壓過高可能使油系統(tǒng)設(shè)備或管道發(fā)生泄漏事故，嚴(yán)重時甚至造成設(shè)備或管道破裂的嚴(yán)重事故，這樣不僅損壞設(shè)備，而且泄漏出來的油很容易引發(fā)更為嚴(yán)重的火災(zāi)事故。油壓過低有可能造成軸承油量不足或斷油，并影響調(diào)節(jié)系統(tǒng)的正常工作。汽輪機正常運行的監(jiān)視和維護13在運行中，如果發(fā)現(xiàn)油壓不正常，應(yīng)及時查找原因，加以調(diào)整。▼油壓過高時可打開泄壓閥泄壓。引起油壓降低的原因有：主油泵工作失常、注油器故障、減壓閥彈簧調(diào)整不當(dāng)或油系統(tǒng)泄漏等。由于即使是極短暫的軸承斷油，也會造成很嚴(yán)重的事故，所以機組上均裝有低油壓自動保護裝置，當(dāng)油壓降低時，報警或自啟事故油泵或自動停機。123汽輪機正常運行的監(jiān)視和維護14（3）油箱油位為了保證油系統(tǒng)的正常工作，系統(tǒng)中應(yīng)有足夠的油量，即油箱油位應(yīng)在正常范圍內(nèi)。為了正確監(jiān)視油位，應(yīng)在油箱上裝設(shè)油位計。一旦發(fā)現(xiàn)油位下降，應(yīng)檢查油系統(tǒng)，消除漏油后補充新油。汽輪機正常運行的監(jiān)視和維護15（4）油質(zhì)1油質(zhì)變壞將直接影響油膜的穩(wěn)定，為此汽輪機運行中必須定期檢查化驗油質(zhì)，以確保油質(zhì)符合要求。2運行中油質(zhì)惡化的原因主要是油溫過高和油中浸入汽水，因此要注意控制油溫并防止汽水漏入油側(cè)。3通過化驗發(fā)現(xiàn)油質(zhì)惡化時，必須立即對油進行處理。汽輪機正常運行的監(jiān)視和維護16（5）冷油器的工作狀況1冷油器工作失常將使油溫不在正常范圍內(nèi)，嚴(yán)重時還會引發(fā)嚴(yán)重的事故，因此在運行中必須監(jiān)視調(diào)整冷油器，使其工作正常。2當(dāng)冷卻水溫度、壓力不變但冷油器的端差在增大時，表明冷油器的受熱面臟污了，應(yīng)進行清洗；如果冷卻水進出口溫差增大而端差變化不大時，說明冷卻水量不足，應(yīng)增大冷卻水量。3對于冷油器，還應(yīng)保持油側(cè)壓力大于水側(cè)壓力，以防止泄漏時造成油中進水使油質(zhì)惡化現(xiàn)象的發(fā)生；對于北方地區(qū)的冷油器，在停用時間較長時，還應(yīng)注意放空水，以防水結(jié)冰后破壞冷卻水管。汽輪機正常運行的監(jiān)視和維護17（6）EH油系統(tǒng)1大功率機組為DEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供高壓動力油的EH油系統(tǒng)運行正常與否關(guān)系到整個汽輪機的調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)能否正常工作，因此必須對其監(jiān)視和調(diào)整。2運行中應(yīng)經(jīng)常監(jiān)視檢查EH油泵的電流、EH油壓力、高低壓蓄能器氮壓等參數(shù)，并調(diào)整至正常值。3如發(fā)現(xiàn)EH油壓降低且油泵電流下降，一般應(yīng)檢查油濾網(wǎng)，如果濾網(wǎng)前后壓差增大，就需進行濾網(wǎng)清理；如果油壓降低時油泵電流上升，一般應(yīng)檢查系統(tǒng)中有無漏油點或過壓閥是否誤開等；如果發(fā)現(xiàn)氮壓下降應(yīng)及時充氮，并查找原因。汽輪機正常運行的監(jiān)視和維護18（二）巡回檢查運行值班人員應(yīng)按規(guī)程要求定期進行設(shè)備的巡回檢查，在巡回檢查中，通過眼看、手摸、耳聽、鼻嗅的方法來判斷設(shè)備的運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常，防止發(fā)生設(shè)備損壞事故。運行人員應(yīng)按規(guī)定的路線和內(nèi)容進行檢查，必須做到認(rèn)真細(xì)致、不漏項。12汽輪機正常運行的監(jiān)視和維護19（三）正常運行中的試驗及輔助設(shè)備切換對于帶基本負(fù)荷的汽輪機，應(yīng)定期對負(fù)荷做較大范圍的變動，防止調(diào)節(jié)汽閥閥桿卡澀。對于所有汽輪機都應(yīng)定期做自動主汽閥、中壓聯(lián)合汽閥的活動試驗，以防止其卡澀。（1）1.定期活動汽門為了保證汽輪機設(shè)備安全經(jīng)濟運行，除了必須要求汽輪機的調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)正常工作外還必須保證輔助設(shè)備的安全可靠，為此必須進行正常運行中的試驗及輔助設(shè)備切換工作。汽輪機正常運行的監(jiān)視和維護20各回?zé)岢槠艿郎系哪嬷归y、調(diào)整抽汽管道上的逆止閥和安全閥均應(yīng)按規(guī)程要求定期進行試驗校正，以確保其工作性能。（2）應(yīng)定期做備用事故油泵及其自啟動裝置的試驗，以確保需要時事故油泵能立即啟動。（3）每天應(yīng)進行油位計的活動試驗，確保油位計顯示準(zhǔn)確；還應(yīng)定期放出油箱底部的積水，以保證油質(zhì)。（4）各種自動保護裝置（包括聲光信號）在運行中可以試驗的均應(yīng)定期進行試驗，以確保起到保護作用。（5）汽輪機正常運行的監(jiān)視和維護21定期進行高壓加熱器的保護裝置試驗。（6）定期進行真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性試驗。（7）定期進行輔助設(shè)備的切換試驗。包括主抽氣器（真空泵）、凝結(jié)水泵、凝升泵、疏水泵、工業(yè)水泵等。經(jīng)常監(jiān)督備用水泵（設(shè)備）的電機絕緣狀況，防止在緊急啟動時電動機損壞而擴大事故。（8）正常運行中的試驗及輔助設(shè)備切換工作都需按操作票要求進行具體操作，并且認(rèn)真填寫該操作票汽輪機的壽命管理第三部分汽輪機的壽命管理23（一）汽輪機壽命的概念汽輪機從初次投運到轉(zhuǎn)子出現(xiàn)第一條裂紋為止總的運行時間稱為汽輪機的無裂紋壽命，目前汽輪機壽命普遍使用這一概念。這種裂紋出現(xiàn)后，如不及時處理，必將繼續(xù)擴展。所以汽輪機壽命實質(zhì)上是主要部件金屬材料永久性損壞的標(biāo)志。（1）（2）（3）汽輪機的壽命管理24汽輪機轉(zhuǎn)子在正常運行中和汽缸一樣要承受高壓工作蒸汽產(chǎn)生的應(yīng)力、高溫蠕變帶來的損傷、工況變化引起的熱應(yīng)力；還要比汽缸多承受高速旋轉(zhuǎn)引起的離心應(yīng)力、傳遞工作扭矩而產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力、高速旋轉(zhuǎn)下自重引起的交變切向應(yīng)力。在汽輪機啟停過程和工況變化時，蒸汽對高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子的放熱系數(shù)大約是對應(yīng)位置汽缸的三倍，加之大功率機組多層缸結(jié)構(gòu)的采用，使得啟停時轉(zhuǎn)子所受的熱應(yīng)力也遠(yuǎn)大于汽缸的熱應(yīng)力。正因為轉(zhuǎn)子比汽缸的工作環(huán)境惡劣，更容易損壞，所以研究汽輪機的壽命損耗實質(zhì)上是研究轉(zhuǎn)子的壽命損耗。汽輪機的壽命管理25（1）（2）一是長期在高溫下運行的蠕變損耗，約占總壽命的20~30%二是啟停及工況變動下的低周熱疲勞損耗汽輪機的壽命損耗主要包括兩方面：由于電網(wǎng)負(fù)荷擾動引起機組大幅度負(fù)荷變動此外在電網(wǎng)故障機組被迫帶廠用電運行時，轉(zhuǎn)子被溫差達150℃以上的蒸汽急劇冷卻，也會引起較大的壽命損耗。由于不定因素引起汽溫波動或短時超限等也要引起轉(zhuǎn)子的壽命損耗（二）汽輪機壽命的影響因素汽輪機的壽命管理26高溫蠕變損耗1汽輪機正常運行時，汽缸、轉(zhuǎn)子等金屬部件長期在高溫和一定的工作應(yīng)力條件下工作。金屬材料要發(fā)生高溫蠕變，會產(chǎn)生蠕變損傷，積累到一定程度，將導(dǎo)致部件產(chǎn)生裂紋，最終發(fā)生破壞。12汽輪機的壽命管理27低周疲勞損傷2在一個完整的啟停和變負(fù)荷過程中，轉(zhuǎn)子表面和中心承受的應(yīng)力都正好經(jīng)過了一次完整的交變過程由于啟停循環(huán)過程間隔的時間較長，所以稱之為低周疲勞損傷（1）（2）（3）在汽輪機啟動和加負(fù)荷過程中，轉(zhuǎn)子處于被加熱過程，轉(zhuǎn)子表面承受熱拉應(yīng)力中心承受熱壓應(yīng)力，而在停機和減負(fù)荷過程中，轉(zhuǎn)子處于被冷卻過程，轉(zhuǎn)子表面承受熱壓應(yīng)力中心承受熱拉應(yīng)力（4）經(jīng)過一定數(shù)量的啟停循環(huán)，轉(zhuǎn)子表面會出現(xiàn)疲勞裂紋，并逐漸擴展，我們將這種交變應(yīng)力引起的損傷稱為疲勞損傷汽輪機的壽命管理28為了更好地使用汽輪機，必須對汽輪機的壽命進行有計劃的管理▼（1）（2）一是確定汽輪機的壽命分配方案和具體的實施計劃二是進行汽輪機的壽命監(jiān)測汽輪機的壽命管理包括兩方面的內(nèi)容：（三）汽輪機的壽命管理汽輪機的壽命管理29汽輪機的壽命分配1分配汽輪機壽命時，應(yīng)根據(jù)汽輪機帶負(fù)荷的性質(zhì)，確定帶基本負(fù)荷的時間和帶尖峰負(fù)荷的時間；根據(jù)同類機組的統(tǒng)計資料，確定機組在壽命期內(nèi)冷態(tài)和熱態(tài)啟動的次數(shù)和啟動時間、強迫停機的次數(shù)。我國汽輪機的使用年限一般為30年。機組在運行期內(nèi)的蠕變損傷和某些不確定因素造成的疲勞損傷（如負(fù)荷變動、帶廠用電運行等）也應(yīng)在