汽轮机启停与三热问题.ppt

热应力问题 1、热应力的形成和影响因素 壁温差——热压冷拉 热应力正比于壁 温差， 壁温差正比于壁厚的平方和壁温变率 2、汽机运行的主要热应力问题： 1）启停速度快——热应力影响寿命 2）启停热应力循环——低周疲劳损伤 3）快速停机或甩负荷时——缸内壁和转子表面复合拉应力 大,裂纹 4）转子热应力与离心应力叠加 5）汽缸法兰、螺栓热应力 3、控制手段： 控启停速度—控流量、参数、暧机时间； 合理选择冲转参数；合理投用法螺加热；尽量减少启停次数； 注:1)停机比启动控制更严格.(快冷更危险) 2）? 汽机寿命管理，大机热应力在线监测。 3）控制指标：汽缸内外温差35~50℃,调节级处缸壁温升2.5~3℃/min(启);1.5~2℃/min(停) 法兰内外温差≯75~100℃,法螺温差≯35~40℃. 汽机热膨胀 一、汽缸的热膨胀 问题----纵向缸胀不足，横向膨胀不均 汽缸纵向热膨胀方向（图示） 控制手段——调节级汽室温度和左右温差 二、汽机胀差 1、胀差:汽缸和转子沿轴向膨胀之差. 2、胀差的危害——胀差超限，轴向动静间隙减少消失 3、胀差的形成 转子质面比小于汽缸3~4倍，故转子热胀冷缩快于汽缸形成胀差。特点：“热正冷负” ） 4、胀差监控：以推力盘为界，胀差表置于各缸远端。设胀差保护。 5、胀差对汽机动静间隙的影响 单缸机负胀差使级内间隙减小，多缸机胀差对间隙的影响复杂 6、运行中影响胀差的因素 7、启动中控制的措施 控制措施：（原则是控加热速度） 1)严格控制蒸汽的温度变化率(或启停速度),减小汽缸和转子间的温差; 2)合理使用法兰螺栓加热装置; 3)合理调整使用轴封供汽. 汽机热变形 1、汽缸热变形 热凸冷凹 汽缸拱背、截面变椭，法兰张口——危害 上下缸温差引起汽缸拱背（思：产生上下缸温差的原因），上下缸温差允许范围350C~500C。 汽缸法兰内外温差引起法兰内弯，结合面张口。 控制措施？ 2、上下缸温差使静止的转子热弯曲 转子热弯曲——汽封梳齿摩擦，摩擦高温加大弯曲——振动摩擦——塑性弯曲 控制措施： 规定转子偏心率不大于原始值0.03; 注转子弯曲度监视-----过去用千分表测轴端晃度，fu≯0.03~0.04 启动前和停机后要加强盘车，转子弹性弯曲可盘车消除。 寿命管理与分配 汽轮机寿命:从投运到转子表面出现第一条宏观裂纹. 0.01-0.03mm. 寿命损耗:主要为低周疲劳和高温蠕变 寿命分配: 启动方式 启动方式定义 启动次数 冷态启动 停机72h以上（金属温度降至该测点满负荷温度的40%以下） 100次 温态启动 停机10～72h（金属温度降至该测点满负荷温度的40%至80%之间） 700次 热态启动 停机10h以内（金属温度降至该测点满负荷温度的80%以上） 3000次 极热态启动 停机1h以内（金属温度接近该测点满负荷温度） 150次 负荷阶跃 ≥10%额定负荷 12,000次 中压缸启动 高压缸VV阀（通风阀）的作用 高压缸VV阀在汽轮机达到一定负荷水平之前，用于完全切断高压缸进汽流量之前用于对高压缸抽真空，以防高压缸末级因鼓风损失发热而损坏。在冲转及低负荷运行期间切断高压缸进汽以增加中压缸、低压缸进汽量，有利于中压缸的加热和低压缸末级叶片的冷却，同时也有利于提高再热器压力，保证合适的旁路流量和汽温参数。 高压缸的倒暖 倒暖阀用于在汽轮机冲转前对高压缸进行倒暖。当高压缸第一级内壁金属温度小于150℃时，强制关闭VV阀、一抽管道疏水阀，加热蒸汽由倒暖阀经高压缸末级倒流至高压缸进口，经高压调门后导汽管疏水回路进入凝汽器。当高压缸第一级金属内壁温达到150℃时，就可以关闭倒暖阀，解除VV阀、一抽管道疏水阀强制。利用高压缸倒暖可以在汽轮机冲转前将高压缸金属温度加热到一个较高的水平，有利于缩短机组启动时间，延长机组寿命。 中压缸启动的优点及灵活性 在启动初期可以保持较高的再热汽压力，可使用较小的旁路管道来达到所需要的蒸汽流量。 使用的蒸汽量大，锅炉可以维持在稳定的工况下运行，同时可以提供较高的蒸汽温度，因而能与汽轮机的金属温度向匹配。 可以避免高压缸在低流量下运行，因而减少了高压缸第一级与高压排气口处的热冲击。 利用锅炉升温升压的过程来进行高压缸倒暖、调门室预暖、中压缸冲转时对高压缸进行预暖,缩短了启动时间，延长了机组的使用寿命。