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第八章 汽轮机运行与管理 第一节 汽轮机启停时应注意的主要问题 一、汽轮机的受热特点 二、热应力 1．汽缸的热应力 2．法兰的热应力 3．螺栓的热应力 4．转子的热应力 三、热膨胀与热变形 （一）热膨胀 1．汽缸的热膨胀 2．汽缸与转子的相对膨胀 （二）热变形 1．上下汽缸温差引起的热变形 2.汽缸内外壁和法兰内外壁温差引起的热变形 3．转子的热弯曲 四、汽轮机的寿命管理 汽轮机寿命管理，是实现机组科学管理的一项重要工作。汽轮机使用寿命控制的主要内容，就是在汽轮机启停及变负荷运行时，最大限度的提高启停速度及响应负荷变化的能力，防止裂纹萌生或降低裂纹的扩展速率，延长汽轮机使用寿命，推迟机组的老化，在安全的基础上，实现汽轮机的长期经济运行。 汽轮机的寿命取决于其最危险部件的寿命。 汽轮机的寿命指的就是转子的寿命。一般分为无裂纹寿命和剩余寿命两种。 所谓无裂纹寿命是指转子从初次投入运行到转子出现第一条工程裂纹（约0.5mm长，0.15mm深）期间能承受的交变载荷的次数。 所谓剩余寿命是指从产生第一条工程裂纹开始直到裂纹扩展到临界裂纹所经历的交变载荷的次数。有关文献指出，这部分寿命约占汽轮机总寿命的10％左右，也有人认为此段时间会更长。 无裂纹寿命和剩余寿命之和就是转子的总寿命。 汽轮机寿命管理的任务就是正确评价汽轮机部件的寿命（包括无裂纹寿命和剩余寿命），合理分配机组各种工况下的寿命损耗率。 汽轮机寿命管理包含两层内容：第一是如何合理分配、使用汽轮机的寿命，制定汽轮机寿命分配表，指导运行，以取得最大的经济效益；第二是进行汽轮机寿命的离线或在线监测，对汽轮机寿命和实际损耗做到心中有数，保证汽轮机的安全运行。 1.汽轮机的寿命分配 2．汽轮机的寿命监测 汽轮机寿命监测就是定期或不定期地对汽轮机寿命的实际损耗情况进行核算，以确保机组的安全运行。 监测的方法有两种：离线监测与在线监测。 第二节 汽轮机的启动与停机 一、限制汽轮机启停速度的因素 二、汽轮机的启动方式 （一）按启动过程中新汽参数是否变化分类 1．额定参数启动 2．滑参数启动 （二）按冲转时进汽方式分类 1．高中压缸联合启动 2．中压缸启动 （三）按控制进汽量的阀门分类 1．调节汽门启动 2．自动主汽门和电动主汽门（或旁路门）启动 （四）按启动前汽轮机金属（调节级处高压内缸或转子表面）温度水平或停机时数分类 1．冷态启动。金属温度低于150～180℃（或停机一周及以上）。 2．温态启动。金属温度在180～350℃之间（或停机48h）。 3．热态启动。金属温度在350～450℃之间（或停机8h）。 4．极热态启动。金属温度在450℃以上（或停机2h）。 三、 冷态滑参数启动 （一）启动过程 1.启动前的准备工作 （1）设备和系统的检查 （2）投入冷却水系统 （3）向凝汽器和闭式冷却系统注入化学补充水 （4）启动供油系统和投入盘车装置 （5）除氧器投入运行 （6）排除启动前机组不允许存在的禁止条件 2.轴封供汽 真空、凝结水系统、盘车通过轴封向汽轮机供汽暖机 3.盘车预暖 4.冲转、升速、暖机 暖机的目的主要有两个，即防止材料脆性破坏和过大的热应力。 暖机时应注意如下问题： 1）暖机转速应避开临界转速 2）在大型汽轮机中，暖机的目的主要是提高高、中压转子的温度，防止其脆性破坏 3）暖机结束后，应检查汽缸总膨胀和中压缸膨胀情况，并检查记录各处的差胀值 4）对于自启动的汽轮机，暖机时间应根据实际的热应力情况和金属温度情况实际确定。 5.并网、带负荷 1）并网 发电机与系统并网时的要求有：主开关合闸时没有冲击电流；并网后能保持稳定的同步运行。 为了防止机组并网时出现逆功率工况，机组并网后，立即带初始负荷。冷态启动时，初始负荷通常为机组额定功率的5%左右。 2）初始负荷暖机 3）升负荷 （二）滑参数启动的特点 滑参数启动与额定参数启动相比有以下的优缺点: （1） 缩短了机组启动时间，提高了机组的机动性。 （2）滑参数启动可在较小的热冲击下得到较大的金属加热速度，从而改善了机组加热的条件。 （3）滑参数启动时，容积流量大，可较方便地控制和调节汽轮机的转速与负荷，且不至造成金属温差超限。 （4）减少了工质的损失，提高了电厂运行的经济性 （5）滑参数启动升速和接带负荷时，可做到调节汽门全开全周进汽。 （6）滑参数启动时，通过汽轮机的蒸汽流量大，可有效地冷却低压段。 （7）滑参数启动可事先做好系统的准备工作，使启动操作大为简化 （三）冷态启动的注意事项 1.控制热应力 2.控制好高压缸排汽