一 、認識汽機專業

1、 汽機專業的任務：

用鍋爐送來的蒸汽，維持汽輪機轉速（未并網）或負荷（并網），将做完工的乏汽凝結成水，利用抽汽加熱後再送回鍋爐。

2、 汽機專業的系統

（1） 汽輪機本體：将蒸汽的熱能轉換成機械能，維持高速旋轉。

（2） 輔助系統：汽輪機旋轉所必須的支持系統；為了提高熱效率而設置的回熱系統(把水加熱後再送回鍋爐)；輔機、發電機冷卻系統。

二 、汽機主系統

汽機熱力系統簡圖

三 、汽輪機本體

1、 汽輪機本體：轉子——葉輪、葉片

靜止部分：隔闆、噴嘴、汽缸、

其他：汽封、軸瓦

為達到應有的功率，有若幹級

汽輪機本體結構詳解圖：

汽輪機本體主要由轉子、靜子、軸承及軸承箱、盤車裝置四大部分構成，如下圖：

轉子:汽輪機通流中的轉動部分,由主軸、葉輪、葉片、聯軸器等主要零部件組成， 轉子工作時，作高速旋轉，除了要轉換能量，傳送扭矩外，還要承受動葉片和主軸上各零件質量所産生的離心力，各部溫差引起的熱應力，所以轉子是汽輪機中極為重要的部件之一，結構詳解圖如下：

汽輪機各轉子之間以及汽輪機轉子與發電機轉子之間均采用聯軸器連接，用以傳遞扭矩和軸向力，聯軸器結構圖如下：

靜子

: 汽輪機通流中的靜止部分及汽輪機的外殼部分,由汽缸、 隔闆及隔闆套、進汽部分、排汽部分、汽封和軸封等主要零部件組成，結構詳解圖如下：

其中，氣缸是汽輪機的外殼，内部裝有噴嘴室、噴嘴、隔闆、隔闆套和汽封等零部件，外部裝有調節汽閥及進汽、排汽和回熱抽汽管道等，作用是将汽輪機的通流部分與大氣隔開，形成封閉的汽室，保證蒸汽在汽輪機内完成其能量轉換過程，

汽輪機氣缸

結構圖如下：

汽輪機有靜子和轉子兩大部分，運行時轉子高速旋轉．靜子固定，因此轉子和靜子之間必須保持一定的間隙，才能不使相互碰磨。蒸汽流過汽輪機各級工作時，壓力、溫度逐級下降，在隔闆兩側存在着壓差。當動葉有反動度時，動葉片前後也存在着壓差。

蒸汽除了絕大部分從導葉、動葉的通道中流過作功外，一小部分将會從各處間隙中流過而不作功，成為一種損失，降低了汽輪機的效率。轉子大軸還必須穿出汽缸，支承在軸承上．此處也必須要留有間隙，對于高中壓缸的兩端，汽缸内的蒸汽壓力大于外界大氣壓力．蒸汽将會漏出來，降低效率，并造成部分凝結水損失。在低壓缸的兩端，因汽缸内的蒸汽壓力低于外界大氣壓力，在主軸穿出汽缸處的間隙中，将會有空氣漏入汽缸内。

為了減少上述各處間隙中的漏汽（或從外部漏入空氣），又要保證汽輪機正常安全運行，特設置了各種汽封，這些汽封可分為通流部分汽封、隔闆汽封和汽缸前後汽封三大類，結構示意圖如下：

軸承及軸承箱

：支持軸承用來承受轉子的重量并保持轉子的徑向位置，推力軸承用來固定轉子的軸向位置，軸承箱用來安裝軸承和軸承座，結構詳解圖如下：

汽輪機軸承按作用可分為兩類：

一類是支持轉子重量的徑向軸承，作用除支撐轉子的重量外，還确定轉子的徑向位置，保證轉子和靜止部分同心，使各轉子的中心線一緻，并承受轉子振動的沖擊力，同時，通過潤滑，使轉子工作時軸承上産生的摩擦損失為最小；另一類是承受轉子軸向推力的推力軸承，承受轉子的剩餘軸向推力，同時也确定轉子的軸向位置，高、中壓轉子上推力盤的工作面是整個轉子組相對于汽缸的膨脹死點，當動靜之間的相對位置調整好後，就依靠推力軸承來維持。

盤車裝置：

在進汽沖轉前及停汽停機後使汽輪機繼續保持低速 旋轉的裝置，由電動機、減速器、離合器、操縱機構構成，結構詳解圖如下：

盤車裝置就是起到這個用人力将電機轉動幾圈的作用：啟動電機前，用人力将電機轉動幾圈，用以判斷由電機帶動的負荷（即機械或傳動部分）是否有卡死而阻力增大的情況，從而不會使電機的啟動負荷變大而損壞電機（即燒壞）。

當需要投入盤車時，先拔出保險銷，推手柄，手盤電動機聯軸器直至齧合齒輪與盤車齒輪全部齧合。當手柄被推至工作位置時，行程開關接點閉合，接通盤車電源，電動機起動至全速後，帶動汽輪機轉子轉動進行盤車。

當汽輪機起動沖轉後，轉子的轉速高于盤車轉速時，使齧合齒輪由原來的主動輪變為被動輪，即盤車齒輪帶動齧合齒輪轉動，螺旋軸的軸向作用力改變方向，齧合齒輪與螺旋軸産生相對轉動，并沿螺旋軸移動退出齧合位置，手柄随之反方向轉動至停用位置，斷開行程開關，電動機停轉，基本停止工作。若需手動停止盤車，可手揿盤車電動機停按鈕，電動機停轉，齧合齒輪退出，盤車停止。

2、 汽輪機本體的間隙問題

汽輪機本體徑向間隙示意圖

汽輪機本體軸向間隙問題1示意圖（軸向位移又叫竄軸）

汽輪機本體軸向間隙問題2示意圖（差脹）

TIPS：

u 動靜間隙太大,蒸汽不做功漏掉,不經濟,汽輪機将熱能轉化為機械能的效率降低,也即每發一度電所耗的熱能（熱耗），所需的蒸汽（汽耗）增加。

u 動靜間隙太小,容易發生動靜摩擦，産生機組振動，嚴重時造成汽輪機汽封、大軸、葉片損壞事故。

u 既要經濟性又要安全性，間隙控制在一定範圍内（幾十微米）

u ——汽輪機是精密設備，必須防止動靜接觸（防碰磨），發生碰磨時，反應碰磨的保護（振動、軸向位移、差脹）動作，跳機

3、 汽輪機汽封：

軸端汽封示意圖

u 汽封：盡量減少漏汽，提高熱效率

u 軸封：防止缸内蒸汽外洩，防止外部空氣進入缸内。

u 軸封供汽不能中斷

4、 軸瓦：通入潤滑油，在一定轉速下軸瓦和軸頸之間形成穩定油膜，實現油摩擦。汽輪機運行中任何情況下都不能斷油。

四、汽輪機的控制、安保系統：控制汽輪機的負荷（轉速），發生事故時停機。

（1） 高主、中主門的控制示意圖

（2） 高、中壓調門控制示意圖

（3） AST控制油

（4） OPC油

五、關于汽輪機本體的保護

1、 超速保護:

103%超速:因電網原因機組甩負荷，汽輪機轉速超3090r/min，關閉高、中調門，待轉速降到3000r/min以下時，重新打開各調門，如轉速又超3090r/min，會再動作。防止出現更高的超速。

110%超速:DEH、TSI、ETS三套,動作于AST電磁閥，跳機。機械超速，動作後卸掉隔膜閥上油壓，再卸掉AST油壓停機。

汽輪機超速事故會造成大軸斷裂、軸瓦損壞、甚至飛車等惡性後果,必須嚴防。

2、 高壓缸保護：

北重機組因結構原因,低負荷時因蒸汽流量太小，不能有效帶走缸内因鼓風摩擦損失而産生的熱量,缸内設備會因過熱而損壞，故采用中壓缸啟動，待蒸汽流量達到一定值後切回高缸進汽。

冷态啟動過程中高缸需要得到充分暖缸，在1020rpm以上為了不産生鼓風摩擦熱量，高缸必須抽成真空。

高缸保護就是為達到上述目的而設。

3、 凝汽器低真空保護

凝汽器真空低（排汽壓力高），也即排汽溫度升高，使低壓缸、低壓轉子葉片、凝汽器溫度升高，會造成汽輪機振動、動靜摩擦、末級葉片斷裂、金屬變形、凝汽器鋼管洩漏等後果。

4、 潤滑油壓低保護

防斷油燒瓦。

5、 EH油壓低保護

EH油壓降低，高中主調各門會發生不可控動作，必須停機。

6、 軸承振動保護

汽輪機動靜摩擦、轉子質量平衡破壞（如葉片斷裂等）、軸承故障（如潤滑不良、磨損等）、聯軸器故障等原因會造成機組振動。

7、 軸向位移保護

防動靜摩擦。

8、 DEH失電跳機保護

機組失去監控，必須停機。

9、 軸承溫度高保護

防軸承、軸頸損壞

10、 汽輪機差脹保護

防動靜摩擦

11、 汽機手動跳閘保護按鈕

發生汽輪機保護無法反應的危急情況（如危及人身安全、着火等）以及保護拒動時。機頭有危急保安器，按下後實現機頭停機，類似輔機事故按鈕。

12、 鍋爐MFT動作後聯跳汽機保護

鍋爐-汽機-發電機是一個統一單元，鍋爐不正常，防止事故波及到汽輪機，汽輪機應停止進汽。

但為了減少機組非停，提高經濟性（即使是機組熱起，損失也是很大的），目前做停爐不停機邏輯和預案，除個别直接危及汽輪機安全的（如汽包高水位、汽溫直降等）情況外，鍋爐MFT，不跳機。

13、 主、再熱蒸汽溫度下降跳汽機保護

主、再熱蒸汽溫度下降預示着蒸汽帶水，汽輪機有水沖擊的危險，而水沖擊可造成汽缸變形、轉子彎曲、動靜摩擦等嚴重後果。

14、 發電機主保護動作聯跳汽機保護

發電機跳閘，汽輪機失去負荷，會發生超速，因此發電機跳閘聯動汽輪機跳閘，關閉各主、調門，切斷汽輪機動力。

六 、高、低壓旁路

1、 将高壓缸旁路掉的叫高旁,将中低壓缸旁路掉的叫低旁。

2、 高低旁的作用：

（1） 蒸汽參數不滿足要求或汽輪機不允許進汽時，給鍋爐産生的蒸汽提供通道流過再熱器，避免再熱器幹燒。蒸汽流動将爐内熱量帶出，同時可采取措施對蒸汽參數進行調整。

（2） 洩壓。當鍋爐壓力突升，高旁打開卸掉部分壓力，防止鍋爐超壓。

3、 高低旁啟動模式

（1） 高旁冷态啟動模式

機組啟動過程中，使用該方式，其自動控制閥門開度及主蒸汽壓力如下圖：

（2） 低旁冷态啟動模式

低旁啟動過程中控制過程與高旁類似，可投自動,壓力人為設置。起初手動打開一定開度：

Ø 凝汽器抽真空時可以直接抽到鍋爐汽包，有助于鍋爐過熱器、再熱器内存水蒸發，消除水封，也有利于汽包水蒸發，盡早建立鍋爐水循環。

Ø 給蒸汽提供通道，保護再熱器；

Ø 低旁開大有利于提升主、再熱汽溫；

Ø 随着再熱汽溫的上升，調整低旁開度，逐漸提升再熱汽壓力，達到沖轉壓力後可将低旁投壓力自動，穩定壓力進行機組沖轉，并網後随着增加負荷，再熱蒸汽走中、低汽缸，低旁自動關閉。

（3） 旁路非冷态啟動模式（鍋爐有一定的壓力）

Ø 非冷态啟動，高旁不能投啟動模式

Ø 非冷态啟動模式，鍋爐點火後應及時打開高、低旁，給蒸汽提供通道，保護再熱器。

Ø 高低旁的控制應根據鍋爐燃燒情況（也即主再熱蒸汽壓力上升情況）調整高低旁開度，逐步提升壓力和溫度。

注意：在調整過程中如果汽機還沒有挂閘，高旁開度小于2%，鍋爐會發生MFT。

4、 正常運行模式

Ø 高低旁正常運行必須嚴密關閉；

Ø 高旁滑壓模式運行（當前實際壓力加一定偏置作為定壓控制值，确保其關閉）

Ø 低旁滑壓模式，其給定值由調節級壓力折算而來，确保大于實際壓力，使其關閉

5、 有關高低旁保護

（1） 防止蒸汽帶水，高旁先開減壓閥，才能開減溫閥；

（2） 防止凝汽器熱沖擊，低旁先開減溫閥，才能開減壓閥;

（3） 為保護再熱器,高旁後溫度超過一定值後,高旁快關;

（4） 為保護凝汽器,低真空、凝汽器水位高、低旁減溫水壓力低、凝汽器溫度高低旁快關。

6、 高旁快開

高旁快開高溫高壓蒸汽對高旁後管道造成強大的機械、熱沖擊（如高旁暖管不良會更嚴重），曾經發生過高旁快開造成管道破裂事故，因此高旁快開功能被取消。

7、 正常運行中高旁為了實現其作用（洩壓、保護再熱器），在幾種情況下自動打開20%：

Ø l高壓缸切中壓缸瞬間

Ø l機前壓力大于規定值

Ø l機前壓力上升速率超規定

8、 正常運行中低旁在再熱汽壓力超4.4Mpa情況下自動打開洩壓。

9、 正常運行中應注意檢查高低旁是否投自動，否則會發生拒動。

七、 發電機密封油系統:

1、 作用：供給發電機密封瓦，在密封瓦與軸之間形成油膜，将氫氣封在發電機内。密封油不能中斷，否則應緊急排氫。

發電機密封瓦示意圖

2 密封油正常運行方式（主油泵工作）示意圖（紫色為供油，藍色為回油）

3主密封油故障，備用油泵運行方式

4 主、備用油泵均失去時的運行方式:靠潤滑油作為密封油油，因其壓力低（0.16MPa）,發電機内壓力必須低于0.1，也即需緊急排氫，降壓

5 潤滑油中斷運行方式：

八 、關于暖熱力設備（汽輪機、管道、泵等）

1 作用

Ø 排盡設備内的積水、空氣、雜質，以免産生振動；

Ø 讓設備溫度緩慢升高，避免溫度突升，金屬内外、局部受熱不均而産生裂紋，損壞設備；

2 管道産生振動的原因及消除

Ø 振動是由水錘造成的，即前面的積水（原來的積水或通進去的蒸汽遇冷凝結形成）在蒸汽的推動下撞向後面的積水或擁堵物（例如關閉的閥門、管道堵頭等）；

Ø 汽（氣）液兩相在管道内同時存在是産生振動的根本原因

Ø 高加旁路切主路，如果主路暖管不充分，主、旁路水有溫差，也即有密度差，混合後水的總體積縮小，在管道内産生間隙，會發生後面的水撞擊前面水的情況，從而使管道産生振動。

Ø 暖管時防止管道振動，要将管道内的水、空氣放盡，消除水錘産生的根源。

3 暖管的操作

Ø 先将管道(含母管及其用戶)上所有疏水門、空氣門全開完

Ø 檢查各疏水點無大股水流出，稍開汽源

Ø 從汽源端到用戶端開始逐個檢查疏水門，如隻有汽無水流出，管道不振動，應關小疏水門開度。關閉空氣門。

Ø 如果無用戶，最後一個疏水應開大，保證一定蒸汽流量；

Ø 根據溫升情況調整汽源門開度

Ø 有用戶後應及時關閉所有疏水門。

Ø 屬于熱備用的管道，暖管疏水應走有疏水器的主路，關閉旁路，防止熱量損失。

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