#3汽轮机滑参数停机研究

#3汽轮机滑参数停机研究

摘要:#3汽轮机停机过程中采用滑参数停机的方法，可使缸体金属温度降低到一个较低的

水平，缩短了机组的检修时间。本文提出了#3机组滑参数停机的方法及控制指标。

关键词：汽轮机 滑参数停机 控制指标

0 前言

大功率汽轮机在运行过程中，汽缸和转子等部件处于高温状态之下，在停机之后，由于金属巨大的热容量，停机后需要很长时间才能冷却下来，这样使机组停机检修的时间相应延长。采取滑参数停机可以大大的缩短冷却时间，可使高压缸金属温度的平均冷却速度由自然冷却的1℃/时提高到滑参数停机的1—2℃/分钟，缩短了检修时间，经济效益十分可观。

1 机组简介

元宝山电厂#3机组是哈尔滨汽轮机厂生产的亚临界、中间再热、四缸、四排汽、单轴、

凝汽式汽轮机组。主要参数如下：

额定功率：600 MW 额定转速：3000 rpm 主汽流量：1873 T/h 主汽门前额定压力：16.67 MPa 主汽门前额定温度：537℃ 再热汽门前额定温度：537℃

额定背压：4.9 kPa 保证热耗：7835.6 kJ/kW.h

盘车转速：3 r.p.m

高、中压缸采用双层缸结构，分别由内缸和外缸组成，中压缸进汽高温区设有蒸汽冷却，汽缸的上、下半在水平中分面上采用大型双头螺栓连接，汽缸水平中分面靠近缸壁中心线，

上、下半结构基本对称。低压缸由双层内缸和单层外缸组成。

高、中、低压转子均由合金钢锻件整体加工而成，转子由安装在推力轴承箱内的推力轴承

定位，并由10个轴承支持。

高压转子共11级，中压及低压转子均为分流式，中压每侧9级，低压每侧7级。除高压

调节级为冲动式叶片外，其余全部是反动式叶片。

汽轮机共设有一个推力轴承和八个径向轴承，推力轴承设在高、中压缸之间，作为转子的

膨胀死点，高压转子向前膨胀，中、低压转子向后膨胀。

汽缸的膨胀如滑销系统图所示，见图1：

图1

2 正常停机时的冷却

机组正常停机时，在额定主蒸汽参数下，负荷从100%降到5%，根据汽轮机运行规程变负荷运行推荐值图表，在10000次疲劳指数条件下，第一级蒸汽温度由496℃降至394℃。然后打闸停机。机组打闸停机后，汽轮机需要冷却12天左右才能降到150度以下，进行作

业。停机后的冷却曲线如图2所示：

图2

3 滑参数停机

滑参数停机就是在降低机组负荷的同时，选择一定的速率降低蒸汽压力和温度，以达到充

分利用机组余热和充分冷却汽轮机，缩短检修工期的目的。

由于大功率汽轮机的部件和高压管道及其附件必须有较厚的金属结构，以便承受很高的压力，在额定范围内较大的压力变化不会引起损坏事故。但是厚重的金属部件在快速冷却时，其各部分的温度变化总是不均匀的。温度的不均匀，使热膨胀也不均匀。而作为部件的整体是有连续性的，各部分互相之间有着相互的约束和牵制作用。这样热的部分膨胀不出去，受

到了压缩，冷的部分被拉长，因而在部件内部产生了热应力。

热应力的大小决定于转子表面或内壁的温度与转子体积平均温度的差，当机组滑参数停机时，对汽轮机转子及汽缸是一个冷却过程，因此要控制好温度的下降速度，使其热应力和胀差在允许的范围内。否则会使转子或汽缸受到很大的热应力和负胀差，从而降低机组的使用

寿命，严重时会造成设备损坏。

为了控制热应力及胀差在允许范围内，根据汽轮机运行规程的负荷变化推荐值

—滑压和顺序阀方式图表，查得在10000次转子疲劳指数条件下，负荷从100%降至5%需要120分钟，第一级蒸汽温度下降194℃。负荷从100%降至5%，41.5bar时，本身引起第一级蒸汽温度下降45℃。因此由主蒸汽温度下降引起的温度变化为194—45=149℃，则主

蒸汽温度应该降至537-149=388℃。具体见图3所示：

图3

根据以上结论，得到在10000次转子疲劳指数条件下，负荷以均匀的速度在120分钟内，由100%降至5%，降负荷率为95%/120min=0.8%/min，即降负荷率为4.8MW/分钟。 主蒸汽温度以均匀的速度在120分钟内，由537℃降至388℃，降温率为149/120=1.25℃/

分钟。

再热蒸汽温度参照主蒸汽温度的降温率执行。

主蒸汽压力在100%到80%负荷为定压运行，即在减负荷的前25分钟内定压运行，从第25分钟之后，以均匀的速度在95分钟内，由16.67MPa降至4.15MPa ,降压率为0.13MPa/

分钟。

图4

4 控制指标

采用滑参数停机的特点是汽轮机受热均匀，方法简单，产生的热应力较小。但是为了保证

机组的绝对安全，主要应该控制以下指标：

主、再蒸汽温度的温降率、降负荷率必须控制在一定的范围内，防止温度下降过快造成汽轮机的热应力过大，以及造成汽轮机的负胀差超限。当内外缸温差或汽轮机胀差超限时，应

保持负荷及参数稳定，进行停留暖机。 1、主蒸汽温度至少有56℃过热度；

2、第一级蒸汽温度与第一级金属温度之差应该保持在—56℃至111℃之间；

3、蒸汽室内、外壁金属温差应小于83℃； 4、高压缸上、下缸温差应小于42℃； 5、中压缸上、下缸温差应小于42℃；

6、高压缸排汽温度小于404℃，并保证高排蒸汽有一定的过热度；

7、绝对膨胀 8、胀差：

高压缸： —3.7mm≤胀差≤5.7mm 低压缸： —2.7mm≤胀差≤22mm 9、轴瓦振动：小于0.125mm

10、轴向位移：-0.9mm≤轴向位移≤＋0.9mm

5 结论

通过以上分析，我公司#3汽轮机可以采用滑参数停机。滑参数时降温率为1.25℃/分钟，整个滑参数停机时间为120分钟，最终将主再热蒸汽温度降至388℃，减少了停机后的自然

冷却时间，缩短机组大修工期，能取得较好的经济效益。

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