【知识分享】汽轮机的启动与停机过程中的关键问题学习

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1．为什么说起动是汽轮机设备运行中最重要的阶段？

汽轮机起动过程中，各部件间的温差、热应力、热变形大。汽轮机多数事故是发生在起动时刻。由于不正确的暖机工况，值班人员的误操作以及设备本身某些结构存在缺陷都可能造成事故，即使在当时没有形成直接事故，但由此产生的后果还将在以后的生产中造成不良影响。现代汽轮机的运行实践表明，汽缸、阀门外壳和管道出现裂纹、汽轮机转子和汽缸的弯曲、汽缸法兰结合面的翘曲、紧力装配元件的松弛、金属结构状态的变化、轴承磨损的增大、以及在投入运行初始阶段所暴露出来的其它异常情况，都是起动质量不高的直接后果。

2．汽轮机升速、带负荷阶段与汽轮机机械状态有关的主要变化是哪些？

汽轮机升速、带负荷阶段与汽轮机机械状态有关的主要变化有：

⑴ 由于内部压力的作用，在管道、汽缸和阀门壳体产生应力。

⑵ 在叶轮、轮鼓、动叶、轴套和其它转动部件上产生离心应力。

⑶ 在隔板、叶轮、静叶和动叶产生弯曲应力。

⑷ 由于传递力矩给发电机转子，汽轮机轴上产生切向应力。

⑸ 由于振动使汽轮机的动叶，转子和其它部件产生交变应力。

⑹ 出现作用在推力轴承上的轴向推力。

⑺ 各部件的温升引起的热膨胀，热变形及热应力。

3．汽轮机起动操作，可分为哪三个性质不同的阶段？

汽轮机起动过程可分为下列三个阶段：

⑴ 起动准备阶段。

⑵ 冲转、升速至额定转速阶段。

⑶ 发电机并网和汽轮机带负荷阶段。

4．汽轮机起动有哪些不同的方式？

汽轮机的起动过程就是将转子由静止或盘车状态加速至额定转速并带负荷至正常运行的过程，根据不同的机组和不同的情况，汽轮机的起动有不同的方式。

按起动过程的新蒸汽参数分：额定参数起动和滑参数起动。

按起动前汽缸温度水平分：冷态起动和热态起动。

按冲动时的进汽方式分：高、中压缸进汽起动和中压缸进汽起动。

按冲动控制转速所用阀门分：调节汽门起动、自动主汽门起动和电动主闸门起动及总汽阀旁路门起动。

5．汽轮机滑参数起动应具备哪些必要条件？

汽轮机滑参数起动应具备如下必要条件：

⑴ 对于非再热机组要有凝汽器疏水系统，凝汽器疏水管必须有足够大的直径，以便锅炉从点火到冲转前所产生的蒸汽能直接排入凝汽器。

⑵ 汽缸和法兰螺栓加热系统有关的管道系统的直径应予以适当加大，以满足法兰和螺栓及汽缸加热需要。

⑶ 采用滑参数起动的机组，其轴封供汽、射汽抽气器工作用汽和除氧器加热蒸汽须装设辅助汽源。

6．滑参数起动有哪些优缺点？

滑参数起动有如下优缺点：

⑴ 滑参数起动使汽轮机起动与锅炉起动同步进行，因而大大缩短了起动时间。

⑵ 滑参数起动中，金属加热过程是在低参数下进行的，且冲转、升速是全周进汽，因此加热较均匀，金属温升速度亦比较容易控制。

⑶ 滑参数起动还可以减少汽水损失和热能损失。

缺点是：用主蒸汽参数的变化来控制汽轮机金属部件的加热，在用人工控制的情况下，起动程序较难掌握，弄不好参数变化率大。

综合比较，滑参数起动利大于弊，所以目前单制大容量机组广泛采用滑参数起动方式。

7．什么是冷态滑参数压力法起动和真空法起动？

⑴ 压力法起动。压力法起动时，电动主汽门前应有一定的蒸汽压力，利用调节汽门控制蒸汽流量冲动转子和升速暖机。要求新汽温度高于调整段上缸金属温度50～80℃，还应保证有50℃的过热度，既要不产生过大的热应力，同时还要避免水冲击。

⑵ 真空法起动。真空法起动时，锅炉点火前，从锅炉汽包至汽轮机之间所有阀门全部开启，汽轮机盘车状态下开始抽真空。让汽轮机新蒸汽管道、锅炉的汽包、过热器全部处于真空状态，然后通知锅炉点火，锅炉压力温度缓慢上升，当蒸汽参数还很低时，汽轮机转子即被冲动，此后汽轮机的升速及加负荷全部依靠锅炉汽压汽温的滑升。

真空法起动的缺点是：如果锅炉控制不当，有可能使锅炉过热器积水和新蒸汽管道的疏水进入汽轮机，从而损坏设备。另外抽真空困难，汽轮机转速不易控制，所以较少采用真空法滑参数起动。

9．滑参数起动主要应注意什么问题？

滑参数起动应注意如下问题：

⑴ 滑参数起动中，金属加热比较剧烈的时间一般在低负荷时的加热过程中，此时要严格控制新蒸汽升压和升温速度。

⑵ 滑参数起动时，金属温差可按额定参数起动时间的指标加以控制。起动中有可能出现差胀过大的情况，这时应通知锅炉停止新蒸汽升温、升压，使机组在稳定转速下或稳定负荷下停留暖机，还可以调整凝汽器的真空或用增大汽缸法兰加热进汽量的方法加以调整金属温差。

10．汽轮机起动前为什么要保持一定的油温？

机组起动前应先投入油系统，油温控制在35～45℃之间，若温度低时，可采用提前加油温。

保持适当的油温，主要是为了在轴瓦中建立正常的油膜。如果油温过低，油的粘度增大会使油膜过厚，使油膜不但承载能力下降，而且工作不稳定。油温也不能过高，否则油的粘度过低，以致难以建立油膜，失去润滑作用。

11．汽轮机起动前向轴封送汽要注意什么问题？

轴封送汽应注意下列问题：

⑴ 轴封供汽前应先对送汽管道进行暖管，使疏水排尽。

⑵ 必须在连续盘车状态下向轴封送汽，热态起动应先送轴封供汽，后抽真空。

⑶ 向轴封供汽时间必须恰当，冲转前过早地向轴封供汽，会使上、下缸温差增大，或使胀差正值增大。

⑷ 要注意轴封送汽的温度与金属温度的匹配。热态起动最好用适当温度的备用汽源，有利于胀差的控制，如果系统有条件将轴封汽的温度调节，使之高于轴封体温度则更好，而冷态起动轴封供汽最好选用低温汽源。

⑸ 在高、低温轴封汽源切换时必须谨慎，切换太快不仅引起胀差的显著变化，而且可能产生轴封处不均匀的热变形，从而导致摩擦、振动等。

12．为什么转子静止时严禁向轴封送汽？

因为转子静止状态下向轴封送汽，不仅会使转子轴封段局部不均匀受热。产生弯曲变形，而且蒸汽从轴封段处漏入汽缸也会造成汽缸不均匀膨胀，产生较大的热应力与热变形，从而使转子产生弯曲变形。所以转子静止时严禁向轴封供汽。

13．额定参数起动汽轮机怎样控制减少热应力？

额定参数起动汽轮机时，冲动转子一瞬间，接近额定温度的新蒸汽进入金属温度较低的汽缸内，和新蒸汽管道暖管的初始阶段相同，蒸汽将对金属进行剧烈的凝结放热。使汽缸内壁和转子外表面温度急剧增加，温升过快，容易产生很大的热应力，所以额定参数下冷态起动时只能采用限制新蒸汽流量，延长暖机和加负荷的时间等办法来控制金属的加热速度。减少受热不均产生过大的热应力和热变形。

14．进行压力法滑参数起动冲转，蒸汽参数选择的原则是什么？

冷态滑参数起动冲转后，进入汽缸的蒸汽流量能满足汽轮机顺利通过临界转速达到全速。为使金属各部件加热均匀，增大蒸汽的容积流量，进汽压力应适当选低一些。温度应有足够的过热度，并和金属温度相匹配，以防止热冲击。

热态滑参数起动时，应根据高压缸调节级和中压缸进汽室的金属温度，选择适当的与之匹配的主蒸汽温度和再热蒸汽温度，即两者的温差符合汽轮机热应力，热变形和胀差的要求。一般都要求蒸汽温度高于调节级上缸内壁金属温度50～100℃，但最高不得高于额定温度值。为了防止凝结放热，要求蒸汽过热度不低于50℃，，保证新蒸汽经过调节汽门节流和喷嘴膨胀后，蒸汽温度仍不低于调节级的金属温度。

15．什么叫负温差起动？为什么应尽量避免负温差起动？

凡冲转时蒸汽温度低于汽轮机最热部位金属温度的起动为负温差起动。因为负温差起动时，转子与汽缸先被冷却，而后又被加热，经历一次热交变循环，从而增加了机组疲劳寿命损耗。如果蒸汽温度过低，则将在转子表面和汽缸内壁产生过大的拉应力，而拉应力较压应力更容易引起金属裂纹，并会引起汽缸变形，使动静间隙改变，严重时会发生动静摩擦事故，此外热态汽轮机负温差起动，使汽轮机金属温度下降，加负荷时间必须相应延长，因此一般不采用负温差起动。

16．起动、停机过程中应怎样控制汽轮机各部温差？

高参数大容量机组的起动或停机过程中，因金属各部件传热条件不同，各金属部件产生温差是不可避免的，但温差过大，使金属各部件产生过大热应力和热变形，加速机组寿命损耗及引起动静摩擦事故。这是不允许的。

因此应按汽轮机制造厂规定，控制好蒸汽的升温或降温速度；金属的温升、温降速度；上下缸温差；汽缸内外壁、法兰内外壁、法兰与螺栓温差及汽缸与转子的胀差。控制好金属温度的变化率和各部分的温差，就是为了保证金属部件不产生过大的热应力、热变形，其中对蒸汽温度变化率的严格监视是关键，不允许蒸汽温度变化率超过规定值，更不允许有大幅度的突增突降。

17．起动过程中应注意哪些事项？

汽轮机起动是运行人员的重大操作之一，在起动时应充分准备，认真检查，做好起动前的试验，并在起动中注意：

⑴ 严格执行规程制度，机组不符合起动条件时，不允许强行起动。

⑵ 在起动过程中要根据制造厂规定，控制好蒸汽、金属温升速度，上下缸、汽缸内外壁、法兰与螺栓等温差，胀差等指标。尤其是蒸汽温升速度必须严格控制，不允许温升率超过规定值，更不允许有大幅度的突增突降。

⑶ 起动时，进入汽轮机的蒸汽不得带水，参数与汽缸金属温度相匹配，要充分疏水暖管。

⑷ 严格控制起动过程的振动值。

⑸ 高压汽轮机滑参数起动中，金属加热比较剧烈的阶段是冲转后和并列后的低负荷阶段，这些阶段容易出现较大的差胀和金属温差。可采用调整真空，投汽缸，法兰、螺栓加热装置和调整轴封用汽温度的办法加以调整。

⑹ 在起动过程中，按规定的曲线控制蒸汽参数的变化，保持足够的蒸汽过热度。

⑺ 调节系统赶空气要反复进行，直至空气赶完为止。赶空气后保持高压油泵连续运行到机组全速后方可停下，以免空气再次进入调节系统。

⑻ 任何情况下，汽温在10min内突降或突升50℃，应打闸停机。

⑼ 刚冲转时，一定要控制转速，不能突升过快，并网后调节汽门应分段开起，严禁并网后突然开足。

⑽ 并网后应注意各风、油、水、氢气的温度，调整正常，保持发电机氢气温度不低于35℃。

18．高压汽轮机起动有哪些特点？

高压汽轮机结构上比较复杂，动静间隙较小，主要有如下特点：

⑴ 高压汽轮机轴向间隙相当小，如起动加热不均匀，将会出现差胀值超过规定，可能造成轴向动静摩擦，因此差胀控制很重要。

⑵ 高压机组径向间隙也很小，故控制上下汽缸温差及转子弯曲值极为重要，上下缸温差、转子弯曲超过规定值不得起动，应采取措施使之恢复正常。

⑶ 高压机组汽缸壁、法兰都很厚重，一般采用汽缸法兰加热装置。要注意加热蒸汽温度必须比汽缸法兰温度高。加热时，法兰温度应低于汽缸温度。法兰螺栓比较粗大，受热膨胀较慢，要注意法兰和螺栓的温度差。为了减小上下缸温度差，起动时应尽量把下缸的疏水放尽，合理使用汽加热装置，并要对下缸加强保温。为了消除转子热弯曲，停机后，起动前都必须投连续盘车。

⑷ 高压机组起动时，应特别注意机组的振动情况。如振动超过规定，应立即果断停机投盘车，不得使用降速暖机的办法消除振动。

19．汽轮机起动时，暖机稳定转速为什么应避开临界转速150～200r/min？

这是因为在起动过程中，主汽参数、真空都会波动，且厂家提供的临界转速值在实际运转中会有一定出入，如不避开一定转速，工况变动时机组转速可能会落入共振区而发生更大的振动，所以，规定暖机稳定转速应避开临界转速150～200r/min。

20．汽轮机冲转条件中，为什么规定要有一定数值的真空？

汽轮机冲转前必须有一定的真空，一般为0.06MPa左右，若真空过低，转子转动就需要较多的新蒸汽，而过多的乏汽突然排至凝汽器，凝汽器汽侧压力瞬间升高较多，可能使凝汽器汽侧形成正压，造成排大气安全薄膜损坏，同时也会给汽缸和转子造成较大的热冲击。

冲动转子时，真空也不能过高，真空过高不仅要延长建立真空的时间，也因为通过汽轮机的蒸汽量较少，放热系数也小，使得汽轮机加热缓慢，转速也不易稳定，从而会延长起动时间。

21．汽轮机冲转时为什么凝汽器真空会下降？

汽轮机冲转时，一般真空还比较低，有部分空气在汽缸及管道内未完全抽出，在冲转时随着汽流冲向凝汽器。冲转时蒸汽瞬间还未立即与凝汽器铜管发生热交换而凝结，故冲转时凝汽器真空总是要下降的。当冲转后进入凝汽器的蒸汽开始凝结，同时抽气器仍在不断地抽空气，真空即可较快地恢复到原来的数值。

22．汽轮机起动升速和空负荷时，为什么排汽温度反而比正常运行时高？采取什么措施降低排汽温度？

汽轮机升速过程及空负荷时，因进汽量较小，故蒸汽进入汽缸后主要在高压段膨胀做功，至低压段时压力已降至接近排汽压力数值，低压级叶片很少做功或者不做功，形成较大的鼓风摩擦损失，加热了排汽，使排汽温度升高。此外，此时调节汽门开度很小，额定参数的新汽受到较大的节流作用，亦使排汽温度升高。这时凝汽器的真空和排汽温度往往是不对应的，即排汽温度高于真空对应下的饱和温度。

大机组通常在排汽缸设置喷水减温装置，排汽温度高时，喷入凝结水以降低排汽温度。

对于没有后缸喷水装置的机组，应尽量缩短空负荷运行时间。当汽轮发电机并列带部分负荷时，排汽温度即会降低至正常值。

23．汽轮机升速和加负荷过程中，为什么要监视机组振动情况？

大型机组起动时，发生振动多在中速暖机及其前后升速阶段，特别是通过临界转速的过程中，机组振动将大幅度的增加。在此阶段中，如果振动较大，最易导致动静部分摩擦，汽封磨损，转子弯曲。转子一旦弯曲，振动越来越大，振动越大摩擦就越厉害。这样恶性循环，易使转子产生永久性变形弯曲，使设备严重损坏。因此要求暖机或升速过程中，如果发生较大的振动，应该立即打闸停机，进行盘车直轴，消除引起振动的原因后，再重新起动机组。

机组全速并网后，每增加一万负荷，蒸汽流量变化较大，金属内部温升速度较快，主蒸汽温度再配合不好，金属内外壁最易造成较大温差，使机组产生振动。因此每增加一定负荷时需要暖机一段时间，使机组逐步均匀加热。

综上所述，机组升速与带负荷过程中，必须经常监视汽轮机的振动情况。

24．轴向位移保护为什么要在冲转前投入？

冲转时，蒸汽流量瞬间较大，蒸汽必先经过高压缸，而中、低压缸几乎不进汽，轴向推力较大，完全由推力盘来平衡，若此时的轴向位移超限，也同样会引起动静摩擦，故冲转前就应将轴向位移保护投入。

25．为什么在起动、停机时要规定温升率和温降率在一定范围内？

汽轮机在起动、停机时，汽轮机的汽缸、转子是一个加热和冷却过程。起、停时，势必使内外缸存在一定的温差。起动时由于内缸膨胀较快，受到热压应力，外缸膨胀较慢则受到热拉应力；停机时，应力形成则相反。当汽缸金属应力超过材料的屈服应力极限时，汽缸可能产生塑性变形或裂纹，而应力的大小与内外缸温差成正比，内外缸温差的大小与金属温度变化率成正比，起动、停机时没有对金属应力的监测指示，取一间接指标，即用金属温升率和温降率作为控制热应力的指标。

26．冲转后，为什么要适当关小主蒸汽管道的疏水门？

主蒸汽管道从暖管到冲转这一段时间内，暖管已经基本结束，主蒸汽管温度与主蒸汽温度基本接近，不会形成多少疏水。另外，冲转后，汽缸内要形成疏水，如果这时主蒸汽管疏门还是全开，疏水膨胀器内会形成正压，排挤汽缸的疏水，造成汽缸的疏水疏不出去，这是很危险的。疏水扩容器下部的存水管与凝汽器热井相通，全开主蒸汽管疏水门，疏汽量过大，使水管中存在汽水共流，形成水冲击，易振坏管道，影响凝汽器真空；另外，疏水门全开，热损失大，所以冲转后应关小主蒸汽管上所有疏水门。

27．汽轮机起动、停机时，为什么要规定蒸汽的过热度？

如果蒸汽的过热度低，在起动过程中，由于前几级温度降低过大，后几级温度有可能低到此级压力下的饱和温度，变为湿蒸汽。蒸汽带水对叶片的危害极大，所以在起动、停机过程中蒸汽的过热度要控制在50～100℃较为安全。

28．热态起动时应注意哪些问题？

热态起动时应注意如下问题：

⑴ 热态起动前应保证盘车连续运行，大轴弯曲值不得大于原始值，否则不得起动，应连续盘车直轴，直至合格。连续盘车应在4h以上，不得中断。若有中断，应追加10倍于盘车中断时间连续盘车。

⑵ 先向轴封送汽，后抽真空。轴封高压漏汽门应关闭严密，轴封用汽使用高温汽源（送轴封汽前应充分疏水），真空至39.997kPa，通知锅炉点火。

⑶ 必须加强本体和管道疏水，防止冷水、冷汽倒至汽缸或管道，引起水击振动。

⑷ 低速时应对机组全面检查，确认机组无异常后，即升至全速，并列带适当负荷。在升速过程中应防止转速上升过快又降速的现象。

⑸ 在低速时应严格监视机组振动情况，一旦轴承振动过大，应立即打闸停机，投盘车，测量轴弯曲情况。（如因故盘车投不上，不得强行盘车，查明原因，采取措施后，方可再次投盘车）。

⑹ 要适时投入汽缸法兰加热装置。

29．为什么热态起动时先送轴封汽后抽真空？

热态起动时，转子和汽缸金属温度较高，如先抽真空，冷空气将沿轴封进入汽缸，而冷气是流向下缸的，因此下缸温度急剧下降，使上下缸温差增大，汽缸变形，动静产生摩擦，严重时使盘车不能正常投入，造成大轴弯曲，所以热态起动时应先送轴封汽，后抽真空。

30．低速暖机时，为什么真空不能过高？

低速暖机时，若真空太高，暖机的蒸汽流量太小，机组预热不充分，暖机时间反而加长。另外，过临界转速时，要求尽快地冲过去，其方法有：①加大蒸汽流量；②提高真空。若一冲转就将真空提得太高，冲越临界转速的时间就加长了，机组较长时间在接近临界转速的区域内运行是不安全的，也是不允许的。

31．什么叫缸胀？机组起动停机时，缸胀如何变化？

汽缸的绝对膨胀叫缸胀。

起动过程是对汽轮机汽缸、转子及每个零部件的加热过程。在起动过程中，缸胀逐渐增大；停机时，汽轮机各部金属温度下降，汽缸逐渐收缩，缸胀减小。

32．什么叫差胀？差胀正负值说明什么问题？

汽轮机起动或停机时，汽缸与转子均会受热膨胀，受冷收缩。由于汽缸与转子质量上的差异，受热条件不相同，转子的膨胀及收缩较汽缸快，转子与汽缸沿轴向膨胀的差值，称为差胀。差胀为正值时，说明转子的轴向膨胀量大于汽缸的膨胀量；差胀为负值时，说明转子的轴向膨胀量小于汽缸膨胀量。

当汽轮机起动时，转子受热较快，一般都为正值；汽轮机停机或甩负荷时，差胀较容易出现负值。

33．差胀大小与哪些因素有关？

汽轮机在起动、停机及运行过程中，差胀的大小与下列因素有关：

⑴ 起动机组时，汽缸与法兰加热装置投用不当，加热汽量过大或过小。

⑵ 暖机过程中，升速率太快或暖机时间过短。

⑶ 正常停机或滑参数停机时，汽温下降太快。

⑷ 增负荷速度太快。

⑸ 甩负荷后，空负荷或低负荷运行时间过长。

⑹ 汽轮机发生水冲击。

⑺ 正常运行过程中，蒸汽参数变化速度过快。

34．轴向位移与差胀有何关系？

轴向位移与差胀的零点均在推力瓦块处，而且零点定位法相同。轴向位移变化时，其数值虽然较小，但大轴总位移发生变化。轴向位移为正值时，大轴向发电机方向位移，差胀向负值方向变化；当轴向位移向负值方向变化时，汽轮机转子向机头方向位移，差胀值向正值方向增大。

如果机组参数不变，负荷稳定，差胀与轴向位移不发生变化。机组起停过程中及蒸汽参数变化时，差胀将会发生变化，而轴向位移并不发生变化。

运行中轴向位移变化，必然引起差胀的变化。

35．差胀在什么情况下出现负值？

由于汽缸与转子的钢材有所不同，一般转子的线膨胀系数大于汽缸的线膨胀系数，加上转子质量小受热面大，机组在正常运行时，差胀均为正值。

当负荷下降或甩负荷时，主蒸汽温度与再热蒸汽温度下降，汽轮机水冲击；机组起动与停机时汽加热装置使用不当，均会使差胀出现负值。

36．机组起动过程中，差胀大如何处理？

机组起动过程中，差胀过大，司机应做好如下工作：

⑴ 检查主蒸汽温度是否过高，联系锅炉运行人员，适当降低主蒸汽温度。

⑵ 使机组在稳定转速和稳定负荷下暖机。

⑶ 适当提高凝汽器真空，减少蒸汽流量。

⑷ 增加汽缸和法兰加热进汽量，使汽缸迅速胀出。

37．汽轮机起动时怎样控制差胀？

可根据机组情况采取下列措施：

⑴ 选择适当的冲转参数。

⑵ 制定适当的升温、升压曲线。

⑶ 及时投用汽缸、法兰加热装置，控制各部件金属温差在规定的范围内。

⑷ 控制升速速度及定速暖机时间，带负荷后，根据汽缸温度掌握升负荷速度。

⑸ 冲转暖机时及时调整真空。

⑹ 轴封供汽使用适当，及时进行调整。

38．汽轮机上下汽缸温差过大有何危害？

高压汽轮机起动与停机过程中，很容易使上下汽缸产生温差。有时，机组停机后，由于汽缸保温层脱落，同样也会造成上下缸温差大，严重时，甚至达到130℃左右。通常上汽缸温度高于下汽缸温度。上汽缸温度高，热膨胀大，而下汽缸温度低，热膨胀小。温差达到一定数值就会造成上汽缸向上拱起。在上汽缸拱背变形的同时，下汽缸底部动静之间的径向间隙减小，因而造成汽轮机内部动静部分之间的径向摩擦，磨损下汽缸下部的隔板汽封和复环汽封，同时隔板和叶轮还会偏离正常时所在的平面（垂直平面），使转子转动时轴向间隙减小，结果往往与其它因素一起造成轴向摩擦。摩擦就会引起大轴弯曲，发生振动。如果不及时处理，可能造成永久变形，机组被迫停运。

39．为什么要规定冲转前上下缸温差不高于50℃？

当汽轮机起动与停机时，汽缸的上半部温度比下半部温度高，温差会造成汽轮机汽缸的变形。它可以使汽缸向上弯曲从而使叶片和围带损坏。曾对汽轮机进行汽缸挠度的计算，当汽缸上下温差达100℃时，挠度大约为1mm，通过实测，数值是很近似。由经验表明，假定汽缸上下温差为10℃，汽缸挠度大约0.1mm，一般汽轮机的径向间隙为0.5～0.6mm。故上下汽缸温差超过50℃时，径向间隙基本上已消失，如果这时起动，径向汽封可能会发生摩擦。严重时还能使围带的铆钉磨损，引起更大的事故。

40．如何减少上下汽缸温差？

为减小上下汽缸温差，避免汽缸的拱背变形，应该做好下列工作：

⑴ 改善汽缸的疏水条件，选择合适的疏水管径，防止疏水在底部积存。

⑵ 机组起动和停机过程中，运行人员应正确及时使用各疏水门。

⑶ 完善高、中压下汽缸挡风板，加强下汽缸的保温工作，保温砖不应脱落，减少冷空气的对流。

⑷ 正确使用汽加热装置，发现上下缸温差超过规定数值时，应用汽加热装置对上汽缸冷却或对下缸加热。

41．什么叫弹性变形？什么叫塑性变形？汽轮机起动时如何控制汽缸各部温差，减少汽缸变形？

金属部件在受外力作用后，无论外力多么小，部件均会产生内部应力而变形。当外力停止作用后，如果部件仍能恢复到原来的形状和尺寸，则这种变形称为弹性变形。

当外力增大到一定程度时，外力停止作用后，金属部件不能恢复到以前的形状和几何尺寸，这种变形称为塑性变形。

对汽轮机来讲，各部件是不允许产生塑性变形的。汽轮机起动时，应严格控制汽缸内外壁、上下汽缸、法兰内外壁和法兰上下、左右等温差在规定范围内，从而避免不应有的应力产生。具体温差应控制在如下范围内：

⑴ 高、中压内、外缸的法兰内外壁温差不大于80℃。

⑵ 高、中压内外缸温差（内缸内壁与外缸内壁，内缸外壁与外缸外壁）不大于50～80℃。

⑶ 高、中压缸上下温差不大于50℃，外缸上下温差不大于80℃。

⑷ 螺栓与法兰中心温差不大于30℃。

⑸ 高、中压内外缸法兰左右、上下温差不大于30℃。

机组在起动过程中，应严密监视金属各测点温度变化情况，适当调整加热汽量，并注意主蒸汽温度和再热蒸汽温度不应过高或过低，做好以上各项工作，机组起动方可得到安全保证，延长机组使用寿命。

42．汽轮机转子发生摩擦后为什么会发生弯曲？

由于汽缸法兰金属温度存在温差，，导致汽缸变形，径向动静间隙消失，造成转子旋转时，机组端部轴封和隔板汽封处径向发生摩擦而产生很大的热量。产生的热量使轴的两侧温度差很快增大。温差的增加，使转子发生弯曲。这样周而复始，大轴两侧温差越大，转子越弯曲。

43．汽轮机停机后或热态起动前，发现转子弯曲值增加及盘车电流晃动，其原因是什么？怎样处理？

汽轮机停机后或热态起动前，发现转子弯曲值增加及盘车电流晃动，其原因往往是高、中压汽缸上下温差超过规定值，而引起汽缸变形，汽封摩擦，造成大轴弯曲。

发现转子弯曲值增加，盘车电流晃动，首先应检查原因，如属于上下汽缸温差过大，则应先检查汽轮机各疏水门开关是否正确，有无冷水冷汽倒至汽缸，根据高、中压上下汽缸温差情况，对下汽缸加热或对上汽缸用空气进行冷却，使上下汽缸温差尽量减少，盘车直轴，并要求大轴弯曲值恢复到原始数值。

44．热态起动时，为什么要求新蒸汽温度高于汽缸温度50～80℃？

机组进行热态起动时，要求新蒸汽温度高于汽缸温度50～80℃。可以保证新蒸汽经调节汽门节流，导汽管散热、调节级喷嘴膨胀后，蒸汽温度仍不低于汽缸的金属温度。因为机组的起动过程是一个加热过程，不允许汽缸金属温度下降。如在热态起动中新蒸汽温度太低，会使汽缸、法兰金属产生过大的应力，并使转子由于突然受冷却而产生急剧收缩，高压差胀出现负值，使通流部分轴向动静间隙消失而产生摩擦造成设备损坏。

45．汽轮机起动过程中，汽缸膨胀不出来的原因有哪些？

起动过程中，汽缸膨胀不出来的原因有：

⑴ 主蒸汽参数、凝汽器真空选择控制不当。

⑵ 汽缸、法兰螺栓加热装置使用不当或操作错误。

⑶ 滑销系统卡涩。

⑷ 增负荷速度快，暖机不充分。

⑸ 本体及有关抽汽管道的疏水门未开。

46．汽轮机冲转后，为什么要投用汽缸、法兰加热装置？

对于高参数大容量的机组来讲，其汽缸壁和法兰厚度达300～400mm。汽轮机冲转后，最初接触到蒸汽的金属温升较快，而整个金属温度的升高则主要靠传热。因此汽缸法兰内外受热不均匀，容易在上下汽缸间，汽缸法兰内外壁、法兰与螺栓间产生较大的热应力，同时汽缸、法兰变形，易导致动静之间摩擦，机组振动。严重时造成设备损坏。故汽轮机冲转后应根据汽缸、法兰温度的具体情况投用汽缸、法兰加热装置。

47．暖机的目的是什么？

暖要的目的是使汽轮机各部金属温度得到充分的预热，减少汽缸法兰内外壁，法兰与螺栓之间的温差，转子表面和中心的温差，从而减少金属内部应力，使汽缸、法兰及转子均匀膨胀，高压差胀值在安全范围内变化，保证汽轮机内部的动静间隙不致消失而发生摩擦，同时使带负荷的速度相应加快，缩短带至满负荷所需要的时间，达到节约能源的目的。

48．汽轮机起动升速时，排汽温度升高的原因有哪些？

汽轮机起动升速时，排汽温度升高的原因有：

⑴ 凝汽器内真空降低，空气未完全抽出，汽气混合在一起。而空气的导热性能较差，使排汽压力升高，饱和温度也较高。

⑵ 主蒸汽管道、再热蒸汽管道、汽缸本体等大量的疏水疏至膨胀箱，其中扩容器出来的蒸汽排向凝汽器喉部，疏水及疏汽的温度要比凝汽器内饱和温度高4～5倍。

⑶ 暖机过程中，蒸汽流量较少，流速较慢，叶片产生的摩擦鼓风热量不能及时带走。

49．汽轮机起动与停机时，为什么要加强汽轮机本体及主、再热蒸汽管道的疏水？

汽轮机在起动过程中，汽缸金属温度较低，进入汽轮机的主蒸汽温度及再热蒸汽温度虽然选择得较低，但均超过汽缸内壁温度较多。蒸汽与汽缸温度相差超过200℃。暖机的最初阶段，蒸汽对汽缸进行凝结放热，产生大量的凝结水，直到汽缸和蒸汽管道内壁温度达到该压力下饱和温度时，凝结放热过程结束，凝结疏水量才大大减少。

在停机过程中，蒸汽参数逐渐降低，特别是滑参数停机，蒸汽在前几级做功后，蒸汽内含有湿蒸汽，在离心力的作用下甩向汽缸四周，负荷越低，蒸汽含水量越大。

另外汽轮机打闸停机后，汽缸及蒸汽管道内仍有较多的余汽凝结成水。

由于疏水的存在，会造成汽轮机叶片水蚀，机组振动，上下缸产生温差及腐蚀汽缸内部，因此汽轮机起动或停机时，必须加强汽轮机本体及蒸汽管道的疏水。

50．汽轮机起动或过临界转速时对油温有什么要求？

汽轮机油粘度受温度影响很大，温度过低，油膜厚且不稳定，对轴有粘拉作用，容易引起振动甚至油膜振荡。但油温过高，其粘度降低过多，使油膜过薄，过薄的油膜也不稳定且易被破坏，所以对油温的上下限都有一定的要求。起动初期轴颈表面线速度低，比压过大，汽轮机油的粘度小了就不能建立稳定的油膜，所以要求油温较低。过临界转速时，转速很快提高，汽轮机油的粘度应该比低转速时小些，即要求的油温要高些，汽轮机起动时油温应在30℃以上，过临界转速时油温在38～45℃。

51．过临界转速时应注意什么？

过临界转速时应注意如下几点：

⑴ 过临界转速时，一般应快速平稳的越过临界转速，但亦不能采取飞速冲过临界转速的做法，以防造成不良后果，现规程规定过临界转速时的升速率为500 r／min左右。

⑵ 在过临界转速过程中，应注意对照振动与转速情况，确定振动类别，防止误判断。

⑶ 振动声音应无异常，如振动超限或有碰击摩擦异声等，应立即打闸停机，查明原因并确证无异常后方可重新起动

⑷ 过临界转速后应控制转速上升速度。

52．汽轮机差胀正值、负值过大有哪些原因？

汽轮机差胀正值大的原因：

⑴ 起动暖机时间不足，升速或增负荷过快。

⑵ 汽缸夹层、法兰加热装置汽温太低或流量较小，引起加热不足。

⑶ 进汽温度升高。

⑷ 轴封供汽温度升高，或轴封供汽量过大。

⑸ 真空降低，引起进入汽轮机的蒸汽流量增大。

⑹ 转速变化。

⑺ 调节汽门开度增加，节流作用减小。

⑻ 滑销系统或轴承台板滑动卡涩，汽缸胀不出。

⑼ 轴承油温太高。。

⑽ 推力轴承非工作面受力增大并磨损，转子向机头方向移动。

⑾ 汽缸保温脱落或有穿堂冷风。

⑿ 多缸机组其他相关汽缸差胀变化，引起本缸差胀变化。

⒀ 双层缸夹层中流入冷汽或冷水。

⒁ 差胀指示表零位不准，或受频率、电压变化影响。

负差胀值大的原因：

⑴ 负荷下降速度过快或甩负荷。

⑵ 汽温急剧下降。

⑶ 水冲击。

⑷ 轴封汽温降低。

⑸ 汽缸夹层、法兰加热装置加热过度。

⑹ 进汽温度低于金属温度。

⑺ 轴向位移向负值变化。

⑻ 轴承油温降低。

⑼ 双层缸夹层中流入高温蒸汽（进汽短管漏汽）。

⑽ 多缸机组相关汽缸差胀变化。

⑾ 差胀表零位不准，或受频率、电压变化影响。

53．为什么汽轮机转子弯曲超过规定值时，禁止起动？

一般说来，大多数汽轮机都是通过监视转子晃动度的变化，间接监视转子弹性弯曲大小的。当转子晃动度超过原始值较多的，说明转子的弹性弯曲已比较大，而此时汽缸的变形也一定较大，汽轮机动静部分径向间隙可能消失，强行起动汽轮机，转子的弯曲部分会与隔板汽封摩擦，摩擦不仅造成汽封磨损，还会使转子弯曲部分产生高温，局部的高温又加大了转子的弯曲，使摩擦加剧，如此恶性循环，可能使转子产生永久性弯曲，所以转子弯曲超过规定值，禁止起动。

54．为什么调节系统不能维持汽轮机空负荷运行的机组，禁止起动？

汽轮机不能维持空负荷运行，说明调节系统已有严重的缺陷，如果强行起动，并网和解列都会发生困难，即使可能并入电网，也会出现不能自由减负荷到零的情况，而且机组突然甩负荷后会严重超速？

汽轮机的停机

1．机停机的方式有几种？如何选用各种不同的停机方式？

汽轮机停机方式有正常停机和故障停机。所谓正常停机是指有计划地停机。故障停机是指汽轮发电机组发生异常情况下，保护装置动作或手动停机以达到保护机组不致于损坏或减少损失的目的。故障停机又分为紧急停机和一般性故障停机。

正常停机中按停机过程中蒸汽参数不同又分为滑参数停机和额定参数停机两种方式。

停机方式根据停机的目的和设备状况来决定。正常停机，如果是以检修为目的的，希望机组尽快冷却，使检修早日开工，应尽可能采用滑参数停机，并且要尽量使滑参数停机的时间长一些，将参数滑得低一些。

2．什么叫滑参数停机？

汽轮机从额定参数和额定负荷开始，开足高、中压调节汽门，由锅炉改变燃烧，逐渐降低蒸汽参数，使汽轮机负荷逐渐降低。同时投用汽缸法兰加热装置，使汽缸法兰温度逐渐冷却下来，待主蒸汽参数降到一定数值时，解列发电机打闸停机，这一过程称为滑参数停机。

3．滑参数停机有哪些注意事项？

滑参数停机应注意事项如下：

⑴ 滑参数停机时，对新蒸汽的滑降有一定的规定，一般高压机组新蒸汽的平均降压速度为0.02～0.03MPa／min，平均降温速度为1.2～1.5℃／min。较高参数时，降温、降压速度可以较快一些；在较低参数时，降温、降压速度可以慢一些。

⑵ 滑参数停机过程中，新蒸汽温度应保持50℃的过热度，以保证蒸汽不带水。

⑶ 新蒸汽温度低于法兰内壁温度时，可以投入法兰加热装置。

⑷ 滑参数停机过程中不得进行汽轮机超速试验。

⑸ 高、低压加热器在滑参数停机时应随机滑停。

4．为什么滑参数停机过程中，不允许做汽轮机超速试验？

在蒸汽参数很低的情况下做超速试验是十分危险的。一般滑参数停机到发电机解列时，主汽门前蒸汽参数已经很低，要进行超速试验就必须关小调节汽门来提高调节汽门前压力。当压力升高后蒸汽的过热度更低，有可能使新蒸汽温度低于对应压力下的饱和温度，致使蒸汽带水，造成汽轮机水冲击事故，所以规定大机组滑参数停机过程中不得进行超速试验。

5．何谓“惰走曲线”？绘制它有什么作用？

发电机解列后，从自动主汽门和调节汽门关闭起，到转子完全静止的这段时间称为转子惰走时间，表示转子惰走时间与转速下降数值的关系曲线称为转子惰走曲线。

新机组投运一段时间，各部工作正常后，即可在停机期间，测绘转子的惰走曲线，以此作为该机组的标准惰走曲线，绘制这条曲线时要控制凝汽器的真空，使其以一定速度下降，以后每次停机均按相同工况记录，绘制惰走曲线，以便于比较分析问题。如果惰走时间急剧减少时，可能是轴承磨损或汽轮机动静部分发生摩擦；如果惰走时间显著增加，则说明新蒸汽或再热蒸汽管道阀门或抽汽逆止门不严，致使有压力蒸汽漏入汽缸。

当顶轴油泵起动过早，凝汽器真空较高时，惰走时间也会增加。

6．为什么停机时必须等真空到零，方可停止轴封供汽？

如果真空未到零就停止轴封供汽，则冷空气将自轴端进入汽缸，使转子和汽缸局部冷却，严重时会造成轴封摩擦或汽缸变形，所以规定要真空至零，方可停止轴封供汽。

7．为什么规定打闸停机后要降低真空，使转子静止时真空到零？

汽轮机停机惰走过程中，维持真空的最佳方式应是逐步降低真空，并尽可能做到转子静止，真空至零。这是因为：

⑴ 停机惰走时间与真空维持时间有关，每次停机以一定的速度降低真空，便于惰走曲线进行比较。

⑵ 如惰走过程中真空降得太慢，机组降速至临界转速时停留的时间就长，对机组的安全不利。

⑶ 如果惰走前阶段真空降得太快，尚有一定转速时真空已经降至零，后几级长叶片的鼓风损失产生的热量多，易使排汽温度升高，也不利于汽缸内部积水的排出，容易产生停机后汽轮机金属的腐蚀。

⑷ 如果转子已经停止，还有较高的真空，这时轴封供汽又不能停止，也会造成上下缸温差增大和转子变形不均发生热弯曲。

综上所述，停机时最好控制转速到零，真空到零，实际操作时用真空破坏门控制调节。

8．汽轮机盘车过程中，为什么要投入油泵联锁开关？

汽轮机盘车装置虽然有联锁保护，当润滑油压低到一定数值后，联动盘车跳闸，以保护机组各轴瓦，但盘车保护有时也会失灵，万一润滑油泵不上油或发生故障，会造成汽轮机轴瓦干摩擦而损坏。油泵联锁投入后，若交流油泵发生故障可联动直流油泵开启，避免轴瓦损坏事故。

9．盘车过程中应注意什么问题？

盘车过程中应注意如下问题：

⑴ 监视盘车电动机电流是否正常，电流表指示是否晃动。

⑵ 定期检查转子弯曲指示值是否有变化。

⑶ 定期倾听汽缸内部及高低压汽封处有无摩擦声。

⑷ 定期检查润滑油泵的工作情况。

10．为什么停机后盘车结束，润滑油泵必须继续运行一段时间？

润滑油泵连续运行的主要目的是冷却轴颈和轴瓦，停机后转子金属温度仍然很高，顺轴颈方向轴承传热。如果没有足够的润滑油冷却转子轴颈，轴瓦的温度会升高，严重时会使轴承乌金熔化，轴承损坏；轴承温度过高还会造成轴承中的剩油急剧氧化，甚至冒烟起火。

低压油泵运行期间，冷油器也需要继续运行并且使润滑油温不高于40℃。

高压汽轮机停机以后，润滑油泵至少应运行8h以上。当然，每台机组应根据情况具体确定。

9．停机后应做好哪些维护工作？

停机后的维护工作十分重要，停机后除了监视盘车装置的运行外，还需做好如下工作：

⑴ 严密切断与汽缸连接的汽水来源，防止汽水倒入汽缸，引起上下缸温差增大，甚至设备损坏。

⑵ 严密监视低压缸排汽温度及凝汽器水位，加热器水位，严禁满水。

⑶ 注意发电机转子进水密封支架冷却水，防止冷却水中断，烧坏盘根。

⑷ 锅炉泄压后，应打开机组的所有疏水门及排大气阀门；冬天做好防冻工作，所有设备及管道不应有积水。

10．汽轮机停机后转子的最大弯曲在什么地方？在哪段时间内起动最危险？

汽轮机停运后，如果盘车因故不能投运，由于汽缸上下温差或其它某些原因，转子将逐渐发生弯曲 ，最大弯曲部位一般在调节级附近，最大弯曲值约在停机后2～10h之间，因此在这段时间内起动是最危险的。

11．为什么负荷没有减到零，不能进行发电机解列？

停机过程中若负荷不能减到零，一般是由于调节汽门不严或卡涩，或是抽汽逆止门失灵，关闭不严，从供热系统倒进大量蒸汽等引起。这时如将发电机解列，将要发生超速事故。故必须先设法消除故障，采用关闭自动主汽门、电动隔离汽门等方法，将负荷减到零，再进行发电机解列停机。

12．为什么滑参数停机时，最好先降汽温再降汽压？

由于汽轮机正常运行中，主蒸汽的过热度较大，所以滑参数停机时最好先维持汽压不变而适当降低汽温，降低主蒸汽的过热度，这样有利于汽缸的冷却，可以使停机后的汽缸温度低一些，能够缩短盘车时间。

13．停机后盘车状态下，对氢冷发电机的密封油系统运行有何要求？

氢冷发电机的密封油系统在盘车时或停止转动而内部又充压时，都应保持正常运行方式。因为密封油与润滑油系统相通，这时含氢的密封油有可能从连接的管路进入主油箱，油中的氢气将在主油箱中被分离出来。氢气如果在主油箱中积聚，就有发生氢气爆炸的危险和主油箱失火的可能，因此油系统和主油箱系统使用的排烟风机和排氢风机也必须保持连续运行。