Die wichtigsten Phasen des Startens und Stoppens einer Dampfturbine – Sie müssen über diese praktischen Erfahrungen Bescheid wissen

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Die wichtigsten Phasen beim Starten und Stoppen von Dampfturbinen – Sie müssen über diese praktischen Erfahrungen Bescheid wissen. 10.10.2016: Der Start einer Dampfturbine. 1. Warum gilt der Start als die wichtigste Phase im Betrieb einer Dampfturbine? Während des Startvorgangs der Dampfturbinen entstehen große Temperaturunterschiede zwischen den einzelnen Komponenten sowie starke Wärmestress und Wärmeverformungen. Die meisten Unfälle mit Dampfturbinen ereignen sich beim Starten. Aufgrund falscher Warmstartbedingungen, Fehlbedienung durch das Personal sowie struktureller Mängel des Geräts selbst können Unfälle entstehen. Selbst wenn zu diesem Zeitpunkt kein direkter Unfall auftritt, können die daraus resultierenden Folgen in der späteren Produktion negative Auswirkungen haben. Die Betriebspraxis moderner Dampfturbinen zeigt, dass Risse in Zylindern, Ventilgehäusen und Rohrleitungen, Verformungen des Turbinenrotors und des Zylinders, Verwölbung der Flanschverbindungen des Zylinders, Nachlassen der Festigkeit der Montageelemente, Veränderungen im Zustand der Metallkonstruktionen, zunehmender Verschleiß der Lager sowie andere Unregelmäßigkeiten, die in der Anfangsphase des Betriebs auftreten, direkte Folgen einer schlechten Startqualität sind. 2. Welche sind die wichtigsten Veränderungen im mechanischen Zustand der Dampfturbine während der Beschleunigungs- und Belastungsphase? Die wichtigsten Veränderungen im mechanischen Zustand der Dampfturbine während des Beschleunigungs- und Belastungsprozesses sind: (1) Aufgrund des inneren Drucks entstehen Spannungen in den Rohren, Zylindern sowie in den Gehäusen der Ventile. ⑵ Es entstehen Zentralkräfte an den Laufrädern, Trommeln, Bewegungsblättern, Achsschalen und anderen drehenden Bauteilen. ⑶ Es entstehen Biegebelastungen an den Trennwänden, Laufrädern, Statorblättern und Rotorblättern. ⑷ Durch die Übertragung des Drehmoments auf den Generatorrotor entstehen Schubspannungen im Turbinenlager. ⑸ Durch Vibrationen entstehen wechselnde Spannungen in den Laufrädern, dem Rotor sowie anderen Komponenten der Dampfturbine. ⑹ Es entsteht eine axiale Druckkraft, die auf die Schublagern wirkt. ⑺ Die durch die Temperaturerhöhung der einzelnen Komponenten verursachte thermische Ausdehnung, thermische Verformung und thermische Spannungen. 3. In welche drei unterschiedlichen Phasen kann der Startvorgang einer Dampfturbine unterteilt werden? Der Startvorgang der Dampfturbine lässt sich in die folgenden drei Phasen unterteilen: (1) Vorbereitungsphase zum Start. ⑵ Drehstart, Beschleunigung auf die Nenndrehzahl. ⑶ Phase des Netzeinspeisens des Generators und der Lastaufnahme durch die Dampfturbine. 4. Welche verschiedenen Methoden gibt es zum Starten einer Dampfturbine? Der Startvorgang einer Dampfturbine besteht darin, den Rotor von einem stillstehenden oder drehenden Zustand aus auf die Nenndrehzahl zu beschleunigen und ihn unter Last in den normalen Betrieb zu bringen. Je nach Typ der Anlage sowie den jeweiligen Umständen gibt es verschiedene Möglichkeiten, eine Dampfturbine zu starten. Nach den neuen Dampfparametern im Startvorgang unterteilt in: Start bei Nennparametern und Start mit variablen Parametern. Nach dem Temperaturniveau der Zylinder vor dem Start: Kaltstart und Warmstart. Nach der Art des Dampfeinzugs beim Anfahren: Start mit Dampfeinzug in den Hochdruck- und Mitteldruckzylinder sowie Start mit Dampfeinzug im Mitteldruckzylinder. Nach den Ventilen, die zur regelbaren Drehzahlsteuerung verwendet werden, unterscheidet man: Start über Regelventile, automatischer Start über Hauptdampfventile, elektrischer Start über Hauptabsperrventile sowie Start über Bypass-Ventile des Gesamtdampfventils. 5. Welche notwendigen Voraussetzungen müssen für einen Start der Dampfturbinen unter Schrägparameterbedingungen erfüllt sein? Für einen Start der Dampfturbinen unter Schrägparameterbedingungen müssen folgende Voraussetzungen erfüllt sein: ⑴ Bei Nicht-Afterburner-Anlagen muss es ein Kondensatentrennungsystem geben. Die Rohre für das Kondensat müssen außerdem einen ausreichend großen Durchmesser haben, damit der Dampf, der vom Zeitpunkt des Anzündens bis zum Beginn des Betriebs entsteht, direkt in den Kondensator abgeleitet werden kann. ⑵ Der Durchmesser der Rohrleitungen im Zusammenhang mit dem Heizsystem für Zylinder und Flanschschrauben sollte angemessen vergrößert werden, um den Anforderungen bei der Erwärmung der Flansche, Schrauben sowie der Zylinder gerecht zu werden. ⑶ Bei Anlagen mit Schiebeparameter-Start muss für die Drehzahlregelung des Axialverschlusses, den Betrieb des Strahlentrockners sowie zur Erwärmung des Deoxidators eine zusätzliche Dampfquelle vorhanden sein. 6. Welche Vorteile und Nachteile hat der Start mit Gleitparametern? Der Start mit Schiebeparametern hat folgende Vorteile und Nachteile: (1) Der Start mit Schiebeparametern ermöglicht es, den Start der Dampfturbine mit dem Start des Kessels zu synchronisieren, wodurch die Startzeit **verkürzt wird**. ⑵ Beim Schiebeparameter-Start findet die Erwärmung des Metalls bei niedrigen Parametern statt. Zudem erfolgt das Anlaufen sowie das Beschleunigen durch Dampfzufuhr über die gesamte Periode – dadurch ist die Erwärmung gleichmäßiger, und die Geschwindigkeit der Temperaturerhöhung des Metalls lässt sich besser kontrollieren. ⑶ Der Start mit glatten Parametern kann außerdem den Dampf- und Wasserverlust sowie den Wärmeverlust verringern. Der Nachteil ist: Die Erwärmung der Metallteile der Dampfturbinen wird durch Veränderungen der Parameter des Hauptdampfs gesteuert. Bei manueller Steuerung ist es schwierig, den Startvorgang richtig zu steuern – es kann dazu kommen, dass die Änderungsrate der Parameter zu groß wird. Im Vergleich weisen der Start mit variablen Parametern mehr Vorteile als Nachteile auf, weshalb dieser Ansatz derzeit bei Großkraftwerken mit einzelliger Anordnung weit verbreitet ist. 7. Was sind der Start mit kalten Gleitparametern und der Start im Vakuum? ⑴ Start per Druckmethode. Beim Start mit der Druckmethode muss vor dem elektrischen Hauptdampftor ein bestimmter Dampfdruck vorhanden sein. Mithilfe der Regulierventile wird der Dampffluss gesteuert, um den Rotor in Bewegung zu setzen und das Triebwerk bei zunehmender Drehzahl aufzuwärmen. Es wird gefordert, dass die Temperatur des neuen Dampfes um 50–80 °C höher ist als die Temperatur des Metalls in den Zylindern im Anpassungsbereich. Zudem muss eine Übertemperatur von 50 °C gewährleistet werden, damit weder zu große Wärmestressen entstehen noch ein Wasserschock auftritt. ⑵ Start per Vakuummethode. Beim Start mit der Vakuummethode werden vor dem Anzünden des Kessels alle Ventile zwischen dem Dampfkessel und der Turbine geöffnet. Das Vakuum wird erzeugt, während die Turbine in ihrem Drehzustand bleibt. Man sorgt dafür, dass die neuen Dampfleitungen der Dampfturbinen, der Dampfkessel sowie der Überhitzer sich im Vakuumzustand befinden. Anschließend wird der Kessel zum Anzünden aktiviert. Der Druck und die Temperatur im Kessel steigen allmählich an. Solange die Dampfparameter noch sehr niedrig sind, wird der Rotor der Dampfturbine in Bewegung gesetzt. Danach hängt die Beschleunigung sowie die Belastung der Dampfturbine von der allmählichen Erhöhung des Dampfdrucks und -temperaturs ab. Der Nachteil der Startmethode mit Vakuum ist, dass bei einer unsachgemäßen Steuerung des Kessels Wasser im Überhitzer des Kessels sowie Kondenswasser aus den neuen Dampfleitungen in die Dampfturbine gelangen können, wodurch die Anlage beschädigt wird. Außerdem ist das Vakuum erzeugen schwierig und die Drehzahl der Turbine schwer zu steuern, weshalb die Startmethode mit Vakuum und variablen Parametern selten angewandt wird. 9. Welche Aspekte sind bei einem Start mit Gleitparametern besonders zu beachten? Bei der Startung mit Gleitparametern müssen folgende Punkte berücksichtigt werden: ⑴ Während des Starts mit Gleitparametern findet eine intensive Erwärmung des Metalls in der Regel während des Heizvorgangs bei niedriger Last statt. In diesem Fall muss die Steigerung des Drucks sowie der Temperatur des neuen Dampfs streng kontrolliert werden. ⑵ Beim Start mit gleitenden Parametern kann die Temperaturdifferenz des Metalls nach den Vorgaben der geplanten Startzeit gesteuert werden. Während des Startvorgangs kann es zu einer zu großen Temperaturdifferenz kommen. In solchen Fällen sollte der Kessel dazu aufgefordert werden, die Erhöhung der Dampftemperatur und -drucke einzustellen. Dadurch kann das Aggregat bei konstanter Drehzahl oder bei konstanter Last weiterhin warmgehalten werden. Zudem kann das Vakuum im Kondensator angepasst werden, oder die Menge an Dampf, der in die Zylinder gelangt, erhöht werden, um so die Temperaturdifferenz zwischen den Metallteilen auszugleichen. 10. Warum muss vor dem Start der Dampfturbine eine bestimmte Öltemperatur eingehalten werden? Vor dem Start der Anlage muss das Ölsystem in Betrieb genommen werden. Die Öltemperatur sollte zwischen 35 und 45 °C liegen. Falls die Temperatur zu niedrig ist, kann das Öl im Voraus erhitzt werden. Die Aufrechterhaltung einer angemessenen Öltemperatur dient hauptsächlich dazu, eine normale Ölschicht in den Lagerscheiben zu schaffen. Ist die Öltemperatur zu niedrig, erhöht sich die Viskosität des Öls, wodurch die Ölschicht zu dick wird. Dadurch sinkt nicht nur die Tragfähigkeit der Ölschicht, sondern sie arbeitet auch instabil. Die Öltemperatur darf auch nicht zu hoch sein, sonst ist die Viskosität des Öls zu gering, wodurch es schwierig wird, eine Ölschicht zu bilden – dadurch geht die Schmierfunktion verloren. 11. Welche Punkte müssen bei der Dampfzufuhr zu den Wellendichtungen vor dem Start der Dampfturbine beachtet werden? Beim Versorgen des Achsverschlusses mit Dampf müssen folgende Punkte berücksichtigt werden: ⑴ Vor dem Versorgen des Achsverschlusses mit Dampf muss das Dampflieferungsrohr aufgewärmt werden, damit das Kondenswasser abfließen kann. ⑵ Dampf muss unter kontinuierlichem Drehen des Rades zum Achsverschluss geleitet werden. Bei einem Start im heißen Zustand sollte zunächst Dampf zum Achsverschluss geführt werden, anschließend das Vakuum erzeugt werden. ⑶ Die Zufuhr von Dampf an die Achssperre muss zum richtigen Zeitpunkt erfolgen. Eine zu frühe Zufuhr von Dampf vor dem Start kann dazu führen, dass die Temperaturdifferenz zwischen dem oberen und unteren Zylinder zunimmt – oder dass der Wert der Dehnungsdifferenz erhöht wird. ⑷ Man muss darauf achten, dass die Temperatur der Dampfzufuhr zum Achsverschluss mit der Metalltemperatur übereinstimmt. Beim Warmstart sollte am besten ein Ersatzdampfstrom mit geeigneter Temperatur verwendet werden, um die Kontrolle der Ausdehnungsdifferenz zu erleichtern. Falls das System es ermöglicht, die Temperatur des Dampfes für die Wellendichtung so einzustellen, dass sie über der Temperatur des Wellendichtungsgehäuses liegt, ist das noch besser. Beim Kaltstart sollte hingegen ein Dampfstrom mit niedriger Temperatur für die Wellendichtung gewählt werden. ⑸ Beim Umschalten der Dampfquelle für die Wellendichtung bei hohen und niedrigen Temperaturen ist Vorsicht geboten. Ein zu schnelles Umschalten verursacht nicht nur erhebliche Veränderungen der Wärmeausdehnung, sondern kann auch zu ungleichmäßiger thermischer Verformung an der Wellendichtung führen, was wiederum Reibung, Vibrationen usw. zur Folge hat. 12. Warum ist es streng verboten, beim Stillstand des Rotors Dampf zum Achsverschluss zuzuführen? Denn das Zuführen von Dampf an den Achsverschluss, wenn sich der Rotor in Ruhe befindet, führt nicht nur zu einer ungleichmäßigen Erwärmung des Abschnitts des Rotor-Achsverschlusses. Es entstehen Biegungsdeformationen, und außerdem kann das Eindringen von Dampf aus dem Achsverschlussbereich in den Zylinder dazu führen, dass der Zylinder ungleichmäßig expandiert. Dadurch entstehen starke Wärmestressen und Wärmedeformationen, wodurch der Rotor ebenfalls in Biegung gerät. Daher ist es strengstens verboten, beim Stillstand des Rotors Dampf an das Achsverschlussventil zu leiten. 13. Wie wird bei der Startphase einer Dampfturbine mit Nennparametern die Reduzierung der thermischen Spannungen gesteuert? Bei dem Start des Dampfturbinen-Systems bei den Nennwerten dringt der Dampf, der eine nahezu Nenntemperatur aufweist, für einen kurzen Moment in den Zylinder ein, in dem die Metalltemperatur noch niedrig ist. Genau wie in der Anfangsphase der Erwärmung der Dampleitung wird der Dampf dazu führen, dass das Metall stark abkühlt und dabei Wärme abgibt. Dies führt zu einem schnellen Anstieg der Temperatur an den Innenwänden der Zylinder sowie an der Außenseite des Rotors. Ein zu schneller Temperaturanstieg kann zu erheblichen Wärmestressen führen. Deshalb muss bei einem Start im kalten Zustand unter den Nennbedingungen die Geschwindigkeit der Erwärmung des Metalls durch Beschränkung des Durchflusses des neuen Dampfs sowie durch Verlängerung der Zeit zur Aufwärmung und Belastung kontrolliert werden. Verringerung von übermäßigen Wärmestressen und Wärmeverformungen durch ungleichmäßige Erwärmung. 14. Welche Prinzipien gelten bei der Auswahl der Dampfparameter für einen Startvorgang mit Druckmethode? Nach dem Start mit kalten Gleitparametern kann der Dampffluss in die Zylinder ausreichen, damit die Turbine problemlos die kritische Drehzahl erreicht und ihre volle Geschwindigkeit erreicht. Um eine gleichmäßige Erwärmung der verschiedenen Metallteile zu gewährleisten, sollte der Volumenstrom des Dampfs erhöht werden. Dazu muss der Dampfdruck angemessen niedrig gewählt werden. Die Temperatur sollte eine ausreichende Übertemperatur aufweisen und mit der Metalltemperatur übereinstimmen, um Wärmeschläge zu vermeiden. Beim Start unter heißen Bedingungen muss je nach Metalltemperatur in den Regulierstufen des Hochdruckzylinders sowie im Dampfeinlassraum des Mitteldruckzylinders eine geeignete Temperatur für den Hauptdampf sowie für den Nachwärmedampf gewählt werden. Dabei muss die Temperaturdifferenz zwischen diesen beiden Dämpfen den Anforderungen hinsichtlich der thermischen Belastungen, der thermischen Deformationen sowie der Ausdehnungskräfte der Dampfturbinen entsprechen. In der Regel muss die Dampftemperatur 50–100 °C über der Temperatur des Metalls an der Innenwand des Zylinders in der Regelstufe liegen, darf aber die Nenntemperatur nicht überschreiten. Um eine Kondensationsabgabe von Wärme zu verhindern, muss die Dampfüberhitzung mindestens 50 °C betragen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Temperatur des neuen Dampfs nach der Drosselung durch die Regulierventile sowie der Erweiterung durch die Düsen weiterhin mindestens der Metalltemperatur der Regulierstufe entspricht. 15. Was bedeutet Start bei negativer Temperaturdifferenz? Warum sollte man einen Start bei negativem Temperaturunterschied so weit wie möglich vermeiden? Ein Start, bei dem die Dampftemperatur während des Drehvorgangs unter der Temperatur des Metalls in der heißesten Stelle der Dampfturbine liegt, wird als Start mit negativem Temperaturunterschied bezeichnet. Denn bei einem Start mit negativem Temperaturunterschied werden zunächst Rotor und Zylinder gekühlt und anschließend wieder erhitzt, wodurch ein Wärmeschwingungszyklus entsteht, der die Verschleißlebensdauer der Anlage verringert. Falls die Dampftemperatur zu niedrig ist, entstehen an der Oberfläche des Rotors sowie an der Innenwand des Zylinders übermäßige Zugspannungen. Zugspannungen führen eher zu Rissen im Metall als Druckspannungen; außerdem verursachen sie eine Verformung des Zylinders, wodurch sich der Spalt zwischen dem rotierenden und dem stationären Teil verändert. In schweren Fällen kann es zu Reibungsunfällen kommen. Zudem führt das Starten einer Dampfturbine bei negativer Temperaturdifferenz dazu, dass die Metalltemperatur der Turbine sinkt; daher muss die Belastungszeit entsprechend verlängert werden. Aus diesem Grund wird das Starten bei negativer Temperaturdifferenz in der Regel nicht angewandt. 16. Wie soll man während des Start- und Stoppvorgangs die Temperaturunterschiede an den verschiedenen Teilen der Dampfturbine steuern? Beim Start- oder Stoppvorgang von Anlagen mit hohen Parametern und großer Kapazität ist es unvermeidlich, dass aufgrund unterschiedlicher Wärmeübertragungsbedingungen der metallischen Komponenten Temperaturunterschiede zwischen ihnen entstehen. Sind diese Temperaturunterschiede jedoch zu groß, führen sie zu übermäßigen thermischen Spannungen und thermischen Verformungen der Metallteile, was den Verschleiß der Anlage beschleunigt und zu Störfällen durch statische und dynamische Reibung verursacht. Das ist nicht erlaubt. Daher muss die Geschwindigkeit der Erhöhung oder Verringerung der Dampftemperatur gemäß den Vorgaben des Turbinenherstellers kontrolliert werden ； Temperaturerhöhung und -abnahme von Metallen ； Temperaturunterschied zwischen oberem und unterem Zylinder ； Innenseiten- und Außenseitenwände des Zylinders, Innenseiten- und Außenseitenwände der Flansche, Temperaturunterschiede zwischen Flanschen und Bolzen sowie Dehnungsunterschiede zwischen Zylinder und Rotor. Die Kontrolle der Änderungsrate der Metalltemperatur sowie der Temperaturunterschiede zwischen den verschiedenen Bereichen dient dazu, zu verhindern, dass die Metallteile unter zu großen Wärmestressen oder Wärmeverformungen leiden. Dabei ist eine strenge Überwachung der Änderungsrate der Dampftemperatur entscheidend. Es darf keine Überschreitung des zulässigen Wertes für die Änderungsrate der Dampftemperatur geben – auch keine starken Schwankungen sind zulässig. 17. Welche Aspekte sollten bei dem Start berücksichtigt werden? Das Anfahren der Dampfturbine ist eine der wichtigsten Operationen für das Bedienpersonal. Vor dem Anfahren muss gründlich vorbereitet und sorgfältig überprüft werden; außerdem sind Vorversuche durchzuführen. Während des Anfahrens ist darauf zu achten: ⑴ Die geltenden Verfahrensvorschriften strikt einzuhalten. Wenn die Maschine nicht den Startbedingungen entspricht, ist ein Zwangsanlauf nicht zulässig. ⑵ Während des Startvorgangs müssen gemäß den Vorgaben des Herstellers die Temperaturen des Dampfs sowie des Metalls kontrolliert werden. Ebenso müssen die Temperaturunterschiede zwischen den oberen und unteren Zylindern, zwischen den Innen- und Außenwänden der Zylinder sowie zwischen Flanschen und Bolzen berücksichtigt werden. Auch die Dehnungsspannungen müssen kontrolliert werden. Insbesondere muss die Temperaturerhöhung durch Dampf streng kontrolliert werden; es ist nicht zulässig, dass die Erhötsrate den vorgeschriebenen Wert überschreitet, und schon gar nicht sind starke Sprünge nach oben oder unten zulässig. ⑶ Beim Start darf der in die Dampfturbine eintretende Dampf kein Wasser enthalten; die Parameter müssen mit der Temperatur des Turbinenmetalls übereinstimmen, und die Rohrleitungen müssen gründlich entwässert werden. ⑷ Die Schwingungswerte während des Startvorgangs müssen streng kontrolliert werden. ⑸ Während des Schiebeparameter-Starts von Hochdruck-Dampfturbinen ist die Phase mit intensiverer Erwärmung des Metalls die Zeit nach dem Anlaufen sowie in der Phase niedriger Last nach dem Inbetriebnehmen. In diesen Phasen können erhebliche Dehnungsunterschiede sowie Temperaturunterschiede im Metall auftreten. Anpassungen sind möglich durch die Regulierung des Vakuums, das Einbringen von Dampf in die Zylinder, Heizvorrichtungen für Flansche und Bolzen sowie die Anpassung der Temperatur des Dampfs zur Steuerung der Achsschmierung. ⑹ Während des Startvorgangs werden die Dampfparameter gemäß der vorgegebenen Kurve gesteuert, um eine ausreichende Dampfüberschusstemperatur aufrechtzuerhalten. ⑺ Das Anpassungssystem muss wiederholt Luft herausdrücken, bis die Luft vollständig entfernt ist. Nach dem Entlüften muss die Hochdruckölpumpe weiterlaufen, bis die Anlage ihre volle Geschwindigkeit erreicht hat, damit keine Luft erneut in das Regelungssystem gelangt. ⑻ In jedem Fall muss der Betrieb gestoppt werden, wenn die Dampftemperatur innerhalb von 10 Minuten um 50 °C plötzlich ansteigt oder fällt. ⑼ Beim ersten Anlaufen muss die Drehzahl unbedingt kontrolliert werden – es darf keine zu schnelle Steigerung geben. Nach dem Anschluss an das Netz sollten die Ventile schrittweise geöffnet werden; es ist strengstens verboten, sie nach dem Anschluss plötzlich vollständig zu öffnen. ⑽ Nach dem Anschluss an das Netz sollte man auf die Temperaturen von Wind, Öl, Wasser und Wasserstoff achten. Diese sollten im Normalfall reguliert werden, wobei die Temperatur des Wasserstoffs im Generator mindestens 35 °C betragen sollte. 18. Welche Eigenschaften weist der Start einer Hochdruck-Dampfturbine auf? Die Hochdruck-Dampfturbinen sind strukturell recht komplex, wobei die Zwischenräume zwischen beweglichen und unbeweglichen Teilen sehr klein sind. Sie weisen insbesondere folgende Eigenschaften auf: (1) Die axiale Distanz in den Hochdruck-Dampfturbinen ist äußerst gering. Wenn die Erwärmung beim Start ungleichmäßig erfolgt, kann dies dazu führen, dass die Dehnung über den zulässigen Wert hinausgeht. Dadurch kann es zu axialen Reibungen zwischen beweglichen und unbeweglichen Teilen kommen. Deshalb ist eine kontrollierte Dehnung von großer Bedeutung. ⑵ Auch der radiale Spielraum der Hochdruckmaschine ist sehr gering. Deshalb ist es äußerst wichtig, die Temperaturdifferenz zwischen den oberen und unteren Zylindern sowie die Biegung des Rotors zu kontrollieren. Wenn die Temperaturdifferenz zwischen den Zylindern oder die Biegung des Rotors die zulässigen Werte überschreiten, darf die Maschine nicht gestartet werden. Es müssen Maßnahmen ergriffen werden, um diese Werte wieder in den Normalbereich zu bringen. ⑶ Die Zylinderwände sowie die Flansche der Hochdruckmaschinen sind sehr dick; daher werden in der Regel Heizvorrichtungen für die Zylinderflansche verwendet. Man muss darauf achten, dass die Temperatur des Heißdampfs höher sein muss als die Temperatur der Zylinderflansche. Beim Erwärmen sollte die Flanschtemperatur niedriger sein als die Zylindertemperatur. Flanschschrauben sind ziemlich dick und dehnen sich bei Erwärmung nur langsam aus. Man muss auf den Temperaturunterschied zwischen Flansch und Schraube achten. Um die Temperaturdifferenz zwischen dem oberen und dem unteren Zylinder zu verringern, sollte beim Starten das Kondenswasser im unteren Zylinder so weit wie möglich abgelassen werden. Zudem sollte das Dampfheizungssystem sinnvoll genutzt werden, und der untere Zylinder muss gut isoliert werden. Um eine thermische Verbiegung des Rotors zu vermeiden, muss nach dem Stillstand und vor dem Starten eine kontinuierliche Drehbewegung des Rotors eingeleitet werden. ⑷ Beim Starten der Hochdruckanlage muss besonders auf die Vibrationen der Anlage geachtet werden. Wenn die Vibrationen die zulässigen Werte überschreiten, muss der Motor umgehend abgestellt werden. Es darf nicht versucht werden, die Vibrationen durch Herabsetzen der Drehzahl des Motors zu beseitigen. 19. Warum sollte bei der Inbetriebnahme der Dampfturbine die Stabilisierungsdrehzahl während des Aufwärmvorgangs der kritischen Drehzahl von 150–200 Umdrehungen pro Minute ausweichen? Denn während des Startvorgangs schwanken die Parameter des Hauptdampfs sowie das Vakuum. Zudem weichen die vom Hersteller angegebenen kritischen Drehzahlen in der tatsächlichen Betriebsweise etwas ab. Wenn man bestimmte Drehzahlen nicht meidet, kann die Drehzahl des Aggregats bei Veränderungen der Betriebsbedingungen in den Resonanzbereich geraten, was zu stärkeren Schwingungen führt. Deshalb sollte die stabile Drehzahl beim Aufwärmen 150–200 Umdrehungen pro Minute unterhalb der kritischen Drehzahl liegen. 20. Warum wird in den Bedingungen für den ersten Betrieb einer Dampfturbine ein bestimmter Wert des Vakuums vorgeschrieben? Vor dem Anlaufen der Dampfturbine muss ein bestimmtes Vakuum vorhanden sein – in der Regel etwa 0,06 MPa. Wenn das Vakuum zu niedrig ist, benötigt der Rotor mehr Neudampf. Zudem führt die plötzliche Entlastung des überschüssigen Dampfs im Kondensator dazu, dass der Druck auf der Dampfseite des Kondensators stark ansteigt. Dadurch kann auf dieser Seite ein Überdruck entstehen, was wiederum zu Schäden an der Sicherheitsmembran zum Ablassen von Luft führen kann. Gleichzeitig entsteht durch diese Entwicklung ein großer Wärmeaufprall auf den Zylinder und den Rotor. Bei einem Impulsrotor darf das Vakuum ebenfalls nicht zu hoch sein. Ein zu hohes Vakuum verlängert nicht nur die Zeit, die benötigt wird, um ein Vakuum aufzubauen, sondern auch wegen der geringeren Menge an Dampf, der durch die Turbine strömt, ist der Wärmeverlust gering. Dadurch heizt sich die Turbine langsam auf, und ihre Drehzahl lässt sich nur schwer stabilisieren – was wiederum die Startzeit verlängert. 21. Warum sinkt das Vakuum im Kondensator beim Anlaufen der Dampfturbine? Beim Anlaufen der Dampfturbine ist in der Regel das Vakuum noch ziemlich niedrig; ein Teil der Luft bleibt im Zylinder sowie in den Rohrleitungen zurück. Beim Anlaufen wird diese Luft zusammen mit dem Dampffluss in den Kondensator gedrückt. Während des Anlaufs findet zunächst kein Wärmetausch zwischen dem Dampf und den Kupferrohren des Kondensators statt, wodurch der Dampf nicht sofort kondensiert. Deshalb sinkt während des Anlaufs stets das Vakuum im Kondensator. Wenn nach dem Anlaufen der Dampf, der in den Kondenser gelangt, zu kondensieren beginnt, und gleichzeitig der Entlüfter weiterhin Luft abzieht, kann das Vakuum schnell auf seinen ursprünglichen Wert zurückkehren. 22. Warum ist die Dampftemperatur beim Starten und Beschleunigen der Dampfturbine sowie im Leerlauf höher als im normalen Betrieb? Welche Maßnahmen können ergriffen werden, um die Abgastemperatur zu senken? Während des Drehzahlanstiegs der Dampfturbine sowie im Leerlauf ist die Menge an zugeführtem Dampf gering. Deshalb dehnt sich der Dampf nach seinem Eintreten in den Zylinder hauptsächlich im Hochdruckbereich aus und leistet dort Arbeit. Im Niedrigdruckbereich ist der Druck bereits auf einen Wert gesunken, der dem Abgasdruck nahekommt. Die Läuferblätter im Niedrigdruckbereich leisten kaum oder gar keine Arbeit, was zu erheblichen Reibungsverlusten führt. Dadurch wird das Abgas erhitzt, wodurch seine Temperatur ansteigt. Außerdem ist zu diesem Zeitpunkt der Öffnungsgrad des Regelventils sehr klein; die Dampfmasse bei den Nennparametern erfährt dadurch eine starke Drosselung, was ebenfalls zu einer Erhöhung der Abgas temperatur führt. Zu diesem Zeitpunkt stimmen das Vakuum im Kondensator und die Dampftemperatur in der Regel nicht überein, d.h. die Dampftemperatur ist höher als die Sättigungstemperatur, die dem Vakuum entspricht. Große Anlagen verfügen in der Dampfentlüftungskammer in der Regel über eine Wassersprühanlage zur Temperatursenkung. Wenn die Temperatur des Dampfs zu hoch ist, wird Kondenswasser eingespritzt, um die Temperatur des Dampfs zu senken. Bei Anlagen ohne Nachbrenner sollte die Betriebszeit im Leerlauf so kurz wie möglich gehalten werden. Wenn der Dampfturbinen-Generator mit Teillast in Reihe geschaltet wird, sinkt die Abgastemperatur auf den Normalwert. 23. Warum ist es während des Beschleunigungs- und Beladungsprozesses der Dampfturbinen notwendig, die Vibrationen der Anlage zu überwachen? Beim Start großer Anlagen treten Vibrationen meist während des Warmfahrens bei mittlerer Drehzahl sowie in den Phasen vor und nach dem Beschleunigen auf. Insbesondere während des Überschreitens der kritischen Drehzahl nehmen die Vibrationen der Anlage erheblich zu. In dieser Phase kann eine starke Vibration am leichtesten zu Reibung zwischen beweglichen und unbeweglichen Teilen, zum Verschleiß der Dichtungen sowie zur Verformung des Rotors führen. Sobald sich der Rotor verbiegt, nehmen die Vibrationen zu. Je stärker die Vibrationen sind, desto größer ist auch die Reibung. Dieser Teufelskreis kann dazu führen, dass der Rotor dauerhaft verformt oder verbogen wird, was wiederum zu erheblichen Schäden an der Anlage führt. Daher ist es erforderlich, dass während des Aufwärmvorgangs oder beim Erhöhen der Drehzahl, falls starke Vibrationen auftreten, der Motor sofort abgestellt wird. Anschließend muss der Motor gedreht werden, um die Ursache der Vibrationen zu beseitigen, bevor der Motor erneut gestartet werden kann. Nachdem die Anlage mit voller Leistung ins Netz angeschlossen wurde, ändert sich der Dampffluss bei jedem Zuwachs von zehntausend Lasteinheiten erheblich. Dadurch steigt die Temperatur im Inneren des Metalls schnell an. Wenn außerdem die Temperatur des Hauptdampfs nicht richtig geregelt wird, entstehen große Temperaturunterschiede zwischen den Innen- und Außenwänden des Metalls. Dies wiederum führt zu Vibrationen in der Anlage. Daher ist es bei jeder Erhöhung der Last erforderlich, die Anlage eine Weile warmlaufen zu lassen, damit sie allmählich und gleichmäßig erwärmt wird. Zusammenfassend muss während des Drehzahlanhebens der Anlage sowie im Betrieb unter Last ständig die Vibration des Dampfturbsins überwacht werden. 24. Warum muss der Schutz vor axialem Versatz vor dem Anlaufen aktiviert werden? Während des Anlaufvorgangs ist der Dampffluss kurzfristig sehr hoch. Der Dampf muss zunächst durch die Hochdruckzylinder fließen, während in den Mittel- und Niedrigdruckzylindern kaum Dampf ankommt. Die axiale Kraft ist dabei sehr groß und wird vollständig durch das Druckplattenebene ausgeglichen. Wenn die axiale Verschiebung in diesem Moment zu groß wird, kann das ebenfalls zu Reibungen zwischen beweglichen und unbeweglichen Teilen führen. Deshalb sollte bereits vor dem Anlauf der Schutzmechanismus gegen axiale Verschiebungen aktiviert werden. 25. Warum müssen bei dem Starten und Stoppen die Temperaturerhöhungsraten sowie die Temperaturabfallraten in bestimmten Grenzen liegen? Beim Starten und Stoppen der Dampfturbine durchlaufen der Zylinder sowie der Rotor der Turbine einen Prozess des Erwärmens und Abkühlens. Beim Starten und Stoppen entsteht unweigerlich eine gewisse Temperaturdifferenz zwischen dem inneren und äußeren Zylinder. Beim Start wird der innere Zylinder aufgrund seiner schnelleren Ausdehnung thermischen Druck belastet, während der äußere Zylinder aufgrund seiner langsameren Ausdehnung thermischem Zugspannung ausgesetzt ist ； Beim Stillstand entsteht der Spannungsdruck umgekehrt. Wenn der metallische Stress im Zylinder die Grenze des Versagungsstresses des Materials überschreitet, kann es zu plastischer Deformation oder Rissen im Zylinder kommen. Die Größe des Stresses ist proportional zur Temperaturdifferenz zwischen dem inneren und äußeren Zylinder. Diese Temperaturdifferenz wiederum ist proportional zur Änderungsrate der Metalltemperatur. Bei Start und Stop gibt es keine Messwerte für den metallischen Stress; daher wird ein indirekter Indikator verwendet – nämlich die Änderungsrate der Metalltemperatur – als Maß für den thermischen Stress. 26. Warum muss nach dem Anlaufen das Entwässerungsventil der Hauptdampfleitung entsprechend enger gestellt werden? Im Zeitraum von der Erwärmung der Dampfrohre bis zum ersten Betrieb des Systems ist die Erwärmung der Rohre im Wesentlichen abgeschlossen. Die Temperatur der Hauptdampfrohre liegt dann in etwa auf dem Niveau der Temperatur des Hauptdampfs – es entsteht daher kaum Kondenswasser. Außerdem muss nach dem Durchstarten Kondensat im Zylinder entstehen. Falls in diesem Moment das Ablassventil der Hauptdampfleitung noch vollständig geöffnet ist, entsteht im Kondensatausdehnungsbehälter ein Überdruck, der das Kondensat im Zylinder verdrängt. Dadurch kann das Kondensat nicht abfließen – was sehr gefährlich ist. Der Wasserbehälter im unteren Bereich des hydrophoben Erweiterungsräums ist mit dem Wärmtank des Kondensators verbunden. Wenn die Ventile für den Hauptdampf vollständig geöffnet sind, entsteht eine zu große Menge an Dampf, wodurch in den Rohren eine Mischung aus Wasser und Dampf entsteht. Dies führt zu Wasserschlägen, die die Rohre beschädigen können und somit das Vakuum im Kondensator beeinträchtigen ； Außerdem sind die Entwässerungsventile vollständig geöffnet, wodurch es zu großen Wärmeverlusten kommt. Deshalb sollten nach dem Anlaufen alle Entwässerungsventile an den Hauptdampfleitungen geschlossen werden. 27. Warum wird bei dem Starten und Stoppen der Dampfturbinen eine bestimmte Überhitzung des Dampfes vorgeschrieben? Wenn die Übertemperatur des Dampfes niedrig ist, kann es während des Startvorgangs dazu kommen, dass die Temperaturen in den späteren Stufen auf das Sättigungstemperatur bei diesem Druck sinken – dadurch wird der Dampf zu feuchtem Dampf. Dampf mit Wasser kann den Läufern erheblichen Schaden zufügen, weshalb es während des Startens und Stoppens sicherer ist, die Überhitzung des Dampfs auf 50–100 °C zu halten. 28. Welche Punkte sollten bei einem Warmstart beachtet werden? Bei einem Start im heißen Zustand müssen folgende Punkte berücksichtigt werden: ⑴ Vor dem Start im heißen Zustand muss sichergestellt werden, dass das Drehen des Rades kontinuierlich stattfindet. Der Biegeradius der Hauptwelle darf nicht größer als der ursprüngliche Wert sein; andernfalls darf der Start nicht erfolgen. Das Rad muss weiterhin kontinuierlich gedreht werden, bis die erforderlichen Bedingungen erfüllt sind. Die kontinuierliche Drehung des Rades sollte mindestens 4 Stunden andauern und darf nicht unterbrochen werden. Bei Unterbrechungen muss das Drehen kontinuierlich für 10-mal so lange fortgesetzt werden wie die Dauer der Unterbrechung. ⑵ Zuerst wird Dampf zum Achsverschluss geleitet, anschließend wird Vakuum erzeugt. Die Hochdruck-Dampfdichtventile des Achsdichtungssystems müssen fest geschlossen sein. Für die Versorgung der Achsdichtung sollte Dampf aus einer Quelle mit hohem Druck verwendet werden (vor dem Zuführen des Dampfs an die Achsdichtung muss dieser gründlich entwässert werden). Der Vakuumwert sollte bei 39,997 kPa liegen. Anschließend kann mit dem Anzünden des Kessels begonnen werden. ⑶ Es muss eine bessere Wasserdichtigkeit des Gehäuses und der Rohrleitungen gewährleistet werden, um zu verhindern, dass Kaltwasser oder Kaltdampf in die Zylinder oder Rohrleitungen gelangen und dadurch Schwingungen durch Wasserstöße entstehen. ⑷ Bei niedriger Geschwindigkeit muss die Anlage gründlich überprüft werden. Erst nachdem festgestellt wurde, dass es keine Auffälligkeiten gibt, kann die Geschwindigkeit auf Höchstwert erhöht werden, wobei eine angemessene Last angelegt wird. Während des Beschleunigungsprozesses sollte verhindert werden, dass die Drehzahl zu schnell ansteigt und anschließend wieder abfällt. ⑸ Bei niedrigen Geschwindigkeiten muss die Vibration der Anlage streng überwacht werden. Sollte die Vibration der Lager zu groß werden, muss die Anlage umgehend abgestellt werden. Anschließend sollte das Anlassrad eingesetzt werden, um die Biegung der Welle zu messen. (Falls aus irgendeinem Grund das Drehen des Antriebs nicht möglich ist, darf man nicht gewaltsam versuchen, ihn zu drehen. Zunächst muss der Grund ermittelt werden, und erst nachdem Maßnahmen ergriffen wurden, kann man erneut versuchen, den Antrieb zu drehen.) ⑹ Der Zylinderflanschheizung muss zur richtigen Zeit eingesetzt werden. 29. Warum wird bei einem Start im heißen Zustand zunächst Dampf zum Axialschließdichtung eingespeist und danach das Vakuum erzeugt? Beim Start im heißen Zustand sind die Temperaturen des Rotors sowie des Zylindermetalls hoch. Wenn zuerst das Vakuum erzeugt wird, dringt kalte Luft über den Achsschutz in den Zylinder ein. Da die Kalte Luft nach unten in den Zylinder fließt, sinkt die Temperatur im unteren Teil des Zylinders stark ab. Dadurch entsteht eine größere Temperaturdifferenz zwischen dem oberen und dem unteren Teil des Zylinders. Der Zylinder deformiert sich, es entsteht Reibung zwischen den beweglichen und unbeweglichen Teilen. In schweren Fällen kann dadurch die Drehung des Rades nicht mehr ordnungsgemäß erfolgen – dies führt wiederum dazu, dass die Hauptwelle verbogen wird. Deshalb sollte beim Start im heißen Zustand zunächst Dampf zum Achsschutz geleitet werden, bevor das Vakuum erzeugt wird. 30. Warum darf das Vakuum bei der Warmstartung bei niedriger Geschwindigkeit nicht zu hoch sein? Beim Warmfahren bei niedriger Geschwindigkeit führt ein zu hohes Vakuum sowie ein zu geringer Dampffluss zum unzureichenden Vorheizen der Anlage, wodurch die Warmzeiten sogar länger werden. Außerdem ist es bei Überschreiten der kritischen Drehzahl notwendig, so schnell wie möglich darüber hinauszukommen. Dabei gibt es folgende Methoden: ① Erhöhung des Dampfflusses ； ②Das Vakuum erhöhen. Wenn durch einen plötzlichen Anlauf das Vakuum zu stark ansteigt, verlängert sich die Zeit, bis die kritische Drehzahl überschritten wird. Es ist unsicher und nicht zulässig, dass das Aggregat über einen längeren Zeitraum in der Nähe der kritischen Drehzahl arbeitet. 31. Was bedeutet Zylinderausdehnung? Wie verändert sich die Zylinderausdehnung beim Starten und Stoppen der Anlage? Die absolute Ausdehnung des Zylinders wird als Zylinderausdehnung bezeichnet. Der Startvorgang ist ein Heizvorgang des Dampfkessels der Dampfturbine, des Rotors sowie aller einzelnen Komponenten. Während des Startvorgangs nimmt die Zylinderausdehnung allmählich zu ； Beim Stillstand sinkt die Temperatur des Metalls in allen Teilen der Dampfturbine. Dadurch zieht sich der Zylinder allmählich zusammen, wodurch die Dehnung des Zylinders abnimmt. 32. Was ist Differenzdruck? Was bedeuten die positiven und negativen Werte der Differenzdrücke? Beim Starten oder Stoppen der Dampfturbine dehnen sich sowohl der Zylinder als auch der Rotor durch Wärme aus und ziehen sich bei Kälte zusammen. Aufgrund der Unterschiede in der Masse von Zylinder und Rotor sowie der unterschiedlichen Erwärmungsbedingungen dehnt sich und zieht sich der Rotor schneller zusammen als der Zylinder. Die Differenz zwischen der axialen Ausdehnung des Rotors und des Zylinders wird als Differentialausdehnung bezeichnet. Wenn der Differenzdruck positiv ist, bedeutet das, dass die axiale Ausdehnung des Rotors größer ist als die Ausdehnung des Zylinders ； Wenn die Differenzdruckausdehnung einen negativen Wert aufweist, bedeutet das, dass die axiale Ausdehnung des Rotors geringer ist als die Ausdehnung des Zylinders. Wenn die Dampfturbine gestartet wird, erhitzt sich der Rotor schnell – in der Regel handelt es sich dabei um einen positiven Wert ； Bei Stilllegung der Dampfturbine oder bei Lastabfall kann ein negativer Differenzdruck leicht auftreten. 33. Von welchen Faktoren hängt die Größe der Differenzdrücke ab? Während des Startens, Stoppens und Betriebs der Dampfturbinen hängt die Größe der Differenzdehnung von den folgenden Faktoren ab: (1) Bei dem Starten der Anlage wird die Heizanlage für Zylinder und Flansche nicht richtig eingesetzt – dabei ist die Menge an erhitztem Dampf entweder zu groß oder zu klein. ⑵ Während des Warmfahrens ist die Steigerungsrate zu hoch oder die Warmfahrzeit zu kurz. ⑶ Bei einem normalen Stillstand oder bei einem Stillstand unter Schrägparametern sinkt die Dampftemperatur zu schnell. ⑷ Die Laststeigerungsgeschwindigkeit ist zu hoch. ⑸ Nach dem Entlasten wird zu lange im Leerlauf oder bei niedrigem Lastgrad betrieben. ⑹ Es kommt zu einem Wasserschlag in der Dampfturbine. ⑺ Während des normalen Betriebs ändern sich die Dampfparameter zu schnell. 34. Welche Beziehung besteht zwischen der axialen Verschiebung und der Differenzdehnung? Die Nullpunkte für die axiale Verschiebung und die Temperaturdifferenz befinden sich beide an den Schublagern, und die Methode zur Bestimmung der Nullpunkte ist dieselbe. Wenn sich die axiale Verschiebung ändert, ist zwar der Wert gering, doch die Gesamtverschiebung der großen Achse verändert sich. Wenn die axiale Verschiebung positiv ist, erfolgt eine Richtungsverschiebung des großen axialen Generators; die Differenzdehnung ändert sich in die negative Richtung ； Wenn die axiale Verschiebung in die negative Richtung geht, verschiebt sich der Turbinenrotor in Richtung des Antriebsteils. Dadurch nimmt der Differenzdruck in die positive Richtung zu. Wenn die Parameter der Anlage unverändert bleiben und die Last konstant ist, ändern sich weder die Differenzdehnung noch die axiale Verschiebung. Während des Startens und Stoppendes der Anlage sowie bei Veränderungen der Dampfparameter ändert sich die Differenzdehnung, während sich die axiale Verschiebung nicht ändert. Änderungen der axialen Verschiebung während des Betriebs führen unweigerlich zu Änderungen der Temperaturdifferenz. 35. Unter welchen Umständen nimmt die Differenzdruckentwicklung einen negativen Wert an? Da das Stahlmaterial des Rotors von dem des Zylinders unterschiedlich ist, ist der lineare Ausdehnungskoeffizient des Rotors in der Regel größer als der des Zylinders. Zudem hat der Rotor eine geringere Masse und eine größere Oberfläche, die der Wärme ausgesetzt ist. Daher ist bei normaler Betriebsweise der Unterschied in der Ausdehnung immer positiv. Wenn die Last abnimmt oder der Dampffluss unterbrochen wird, sinken die Temperaturen des Hauptdampfs sowie des Nachwärmedampfs. Dadurch entsteht ein Wasserschlag in der Dampfturbine ； Eine unsachgemäße Nutzung der Dampfheizanlage beim Starten und Stoppen der Anlage kann dazu führen, dass der Differenzdruck einen negativen Wert annimmt. 36. Wie wird bei einem Start des Triebwerks eine große Differenzdruckunterschiede bewältigt? Während des Startvorgangs der Anlage tritt ein zu großer Druckunterschied auf. Der Bediener muss folgende Maßnahmen ergreifen: ⑴ Überprüfen, ob die Temperatur des Hauptdampfs zu hoch ist. In diesem Fall sollte man mit dem Personal, das für den Betrieb des Kessels zuständig ist, in Verbindung treten, um die Temperatur des Hauptdampfs angemessen zu senken. ⑵ Das Triebwerk wird bei konstanter Drehzahl und konstanter Last warmgefahren. ⑶ Erhöhen Sie den Vakuum im Kondensator angemessen, um den Dampffluss zu verringern. ⑷ Erhöhen Sie die Menge an Heißdampf, der in die Zylinder und Flansche gelangt, damit die Zylinder schnell aufgeblasen werden. 37. Wie wird der Differenzausdehnung beim Starten der Dampfturbine kontrolliert? Je nach Zustand der Anlage können folgende Maßnahmen ergriffen werden: ⑴ Auswahl der geeigneten Startparameter. ⑵ Erstellen Sie geeignete Kurven für die Erhöhung der Temperatur und des Drucks. ⑶ Setzen Sie die Zylinder- und Flanschheizungen rechtzeitig in Betrieb, um die Temperaturdifferenz des Metalls der einzelnen Komponenten im vorgeschriebenen Bereich zu halten. ⑷ Steuerung der Beschleunigungsrate und der Zeit zur Warmlaufphase bei konstanter Drehzahl; nach dem Belasten wird die Beschleunigungsrate anhand der Zylinder Temperatur geregelt. ⑸ Stellen Sie beim Warmfahren rechtzeitig das Vakuum ein. ⑹ Die Dampfförderung für den Achsverschluss wird ordnungsgemäß genutzt und rechtzeitig angepasst. 38. Welche Schäden können durch einen zu großen Temperaturunterschied zwischen den oberen und unteren Zylindern der Dampfturbine entstehen? Während des Startens und Stoppens von Hochdruck-Dampfturbinen entsteht leicht eine Temperaturdifferenz zwischen den oberen und unteren Zylindern. Manchmal kann es nach dem Stillstand der Anlage dazu kommen, dass aufgrund des Abblätterns der Isolierschicht der Zylinder eine große Temperaturdifferenz zwischen den oberen und unteren Zylindern entsteht. In schweren Fällen kann diese Differenz sogar etwa 130 °C betragen. In der Regel ist die Temperatur im oberen Zylinder höher als die im unteren Zylinder. Der Temperatur des oberen Zylinders ist hoch, wodurch die thermische Ausdehnung groß ist, während die Temperatur des unteren Zylinders niedrig ist und die thermische Ausdehnung dadurch gering ist. Wenn die Temperaturdifferenz einen bestimmten Wert erreicht, biegt sich der obere Zylinder nach oben. Während sich die Krümmung des oberen Zylinderbodens verändert, verringert sich der radiale Abstand zwischen den beweglichen und unbeweglichen Teilen am unteren Zylinderboden. Dadurch entsteht ein radialer Reibungskraftzwischen den inneren Teilen der Turbine. Dadurch werden die Dichtungen am unteren Teil des Zylinders sowie die Dichtungen im Komplexring beschädigt. Zudem neigen die Trennwände und die Laufräder von ihrer normalen Position ab – also aus der senkrechten Ebene. Dadurch verringert sich der axiale Abstand beim Drehen des Rotors. In Kombination mit anderen Faktoren führt dies oft zu einer axialen Reibung. Reibung verursacht eine Biegung der Hauptwelle und führt zu Vibrationen. Wenn nicht rechtzeitig gehandelt wird, kann es zu dauerhaften Verformungen kommen, wodurch die Anlage stillgelegt werden muss. 39. Warum muss der Temperaturunterschied zwischen den oberen und unteren Zylindern vor dem Starten bei nicht mehr als 50 °C liegen? Beim Starten und Stoppen der Dampfturbine ist die Temperatur in der oberen Hälfte des Zylinders höher als in der unteren Hälfte. Dieser Temperaturunterschied verursacht eine Verformung des Turbinenzylinders. Es kann dazu führen, dass der Zylinder nach oben gebogen wird, wodurch die Läufer und die Umhüllung beschädigt werden. Es wurden Berechnungen zur Biegeung der Zylinder der Dampfturbinen durchgeführt. Bei einem Temperaturunterschied von 100 °C zwischen Ober- und Unterseite des Zylinders beträgt die Biegeung etwa 1 mm. Messungen haben gezeigt, dass dieser Wert ziemlich genau ist. Erfahrungsgemäß beträgt bei einem Temperaturunterschied von 10 °C zwischen Ober- und Unterseite des Zylinders eine Biegung des Zylinders etwa 0,1 mm. Die radiale Spielweite in herkömmlichen Dampfturbinen liegt in der Regel bei 0,5–0,6 mm. Daher verschwindet bei einem Temperaturunterschied zwischen den oberen und unteren Zylindern von mehr als 50 °C im Grunde die radiale Spielweite. Wenn in diesem Zustand gestartet wird, kann es zu Reibungen am radialen Dichtungsring kommen. In schweren Fällen kann dies auch zu einer Abnutzung der Niete des Umhängegurts führen, was wiederum zu größeren Unfällen führt. 40. Wie kann die Temperaturdifferenz zwischen den oberen und unteren Zylindern verringert werden? Um die Temperaturdifferenz zwischen den oberen und unteren Zylindern zu verringern und eine Verformung der Zylinderwände zu vermeiden, sollten folgende Maßnahmen ergriffen werden: ⑴ Die Entwässerungsbedingungen in den Zylindern verbessern, einen geeigneten Durchmesser für die Entwässerungsrohre wählen, um zu verhindern, dass sich Wasser am Boden ansammelt. ⑵ Während des Startens und Stoppens der Anlage müssen die Bediener die verschiedenen Entwässerungstüren richtig und rechtzeitig verwenden. ⑶ Verbessern Sie die Lüftungsschutzbleche der Zylinder bei hohem und mittlerem Druck, verstärken Sie die Wärmedämmung der unteren Zylinder – die Dämmziegel dürfen nicht herunterfallen –, um die Konvektion von Kaltluft zu verringern. ⑷ Der Dampfheizvorrichtung muss richtig verwendet werden. Wenn ein Temperaturunterschied zwischen dem oberen und dem unteren Zylinder über den zulässigen Wert hinausgeht, sollte die Dampfheizvorrichtung eingesetzt werden, um den oberen Zylinder abzukühlen oder den unteren Zylinder zu erhitzen. 41. Was bedeutet elastische Deformation? Was ist plastische Deformation? Wie wird beim Starten der Dampfturbine die Temperaturdifferenz in den verschiedenen Bereichen des Zylinders kontrolliert, um eine Deformation des Zylinders zu vermeiden? Wenn Metallteile einer äußeren Kraft ausgesetzt sind – egal wie gering diese Kraft auch sein mag – entstehen in den Teilen interne Spannungen, wodurch sie verformt werden. Wenn nach Aufhören der äußeren Kräfte das Teil wieder in seine ursprüngliche Form und Größe zurückkehren kann, dann wird diese Deformation als elastische Deformation bezeichnet. Wenn die äußere Kraft auf ein bestimmtes Niveau ansteigt und anschließend wieder nachlässt, können die Metallteile nicht mehr in ihre ursprüngliche Form und Abmessung zurückkehren. Diese Verformung wird als plastische Verformung bezeichnet. Bei Dampfturbinen ist es nicht zulässig, dass die einzelnen Komponenten plastisch verformt werden. Beim Starten der Dampfturbine muss die Temperaturdifferenz zwischen den Innen- und Außenwänden des Zylinders, zwischen den oberen und unteren Zylindern sowie zwischen den Innen- und Außenwänden der Flansche sowie oben, unten, links und rechts stets im vorgeschriebenen Bereich gehalten werden, um unerwünschte Spannungen zu vermeiden. Der spezifische Temperaturunterschied sollte im folgenden Bereich liegen: (1) Der Temperaturunterschied zwischen den Innen- und Außenwänden der Flansche der Hochdruck- und Mitteldruckzylinder darf 80 °C nicht überschreiten. ⑵ Der Temperaturunterschied zwischen den Innen- und Außenzylindern bei hohem und mittlerem Druck (zwischen der Innenwand des Innenzylinders und der Innenwand des Außenzylinders sowie zwischen der Außenwand des Innenzylinders und der Außenwand des Außenzylinders) darf 50–80 °C nicht überschreiten. ⑶ Der Temperaturunterschied zwischen Ober- und Unterteil der Hoch- und Mitteldruckzylinder beträgt nicht mehr als 50 °C; der Temperaturunterschied zwischen Ober- und Unterteil des Außenzylinders beträgt nicht mehr als 80 °C. ⑷ Die Temperaturdifferenz zwischen Bolzen und Flanschzentrum darf 30 °C nicht überschreiten. ⑸ Der Temperaturunterschied zwischen links und rechts sowie oben und unten an den Flanschen der Hoch- und Mitteldruckzylinder darf 30 °C nicht überschreiten. Während des Startvorgangs muss die Temperaturentwicklung an den verschiedenen Messpunkten des Metalls genau überwacht werden. Zudem muss die Menge an Heißdampf entsprechend angepasst werden. Dabei darf die Temperatur des Hauptdampfs sowie des Nachverbrennungsdampfs weder zu hoch noch zu niedrig sein. Nur durch die ordnungsgemäße Durchführung all dieser Maßnahmen kann ein sicheres Starten der Anlage gewährleistet werden – und somit auch die Lebensdauer der Anlage verlängert werden. 42. Warum verbiegt sich der Rotor einer Dampfturbine, wenn es zu Reibung kommt? Aufgrund von Temperaturunterschieden im Metall der Zylinderflansche kommt es zu einer Verformung des Zylinders. Dadurch verschwinden die radialen Bewegungsfugen. Beim Drehen des Rotors entsteht dadurch Reibung an den Enddichtungen sowie an den Trennwanddichtungen, wodurch große Mengen an Wärme erzeugt werden. Die entstehende Wärme führt dazu, dass sich die Temperaturdifferenz auf beiden Seiten der Welle schnell erhöht. Der Anstieg der Temperaturdifferenz verursacht eine Verbiegung des Rotors. So geht es immer wieder hin und her: Je größer die Temperaturdifferenz auf beiden Seiten der Hauptachse ist, desto stärker biegt sich der Rotor. 43. Warum nimmt der Biegeradius des Rotors nach dem Stillstand der Dampfturbine oder vor dem Start im Warmzustand zu, und warum schwankt der Strombedarf zum Drehen des Rotors? Wie soll man damit umgehen? Nach dem Stillstand der Dampfturbinen oder vor dem Start im heißen Zustand wird manchmal ein Anstieg der Biegung des Rotors sowie Schwankungen in der Stromstärke beim Drehen des Rotors festgestellt. Die Ursache dafür ist in der Regel eine Temperaturdifferenz zwischen den oberen und unteren Teilen der Hoch- und Mitteldruckzylinder, die über den zulässigen Wert hinausgeht. Dadurch kommt es zur Verformung der Zylinder sowie zu Reibungen an den Dichtungen, was wiederum zur Biegung der Hauptwelle führt. Wenn festgestellt wird, dass der Biegeradius des Rotors zunimmt und die Stromstärke beim Drehen des Rotors schwankt, sollte zunächst die Ursache untersucht werden. Falls es an einem zu großen Temperaturunterschied zwischen den oberen und unteren Zylindern liegt, müssen zunächst überprüft werden, ob alle Entlüftungsventile der Turbine richtig funktionieren und ob kaltes Wasser oder Dampf in die Zylinder gelangen. Je nach Temperaturunterschied zwischen den oberen und unteren Zylindern kann entweder der untere Zylinder erhitzt oder der obere Zylinder mit Luft gekühlt werden, um den Temperaturunterschied so weit wie möglich zu verringern. Zudem muss der Axialneigungswinkel des Rotors wieder auf seinen ursprünglichen Wert gebracht werden. 44. Warum muss bei einem Start im heißen Zustand die Temperatur des neuen Dampfes um 50–80 °C höher sein als die Temperatur der Zylinder? Beim Warmstart des Triebwerks muss die Temperatur des Neudampfs 50–80 °C höher sein als die Temperatur der Zylinder. Es kann garantiert werden, dass die Temperatur des neuen Dampfs nach der Drosselung durch die Regulierventile, der Abkühlung im Dampflaufrohr sowie der Erweiterung durch die Düsen der Regulierstufen weiterhin mindestens der Metalltemperatur des Zylinders entspricht. Da der Startvorgang des Triebwerks ein Erwärmungsprozess ist, darf die Temperatur des Zylindermetalls nicht sinken. Wenn bei einem Start im heißen Zustand die Temperatur des neuen Dampfs zu niedrig ist, entstehen übermäßige Spannungen im Zylinder sowie in den Flanschen aus Metall. Zudem zieht sich der Rotor aufgrund der plötzlichen Abkühlung stark zusammen. Dadurch wird ein negativer Druckunterschied erzeugt, wodurch die axialen Spielräume zwischen den beweglichen und festen Teilen verschwinden. Dies führt zu Reibungen, die wiederum zu Schäden an der Anlage führen können. 45. Welche Ursachen können es während des Startvorgangs der Dampfturbine geben, dass sich der Zylinder nicht ausdehnen kann? Bei dem Startvorgang können folgende Gründe dafür verantwortlich sein, dass sich der Zylinder nicht ausdehnen kann: (1) Falsche Einstellung der Parameter des Hauptdampfs sowie des Vakuums im Kondensator. ⑵ Fehlerhafte Verwendung oder falsche Bedienung der Heizvorrichtungen für Zylinder und Flanschschrauben. ⑶ Das Schiebeschlitten-System ist verkeilt. ⑷ Schnelle Laststeigerung, unzureichende Warmup-Phase. ⑸ Die Entwässerungstüren des Körpers sowie der damit verbundenen Entlastungsrohre sind nicht geöffnet. 46. Warum werden nach dem Anlaufen der Dampfturbine die Heizvorrichtungen für die Zylinder und Flansche in Betrieb genommen? Bei Anlagen mit hohen Parametern und großer Kapazität beträgt die Dicke der Zylinderwände sowie der Flansche 300–400 mm. Nach dem Anlaufen der Dampfturbine steigt die Temperatur des Metalls, das zuerst mit Dampf in Berührung kommt, schnell an. Der Anstieg der Gesamttemperatur des Metalls erfolgt hingegen hauptsächlich durch Wärmeübertragung. Daher kommt es zu einer ungleichmäßigen Erwärmung innerhalb und außerhalb der Zylinderflansche. Dadurch entstehen große Wärmebelastungen zwischen den oberen und unteren Zylindern sowie an den Innen- und Außenwänden der Zylinderflansche sowie zwischen den Flanschen und den Bolzen. Gleichzeitig dehnen sich die Zylinder und Flansche aus, was wiederum zu Reibungen zwischen beweglichen und unbeweglichen Teilen führt und somit zu Vibrationen der Anlage. In schweren Fällen kommt es zu Schäden an der Ausrüstung. Daher sollten nach dem Anlaufen der Dampfturbine die Heizvorrichtungen für Zylinder und Flansche je nach den konkreten Temperaturen dieser Komponenten in Betrieb genommen werden. 47. Was ist der Zweck des Aufwärmens? Zweck der Erwärmung ist es, die Temperatur des Metalls in allen Teilen der Dampfturbine ausreichend zu erhöhen. Dadurch wird die Temperaturdifferenz zwischen den Innen- und Außenwänden der Zylinderflansche sowie zwischen den Flanschen und den Bolzen verringert. Ebenso wird die Temperaturdifferenz auf der Oberfläche und im Zentrum des Rotors verringert. Dadurch werden die inneren Spannungen im Metall gemindert, wodurch Zylinder, Flansche und Rotor gleichmäßig expandieren können. Die Unterschiede im Druck bleiben dabei im sicheren Bereich – dadurch entstehen keine Reibungen zwischen den beweglichen und festen Teilen der Turbine. Gleichzeitig kann die Geschwindigkeit bei Belastung erhöht werden, wodurch die Zeit, die bis zur Vollbelastung benötigt wird, verkürzt wird. Dadurch wird Energie eingespart. 48. Welche Ursachen führen dazu, dass die Dampftemperatur beim Starten und Beschleunigen der Dampfturbinen ansteigt? Bei dem Start und der Beschleunigung der Dampfturbine steigt die Temperatur des Abgasstroms aus folgenden Gründen an: ⑴ Das Vakuum im Kondensator nimmt ab, Luft wird nicht vollständig entfernt, wodurch Dampf und Luft miteinander vermischt werden. Die schlechte Wärmeleitfähigkeit der Luft führt zu einem erhöhten Abgasdruck sowie zu einer höheren Sättigungstemperatur. ⑵ Eine große Menge an Kondenswasser aus den Hauptdampfleitungen, den Nachverbrennungs-Dampfleitungen sowie dem Zylinderkörper wird in die Ausdehnungskammer geleitet. Der Dampf, der aus dieser Kammer austritt, wird in den Bereich des Kondensators geleitet. Die Temperatur des Kondenswassers und des Dampfs liegt 4–5 Mal höher als die Sättigungstemperatur im Kondensator. ⑶ Während der Warmlaufphase ist der Dampfstrom geringer und die Strömungsgeschwindigkeit langsamer; die durch die Blätter erzeugte Reibungswärme kann nicht rechtzeitig abgeführt werden. 49. Warum ist es bei dem Starten und Stoppen der Dampfturbinen notwendig, die Entwässerung des Turbinenkörpers sowie der Haupt- und Nachheizdampfleitungen zu verstärken? Während des Startvorgangs der Dampfturbinen ist die Temperatur des Metalls in den Zylindern niedrig. Die Temperatur des Hauptdampfs sowie des Nachwärmedampfs, die in die Turbine gelangen, ist zwar bewusst niedrig gewählt, übersteigt aber dennoch deutlich die Temperatur der Innenwände der Zylinder. Der Unterschied zwischen Dampftemperatur und Zylindertemperatur beträgt mehr als 200 °C. In der Anfangsphase der Aufwärmphase kondensiert der Dampf in den Zylindern und gibt dabei Wärme ab. Dadurch entsteht eine große Menge an Kondenswasser. Erst wenn die Temperaturen an den Innenwänden der Zylinder sowie der Dampfleitungen die Sättigungstemperatur bei diesem Druck erreichen, endet der Prozess der Wärmeabgabe durch Kondensation – danach nimmt auch die Menge des entstehenden Kondenswassers ab. Während des Abschaltvorgangs sinken die Dampfparameter allmählich. Insbesondere beim schrittweisen Abschalten enthält der Dampf nach der Arbeitseinwirkung in den ersten Stufen feuchten Dampf. Unter Einwirkung der Zentrifugalkraft wird dieser an die Innenwand des Zylinders geschleudert. Je niedriger die Last ist, desto höher ist der Wassergehalt im Dampf. Außerdem kondensiert nach dem Anhalten der Dampfturbinen durch Abschaltung noch viel überschüssiger Dampf in den Zylindern und Dampfleitungen zu Wasser. Aufgrund des Vorhandenseins von Hydrophoben kommt es zu Wasserzerstörung der Turbinenschaufeln, zu Vibrationen der Anlage, zu Temperaturunterschieden zwischen den oberen und unteren Zylindern sowie zur Korrosion im Inneren der Zylinder. Deshalb muss bei dem Starten oder Stoppen der Turbine die Entwässerung des Turbinenkörpers sowie der Dampfleitungen verstärkt werden. 50. Welche Anforderungen gibt es an die Öltemperatur beim Starten der Dampfturbine oder bei Überschreiten der kritischen Drehzahl? Die Viskosität des Dampfturbinenöls wird stark von der Temperatur beeinflusst. Bei zu niedriger Temperatur ist die Ölschicht dick und instabil, was eine Anziehungskraft auf die Welle ausübt und zu Vibrationen oder sogar zu Schwingungen der Ölschicht führen kann. Doch bei zu hoher Öltemperatur sinkt die Viskosität des Öls stark ab, wodurch die Ölschicht zu dünn wird. Eine zu dünne Ölschicht ist außerdem instabil und leicht zu zerstören. Deshalb gibt es bestimmte Grenzwerte für die Öltemperatur. Zu Beginn des Anlaufs ist die lineare Geschwindigkeit an der Lagerfläche gering und der spezifische Druck zu hoch. Wenn die Viskosität des Turbinenöls zu niedrig ist, kann sich kein stabiler Ölfilm bilden; daher muss die Öltemperatur niedrig sein. Über der kritischen Drehzahl steigt die Drehzahl sehr schnell an. Die Viskosität des Turbinenöls sollte in diesem Fall geringer sein als bei niedrigeren Drehzahlen – das bedeutet, dass eine höhere Öltemperatur erforderlich ist. Bei dem Starten der Turbine sollte die Öltemperatur über 30 °C liegen; über der kritischen Drehzahl beträgt die Öltemperatur 38–45 °C. 51. Was ist bei der Überschreitung der kritischen Drehzahl zu beachten? Bei Überschreiten der kritischen Drehzahl sollten folgende Punkte berücksichtigt werden: ⑴ Bei Überschreiten der kritischen Drehzahl sollte man diese in der Regel schnell und gleichmäßig überschreiten. Es darf jedoch nicht versucht werden, die kritische Drehzahl mit hoher Geschwindigkeit zu überschreiten, um negative Folgen zu vermeiden. Laut den Vorschriften beträgt die Zunahme der Drehzahl bei Überschreiten der kritischen Drehzahl etwa 500 Umdrehungen pro Minute. ⑵ Während des Übergangs zur kritischen Drehzahl sollte man auf die Vibrationen sowie die Drehzahl achten, um die Art der Vibrationen zu bestimmen und Fehleinschätzungen zu vermeiden. ⑶ Das Vibrationssound sollte normal sein. Sollten die Vibrationen außergewöhnlich stark sein oder es sollten Geräusche durch Stöße und Reibung zu vernehmen sein, muss der Motor umgehend abgestellt werden. Erst nachdem die Ursache festgestellt wurde und sichergestellt ist, dass keine Störungen mehr vorliegen, kann der Motor wieder gestartet werden. Nach Erreichen der kritischen Drehzahl sollte die Geschwindigkeit des Motors kontrolliert werden. 52. Welche Ursachen führen zu zu hohen positiven und negativen Differenzdrücken in der Dampfturbine? Ursachen für einen hohen positiven Differenzdruck in der Dampfturbine: ⑴ Unzureichende Zeit zum Warmfahren beim Starten, zu schnelles Erhöhen der Drehzahl oder der Belastung. ⑵ Zu niedrige Temperatur oder zu geringer Durchfluss im Zylinderzwischenraum sowie in der Flanschheizung führen zu unzureichender Erwärmung. ⑶ Die Dampftemperatur steigt an. ⑷ Die Temperatur der Dampfförderung zum Achsschloss steigt an, oder die Menge des zur Dampfförderung verwendeten Dampfs ist zu hoch. ⑸ Der Vakuumgrad nimmt ab, wodurch der Dampfstrom in die Dampfturbine zunimmt. ⑹ Drehzahländerung. ⑺ Durch die Erhöhung der Ventilöffnung nimmt die Drosselwirkung ab. ⑻ Das Schiebesystem oder die Lagerplatten sind verklebt, wodurch der Zylinder sich nicht ausdehnen kann. ⑼ Die Öltemperatur der Lager ist zu hoch. . ⑽ Die nicht arbeitenden Flächen der Schublagern werden stärker belastet und abgenutzt, wodurch sich der Rotor in Richtung Maschenspitze bewegt. ⑾ Die Isolierung der Zylinder ist abgefallen oder es weht kalte Luft hindurch. ⑿ Veränderungen in der Differenzdehnung der anderen zugehörigen Zylinder eines Mehrzylindermotors führen zu Veränderungen in der Differenzdehnung dieses Zylinders. ⒀ Kalter Dampf oder kaltes Wasser fließt in die Zwischenschicht des doppelwandigen Zylinders. ⒁ Der Nullpunkt des Differenzdruckanzeigers ist ungenau oder wird durch Schwankungen der Frequenz und Spannung beeinflusst. Ursachen für einen hohen negativen Ausdehnungswert: ⑴ Zu schnelles Abfallen der Last oder plötzliches Entlasten. ⑵ Die Temperatur des Dampfes sinkt rapide. ⑶ Wasserschlag. ⑷ Die Dampftemperatur des Achsverschlusses sinkt. ⑸ Übermäßige Erwärmung des Zylinderzwischenraums sowie der Flanschheizvorrichtung. ⑹ Die Dampftemperatur ist niedriger als die Metalltemperatur. ⑺ Die axiale Verschiebung ändert sich in einen negativen Wert. ⑻ Die Temperatur des Lageröls sinkt. ⑼ In die Zwischenschicht des doppelwandigen Zylinders strömt Dampf bei hoher Temperatur (Dampfdurchsickern durch den Einfüllstutzen). ⑽ Veränderungen der Zylinderdehnung bei Mehrzylindermaschinen. ⑾ Die Nullposition des Differenzdruckmessers ist ungenau oder wird durch Schwankungen der Frequenz und Spannung beeinflusst. 53. Warum ist es verboten, eine Dampfturbinenrolle in Betrieb zu nehmen, wenn ihre Biegung über den zulässigen Wert hinausgeht? Im Allgemeinen werden die meisten Dampfturbinen indirekt über die Überwachung der Veränderungen in der Schwingung des Rotors daraufhin überprüft, wie stark die elastische Biegung des Rotors ist. Wenn die Schwankung des Rotors erheblich über dem ursprünglichen Wert liegt, deutet das darauf hin, dass die elastische Biegung des Rotors bereits ziemlich groß ist. In diesem Fall ist auch die Deformation des Zylinders sicherlich groß. Die radialen Abstände zwischen den beweglichen und festen Teilen der Dampfturbine können dabei verschwinden. Wenn die Dampfturbine unter Zwang gestartet wird, kommt es zu Reibungen zwischen der gebogenen Stelle des Rotors und den Dichtungen. Diese Reibungen führen nicht nur zur Abnutzung der Dichtungen, sondern verursachen auch hohe Temperaturen in der gebogenen Stelle des Rotors. Die hohen Temperaturen wiederum verstärken die Biegung des Rotors und tragen so zur weiteren Verschlechterung der Situation bei. Dieser Teufelskreis kann dazu führen, dass der Rotor dauerhaft gebogen bleibt. Deshalb ist ein Start der Dampfturbine untersagt, wenn die Biegung des Rotors den zulässigen Wert überschreitet. 54. Warum darf ein Regelungssystem keine Anlage mit Dampfturbinen im Leerlaufbetrieb zum Starten zulassen? Dass die Dampfturbinen nicht im Leerlauf betrieben werden können, deutet auf ernsthafte Mängel im Regelsystem hin. Bei einem erzwungenen Start werden sowohl der Anschluss an das Stromnetz als auch der Abtrennung vom Netz schwierig. Selbst wenn ein Anschluss an das Netz möglich ist, ist es nicht möglich, die Last frei auf Null zu senken. Zudem kommt es nach einem plötzlichen Entlasten der Turbine zu einer erheblichen Überdrehzahl. Abschaltung der Dampfturbinen 1. Wie viele Arten gibt es, eine Turbine abzuschalten? Wie wählt man die verschiedenen Arten des Stilllegens aus? Es gibt den normalen Stillstand der Dampfturbinen sowie einen Stopp aufgrund von Fehlern. Eine sogenannte normale Stilllegung bezeichnet eine geplante Stilllegung. Ein Notstopp bezeichnet den Fall, in dem bei einem Dampfturbinen-Generator eine Störung auftritt, wodurch die Schutzvorrichtungen aktiviert werden oder ein manueller Stopp erfolgt, um zu verhindern, dass der Generator beschädigt wird oder um den Schaden zu verringern. Störungsbedingte Stillstände werden wiederum in Notstopp- und allgemeine Störungsstillstände unterteilt. Bei einem normalen Stillstand wird je nach Dampfparametern während des Stillstands zwischen einem Stillstand bei schrägen Parametern und einem Stillstand bei Nennparametern unterschieden. Die Art der Abschaltung hängt vom Zweck der Abschaltung und vom Zustand der Anlage ab. Bei einem normalen Stillstand, der zum Zweck der Wartung erfolgt, sollte die Anlage so schnell wie möglich abgekühlt werden, damit mit den Wartungsarbeiten möglichst bald begonnen werden kann. Dazu sollte idealerweise ein Stillstand unter reduzierten Parametern verwendet werden – und zwar über einen möglichst langen Zeitraum, wobei die Parameter weiter gesenkt werden sollten. 2. Was bedeutet ein Stillstand mit gleitenden Parametern? Die Dampfturbine startet bei den Nennwerten und der Nennlast, wobei die Regulierventile für Hoch- und Mitteldruck vollständig geöffnet werden. Gleichzeitig ändert der Kessel die Brennbedingungen, wodurch die Dampfparameter allmählich gesenkt werden und dadurch auch die Last der Dampfturbine allmählich abnimmt. Gleichzeitig wird eine Heizanlage für die Zylinderflansche in Betrieb genommen, wodurch die Temperatur der Zylinderflansche allmählich sinkt. Wenn die Parameter des Hauptdampfs auf einen bestimmten Wert gesunken sind, wird der Generator abgeschaltet. Dieser Vorgang wird als schrittweiser Abschaltvorgang bezeichnet. 3. Welche Aspekte sind bei einem Stillstand mit Gleitparameter zu berücksichtigen? Bei einem Stillstand unter Verwendung von Gleitparametern sind folgende Punkte zu berücksichtigen: ⑴ Beim Stillstand unter Verwendung von Gleitparametern gibt es bestimmte Vorgaben bezüglich des Abfalls des Drucks des neuen Dampfs. In der Regel beträgt die durchschnittliche Druckabnahme bei Hochdruckkraftwerken 0,02–0,03 MPa/min, während die durchschnittliche Temperaturabnahme 1,2–1,5 °C/min beträgt. Bei höheren Parametern können die Geschwindigkeit der Abkühlung und des Druckabfalls etwas schneller sein ； Bei niedrigeren Parametern können die Geschwindigkeit der Abkühlung und des Druckabfalls etwas langsamer sein. ⑵ Während des Schleppbetriebs sollte die Temperatur des neuen Dampfs eine Übertemperatur von 50 °C aufweisen, um sicherzustellen, dass der Dampf keine Feuchtigkeit enthält. ⑶ Wenn die Temperatur des neuen Dampfs unter der Temperatur der Innenwand der Flansche liegt, kann eine Heizanlage für die Flansche eingesetzt werden. ⑷ Während des Schleppbetriebs dürfen keine Überdrehungstests der Dampfturbine durchgeführt werden. ⑸ Hochebenen- und Niederebenenheizer sollten bei einem schrittweisen Stillstand schrittweise abgeschaltet werden. 4. Warum ist während des Schleppbetriebs ein Drehzahltest der Turbine nicht zulässig? Es ist äußerst gefährlich, Überlastungsprüfungen bei sehr niedrigen Dampfparametern durchzuführen. Im Allgemeinen sind die Dampfparameter vor dem Hauptdampftor bereits sehr niedrig, wenn der Generator abgeschaltet wird. Um einen Überlastungstest durchzuführen, muss das Regulierdampftor verengt werden, um den Druck vor diesem Tor zu erhöhen. Wenn der Druck ansteigt, sinkt die Überschusstemperatur des Dampfes. Dadurch kann die Temperatur des neuen Dampfes unter die Sättigungstemperatur bei diesem Druck fallen. Infolgedessen kann der Dampf Wasser enthalten, was zu einem Wasserschlag in der Dampfturbine führen kann. Deshalb ist es vorgeschrieben, während eines schrittweisen Abschaltvorgangs großer Anlagen keine Überlastungsprüfungen durchzuführen. 5. Was ist eine „Trägheitskurve“? Was ist der Zweck, es zu zeichnen? Die Zeit vom Schließen der automatischen Hauptventile und Regulierventile nach dem Trennen des Generators bis zum vollständigen Stillstand des Rotors wird als Rotordämpfzeit bezeichnet. Die Kurve, die die Beziehung zwischen der Rotordämpfzeit und dem Abfall der Drehzahl darstellt, wird als Rotordämpfkurve bezeichnet. Nachdem die neue Anlage eine Weile im Betrieb war und alle Komponenten ordnungsgemäß funktionierten, konnte während der Stillstandszeiten die Trägheitskurve des Rotors ermittelt werden. Diese Kurve dient anschließend als Standard für die Trägheitskurve dieser Anlage. Bei der Erstellung dieser Kurve muss das Vakuum im Kondensator kontrolliert werden, sodass es in einem bestimmten Tempo abnimmt. Bei jedem weiteren Stillstand sollten die Werte unter denselben Bedingungen aufgezeichnet werden, damit die Trägheitskurve erstellt werden kann – dies erleichtert die Vergleichsanalyse von Problemen. Wenn die Stillstandszeit stark abnimmt, könnte dies auf einen Verschleiß der Lager oder eine Reibung zwischen den rotierenden und stationären Teilen der Dampfturbine hindeuten ； Wenn die Zeit des Träglaufs erheblich zunimmt, deutet das darauf hin, dass die Ventile in den Leitungen für Dampf oder Nachheizdampf sowie die Entlastungsventile nicht richtig funktionieren. Dadurch kann Dampf unter Druck in die Zylinder gelangen. Wenn die Hauptschmierölpumpe zu früh startet und das Vakuum im Kondensator hoch ist, verlängert sich auch die Stillstandszeit. 6. Warum muss beim Stilllegen des Systems gewartet werden, bis das Vakuum auf Null fällt, bevor der Dampffluss zum Achsverschluss unterbrochen werden kann? Wenn die Dampfzufuhr zum Wellendichtungssystem eingestellt wird, bevor das Vakuum auf Null gesunken ist, gelangt kalte Luft vom Wellenende in den Zylinder. Dadurch kühlen der Rotor und der Zylinder lokal ab. In schweren Fällen kann dies zu Reibung an der Wellendichtung oder zu einer Verformung des Zylinders führen. Deswegen ist vorgeschrieben, dass die Dampfzufuhr erst dann gestoppt werden darf, wenn das Vakuum auf Null gesunken ist. 7. Warum wird vorgeschrieben, den Vakuumwert nach dem Anhalten des Antriebs zu senken, sodass das Vakuum beim Stillstand des Rotors auf Null fällt? Während des Stillstands der Dampfturbine sollte die beste Methode zur Aufrechterhaltung des Vakuums darin bestehen, das Vakuum schrittweise zu verringern und dabei sicherzustellen, dass der Rotor möglichst zum Stillstand kommt, bis das Vakuum auf Null sinkt. Das liegt daran, dass: ⑴ die Zeit des Stillstands im Leerlauf mit der Dauer der Vakuumhaltung zusammenhängt. Bei jedem Stillstand wird das Vakuum in einem bestimmten Tempo verringert, damit die Leerlaufkurven miteinander verglichen werden können. ⑵ Wenn während des Leerlaufs der Vakuumwert zu langsam abnimmt, verweilt die Anlage länger bei der kritischen Drehzahl, was der Sicherheit der Anlage abträglich ist. ⑶ Fällt das Vakuum in der Anfangsphase des Auslaufens zu schnell ab, so sinkt es bereits bei noch vorhandener Drehzahl auf Null. Die durch die Gebläseverluste an den langen Schaufeln der letzten Stufen entstehende Wärme führt dazu, dass die Abdampftemperatur ansteigt. Dies erschwert außerdem das Ablaufen von Wasser im Inneren des Zylinders und begünstigt eine Korrosion des Turbinenmetalls nach dem Stillstand. ⑷ Wenn der Rotor bereits zum Stillstand gekommen ist und es weiterhin ein hohes Vakuum gibt, kann die Zufuhr von Dampf zum Achsschloss nicht eingestellt werden. Dadurch entsteht eine größere Temperaturdifferenz zwischen den oberen und unteren Zylindern, was wiederum zu einer ungleichmäßigen Deformation des Rotors sowie zu thermischer Verformung führt. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es beim Abschalten am besten ist, die Drehzahl auf Null und das Vakuum auf Null zu reduzieren. In der Praxis erfolgt die Regelung mittels einer Vakuum-Entlastungsklappe. 8. Warum muss während des Drehens der Dampfturbinen der Schaltkreis für die Ölpumpe aktiviert werden? Obwohl das Drehvorrichtungssystem der Dampfturbinen über Schutzmechanismen verfügt, schaltet diese bei einem zu niedrigen Öldruck ab, um die Lager der Turbinenachsen zu schützen. Doch dieser Schutzmechanismus kann manchmal versagen. Wenn die Ölpumpe nicht mehr funktioniert oder ausfällt, kann es zu einer trockenen Reibung der Turbinenlager kommen, was zu deren Beschädigung führt. Nach Aktivierung der Steuerung der Ölpumpe kann im Falle eines Defekts der Wechselstrom-Ölpumpe die Gleichstrom-Ölpumpe automatisch gestartet werden, um Schäden an den Lagersteinen zu vermeiden. 9. Welche Aspekte müssen bei der Drehung des Antriebsrads berücksichtigt werden? Während des Drehvorgangs müssen folgende Punkte berücksichtigt werden: ⑴ Überwachen Sie, ob der Strom des Drehmotors normal ist und ob die Anzeige des Strommessers schwankt. ⑵ Überprüfen Sie regelmäßig, ob sich die Werte zur Rotationsverformung ändern. ⑶ Regelmäßig prüfen, ob es im Inneren der Zylinder sowie an den Hoch- und Niedrigdruckdichtungen Reibegeräusche gibt. ⑷ Überprüfen Sie regelmäßig den Betriebszustand der Schmierölpumpe. 10. Warum muss die Ölpumpe nach dem Stillstand des Anlagenteils noch eine Weile weiterlaufen? Der Hauptzweck des kontinuierlichen Betriebs der Schmierölpumpe besteht darin, die Wälzlager und Lagerflächen zu kühlen. Auch nach dem Stillstand bleibt die Temperatur des Rotormetalls noch sehr hoch; dabei erfolgt die Wärmeübertragung in Richtung der Wälzlager. Wenn es nicht genügend Schmieröl gibt, um die Rotorellbogen zu kühlen, steigt die Temperatur der Lager. In schweren Fällen kann dadurch das Lagermaterial schmelzen und das Lager wird beschädigt ； Eine zu hohe Temperatur des Lagers kann außerdem dazu führen, dass das übrige Öl im Lager stark oxidiert – es kann sogar zu Rauchentwicklung und Brand kommen. Während der Betriebszeit der Niederdruckölpumpe muss auch der Kühler weiterhin in Betrieb sein, um zu gewährleisten, dass die Temperatur des Schmieröls nicht über 40 °C steigt. Nach dem Stillstand der Hochdruck-Dampfturbinen muss die Schmierölpumpe mindestens 8 Stunden lang weiterlaufen. Natürlich muss jede Anlage je nach Situation individuell festgelegt werden. 9. Welche Wartungsarbeiten müssen nach dem Stillstand durchgeführt werden? Die Wartungsarbeiten nach dem Stillstand sind äußerst wichtig. Neben der Überwachung des Betriebs des Drehvorrichtungsmechanismus müssen nach dem Stillstand auch folgende Arbeiten durchgeführt werden: (1) Die Verbindungen zur Wasserdampfquelle, die mit den Zylindern verbunden sind, müssen sorgfältig abgeschnitten werden, um zu verhindern, dass Wasser und Dampf in die Zylinder gelangen. Andernfalls kann es zu einer Erhöhung der Temperaturdifferenz zwischen den oberen und unteren Zylindern kommen – was sogar zum Schaden der Anlage führen kann. ⑵ Die Dampftemperatur im Niederdruckzylinder sowie der Wasserspiegel im Kondensator und im Heizer müssen ständig überwacht werden. Ein voller Wasserspiegel ist strengstens verboten. ⑶ Achten Sie auf das Kühlmittel des Dichtungsstützsystems des Generatorenrotors, um einen Ausfall des Kühlmittels zu verhindern und ein Verbrennen der Dichtung zu vermeiden. ⑷ Nach dem Entlasten des Kessels sollten alle Entwässerungstüren sowie die Entlüftungsventile der Anlage geöffnet werden ； Im Winter müssen Vorkehrungen gegen Frost getroffen werden; es darf sich kein Wasser in den Geräten und Rohrleitungen ansammeln. 10. Wo liegt die maximale Biegung des Rotors nach dem Stillstand der Dampfturbine? In welchem Zeitraum ist das Starten am gefährlichsten? Nach dem Stillstand der Dampfturbine kann es vorkommen, dass die Wälzmaschine aus irgendeinem Grund nicht in Betrieb genommen werden kann. Aufgrund von Temperaturunterschieden zwischen Ober- und Unterseite des Zylinders oder aus anderen Gründen wird der Rotor allmählich gebogen. Die stärkste Biegung tritt in der Regel in der Nähe der Regelstufe auf. Der maximale Biegeradius liegt in der Regel 2 bis 10 Stunden nach dem Stillstand. Deshalb ist es in dieser Zeit am gefährlichsten, die Turbine wieder in Betrieb zu nehmen. 11. Warum sinkt die Last nicht auf Null, sodass der Generator abgeschaltet werden kann? Während des Stillstands kann die Last nicht auf Null gesenkt werden – meistens liegt das an ungenügend geschlossenen Regulierventilen oder an Verklemmungen, oder an einem defekten Rückflussventil, das nicht richtig schließt. Zudem kann es dazu kommen, dass große Mengen an Dampf aus dem Heizsystem in den Systemkreislauf gelangen. Wenn der Generator zu diesem Zeitpunkt vom Netz getrennt wird, kommt es zu einem Überdrehvorgang. Daher muss zunächst versucht werden, den Fehler zu beseitigen, indem beispielsweise die automatische Hauptdampftür sowie die elektrischen Trenntüren verwendet werden, um die Last auf Null zu senken, bevor der Generator abgeschaltet wird. 12. Warum ist es beim Stilllegen mit Schiebeparameter am besten, zunächst die Dampftemperatur und anschließend den Dampfdruck zu senken? Da beim normalen Betrieb der Dampfturbinen die Überhitzung des Hauptdampfs recht hoch ist, ist es bei einem schrittweisen Stilllegungsverfahren am besten, den Dampfdruck konstant zu halten und stattdessen die Dampftemperatur entsprechend zu senken. Dadurch wird die Überhitzung des Hauptdampfs verringert. Dies fördert die Kühlung der Zylinder – dadurch bleibt die Temperatur der Zylinder nach der Stilllegung niedriger, was wiederum die Zeit zum Drehen der Räder verkürzt. 13. Welche Anforderungen gelten für das Schmierölsystem des wassergekühlten Generators im Zustand der Drehung nach dem Stillstand? Das Ölschmiersystem der wassergekühlten Generatoren muss bei Drehen des Generators oder wenn dieser stillsteht und dennoch innerlich unter Druck steht, weiterhin in einem normalen Betriebszustand bleiben. Da das Dichtölsystem mit dem Schmierölsystem verbunden ist, kann das wasserstoffhaltige Dichtöl über die verbundenen Leitungen in den Hauptöltank gelangen. Der Wasserstoff im Öl wird anschließend im Hauptöltank abgetrennt. Wenn Wasserstoff im Haupttank ansammelt, besteht die Gefahr eines Wasserstoffexplosions sowie eines Brandes im Haupttank. Deshalb müssen auch die Lüftungsgeräte und Wasserstoffentlüftungsgeräte, die im Ölsystem sowie im Haupttanksystem verwendet werden, ständig in Betrieb bleiben.