Probleme bei der Vortemperierung der Dampfturbinen

Bei Kondensationsanlagen kann eine zu lange Aufwärmzeit zu einer zu hohen Abgastemperatur führen, wodurch sich der hintere Zylinder leicht verformen kann

Zu langer Warmup-Zeit bei niedriger Geschwindigkeit beeinträchtigt die Trockenluftdichtung sowie die Lager

Mein Gerät sagt dasselbe wie die im 2. und 3. Stock.

Dieser Beitrag wurde zuletzt von gjn1970 am 18.10.2016 um 10:58 bearbeitet. Die Aufwärmung der Dampfturbinen ist insbesondere bei kalt startenden Turbinen notwendig – bei kaltem Start besteht also das Problem der Aufwärmung. Bei warmem oder sehr warmem Start ist hingegen keine Aufwärmung erforderlich. Stattdessen sollte die Drehzahl so schnell und gleichmäßig wie möglich erhöht werden, damit die Turbine in Betrieb genommen und mit Last belastet werden kann. Andernfalls erleiden Zylinder und Rotor starke Wärmebelastungen; in schweren Fällen entstehen Risse, was die Lebensdauer der Turbine verkürzt. Bei Kaltdampfturbinen besteht das Hauptziel der Vorwärmung darin, die Temperaturen des Metalls in allen Teilen der Turbine ausreichend anzuheben. Dadurch werden die Temperaturunterschiede zwischen den Innen- und Außenwänden der Zylinderflansche sowie zwischen den Flanschen und den Bolzen verringert. Ebenso werden die Temperaturunterschiede auf der Oberfläche und im Zentrum des Rotors verringert. Dadurch werden die inneren Spannungen im Metall gemindert. Die Zylinder, Flansche und Rotor können somit gleichmäßig expandieren, wodurch die Unterschiede in der Ausdehnung im sicheren Bereich bleiben. Dadurch wird verhindert, dass die inneren Freiräume der Turbine verschwinden und es zu Reibungen kommt. Gleichzeitig kann die Drehzahl bei Belastung erhöht werden, wodurch die Zeit bis zur Vollbelastung verkürzt wird. Auf diese Weise kann Energie eingespart werden. Aber die Dauer ist zu lang: 1) Bei der Erwärmung bei niedriger bis mittlerer Geschwindigkeit verschwindet der Druckunterschied bereits nach der vorgeschriebenen Zeit. Es ist daher nicht notwendig, weiter mit der Erwärmung fortzufahren – sonst wird viel Dampfenergie verschwendet. Zudem kann dies zu einem Verlust des Arbeitsmittels in den Maschinen mit Rückdruck führen ； 2) Bei der Hochgeschwindigkeitsaufwärmung ist die Aufwärmzeit zu lang. Aufgrund der hohen Drehzahl entstehen durch Reibungsverluste immer mehr Wärme – diese kann vom Dampf nicht abgeführt werden (weil der Dampffluss zu gering ist). Dadurch steigt die Temperatur des Abgasstroms weiter an. Dieses Problem tritt sowohl bei Maschinen mit Rückdruck als auch bei Kondensationsmaschinen auf. In schweren Fällen kann dies dazu führen, dass sich der Abgastank verformt – dadurch ändert sich auch die Höhe der Lager, was wiederum zu unzulässigen Vibrationen führt. Daher müssen bei Kaltmaschinen die Aufwärmzeiten bei niedriger, mittlerer und hoher Drehzahl strikt nach den in den Betriebsanleitungen vorgeschriebenen Zeiten erfolgen.

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Während des Aufwärmvorgangs muss der Rotor gedreht werden. Wenn dieser Vorgang zu lange andauert oder die Lager nicht gut geschmiert sind, kann das bei einem schweren Rotor zu einer Abnutzung der Lager führen

Wie wird das Deformationsmechanismus abgeleitet?

Bei normaler Betriebsweise liegt die Temperatur des Abgasstroms in Kondensationskraftwerken bei etwa 60 Grad. Wenn das Kraftwerk über einen längeren Zeitraum warmgehalten wird, wird die Wärme des Dampfs nicht zur Erzeugung von Leistung genutzt, sondern direkt in den Kondensator abgeleitet. Dadurch steigt die Temperatur des Abgasstroms kontinuierlich an. Zu hohe Temperaturen können dazu führen, dass sich der Abgastank verformt – dadurch ändert sich auch die Position der Lager auf der Abgasseite. Dies stellt eine erhebliche Gefahr für den gesamten Betrieb des Kraftwerks dar.

Doch wenn die Abgastemperatur ansteigt, wird das System mit der letzten Sprühstufe zur Kühlung aktiviert; in der Regel überschreitet die Temperatur dabei nicht 100 Grad. Ein Temperaturunterschied von 40 Grad sollte einen nur geringen Einfluss auf den Lagermittelpunkt des Niedertemperaturzylinders haben