Самые важные этапы запуска и остановки турбины — вам необходимо знать эти практические аспекты

Thread Content

Самые важные этапы пуска и остановки паровой турбины – вам необходимо ознакомиться с этим практическим опытом. 10 октября 2016 г. Пуск паровой турбины. 1. Почему пуск считается самым важным этапом в работе оборудования паровой турбины? В процессе запуска турбины наблюдаются большие различия температур между отдельными её компонентами, а также значительные тепловые напряжения и тепловые деформации. Большинство аварий с турбинами происходит в момент запуска. Неправильные условия прогрева оборудования, ошибки персонала, находящегося на дежурстве, а также недостатки в самой конструкции оборудования могут привести к авариям. Даже если в тот момент прямой инцидент не происходит, последствия этого могут негативно сказаться на дальнейшей работе оборудования. Практика эксплуатации современных паровых турбин показывает, что появление трещин в цилиндрах, корпусах клапанов и трубопроводах, изгиб ротора и цилиндра турбины, деформация соединительных поверхностей фланцев цилиндра, ослабление элементов крепления, изменение состояния металлических конструкций, увеличение износа подшипников, а также другие аномалии, выявившиеся на начальном этапе эксплуатации, являются прямым следствием низкого качества пуска. 2. Каковы основные изменения, связанные с механическим состоянием турбины, на этапах её разгона и работы под нагрузкой? Основные изменения в механическом состоянии турбины на этапах увеличения её скорости вращения и работы под нагрузкой связаны с: ⑴ действием внутреннего давления, которое вызывает напряжения в трубопроводах, цилиндрах и корпусах клапанов. ⑵ На радиальных лопастях, корпусе ротора, подвижных лопастях, втулках вала и других вращающихся деталях возникают центробежные напряжения. ⑶ В перегородках, рабочих колесах, статорных и роторных лопатках возникают изгибающие напряжения. ⑷ При передаче крутящего момента на ротор генератора на валу паровой турбины возникают касательные напряжения. ⑸ Из-за вибрации на рабочих лопастях турбины, роторе и других её компонентах возникают периодические напряжения. ⑹ Появляется осевая нагрузка, действующая на толкательные подшипники. ⑺ Тепловое расширение, тепловая деформация и тепловые напряжения, вызванные повышением температуры отдельных компонентов. 3. На сколько разных по характеру этапов можно разделить процедуру запуска турбины? Процесс пуска паровой турбины можно разделить на следующие три этапа: ⑴ Этап подготовки к пуску. ⑵ Этап пробного запуска и достижения номинальной скорости вращения. ⑶ Этап подключения генератора к сети и работа турбины при нагрузке. 4. Какие существуют способы запуска турбины? Процесс запуска турбины — это процесс ускорения ротора из состояния покоя или вращения с помощью привода до номинальной скорости, а затем его ввода в рабочее состояние при нагрузке. В зависимости от типа турбины и конкретных условий существуют различные способы её запуска. По параметрам нового пара в процессе запуска: запуск при номинальных параметрах и запуск с пониженными параметрами. По уровню температуры цилиндров перед запуском: запуск в холодном состоянии и запуск в горячем состоянии. По способу подачи пара при пуске: пуск с подачей пара в высоко- и среднедавочные цилиндры и пуск с подачей пара только в среднедавочный цилиндр. По типам клапанов, используемых для регулирования скорости вращения по импульсному принципу: пуск с помощью регулирующего парового клапана, автоматический пуск с помощью главного парового клапана, пуск с помощью электрического главного затвора и пуск с помощью байпасного клапана общего парового клапана. 5. Какие необходимые условия должны соблюдаться при пуске турбины с изменяющимися параметрами? Для запуска турбины с учетом изменяющихся параметров необходимы следующие условия: ⑴ В случае установок без регенерации должна быть предусмотрена система слива воды из конденсатора; диаметр труб для слива воды должен быть достаточно большим, чтобы пар, образующийся в котле с момента зажигания до начала работы турбины, мог напрямую попадать в конденсатор. ⑵ Диаметр трубопроводов, связанных с системой нагрева цилиндров и болтов фланцев, должен быть увеличен соответствующим образом для обеспечения нагрева фланцев, болтов и самого цилиндра. ⑶ У агрегатов с пуском с скользящими параметрами необходимо обеспечить дополнительный источник пара для подачи пара в уплотнительные узлы вала, для работы паровых экстракторов, а также для нагрева пара в деаэраторе. 6. Каковы преимущества и недостатки пуска с плавным изменением параметров? Пуск с плавным изменением параметров имеет следующие преимущества и недостатки: (1) Пуск с плавным изменением параметров позволяет синхронизировать запуск паровой турбины и котла, благодаря чему **сокращается время пуска. ⑵ При запуске с скользящими параметрами процесс нагрева металла происходит при низких параметрах, причем для резкого запуска двигателя и увеличения его скорости используется подача пара по всей периметру. Благодаря этому нагрев происходит более равномерно, а скорость повышения температуры металла также легче контролировать. ⑶ Запуск с скользящими параметрами также позволяет снизить потери пара и воды, а также потери тепловой энергии. Недостатки заключаются в следующем: для контроля нагрева металлических элементов турбины используется изменение параметров основного пара; при ручном управлении программу запуска трудно отрегулировать, и при неправильных действиях может возникнуть большая скорость изменения параметров. По сравнению преимущества запуска с плавающими параметрами превышают недостатки, поэтому в настоящее время метод запуска с плавающими параметрами широко используется в крупных энергетических установках с одной схемой. 7. Что такое запуск с использованием метода холодных скользящих параметров и метода вакуума? ⑴ Запуск посредством давления. При запуске с помощью метода давления перед главным паровым клапаном должно быть определенное давление пара; с помощью регулирующего клапана контролируется расход пара для приведения ротора в движение и постепенного нагрева агрегата. Температура нового пара должна быть на 50–80°C выше температуры металла цилиндров в зоне регулировки; кроме того, необходимо обеспечить перегрев в размере 50°C. Это позволяет избежать чрезмерных тепловых напряжений, а также предотвратить ударные нагрузки от воды. ⑵ Запуск в вакууме. При запуске с использованием вакуумного метода, до зажигания котла, все клапаны между котловым баком и турбиной открываются, и вакуум начинает создаваться при вращении ротора турбины. Необходимо сделать так, чтобы новые трубопроводы для пара в турбине, котел и перегреватель находились в состоянии вакуума. Затем следует дать сигнал к запуску котла. Давление и температура в котле постепенно повышаются. Когда параметры пара ещё низки, ротор турбины начинает вращаться. После этого ускорение вращения турбины и увеличение нагрузки происходят за счёт постепенного повышения давления и температуры пара в котле. Недостатком запуска с использованием вакуумного метода является то, что при неправильном управлении котлом может произойти накопление воды в нагревателях котла, а также попадание воды из трубопроводов нового пара в турбину, что приводит к повреждению оборудования. Кроме того, создание вакуума затруднено, а скорость вращения турбины сложно контролировать, поэтому метод пуска с использованием вакуума применяется редко. 9. Чего следует особенно учитывать при запуске с использованием параметра скольжения? При запуске с использованием скользящих параметров необходимо учитывать следующие моменты: ⑴ В процессе запуска с использованием скользящих параметров нагрев металла происходит особенно интенсивно в период работы при низкой нагрузке. В таких условиях крайне важно строго контролировать скорость повышения давления и температуры нового пара. ⑵ При пуске с плавным изменением параметров температурный перепад металла может контролироваться в соответствии с показателями времени пуска при номинальных параметрах. Во время запуска может возникнуть ситуация чрезмерного теплового расширения. В таком случае необходимо сообщить котлу о необходимости прекращения нагрева и повышения давления нового пара, чтобы агрегат мог работать при стабильной скорости вращения или при стабильной нагрузке в процессе разогрева. Также можно регулировать вакуум в конденсаторе или увеличивать количество поступающего пара для корректировки разницы температур металлов. 10. Почему перед запуском турбины необходимо поддерживать определенную температуру масла? Перед запуском двигателя необходимо сначала ввести в действие масляную систему; температура масла должна находиться в диапазоне от 35 до 45°C. Если температура слишком низкая, можно заранее повысить её. Поддержание соответствующей температуры масла необходимо в первую очередь для формирования нормальной масляной пленки в подшипниках. Если температура масла слишком низкая, его вязкость увеличивается, что приводит к слишком большой толщине масляного слоя. Это снижает не только несущую способность масляного слоя, но и стабильность его работы. Температура масла также не должна быть слишком высокой, иначе его вязкость становится слишком низкой, из-за чего трудно формироваться масляная пленка, и теряется функция смазки. 11. Каким вопросам следует уделять внимание при подаче пара в валовую уплотнительную систему перед запуском турбины? При подаче пара в уплотнитель вала необходимо учитывать следующие моменты: ⑴ Перед подачей пара в уплотнитель необходимо сначала прогреть трубопровод, по которому идет пар, чтобы вся вода могла быть удалена. ⑵ Пар для уплотнения вала необходимо подавать в условиях непрерывного вращения вала. При запуске в горячем состоянии сначала следует подать пар для уплотнения вала, а затем создать вакуум. ⑶ Время подачи пара в уплотнительные узлы должно быть правильным. Если пар подается слишком рано перед запуском двигателя, это приведет к увеличению разницы температур между верхней и нижней частями цилиндров, либо к увеличению значения дифференциала расширения. ⑷ Необходимо обеспечить соответствие температуры пара, подаваемого в уплотнительный элемент, температуре металла. Для запуска в горячем режиме желательно использовать резервный источник пара под соответствующей температурой, что способствует контролю дифференциального давления. Если система позволяет регулировать температуру пара для уплотнения вала, делая её выше температуры самого уплотнительного узла, это будет ещё лучше. В то время как при запуске в холодном режиме для подачи пара к уплотнению вала целесообразно использовать источник пара с низкой температурой. ⑸ При переключении источника пара для уплотнения вала при высоких и низких температурах необходимо проявлять осторожность. Слишком быстрое переключение не только вызывает значительные изменения теплового расширения, но и может привести к неравномерной тепловой деформации в зоне уплотнения вала, что, в свою очередь, вызывает трение, вибрацию и прочее. 12. Почему при неподвижном роторе строго запрещено подавать пар к уплотнению вала? Поскольку при неподвижном состоянии ротора пар поступает в уплотнительную зону, это приводит не только к локальному неравномерному нагреву этой зоны. Это приводит к изгибу деталей, а также к тому, что пар, проникающий в цилиндр через участок уплотнения оси, вызывает неравномерное расширение цилиндра. В результате возникают значительные тепловые напряжения и деформации, что, в свою очередь, приводит к изгибу ротора. Поэтому при неподвижном роторе строго запрещается подавать пар к уплотнению вала. 13. Как контролировать номинальные параметры при запуске турбины для снижения тепловых напряжений? При запуске турбины при номинальных параметрах ротор мгновенно подвергается воздействию пара. Пар с температурой, близкой к номинальной, поступает в цилиндры, в которых температура металла ещё низкая. Как и на начальном этапе разогрева трубопроводов с паром, пар приводит к интенсивному конденсированию и выделению тепла в металле. Это приводит к резкому повышению температуры внутренних стенок цилиндров и внешней поверхности ротора. Слишком быстрое повышение температуры может вызвать значительные тепловые напряжения. Поэтому при запуске в холодном состоянии при номинальных параметрах для контроля скорости нагрева металла используются такие методы, как ограничение потока нового пара и увеличение времени на прогрев двигателя и нагрузку на него. Снижение чрезмерных тепловых напряжений и тепловых деформаций, возникающих из-за неравномерного нагрева. 14. При проведении пуска турбины методом давления с плавным изменением параметров, каковы принципы выбора параметров пара? После запуска при холодных параметрах скольжения поток пара, поступающий в цилиндры, обеспечивает возможность для турбины без проблем достичь критической скорости и полной мощности. Для равномерного нагрева металлических деталей и увеличения объемного расхода пара, давление пара следует выбирать довольно низким. Температура должна иметь достаточный избыток тепла и соответствовать температуре металла, чтобы предотвратить тепловой удар. При запуске при высоких температурах необходимо, исходя из температуры металла в регулирующих ступенях высокого давления и в камерах подачи пара среднего давления, выбрать соответствующие значения температуры главного пара и перегретого пара. Разница между этими температурамами должна соответствовать требованиям к тепловым напряжениям, тепловой деформации и разнице в размерах турбины. Как правило, температура пара должна быть на 50–100°C выше температуры металла внутренней поверхности цилиндра на регулирующем уровне, но при этом она не должна превышать номинальную температуру. Для предотвращения теплоотдачи при конденсации требуется, чтобы перегрев пара составлял не менее 50°C, чтобы после регулирования давления с помощью клапанов и расширения через форсунки температура пара по-прежнему оставалась не ниже температуры металла в регулирующем узле. 15. Что такое запуск при отрицательной температурной разнице? Почему следует по возможности избегать запуска при отрицательной разнице температур? Запуск, при котором температура пара при вращении ниже температуры металла в самой горячей части турбины, называется запуском с отрицательной температурной разницей. При пуске при отрицательной разности температур ротор и цилиндр сначала охлаждаются, а затем нагреваются, проходя цикл тепловых колебаний, что увеличивает износ оборудования вследствие усталости. Если температура пара слишком низкая, на поверхности ротора и внутренних стенках цилиндра возникают чрезмерные растягивающие напряжения. Растягивающие напряжения способствуют появлению трещин в металле, а также приводят к деформации цилиндров, что изменяет зазоры между движущимися и неподвижными частями. В серьезных случаях это может привести к трениям между этими частями. Кроме того, при запуске турбины в горячем состоянии из-за отрицательной разницы температур температура металла турбины снижается, поэтому время на нагрузку необходимо увеличивать. Поэтому запуск с отрицательной разницей температур обычно не используется. 16. Как следует контролировать разницу температур в различных частях паровой турбины во время пуска и остановки? В процессе запуска или остановки агрегатов с высокими параметрами и большой емкостью неизбежно возникает разница температур между отдельными металлическими компонентами из-за различий в условиях теплопередачи. Однако чрезмерная разница температур приводит к значительным тепловым напряжениям и деформациям металлических элементов, что ускоряет износ агрегата и может спровоцировать аварии, связанные с трением между движущимися и неподвижными частями. Это не разрешено. Поэтому необходимо контролировать скорость нагрева или охлаждения пара в соответствии с требованиями производителя турбин ； Скорость повышения и снижения температуры металла ； Разница температур между верхней и нижней частями цилиндра ； Внутренние и внешние стенки цилиндра, внутренние и внешние стенки фланца, разница температур между фланцем и болтами, а также разница в размерах между цилиндром и ротором. Контроль за скоростью изменения температуры металла и разницей температур между его отдельными частями необходим для предотвращения чрезмерных тепловых напряжений и тепловых деформаций. Особое внимание уделяется контролю за скоростью изменения температуры пара: допускается, чтобы эта скорость не превышала установленных значений, а также запрещаются резкие скачки температуры. 17. Каким моментам следует уделять внимание во время запуска? Запуск паровой турбины является одной из важнейших операций для персонала. Перед запуском необходимо тщательно подготовиться, провести тщательную проверку, выполнить испытания перед пуском, а во время запуска следует обращать внимание на следующее: ⑴ Строго соблюдать правила и инструкции; если турбина не соответствует условиям для запуска, принудительный пуск запрещен. ⑵ В процессе пуска необходимо в соответствии с требованиями завода-изготовителя контролировать такие параметры, как скорость повышения температуры пара и металла, разность температур между верхней и нижней частями корпуса, внутренними и внешними стенками цилиндра, фланцами и болтами, а также величину теплового расширения. Особенно необходимо строго контролировать скорость повышения температуры пара; допускается, чтобы температура не росла быстрее установленных значений, а также запрещены резкие скачки как вверх, так и вниз. ⑶ При пуске пар, поступающий в паровую турбину, не должен содержать воды; его параметры должны соответствовать температуре металла цилиндра. Необходимо тщательно дренировать воду и прогревать трубопроводы. ⑷ Строго контролировать значения вибрации в процессе запуска. ⑸ При пуске турбины высокого давления с плавным изменением параметров наиболее интенсивный нагрев металла происходит на этапах низкой нагрузки после раскрутки и после включения в сеть; на этих этапах легко возникают значительные разности температур и термические деформации металла. Можно осуществить регулировку путем изменения уровня вакуума, подачи пара в цилиндр, использования устройств для нагрева фланцев и болтов, а также регулировки температуры пара, используемого для герметизации валов. ⑹ В процессе пуска изменение параметров пара контролируется по заданной кривой с целью поддержания достаточной степени его перегрева. ⑺ Регулировочная система должна выталкивать воздух неоднократно, пока воздух полностью не исчезнет. После удаления воздуха необходимо поддерживать непрерывную работу насоса высокого давления до тех пор, пока агрегат не достигнет полной скорости, чтобы избежать повторного попадания воздуха в систему регулирования. ⑻ В любом случае, если температура пара за 10 минут резко снижается или повышается на 50°C, необходимо остановить агрегат. ⑼ При первом запуске необходимо контролировать скорость вращения — она не должна резко возрастать. После подключения к сети клапаны следует открывать постепенно, строго запрещается мгновенно полностью их открыть после подключения. ⑽ После подключения к сети необходимо контролировать температуру воздуха, масла, воды и водорода, обеспечивая их нормальный уровень, и поддерживать температуру водорода в генераторе на уровне не ниже 35°C. 18. Каковы особенности запуска высоконапорных турбин? Структура высоконапорных паровых турбин довольно сложна, а зазоры между движущимися и неподвижными частями минимальны. Основные особенности таковы: ⑴ Аксиальные зазоры в высоконапорных паровых турбинах очень малы. Если процесс нагрева при запуске будет неравномерным, это может привести к тому, что разница в размерах превысит допустимые значения, что в свою очередь может вызвать трение между движущимися и неподвижными частями. Поэтому контроль за этой разницей имеет большое значение. ⑵ Радиальный зазор в высоконапорных установках также очень мал, поэтому крайне важно контролировать разницу температур между верхним и нижним цилиндрами, а также степень изгиба ротора. При превышении установленных значений разницы температур и степени изгиба ротора запуск устройства запрещен; необходимо принять меры для восстановления нормальных условий. ⑶ Стенки цилиндров и фланцы высоконапорных установок очень толстые, поэтому обычно используются устройства для нагрева фланцев цилиндров. Следует обратить внимание, что температура нагреваемого пара должна быть выше температуры фланца цилиндра. При нагревании температура фланца должна быть ниже температуры цилиндра. Болты фланца довольно крупные, их тепловое расширение происходит медленно; необходимо обращать внимание на разницу температур между фланцем и болтами. Для снижения разницы температур между верхней и нижней частями котла при запуске необходимо как можно полнее выпустить воду из нижней части котла, рационально использовать устройства для нагрева паром, а также усилить изоляцию нижней части котла. Для устранения теплового изгиба ротора после остановки и перед запуском необходимо включать непрерывную разворотку. ⑷ При запуске высоконапорных установок необходимо уделять особое внимание их вибрации. Если вибрация превышает допустимые значения, необходимо немедленно остановить оборудование и включить устройство для снижения скорости вращения. Нельзя использовать метод снижения скорости вращения для устранения вибрации. 19. Почему при запуске турбины скорость её вращения в процессе разогрева должна избегать критической скорости 150–200 об/мин? Это связано с тем, что в процессе запуска параметры главного пара и уровень вакуума могут колебаться. Кроме того, значения критической скорости, указанные производителем, на практике могут отличаться. Если не избегать определенной скорости вращения, то при изменении условий работы скорость двигателя может попасть в зону резонанса, что приведет к более сильным вибрациям. Поэтому предусматривается, что стабильная скорость вращения при разогреве должна быть на 150–200 об/мин выше критической скорости. 20. Почему при запуске турбины предусматривается необходимость наличия определенного уровня вакуума? Перед запуском турбины необходимо обеспечить определенный уровень вакуума, как правило, около 0,06 МПа. Если уровень вакуума слишком низкий, для вращения ротора требуется больше пара. Чрезмерное количество отработанного пара, выходящего в конденсатор, приводит к резкому повышению давления на парной стороне конденсатора. Это может привести к возникновению положительного давления на этой стороне, что может повредить защитную пленку, предотвращающую утечку воздуха. Кроме того, это также может вызвать сильные тепловые удары для цилиндров и ротора. При раскрутке ротора вакуум также не должен быть слишком высоким. Чрезмерно высокий вакуум не только увеличивает время создания вакуума, но и из-за меньшего количества пара, проходящего через паровую турбину, коэффициент теплоотдачи становится ниже. В результате турбина нагревается медленно, а скорость вращения трудно стабилизировать, что в свою очередь удлиняет время пуска. 21. Почему при запуске турбины падает вакуум в конденсаторе? При запуске турбины вакуум обычно ещё довольно низкий; часть воздуха не удаляется полностью из цилиндров и трубопроводов. При запуске этот воздух под действием потока пара попадает в конденсатор. Во время запуска пар мгновенно не может сразу произвести теплообмен с медными трубками конденсатора и остыть, поэтому вакуум в конденсаторе при запуске всегда снижается. После прогонки пар, поступающий в конденсатор, начинает конденсироваться; при этом эжектор продолжает непрерывно откачивать воздух, и вакуум довольно быстро возвращается к исходному значению. 22. Почему при запуске турбины, её разгоне и работы без нагрузки температура отработавших газов оказывается выше, чем в условиях нормальной работы? Какие меры следует принять для снижения температуры отработанных газов? В процессе разгона паровой турбины и при холостом ходе, из-за небольшого количества поступающего пара, он в основном расширяется и совершает работу в высокодавочной части цилиндра. К моменту достижения низкодавочной части давление уже снижается до значения, близкого к давлению отработанного пара; лопатки низкодавочных ступеней совершают очень мало работы или вообще не совершают её. Это приводит к значительным потерям на трение и обдув, в результате чего отработанный пар нагревается, и его температура повышается. Кроме того, на этом этапе степень открытия клапанов очень мала, в результате чего новый пар с номинальными параметрами подвергается сильному ограничению потока, что также приводит к повышению температуры отработавших газов. В этот момент вакуум в конденсаторе и температура отпускаемых газов часто не соответствуют друг другу, то есть температура отпускаемых газов выше, чем температура насыщения, соответствующая данному уровню вакуума. В крупных установках обычно устанавливаются устройства для охлаждения пара с помощью воды; при высокой температуре пара вводится конденсат для её снижения. Для установок, не оснащенных устройством распыления воды в заднем цилиндре, следует максимально сокращать время работы при пустом ходу. Когда турбогенератор работает в параллельном режиме при частичной нагрузке, температура отработавших газов снижается до нормальных значений. 23. Почему в процессе увеличения скорости вращения и нагрузки турбины необходимо контролировать уровень вибрации агрегата? При запуске крупных энергетических установок вибрации чаще всего возникают на средних оборотах во время прогрева аппарата, а также в периоды увеличения оборотов до и после этого. Особенно сильное увеличение вибраций происходит в момент преодоления критических оборотов. На этом этапе, при значительных вибрациях, наиболее вероятно возникновение трения между неподвижными и подвижными частями, износ уплотнений и изгиб ротора. Как только ротор изгибается, вибрации усиливаются, а чем сильнее вибрации, тем сильнее трение. Такой зловещий цикл может привести к постоянной деформации и изгибу ротора, что серьезно повредит оборудование. Поэтому при прогреве или разгоне, если возникают значительные вибрации, необходимо немедленно отключить турбину, произвести оборот вала для его выравнивания, а после устранения причины вибрации снова запустить агрегат. После полного подключения агрегата к сети при увеличении нагрузки на 10 тысяч единиц изменение потока пара становится значительным, скорость повышения температуры внутри металла также возрастает. Если температура главного пара не контролируется должным образом, между внутренней и внешней поверхностями металла может возникнуть большая разница температур, что приводит к вибрациям агрегата. Поэтому при увеличении нагрузки требуется некоторое время на прогрев, чтобы агрегат постепенно равномерно нагревался. Итак, в процессе разгона турбины и набора нагрузки необходимо постоянно контролировать уровень вибрации турбины. 24. Почему защиту от осевого смещения необходимо включать перед прокруткой? Во время запуска давление пара мгновенно повышается; пар сначала проходит через высоконапорный цилиндр, тогда как в средненапорные и низконапорные цилиндры почти не поступает пар. Аксиальная сила довольно велика, и её полностью компенсирует толкательное диско. Если при этом аксиальное смещение превышает допустимые значения, это также может привести к трению между движущимися и неподвижными частями. Поэтому перед запуском необходимо включить систему защиты от аксиального смещения. 25. Почему при запуске и остановке необходимо, чтобы темпы повышения и снижения температуры находились в определенных пределах? При запуске и остановке турбины её цилиндры и ротор подвергаются процессам нагрева и охлаждения. При запуске и остановке неизбежно возникает определенная разница температур между внутренней и внешней цистернами. При запуске из-за более быстрого расширения внутреннего корпуса на него действует тепловое сжимающее напряжение, а на внешний корпус, расширяющийся медленнее, — тепловое растягивающее напряжение ； При остановке процесса напряжения формируются в обратном направлении. Когда напряжение в металле цилиндра превышает предел пластической прочности материала, цилиндр может подвергнуться пластической деформации или появлению трещин. Величина напряжения пропорциональна разнице температур между внутренней и внешней частями цилиндра; эта разница температур, в свою очередь, пропорциональна скорости изменения температуры металла. При запуске и остановке двигателя не происходит контроля за напряжением в металле; поэтому в качестве косвенного показателя используется скорость повышения или снижения температуры металла для контроля тепловых напряжений. 26. После прокрутки, почему необходимо немного прикрыть дренажный клапан на главном паропроводе? В период от подогрева трубопровода главного пара до его запуска процесс подогрева практически завершается; температура в трубопроводе главного пара становится почти равной температуре самого главного пара, в результате чего образуется небольшое количество конденсата. Кроме того, после запуска двигателя в цилиндре должна образовываться водяная пена. Если в этот момент клапаны на главных паровых трубах остаются полностью открытыми, во вспомогательном устройстве для сброса водяной пены будет создаваться положительное давление, что приведет к тому, что водяная пена не сможет выйти из цилиндра. Это очень опасно. Труба для хранения воды в нижней части гидрофобного расширительного бака соединена с тепловым колодцем конденсатора. При полном открытии клапанов для пара в основной паровой трубе происходит чрезмерное выделение пара, в результате чего в трубе образуется смесь пара и воды. Это приводит к возникновению ударных нагрузок, которые могут повредить трубопроводы и нарушить вакуум в конденсаторе ； Кроме того, при полностью открытых вентилях для удаления воды потери тепла велики, поэтому после запуска двигателя необходимо закрыть все вентили для удаления воды на главной паровой трубе. 27. Почему при запуске и остановке турбины необходимо устанавливать определенный уровень перегрева пара? Если перегрев пара низкий, в процессе запуска из-за слишком значительного падения температуры на первых ступенях температура на последующих ступенях может опуститься до температуры насыщения при соответствующем давлении, в результате чего пар превращается в влажный пар. Наличие воды в паре наносит серьезный ущерб лопастям, поэтому во время запуска и остановки двигателя безопаснее держать температуру перегрева пара на уровне 50–100°C. 28. Каким вопросам следует уделять внимание при запуске в разогретом состоянии? При запуске в горячем режиме необходимо учитывать следующие моменты: ⑴ Перед запуском в горячем режиме необходимо обеспечить непрерывную работу устройства для вращения вала; степень изгиба большого вала не должна превышать начальных значений. В противном случае запуск запрещен. Необходимо продолжать вращать вал до тех пор, пока его положение не станет соответствующим требованиям. Непрерывное вращение должно продолжаться более 4 часов и не допускается прерывания. В случае прерывания необходимо продолжить вращение диска в течение времени, в 10 раз превышающего время прерывания. ⑵ Сначала подают пар на уплотнение вала, затем создают вакуум. Клапаны для предотвращения утечки пара под высоким давлением на уплотнительных элементах должны быть плотно закрыты. Для питания уплотнительных элементов используется пар высокой температуры (до подачи пара на уплотнители необходимо полностью удалить воду). Уровень вакуума должен составлять 39,997 кПа; после этого можно запускать котел. ⑶ Необходимо усилить дренаж корпуса и трубопроводов, чтобы предотвратить попадание холодной воды или пара в цилиндр или трубопроводы, что может вызвать гидравлические удары и вибрацию. ⑷ При низких скоростях необходимо провести полную проверку агрегата. После подтверждения отсутствия неисправностей его можно запустить на полную скорость и подключить к соответствующей нагрузке. В процессе увеличения скорости необходимо предотвращать ситуацию, когда скорость растет слишком быстро, а затем снова снижается. ⑸ При низких скоростях необходимо тщательно контролировать вибрацию агрегата. Если вибрация подшипников становится слишком сильной, следует немедленно остановить оборудование, запустить устройство для вращения вала и измерить степень его изгиба. (Если по какой-либо причине невозможно запустить устройство для вращения, нельзя пытаться это сделать силой. Необходимо выяснить причину и принять соответствующие меры, после чего можно снова попытаться запустить устройство). ⑹ Своевременно включить устройство нагрева фланца цилиндра. 29. Почему при запуске в разогретом состоянии сначала подают пар для уплотнения валов, а затем создают вакуум? При запуске в горячем режиме температура металла ротора и цилиндров высока. Если сначала создать вакуум, холодный воздух попадет в цилиндр через уплотнение вокруг оси. Поскольку холодный воздух движется вниз по цилиндру, его температура резко снижается, что приводит к увеличению разницы температур между верхней и нижней частями цилиндра. Это вызывает деформацию цилиндра и трение между движущимися и неподвижными частями. В серьезных случаях это мешает нормальной работе устройства для вращения ротора, что может привести к изгибу большой оси. Поэтому при запуске в горячем режиме сначала необходимо подать пар под уплотнение вокруг оси, а уже затем создавать вакуум. 30. Почему при медленном прогреве не допускается слишком высокое вакуум? При разогреве на низких скоростях, если вакуум слишком высок, а поток пара для разогрева слишком мал, двигатель не прогревается достаточно, в результате чего время разогрева увеличивается. Кроме того, при превышении критической скорости необходимо как можно быстрее преодолеть этот уровень. Для этого существуют следующие способы: ① Увеличение расхода пара ； ②Повысить вакуум. Если при первом запуске вакуум будет повышен слишком сильно, время, необходимое для превышения критической частоты вращения, увеличится. Работа агрегата в зоне, близкой к критической частоте вращения, в течение длительного времени является небезопасной и не допускается. 31. Что такое расширение цилиндра? Как меняется растяжение цилиндра при запуске и остановке двигателя? Абсолютное расширение цилиндра называется расширением цилиндра. Процесс запуска представляет собой процесс нагрева цилиндров турбины, ротора и каждого отдельного компонента. В процессе запуска диаметр цилиндра постепенно увеличивается ； При остановке турбины температура металла её составляющих снижается, цилиндры постепенно сжимаются, а их растяжение уменьшается. 32. Что такое дифференциальное расширение? Что означают положительные и отрицательные значения дифференциального давления? При запуске или остановке турбины цилиндры и ротор расширяются от нагрева и сжимаются от охлаждения. Из-за различий в массе цилиндра и ротора, а также из-за разных условий нагрева, ротор расширяется и сжимается быстрее, чем цилиндр. Разница в степени осевого расширения ротора и цилиндра называется разницей в деформации. Когда значение дифференциального расширения положительно, это означает, что абсолютное расширение ротора превышает расширение цилиндра ； Когда значение дифференциального расширения отрицательно, это означает, что абсолютное расширение ротора меньше, чем расширение цилиндра. При запуске турбины ротор быстро нагревается; значение этого показателя обычно является положительным ； При остановке турбины или снижении нагрузки дифференциальное расширение может принимать отрицательные значения. 33. От чего зависит величина дифференциального расширения? В процессе запуска, остановки и работы турбины величина дифференциального расширения зависит от следующих факторов: ⑴ При запуске двигателя неправильно используются устройства для нагрева цилиндров и фланцев; количество горячего пара может быть слишком великим или слишком малым. ⑵ Во время разогрева скорость повышения температуры слишком велика или время разогрева слишком короткое. ⑶ При нормальной остановке или остановке с плавным изменением параметров температура пара снижается слишком быстро. ⑷ Скорость увеличения нагрузки слишком высока. ⑸ После снижения нагрузки происходит слишком длительная работа при нулевой или низкой нагрузке. ⑹ У турбины произошел удар воды. ⑺ В процессе нормальной работы скорость изменения параметров пара слишком велика. 34. Какова связь между осевым смещением и дифференциальным расширением? Нули осевого смещения и дифференциального расширения находятся в области подшипников толкателя, причем метод определения нулей одинаков. При изменении осевого смещения его величина, хотя и небольшая, приводит к изменению общего смещения большой оси. При положительном осевом смещении происходит смещение генератора в направлении оси, а разница давлений изменяется в отрицательном направлении ； Когда осевое смещение изменяется в отрицательном направлении, ротор турбины смещается в направлении входа в установку, а значение дифференциального расширения увеличивается в положительном направлении. Если параметры двигателя не меняются, нагрузка остается стабильной, то дифференциальное расширение и осевое смещение не изменяются. В процессе запуска и остановки двигателя, а также при изменении параметров пара, происходит изменение дифференциального расширения, в то время как осевое смещение не меняется. Изменение осевого смещения во время работы неизбежно приводит к изменению дифференциального расширения. 35. В каких случаях значение дифференциального расширения бывает отрицательным? Поскольку сталь, из которой изготовлены цилиндры и ротор, отличается, коэффициент линейного расширения ротора обычно выше, чем у цилиндров. К тому же ротор имеет меньшую массу, но большую площадь поверхности, подверженной нагреву. Поэтому в условиях нормальной работы установки разница в коэффициентах линейного расширения всегда бывает положительной. При снижении нагрузки или её резком прекращении температура главного пара и перегретого пара падает, что приводит к ударному действию пара на турбину ； Неправильное использование парового подогревателя при пуске и остановке турбины может привести к тому, что разность температур станет отрицательной. 36. В процессе пуска турбины, как поступать при возникновении большой разности температур? Во время запуска агрегата при чрезмерном дифференциальном расширении машинист должен выполнить следующие действия: ⑴ Проверить, не слишком ли высока температура главного пара; связаться с оператором котла и соответствующим образом снизить температуру главного пара. ⑵ Разогревать двигатель при стабильной скорости вращения и стабильной нагрузке. ⑶ Надлежащим образом повысить вакуум в конденсаторе, снизив поток пара. ⑷ Увеличьте количество пара, поступающего для нагрева цилиндра и фланца, чтобы цилиндр быстро расширился. 37. Как контролировать дифференциальное расширение при запуске турбины? В зависимости от состояния агрегата можно принять следующие меры: ⑴ Выбрать подходящие параметры запуска. ⑵ Разработать соответствующие кривые повышения температуры и давления. ⑶ Своевременно включать устройства нагрева цилиндров и фланцев, чтобы поддерживать разницу температур металла между различными компонентами в пределах установленных норм. ⑷ Регулируется скорость повышения нагрузки и время разогрева при постоянной нагрузке; после подачи нагрузки скорость её увеличения определяется в зависимости от температуры цилиндра. ⑸ При прогреве двигателя своевременно корректируйте вакуум. ⑹ Пар для уплотнения вала используется правильно; своевременно производится регулировка. 38. Каковы негативные последствия слишком большой разницы температур между верхним и нижним цилиндрами турбины? В процессе пуска и остановки паровой турбины высокого давления легко возникает разница температур между верхним и нижним корпусами. Иногда после остановки турбины из-за отслоения теплоизоляционного слоя цилиндра также возникает большая разница температур между верхней и нижней частями цилиндра; в тяжелых случаях она достигает примерно 130 °C. Обычно температура в верхнем цилиндре выше, чем в нижнем. Температура в верхнем цилиндре высока, поэтому тепловое расширение велико, а температура в нижнем цилиндре низкая, поэтому тепловое расширение мало. При достижении определенной величины разницы температур верхний цилиндр начинает выгибаться вверх. При деформации выпуклой поверхности верхнего корпуса уменьшается радиальный зазор между неподвижными и вращающимися элементами в нижней части нижнего корпуса. Это приводит к возникновению радиального трения между этими элементами внутри турбины. В результате изнашиваются уплотнения диафрагм и кольцевые уплотнения в нижней части нижнего корпуса. Кроме того, диафрагмы и рабочие лопатки смещаются относительно своего нормального положения (вертикальной плоскости). Это приводит к уменьшению осевого зазора при вращении ротора; в совокупности с другими факторами это вызывает осевое трение. Трение приводит к изгибу большой оси и возникновению вибраций. Если не принять меры вовремя, это может привести к постоянной деформации, в результате чего агрегат будет вынужден быть остановлен. 39. Почему необходимо, чтобы разница температур между верхней и нижней частями цилиндров перед запуском двигателя не превышала 50°C? При запуске и остановке турбины температура верхней части цилиндра выше, чем температура нижней части; этая разница температур приводит к деформации цилиндра турбины. Он может заставить цилиндр изгибаться вверх, тем самым повреждая лопасти и обод. Ранее проводились расчеты деформации цилиндра турбины; при разнице температур между верхней и нижней частями цилиндра в 100°C деформация составляла примерно 1 мм. Результаты экспериментальных измерений показали, что эта величина весьма близка к расчетной. Опыт показывает, что при предположении разницы температур между верхней и нижней частями цилиндра в 10°C деформация цилиндра составляет примерно 0,1 мм, а радиальный зазор в обычных турбинах составляет 0,5–0,6 мм. Поэтому, когда разница температур между верхним и нижним цилиндрами превышает 50°C, радиальный зазор практически исчезает. Если в таких условиях начать работу двигателя, может возникнуть трение в радиальных уплотнителях. В тяжелых случаях это также может привести к износу заклепок на поясе, что способствует возникновению более серьезных аварий. 40. Как снизить разницу температур между верхним и нижним цилиндрами? Для снижения разницы температур между верхним и нижним цилиндрами и предотвращения деформации их поверхностей необходимо выполнить следующие действия: ⑴ Улучшить условия отвода воды из цилиндров, выбрать подходящий диаметр труб для отвода воды, чтобы предотвратить её накопление в нижней части цилиндров. ⑵ В процессе запуска и остановки агрегата операторы должны правильно и своевременно использовать все предохранительные клапаны. ⑶ Усовершенствовать защитные экраны цилиндров при высоком и среднем давлении, улучшить изоляцию нижних цилиндров; кирпичи изоляции не должны отваливаться, чтобы снизить конвекцию холодного воздуха. ⑷ Правильно используя устройство для нагрева паром, при обнаружении температурного разницы между верхним и нижним цилиндрами, превышающей установленные значения, следует с помощью этого устройства охлаждать верхний цилиндр или нагревать нижний. 41. Что такое упругая деформация? Что такое пластическая деформация? Как контролировать температурные различия в разных частях цилиндра при запуске турбины и снижать его деформацию? Под действием внешних сил металлические детали, независимо от их величины, испытывают внутренние напряжения, из-за которых деформируются. Когда внешняя сила прекращает действовать, и деталь все еще может вернуться к своей первоначальной форме и размерам, такая деформация называется упругой деформацией. Когда внешняя сила увеличивается до определенного уровня, после прекращения ее действия металлические детали не могут вернуться к своей первоначальной форме и геометрическим размерам. Такая деформация называется пластической деформацией. Для турбины допускается пластическое деформирование отдельных её компонентов. При запуске турбины необходимо строго контролировать температурный разницу между внутренними и внешними стенками цилиндров, между верхними и нижними цилиндрами, а также между внутренними и внешними стенками фланцев, а также между верхней и нижней, левой и правой частями фланцев, чтобы избежать возникновения нежелательных напряжений. Конкретная разница температур должна находиться в следующих пределах: ⑴ Разница температур между внутренней и внешней стенками фланцев внутренних и внешних цилиндров высокого и среднего давления не должна превышать 80°C. ⑵ Разница температур между внутренней и внешней оболочками при высоком и среднем давлении (между внутренней и внешней стенками внутренней оболочки, а также между внутренней и внешней стенками внешней оболочки) не должна превышать 50–80 °C. ⑶ Разница температур в верхней и нижней частях цилиндров высокого и среднего давления не должна превышать 50°C, а во внешнем цилиндре — 80°C. ⑷ Разница температур между болтом и фланцем не должна превышать 30°C. ⑸ Разница температур слева/справа, сверху/снизу у фланцев внутренних и внешних цилиндров высокого и среднего давления не должна превышать 30°C. В процессе запуска агрегата необходимо тщательно контролировать изменения температуры в различных точках металла, соответствующим образом регулировать количество пара для нагрева, а также следить за тем, чтобы температура основного пара и перегретого пара не была слишком высокой или слишком низкой. Только при соблюдении всех этих требований можно гарантировать безопасный запуск агрегата и увеличить срок его службы. 42. Почему ротор турбины изгибается при возникновении трения? Из-за разницы температур металла фланцев цилиндров происходит их деформация; в результате исчезают радиальные подвижные и неподвижные зазоры. При вращении ротора возникает радиальное трение в местах уплотнения в концах агрегата и в зонах уплотнения перегородок, что приводит к выделению большого количества тепла. При этом возникает тепло, которое быстро увеличивает разницу температур по обе стороны от оси. Увеличение разницы температур приводит к изгибу ротора. Таким образом, снова и снова: чем больше разница температур по обе стороны от оси, тем сильнее изгибается ротор. 43. После остановки паровой турбины или перед запуском в горячем состоянии наблюдается увеличение степени изгиба ротора и колебания тока при вращении ротора. В чем причина этого? Как поступить? После остановки турбины или перед её запуском в горячем состоянии может наблюдаться увеличение степени изгиба ротора и колебания тока, необходимого для вращения ротора. Причиной этого часто является разница температур между верхней и нижней частями цилиндров высокого и среднего давления, превышающая допустимые значения; это приводит к деформации цилиндров, трению уплотнительных элементов, что в свою очередь вызывает изгиб оси ротора. При обнаружении увеличения значения изгиба ротора и колебаний тока, необходимого для вращения ротора, сначала следует выяснить причину. Если причиной является слишком большая разница температур между верхним и нижним цилиндрами, то необходимо проверить, правильно ли работают все клапаны для сброса воды в турбине, а также нет ли проникновения холодной воды или пара в цилиндры. В зависимости от разницы температур между верхним и нижним цилиндрамами на высоком и среднем давлении, необходимо либо нагревать нижний цилиндр, либо охлаждать верхний цилиндр с помощью воздуха, чтобы свести разницу температур к минимуму. Также необходимо выровнять ось ротора, чтобы значение её изгиба вернулось к первоначальному значению. 44. Почему при запуске в горячем режиме требуется, чтобы температура нового пара была на 50–80°C выше температуры цилиндров? При запуске двигателя в горячем режиме температура нового пара должна быть на 50–80°C выше температуры цилиндров. Можно гарантировать, что после дросселирования новым регулирующим клапаном, теплоотдачи в паропроводе и расширения пара в соплах регулирующего устройства температура пара останется не ниже температуры металла цилиндра. Поскольку процесс запуска двигателя представляет собой процесс нагрева, допускается снижение температуры металла цилиндров. Если при запуске в горячем состоянии температура свежего пара слишком низкая, это приведет к возникновению чрезмерных напряжений в металле цилиндра и фланцев, а также к резкому сжатию ротора вследствие внезапного охлаждения. В результате разность температур под высоким давлением станет отрицательной, что приведет к исчезновению осевых зазоров между подвижными и неподвижными частями проточной полости и вызовет трение, приводящее к повреждению оборудования. 45. Каковы причины того, что в процессе пуска паровой турбины цилиндр не расширяется? При запуске причинами того, что цилиндры не могут расширяться, являются: ⑴ неправильный выбор параметров главного пара и вакуума в конденсаторе. ⑵ Неправильное использование устройств для нагрева цилиндров и болтов фланцев или ошибки в их эксплуатации. ⑶ Заедание системы скользящих штифтов. ⑷ Быстрое увеличение нагрузки, недостаточный прогрев. ⑸ Вентили для слива воды на корпусе и соответствующих трубах для отбора пара не открыты. 46. Почему после запуска турбины необходимо включать устройства для нагрева цилиндров и фланцев? Для агрегатов с высокими параметрами и большой емкостью толщина стенок цилиндров и фланцев составляет 300–400 мм. После пуска паровой турбины температура металла, соприкасающегося с паром в первую очередь, повышается быстро, а общее повышение температуры металла происходит в основном за счет теплопередачи. Вследствие этого нагрев внутренней и внешней поверхностей фланца цилиндра происходит неравномерно; это может привести к возникновению значительных тепловых напряжений между верхним и нижним цилиндрами, на внутренней и внешней поверхностях фланца, а также между фланцем и болтами. Кроме того, деформация цилиндра и фланца может спровоцировать трение между подвижными и неподвижными элементами конструкции, что вызывает вибрацию турбины. В тяжелых случаях это приводит к повреждению оборудования. Поэтому после запуска турбины необходимо включить устройства для нагрева цилиндров и фланцев в зависимости от конкретных условий температуры этих элементов. 47. В чем заключается цель прогрева? Цель подогрева — обеспечить полное предварительное нагревание металла всех частей турбины, снизить разницу температур между внутренней и внешней стенками цилиндров, а также между фланцами и болтами, а также между поверхностью ротора и его центром. Это позволяет уменьшить внутренние напряжения в металле, обеспечить равномерное расширение цилиндров, фланцев и ротора. Разница давлений остается в безопасных пределах, что предотвращает исчезновение подвижных зазоров внутри турбины и возникновение трения. Кроме того, это способствует увеличению скорости работы турбины при нагрузке, сокращая время, необходимое для достижения полной нагрузки, тем самым способствуя экономии энергии. 48. Каковы причины повышения температуры отработавших газов при запуске и ускорении вращения турбины? При запуске и ускорении вращения турбины температура отработанных газов повышается по следующим причинам: ⑴ снижение вакуума в конденсаторе, неполное вытягивание воздуха, в результате чего пар смешивается с газами. При этом теплопроводность воздуха низкая, что приводит к повышению давления пара и более высокой температуре насыщения. ⑵ Большое количество воды и пара с трубопроводов главного пара, трубопроводов перегретого пара, корпуса цилиндров и т. д. направляется в резервуар для сбора воды. Пар, выходящий из этого резервуара, поступает в часть конденсатора, предназначенную для сбора пара. Температура воды и пара выше, чем температура насыщения внутри конденсатора, примерно в 4–5 раз. ⑶ В процессе прогрева поток пара невелик, скорость его течения низкая, и тепло, выделяющееся в результате трения лопаток и воздуходувки, не успевает рассеиваться. 49. Почему при запуске и остановке турбины необходимо усилить дренаж в самой турбине, а также в трубопроводах для главного и повторно нагретого пара? В процессе пуска паровой турбины температура металла корпуса низкая. Хотя температура основного пара и перегретого пара, поступающего в турбину, выбрана на относительно низком уровне, она всё равно значительно превышает температуру внутренней поверхности корпуса. Разница температур между паром и цилиндром превышает 200°C. На начальном этапе разогрева пар конденсируется в цилиндрах, при этом выделяется большое количество конденсатной воды. Процесс конденсации прекращается тогда, когда температура стенок цилиндров и трубопроводов достигает значения насыщенной температуры при данном давлении; только тогда количество образующегося конденсата начинает снижаться. В процессе остановки параметры пара постепенно снижаются; особенно это характерно для остановки с плавным изменением параметров. После совершения работы в первых ступенях пар содержит влажный пар, который под действием центробежной силы разбрасывается по стенкам цилиндра. Чем ниже нагрузка, тем больше содержание влаги в паре. Кроме того, после остановки паровой турбины с помощью аварийной системы в цилиндре и паропроводах остается довольно много пара, который конденсируется в воду. Из-за наличия гидрофобных веществ возникает коррозия лопастей турбины, вибрация агрегата, разница температур между верхней и нижней частями цилиндров, а также коррозия внутренней поверхности цилиндров. Поэтому при запуске или остановке турбины необходимо усилить систему удаления гидрофобных веществ из самой турбины и паровых трубопроводов. 50. Каковы требования к температуре масла при запуске турбины или при её работы выше критической скорости? Вязкость масла для турбин сильно зависит от температуры. При слишком низкой температуре слой масла становится толстым и нестабильным, что приводит к его прилипанию к валу. Это может вызвать вибрации, а также колебания самого слоя масла. Однако при слишком высокой температуре масла его вязкость сильно снижается, в результате чего пленка масла становится слишком тонкой. Тонкая пленка масла также является нестабильной и легко разрушается. Поэтому существуют определенные пределы для температуры масла. На начальном этапе работы скорость линейного движения поверхности шейки вала низкая, а коэффициент давления слишком велик. При низкой вязкости турбинного масла невозможно сформировать стабильную масляную пленку, поэтому требуется низкая температура масла. При превышении критической скорости вращения она резко возрастает; поэтому вязкость масла для турбины должна быть ниже, чем при меньших скоростях. Это означает, что температура масла должна быть выше. При запуске турбины температура масла должна составлять более 30°C, а при превышении критической скорости вращения — от 38 до 45°C. 51. Чего следует избегать при превышении критической скорости вращения? При прохождении критической скорости необходимо соблюдать следующие правила: (1) При прохождении критической скорости ее следует преодолеть быстро, но плавно; однако нельзя допускать резкого увеличения скорости, чтобы избежать негативных последствий. Согласно действующим нормам, скорость увеличения при прохождении критической скорости должна составлять около 500 об/мин. ⑵ При превышении критической скорости вращения необходимо сопоставлять данные о вибрации и скорости вращения для определения типа вибрации, чтобы избежать ошибочных выводов. ⑶ Звук вибрации не должен иметь аномалий; если вибрация превышает допустимые значения или слышны звуки, связанные с ударами и трением, необходимо немедленно остановить оборудование. После выяснения причины и подтверждения отсутствия аномалий можно снова запустить оборудование. ⑷ После достижения критической скорости необходимо контролировать скорость её увеличения. 52. Каковы причины слишком большого положительного или отрицательного значения разности температур в паровой турбине? Причины большого положительного значения разности температур в паровой турбине: ⑴ Недостаточное время разогрева при пуске, слишком быстрое увеличение скорости или нагрузки. ⑵ Температура в пространстве между цилиндрами и устройствах нагрева фланцев слишком низкая, либо расход теплоносителя слишком мал, из-за чего происходит недостаточный нагрев. ⑶ Температура входящего пара повышается. ⑷ Температура пара, поступающего в уплотнитель, повышается, или объем пара слишком велик. ⑸ Снижение вакуума приводит к увеличению расхода пара, поступающего в паровую турбину. ⑹ Изменение скорости вращения. ⑺ Увеличивается степень открытия клапанов, что снижает тормозное действие. ⑻ Система скользящих штифтов или плита подшипника зажимается, цилиндр не может расширяться. ⑼ Температура масла в подшипнике слишком высокая. . ⑽ Нагрузка на нерабочую поверхность толкательного подшипника увеличивается, что приводит к его износу; ротор смещается в направлении головки агрегата. ⑾ Изоляция цилиндра отслоилась или проникает холодный воздух. ⑿ Изменения дифференциального расширения других соответствующих цилиндров многокамерного агрегата приводят к изменениям дифференциального расширения данного цилиндра. ⒀ В промежуточное пространство двухслойного цилиндра подается холодный пар или холодная вода. ⒁ Нулевая отметка индикатора дифференциального давления неточна или подвержена влиянию изменений частоты и напряжения. Причины большого значения отрицательного дефляционного коэффициента: ⑴ слишком быстрое снижение нагрузки или резкое её снижение. ⑵ Температура пара резко падает. ⑶ Удар водой. ⑷ Температура пара в уплотнении вала снижается. ⑸ Чрезмерное нагревание промежуточного слоя цилиндра и устройства нагрева фланца. ⑹ Температура пара ниже температуры металла. ⑺ Осевое смещение изменяется в отрицательном направлении. ⑻ Температура масла в подшипниках снижается. ⑼ В промежуточное пространство двухслойного цилиндра поступает горячий пар (утечка пара через трубку подачи пара). ⑽ Изменения дифференциального расширения цилиндров в многокамерных установках. ⑾ Нулевая отметка датчика дифференциального давления не точна или подвержена влиянию изменений частоты и напряжения. 53. Почему запрещается запускать турбину, если изгиб её ротора превышает установленные значения? Как правило, в большинстве турбин уровень упругой деформации ротора контролируется косвенно путем отслеживания изменений его колебаний. Если степень колебаний ротора превышает установленные значения значительно, это означает, что эластичное изгибание ротора уже велико. В таком случае деформация цилиндра также будет значительной; радиальный зазор между движущимися и неподвижными частями турбины может исчезнуть. При попытке запустить турбину изогнутая часть ротора будет соприкасаться с уплотнителями, что приведет не только к их износу, но и к повышению температуры в изогнутой части ротора. Высокая температура, в свою очередь, усиливает изгиб ротора, что еще больше увеличивает трение. Такой зловещий цикл может привести к постоянному изгибу ротора. Поэтому при превышении допустимых значений изгиба ротора его запуск запрещен. 54. Почему система регулирования не позволяет запускать агрегаты турбин, работающие при пустом ходу? Турбина не может работать при пустом нагрузке, что свидетельствует о серьезных дефектах в системе регулирования. При попытке ее запуска возникнут трудности с подключением к сети и отключением от нее. Даже если удастся подключиться к сети, турбина не сможет свободно снизить нагрузку до нуля. Кроме того, после внезапного снижения нагрузки турбина может сильно перегреться. Остановка турбины 1. Сколько существует способов остановки турбины? Как выбрать различные способы остановки? Способы остановки турбины включают нормальную остановку и остановку из-за неисправностей. Так называемая нормальная остановка — это плановая остановка. Отказное остановление — это процесс остановки турбогенераторной установки в случае возникновения нештатных ситуаций, при котором срабатывают защитные устройства или осуществляется ручная остановка с целью предотвращения повреждения установки или снижения ущерба. Простои из-за неисправностей делятся на аварийные простои и простои из-за обычных неисправностей. При нормальной остановке, в зависимости от параметров пара в процессе остановки, выделяют два способа: остановка с пониженными параметрами и остановка при номинальных параметрах. Способ остановки определяется в зависимости от цели остановки и состояния оборудования. При нормальной остановке, если она осуществляется с целью технического обслуживания, необходимо как можно быстрее охладить агрегат, чтобы можно было как можно скорее начать ремонт. Для этого следует использовать процедуру остановки с изменением параметров, при этом время такой остановки должно быть максимальным, а параметры — максимально низкими. 2. Что такое остановка с плавным изменением параметров? Турбина начинает работу при номинальных параметрах и номинальной нагрузке, полностью открывая клапаны регулировки высокого и среднего давления; затем котел изменяет процесс сгорания топлива, что приводит к постепенному снижению параметров пара, в результате чего нагрузка на турбину также снижается. Одновременно включается устройство для нагрева фланцев цилиндров, что позволяет постепенно снижать температуру фланцев. Когда параметры главного пара снижаются до определенного значения, генератор отключается и останавливается. Этот процесс называется остановкой с плавным изменением параметров. 3. Какие существуют меры предосторожности при остановке двигателя с использованием параметра скольжения? При остановке двигателя с использованием параметров скольжения необходимо соблюдать следующие правила: ⑴ При такой остановке существуют определенные требования к скорости снижения давления нового пара. В обычных высоконапорных установках средняя скорость снижения давления нового пара составляет 0,02–0,03 МПа/мин, а средняя скорость понижения температуры – 1,2–1,5 °C/мин. При более высоких параметрах скорость охлаждения и снижения давления может быть выше ； При более низких параметрах скорость охлаждения и снижения давления может быть медленнее. ⑵ В процессе остановки с использованием скользящих параметров температура нового пара должна поддерживаться на уровне перегрева 50°C, чтобы гарантировать отсутствие воды в паре. ⑶ Когда температура нового пара ниже температуры внутренней поверхности фланца, можно включить устройство для нагрева фланца. ⑷ В процессе остановки турбины с использованием скользящего параметра не допускается проведение испытаний на превышение скорости вращения турбины. ⑸ Нагреватели высокого и низкого давления при остановке с плавающими параметрами должны останавливаться плавно. 4. Почему в процессе остановки турбины с использованием скользящего параметра не допускается проведение испытаний на превышение скорости вращения турбины? Проводить испытания на перегрузку при очень низких параметрах пара крайне опасно. К моменту остановки генератора из-за снижения параметров пара, параметры пара перед главным паровым клапаном уже находятся на очень низком уровне. Чтобы провести испытание на превышение скорости вращения, необходимо уменьшить размер клапана регулировки пара, чтобы повысить давление перед ним. При повышении давления температура перегрева пара снижается, что может привести к тому, что температура нового пара станет ниже температуры насыщения при соответствующем давлении. Это в свою очередь может привести к наличию воды в паре, что способно вызвать аварию в турбине из-за удара воды. Поэтому предусмотрено, что в процессе плавного останова крупных агрегатов не допускается проведение испытаний на превышение скорости вращения. 5. Что такое «кривая инерционного хода»? Какова польза от его создания? Период времени с момента закрытия автоматических главных и регулирующих клапанов после отключения генератора до полного останова ротора называется временем инерционного движения ротора. Кривая, показывающая зависимость времени инерционного движения ротора от скорости его вращения, называется кривой инерционного движения ротора. После того, как новый агрегат будет работать в течение некоторого времени и все его компоненты будут функционировать нормально, можно во время остановки агрегата измерить кривую замедления вращения ротора. Эта кривая будет служить стандартной для данного агрегата. При построении этой кривой необходимо контролировать вакуум в конденсаторе, чтобы он снижался с определенной скоростью. Впоследствии при каждой остановке агрегата следует записывать данные в условиях, аналогичных предыдущим, чтобы можно было сравнивать и анализировать полученные результаты. Если время бездействия резко сокращается, это может быть связано с износом подшипников или трением между динамическими и статическими частями турбины ； Если время бездействия значительно увеличивается, это указывает на то, что клапаны в трубопроводах с новым паром или перегретым паром, а также обратные клапаны для отвода пара не работают должным образом, в результате чего давящий пар проникает в цилиндр. При слишком раннем запуске насоса главного масляного контура и высоком вакууме в конденсаторе время инерционного хода также увеличивается. 6. Почему при остановке оборудования необходимо дождаться, пока вакуум не станет равным нулю, прежде чем прекращать подачу пара на уплотнение вала? Если прекратить подачу пара в уплотнение вала до того, как вакуум не достигнет нуля, холодный воздух попадет в цилиндр через концы вала, что приведет к частичному охлаждению ротора и цилиндра. В серьезных случаях это может вызвать трение в уплотнении вала или деформацию цилиндра. Поэтому предусмотрено, что подача пара в уплотнение вала должна прекращаться только тогда, когда вакуум достигнет нуля. 7. Почему после аварийной остановки двигателя необходимо снижать вакуум, чтобы при полной остановке ротора вакуум стал равным нулю? В процессе пассивного хода турбины после остановки оптимальным способом поддержания вакуума является постепенное снижение его уровня, при этом необходимо добиться максимально возможного замедления вращения ротора до состояния полного отсутствия вакуума. Это связано с тем, что: ⑴ время ходьбы в режиме паузы зависит от времени поддержания вакуума; при каждой паузе вакуум снижается с определенной скоростью, что облегчает сравнение кривых ходьбы в режиме паузы. ⑵ Если во время холостого хода давление в вакууме снижается слишком медленно, то агрегат остается на критической скорости в течение более длительного времени, что неблагоприятно сказывается на его безопасности. ⑶ Если на ранних этапах холостого хода вакуум снижается слишком быстро, и когда двигатель ещё имеет определенную скорость вращения, вакуум уже достигает нуля, то из-за потерь энергии при прохождении воздуха через длинные лопатки последующих ступеней выделяется много тепла. Это приводит к повышению температуры пара, а также затрудняет удаление воды, накопившейся внутри цилиндров. В результате может произойти коррозия металла турбины после остановки оборудования. ⑷ Если ротор уже остановился, а в системе сохраняется высокий вакуум, при этом подача пара в уплотнение вала не может быть прекращена, это также приведет к увеличению разницы температур между верхней и нижней частями корпуса, а также к неравномерной деформации ротора и его тепловому изгибу. Итак, при остановке оборудования желательно довести скорость вращения до нуля, а уровень вакуума — тоже до нуля. В реальной работе для регулировки используется клапан контроля вакуума. 8. Почему во время вращения турбины необходимо включать выключатель замыкания масляного насоса? Хотя у устройства для вращения ротора турбины имеется защита с интерлокацией, при падении давления смазки до определенного уровня устройство автоматически останавливается, что способствует защите всех подшипников турбины. Однако защита может отказать; в случае, если насос для смазки не сможет подавать смазку или выйдет из строя, это приведет к трению подшипников турбины без смазки и их повреждению. После включения интерлокировки насоса масла, в случае неисправности переменночастотного насоса масла может быть автоматически запущен постоянночастотный насос масла, что предотвращает повреждение подшипников. 9. Каким вопросам следует уделять внимание во время вращения колеса? Во время вращения колеса необходимо обращать внимание на следующие моменты: ⑴ контролировать, является ли ток, проходящий через двигатель, нормальным, и не колеблется ли показания амперметра. ⑵ Регулярно проверяйте, происходят ли изменения в показателях изгиба ротора. ⑶ Регулярно прислушивайтесь к наличию звуков трения внутри цилиндра и в зонах герметизации при высоком и низком давлении. ⑷ Регулярно проверяйте работу насоса смазочного масла. 10. Почему после остановки двигателя и завершения прокрутки вала насос смазочного масла должен продолжать работать некоторое время? Основная цель непрерывной работы насоса смазочного масла — охлаждение шейки вала и подшипника. После остановки температура металла ротора остается высокой, и тепло передается от него к подшипнику в направлении шейки вала. Если недостаточно смазки для охлаждения шейек валов ротора, температура подшипниковых поверхностей будет повышаться. В серьезных случаях это может привести к плавлению металла подшипников и их повреждению ； Чрезмерно высокая температура подшипника также может привести к резкому окислению остаточного масла в подшипнике, а в некоторых случаях — к дымлению и возгоранию. Во время работы насоса низкого давления охлаждающий радиатор также должен продолжать работать, чтобы температура смазочного масла не превышала 40°C. После остановки паровой турбины высокого давления насос смазочного масла должен работать не менее 8 часов. Конечно, каждый агрегат должен определяться в зависимости от конкретных обстоятельств. 9. Какие работы по техническому обслуживанию необходимо выполнить после остановки оборудования? Работы по техническому обслуживанию после остановки оборудования имеют огромное значение. Помимо контроля за работой устройства для вращения цилиндров, необходимо также выполнить следующие действия: ⑴ Тщательно отсечь источники пара и воды, соединенные с цилиндрами, чтобы предотвратить попадание пара и воды внутрь цилиндров, что может привести к увеличению разницы температур между верхней и нижней частями цилиндров, а также к повреждению оборудования. ⑵ Тщательно контролировать температуру пара, выходящего из низконапорного цилиндра, уровень жидкости в конденсаторе и уровень жидкости в нагревателях; строго запрещается допускать полное заполнение этих устройств жидкостью. ⑶ Обратите внимание на охлаждающую воду в кронштейнах уплотнения ротора генератора, чтобы предотвратить прерывание подачи охлаждающей воды и повреждение уплотнительных элементов. ⑷ После сброса давления в котле необходимо открыть все предохранительные клапаны и клапаны для выпуска воздуха на агрегате ； Зимой необходимо принять меры по защите от замерзания: на всех устройствах и трубопроводах не должно скапливаться вода. 10. В каком месте происходит наибольшее изгибание ротора после остановки турбины? В какой период времени запуск наиболее опасен? После остановки турбины, если из-за каких-либо причин невозможно запустить устройство для вращения ротора, из-за разницы температур в верхней и нижней частях цилиндра или по другим причинам ротор будет постепенно изгибаться. Максимальное изгибание обычно происходит в районе регулирующего ступенчатого узла; максимальная величина изгиба достигается примерно через 2–10 часов после остановки. Поэтому запуск турбины в течение этого времени является крайне опасным. 11. Почему нагрузка не снизилась до нуля, и почему невозможно отключить генератор? Если во время остановки машины нагрузка не может быть снижена до нуля, это обычно происходит из-за ненадлежащей работы регулирующих клапанов или их засорения, а также из-за неисправности обратного клапана для отвода пара — он не закрывается должным образом. Кроме того, может происходить проникновение большого количества пара из системы отопления. Если в этот момент отключить генератор, произойдет авария из-за чрезмерной скорости вращения. Поэтому сначала необходимо устранить неисправность, используя такие методы, как закрытие автоматических главных клапанов и электрических изолирующих клапанов, чтобы снизить нагрузку до нуля, а затем отключить генератор и остановить его. 12. Почему при остановке двигателя с использованием скользящего параметра лучше сначала снизить температуру пара, а затем — его давление? При нормальной работе паровой турбины степень перегрева основного пара велика. Поэтому при остановке турбины с плавным изменением параметров желательно сначала поддерживать давление пара на неизменном уровне, а затем немного понизить температуру пара, чтобы уменьшить степень его перегрева. Это способствует охлаждению цилиндра; в результате после остановки температура цилиндра будет ниже, а время, необходимое для его раскрутки, сократится. 13. Каковы требования к работе системы смазки гидрогенно-охлаждаемого генератора в режиме вращения его ротора после остановки? Система уплотняющего масла водородно-охлаждаемого генератора должна функционировать в нормальном режиме как при вращении ротора, так и при его остановке при наличии давления внутри. Поскольку система уплотняющего масла соединена с системой смазочного масла, в этот момент уплотняющее масло, содержащее водород, может попасть из соединительных трубопроводов в главный маслобак, где водород из масла будет отделен. Если водород накапливается в главном топливном баке, существует опасность взрыва водорода и возможность возгорания самого бака. Поэтому вентиляторы для удаления дыма и водорода, используемые в топливной системе и системе главного топливного бака, также должны работать непрерывно.