发电厂汽机培训课件

发电厂汽轮机培训课件第一章汽轮机概述与发展:核心作用主要类型发展趋势汽轮机是火力发电厂的心脏设备,负责将蒸汽按蒸汽压力分为高压、中压、低压汽轮机;按的热能转化为旋转机械能,驱动发电机产生电排汽方式分为凝汽式、背压式、抽汽式;现代力其效率直接影响整个电厂的经济性能大型机组多采用超超临界参数汽轮机工作原理总览能量转换过程高温高压蒸汽从锅炉进入汽轮机,依次通过喷嘴和动叶片蒸汽在喷嘴中膨胀加速,产生高速气流冲击动叶片,推动转子旋转,将热能转化为机械能多级工作流程现代汽轮机采用多级串联结构,蒸汽逐级膨胀做功高压缸处理高参数蒸汽,中压缸和低压缸逐步降压,最大化能量利用效率,排汽最终进入凝汽器推力平衡第二章汽轮机本体结构详解:静子结构组成转子结构组成叶片材料特性汽缸:承受高温高压蒸汽的外壳,分为高中低叶片:直接承受蒸汽冲击做功的部件,采用高压缸,采用铸钢或锻钢材料强度耐热合金钢制造喷嘴组:将蒸汽压能转化为动能的关键部件,转子体:整锻或焊接结构,传递扭矩,承受弯精密加工确保流场均匀曲和扭转应力隔板:分隔各级压力室,固定喷嘴,引导蒸汽盘车装置:停机后保持低速旋转,防止转子热流动方向弯曲变形汽封:减少蒸汽泄漏,提高机组效率,常用迷宫式密封结构叶片设计与振动控制0102调节级叶片设计双层围带技术承受最高温度和压力,采用变截面扭曲叶型,长叶片采用双层围带设计,增加叶片刚度,提优化气动性能叶根采用T型或枞树型连高固有频率菌型叶根连接方式分散应力接,确保高可靠性,防止高速运转下的松脱集中,提高疲劳寿命,适应交变载荷振动控制策略英寸末级叶片性能与试验48技术参数试验验证体系•叶片长度:1219mm48英寸频率实验:采用激振锤法测量叶片各阶固有频率,验证设计计算准确性•材料:钛合金TC11或12Cr不锈钢全尺寸转子试验:在专用试验台上进行超速试验110%额定转速,验证叶片强度和动平衡性•工作转速:3000rpm或1500rpm能•出口环形面积:12-15m²水蚀试验:模拟湿蒸汽环境,评估叶片抗水滴冲蚀能力,确保长期运行安全•设计寿命:20万小时以上结构创新采用整体套筒连接,阻尼围带设计有效抑制颤振叶身采用三维扭曲造型,优化蒸汽流场,降低末级损失,提高低压缸效率2-3%第三章汽轮机轴系与轴承:轴系结构轴承技术盘车装置由高中低压转子通过刚性或半挠性联轴器连接,采用双向可倾瓦轴承或椭圆轴承,具有自适应功停机后自动投入,以3-5rpm低速转动转子,防止热与发电机转子共同构成轴系要求同轴度高,振能,稳定性好推力轴承承受轴向力,径向轴承支变形采用电机驱动,通过齿轮或蜗轮蜗杆减速,动小,安装时需精密找中心和调整标高撑转子重量,均采用强制润滑和冷却确保转子均匀冷却轴承滑销系统与润滑滑销系统原理润滑油系统油系统EH汽缸与轴承座通过滑销连接,允许热膨胀时汽由主油泵、辅助油泵、润滑油箱、冷油器、过提供高压抗燃油,驱动调节阀门和保护装置缸相对轴承座自由移动,避免附加应力损坏设滤器组成闭式循环主油泵由主轴驱动,辅助具备双泵互为备用,蓄能器应急供油,确保在任备滑销设置在汽缸中分面,保证中心不变油泵在启停时工作,确保全工况供油何情况下都能实现紧急停机保护功能定期监测油质粘度、酸值、水分、颗粒度,保持油温40-50℃,压力

0.15-

0.20MPa,确保轴承可靠润滑和冷却第四章汽轮机调节与保护系统:数字电液调节系统DEH采用计算机控制技术,实现汽轮机转速、负荷和压力的精确调节系统由控制器、伺服系统、执行机构组成,响应速度快,控制精度高调速系统逻辑通过测速装置实时监测转速,与设定值比较产生偏差信号,经PID运算后输出控制指令,驱动调节汽门动作,实现转速闭环控制并网后转为功率-频率控制模式紧急跳闸系统ETS独立于DEH的保护系统,监测超速、轴向位移、低油压、高振动等危险参数任一保护动作,立即关闭主汽门和调节汽门,确保机组安全系统运行模式与操作DEH自动运行方式遥控运行方式机组并网后,DEH自动跟踪负荷指令,调节汽门开度,维持功率稳定系通过DCS或远方调度中心发送指令,实现负荷远程调整操作员在控制统根据一次调频要求,自动参与电网频率调节,响应时间小于3秒室监视参数,必要时可切换到手动操作,保证操作灵活性和安全性关键参数采集转速信号:三个独立测速探头,采用二取二逻辑,防止误动作压力参数:主蒸汽压力、再热蒸汽压力、各段抽汽压力温度参数:主蒸汽温度、排汽温度、轴承温度位移振动:轴向位移、径向振动、胀差、偏心伺服控制机制DEH输出电流信号4-20mA驱动电液伺服阀,控制高压油进入调节汽门油动机,实现阀门精确定位位移传感器反馈阀位,形成闭环控制,定位精度±

0.5%调速油系统与保安装置1油系统组成EH包括EH油泵主泵+备泵、油箱、蓄能器、冷却器、过滤器、溢流阀油压13-14MPa,油温40-45℃,使用抗燃磷酸酯液体,确保防火安全2供油流程EH油泵从油箱吸油,经过滤器过滤后升压,一路供给调节汽门伺服阀,一路供给保护装置蓄能器储存高压油,应急时可维持供油10秒以上3超速保护转速达到103%额定转速时,超速保护装置动作,通过危急遮断电磁阀泄放油压,主汽门和调节汽门快速关闭,切断蒸汽供应,机组停机4故障诊断维护定期检查油泵出口压力、油质清洁度、过滤器压差、电磁阀动作可靠性每月进行保护装置试验,每年更换过滤器滤芯,每三年更换抗燃油第五章汽轮机辅助设备及运行:凝汽器结构与原理回热加热系统位于低压缸下方,将排汽冷凝成水,建立高真空,增大蒸汽可用焓降,提高循环效率采用双背压或单从汽轮机各段抽取部分蒸汽,加热给水,提高给水温度,减少锅炉热负荷,提高循环热效率系统包括背压表面式冷凝器,冷却水在管内流动,蒸汽在管外凝结高压加热器、除氧器、低压加热器,构成三级回热疏水装置及时排除加热器、管道中的凝结水,防止水击采用疏水扩容器回收热量,疏水泵将凝结水送回系统,实现工质和热量的回收利用旁路系统与阀门操作12旁路系统作用主要设备组成在机组启动、停机或甩负荷时,让蒸汽绕过汽轮机直接进入凝汽器,保BDV阀主蒸汽旁路阀:控制高压蒸汽旁路流量护汽轮机和锅炉安全分为高旁和低旁,减温减压后排入相应压力段VV阀再热蒸汽旁路阀:控制再热蒸汽旁路流量减温水调节阀:控制减温水量,保护凝汽器34联锁控制逻辑运行注意事项旁路投入需满足:凝汽器真空正常、循环水运行、减温水可用机组跳控制旁路流量不超过额定值30%,监测减温后温度不高于350℃防止闸时,旁路阀自动开启,消化锅炉余汽并网后旁路自动关闭,转由汽轮凝汽器过热,注意旁路阀噪声振动,定期检查阀座密封性能机通流循环水系统与冷却设备循环水泵启动条件操作流程•循环水系统充水完毕,水位正常

1.确认泵体灌满水,盘动泵转子灵活•泵出口阀门关闭,泵体灌水

2.关闭出口阀,微开再循环阀•电源正常,保护投入

3.启动循环水泵,确认电流正常•润滑油系统运行正常

4.缓慢开启出口阀,建立循环水流量•凝汽器水位正常,真空装置准备就绪

5.调整流量至设计值,监测温升≤8-10℃冷却水塔维护要点发电机冷却系统定期清理填料上的水垢和藻类,保持通风顺畅检查喷淋系统,确保布水均大型发电机采用氢冷或水冷方式氢冷系统监测氢气纯度96%,压力

0.4-匀冬季防冻,夏季补水,保持循环水水质,控制浊度和硬度

0.5MPa,防止漏氢水冷系统保证冷却水纯度,电导率5μS/cm第六章汽轮机启停操作流程:0102启动前准备冲转与升速检查润滑油系统、EH油系统运行正常,油温油压合格盘车装置投入,转子盘动2投入DEH自动,开启主汽门,转速升至1000rpm暖机10-15分钟检查振动、轴向小时以上主汽管道暖管,金属温度升至400℃以上确认保护装置投入,联锁试位移、各轴承温度正常后,继续升速至3000rpm,暖机稳定运行30分钟验合格0304并网与加负荷停机流程调整转速至额定值,确认发电机各参数正常,合闸并网按照升负荷曲线,每分钟增按照降负荷曲线减负荷至空负荷,解列发电机关闭调节汽门,转速降至1000rpm加2-3MW负荷,监测缸温差、振动、真空等参数,缓慢升至目标负荷以下,关闭主汽门停机投入盘车,连续盘车24小时以上,监测轴承温度下降至50℃以下启停过程中的关键监测点主汽阀温度压力轴向位移监测监测主蒸汽温度、压力变化率,防止温度突变引起热应力暖管阶段温升速测量转子相对汽缸的轴向位移,正常范围±

0.5mm超限说明推力轴承故障度≤

1.5℃/min,压力逐步提升,避免水冲击或热膨胀异常,必须立即停机检查,防止动静碰磨振动与转速探头本体疏水点各轴承振动值应

0.08mm,转速探头监测转速波动±

0.2%启动过程中注启动过程定时开启各疏水阀,排除积水,防止水冲击损坏叶片高中低压缸意避开共振转速区,快速通过,减少振动累积损伤疏水、抽汽管道疏水、旁路疏水必须及时排放所有监测参数应记录在案,建立启停曲线,用于后续分析和优化操作,提高启停安全性和经济性第七章汽轮机运行异常与事故案例:典型故障现象诊断振动异常:检查动平衡、轴承间隙、对中情况,可能是转子不平衡或基础松动轴承温度高:检查润滑油量、油质、冷却水流量,清洁轴承,必要时更换真空下降:检查凝汽器水位、冷却水量、抽汽器工作,查找漏气点功率异常:检查蒸汽参数、调节汽门开度、汽封间隙,分析热力循环盘车时人员安全事故案例某电厂检修期间,维护人员在盘车投入状态下进入汽轮机内部检查,由于未执行挂牌上锁程序,盘车突然启动,造成人员伤亡教训:进入转动设备内部前,必须切断电源并挂警示牌上锁,安排专人监护,严格执行安全操作规程,任何情况下不得违章作业超速事故预防•定期试验超速保护装置,确保103%转速可靠动作•检查调速系统响应速度,防止调节失灵引起飞车•监测负荷突变时转速变化,避免甩负荷超速•维护危急遮断阀,保证紧急时刻快速切断蒸汽典型事故处理流程排查诊断事故响应停机后全面检查设备状态,记录事故现象和参数组织专业人员分析原发现异常立即报告值长,启动应急预案根据保护信号判断故障类型,执因,必要时联系设备厂家技术支持,制定检修方案行紧急停机或事故处理程序,防止事故扩大预防措施维修与寿命评估总结事故教训,修订操作规程和维护标准加强人员培训,完善监测手根据损伤程度进行修复或更换重大事故后进行应力分析和寿命评估,段,建立预防机制,避免类似事故再次发生必要时进行无损检测,确保设备恢复正常运行能力第八章汽轮机维护与寿命管理:叶片强度校核定期进行叶片应力测试,检查根部连接、围带磨损情况采用有限元分析评估疲劳寿命,对高温段叶片进行金相组织检验,及时发现裂纹和蠕变损伤振动调频技术通过改变围带间隙、增加阻尼块、调整叶片分组,优化叶片固有频率分布利用振动测试系统实时监测,建立叶片振动数据库,预测疲劳寿命润滑油管理每月取样化验,监测粘度、酸值、水分、颗粒污染度粘度变化超过±10%或酸值

0.5mgKOH/g时,进行滤油净化或更换新油正常运行2-3年更换一次设备寿命评估根据累积运行小时数、启停次数、负荷变化频率,评估主要部件疲劳损伤高温部件每运行10万小时进行一次寿命评估,采用蠕变损伤模型计算剩余寿命延寿技术高温部件表面喷涂防护涂层,延缓氧化腐蚀叶片局部磨损修复,转子焊补再加工采用先进监测手段,实施预知性维修,延长大修周期,降低维护成本第九章汽轮机数字化监控与系:DCS统分散控制系统构成DCS由操作员站、工程师站、控制站、通信网络组成控制站完成数据采集和控制运算,操作员站提供人机界面,工程师站进行组态和维护,冗余配置保证高可靠性实时监控功能采集数千个测点信号,刷新周期1秒提供流程图、趋势图、报警显示历史数据存储,支持回放分析生成运行报表,统计性能指标,辅助运行优化决策故障预警机制设定各参数报警阈值,异常时声光报警提示智能诊断模块分析参数关联性,识别故障模式,提前预警潜在故障,指导维护人员提前干预,避免非计划停机远程操作与调度通过工业以太网实现远程监控,调度中心实时掌握机组运行状态远程下发负荷指令,自动执行AGC调节紧急情况下可实施远程停机,保障电网安全第十章汽轮机节能与环保技术:余热回收技术再热技术应用低排放运行策略利用排汽余热进行区域供暖,提高能源综合利用率采用蒸汽在高压缸膨胀后返回锅炉再次加热,提高蒸汽温度,增优化燃烧控制,降低NOx排放配套脱硫脱硝装置,排放指标低真空运行方式,减少冷源损失,循环热效率提高3-5%加可用焓降超超临界机组采用二次再热,循环效率可达达到超低排放标准减少辅机能耗,降低厂用电率,提高净发47%以上电量绿色电厂建设趋势采用高效汽轮机、锅炉、发电机组成超超临界机组,供电煤耗降至280g/kWh以下推广智能控制技术,实现负荷灵活调节,配合风电光伏等新能源消纳建设数字化电厂,利用大数据和人工智能优化运行,打造清洁高效的现代化火电厂典型机组案例分享123机组运行经验叶片改进提升效率调速系统升级效果330MW某电厂330MW亚临界机组,主蒸汽参数针对低压末级叶片水蚀问题,更换为新型钛将传统液压调速系统改造为DEH数字电液系

16.7MPa/537℃,采用一次中间再热通过合金叶片,采用防蚀涂层技术改造后叶片统,调节精度从±1%提高到±

0.25%,响应时间优化启停曲线,启动时间由8小时缩短至6小寿命延长50%,低压缸效率提高

2.5%,年节约缩短至

0.5秒,满足一次调频要求时,减少能耗15%标煤3000吨系统可靠性大幅提升,年非计划停运时间减实施状态检修策略,根据振动、温度等在线调节级叶片改为变截面扭曲叶型,优化蒸汽少120小时远程控制功能实现无人值守,运监测数据,动态调整检修周期,年可用小时数流场,减少级组损失高压缸效率提升

1.8%,行人员减少30%,年节约人工成本50万元提高至7800小时,发电量增加200万kWh机组热耗率下降80kJ/kWh,经济效益显著培训总结与知识点回顾关键技术要点操作规范汽轮机工作原理、本体结构、调节保护系统、严格执行操作规程,启动前全面检查,运行中密辅助设备是核心知识掌握启停操作流程、故切监视,停机后认真维护遵守安全规定,进入障诊断方法、维护保养技术是基本技能设备前挂牌上锁,杜绝违章操作持续学习安全第一汽轮机技术不断进步,要保持学习热情关注时刻保持安全意识,熟悉应急预案,掌握事故处行业动态,学习新技术新工艺,参加专业培训,不理程序定期参加应急演练,提高应急处置能断提升专业技能和综合素质力,确保人身和设备安全常见问题答疑为什么真空突然下降轴承温度异常升高怎么办启动过程中振动增大如何处理可能原因:凝汽器水位过高淹没铜管、冷却水立即检查润滑油温度、油压、油质增加冷降低升速速度,在振动大的转速区快速通过量不足、循环水温度过高、凝汽器漏气、抽却水量,降低轴承载荷如果温度持续上升超检查是否接近共振转速,调整暖机时间,检查汽器故障应检查水位、水量、查找漏点,必过100℃,应紧急停机,检查轴承是否烧损,更对中、动平衡情况振动超过报警值应停机要时停机处理换润滑油检查调节系统常见误区解析误区一:手动操作比自动更安全实际上DEH自动调节更精确稳定,人工操作易引起波动误区二:负荷越稳定越好应根据电网需要灵活调节,参与调频才能保证电网稳定误区三:保护装置经常试验会降低可靠性定期试验是确保可靠动作的必要手段,不试验才会失效培训考核说明理论考试内容实操考核内容•汽轮机工作原理及结构知识30分

1.启动前设备检查及准备工作•启停操作流程及注意事项25分

2.模拟机启动操作流程演练•调节保护系统原理及维护20分

3.运行参数监视与调整•故障诊断与事故处理15分

4.异常工况处理及停机操作•安全规程及应急预案10分

5.安全操作规程执行情况考试形式为闭卷笔试,时间120分钟,满分100分,80分及格实操考核由考官现场打分,满分100分,80分及格评估标准与合格要求理论和实操均达到80分为合格,颁发培训合格证书任一项不合格需参加补考,补考仍不合格需重新参加完整培训证书有效期三年,到期需参加复训未来发展与技术趋势绿色低碳发电技术新材料与叶片创新发展超超临界和先进超超临界技术,参数达到智能化控制系统开发高温镍基合金、单晶合金叶片材料,提高35MPa/700℃,效率突破50%推广灵活性应用人工智能算法优化调节策略,实现自适应耐温能力至700℃以上采用增材制造技术,改造,实现深度调峰和快速启停,配合可再生控制和自学习功能基于大数据分析预测设实现复杂冷却结构,提高叶片效率研发防护能源并网,建设零碳电力系统备状态,实施预知性维护,减少故障停机,提高涂层,延长叶片寿命可用率和经济性参考资料与推荐阅读《火电机组汽轮机运行技术》《汽轮机结构及调速系统培训讲《汽轮机原理》武汉大学公开课义》中国电力出版社出版,系统介绍汽轮机运国家精品在线开放课程,讲解汽轮机热力行理论与实践,包含大量实际案例和故障电力行业培训专用教材,详细讲解汽轮机学基础、级的工作原理、多级汽轮机特分析,是运行人员必备参考书本体结构、调节保护系统、辅助设备,配性、调节与运行,理论深入浅出,适合深入有大量图纸和实物照片,适合新员工培学习训延伸学习资源•《汽轮机设备及系统》视频教程-国家电网培训中心•《大型汽轮机故障诊断与处理》-清华大学出版社•《汽轮机维护检修技术》-中国电力企业联合会编•IEC国际标准:汽轮机安全与性能规范•ASME标准:汽轮机设计制造规范致谢与互动环节感谢各位学员的参与感谢大家在培训期间的积极参与和认真学习希望通过本次培训,各位对汽轮机的结构、原理和运行有了全面深入的理解,能够在今后的工作中学以致用,确保设备安全稳定运行欢迎提问与交流现在进入互动环节,欢迎大家提出工作中遇到的实际问题,我们将共同探讨解决方案也欢迎分享您的运行经验和技术心得,相互学习,共同进步联系方式与后续支持培训结束后如有技术问题,可通过以下方式联系:•培训中心热线:400-XXX-XXXX•技术支持邮箱:training@powerplant.com•微信公众号:电厂技术培训我们将持续提供技术支持和后续培训服务,助力大家的职业发展!。