汽轮机的启停运优化方案

（一）启动前的检查

工业汽轮机组是一个复杂的机组，这里以汽轮机驱动离心式压缩机为例，说明机组的启动与准备。

汽轮机驱动离心式压缩机的启动过程中，汽轮机和压缩机从静止状态加速至额定转速，从室温加热到额定功率下温度，压缩机出口压力从低压上升到额定压力，机器的各个零部件的工作条件都处于剧烈的变化之中。启动前的准备工作是运行的首要环节，它是关系到启动工作能否顺利、安全进行的重要条件，准备工作的疏忽可能使机组启动时间拖长，不能按时投产，严重时还会造成设备的损坏。启动前，应当检查汽轮机组所有曾经进行过检修的地方，肯定检修工作已经全部结束，确认机组各个部分均已处于正常状态。影响操作的杂物、易燃物品应当清除干净，并应做好机组清洁工作，在此基础上进行下列检查与准备工作。

1.汽轮机的检查与准备

认真检查主汽阀、调节汽阀和其他安全保护装置，要求动作灵活、准确；调节系统传动机构应当加以润滑，螺丝、销子、防松螺帽应装配齐全、完好，油动机与调节阀的行程应符合规定，汽轮机与联轴器、变速器、压缩机都应处于完好状态，汽缸和新蒸汽管道上的通大气疏水阀应当打开；其他在启动时影响真空的阀门，以及汽、水可以倒回汽缸的阀门，均应处在关闭位置。汽缸、高温管道及其阀门保温装置应该良好。校正位移、膨胀指示值，如有可能，应当在启动前记录汽轮机冷态时的汽缸膨胀、相对膨胀、轴向位移、上下汽缸温度等原始数值。某些工业汽轮机应当校正汽缸膨胀的零点读数，当汽缸完全处于冷态时，指示值应为零。在推力轴承无磨损时，应当校正推力轴承磨损的指示读数。校正轴向位移指示计和振动计的读数，盘动冷凝水泵的转子，检查有无卡涩现象；打开即将投用的泵的吸入阀，打开排气阀，进行冷凝水泵的联动试验。检查冷凝器的水位，冷凝器气侧应补水至水位计的3/4位置。打开水位计的阀门；打开水室放空阀；检查水位控制器，打开水位报警器上的阀门。检查抽气器上蒸汽滤网，清除阻塞。检查启动抽气器与主抽气器的各个阀门。检查密封蒸汽管线上的各个阀门。检查密封蒸汽压力控制器和仪表。检查主蒸汽管路各法兰接头是否装好。主蒸汽截止，阀门应关闭，疏水阀应打开。

2.压缩机的检查与准备

检查汽轮机、联轴器、变速器及压缩机各缸之间的轴对中是否符合要求，是否连接可靠。盘车检查压缩机转子与静子是否有碰擦，变速器齿轮啮合是否良好。检查气体管线安装、支承及各弹簧支座是否合适，膨胀节是否能自由伸缩。检查中间冷却器，打开各段中冷却器的壳体疏水阀，排除积水，使疏水阀处于自动排放状态；对中间冷却器管侧通水、排气。各段缸体疏水阀应打开，进行排水，各管道低处的排放阀打开排水，排水后关上。检查压缩机防喘阀门并定位，以免发生喘振。防喘振调节阀应调整在最小允许流量。进行压缩机段中间冷却器高液位报警试验，当各段的中间冷却器、气水分离器的液面超过上限值时，应发出报警信号。

3.测量仪表、信号的检查与准备

检查各监测部位的仪表、信号是否配全；仪表的指示读数应经过检验、校准；遥控仪表与总控制室配合试验，确认动作正常。检查仪表空气系统，检查控制仪表的整定值；接通仪表电源；打开仪表风压管阀门；记录仪表应调整记录纸上的时间。检查和试验通信设备和联络信号。要特别注意对仪表、信号的检查与试验，不准确和不可靠的仪表和信号，会使我们判断错误、丧失警惕，有时会造成比没有这些仪表还要大的损失。

4.油系统检查、试验与调整

检查油箱油位，不足则应加油，检查油位计，检查油温，若低于23℃则应使用加热器，使油温在23℃以上。油冷器、油过滤器应充满油，放出空气。检查油冷器的冷却水系统，油冷器与过滤器的切换阀位置不得弄错，应切换到需要投用的一侧。主油泵和辅助油泵都应进行检查和试运转，并做联动试验，确认工作正常且转向正确后，辅助油泵可首先投运，进行油循环。温度计、压力表应当配全，量程合格，工作正常。油流窥视镜可用于观察油的流动情况。向蓄压器充氮，将干燥的氮气充到蓄压器中，使蓄压器内气体压力保持在规定数值。调速系统油压调整，首先开动辅助油泵进行油循环，当油温循环至24℃以上时停辅助油泵，并把开关拨到自动启动位置。开动主油泵调整油压，采用调节泵的出口管线至回油箱的压力调节旁通闸阀，使调速系统油压达到规定值。调速油压达到要求后，应对润滑油压进行调试，采用调节滤油器出口管线减压阀，或手调旁通阀门，使润滑油压力达到规定值。但要注意，绝对不允许手调润滑油出口总阀，此阀在运行时应处于常开位置，对此阀应采取防动措施。调速油低油压试验，目的是验证主油泵停机或因其他原因调速系统油压过低时，辅泵能否自动启动。常用的试验方法有两个：一是当主油泵工作正常时，将主油泵停运，使油压下降，到整定值时应发出报警信号，观察辅泵能否立即自动启动；二是主泵正常工作时，将泵出口至回油箱的旁通阀全开，或手动调润滑油进口阀门，让油压下降到整定值时，应发出报警信号，辅泵应自动启动。润滑油低压试验的目的是验证当润滑油压力下降至整定值时，是否会发出报警信号，并使辅泵启动；并验证压力开关性能及停车信号系统。试验方法可通过改变滑油管线上的阀门开度，使润滑油压力下降。初次投运时，应当进行油箱油位高、低报警试验，采用向油箱放油或加油的方法改变油位，达到整定值时应发出报警信号，加油时应当将油过滤。具有密封油系统的机组，应进行密封油系统试验，通过调整密封油槽的液位控制器的仪表气源压力，当达到各整定的极限值时，应分别发出“高液位报警”或“低液位报警”，辅助油泵启动，主汽阀跳闸。

5.主汽阀跳闸试验、电磁阀试验

为了确保安全，每次从完全停机状态准备启动时，都应进行主汽阀跳闸关闭试验和电磁阀试验。这种试验不仅在启动前进行，在启动之后低速运转时也可进行一次。进行试验前必须使油系统运行，建立正常油压。主汽阀试验时，关闭蒸汽总截止阀，主汽阀挂闸，将手动紧急停机手柄复位。操作紧急停机手柄，观察主汽阀动作，主汽阀应当迅速脱扣关闭。电磁阀试验时，用仪表室或控制室的手动电磁阀按钮，使电磁阀通电；保安油系统卸压，确认主汽阀能迅速跳闸关闭，试验后将主汽阀挂闸复位。

（二）汽轮机冷态启动

工业汽轮机组的冷态启动是操作中最复杂、最全面的过程，机器要经历从静止到额定转速，从室温到高温，从零负荷到额定负荷，从小流量到大流量，从低压到高压等全部变化过程，各部件须经受加热、加速和加力的变化。

1.启动油系统

调整油温、油压，检查过滤器的压力降、高位油箱油位，通过窥镜检查径向轴承和止推轴承的回油情况，检查调节动力油和密封油系统，启动辅助油泵停主油泵，交替开停。

2.暖管

汽轮机冷态启动时，当蒸汽进入冷态的蒸汽管道时，将使管壁受热而温度升高，同时蒸汽急剧凝结变成水。因此，暖管必须与管道的疏水密切配合，使积聚在管中的凝结水能及时疏出而不产生管道的水冲击。水冲击严重时会造成汽阀或汽管的连接法兰破裂。当这些水被高速蒸汽流带入汽轮机时，汽轮机内部产生水冲击而使轴向力大增，并可能损伤转子和叶片。

一般所说的暖管是指主汽阀前蒸汽管道的暖管，预热主汽阀前的管线和汽室，检查锅炉供汽的温度和压力。主汽阀至调节汽阀一段管路的暖管，一般与启动暖机同时进行。暖管所需要的时间取决于管道长度、管径尺寸和蒸汽参数以及管道强度所允许的温升速度。当温升太快时，管道内外壁温差很大，会引起很大的热应力。一般中参数机组暖管时间为20～30分钟，高压机组为40～60分钟左右。

暖管过程分两步进行，即分低压暖管和高压暖管。低压暖管是用低压力大流量的蒸汽进行暖管，汽压一般维持在0.25MPa～0.3MPa，而对高参数大功率机组则保持在0.5MPa～0.6MPa。对金属加热要均匀，对管道较为安全。暖管时可通过开启总汽阀的旁通阀来进行，但速关阀必须关闭。暖管同时与疏水配合，应打开疏水阀。低压暖管刚开始时蒸汽管道的壁温约为室温，比低压暖管压力的饱和温度（约150℃左右）要低很多，蒸汽进管后在管壁上急剧凝结，此时蒸汽放热是以凝结放热为主，金属温度升高很快。因此必须严格控制管内蒸汽压力，不使之过高，控制进汽阀门和疏水阀门的开度，以控制新汽流量。当管壁温度已升高到低压暖管压力下的蒸汽饱和温度150℃左右时，而且管壁内外温差不大，便可以升压暖管。逐渐开大进汽阀门，将压力逐渐升到额定压力。升压速度取决于管道强度所允许的温升速度，一般中参数汽轮机组升压时允许管道温升速度为每分钟5℃～10℃，高压汽轮机升压速度为每分钟0.1MPa～0.2MPa，温升速度每分钟不得超过3℃～5℃。暖管时应注意防止蒸汽漏入汽轮机内，注意调节汽阀的关闭，以防止上下汽缸温差过大，转子热弯曲。暖管期间可以启动抽气器及油泵，使润滑油系统开始循环，凝汽设备投入运行，这样可以加速暖机过程，并减少建立真空的时间。此时，盘车装置也可以投入运行。

3.疏水

在暖管和启动之前要观察疏水系统工作是否正常，主汽管、主汽阀上、下部以及汽轮机本体的疏水阀、疏水器都应工作可靠。通入蒸汽之后，管路和汽轮机内任何部分都不应当有凝结水积聚。因此，在启动时必须将各个疏水阀全部打开，直到喷出的蒸汽不带颜色为止。一般当汽轮机所带的负荷达到正常负荷的10%～15%时，才可以将疏水阀完全关上，这时疏水可通向疏水器。刚启动时，管路、阀门和汽缸的疏水容易混有杂质，水质不纯，没有回收的必要。在正常运行时应当定时检查疏水阀，将水放尽冒出无色蒸汽后再马上关上。

4.盘车

在机组启动时，如果转子不是在运动状态下加热，而是在静止状态下通入蒸汽，则转子会发生不均匀的热变形，使得转子向上产生弯曲，影响径向间隙，产生振动，甚至产生事故。因此在启动冲转之前，在暖管时可以启动润滑油系统，并使盘车装置投入运行，使转子缓慢转动后，才可以向轴封供汽，加速抽真空。

汽轮机在停机后，它的零部件逐渐冷却，这个过程的进行要经过若干小时，对大型工业汽轮机来说，它的轴要经过30～40小时以后才能达到周围环境温度。如果轴不是在运动中逐渐冷却的话，就会产生变形和弯曲。转子上部温度较高，因为热空气向上升，处在热的环境中，而轴的下半部处在较冷的环境中，因为冷空气积聚在下部。转子上、下部的温度差竟可以达到50℃～60℃，因此转子（主要是轴）下面的金属材料较上部先发生收缩，以致使轴产生向上弯曲。弯曲程度开始时逐渐增大，以致使汽轮机某一段时间内不允许再启动。此段时间内如果启动，由于轴的弯曲最大，容易造成转子和静子的碰撞和强烈的振动，以致发生事故。超过一定时间之后，机内温度趋于平衡，轴的温度也趋于一致，轴开始逐渐伸直。因此，每台汽轮机在停机之后都有一段时间不准机组再启动。这段时间的长短因机、因地而异，可以通过实验的方法来测定，可用千分表准确测出轴的变形与时间的关系曲线，此曲线可作为开车的参考，有的制造厂说明书中有规定。

盘车是减少轴弯曲变形的良好方法，根据各机组情况，盘车可有两种：一种是手动盘车（定期盘车），对没有盘车设备的机组只好用手动盘车，即定期将转子转动180°，这样原来向上弯曲的部分，转动后便逐渐开始变直，然后再向相反的方向弯曲。但必须注意，要准确地转动180°，否则这种措施会收不到效果。如果需要再启动的话，最好选在两个转动时间间隔的中间，这时转子正好接近伸直状态。

盘车间隔时间随机组不同和停机以后时间不同而不同，这取决于转子弯曲变形速度，而变形速度又与转子结构、尺寸和汽轮机转子的上、下部分温差有关。若结构尺寸一定，则只与上、下部分温差有关。因此，每次盘车间隔时间也该相应地变化，即刚停机时上、下部分温差小，盘车的间隔时间可稍长，此后由于转子上、下部分温差增加，盘车间隔时间可以适当缩短。再以后，机内温度又趋向均匀，转子上、下部分温差又少，盘车间隔时间又可延长，当转子变形小到一定数值时即可停止盘车。在实际过程中，为了操作上的方便，盘车过程做了适当的简化，一般在停机初期（如4～8小时之内）每隔15～30分钟盘车一次，此后将盘车间隔时间逐渐延长，甚至每隔1～2小时盘车一次；一般先每隔30分钟，过4个小时每隔60分钟将转子转180°。总之，只要保证在每次盘车时，转子的挠度不超过安全启动所允许的最大挠度（0.03cm～0.05cm），就可以使汽轮机安全启动。具体盘车时间要遵照各机组制造厂的规定。

另一种盘车方法是电动盘车（连续盘车）。在汽轮机停机后冷却的全部阶段内，或者启动前一定时间内，利用电动盘车设备不断地慢慢转动转子，使转子均匀受热、均匀变形以达到安全运转的目的。这种装置在一般工业汽轮机组上都有。停机时，汽轮机转子在完全静止以后，必须立即投入盘车装置。在启动时，必须先开动盘车，然后才可向轴封供汽。各机组应当按照制造厂规定的盘车时间和盘车方式进行盘车。当然，盘车之前必须将润滑油系统投运。如果停机时打算不久即将再次启动，应当在转子静止到下次转子冲动前的一段时间内进行连续盘车。连续盘车时间对高压机组一般不应少于3～8小时，中压机组不应少于1～2小时，在此之后可改为定期盘车，在启动之前应再改为连续盘车。一般机组应在转子冲动前两小时进行连续盘车。

应当注意，盘车时应尽可能地保证轴承的必要的润滑条件，以免损坏轴瓦。盘车时，转子以低速转动，在轴颈处不能形成正常的油膜，可能形成半干摩擦，轴承的轴瓦会发生额外的磨损，因此盘车时间也不要太长。

对于没有盘车设备的机组，在转子冲动前暖管阶段最好定期手动盘车，使转子上、下部分均匀受热。转子冲动后，应当在低速下充分进行暖机，低速暖机时间不应太短，以弥补没有连续盘车的缺陷。停机后最好设法手动盘车，停机到下次再启动时间相隔不应太近，以消除转子变形，使转子恢复正常。

没有盘车设备，手动盘车也相当困难的话，不盘车进行启动时，最好在转子冲转后再向轴封供汽，以免转子在静止时受热变形。如果轴封不供汽不能建立必要的起重力真空的话，在轴封供汽后，要马上冲动转子，中间时间不要拖得太长，以免转子静止受热时间太长产生变形。

5.建立真空

冷凝式汽轮机在转子冲动前，循环水泵、冷凝水泵和抽气器等设备都已投入运行，目的就是建立必要的启动真空。启动真空度高，也就是冷凝器内绝对压力低，从而使汽缸内压力低，则机内空气密度小，转子转动时，摩擦鼓风损失就小，转子冲动时阻力小，可以减少冲动转子所需要的蒸汽量。这样做，一方面减少蒸汽消耗，提高经济性；另一方面又可以减少叶片所受的力。因为叶片所受的力与蒸汽流量成正比，这对提高安全性是有好处的。另外，真空度高亦即排汽压力低，相应的排汽温度也低，对冷凝器来说也是安全的。如果启动真空度低，则转子冲动时阻力大，启动汽量大，除了不经济，叶片受力也大，冷凝器所承受的排汽温度高，这对叶片和冷凝器的安全都是不利的。如果真空度太低，阻力大，若主汽阀开度不足，则可能造成转子一时冲动不起来，而蒸汽又已进入机内，会形成“静止暖”现象。一般说来，转子在静止状态是严禁通入蒸汽的，因为这会造成轴的弯曲。如果转子是处于盘车状态，情况可能稍好一些。所以除制造厂有特殊规定的机组，一般不允许在过低的真空下冲动转子。

一般工业汽轮机冲动转子时真空要求达到450～500mmHg，最低不应小于300mmHg。在这样的真空下冲动转子，在转子转动后真空不会降到100mmHg以下，大气安全阀不至于动作，有的机组应用的单管真空计也不至于被吹掉。同时在这样的真空下，冲动转子排汽温度不太高，可减缓排汽缸的膨胀速度，对减少汽缸热应力也是有利的。一般中压机组启动真空为正常真空的60%～70%，随着转速的增加，真空也应随之上升。有的工业汽轮机要求启动时真空应达到600mmHg，而升速时真空应在650mmHg以上。没有明确规定的机组，在启动时真空至少应当达到350mmHg以上。

6.轴封供汽

当汽轮机转子冲动前，抽气器已经投入工作，如果它所建立的真空值能够达到要求，就可以在不向轴封供汽条件下冲动转子，在冲动后立即向轴封供汽，使真空随转速不断升高。抽汽装置所能建立的真空值与抽气器的性能及轴封间隙的安装、调整质量有关，如果抽气装置不能达到300mmHg以上的真空或者汽轮机要求在较高的真空下冲动，就应首先向轴封供汽。向轴封供汽的目的是防止空气沿轴流入汽缸，较快地建立有效的真空，并减少叶片受力。如在冲转前向汽轮机轴封送汽，应当在机组连续盘车状态下进行。

汽轮机转子在静止状态下一般禁止向轴封供汽。对于制造厂有特别规定的汽轮机，以及轴封不供汽不能达到启动所需真空的汽轮机，在短时间内向轴封送汽又不至于引起不正常情况发生时，则可以考虑提前向轴封供汽，但应严格遵守供汽时间。转子转动前，供汽时间不能太长，并按制造厂说明书严格执行。因为转子静止时向轴封供汽，轴封处局部温度升高很快，并会从轴封处向汽缸内部漏汽，引起轴颈和转子受热不均匀而发生弯曲，甚至使转子和静子在启动过程中发生碰撞，引起振动，严重的会导致汽轮机的损坏。

有盘车设备的机组，一般可以在连续盘车状态下先向轴封供汽。如果需要的话，对于没有盘车设备的机组，也可在每隔几分钟将转子转动180°的情况下，向轴封供汽。对于不能进行盘车的机组，从安全的角度来说最好在转子冲动后，再向轴封供汽。如果不供汽启动真空建立不起来的话，也可以在冲动转子之前向轴封供汽，但是在转子静止时轴封供汽时间一定不能太长。轴封供汽后，争取尽快冲动转子。

7.冲动转子

冲动转子是启动操作的关键，真正的启动从这里开始，以前的工作都是属于准备工作。冲动转子是汽轮机由冷态变到热态，由静止到转动的开始。操作关键是控制汽轮机金属温度的升高和转子转速的升高。

转子刚转动时，接近额定温度的新蒸汽进入金属温度较低的汽轮机，这时蒸汽对金属进行剧烈凝结放热，因此汽轮机金属温度变化剧烈容易造成很大的热应力。随着转速的升高，汽轮机温度也将升高，汽缸内蒸汽对金属对流放热的成分逐渐增大，金属温升速度才放慢。

新蒸汽在进入汽轮机之前应达到50℃的过热度。为了减少热应力，在额定参数下冷态启动的机组，采用限制新蒸汽流量、延长暖机升速时间的办法来控制金属加热速度。

当蒸汽进入汽轮机后，第一级前的压力已升高到规定的冲转数值（一般为额定压力的10%～15%）以上时，应注视转子是否转动，尤其对没有盘车设备的机组更要特别注意，因为蒸汽流量很小，刚启动时转速很低，压力表与转速表量程又很大，压力与转速变化不易发现。如果此时转子没有转动，应当停止冲转，待消除不能冲转的原因后再行启动。

具有连续盘车装置的机组，应当在冲转后自行脱扣。盘车中转子摩擦力已有减少，不需要冲动静止转子那样大的蒸汽流量。

转子转动后应注意转子转动的情况，监视转子并判断转子转动是否正常。此外，应用听棒监听机组内部有无金属碰擦声，检查各轴瓦的振动。如轴承箱有明显的晃动，说明转子存在暂时弯曲或发生碰擦。如果发现有碰擦声，应当紧急停机，并找出原因。因为此时转速低，又无汽流声，有问题容易发现。冲转后应当检查冷凝器的真空值，由于一定数量的蒸汽突然进入冷凝器，真空可能降低很多。当蒸汽正常凝结后，真空又要上升。要注意调整冷凝器的水位，防止冷凝器无水和满水情况。要检查各轴瓦的回油、油温情况。

若冲转后一切正常，便使转速维持在低于额定转速的某一转速下进行暖机。暖机转速应根据启动升速曲线或操作规程确定。

8.暖机与升速

转子冲转之后，在转速升到额定转速之前，需要有一个暖机和升速过程。暖机的目的是使汽轮机部件受热均匀，减少温差，避免产生过大的热变形和热应力。暖机的转速和时间随着机组参数、功率和结构的不同而不同。冲动式汽轮机级数不多，间隙较大，为叶轮式转子，因而所需暖机时间相对较少；级数多、间隙小的反动式汽轮机，暖机所需的时间就要很长。中参数汽轮机暖机时间较短，高参数机组暖机时间则较长。带动辅助设备的冲动式小汽轮机，甚至可以不经过暖机阶段。因此暖机时间因机组而不同，可以从几十分钟到几小时，根据制造厂的规定进行。

目前多采用分段升速暖机，即在不同的转速阶段进行暖机。这种暖机方式要比稳定在一个低转速下进行暖机的效果好，一般分为低速暖机、中速暖机和高速暖机。低速暖机转速为额定转速的10%～15%；中速暖机转速为额定转速的30%～40%；高速暖机转速为额定转速的80%左右。在各个转速阶段，暖机的持续时间视机组而异：中压机组的低速暖机时间为20～30分钟；高参数机组则要长些，为1～2小时；低速暖机的作用除了减少热变形与热应力，主要是给运行人员提供一个全面检查机组在启动后工作情况的机会。对没有盘车装置的机组，低速暖机时间可稍长一些。

中速暖机是中、高压汽轮机启动的重要环节，中速暖机必须充分，因为中速暖机升速时，要通过临界转速进入高速暖机。如果中速暖机不充分，则在通过临界转速和进入高速暖机时，金属温升速度可能加快。中速暖机一定要避开转子的临界转速，要在70%临界转速以下。因为启动时蒸汽参数和真空都不稳定，所以转速受到干扰，也不稳定。如暖机转速离临界转速太近，转速波动时很容易落到临界转速区内，引起机组剧烈振动，可能造成事故。带动离心式压缩机的工业汽轮机额定转速都很高，从低速暖机到临界转速之间的中速暖机可分成两段或三段进行，以免每段转速上升太多，金属温升太快。一般在中速暖机前后，法兰内、外壁金属温差显著增加，法兰与螺栓的温差也显著增加。因此，这时要严格控制法兰内、外壁温差，法兰与螺栓温差和左、右两侧法兰温差，注意检查汽轮机金属温度、汽缸膨胀，相对膨胀和汽缸左、右两侧的对称膨胀情况。

高速暖机是过临界转速后到接近调速器工作最低转速这一段，一般可分成两个或三个转速阶段进行。高速暖机是升速过程中汽轮机加热速度最大的阶段。此时由于进汽量大，金属膨胀比较严重。高速暖机阶段需30分钟以上。高速暖机阶段也需要对机组进行全面的检查。如果机组振动值过大，则不许强行升速。当一切正常，充分进行高速暖机后，可继续升速到调速器工作转速。调速器开始动作时，一定要检查调速器工作情况，此时汽轮机进入自动调节。转速升高后润滑油温度将升高，冷凝器真空也将发生变化，因此应当注意调整。

机组投入自动调节后，再运行暖机一段时间便可以上升到额定转速。在额定转速下要稳定运行一段时间，对机组进行全面检查，并进行保安系统试验。一切正常后便可准备加负荷。在到达额定转速前的升速过程中，应当注意排汽温度的变化。冷凝式汽轮机的排汽温度将有所提高，这是因为汽轮机没有负荷，流经汽轮机的蒸汽流量很小，排汽缸的热量不能被蒸汽全部带走，使排汽室得不到充分冷却，因而排汽温度升高。另外，新蒸汽严重节流，根据节流原理和蒸汽性质，蒸汽节流后焓值不变、压力降低，蒸汽焓降膨胀线在焓熵图上向右移，而排汽压力一定，终点温度便提高，可能提高到过热区，因此排汽温度升高。再者，启动时一般真空度较低，排汽压力高，因而排汽温度也随之提高。最后，靠近末级叶片尺寸大，鼓风摩擦损失大，使蒸汽加热。以上的原因使排汽温度升高，与冷凝器中的蒸汽压力值不对应，这是启动中的特殊现象，应当加以注意。排汽温度过高，能使汽缸受热和膨胀不均匀，使机组中心变动，引起振动。我国电站高压汽轮机在启动时控制排汽温度在60℃以下，有的机组专门设有冷凝器低负荷时的喷水装置，在排汽温度高于60℃时投入使用，以降低排汽温度。减少空负荷运行时间，维持适当的真空和适当的蒸汽流量，对控制排汽温度有一定作用。

升速和暖机是密切相连的，从冲转后低速暖机到额定转速，整个过程就是暖机和升速过程，也是汽轮机各部件的升温过程。升速的速度决定了允许温升速度，根据运行经验，低中参数机组可按每分钟5%～10%额定转速的速度提升转速，对高压机组可用每分钟2%～3%额定转速提升转速。升速过快，会引起金属过大的热变形与热应力；升速过慢，会引起启动时间不必要的延长，也无好处。具体机组的升速和各阶段暖机时间应严格按照各机组的升速曲线执行。

在操作上要注意，在升速之前应当对机组进行全面检查，并做好升速的各项准备，机组应一切正常，蒸汽参数、真空、油系统、保安系统、机组振动值和轴弯曲度等都应合乎要求，上、下汽缸之间，汽缸结合面法兰与螺栓之间的温差不应太大。对高压机组应当测量调节段上、下汽缸之间的温差，升速之前不应大于35℃，最大不应超过50℃。温差太高时，应检查附近汽缸上的疏水阀是否正常，疏水是否通畅。升速之前油温不应低于30℃，油压应正常，否则不应升速。汽轮机各部件膨胀应均匀、正常；转子和汽缸的差胀值不应超过规定，当发现两侧热膨胀不对称或与规定数值不符时，应停止升速。升速时，真空应达到规定值，当转速达到调速器工作转速时，真空应当达到正常数值。

汽轮机的振动值是升速中重要的监视指标，要特别注意各轴承处振动值的变化，当发生不正常的振动时，表明暖机不良或升速过快，会造成汽轮机主要部件的变形或中心线变动，甚至引起摩擦。此时应将转速降低，再暖机10～30分钟，直到振动达允许值后，才可继续升速。如果是转子暂时性热弯曲引起的振动，则经过降速暖机后，振动可以消除，然后再升速。如升速后仍然出现过大的振动值则应立即打闸停机，查明原因，予以消除。振动过大时，绝不允许强行升速，否则会造成转子永久性弯曲等恶性事故。

9.通过临界转速

汽轮机组转速与汽轮机转子自振频率相重合时，便引起共振，结果导致机组轴系振动幅度加大，机组振动加剧。汽轮机长时间在临界转速下运转，就会造成破坏事故。临界转速对汽轮机的柔性转子来说是客观存在的，是不可避免的。我们应当掌握它的规律，在升速中加以控制，迅速、安全地渡过临界转速这一关。

目前大的汽轮机组几乎都采用柔性轴，它的工作转速大于第一阶临界转速，第二临界转速由于转速太高，在工业转速范围内一般碰不上，一般要求1.4nc1＜n＜0.7nc2。汽轮机与工作机械所组成的机组，其临界转速不止一个，一般汽轮机每个转子有一个，驱动的工作机械的每个缸也各有一个（柔性轴结构），这些临界转速凑在一起便构成机组的一个临界转速区域，升速时要迅速通过临界转速区。在通过之前应当稳定运行一段时间，一般为15～30分钟，在此期间主要进行机组的全面检查并充分暖机，为通过临界转速做好充分准备，要检查蒸汽参数、真空、油系统、保安系统、喘振系统、轴承、阀门和振动及机内声音，并做好记录。通过检查，证明一切都合乎规定，具备通过临界转速条件时，工作人员及时向主控室报告。一般要以1000～1500r/min的升速速度快速通过临界转速区，在临界转速区内不得停留，要在2～3分钟之内通过。主控室要密切配合现场，监视机组要监视通过临界转速时各种参数的变化，特别要监视转速、振动和轴向位移，预先向锅炉岗位通知，做好供汽工作，保证汽压和汽温。现场人员应当合理分工，密切监视转速、油温、油压、振动，用听棒监听机组内部，并实测转子的临界转速。

通过临界转速区之后，机组要稳定运行一段时间，一般为15～30分钟，便于对机组进行全面检查。特别要注意检查轴承、轴封并监听设备内部声音，观察在临界转速时是否由于振动加大造成异常或破坏。如果振动造成异常，应当暂停升速，采取措施加以消除。另外，机组通过临界转速区时，因升速较快，汽量会有较大增加，金属部件也会产生较大的温差。为了避免因温差过大、膨胀不均而产生热应力和振动，机组通过临界转速后还应再稳定暖机一段时间。

小型工业汽轮机一般都是刚性轴工作转速低于临界转速，升速时碰不上临界转速。

10.调速器投入工作

手动主汽阀或启动器提升汽轮机转速到调速器最低工作转速后，调速开始动作，便进行自动控制。汽轮机转速可以由调速器控制或由风压信号控制，也可以由主控制室控制。

一般规定，调速器最低工作转速为额定转速的85%，而跳闸停机转速为额定转速的110%。当转速靠近调速器最低工作转速时，特别要注意观察调节汽阀的动作。调速器工作后，机组便进入自调空转运行，应当报告主控室，并稳定运行一段时间，对机组进行全面检查，不允许有异常现象。

11.跳闸试验与超速试验

当汽轮机暖机升速完成，调速器投入工作，稳定运行10～15分钟后，在额定转速下对机组进行全面检查，确认一切正常，则可进行危急保安器试验和超速试验。

机组在第一次试运或大修后，以及停机一个月以上，或者运行2000小时以后，必须进行危急保安器的动作试验。可以用手动打闸危急保安器使机组停机，或用停机按钮或电磁跳闸阀使机组停机，也可以由控制室操作停机按钮停机。进行试验时要特别注意跳闸时主汽阀的动作是否迅速灵敏，最好用秒表精确记录一下从打闸到停机的时间，绘出汽轮机惰走曲线。

超速跳闸试验时，由主控制室或手动调速器使机组升速，并用准确的转速表测量转速，记录机组超过额定转速后的跳闸实际转速。跳闸转速一般为额定转速的110%。如果转速超过额定转速的110%之后，机组未能跳闸，必须降速，或用手动危急保安器停机，不准再继续升速。每次试验均应连续进行两三次检查，两次跳闸动作的最大转速差不应超过0.6%。如果超速跳闸转速不符合规定，则应停机检查并做调整，调整完成后，再进行试验。

超速跳闸后，重新启动汽轮机，除临界转速外，以1000～1200r/min的升速速度升到调速器动作转速，然后再用手动调速器做超速跳闸试验。跳闸停机后，待到转速降到额定转速90%以下时，方可将手动危急保安器复位，将主汽阀挂扣。

每台汽轮机都有自己的启动、升速曲线，试车和启动时必须遵守。

12.汽轮机带负荷

对于驱动工业机械的汽轮机，如驱动压缩机、离心泵及鼓风机等，汽轮机是带动被驱动机械一起启动、升速的，因此升速和加负荷是分不开的。驱动压缩机的汽轮机带着负荷启动，由于启动时压缩机的气体回流或放空，因此是低负荷或者称为“空负荷”；当压缩机升压时，则为加负荷。

汽轮机不宜长时期做空负荷或低负荷运转，除非有特殊需要，如拖动发电机的汽轮机用于干燥发电机、汽轮机单机试验、压缩机进行气体循环或压缩机试验等，否则汽轮机不应长时间空转或低负荷运行。长时间空转或低负荷运行会造成一些不良后果，如调节气阀在开度很小的范围内工作，蒸汽节流现象严重，压力降落大，流速也大，使调节汽阀的阀座和阀体磨损加剧。另外，空负荷或低负荷运行时，通过汽轮机的蒸汽流量很小，不足以把转子转动时摩擦鼓风所产生的热量带走，这就导致排汽温度高于正常值，会造成排汽缸或冷凝器温度过高。一般汽轮机允许的长期运行最低负荷的10%～15%额定出力，尽量减少汽轮机空转时间，尤其当压缩机与汽轮机脱开、汽轮机单独运转时，运转时间不要太长。在空负荷或低负荷状态运行时，特别要注意排汽缸温度，不要超过规定值，一般中压冷凝式机组控制在120℃以下，短时间运行可以允许到150℃。

汽轮机带动压缩机联合运转，在压缩机升压、并入系统送气之前，应属于低负荷运行。汽轮机加负荷是指压缩机升压、并入管网系统送气。压缩机升压并网前要运转一段时间，这段运转为低负荷暖机。低负荷暖机时间不应太长，此时应对汽轮机和压缩机进行全面检查，并与有关部门联系，做好加负荷，即压缩机升压并网的准备工作。

汽轮机从空负荷或低负荷过渡到满负荷的加负荷过程，也是汽轮机温度上升的过程，增加负荷意味着增加蒸汽流量，因此汽轮机各级的压力和温度将随着流量的增加而提高，温度上升速度与负荷增加的速度成正比。要将金属的热应力和热膨胀控制在允许的范围之内，必须控制加负荷的速度，该速度取决于最危险区域（通常为调节级处）金属允许的加热速度。加负荷速度的具体数值应根据每台机组的特点来确定，主要是监视调节级处汽缸法兰金属温升速度及差胀值。国内电站用汽轮机的允许加负荷速度，中压机组每分钟升高4%～5%额定负荷，高压机组每分钟升高1%～2%额定负荷。当负荷升至30%～40%额定负荷时，为了控制汽缸沿横断面的金属温差不超过允许值，汽轮机需要停留一段时间进行暖机，然后再继续升高至额定负荷。

在加负荷过程中，工作人员必须密切监视汽缸膨胀、轴承振动、差胀、轴向位移、新汽参数、控制点金属温差、油系统状态等。要特别注意监视振动情况，加负荷引起振动，说明机组加热不均匀，可能改变了机组中心，或因轴向、径向间隙消失引起动静部分摩擦。无论是几个轴承，或者是一个轴承的某个方向（垂直、水平或轴向）的振动逐渐增大，都必须停止加负荷，使机组在原负荷下继续运行一段时间。如果振动没有消除，可再降低10%负荷再运行一段时间，当振动减小后可以继续增加负荷。如果停止加负荷后振动仍然较大，或再次加负荷时振动重新出现，这就要仔细分析原因，采取措施决定汽轮机组是否可以继续运行。负荷增加时，蒸汽流量增加，轴向推力要增大，因此要对转轴向位移、推力轴承温度、推力轴承的回油温度等进行认真的检查和记录，发现异常应停止加负荷，并分析原因，予以处理。检查调节系统动作是否正常，油动机、调速器手轮（同步器）、调节汽阀等动作应当灵活、不卡涩，气动控制系统应正常。当转动调速手轮负荷不增加时，应停止旋转，在没有查明原因之前，应将手轮先向减负荷方向退回几转。

根据负荷增加的程度，调整轴封蒸汽压力，保持规定值。注意监视和调整冷凝器的状态，如调整不当会造成冷凝器满水或凝结水泵失水的现象。

汽轮机加负荷后，应关闭汽管和汽缸上的直接疏水阀，蒸汽室上的疏水阀一般应在最后一个调整汽阀开启以后再关闭。

工业汽轮机带负荷运行规程可参见离心式压缩机、发电机和离心泵等工作机械的运行规程。

离心式压缩机的升压（加负荷）可以通过增加转速和关小放空阀或回流阀来实现，但操作要缓慢稳妥。如果要升高压缩机的出口压力，就必须逐渐打开出口阀门，并缓慢地关小放空阀或回流阀，直至全关，以使压缩机出口有合乎要求的流量和压力。如果通过流量调节还不能达到规定出口压力，此时就必须将汽轮机升速。切记加负荷时要防止压缩机发生喘振。当压缩机通过检查确认一切正常，工作平稳，其出口压力比管网系统压力高出0.1MPa～0.2MPa，就可将压缩机出口阀门逐渐打开，向系统输送气体，并入管网并保持出口压力的稳定。

不同用途的汽轮机组的加负荷的概念不同。对驱动发电机的汽轮机组加负荷是指并入电网，即并列，并列后汽轮机开始带负荷，负荷可逐渐加大，即输电量逐渐增加。工业汽轮机带动发电机组进行启动后，长期处于空负荷或低负荷运行状况。当汽轮机升速到额定工作转速定速后，经全面检查各项监视指标均已在正常范围之内并且空转试验合格后，即应使机组迅速与电网并列，带规定的低负荷。并列后的汽轮机不宜长时间在空负荷或低负荷下运行，因为空负荷或低负荷时，进入汽轮机的蒸汽量较少，不足以将转子转动时摩擦鼓风所产生的热量带走，导致排汽缸温度升高超过允许值。汽轮机带负荷的过程，实际上是继续对汽轮机各部件加热的过程，增加负荷必然要增大进汽量，使汽轮机各部件金属又受到一次剧烈加热，因此，需在低负荷下进行暖机。

随着负荷增加，进汽量增大，汽轮机各级压力和温度随之升高，汽轮机金属温度也随之升高。为了把金属的热膨胀和热应力控制在允许的范围内，必须严格控制加负荷的速度。加负荷速度一般取决于调节级汽室金属的允许温升速度。根据汽轮机参数和结构不同，加负荷速度亦不同，中参数汽轮机每分钟增加4%～5%额定负荷，高参数汽轮机每分钟增加1%～2%额定负荷。加负荷过程中，金属的温升速度、汽缸膨胀和胀差都变化较大，故需分别在几个负荷点停留进行暖机，并适当调整法兰螺栓加热装置，以保持汽轮机各部位金属温度均匀上升，使各项控制指标始终在允许范围之内。

加负荷时要相应地调整轴封蒸汽，根据凝结水质情况回收凝结水，调整冷凝器水位。随着负荷的增大，循环水量相应增大，维持合理真空运行。

一些特殊的情况应合理地限制机组的负荷，如汽轮机通流部分结垢，机组缺少一级或数组叶片，冷凝器真空过低达到报警值，又无法迅速恢复到正常值，轴向位移或轴振动值突然上升到接近报警值。

13.汽轮机运行中的检查与维护

汽轮机在运行中应监视蒸汽的温度和压力，冷凝器真空，水、气、油的温度、压力和流量，机组的振动和轴位移等。

蒸汽温度应经常维持在额定值，其变化范围不应超过规定值。若蒸汽温度超过允许范围，就应联系有关部门迅速恢复汽温，并对机组运行情况做全面检查，记录汽轮机超温时间和蒸汽温度。当蒸汽温度继续缓慢下降或急剧下降时，应及时打开主蒸汽管道和汽缸的疏水阀，按制造厂或有关规定减负荷或停机。一般当急剧下降50℃以上时，为避免水冲击确保机组安全，应立即拉闸停机。严禁汽轮机超过设计温度极限运行。

蒸汽压力应经常维持在额定值，其变化范围不应超过规定值。蒸汽压力降低或超过允许值对机组的安全、经济运行都不利。超出规定范围时，工作人员应与有关部门联系迅速恢复；汽压降低超过0.5MPa（表压）时，应按制造厂规定降低负荷，如汽压继续下降应根据具体情况打闸停机。

冷凝器真空应维持在规定范围内，真空下降时应根据情况按制造厂或有关规定减负荷，同时立即查明原因设法消除。正常运行时，当机组振动、轴位移、止推轴承温度正常，监视段压力不超过规定值时，一般主冷凝器真空不应低于550mmHg（表压）。

机组运行时要密切监视各转子轴位移变化，其轴位移正常值范围和报警值应按制造厂有关规定正确整定好。当轴位移逐渐增大，出现“高”报警而不再持续增加时，应加强监视并检查转子止推轴承油温或止推瓦块乌金温度、润滑油温和油压；检查汽轮机蒸汽参数、排汽压力、压缩机气体成分和进出口压力及出口流量；检视汽轮机及工作机械的振动情况，注意倾听汽轮机或压缩机内及轴封处有无不正常声音：检查压缩机有无喘振现象，发现异常应立即报告上级。在轴位移“高”报警期间，机组负荷应注意避免发生大幅度或剧烈波动。当轴位移逐渐增大，出现“高高”报警或轴位移急剧增加时，应立即拉闸停机。

汽轮机组振动值应不超过允许范围，运行中应经常监视机组振动值和振动的变化情况，当机组振动值达到“高高”停机值时，应拉闸停机。对于具有转子振动信号动态分析装置的机组，应根据振动情况进行定期或不定期的全面分析。

机组运行中油过滤器前后压差值达到制造厂规定值，或油冷却器出口油温超过规定值，应将油过滤器或油冷却器切换使用备用设备，为此应检查和确认备用油冷却器油侧应没有积水，备用油过滤器滤芯等安装正常，缓慢打开油过滤器或油冷却器之间的连通阀，同时打开油过滤器或油冷却器顶部的排气阀，放出空气直至油溢出。空气全部放净后关闭，密切注意不使润滑油压和调速油压发生波动。油冷却器水侧排气和通水，开启冷却水阀。检查油路上的蓄压器，确认氮气压力符合规定。

机组运行中，主油泵切换至辅油泵时应检查蓄压器氮气压力是否正常。

（三）汽轮机热态启动

工业汽轮机的热态启动，是指汽轮机在未完全冷却的状态下再行启动。热态和冷态的划分，视不同机组而异，一般用汽轮机冷态启动时在额定转速下的金属温度作为界限，下汽缸的外壁温度高于它的叫热态，低于它的叫冷态。不同机组在冷态启动额定转速下的金属温度不同，一般为150℃～200℃。因此，一般规定下，汽缸外壁温度在150℃～200℃以上属于热态。工业汽轮机一般常用停机的时间长短来区分冷态与热态，这个时间一般由制造厂家规定。

一般认为，汽轮机停机后2～12小时，特别在停机后5小时以内，转子的热弯曲最大，有些机组把这段时间规定为禁止重新启动时间，因此对热态启动应特别注意，必须确保汽轮机的安全。各机组热态启动条件应按制造厂规定。当制造厂无规定时，下述状态可作为热态启动，即汽轮机因连锁误动作跳闸等原因停机后立即或很快地恢复运转；汽轮机停运2小时以内（此时下汽缸的汽室附近外壁温度在150℃～200℃），盘车未中断准备很快启动以及因工艺或其他系统故障，汽轮机短时间低速暖机运转而重新启动升速。有的机组热态启动的条件控制较严，启动前需测量转子晃动值，一般转子的最大弯曲值不允许超过0.03～0.04mm，上、下汽缸温差和胀差不允许超过允许值，进汽参数应高于汽缸金属温度50℃～100℃，否则不允许热态启动。

热态启动的汽轮机应按热态升速曲线升速，以较快速度升速到调速器最低工作转速，并将负荷加至停机前水平，升速中应严密监视振动情况。在振动值正常情况下，机组尽量不做或少做速度停留，逐步连续将转速升至调速器最低工作转速，然后按需要提升转速和加负荷。汽轮机升速至额定转速后，经确认机组运转一切正常之后，就可以按冷态启动要求带负荷。

热态启动具有一系列的特点：首先，启动之前机组金属部件已具有较高的温度。其次，启动升速过程中，不需要暖机，只要操作跟得上，就应尽快启动。但是，由于汽轮机经过短时间停机，各部件的金属温度都还比较高，而且停机后各部件因冷却速度不同而存在温差，因此处于热态的汽轮机在启动前就存在着一定的热变形，动静部件间的间隙已经发生变化。当启动前热变形超过允许值或启动过程中操作不当时，将造成动静部件的严重磨损和大轴弯曲事故，因此热启动时必须注意。再次，在热态启动之前，汽缸和转子就已存在着一定的热弯曲变形，汽轮机在停机中各部件的冷却是不均匀的，汽轮机下部冷却得快，形成上、下的温差，使汽缸和转子向上弯曲。汽缸由于结构厚，保温良好，停机后只靠内部冷却，一般经2～3天或更长时间，上、下汽缸温度才能趋于一致。转子的热弯曲自汽轮机停住时开始，随着上、下部温差的增大而逐渐增加，经过一定时间后，转子弯曲达到最大值，继续冷却后，又逐渐缩小。当经过一定时间汽轮机完全冷却后，上、下部温差消失，弯曲值也逐渐消失。汽缸上、下部温差最大时为60℃甚至100℃，由此而产生的转子最大弯曲值可达到0.3mm，此值大于安全启动时所允许的最大弯曲。

每台机组在停机后达到最大热弯曲的时间（tmax，达峰时间）对安全启动具有重要意义，这个时间应由运行经验加以确定。小型机组为停机后1.5～2小时，中等容量或较大容量机组为5～12小时，更大容量和更高参数的机组时间更长，有的将近30小时。

当转子处于最大弯曲时，启动最为危险，这是因为：①转子转动可能引起动静部分的碰擦，产生大量热量，使轴的两侧温差增大，加大轴的弯曲，弯曲加大又加剧碰擦，形成恶性循环，使转子在发热处产生塑性变形和永久性弯曲，造成事故。②由于转子弯曲，转子重心偏离回转中心，使转子产生不平衡离心力，造成机组的强烈振动。振幅的大小与转速的平方成正比，当汽轮机升速时，振幅增加很大，严重时会使汽轮机无法继续升速。③造成汽封的磨损或损坏，增加漏汽量和轴向推力，可能发生转子轴位移过大或推力轴承毁坏。为了保证汽轮机在热态下安全启动，必须注意下列事项：

①严格遵守规定的再启动时间，避免在转子最大弯曲时启动，没有盘车装置或未按规定投运盘车的机组，不准在禁止启动时间内启动，具体再启动时间按制造厂说明书规定。

②注意盘车。在停机后立即连续盘动转子，是缩短禁止启动时间，消除转子热弯曲的有效方法。定期盘车效果较连续盘车效果差，它只能减少热弯曲，而不能消除热弯曲。定期盘车要定时地将转子盘转180°。如果有加热装置的话，可用人为加热下汽缸的方法，来减少汽缸温差。热态启动前，机组必须处于盘车状态，如果汽轮机跳闸停机后，不能进行盘车，而又需要热态启动，则必须在跳闸后5分钟之内启动。如果停机后打算不久再次启动，应当在转子静止到下次转子冲动前的一段时间内进行连续盘车。高压机组的连续盘车时间一般不应少于3～8小时，中压机组不应小于1～2小时，在此之后可改为定期盘车，在启动之前应再改为连续盘车。一般机组应在转子冲动前2小时进行连续盘车。如果跳闸停机后未盘车时间超过2小时，则汽轮机不得按热态方式进行启动。

③控制进汽温度必须符合要求，同时保证蒸汽量和主蒸汽管温度必须超出蒸汽饱和温度50℃以上。冲转汽轮机的温度，应当比当时汽轮机进汽部分的金属温度高出30℃～55℃，这样可以避免由于汽温低于金属温度而使汽轮机产生冷却现象。这样既可以缩短启动时间，也可以避免转子产生急剧收缩，以免造成通汽部分轴向动、静部分间隙消失。为了使蒸汽温度达到要求，热态启动时暖管必须充分，这样新汽进入汽轮机时，温度不会下降很多。

④高压汽轮机热态启动应严格监督调节段附近上、下汽缸的温差，在冲动转子前不应超过50℃。(www.xing528.com)

⑤对热态启动的机组，应在盘车状态下先向轴封送汽，然后再启动抽气器抽真空。这样轴封段转子不致被冷空气冷却，免得局部收缩，引起前几级动叶片进汽侧轴向间隙减小。对盘转中的转子，提前供给轴封蒸汽，还可以迅速建立真空，缩短启动时间，转子又不会产生热弯曲。但要注意，送往前轴封的蒸汽温度应当采用制造厂规定的上限数值，以免蒸汽温度比金属温度低太多，导致转子收缩太大。

⑥冲转后，当检查机组一切正常时，应在启动过程中适当加快升速和带负荷速度，避免使原来在较高温度状态下的部件急剧冷却。热态启动时，从金属温差和汽轮机轴向间隙的观点出发，快速启动和快速带负荷，对汽轮机来说是安全的，采取较慢的速度对机组反而不利。

热态机组再启动时，为了防止汽缸金属温度下降，部件冷却收缩而使机组产生振动，应当根据再启动前汽缸温度，在同一机组的冷态启动曲线上找出与此温度相对应的工况点，这个工况就是该次热态启动的起始工况。冲动转子后，升速、加负荷时，减少在这工况点之前的一切不必要的停留，除做必要的检查工作必须停留外，快速地以200～300r/min的升速速度，把转速升到起始工况。到起始工况后，汽轮机的加热已符合金属温度变化的要求，因此下步继续升速、加负荷就可以完全按冷态启动的要求进行。即达到起始工况点后，继续升速，加负荷便可按冷态升速曲线进行了。根据上述道理，一般制造厂家都给出停机后再启动的升速曲线，往往与冷态启动升速曲线同时给在同一图表中。

⑦加强监视机组振动和轴位移。振动是由转子弯曲，轴向、径向间隙消失，动、静部分碰擦，机组中心偏斜等原因引起的。在热态启动中，这些问题发生的可能性要比冷态启动大。如果发现较大的振动，应立即降速，查清原因并消除后方可升速；如果振动过大达到“高高”报警值，则应拉闸停机，待重新检查转子弯曲，采取措施，消除振动原因后，才可以重新启动机组。

热态启动时，机组很快就可以达到额定转速，油温如果低于正常运行的温度，则可能由于油膜不稳而引起振动，引起动静间隙变化、转子弯曲、机组中心偏斜，从而导致严重后果。所以在冲转前，油温要加热到正常运行的温度，达到35℃～45℃。

⑧加强准备工作。热态启动过程快，要求机组保温良好，不使转子及汽缸温差过大，要求操作熟练、准确和迅速。启动前尽量做好一切准备工作，在启动过程中，系统的切换操作减到最少，与其他单位加强联系，配合好。

（四）运行

1.蒸汽品质

蒸汽中含有杂质而引起的积垢，在汽轮机中不仅造成热力方面和机械方面的损失，而且若蒸汽中含有氯化物，还可能造成叶片的折断。为此，蒸汽中不得含有氯和氯化物。氯的含量达到0.0025%时就会产生有害的作用，特别是对制造叶片用的耐高温钢产生显著的有害作用，侵蚀性的积垢所引起的腐蚀应力首先在蒸汽湿度开始形成的范围内对叶片材料的弯曲交变强度产生不利的影响。我国水电部对锅炉给水和蒸汽品质制定了有关的标准。

2.蒸汽温度

在较长时间蒸汽超温的影响下，汽轮机各部件材料强度会下降，同时部件的寿命会缩短。蒸汽温度的变化速度对汽轮机部件的寿命也同样有很大的影响。蒸汽温度变化速度及绝对值越大，瞬时叠加到基本应力上去的附加应力就越大。由蒸汽温度变化引起的附加热应力和基本应力会导致机组部件，特别是汽缸的弹性变形，也常常会出现塑性变形和裂纹，严重威胁汽轮机的安全运行。

3.汽轮机油

汽轮机油包含各种附加成分，如防老化剂、防腐蚀剂和除泡沫剂等，添加这些成分不得影响油的空气分离能力。因为当油内细微分布的空气超过一定程度时，油泵运行、润滑和液压调节将出现困难。汽轮机油需定期化验，如油质出现不合格，需立即采取相应的措施。由于汽轮机蒸汽易漏入润滑油中，因此油箱要加强脱水。

（五）汽轮机的停机

工业汽轮机的停机，是一个复杂的变化过程，如果操作不当会引起一些严重后果，因此制造厂和运行厂都对停机操作制定了明确的规程，必须严格遵守。

停机一般有两种。一种是根据生产计划，事先已做好准备，或者根据机组运行情况，需要停机处理，已经与有关部门联系并得到批准。这种有计划、有目的、有准备的停机叫作“正常停机”或“计划停机”。另一种是在机组运行中，根据设备状态，因设备故障或发生事故不能继续运转，需要强迫停机；或者工艺系统发现问题，上级指示主机马上停机，以确保生产安全。这种无计划、无准备的停机，叫作“紧急停机”。

汽轮机的停机过程是一个降温过程、冷却过程，随着机组温度的下降，各部件受到不均匀的冷却，也将产生热变形和热应力，但与启动过程所产生的情况相反。因此，停机时降速、减负荷速度应当比升速、升负荷速度小。停机的降速、减负荷过程中，新蒸汽参数可以维持额定值保持不变，而用减小进汽量的办法来降速、减负荷，一般的常规停机都是这样。另外一种方法可以随着负荷的减少，逐渐降低新汽的压力和温度，这种叫“滑参数停机”。从热变形和热应力的角度出发，滑参数停机对机组有利，但给锅炉供汽带来不少麻烦，紧急停机时根本无法实现这种方式。

在正常停机中，根据不同的停机目的，在运行操作上也应有所不同，停机后所保持的汽缸金属温度水平也不同。如果只需要短时间停机，很快需要再启动的话，这时要求汽缸金属温度维持在较高水平，停机时可以用较快的速度减负荷，降速。大多数汽轮机可以在30分钟内均匀地降速、减负荷，安全停机，不会产生过大的热应力。如果机组停机后，需要长时间停运或者属于计划大修停机，一般要求停机后汽缸金属温度较低，以便及早开工检修，缩短工期，这时可以采用滑参数停机，也可以采用额定参数停机。这种停机过程应在不同的转速负荷下适当地停留运转，也可把汽缸金属温度降低一些。

为了保证机组的安全，减负荷速度应有一定的控制，控制数值主要取决于汽缸金属允许的温度下降速度，一般要求每分钟下降不得超过1.5℃。为了保证这个降温速度，在下降一定转速后必须停留一段时间，使汽缸和转子的温度均匀降低。在各个转速阶段的运行时间和降速速度，原则上可以按升速曲线的逆过程进行。在不同的转速阶段运行一段时间，逐渐分阶段降速，直至停机，这对机组的安全是有好处的。在减负荷过程中，不宜在低负荷或空负荷低转速下维持长时间的运行。

柔性转子的降速过程与升速过程一样，都要通过临界转速区，通过前应做好准备，通过后要认真检查，在临界转速区不得停留，应快速通过。

减负荷降速过程应当做好压缩机的防喘振准备工作，应当采取“降速先降压”的原则，即在降速之前，根据压缩机的特性曲线，校对下个转速下对应的喘振流量极限值，降速后运行点不要落在喘振区内。根据每个压缩机的特点，降速前采取卸压、防喘措施，如打开旁通阀使气体循环或打开放空阀等。在紧急停机时要首先安排好压缩机的防喘工作，切断工艺系统，然后再打闸停机，否则系统内的高压气体会倒流，引起压缩机的喘振和轴承的烧毁。

减负荷过程要注意调整冷凝器的水位，一般应开大凝结水再开循环阀，当转速下降到大约为正常转速的1/2时，开始逐渐降低真空，可关小抽气器。当转速降至大约为正常转速的1/3时，可停用抽气器。当转速降至零时，真空也正常降至零。

轴封供汽不可过早停供，以防大量冷空气漏入汽轮机汽缸内，发生转子轴封段局部急速冷却，严重时会造成轴封磨损。一般当真空降至为零时，才停供轴封供汽，这样可使汽缸内外压力相当，冷空气不会进入汽缸。

降速时要保证一定的真空，目的是将机内湿汽抽出，保持机内的干燥，防止停机期间发生腐蚀。短期停机的保养要求不高，可以在转速降至零之前，使真空降至零以加速停机。

在停机时，转子的摩擦鼓风产生热量，但此时已停上供汽，汽缸内部得不到蒸汽的冷却，因此在停机过程中，排汽缸温度反而会上升，甚至可达到120℃以上。有的机组在排汽口装有喷水减温装置供停机时使用，以防排汽口及冷凝器温度过高。当转子完全停止转动后，盘车装置应当立即启动进行盘车，以减少或消除转子在静止后由于汽缸本体上下部冷却速度不同而引起的转子热弯曲，为下一次启动创造良好的条件。

停机后辅助油泵需要继续运行，以保证盘车时轴承润滑油的供应，同时也为了带走高温的汽缸沿轴颈向轴承箱中部件散发的热量，以防轴承乌金过热。直到轴承出口油温达到规定数值并不再升高时，辅助油泵才能停用。对于高压汽轮机，油系统运行时间不应少于8小时；对中低压、中小容量汽轮机，油系统运行时间一般不少于4小时。一般当机组轴承温度低于43℃，轴承出口油温降到38℃以下时，才可以停运油系统。

停机后，系统中仍有疏水排向冷凝器，因此停机后一段时间内，仍要维持凝结水泵的继续运行，继续使冷却水通过冷凝器，即在短时间内需启动的机组、凝结水泵和冷却水泵没有必要停运。对短时间内不再启动的机组，当确认冷凝器无任何水源进入后，才可以停止凝结水泵的运行。

停机后应严防高温蒸汽从各管道漏入汽轮机内部，否则上、下汽缸温差过大，可能造成轴的弯曲。

停机后要严防设备发生腐蚀，必须保证关严各汽、水系统阀门，全开防腐蚀阀门、导管和排大气疏水阀，排除与汽轮机和压缩机缸体相连接的管道和缸体低洼处的积水。根据各机组的实际情况，有时还要堵塞某些蒸汽和疏水管路，某些部件还要涂抹油层。

气温较低的北方各厂，冬季停机后应做好防冻工作，对室外设备和管道的放水阀如冷油器、中间冷却器，冷凝器和汽水管道等应特别注意。

1.正常停机主要程序

（1）停机前准备

①与主控制室及有关部门联系。

②盘车电动机空转试验，转动正常，转子静止时立即投入连续盘车，避免转子发生热弯曲。

③检查主汽阀，向关闭方向稍微活动一下，主汽阀动作灵活不卡涩。

④检查压缩机各段及管线阀门开度状况，各放空阀或回流控制阀及防喘振装置等，确认处于正常状态。

（2）减负荷

①与主控制室联系，做好工艺系统方面的减负荷准备。

②接到停车通知后，关闭压缩机送气阀，同时缓慢打开有关的回流控制阀或放空阀，使气体全部进行循环或放空，切断压缩机与工艺系统。

③由主控制室或现场用手动汽轮机调速器或启动器将汽轮机降速到调速器最低工作转速，降速缓慢均匀，打开所有的防喘振阀和回流阀。开阀顺序与关阀顺序相反，应先开高压后开低压。阀的开关都必须缓慢进行，既要防止因关得太快而使压升比超高造成喘振，又要防止因回流阀打开过快而引起前一段入口压强在短时间内过高而造成转产轴向力过大，使止推轴承损坏。整个降速、停机过程应按升速曲线的逆过程进行，在各转速阶段应停留一定时间。

④准备通过临界转速区和共振区，对机组各部分状况进行一次全面检查，倾听内部声音。

⑤快速通过临界转速区，在临界转速区和共振区附近不得停留。转速低于70%临界转速区时，可停留运行一段时间，对机组进行全面检查，尤其注意机组的振动、轴向位移和差胀。

⑥用启动器或主汽阀手动降速，降到500r/min左右再运行30分钟左右，低速运行时间不应太长。

（3）调整汽轮机轴封密封蒸汽压力

随着负荷的变化，要调整密封蒸汽压力，以维持轴封的正常工作，防止冷空气进入轴封。

（4）检查冷凝器

检查冷凝器水位和水位控制器，当负荷降到一定程度之后，稍开再循环管阀门。

（5）停机

①在500r/min左右运行30分钟后，用手打闸停机或迅速关闭主汽阀停机，要注意主汽阀一定要关严。注意记录从打闸到转子全停的惰走时间，惰走时注意倾听机内声音。惰走曲线的形状或惰走时间标志着转子转速的下降速度，它与机组转子的惯性力矩、摩擦鼓风损失以及机组的机械损失有关。如果惰走时间急剧缩短，则说明转子发生碰擦或卡涩，必须迅速处理；如果惰走时间显著增加，则说明新汽管道或抽汽管道阀门不严，有蒸汽漏入汽缸。为了简化操作，一般只记录惰走时间，但在大、小修前停机时，应做惰走曲线，在大、小修之后停机时，也应当做惰走曲线，以便比较判定机组的技术状态。

②抽气器停止运行时，应先关空气阀，后关蒸汽阀，停止轴封供汽，停止轴封蒸汽器。当转子完全静止时，真空应当大致低到零。

③如果要求加速停机，应破坏真空，为此应打开真空破坏阀，并停止向抽气器送汽。

（6）盘车装置运转

转子刚停就应盘车。没有盘车装置的汽轮机停机4小时内每30分钟应人工盘转90°，保持间断盘车，4小时以后，可以每隔1小时盘转1次。停车后盘车，由于润滑条件不良，不利于保护轴颈和轴承，故停机后盘车时间不宜过长，停机后连续盘车时间一般以8～16小时为宜。盘车时注意润滑油温度，在冷却后油温应为30℃～40℃。如果油温过低，则应当调整油冷器的冷却水量。

（7）停辅助水泵

停凝结水泵后，在转子停止约1小时，排汽缸的温度降到50℃以下时，可停复水器或凝汽空冷。如果暂时停机，复水器或凝汽空冷可不停。如果转子静止后，通过轴承的油温已降到40℃，可停供冷油器的冷却水。

（8）停运压缩机各中间冷却器

（9）打开各疏水阀

（10）盘车装置停运

一般停机后48小时才可停止盘车。如果是暂时停车，则盘车器可以不停。

（11）油系统停运

转子静止后，辅助油泵应连续运转一段时间，以便冷却轴颈、轴承和供盘车润滑，一般当油温降到30℃以下可停运辅助油泵。如果发现轴承温度上升，可再启动油系统。如果暂时停机，油系统可以不停。

（12）压缩机卸压、排放

如果机组要长期停机，关闭进、出口阀后，应使机内气体降至常压，并使用氮气进行进一步空气置换后，才能停油系统。关闭与汽轮机相通的所有汽、水系统管路上的切断阀，防止汽、水进入汽轮机，特别注意关闭主汽阀前面的蒸汽截止阀。

（13）关闭所有控制器、警报器及保安跳闸系统

（14）防腐、防冻

较长期停止运行的机组，应进一步考虑防腐、防冻等保护措施。

2.紧急停机

根据现场生产情况和机组运行情况，在发生特殊情况或接到上级指示后，机组需要立即停机，以确保机组的安全或生产安全，这时操作人员应当沉着冷静，迅速地采取措施，实行紧急停机。

（1）紧急停机的条件

究竟在什么情况下紧急停机，这需要根据各机组的用途、生产中所处的位置和各使用部门的具体规定执行。但对一般汽轮机压缩机组而言，在下述情况下应当采取紧急停车措施，立即打闸停机，破坏真空，并向主控制室和有关部门联系。

①蒸汽、电、冷却气和仪表气源以及压缩工艺气体等突然中断。

②汽轮机超速，转速升到危急保安器动作转速而保安跳闸系统不动作。

③抽汽管线上安全阀启跳后不能自动复位，处理有危险。

④机组发生强烈振动，超过极限值，保安系统不动作。

⑤能明显地听到从设备中发出金属响声。

⑥发生水冲击。

⑦轴封内发生火花。

⑧油箱内油位突然降低到最低油位以下。

⑨油系统着火，并不能很快扑灭。

⑩油压过低，而保安系统不动作。

⑪机组任何一个轴承或轴承出口油温急剧升高，超过极限值，而保安系统不动作。

⑫轴承内冒烟。

⑬主蒸汽管道破裂。

⑭转子轴向位移突然超过规定极限值，而保安系统不动作。

⑮冷凝器真空下降到规定值以下而不能恢复。

⑯压缩机发生严重喘振而不能消除。

⑰压缩机密封系统突然漏气，密封油系统故障不能排除。

⑱压缩机系统和控制仪表系统发生严重故障而不能继续运行。

⑲主蒸汽中断或温度、压力超过规定极限数值，通知锅炉岗位采取措施无效。

⑳机组调节控制系统发生严重故障，机组失控而不能继续运行。

机组断轴或断联轴器。

油管、主蒸汽管、工艺管道破裂或法兰弛开而不能堵住泄漏处，又无法消除。

各使用单位、工艺系统发生紧急停机情况，工艺系统发生事故。

机组及其附属管道发生着火、爆炸等恶性事故。

出现威胁机组和运行人员人身安全的意外情况等。

（2）紧急停机的操作

在机组发生故障，自动保安系统又不起作用，机组不能继续运行，或接上级指示需要立即停机时，操作要点如下：

①手打危急保安器或其他跳闸机构，切断蒸汽进入汽轮机的一切通路，必要时应当迅速破坏真空（打开真空破坏阀）。

②打闸时，要检查自动主汽阀、调节汽阀和抽汽逆止阀是否关闭，检查压缩机回流旁通阀、放空阀是否全开。如果防喘振控制阀不能自动打开，需要迅速打开旁通阀或放空阀以防止喘振。检查送气管线上的逆止阀是否关闭，以防止气体的倒流。

③有备用机时，在汽轮机组拉闸之前，应将备用机组启动开关拨到“自动启动”位置，以便汽轮机打闸停机后，备用机组立即投运。

④向上控制室及有关上级和其他岗位迅速报告机组停机。

⑤根据需要启动辅助油泵。

⑥完成操作规程所规定的其他操作。