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摘 要：汽轮机运行所涉及的问题非常广泛，就运行工况来说，有启动、停机、变负荷运行及正常运行等。此外，汽轮机的经济调度、事故处理及试验等也属于运行所包含的工作内容。运行人员的首要任务是：在保证机组安全的前提下不断提高其运行的经济性。
关键词：汽轮机;运行;维护
汽轮机的运行中启动和停机过程，不仅操作复杂，而且其主要零件的受力状态和金属温度的分布都会发生较大的变化，应引起运行人员足够的重视。汽轮机启动是指其转子由静止状态逐步加速至额定转速，其负荷由空载逐渐增加至额定值的过程。在启动过程中，汽轮机内蒸汽参数逐渐升高，零部件被加热，其金属温度将由启动前的状态升高到额定功率所对应的温度水平。而在停机过程中，其金属零件将被冷却，温度相应降低。因此在汽轮机启动、停机过程中若运行操作不当，会造成机组振动、大轴弯曲、动静部分碰摩、汽缸和转子内产生较大的热应力，并危及设备和人身安全。另外还可能造成不必要的能量和汽水损失，影响到机组运行的经济性。
一、汽轮机启动方式的分类
汽轮机启动可根据不同的参数条件进行分类。按启动前金属的温度水平，可分为冷态启动和热态启动。而热态启动又可进一步分为温态、热态和极热态启动。由于启动前金属的温度水平与停机后的持续时间有关，也可按停机后持续的时间来进行划分。
（1）冷态启动。停机后持续的时间超过72h，最高金属温度已下降至满负荷对应值的40%以下。
（2）温态启动。停机在10～72h，最高金属温度已下降至满负荷对应值的40%～80%.
（3）热态启动。停机不到10h，最高金属温度超过其满负荷对应值的80%以上。
（4）极热态启动。机组脱扣后1h 以内，最高金属温度仍维持或接近其满负荷对应值。
根据汽轮机启动过程中主蒸汽参数变化的特点，可分为额定参数启动和滑参数启动。
（1）额定参数启动。汽轮机冲转时蒸汽参数为额定值，并在整个启动过程中保持不变。采用额定参数启动，由于蒸汽压力和温度都很高，若启动前管道和汽轮机的金属温度较低，与蒸汽的温差较大，容易产生过大的热应力和热变形。
（2）滑参数启动。根据启动前汽轮机的最高金属温度确定冲转时的蒸汽参数，在启动过程中使蒸汽参数逐步达到额定值。滑参数启动时，冲转的蒸汽温度与进汽部分金属温度差值小，可相应减小热冲击造成的热应力，同时机、炉启动过程相重叠，可缩短机组启动时间，减少启动过程的能量损失。母管制机组只能采用额定参数启动，单元制中只有可以切换为单元制的机组才能采用滑参数启动。
根据汽轮机启动冲转时的进汽方式，又可分为高压缸启动（高、中压缸同时进汽冲转）和中压缸启动（仅中压缸进汽冲转）。
（1）高压缸启动。主蒸汽进入高压缸，再热蒸汽进入中压缸冲动转子，这种启动方式操作比较简单。
（2）中压缸启动。在冲转时，高压缸不进汽而处于暖缸状态，主蒸汽经过高压旁路进入再热器，当再热蒸汽参数达到要求的数值后，打开中压主汽门或其旁路阀和中压调节阀进行 或并网后，才逐步让高压缸进汽作功。当主蒸汽参数达到冲转，待转速升至2300rpm～2500rpm要求，而再热蒸汽参数无法达到要求时，采用中压缸启动可使再热蒸汽参数达到要求，较安全的启动汽轮机。根据机组启动前的状态，选择合理的启动方式，是汽轮机安全经济运行的重要保证。
二、启动过程的主要阶段
根据机组启动过程中所具有的不同特点，分为启动前的准备、冲转升速、定速并网、带负荷等阶段。在汽轮机启动前，先对设备和仪表进行检查和试验，再依次启动各辅助设备，对油系统进行检查，并对调节保护系统进行必要的试验等，适时进行锅炉点火、升温升压。
在各项准备工作就绪，满足汽轮机启动条件后，汽轮机即可进汽冲转，将其转子由静止状态逐步升速到额定转速。当转速稳定在同步转速，具备并网条件时，即可将发电机并入电网。待机组并网后，再逐渐使其负荷由零带至电网调度要求的值进行稳定运行。
三、滑參数启动冲转蒸汽参数的确定
滑参数启动冲转蒸汽参数的选择，主要是考虑金属部件的热应力和升速过程对能量的需求，而热应力也是制约机组启动速度的关键因素。为了防止汽轮机冲转时零部件被蒸汽冷却，产生交变热应力，应保证冲转蒸汽温度比金属最高温度高50℃以上。同时，为了防止蒸汽进入汽轮机后大量凝结，应保证冲转蒸汽的过热度大于50℃ 。考虑到锅炉调节的不灵敏性，为了避免在冲转、升速以及并网过程中因蒸汽参数波动而造成的转子转速波动，要求冲转蒸汽压力应能保证在调节阀全开时，机组能并入电网，并带初始负荷。
启动前根据机组金属最高温度的不同，应采用不同的冲转蒸汽参数。冷态启动时，由于金属温度低，要求的冲转蒸汽温度也较低;而热态启动时，由于汽缸和转子的温度水平较高，冲转时要求的蒸汽温度也较高。一般情况下汽轮机金属最高温度愈高，则所要求的冲转蒸汽温度愈高。
为了防止汽轮机冲转时零部件被蒸汽冷却，机组要求冲转蒸汽参数能在机组带初始负荷时，使调节汽室蒸汽温度等于或大于冲转前的金属温度（指内上缸内壁温度）。通过变工况计算，各种冲转蒸汽参数与机组带5%初始负荷时调节汽室蒸汽温度对应关系。
四、发电机并网条件
发电厂均采用同步发电机，在电网中并列运行。“并网”就是指刚启动的机组，通过隔离开关将其发电机的输出端与电网接通，使发电机输出的电功率能送入电网供用户使用。机组并入电网后，其转速立即与电网供电频率同步。为了避免在发电机并入电网时，机组转速瞬间变化过大，并网前机组的转速应与电网的供电频率基本一致。另外电网是三相交流电源，各相电压按供电频率呈周期性的变化，且同一时刻各相电压不相等。若机组并网前隔离开关两侧存在电压差，并网时将会产生较强的电弧，同时发电机的输出电流突然发生过大的变化，因此并网前隔离开关两侧的各相电压应对应相等。并网条件可以简述为：并网前隔离开关两侧的电压相等，其相位对应，且频率相同。
五、停机方式和分类
汽轮机的停机，是指机组从带负荷运行状态逐步卸去全部负荷，发电机从电网解列，汽轮机停止进汽，转子自然降速（也称惰走）到零，进入盘车状态的全过程。汽轮机停机过程与启动过程相反，随着负荷的降低和主蒸汽温度的下降，汽轮机内各金属部件表面被冷却，温度相应降低。根据汽轮机停机的原因不同，可分为正常停机和事故停机。正常停机包括调峰停机和大修停机;事故停机包括一般事故停机和紧急事故停机。正常停机的方式又分额定参数停机和滑参数停机两种。由于不同的停机方式采用不同的操作过程，其停机后所对应的汽缸金属温度也会有所不同。若夜间低负荷期间停机，第二天早晨再启动，此情况属于调峰停机，应采用额定参数停机，或采用尽可能保持进汽温度不变的滑参数停机，以有利于维持汽缸的金属温度，缩短再次启动的时间若汽轮机需停机检修，则要求尽快冷却汽缸，以便早日开缸检查，此时则应采用滑参数停机，以加快汽轮机高温部件的冷却速度。
六、结束语
汽轮机启动和停机过程中，在确保机组安全的前提下，应采取一切措施尽可能地加快启动、停机速度，缩短启动、停机时间，提高机组调度的灵活性。同时为了获得较高的经济效益，在启动、停机过程中应尽可能减少其能量和汽水损失。
关键词：汽轮机;运行;维护
汽轮机的运行中启动和停机过程，不仅操作复杂，而且其主要零件的受力状态和金属温度的分布都会发生较大的变化，应引起运行人员足够的重视。汽轮机启动是指其转子由静止状态逐步加速至额定转速，其负荷由空载逐渐增加至额定值的过程。在启动过程中，汽轮机内蒸汽参数逐渐升高，零部件被加热，其金属温度将由启动前的状态升高到额定功率所对应的温度水平。而在停机过程中，其金属零件将被冷却，温度相应降低。因此在汽轮机启动、停机过程中若运行操作不当，会造成机组振动、大轴弯曲、动静部分碰摩、汽缸和转子内产生较大的热应力，并危及设备和人身安全。另外还可能造成不必要的能量和汽水损失，影响到机组运行的经济性。
一、汽轮机启动方式的分类
汽轮机启动可根据不同的参数条件进行分类。按启动前金属的温度水平，可分为冷态启动和热态启动。而热态启动又可进一步分为温态、热态和极热态启动。由于启动前金属的温度水平与停机后的持续时间有关，也可按停机后持续的时间来进行划分。
（1）冷态启动。停机后持续的时间超过72h，最高金属温度已下降至满负荷对应值的40%以下。
（2）温态启动。停机在10～72h，最高金属温度已下降至满负荷对应值的40%～80%.
（3）热态启动。停机不到10h，最高金属温度超过其满负荷对应值的80%以上。
（4）极热态启动。机组脱扣后1h 以内，最高金属温度仍维持或接近其满负荷对应值。
根据汽轮机启动过程中主蒸汽参数变化的特点，可分为额定参数启动和滑参数启动。
（1）额定参数启动。汽轮机冲转时蒸汽参数为额定值，并在整个启动过程中保持不变。采用额定参数启动，由于蒸汽压力和温度都很高，若启动前管道和汽轮机的金属温度较低，与蒸汽的温差较大，容易产生过大的热应力和热变形。
（2）滑参数启动。根据启动前汽轮机的最高金属温度确定冲转时的蒸汽参数，在启动过程中使蒸汽参数逐步达到额定值。滑参数启动时，冲转的蒸汽温度与进汽部分金属温度差值小，可相应减小热冲击造成的热应力，同时机、炉启动过程相重叠，可缩短机组启动时间，减少启动过程的能量损失。母管制机组只能采用额定参数启动，单元制中只有可以切换为单元制的机组才能采用滑参数启动。
根据汽轮机启动冲转时的进汽方式，又可分为高压缸启动（高、中压缸同时进汽冲转）和中压缸启动（仅中压缸进汽冲转）。
（1）高压缸启动。主蒸汽进入高压缸，再热蒸汽进入中压缸冲动转子，这种启动方式操作比较简单。
（2）中压缸启动。在冲转时，高压缸不进汽而处于暖缸状态，主蒸汽经过高压旁路进入再热器，当再热蒸汽参数达到要求的数值后，打开中压主汽门或其旁路阀和中压调节阀进行 或并网后，才逐步让高压缸进汽作功。当主蒸汽参数达到冲转，待转速升至2300rpm～2500rpm要求，而再热蒸汽参数无法达到要求时，采用中压缸启动可使再热蒸汽参数达到要求，较安全的启动汽轮机。根据机组启动前的状态，选择合理的启动方式，是汽轮机安全经济运行的重要保证。
二、启动过程的主要阶段
根据机组启动过程中所具有的不同特点，分为启动前的准备、冲转升速、定速并网、带负荷等阶段。在汽轮机启动前，先对设备和仪表进行检查和试验，再依次启动各辅助设备，对油系统进行检查，并对调节保护系统进行必要的试验等，适时进行锅炉点火、升温升压。
在各项准备工作就绪，满足汽轮机启动条件后，汽轮机即可进汽冲转，将其转子由静止状态逐步升速到额定转速。当转速稳定在同步转速，具备并网条件时，即可将发电机并入电网。待机组并网后，再逐渐使其负荷由零带至电网调度要求的值进行稳定运行。
三、滑參数启动冲转蒸汽参数的确定
滑参数启动冲转蒸汽参数的选择，主要是考虑金属部件的热应力和升速过程对能量的需求，而热应力也是制约机组启动速度的关键因素。为了防止汽轮机冲转时零部件被蒸汽冷却，产生交变热应力，应保证冲转蒸汽温度比金属最高温度高50℃以上。同时，为了防止蒸汽进入汽轮机后大量凝结，应保证冲转蒸汽的过热度大于50℃ 。考虑到锅炉调节的不灵敏性，为了避免在冲转、升速以及并网过程中因蒸汽参数波动而造成的转子转速波动，要求冲转蒸汽压力应能保证在调节阀全开时，机组能并入电网，并带初始负荷。
启动前根据机组金属最高温度的不同，应采用不同的冲转蒸汽参数。冷态启动时，由于金属温度低，要求的冲转蒸汽温度也较低;而热态启动时，由于汽缸和转子的温度水平较高，冲转时要求的蒸汽温度也较高。一般情况下汽轮机金属最高温度愈高，则所要求的冲转蒸汽温度愈高。
为了防止汽轮机冲转时零部件被蒸汽冷却，机组要求冲转蒸汽参数能在机组带初始负荷时，使调节汽室蒸汽温度等于或大于冲转前的金属温度（指内上缸内壁温度）。通过变工况计算，各种冲转蒸汽参数与机组带5%初始负荷时调节汽室蒸汽温度对应关系。
四、发电机并网条件
发电厂均采用同步发电机，在电网中并列运行。“并网”就是指刚启动的机组，通过隔离开关将其发电机的输出端与电网接通，使发电机输出的电功率能送入电网供用户使用。机组并入电网后，其转速立即与电网供电频率同步。为了避免在发电机并入电网时，机组转速瞬间变化过大，并网前机组的转速应与电网的供电频率基本一致。另外电网是三相交流电源，各相电压按供电频率呈周期性的变化，且同一时刻各相电压不相等。若机组并网前隔离开关两侧存在电压差，并网时将会产生较强的电弧，同时发电机的输出电流突然发生过大的变化，因此并网前隔离开关两侧的各相电压应对应相等。并网条件可以简述为：并网前隔离开关两侧的电压相等，其相位对应，且频率相同。
五、停机方式和分类
汽轮机的停机，是指机组从带负荷运行状态逐步卸去全部负荷，发电机从电网解列，汽轮机停止进汽，转子自然降速（也称惰走）到零，进入盘车状态的全过程。汽轮机停机过程与启动过程相反，随着负荷的降低和主蒸汽温度的下降，汽轮机内各金属部件表面被冷却，温度相应降低。根据汽轮机停机的原因不同，可分为正常停机和事故停机。正常停机包括调峰停机和大修停机;事故停机包括一般事故停机和紧急事故停机。正常停机的方式又分额定参数停机和滑参数停机两种。由于不同的停机方式采用不同的操作过程，其停机后所对应的汽缸金属温度也会有所不同。若夜间低负荷期间停机，第二天早晨再启动，此情况属于调峰停机，应采用额定参数停机，或采用尽可能保持进汽温度不变的滑参数停机，以有利于维持汽缸的金属温度，缩短再次启动的时间若汽轮机需停机检修，则要求尽快冷却汽缸，以便早日开缸检查，此时则应采用滑参数停机，以加快汽轮机高温部件的冷却速度。
六、结束语
汽轮机启动和停机过程中，在确保机组安全的前提下，应采取一切措施尽可能地加快启动、停机速度，缩短启动、停机时间，提高机组调度的灵活性。同时为了获得较高的经济效益，在启动、停机过程中应尽可能减少其能量和汽水损失。