蒸気タービンプラント暖機作業(テキスト)趙即海技振興センター MHRIJ
第１章蒸気タービンプラントの系統1.タービンプラントの概要2.主蒸気系統3.復水系統4.給水系統5.緩熱蒸気系統6.主ポイラと燃料系統7.抽気系統8.グランド蒸気系統9.主ドレン系統10.主潤滑油系統11.主循環系統
第２章運転準備暖機作業
1．暖機準備作業▪ボイラの点火昇圧作業点検準備・電源投入•主潤滑油系統の確立•主循環系統の確立•主復水系統の確立・主機制御装置の作動テスト•操縦弁の構造と作動・主機ターニング開始
2.暖機作業
・グランド蒸気の供給・主真空ポンプの始動▪暖機蒸気の供給▪蒸気管の暖管
3.試運転準備作業
▪ボイラ共通作業・暖機蒸気の停止•主復水器の真空上昇•主蒸気中間弁開放・主機ターニング停止・主機スピニング開始▪試運転
1.タービンプラントの概要
船舶における蒸気タービンプラントは、ボイラで発生させた蒸気で蒸気タービンを駆動し、この回転をプロペラ軸に伝えることで船舶を推進させる設備である。このプラントを効率よく運転するためにポイラでは、過熱蒸気と緩熱蒸気を発生させ、過熱蒸気は、主機ターピンや発電機ターピンの駆動に利用し、緩熱蒸気は、主給水ポンプの駆動や給水加熱などで幅広く利用し、仕事を終えた蒸気は、水として回収し再びポイラに給水として供給している。この一連の過程〈サイクル〉は、主蒸気系統、復水系統及び給水系統によって実現されているが、プラント全体としての熱効率を向上させるために緩熱蒸気系統、抽気系統、ドレン系統や補給水系統などの系統が加わり、蒸気タービンプラント全体を形成している。
2.主蒸気系統
過熱器蒸気ドラムで発生した飽和蒸気を過熱器で加熱すると圧力ー定のまま温度だけが上昇し、さらに高い熱エネルギを持った過熱蒸気となる。操縦弁前進側操縦弁及び後進側操縦弁からなり、主機タービンに入る蒸気の圧力と流量を調整するとともに、タービンの回転方向を決める。ノズル弁高圧ターピンケーシングのターピン入口に位置し、航海速力を調整するため、使用するノズルの数によって高圧タービンに入る蒸気の流量を加減する。减速歯車主機タービンの回転速度をプロペラの回転速度に適した回転速度まで減速する。
3.復水系統
主復水器低圧タービンの排気室を出た排気を主循環ポンプからの海水で冷却し水に戻す。この水は復水と呼ばれ、主復水器下部にあるホットウェルに溜まる。真空ポンプ蒸気に十分な仕事をさせ、効率的な凝縮を実現するため、主復水器内の空気・不凝縮ガスを排出して主復水器の真空を保つ。主復水ポンプ主復水器のホットウエルに溜まった復水を吸引し、グランドコンデンサ、一段給水加熱器を通して脱気給水加熱器まで復水を送る。グランドコンデンサ主機ターピンや主発電機ターピンのグランド部からの漏洩蒸気(グランド排気)等を熱源とし、復水を加熱する。復水を加熱したグランド排気等はドレンとなり、ドレンコレクティングタンクに導かれる。 ー段給水加熱器と一体構造となっている。グランドコンデンサには、グランド排気の他主機操縦弁•後進中間弁グランド部からの漏洩蒸気、脱気給水加熱器、ドレンコレクティングタンク上部のミストが導かれている。 ー段給水加熱器低圧ターピンからの三段抽気を熱源とし復水を加熱する。復水を加熱した抽気はドレンとなり、主復水器のホットウェルに導かれる。グランドコンデンサと一体構造となっている。復水循環弁主復水器ホットウエルの水準を一定に保つため、グランドコンデンサ出口から主復水器へ戻す復水の流量を調節する。
4.給水系統

5.緩熱蒸気系統
緩熱蒸気は、過熱蒸気の一部をポイラ蒸気ドラム内の緩熱器を通すことによって温度を下げた蒸気であり、以下の機器などで使用されている。緩熱蒸気の用途①主給水ポンプタービンの駆動②抽気を行わないときの三段給水加熱器の加熱③排気主管の圧力低下時のバックアップ④主機タービン、主発電機タービンのグランド蒸気5主機暖機⑥休止ボイラ加熱⑦ボイラバーナアシスト蒸気⑧ボイラスートプロワ⑨低圧蒸気発生器の加熱等(参考)低圧蒸気発生器 緩熱蒸気を加熱蒸気として低圧の飽和蒸気を発生する装置であり、雑用蒸気系統で油分その他の不純物を含むおそれのある系統から主ボイラへの給水系統を分離する目的で設置されている。排気、復水、ドレン 緩熱蒸気の排気、復水、ドレンは、主復水器、補助復水器、脱気給水加熱器、ドレンコレクティングタンクの何れかに回収される。
6.主ボイラ
ボイラ本体ボイラ本体は、蒸気ドラム、水ドラム、主蒸発管、燃料が燃焼する燃焼室、燃焼室を構成する水冷壁管、水冷壁管客、飽和蒸気を加熱する過熱器、燃焼室と過熱器の間にあるスクリーン管、ポイラ水の自然循環を円滑に行わせる降水管、水冷壁管寄と蒸気ドラムをつなぐ上昇管、蒸気ドラムに入る給水を加熱するエコノマイザ等で構成されている。付属装置
燃焼装置、空気予熱器(GAH)、強圧送風機(FDF)、スートブロワ、ポイラ自動燃焼制御装置(ACC)などがFOセットリングタンクボイラの燃料を加熱、静置して不純物を沈殿させるタンク。噴燃ポンプボイラのバーナに送る燃料油を噴霧に適した圧力まで加圧する。
バーナの噴霧に最適な粘度とするため、燃料油を蒸気で加熱する。 FO流量制御弁　バーナに送る燃料の流量を調節する。
FO加熱循環弁　ボイラ点火前にこのバルブを開き、FOピストン弁の入口までの系統の燃料油を循環しながら加熱する。

7.タービン抽気系統
抽気主機の負荷が設定以上になったとき、抽気が行われる。抽気は給水の加熱源として使用する。これにより復水器に捨てる熱量が減少するので、プラント全体の熱効率を上げることができる。また、主機タービン内で蒸気の膨張に伴い増加する内部損失を軽減する効果を持つ。 ー段抽気

8.グランド蒸気系統
グランド蒸気主機タービンのロータ軸が車室を貫通する4箇所のグランド部には、タービン内からの蒸気の漏洩、タービン内への空気の進入を防止するための気密装置、ラビリンスパッキンが設けられている。ラビリンスパッキンは、グランド蒸気が供給され気密を保つ構造となっている。グランド蒸気溜り高圧ターピン、低圧ターピンの間に設けられた蒸気溜りであり、グランド蒸気の供給圧力を一定に保持する。

9.ドレン系統
蒸気タービンは、始動時、低負荷運転時に蒸気の一部がタービン内部で冷やされドレンとなる。発生したドレンは、ドレンアタックを引き起こし、タービンの損傷の原因となるので、蒸気管の各系統を含め、タービンケーシングなどの各部からドレンを排除できるような装置と配管が設けてある。各部のドレンを集めて、主復水器に送る。高圧ドレン溜りと低圧ドレン溜りがある。

10.主潤滑油系統
主潤滑油ポンプ主機タービン、減速装置の軸受、減速歯車、たわみ継手の歯面などに潤滑油を送る。
2基の潤滑油冷却器があり、それぞれ復水または海水で潤滑油を冷却する。復水で冷却する冷却器を使用する場合は、廃熱の回収が可能となる。
冷却器側を通る潤滑油とバイパス側を通る潤滑油の割合を調整することにより、主機入口の潤滑油温度
潤滑油重力タンク機関室最上部に設けられブラックアウト等で主潤滑油ポンプが停止した場合、ターピンの遊転が停止するまでの間、主機、減速歯車に潤滑油を供給するタンク。
制御油/作動油潤滑油の一部は、操縦装置、保護装置の制御油及びターニングギヤ嵌脱の作動油として使用される。
11.主循環系統
主復水器を冷却するための海水を送る。主循環ポンプ補助循環ポンプ補助復水器を冷却するための海水を送る。補助復水器主発電機タービンの排気を、補助循環ポンプからの海水で冷却し水に戻す。
12.運転準備、暖機作業
停止中の蒸気タービンに高温の蒸気を急に流入させると、タービンの損傷を招くドレンを発生させる。また、過大な熱応力を発生させ、タービンロータや車室に不均ーな膨張が生じ、回転部と静止部が接触を起こすなどの大きな事故を起こすことがある。このため、運転の前には、タービン機関全体を充分に暖める必要がある。この作業を大きく分けると、暖機準備作業、暖機作業、試運転準備作業があり、図に示す手順で行なう。潤滑油清浄機始動潤滑油は、適切な粘度で主機タービンの各軸受、減速菌車等へ供給する必要がある。このため、潤滑油側流清浄開始清浄機を出港12時間前に始動し、潤滑油サンプタンクの加熱を行う。
暖機準備作業
休止ボイラ点火•昇圧作業航海中は、2ポイラを運転しているが、停泊中は1ポイラを休止しているので出航前に休止ポイラを汽醸する。通常、休止ポイラは、水ドラム内のポイラ加熱ライン（暖缶ライン）で圧力1.0MPaに保持されている。 •燃料加熱循環開始(出港3時間45分前) •点火前確認[ボイラ水位• GAH (Gas Air Heater)運転状態確認] ▪アシスト蒸気通気▪パージ蒸気通気•燃料加熱循環停止▪ BGB (Boiler Gauge Board)電源投入•プリパージ開始•諸弁開放過熱器最終段ドレン弁微開 P20図●参照補助緩熱器出口ドレン弁微開 P20図●参照過熱器空気抜き弁(起動弁)1/4回転開P20図�参照•点火作業▪ ACCセット(制御室) ▪エアレジスタダンパ開鎖▪燃料遮断弁リセット• FOピストン弁入口弁開•イグナイタ挿入•スイッチON ・フットスイッチON（FOピストン弁開） ▪点火確認後、エアレジスタダンパ開・最低油圧燃焼（制御室） ▪暖缶(ポイラ加熱)停止点検準備・電源投入・制御室各部電源を投入・主機膨張度計測用ダイヤルゲージを「0」にセット主潤滑油系統の確立 ▪ LOサンプタンク油量確認・主潤滑油ポンプ吸入弁・吐出弁・圧力調整弁開•主潤滑油ポンプ始動•圧力調整弁にて吐出圧力を調整(0.44～0.49MPa) •重力タンク供給弁開ける•高位重力タンクのオーバーフロー確認(サイトグラス) ・潤滑油温度を40℃～45℃に設定▪各軸受部▪減速歯車スプレイヤ潤滑油供給確認（サイトグラス）主循環系統の確立▪海水吸入弁、主循環ポンプ吸入弁及び船外弁開(船外弁は、開度20%) ▪主循環ポンプ始動•主循環ポンプ吐出弁開•主復水器水室のエア抜き•中間軸受、主潤滑油冷却器の冷却海水弁開•海洋生物付着防止装置運転開始主復水系統の確立▪主復水器ホットウエル水準確認・主復水ポンプ関係諸弁開▪主復水ポンプ始動▪主復水ポンプ吐出弁開▪復水循環弁バイパス弁開→主復水器ホットウェルのレベル調整主機制御装置の作動テスト•主蒸気中間弁、同バイパス弁、一段及び二段抽気の手動弁閉鎖確認•一段及び二段抽気弁の遠隔開テスト•ドレン弁の遠隔開テスト・後進中間弁の遠隔開テスト▪操縦弁の作動テスト主機ターニング開始 ▪主機ターニングギア嵌合■ターニング開始・電流値確認操縦弁の作動暖機作業グランド蒸気の供給▪グランド排気ファン運転確認▪グランド様気元弁開•グランド蒸気諸弁開•ドレン排除•コントローラ設定→0.02 MPa主真空ポンプの始動▪関係諸弁開放•主真空ポンプ始動•主復水器真空度が−46kPaになったら主真空ポンプ停止・主復水器真空度を−36～−46kPaに保つよう適宜運転暖機蒸気の供給　・暖機蒸気中間弁開放•ドレン排除•前後進暖機蒸気入口弁開放▪暖機完了の判断基準高圧タービン車室の内外壁温度差低圧タービン排気室の温度高圧及び低圧タービン車室の伸び量蒸気管の暖管▪休止側主蒸気塞止弁出口ドレン弁微開● •緩熱蒸気元弁出口ドレン弁微開� ▪緩熱蒸気中間弁開放◎ ▪主蒸気ラインドレン弁微開� •主蒸気中間弁バイパス弁開放◎◎ ▪主発電機元弁ドレン弁微開Θ ▪主発電機元弁バイパス弁開放◎試運転準備作業ボイラ共通作業・休止側ボイラ給水系統の確立▪バーナ交換•蒸気関係諸弁開放 P20図参照主蒸気塞止弁開放加熱器最終段ドレン弁閉鎖Θ主蒸気塞止弁出口ドレン弁開鎖の緩熱蒸気元弁開放主発電機元弁バイパス弁閉鎖Θ主発電機元弁ドレン弁閉鎖☻主発電機元弁開放�緩熱蒸気元弁出口ドレン弁閉鎖�緩熱器出口ドレン弁閉鎖●起動弁閉鎖の暖機蒸気の停止・暖機蒸気中間弁閉鎖•前後進暖機蒸気入口弁開鎖主復水器の真空上昇▪主真空ポンプ連続運転主蒸気中間弁▪主蒸気中間弁開放開放・主蒸気中間弁バイパス弁閉鎖 P20図ΘΘ参照•主蒸気ラインドレン弁閉鎖 P20図�参照主機ターニング・ターニング停止信下•主機ターニングギア離脱スピニング試運転・制御油圧リセット▪オートスピニング開始試運転•制御室レバーコントロ−ル方式による試運転·制御室ダイレクトスイッチコントロール方式による試運転•機側非常用手動操縦ハンドル方式による試運転
Condensate water system diagram Desuperheated steam system diagram Steam bleed system diagram Gland steam system diagram
lgnile boler and raise pressure