汽轮机冷态快速启动加热技术研究应用
新型汽轮机快速冷却方法的原理及应用
自 冷却将会贻误检修 时间。快冷的实现 ，可以为机组 然 本体提前进 入检修或机组轴 系故障处理节省时 间和带来
方便 。
阳城 电厂２机 组 汽轮 机 采用 东 方汽 轮机 厂 生 产的
Ｇ Ｍ 通 用 瓤 艇 Ｗ Ｖ．ｊ．ｅ ２１年 第１期 Ｗ￣ｙ ｎ ｔ ００ ｔｘ Ｏ
取主 厂房 内室温２ ￣ ０Ｃ，汽缸 壁温取 值 ２ ０ ４ ０Ｃ，汽轮 机 高 中压 缸假 设 为 ０￣０ ￣ 直径２５ ．ｍ、长度３ ｍ的圆柱 。 定性温度ｔ为平均温度 ， ｔ＝ ／ ＋ ￣ｌ ２（ ｆ） （） ４
２工艺流程 ．
锅 炉产 生 的一 定压 力 、温 度 的蒸 汽通 过低 温过 热 器 、屏 式过 热 器 、高温过 热器进入 到高压 主汽门前 ，通过热工 强制信号 ，打开 高压 主汽门 、高压调门 ，余汽进入 高压缸 冷却 ，冷却 后的余汽 经过高排 逆 止 门后进入 到低温再热 器 、屏 式再热 器 ，利用屏 式再热 器两侧 的对 空 排 汽 ，把 蒸汽 排入 大 气 ，形成 蒸汽 通 路 。在此 过 程 中要严 格控 制 余
运动黏 度，ｍ ； ／ ｓ
—
—
温差；
１原 理 ．
— —
热导率 ，Ｗ （ Ｋ ； ／ ） ｍ－
对流换热 系数 ，Ｗ／ ．） （ Ｋ。 ｍ２
利 用与汽轮机缸 温始终 保持合理 温差 （ ０ ≤５ ℃）的蒸汽快速 冷却
汽轮机 ，在此过 程 中，温降速 度 ＜５ ℃／ ，以便 不致使 汽轮机 产生 ～８ ｈ 有害热 应 力、热变形 ，发生 动静部 分碰撞 和磨 损 。余汽 温度 、压力 通过锅炉控制 ，并保 持５ ￣ ０Ｃ以上的过热 度。
理 、工 艺及理论 计算 过程。实测数据 的对 比分析表 明：
燃煤火力电厂汽轮机快冷技术的应用
燃煤火力电厂汽轮机快冷技术的应用王江湖綦宗宝（国电电力朝阳热电有限公司，辽宁朝阳，122000）摘要：本文基于350MW 超临界机组停机时使用热空气为介质对汽轮机汽缸进行快速冷却。
在实际运行中，利用锅炉余热加热空气，在汽轮机打闸停机后采用顺流的方式，对汽轮机的汽缸进行冷却，并严格监测汽轮机缸壁、法兰等部件的温降速率。
通过对运行过程中汽轮机各部件温度参数的详细分析，得出超临界机组汽轮机停机过程中快冷技术运行的可行性方案，并提出建设性意见。
关键词：汽轮机快冷技术超临界机组中图分类号：TK26文献标识码：B 文章编号：2096-7691（2020）01-062-04作者简介：王江湖（1981-），男，高级工程师，2002年毕业于长江电力学院热能与动力工程专业，现任国电电力朝阳热电有限公司总工程师，主要从事发电生产管理工作。
Tel：151********，E-mail：qizongbao@1引言随着我国经济的发展，我国大容量机组的数量不断增加。
在现代电厂运行中，为保证经济效益，通常会采用硅酸铝等材料作为汽轮机的保温层，这类材料具有良好的保温作用，对减少散热损失和减少汽缸各部分温差的效果十分明显。
但在汽轮机停机检修的过程中，保温材料的存在会使汽轮机冷却时间过长，这是造成汽轮机检修工期延长、检修节点滞后的主要原因。
因此，必须提高汽轮机的降温速率，减少汽轮机的降温时间，以适应电网的要求，并提高电厂的经济效益［1-3］。
在汽轮机检修过程中，采用快速冷却的方式能够大大提高汽轮机的冷却速度。
徐志斌［4］等人指出，当汽轮机滑参数停机后，采用自然冷却方式使得壁温降低到150℃以下时，需要9d 以上的时间；采用快速冷却的方式所用时间，不足自然冷却时间的1/2。
由此可见，汽轮机快速冷却方法带来的经济效益十分可观。
虽然汽轮机快速冷却方式，可以在很大程度上减少汽轮机降低温度所用的时间，但由于超临界机组多数都不设置汽缸快冷装置，原因是主蒸汽参数高，缸壁及法兰较厚，汽缸快速冷却时，对汽缸冷却不均会产生较大热应力［5-7］，易产生裂纹，缩短使用寿命。
600MW超临界汽轮机冷态启动暖机方式优化
600MW超临界汽轮机冷态启动暖机方式优化在现代电力生产中，600MW 超临界汽轮机作为重要的发电设备，其运行效率和稳定性对电力供应具有关键意义。
冷态启动是汽轮机运行中的一个重要环节，而暖机方式的优化则直接关系到机组的安全性、经济性和可靠性。
一、600MW 超临界汽轮机冷态启动暖机的基本原理与重要性超临界汽轮机冷态启动时，由于机组各部件处于常温状态，温度较低，与正常运行时的高温工作环境存在巨大温差。
如果直接进入正常运行状态，会导致部件热应力过大，从而影响机组的使用寿命，甚至可能引发严重的设备故障。
暖机的主要目的就是通过缓慢加热汽轮机的各个部件，使其温度均匀上升，减小热应力，保证机组的安全启动。
同时，合理的暖机方式还能够缩短启动时间，提高机组的经济性。
二、传统 600MW 超临界汽轮机冷态启动暖机方式存在的问题在传统的冷态启动暖机过程中，通常采用固定的升温速率和暖机时间。
然而，这种方式存在一些明显的不足之处。
首先，固定的升温速率可能无法适应机组实际的热状态。
由于制造工艺、安装差异以及停机时间的不同，每次冷态启动时机组的初始温度和热分布都有所不同。
采用固定的升温速率，可能导致某些部件加热不足，而另一些部件则过热，增加了热应力的不均匀性。
其次，固定的暖机时间往往缺乏灵活性。
如果暖机时间过长，会增加启动成本，降低机组的经济性；而暖机时间过短，则可能无法达到理想的暖机效果，给机组后续运行带来潜在风险。
此外，传统的暖机方式对蒸汽参数的控制不够精确，可能导致蒸汽在进入汽轮机时的温度和压力不稳定，影响暖机效果。
三、600MW 超临界汽轮机冷态启动暖机方式的优化策略为了克服传统暖机方式的缺陷，需要对暖机方式进行优化。
1、基于实时监测数据的智能升温控制通过在汽轮机的关键部位安装温度传感器和应力监测装置，实时获取机组各部件的温度和热应力数据。
根据这些数据，采用智能控制算法，动态调整升温速率，确保热应力始终处于安全范围内，同时最大限度地提高升温速度。
1000mw汽轮机快速冷却的应用与分析
运行与维护118丨电力系统装备 2019.20Operation And Maintenance2019年第20期2019 No.20电力系统装备Electric Power System Equipment在提高大型汽轮机组初参数同时，停机之后自然冷却时长提升，检修时长延长，使机组可用效率受到干扰，通过强制冷却，能使冷却速率提升，并有效缩短冷却时间，可以保证机组可用率的提高。
1 自然冷却自然冷却主要就是内部换热，其为热辐射与热传导，涵盖有内缸以及外缸存在的辐射换热，包括叶片和隔板间辐射换热，囊括有转子和汽缸间辐射换热，同时包含汽缸与隔板间热传导以及转子轴承间热传导，并包括汽缸外表面同空气间热对流[1]。
如图1所示，该图是一次机组滑参数停机之后自然冷却过程，并将打闸时刻设成时间零点。
在停机时，自满负荷滑参数开始降负荷，在自然冷却的过程中，高压转子温度一定大于中压转子70℃，意味着高压转子与汽缸冷却速率直接影响机组冷却时长。
一旦需要冷却为100℃，将会耗时半个月 之久。
2 冷却方案2.1 厂家方案介绍本次研究中的机组，于高压主汽阀以及调节阀间设计快冷接口，中压主汽阀以及调节阀间同样有相同设计，空气将通过快冷接口引入，并有序进至通流结构冷却。
快冷方案关键囊括三个步骤。
首先，滑参数降负荷阶段。
在保证高排、中排蒸汽具有 20℃ 过热度的前提下，使锅炉负荷降至尽可能低，通过速率（0.5~0.7℃/min）使主、再热汽温得到下降。
图1 机组自然冷却过程其次，自然冷却阶段。
汽轮机打闸并停机，锅炉MFT 。
使主、再热蒸汽管路压力下降，同时闭合旁路与轴封系统，开启快冷接口，盘车运行12 h 。
最后，为快速冷却阶段。
闭合管道疏水，保存缸体疏水。
开启真空泵，通过控制高、中压调节阀开度，于高、中压缸之中鼓入空气，通过小于7℃/h 的冷却速率快冷。
实际方案整个过程大致为82 h ，远远短于自然冷却。
2.2 方案分析自然冷却经历12 h 之后进行快冷，这种情况下高压缸之中温度大致为400℃，而中压缸中内温度大致是300℃。
国产660 MW机组汽轮机强制快速冷却技术的应用
发赵沒禺POWER EQUIPMENT第！！卷第4期2019年7月Vol. 33 , No. 4July. 2019国产660 MW 机组汽轮机强制快速冷却技术的应用张 磊1!,樊希林％,刘书元％,陈绍龙1(1.国电湖南宝庆煤电有限公司，湖南邵阳422000；2.中南大学 能源科学与工程学院，长沙410083)摘要：针对国产660 MW 超临界汽轮机组停机时，汽轮机调节级金属温度、汽缸内壁金属温降速度缓慢的问题，介绍了一种利用锅炉余热进行汽轮机强制快速冷却的技术&该技术在某660 MW 超临界汽轮机上得到成功应用，不仅可以避免对转子、汽缸产生较大热冲击，不增加汽轮机寿命损耗，而且缩短了机组检修的等待时间，提高了机组的可利用率&关键词：汽轮机；快速冷却；锅炉余热；高温空气；温降速度中图分类号：TM621.3 文献标志码:A 文章编号= 1671-086X(2019)04-0289-04Application of Forced Fast Cooling Technology inDomestic 660 MW Steam TurbinesZhang Lei 1,2，Fan Xilin 1，Liu Shuyuan 1，Chen Shaolong 1(1. Guodian Hunan Baoqing Coal& Power Co., Ltd., Shaoyang 422000, Hunan Province ，China ； 2. School of Energy Science and Engineering ，Central South University ，Changsha 410083，China )Abstract : To solve the problem of small cooling rate of metallic areas at governing stage and in turbinecylinder during shutdown of domestic 660 MW supercritical steam turbine units ， a forced fast coolingtechnologyi preentedbyuingthewateheatofboiler.Thetechnologyha9been9ucce 9fu l yappliedina 660 MW supercritical steam turbine ，which could not only avoid the thermal shock to the rotor and cylinder without increasing the life lo s of steam turbine !but also greatly shorten the waiting time for overhaul toimprovetheavailabilityoftheunit.Keywords : steam turbine ； fast cooling ； waste heat of boiler ； high-temperature air ； cooling rate优质保温材料在大容量机组中的应用使得 机组保温性能有很大改善，同时也提高了机组 的运行效率和安全性，但却使检修停机的冷却 等待时间大大增加(1)&大型汽轮机蒸汽参数较 高，正常滑参数停机时，汽轮机调节级金属温度高达380〜420 ］，若按常规自然冷却，汽缸温 度在停机的第一天内温降速度可达到4 K/h,而 后期平均温降速度不足1 K/h ,按照温度低于150 ］及以下方可停止盘车及润滑油泵的要求，需要6#8 d ,如果是紧急停运，调节级金属温度 则更高，等待冷却的时间也更长，往往需要9〜10 d 。
国产600MW机组汽轮机快速冷却技术的应用
国产600MW机组汽轮机快速冷却技术的应用已难以满足用户不断增长的需求。
客户越来越多地希望管理层和现场级能够使用统一的、与办公自动化技术兼容的通信解决方案。
基于这种需求，以太网技术开始逐渐从工厂和企业信息管理层向底层渗透，广泛应用于工厂控制级通信。
从目前工业自动化控制领域情况来看，以太网技术取代现场总线是工业控制发展的必然趋势。
不过以太网技术在工厂控制系统中的应用并不是一个简单的移植过程，既要保持普通以太网技术的优势，又须解决工业现场应用中的一些问题，如实时性、运动控制、故障安全和网络安全等，同时还需兼容现有工业以太网和现场总线通信系统。
PROFInet很好地解决了以太网技术向底层扩展的问题，实现了工厂通信系统的纵向统一。
大理卷烟厂打叶复烤线电气控制系统除在设备控制层应用了Profibus DP/PA总线技术外，在ET200分布式I/O间使用了PROFInet I/O通信，在各生产段PLC之间使用了PROFInet CBA 进行通信。
而在车间主干网络（即光纤环网），除充分应用西门子SCALANCE工业交换设备的冗余功能外，还应用了VLAN、第三层交换等以太网技术，以满足复杂的车间网络环境及大量的客户端网络IP 和数据流量的管理需求。
以上PROFInet技术方案在打叶复烤生产线设计并调试成功，目前在大理卷烟厂打叶复烤车间运行良好并获得用户好评。
借助于实时通信技术，PROFInet可直接应用于底层的现场级通信（包括运动控制），由此也实现了全厂通信网络的纵向统一，管理层可方便地将现场生产数据集成到企业信息处理系统中，为MES和ERP系统的应用打下基础；基于组件的自动化（CBA）将自动化系统的构建简化为不同功能工艺模块间的连接，大大降低了系统构建成本；IT标准和网络安全使用户在现场通信网络中放心享受IT技术带来的便利；集成的故障安全功能保证了系统可靠性，为PROFInet在过程自动化领域中的应用奠定了良好基础。
大型汽轮机快速冷却技术的应用
经过科学家们的不断努力， 目前大型汽轮机的冷却技术已经逐渐
的容器 ， 这个容器的容量有限， 换言之， 抽空气的总量有限， 所以冷却的 运转 。 效果不明显； 受抽气器容量所限， 空气流量小， 冷却后期效果差。（ ２ ） 轴 ２ ． ２ ． ３注意事项 封供汽参数偏低 ， 有时蒸汽带水进入轴封 ， 使转子轴封弹ｆ 生 槽受到很大 汽缸 温度达 到 ３ ０ ０ ％以下时才 能够进行 空气冷却 ，而且 温度下 降 的热应 力冲击 ， 造成大的寿命损耗（ ＞ １ ％） 。（ ３ ） 空气人口处金属和空气 速度保持 在 ６ － － ８ ￣ （ ； ／ １ １ 为宜 。在整 个冷却过程 中 ， 汽缸与法兰之 间的最大 温差大 ， 易发生急剧冷却， 也会造成较大的热应力。压缩空气冷却是将 温差不 能超过 ７ ５ ℃， 如果超 出应该及 时停止 冷却操作 。冷却 时应 该对
科技创新与应用 Ｉ ２ ０ １ ３ 年
袁 春 光
（ 哈 尔滨 电气 国际工程有限责任公 司， 黑龙江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ０ ０ ）
摘 要 ： 大型 汽轮机 在 运行 一段 时 间后 ， 高温现 象容 易导致 汽轮 机 的震 动 ， 进 而影 响整 个机 组 的使 用 。所 以 实行 大 型汽轮 机 的 快 速冷却， 是提高汽轮机使用质量的一个途径。本文不仅列举 了主要的冷却技术 ， 还论述 了相应的注意事项和调整举措 ， 以供相关 人 士 参考 和借 鉴 。 关键 词 ： 大 型汽轮 机 ； 空 气冷 却 ； 蒸汽 冷却 ； 温度 ； 空 气 泵； （ ４ ） 轴 封抽汽 器 ； （ ５ ） 轴封 系统 ； （ ６ ） 冷却抽 汽器 ； （ ７ ） 连续 盘车 。 ２ ． １ ． ３进行 空气冷却前需 要检查 的部 分 地成熟起来。 冷却方式也多种多样 ， 但是每一种方式都有其 自 身的优势 为 了确保 冷却工作 能够 陕速 有效 的开展起来 ， 必须 在工 作之前 准 备好 相关 的设备 和仪器 ， 并进行 必要 的安全 检查 。 例如对 各个 阀门需 要 和缺点， 使用时必须趋利避害， 确保实现高效陕速的冷却效果。 １大型汽轮机的快速冷却方式 进行 开合检查 ， 保证 每一个 阀门的制动效果 良好 ； 对不需要参 与 的组 成 部分 ， 需要关闭其阀门， 如高低加空气门， 热网加空气门等。 １ ． １按冷却介质分 冷却方式的分类比较繁琐 ， 按照冷却介质划分 ， 可以分为空气冷 ２ ． ２措施 却和蒸汽冷却两个主要的形式。 相比较之下 ， 蒸汽冷却方式不仅冷却的 ２ ． ２ ． １通 入空气开始 冷却的措施 空气冷却的办法尤其严格的操作程序和步骤， 为了保证冷却的基 速度快， 而且相同单位的介质放热远远高于空气介质的冷却形式 ， 此外 对于设备的要求比较低， 能够为企业节约设备和厂房改建的经济成本。 本效果 ， 必须 对其 进行严格 的监控 ， 确保 冷却的过程科 学合理 ： 所以人们倾向于选用蒸汽冷却的形式。当然蒸汽冷却也存在 自身的限 进行 额定数量 和额定 温度 的送 气 ， 并在送 气 的过 程 中保 证外 部 的 将 空气阀 门打开。打开全部 需要开启 的开关和 阀门 ， 便 于空 制性 因素 ： （ １ ） 由于冷却方 式气 流 比较分 散 ， 所 以难 以进 行 温度和 总量 压强恒定 ， 的控制 ， 虽然能够满足冷却的需求， 却常常带来其他的故障隐患 ； （ ２ ） 低 气在汽轮机的内部流通， 进而起到空气冷却降温的实际效果 法兰冷却 温蒸汽在流动过程中， 可能携带水分， 容易引发汽轮机的构件生锈， 降 的时 间需 要适 当的延 后 ， 通常在通气 冷却进行 了四个到五个小 时为宜 。 低其使用 寿命 。 为 了不 流入水 分 ， 降低对 设备 的损坏 ， 需 要关 闭所 有 的水 阀 门 ， 并 进行 比较之 下 ， 采 用空 气冷 却 的办法 ， 能 够有 效 的解 决 蒸汽 冷却 的上 必要 的加热 。 根据 冷却的数值 和实际 隋况 ， 科学 确定冷气 阀门的开合 大 述 困扰 ： 空气 冷却 的办 法 ， 对 空气 的使用 量可 以通过 阀 门来 进行 控制 ， 小 。对 汽缸 内的温度进 行定 时监 测 ， 通常 每 ０ ． ５ ｈ 观察一 次汽缸 温度 和 只要空 气量得 到了控制 ， 那 么温度 以及 气压等数值 就可 以进 行调节 ； 其 膨胀差。汽轮机汽缸与法兰之间的温差应该控制在 ７ ５ ℃以内。汽缸的 次， 空 气冷 却的方 式没有 水分 的生成 ， 因此就 不存 在设备 的腐 蚀 ， 延 长 温度应该降到 １ ５ ０ ％。 汽缸温度的下降速度应该为 ６ － － ８ Ｔ Ａ ａ 。 根据汽缸温 了汽轮机 的使 用寿命 。 度的变化对轴封进行调节。空气进气量的控制通过抽汽器进气阀以及 以空气为冷却介质的快速冷却方式又可分为抽真空冷却和压缩 空 气进气 阀来 调节 。 空 气冷却 。抽 真空冷却是 在盘车转 速下启动抽 气器吸 人环境低温 空气 ２ ． ２ ． ２停 止空气冷却 的措施 对 汽轮机进行 陕速冷却 ， 冷却空气从 预 留的进气 口入汽 轮机 ， 吸收热量 当空气 冷却达 到需要 的数 值之后 ， 需要立 即停止 该项操 作 。首先 后进人冷凝器由抽气 口抽出。抽真空冷却的方式不需要进行其他装置 要将送气 的 阀门关闭 ， 然 后开启 真空 系统 ， 进行 空气 的真 空处理 ， 当汽 和设备 的引进 ， 对厂房 的规模要 求又 比较低 ， 所 以不需要 电力企业投 入 轮机 内部 实现 了真空 处理之后 ， 需要 打开相应 的水 阀 ， 关闭原有 的所有 更多的资金。它的限制性 因素主要表现在 ： （ ｉ ） 抽空气需要运用抽空气 阀门， 开启关闭的阀门， 最重要的是需要打开油泵 ， 维持汽轮机的正常
大型汽轮机快速冷却技术的应用
机组， 可以随时启动供汽系统 。 如果原有供检修用的压缩空气汽源合适的 话， 不必另添设备 。而空气 的流量和温度 的控制也较为方便 ， 对控制汽轮 机的冷却速度和避免过大的热应力有利。２ 空气流过金 属表面的换热 系 ） 数小， 当两者温差出现瞬时过大时 ， 至于引起被换热 的金属表面产生 也不 急剧冷却（ 冲击 ）即不至于使金属产生过大的热应力 ， 热 ， 允许的传热温差 大， 当的流动条件下便能满足加热冷却的要求。 ） 在适 ３空气的温度变化不 存在汽水两相互变（ 凝结 ） 的特性 ， 在快速冷却过程的同时也干燥 了汽轮 （ 冷却 ） ；） 系统 ２适当调整法兰和通部 分的冷却介质流量 ， 以及控制冷却 机的内部 ， 对设备保养有 良 好作用。 介质温度 ， 避免急剧下降 ；） ３ 向高 、 中压缸前轴封第一汽室供汽 ， 其蒸汽温 以空气为冷却介质的快速冷却方式又可分为抽真空冷却 和压缩空气 度应在 ２ ０ 以上 ， ５￣ Ｃ 对转子进行短暂的加热 ； ） ４ 引入一个低温汽源 （５ ￣ ） １０ Ｃ 冷却。抽真空冷却是在盘车转速下启动抽气器 吸人环境低温空气对汽轮 至汽缸夹层冷却系统 。 机进行快速冷却 ， 冷却空气从预 留的进气 口吸人汽轮机 ， 吸收热量后进人 在采用压缩空气顺 流冷却法或真空抽气冷却法中 ， 在冷却开始阶段 ， 冷凝器 由抽气 口抽出。这种方法利用了电厂原有设备 ， 投资少 ， 易实现 ， 但 空气引入 口处（ 通常引入进汽管 ） 的金属与冷空气的温差较大 ， 易出现热 有以下缺点 ：） １受抽气器 容量所限， 空气流量小 ， 冷却后期效果差。２ 轴封 冲击 ， ） 形成过大的温降速率 ， 热应力可能接近屈服极限 。 几点对策如下 ：） １ 供汽参数偏低， 有时蒸汽带水进入轴封 ， 使转子轴封弹性槽受到很大的热 增设 电（ 或蒸 汽表 面式 ） 空气加热器 ， 于冷却过程的初始阶段预先将人 口 应力冲击 ， 造成大的寿命损耗（ １ 。 ） ＞％）３ 空气人 口处金属和空气温差大， 易 的冷却空气加热到 ｌＯ ５ ℃左右， 待金属温度下降到 ２０ 时 ５ ￣ 可停用该加热 Ｃ 发生急剧冷却， 也会造成较大的热应力。 器；） ２ 使用适当的导流板， 也可以保证均匀而安全地引入冷却介质 。 压缩空气冷却 是将压缩空气净化加热后通入汽轮机进行强迫冷却 ， 在 以空气为冷却介质时 ， 空气里的油难以完 全清除干净 ， 使汽轮机三 金属和空气的温差由热应力水平而定 ， 冷却速度可通过空气流量调节 。由 门门杆氧化严重 。几点对策如 下：） １ 增装或改装无油空 压机 ；） ２将空压机 于这种冷却方式的冷却效果好 ， 冲击应力小 以及增添设备费用少等优 储气筒下的疏水阀一直处于部 分开启状态 ， 冷 不断地放水、 放气 ； ） ３ 在汽轮 点， 被越来越多的电厂所采用 。 机空气入 口处装设气液分 离装置。 采用哪种冷却介质进行冷却 ，主要应根据现场设备的具体条件和运 在采用压缩空气以顺流冷却时 ，由于空气的驱动功率可能使汽轮机 行经验来决定。两种介质冷却都可以达到快速冷却的 目的。 转子转速每分钟增高数百转 ； 而以逆流冷却时 ， 会产生 与汽轮机正常旋转 ｌ 按介质流向分 ２ 方向相反 的微小转矩 。几点对策如下： ） １须保证轴承有充分的润滑油 ；） ２ 根据介质的流动方向不同可分为顺流和逆流两种。 须保证盘车装置超速离合器正常 ；） ３须维持连续盘车正常运行。 冷却介质流 向采用顺 流较之逆流有如下优点 ：）其流 向与汽轮机蒸 １ 上述各点 问题中的几点对策可单独或合并使用。 汽膨胀做 功的流 向一致 ， 从汽轮机高温区进入， 温区流出， Ｉ平均传 ３ 汽轮机快速冷却系统及其应用实倒 低 贝 Ｉ 热温差大， 温降速度大 ， 冷却效果好 ； ） ２ 进入高、 中压缸的空气或蒸汽流可 ６０ ０ ＭＷ 与 ２０ ０ＭＷ 汽轮机快速冷却 中的差异 ： 通过全周进 （ ） 气 汽流经各全开的调速汽门 ， 均匀进 入汽缸 ， 则对转子 、 汽 ２ ０ Ｗ 汽 轮机 的 快速 通 风 冷却 已有许 多 成 功 的经 验 ，但 由于 ０Ｍ 缸冷却比较均匀； ）在高、中压缸进汽区原设计 已有金属温度运行监测 ２ ０ ３ ０ ＭＷ 和 ６ ０ ０ ＭＷ 汽轮机结构上有很大差异 ， 针对 ２ ０ ０ ＭＷ 机组研制的快 点， 可便于监视和调整冷却速率 。 速冷却装置不适宜直接用 于 ６ ０ Ｗ 汽轮机 。两种机组主要有 以下差别 ： ０Ｍ ２ 快速冷却过程中的注意事项和 问题与对策 １蓄热量 ：０ ＭＷ机组的总蓄热量约为 ２ ０ ） ６０ ０ ＭＷ 机组的 ３ ． 。２ 汽缸壁 ４倍 ） ２１ 汽轮机快速冷却过程 中的几点注意事项 ． 厚 ： ０ Ｗ 机组汽缸最大厚度约为 ２０ Ｗ 机组的 １ 倍 ， ６ Ｍ ０ ０Ｍ ． ６ 另外转子直径
330 MW汽轮机汽缸快冷装置应用分析与运行优化
330 MW汽轮机汽缸快冷装置应用分析与运行优化摘要：针对330 MW亚临界燃煤火力发电机组，分析汽轮机快冷装置的工作原理以及投运后对机组寿命的影响，提出快冷装置运行的技术要求和改进优化措施，提高快冷装置的运行效率。
结果表明，只要操作得当，汽轮机汽缸快冷技术对汽轮机是安全的。
机组正常滑压停机后，增设汽轮机快冷装置，可以缩短机组检修工期，提高机组的可用系数，提前并网发电，创造更多的效益。
快冷装置的工作原理是，在机组停运，且缸温降至约300℃时，通过快冷装置将洁净的空气加热为低于缸温30℃的热空气，分两路进入盘动的汽轮机缸体内，以顺流的方式对汽轮机缸体进行冷却。
热态启动一次，对机组寿命损耗为0.01%，冷态启动和停机一次对机组寿命损耗均为0.05%。
停机后强制冷却一次对机组寿命损耗为0.0025%，远低于启停机对机组寿命的损耗。
投入快冷装置，还能缓解汽轮机机高、中压缸内缸的缸温差随时间推移逐渐增大和不好控制的问题。
关键词：燃煤火力发电机组；快冷装置；温降速率；汽缸温差；检修工期；机组寿命损耗1引言燃料火力发电机组的汽轮机汽缸外部一般安装保温材料，以降低运行中的散热损失，减小汽轮机各部件之间的温差，提高机组效率[1-3]。
但机组在停机检修期间，保温材料的存在使得汽缸散热缓慢，延长了不必要的检修工期[2-4]。
根据经验，330 MW汽轮机滑停时，汽轮机缸体的最高温度能降至300℃左右[3-5]。
纯靠汽轮机自然散热冷却，每小时降低0.7～1℃，自然冷却至高压缸调节级金属温度小于150℃，最快停盘车的时间需要9天左右，对检修工期影响较大[4-6]。
因此，增设快冷装置，缩短汽轮机降温的时间。
本研究拟针对燃煤火力发电机组，分析汽轮机快冷装置的工作原理以及投运后对机组寿命的影响，提出快冷装置运行的技术要求和改进优化措施，提高快冷装置的运行效率。
本文的分析有助于了解快冷装置的结构、运行规律及对机组寿命的影响，提出技术要求和运行优化措施，提高快冷装置运行的安全性和经济性。
汽轮机快速冷却技术应用
汽轮机快速冷却技术应用设备技术部王卫东汽轮机快速冷却技术应用摘要：针对汽轮机停机后需加速冷却的问题，提出有效、快捷冷却汽轮机汽缸的快速冷却技术，以缩短检修工期及提高机组利用率。
关键词：汽轮机空气强制冷却措施0 引言现代高参数大容量机组汽缸外部都具有绝热性能良好的保温层。
加强汽缸保温对减少散热损失和减少汽缸各部分温差的效果十分明显，但在检修停机后自然冷却过程中，由于汽缸散热条件差、热容量大，温度下降很慢，需要很长的冷却时间。
一般采用自然冷却缸温到150℃以下，需6-7天时间（与机组容量、参数、保温条件及停机时汽缸温度水平等因素有关），与检修工期产生矛盾，使机组的可用率降低。
现代各电厂大多采用滑参数停机来降低停机时汽缸的温度水平。
但滑参数停机时控制主蒸汽、再热蒸汽温度较困难，有时汽温有较大波动，甚至发生汽轮机进水事故，另外，为控制降温速度在规定范围内，滑停时间较长，机组低负荷运行时间长，对经济运行和锅炉稳燃不利，为保证锅炉稳定燃烧需投用助燃油有时可达几十吨，滑参数停机只能使汽缸温度降低到一定水平，一般到300℃左右，停机后缸温还会回升，而从满负荷汽缸温度自然冷却到300℃所费时间只占整个自然冷却时间的20%左右，故滑参数停机并不能解决停机后长时间等待冷却的问题。
停机后采用必要的内冷却方式加速汽轮机的冷却，对缩短停机后的等待冷却时间十分有效。
神华阳光发电有限责任公司#5、＃6机（汽轮机型号：NZK135—13.2/535/535，东方汽轮机厂制造）停机后，高压内上缸温度降至300℃时，采取空气强制冷却汽轮机以加快汽轮机的冷却。
1 空气强制冷却为保证机组大、小修顺利进行，根据汽轮机运行状况，在必要的情况下，采用空气强制冷却汽轮机以加快机组的冷却。
强制冷却汽轮机的持续时间不超过26-28小时，高压汽缸的温度降到可以打开汽缸为止。
汽轮机停机后，为加快汽轮机冷却应采取以下措施：1.1 强制冷却的技术要求⑴强制冷却汽轮机持续时间一般不超过26-28小时。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
文章编号：1008-3731 (2019)01-0062-03煤炭科技62CO A L SC IEN C E & T E C H N O LO G Y M A G A ZIN E2019年第1期No . 12019汽轮机冷态快速启动加热技术研究应用赵强(江苏徐矿综合利用发电有限公司，江苏徐州221137)摘要：使用快速冷却装置加热压缩空气送入汽轮机，来加热汽轮机汽缸和转子，以实现汽轮机 本体动、静金属部件缓慢加热，进而达到金属的脆性转变温度。
从技术层面一方面实现汽缸和转 子均匀膨胀，避免膨胀不均造成间隙减小发生动静碰磨；另一方面节省冷态冲转过程的中速暖机 节点90~ 120min ，从而达到节电和燃油消耗目的，节能 。
关键词：汽轮机；冷态；金属；压缩空气；逆向加热；汽缸转子；膨胀中图分类号:T M 621文献标志码：BResearch and Application of Turbine Cold State Quick Start Heating TechnologyZ H A O Qiang(Jiangsu Xukuang Comprehensive Utilization Power Generation Co ., Ltd ., Xuzhou , Jiangsu ,221137)Abstract: The compressed air i s heated into the turbine by a rapid cooling device to heat the cylinder and rotorof the turbine , so that the metal parts of the turbine can be heated slowly and the b r i t t l e transition temperature of the metal can be reached . On the one hand , the uniform expansion of cylinder and rotor can be realized t o avoid s t a t i c and dynamic rubbing caused by uneven expansion , on the other hand , the node of medium speed heater can be saved 90-120 minutes during cold-state turning , so as t o save electricity and fuel consumption , and the energy-saving effect i s remarkable .Keywords ： steam turbine ; cold state ; metal ; compressed air ; reverse heating ; cylinder rotor ； expansionCLC number: T M 621 Document identification code: B江苏徐矿综合利用发电有限公司有两台上海 汽轮机有限公司生产的K 156型汽轮机，型号为N 330-16.7/538/538,与之配套的流化床锅炉型号为 D G -1065/17.5-541/541-II 19。
高压通流部分由1级单列调节级（冲动式）和 14级压力级（反动式)组成。
中压通流部分全部采用 反动式压力级，分成2部分，共8级。
低压缸采用双 流反动式压力级，共2 " 7级。
蒸汽从低压缸中部进 人，然后分别流向二端排汽口进人下部凝汽器。
高中压转子、低压转子均是由整体合金钢锻件加工的无中心孔转子，高中压转子为双流结构，反 向布置;低压转子为双流 。
高压汽缸为双层缸，中压汽缸为单层缸，低压汽缸为缸。
高中压汽缸为合缸 ，通流部分为反向布置；低压缸采用双流。
1汽轮机冷态启动方式的节能分析1.1汽轮机冷态启动方式分析动流化 锅 炉， 向 炉加200 t 的床料（为不可燃固定颗粒），通过风道燃器2019年第1期赵强：汽轮机冷态快速启动加热技术研究应用63将柴油点燃以加热布风板流通的一次风，再将加热 后的一次风通过导热的方式加热床料，利用床料在 炉膛内流化循环形成初期的炉膛热源以加热炉侧 汽水形成蒸汽提供给汽轮机冲转使用。
汽轮机处于冷态，静止部分为汽缸、持环、隔 板；动态部分为转子锻件、叶轮、叶片温度均较低， 处于金属的脆性转变温度以下，必须要进行中速暖 机方可进一步升速，否则达到2 040 $/m i n 之后的发 机 转速、叶片转速将无法通过，汽轮机使用要求禁止采取硬闯的方式升速，否则会造成动静磨， 可估量的。
因此冷态启机中速暖机过必可少。
于流化床 炉的燃性，为再热器在期的 ：运行，因此汽轮机采用高中压缸联合冲转的启动方 式。
汽轮机维持2 040 r/min 转速、中、低缸均进汽 ，汽轮机实际进汽。
要进人汽轮机通流部分的蒸汽低温低压，冲转要求即可，一方 蒸汽对金属部件的热冲$一方 转子热， 汽缸缸为 缸， 在较 进汽 的下， 热于转子较 后， 为 止 导致动静形成动静磨，该暖机过 必须要行。
1.2冷态启动方式节能空间分析(1) 2h 的中速暖机效果， 后期继续升速的性， 炉侧要汽温、汽 ，炉侧燃油 热 床料的加 热， 汽温、 汽 必将持 升 。
汽轮机侧要 蒸汽， 一 通过串联的方式，将4 M P a 、350 !的蒸汽进行、减温 汽炉侧向空排电动阀的方式释放，样容易造成热量的浪费。
(2) 中速暖机时段，机、炉侧所有辅汽已经恢复 至运行状态，对电能的耗也较大。
每次开机，当天 的用 都居 下。
(3)于机、炉行人员而言，中速暖机过程操作压力和操作风险也较大。
综上所述，汽轮机冷态启动方式中中速暖机阶 段的优化节能空间较大，安全性优化也是重中之重。
2冷态启机快速加热技术应用2.1快速冷却装置简介徐矿综合利用发电有限公司2 x 300 M W 机组配置1台公固式汽轮机速冷却装置（装在1 号机侧）。
装置采用手动和自动方式控制进人汽轮机高压缸和中压缸的空气量和温度。
分别对高、中 压缸配置两套控温系统以不同气温独立地进行快 速冷却控制。
系统主要设备包括:加热装置、集汽 箱、油水分离。
速冷却装置技术 表如表1所列。
表1快速冷却装置技术参数表号CL -240-!气控制额定功率/60240输出电压/V 380加热温度/!! 350周波/Hz50工作压力/MPa 0.6 # 0.8额定功率/60240最大流量/(m (min _1)40温度控制 /!0#350作空气温度偏差/!±5制造厂方力设备有限公司2.2冷态启机快速加热技术应用可行性分析(1) 采用汽轮机快速冷却装置可将停运后高达400450 !的汽轮机缸温采用较低温度的压缩空气进行冷却，直至达到停润滑油的缸温值(120 !)。
汽机专业技术人员提出采用于汽轮机金属壁温 的压缩空气缓慢加热汽轮机，以实现金属温度达到 脆性转变温度以汽轮机汽缸和转子均 ，进缩中速暖机过。
(2) 快速冷却使用压缩空气为 用气，目前用 气空 机一台 机组 持 行、 两台， 有加载运行，不需要缩机会影响控制设备的 行。
(3) 压缩空气温度变化过程中不会发生相变，进 汽轮 机通流 部分空 气温度较 于 金属 壁的 缩空气，传热后不会产生疏水。
通过 用气空压机出口的冷干机以速冷却装置人口的污装置可有 进人汽轮机的缩空气水分。
(4) 速冷却装置分为两个进汽箱，两个进汽箱可实现 行，分汽箱1、2分别供 、中缸用气。
各配气总管通过 和两只手动止阀与汽轮机 疏水在疏水阀之前搭接。
加热的压缩空气通过汽轮机疏水进人汽轮机内部 通流现 流 热。
如1 所 。
3冷态启机快速加热技术方案的实施3.1机组启动前投入快速加热工作安排第一步加热压缩空气：2016年10月18日中班， 部气专业 速冷却装置进行绝综，后系行人员。
当值运行人员恢复，采用不开进汽缸一、二次分采64煤炭科技2019年第1期用打开疏水和对空排阀的方式进行装置试投运工 作，快速冷却装置加热压缩空气温度达350 !，则第 一步工作合格。
3 000 r/m i n进行各项常规操作时，汽轮机各项TSI 参数也均在正 。
4冷态启机快速加热技术应用创新点图1快冷装置与系统连接示意第二步快速冷却装置正式投运：当值运行人员 联系汽机检修人员打开1号汽轮机低压缸南北两 侧共4个人孔门，检修人员准备好复装人孔门的工 作和材料；启动主机润滑油、密封油系统投入主机 顶轴油和盘车运行；打开高压缸排汽逆止阀前疏水 罐 一-、动阀；高、压缸 气疏水阀；投入快速冷却装置 和疏水；加热后的压缩空气比高压缸壁温 56 !过热度，开启高、压缸各4路进气动阀，运行人员半一次缸温，各路进汽和进汽温度高、压缸 壁温温 【在2〜3 °C/H。
高中压缸金属壁温最高限为180 !，达 温度 值后 温度 。
3.2快速加热暖机效果自18日18/00投入加热至20日14/48停运快速冷却装置，投入44 h。
汽缸金属壁温一 。
主机各主2。
表2主机各项主要参数时间节点参数18 日18/00快速投入前缸胀 0= 58 mm，差胀 2= 92 mm压缸金属壁温22 C;i;高压中21 日 6/08冲转前缸胀3= 06 mm;差胀6= 78 mm;高压内 缸上、下壁温167. 2 C、182= 5 C;压 缸上、壁温 156= 8 °C、173. 2 C;汽轮机从开始冲转到并网总用时98 min，其中 中速暖机20 min，高速暖机38 min，定速3 000 rpm 到机组并网用时6min。
比2016 07月20日2号机 启82 min，和油3.5万元。
汽轮机冲转至600 r/m i n时，因首次进行快速加 热 ，用 汽轮机各 检，后 进 行 打 检 正 。
600 〜(1) 逆向使用快速冷却装置，采用较高于汽轮机 壁温的压缩空气 加热汽轮机，汽轮机本体动、静 部件 加热，达脆性变温度。
(2)汽轮机汽缸和转子在受热作用下均匀胀，进缩短甚至避免整个速机过程，可效90〜120 m i n启动 ，给键工作的压缩提供一定自由时差，可满足调度求和用需求。
(3) 因节省冲转时间可有效减少燃油和厂用电量，尽早并网发，能收益可观。
徐矿电厂平 ：年需要冷态启机6，则 可使用该加热，平 可直接 生产开 20。
(4) 重要的是 层面上，彻底解决中速暖机这个汽轮机启动过 重 是难i 的节点，汽缸和子同步膨胀，避免受热不造成动静碰磨象。