浅谈660MW临界汽轮机中压缸启动特性

浅谈660MW临界汽轮机中压缸启动特性
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浅谈660MW超临界汽轮机中压缸启动特性-机电论文
浅谈660MW超临界汽轮机中压缸启动特性
周锋
（河南恩湃高科集团有限公司，河南郑州450000）
摘要：介绍我国自主技术生产的超临界660 MW汽轮机启动过程，为同类型机组调试提供借鉴和参考。

关键词：660 MW汽轮机；中压缸启动；调试
0引言
汽轮机的启动方式按进汽方式的不同可以分为高压缸启动、高中压缸联合启动、中压缸启动。

对于高压缸启动和高中压缸联合启动的启动方式，在冷态启动时，一般要求中速暖机或高速暖机时中压排汽温度必须超过脆性转变温度（FATT），以避免灾难性的转轴脆性断裂事故问题。

冷态启动时，由于再热温度较低，冲转及升速过程中蒸汽流量较小，有可能出现中压缸转子温度尚未超过FATT时，机组已定速的现象，这就限制了启动速度。

中压缸启动能够较好地克服这些缺陷，减少热冲击程度，提高启动速度。

现以鹤壁鹤淇发电有限公司660 MW机组为例，浅谈中压缸冷态启动（长期停机）特性。

1机组概况
鹤壁鹤淇发电有限公司采用东方汽轮机厂自主技术生产的C660/578-25/0.3/600/600超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、抽汽凝汽式汽轮机。

采用双侧节流进汽，配置了两个TV和GV、两个RSV和IV。

汽轮机数字电液控制（DEH）与分散控制系统（DCS）采用艾默生OVATION 系统，机组默认方式为中压缸启动。

2启动过程简介
2.1从锅炉点火到冲转
2.1.1高压缸预暖
在冷态启动中，高压缸不进汽或只进少量蒸汽，因而得不到充分加热，启动前需对高压缸进行预暖，实现预暖最有效的措施是高压缸中通入蒸汽使汽缸内压力升高，从而使汽缸金属温度升高至蒸汽对应的饱和温度或更高，通常规定此压力为0.5～0.7 MPa，温度测点为高压第一级后高压内缸上半内壁温度和高压第一级后高压内缸下半内壁温度。

当此两点温度低于150 ℃时，应进行高压缸预暖；当温度大于150 ℃时，就不需要预暖了。

预暖时，汽轮机处于遮断状态，盘车投入运行，真空在-86.8 kPa以上，冷段再热管道疏水阀完全打开，VV阀全关。

预暖蒸汽参数温度比饱和温度高28 ℃以上，否则会产生附加的推力。

通过操作高压缸倒暖阀、导汽管疏水阀、冷段管道疏水阀，以高压内缸的金属温升率限制和高压缸内压力为主要依据控制温升率。

预暖中，如汽封蒸汽漏入高压缸，使缸内压力升高，必要时可打开VV阀控制缸内压力。

待高压第一级后高压内缸内壁温度达到150 ℃之后，应立即进行高压缸闷缸。

闷缸时应按制造厂提供的闷缸时间曲线进行。

闷缸时间曲线如图1所示，高压缸预暖程序如图2所示。

2.1.2阀壳预暖
高压缸预暖结束后，当高压调节阀蒸汽室内壁或外壁温度低于150 ℃时，在汽轮机启动前必须预热调节阀蒸汽室，以免汽轮机一旦启动，调节阀蒸汽室遭受过大的热冲击。

预热用的主蒸汽通过右侧高压主汽阀预启阀进入调节阀蒸汽室。

为实现暖阀的控制，调节保安系统专门配备了暖阀主件，以控制右侧高压主汽阀预启阀的开启。

暖阀时，汽机挂闸，盘车投入，高压调节阀内外壁温度偏差在80 ℃以下。

点击控制画面的“阀壳预暖”按钮，右侧高主门试验电磁阀失电，暖阀隔离电磁阀带电，暖阀开电磁阀带电，控制阀门开度达到21%后，暖阀开电磁阀失电保位。

当高调阀内外壁温差大于80 ℃时，暖阀主件电磁阀控制主汽门关闭，当温差小于70 ℃时重新打开。

DEH自动控制阀门的开关，直至调阀蒸汽室内外壁温度达到150 ℃以上，温差在50 ℃以下。

为防止电磁阀不能保位，暖阀主件中设置了暖阀关电磁阀，当右侧主汽门开度达到25%时，使暖阀关电
磁阀带电，控制温度不会上升得过快和过高。

2.2从汽机冲转到切缸
2.2.1摩擦检查
选择目标转速200 r/min，按每分钟100 r/min的升速率由中调门控制进行升速。

当汽机转速升至200 r/min时，按下控制画面的“摩检”按钮，DEH阀位指令切为0，给定转速跟踪实际转速。

所有调节汽门全关，转速下降。

降速过程中进行摩擦检查，用听音针检查汽机动静部分是否有摩擦声音，并监视各轴承温度及振动值，一旦有异常应立即打闸停机。

摩检完成后机组不打闸停机，继续维持200 r/min运行。

2.2.2中速暖机
摩检结束后，中调门维持汽机200 r/min运行，这时可设置中速暖机目标为1 500 r/min，可投入正暖方式。

正暖方式投入条件为实际转速低于300 r/min，目标转速大于202 r/min。

正暖方式投入后，VV阀全开，中调门指令置0，这时点击“进行”按钮，实际转速在400 r/min以下，按每分钟30 r/min的升速率由高调控制升速。

当转速给定值达到400 r/min以上时，给定值保持，等待实际转速达到400 r/min。

当实际转速达到400 r/min时，高调门的流量指令被锁定。

暖机10 s后，DEH自动投入“进行”，转速以每分钟100 r/min的升速率由中调门控制升速到1 500 r/min。

中速暖机的目标为：中压缸排汽温度达到250 ℃，正暖结束，此时认为中压转子心部温度高于脆性转变温度（80 ℃）。

当暖机完成后，按下正暖“切除”按钮，VV阀全关，高调门指令置为0，高调门的开度以一定的速率转移至中调门上继续控制转速。

2.2.3升至额定转速及并网控制
中速暖机结束后，汽机继续进行升速。

目标转速3 000 r/min，升速率设置为每分钟100 r/min，根据汽机振动情况，设置三阶临界转速，分别为第一阶851～1 051 r/min、第二阶1 651～2 043 r/min、第三阶2 444～2 644 r/min。

当转速进入临界区域后，汽机以每分钟400 r/min的升速率快速通过临界区。

汽机转速升至额定3 000 r/min时，可投入同期信号，DEH自动接收同期信号增减转速，找到同期点后，油开关闭合。

DEH在原阀位指令的基础上和主汽压力修正阀位指令叠加后乘以中调阀位指令修正系数3.46，带5%的初负荷。

2.3从汽机切缸到带额定负荷
2.3.1汽机进行中压、高压缸切换
并网后，中调门开度在85%，维持初负荷，选择合适的主蒸汽参数及再热蒸汽参数进行切缸操作。

按下控制换面“缸切换”按钮，高调门阀位指令系数实现从0到1的切换转换，转换速率为0.01/s，即100 s后，高调指令系数转换为1，高调门开始接受流量指令的控制，负荷控制切换到高压缸。

高调门开始开时，关闭VV阀。

高中压汽缸切换期间机组以33 MW/min的升负荷率增加负荷，切换完成后机组负荷升至120 MW。

从参数上看，切缸完成特征如下：1）高排压力大于再热蒸汽压力，高排逆止阀顺利打开；2）高压缸排汽金属温度不再有上升趋势。

若出现高排逆止阀打不开，高压缸排汽金属温度大于440 ℃，保护停机。

2.3.2机组升负荷
切缸操作完成后，高、中、低压缸金属温度达到带20%～30%负荷水平。

为防止汽缸被冷却，应提升主蒸汽及再热蒸汽参数，以3.3 MW/min的升速率提升负荷至200 MW，并进行低负荷暖机，暖机时间为30 min，再按制造厂提供的启动曲线升负荷至额定负荷。

冷态启动曲线如图3所示。

3结语
本文总结了超临界汽轮机中压缸启动过程及步骤，为以后同类型机组基建调试工作提供了借鉴和参考。

［参考文献］
［1］金生祥，周小明，卜保生.日立600 MW机组中压缸启动［J］.中国电力，2004（10）.
［2］东方汽轮机有限公司.汽轮机启动运行说明书［Z］，2014.
收稿日期：2015-08-19
作者简介：周锋（1981—），男，河南郑州人，技术员，主要从事火力发电厂热工自动化控制工作。