郭 剛

（湖北華電襄樊發(fā)電有限公司，湖北 襄樊 441141）

300MW機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)高中壓缸脹差的控制

郭 剛

（湖北華電襄樊發(fā)電有限公司，湖北 襄樊 441141）

汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與汽缸相比較，轉(zhuǎn)子的體積小，并且轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)與蒸汽熱交換強(qiáng)度較大，因此在汽輪機(jī)啟停過程中，轉(zhuǎn)子溫度的升高或降低速度比汽缸快，使得它們?cè)谳S向膨脹時(shí)出現(xiàn)相對(duì)膨脹差，稱之為脹差。當(dāng)轉(zhuǎn)子的膨脹量大于汽缸的膨脹量時(shí)為正脹差，反之稱為負(fù)脹差。脹差變化的大小反映了汽輪機(jī)內(nèi)部動(dòng)、靜部分軸向間隙的變化。因此，在汽輪機(jī)日常運(yùn)行中，尤其在啟動(dòng)和停機(jī)過程中，為防止因動(dòng)、靜部分發(fā)生摩擦造成設(shè)備損壞事故，同時(shí)為延長(zhǎng)汽輪機(jī)的使用壽命，應(yīng)密切監(jiān)視機(jī)組高中壓缸脹差的變化，并將其控制在允許范圍內(nèi)。

以襄樊發(fā)電有限公司N300-16.7/537/537-4型高中壓合缸、雙缸雙排汽、單軸凝汽式汽輪機(jī)在冷態(tài)高中壓缸聯(lián)合啟動(dòng)過程中，對(duì)機(jī)組脹差的變化與控制為例，進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。

1 抽真空送軸封階段

在汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前，脹差值一直向正方向變化，因?yàn)樵诩訜徇^程中，轉(zhuǎn)子溫度升高的速度要比汽缸快，相應(yīng)的膨脹速度也比汽缸快。襄樊發(fā)電有限公司300M W機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)通常采用先抽真空后送軸封的方式，在對(duì)軸封供汽時(shí)，供汽壓力維持汽輪機(jī)凝汽器真空大于87kPa即可，而凝汽器溫度則應(yīng)維持在200℃左右。

在機(jī)組通循環(huán)水后，應(yīng)及時(shí)投入汽輪機(jī)高缸倒暖暖內(nèi)缸和夾層加熱暖外缸，汽源都采用輔汽汽源，控制汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子和汽缸金屬溫升率，并控制外缸的進(jìn)汽量比內(nèi)缸大。觀察脹差變化趨勢(shì),如果脹差向正值方向變化過快，可以采取降低軸封母管壓力或適當(dāng)提升凝汽器真空的方法加以控制。當(dāng)汽輪機(jī)內(nèi)缸內(nèi)壁溫度達(dá)到150℃時(shí)退出高缸倒暖；當(dāng)主蒸汽壓力大于1.0MPa，主蒸汽溫度大于汽缸外壁溫50℃以上時(shí)，切夾層加熱汽源為主蒸汽，控制脹差平穩(wěn)發(fā)展。總體上說(shuō)，冷態(tài)開機(jī)，軸封供汽溫度和壓力應(yīng)該低一些，真空應(yīng)該提升得快一點(diǎn)，盡早投入高缸倒暖和夾層加熱，在確保安全的前提下盡快達(dá)到?jīng)_轉(zhuǎn)的條件。

2 暖機(jī)升速階段

在沖轉(zhuǎn)過程中脹差基本上繼續(xù)上升。在這一階段，主再熱蒸汽參數(shù)對(duì)差脹的影響是最大的，但此時(shí)蒸汽流量小，而且蒸汽主要在調(diào)節(jié)級(jí)內(nèi)做功，所以沖轉(zhuǎn)時(shí)蒸汽的壓力和溫度都應(yīng)適當(dāng)?shù)鸵恍Ｍǔ?00M W機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)的沖轉(zhuǎn)參數(shù)為：主汽壓3.45MPa，主汽溫320℃～340℃，再熱汽壓0.1 MPa～0.2MPa,再熱汽溫237℃～257℃，但主汽溫至少高于高壓調(diào)節(jié)級(jí)處內(nèi)缸上壁溫80℃～100℃，而且主汽溫至少保證50℃以上的過熱度。在沖轉(zhuǎn)過程中升速率要低，要密切注意缸溫的變化，如果脹差正值過高應(yīng)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，或者降低真空，讓蒸汽在汽缸中的滯留時(shí)間盡量長(zhǎng)一些，充分暖機(jī)。在汽輪機(jī)中速暖機(jī)后再升速時(shí)，脹差值會(huì)有減小的趨勢(shì)，但這并不代表轉(zhuǎn)子已暖透，而是由于隨著轉(zhuǎn)速的升高，轉(zhuǎn)子離心力增大，軸向位移也增大，從而使轉(zhuǎn)子變粗縮短，同時(shí)汽缸溫度在逐漸上升，汽缸的膨脹速度也在上升，相對(duì)遲緩了轉(zhuǎn)子的膨脹值。

同時(shí)，為了防止脹差表數(shù)據(jù)失真，還應(yīng)當(dāng)密切監(jiān)視汽缸膨脹、軸向位移和機(jī)組振動(dòng)等參數(shù)的變化情況，特別是跨越臨界轉(zhuǎn)速時(shí)。機(jī)組沖轉(zhuǎn)后，控制脹差的手段主要是控制主汽溫在機(jī)組并網(wǎng)前不要超過400℃。這一點(diǎn)對(duì)于升速階段控制脹差至關(guān)重要，還可以通過調(diào)整夾層加熱的進(jìn)汽量，將脹差控制在-1.8mm～+3.5mm之間。

3 并網(wǎng)帶負(fù)荷階段

機(jī)組并網(wǎng)后，特別是在低負(fù)荷暖機(jī)階段，蒸汽對(duì)轉(zhuǎn)子和汽缸的加熱比較劇烈，隨著汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽閥的開大，調(diào)節(jié)級(jí)溫度上升比較快，對(duì)脹差的影響比較大。因此，并網(wǎng)后要緩慢開啟調(diào)節(jié)汽門，并注意調(diào)節(jié)級(jí)的溫度變化。

為了防止脹差變化過快，并網(wǎng)后應(yīng)在低負(fù)荷狀態(tài)下暖機(jī)一段時(shí)間。具體的暖機(jī)時(shí)間由汽缸上下壁溫度、調(diào)節(jié)級(jí)溫度和脹差的變化趨勢(shì)來(lái)確定。只有在脹差值出現(xiàn)下降趨勢(shì)而且比并網(wǎng)時(shí)的數(shù)值下降10%以后，才能開始逐步升負(fù)荷。一旦脹差又出現(xiàn)上漲并且達(dá)到并網(wǎng)時(shí)的數(shù)值時(shí)，應(yīng)當(dāng)減緩升負(fù)荷速度甚至停止升負(fù)荷，繼續(xù)暖機(jī)，直到機(jī)組負(fù)荷升至額定值。其間，當(dāng)汽輪機(jī)外缸內(nèi)壁溫度大于350℃，且脹差正常時(shí)應(yīng)及時(shí)退出夾層加熱。

此外潤(rùn)滑油溫對(duì)脹差也有一定的影響，建議在盤車運(yùn)行期間油溫控制在25℃～30℃，升速至2000r/min～2500r/min時(shí)，應(yīng)調(diào)整潤(rùn)滑油溫達(dá)到40℃～50℃。而且汽缸本體疏水調(diào)節(jié)不當(dāng)也會(huì)影響到脹差，開機(jī)時(shí)還應(yīng)當(dāng)注意控制汽缸本體疏水。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷達(dá)到10%～20%時(shí)及時(shí)關(guān)閉所有疏水門。

在300M W機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)過程中，對(duì)脹差的控制幾乎貫穿始終，從啟動(dòng)一開始就要高度重視，嚴(yán)格控制。其中影響機(jī)組脹差的因素主要有以下幾點(diǎn)：倒暖和夾層加熱的投入，暖機(jī)時(shí)間的長(zhǎng)短，凝汽器真空的變化，軸封供汽參數(shù)的高低，主蒸汽的溫升率，負(fù)荷的變化等。因此在冷態(tài)啟動(dòng)中控制脹差簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是“投夾層，穩(wěn)供汽，控溫升，緩升速；低負(fù)荷，多暖機(jī)，缸溫上，再去提”。

2009-06-1 1)