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        1000MW超超臨界汽輪機(jī)極熱態(tài)啟動(dòng)特點(diǎn)及對(duì)策

        2014-07-09 15:40:39沈健雄孫中華張雄俊
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2014年20期
        關(guān)鍵詞:沖轉(zhuǎn)軸封汽輪機(jī)

        沈健雄+孫中華+張雄俊

        摘 要:浙江國華寧海電廠二期2×1000MW超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組是目前國內(nèi)單機(jī)功率最大、經(jīng)濟(jì)性最高的火力發(fā)電機(jī)組。文章對(duì)該汽輪機(jī)極熱態(tài)條件啟動(dòng)過程進(jìn)行了深入研究,提出了一系列有針對(duì)性的措施和方法,對(duì)機(jī)組停運(yùn)后迅速并網(wǎng)帶負(fù)荷具有重要的指導(dǎo)意義,對(duì)同類型機(jī)組也有一定的借鑒作用。

        關(guān)鍵詞:超超臨界;1000MW;極熱態(tài)啟動(dòng)

        1 系統(tǒng)概述

        浙江國華寧海電廠二期工程2×1000MW汽輪發(fā)電機(jī)組采用德國SIEMENS成熟的組合積木塊式HMN機(jī)型,由1個(gè)單流圓筒型H30高壓缸,1個(gè)雙流M30中壓缸和2個(gè)N30雙流低壓缸組成。高壓通流部分l4級(jí),中壓通流部分2x13級(jí),低壓通流部分4x6級(jí),共計(jì)64級(jí)。汽輪機(jī)大修周期設(shè)計(jì)為l2年,是一般電廠的2~3倍,在降低電廠檢修維護(hù)費(fèi)用的同時(shí),也使機(jī)組等效可用系數(shù)得到很大提高。

        汽輪機(jī)型式為超超臨界、一次中間再熱、四缸四排汽、單軸、雙背壓、凝汽式、八級(jí)回?zé)岢槠?,具體技術(shù)參數(shù)(銘牌功率TRL)如表1:

        2 極熱態(tài)啟動(dòng)的特點(diǎn)

        極熱態(tài)啟動(dòng)是指機(jī)組停用2h以內(nèi)重新啟動(dòng),對(duì)于采用滑參數(shù)停機(jī)的超超臨界機(jī)組而言,此時(shí)一般汽輪機(jī)高壓轉(zhuǎn)子金屬溫度在380℃左右,而對(duì)于故障跳閘的機(jī)組在而言,此時(shí)汽輪機(jī)高壓轉(zhuǎn)子在550℃左右,可以說在這種工況下進(jìn)行極熱態(tài)啟動(dòng),如果處理不當(dāng),將對(duì)于汽輪機(jī)的壽命造成極大的影響。極熱態(tài)啟動(dòng)的主要特點(diǎn)是:啟動(dòng)前機(jī)組金屬溫度非常高,一般僅比額定參數(shù)低50℃左右;汽輪機(jī)所要求的進(jìn)汽沖轉(zhuǎn)參數(shù)極高;啟動(dòng)時(shí)間非常短,一般在機(jī)組跳閘后,事故原因一經(jīng)查明,消除馬上沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)。

        3 極熱態(tài)啟動(dòng)中注意的問題

        3.1 沖轉(zhuǎn)參數(shù)的選擇

        極熱態(tài)啟動(dòng)前,汽輪機(jī)金屬部件溫度較高,要特別防止汽缸和轉(zhuǎn)子被冷卻。在實(shí)際操作中應(yīng)該根據(jù)汽輪機(jī)缸溫、轉(zhuǎn)子溫度來決定沖轉(zhuǎn)的參數(shù),并要求加快升速、并網(wǎng)、及帶負(fù)荷的速率,減少一切不必要的停留,防止汽輪機(jī)產(chǎn)生過大的熱應(yīng)力、熱變形。西門子1000MW汽輪機(jī)極熱態(tài)沖轉(zhuǎn)參數(shù)的選擇是由DEH系統(tǒng)內(nèi)部應(yīng)力評(píng)估模型給定的,具體根據(jù)汽輪機(jī)高/中壓轉(zhuǎn)子溫度、高壓主汽門/調(diào)門內(nèi)外壁溫差、高壓缸溫度,在相應(yīng)金屬材料應(yīng)力裕度模型的基礎(chǔ)上計(jì)算得出。采用此參數(shù)沖轉(zhuǎn),即可以避免機(jī)組負(fù)溫差啟動(dòng),又可以防止對(duì)機(jī)組造成過大的熱沖擊。具體見圖2(主蒸汽推薦沖轉(zhuǎn)溫度)、圖3(再熱蒸汽推薦沖轉(zhuǎn)溫度)。汽輪機(jī)極熱態(tài)沖轉(zhuǎn)時(shí)的壓力設(shè)定值由高壓轉(zhuǎn)子溫度計(jì)算得出,并限制小于15MPa,詳見圖4。需要說明的是,本文中所有提到的高壓轉(zhuǎn)子溫度,實(shí)際上都是由高壓內(nèi)缸三個(gè)90%溫度測(cè)點(diǎn)取均值得來,它是整個(gè)汽輪機(jī)高壓通流部分應(yīng)力計(jì)算的基礎(chǔ)。

        3.2 轉(zhuǎn)子熱彎曲不超過允許值

        汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子由于自身質(zhì)量的原因,靜止時(shí)存在一定的彈性彎曲,這種彎曲隨著汽輪機(jī)的啟動(dòng)升速,轉(zhuǎn)子剛性的加強(qiáng)而消失。但是,當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子存在徑向溫差的時(shí)候可能引起彈性熱彎曲,該彎曲超過一定值時(shí)轉(zhuǎn)子質(zhì)心與轉(zhuǎn)子中心會(huì)產(chǎn)生偏離,將成為汽輪機(jī)啟動(dòng)升速過程中的激振源,并隨著轉(zhuǎn)速升高振幅增大,結(jié)果可能引起汽輪機(jī)內(nèi)部徑向動(dòng)靜摩擦。因此,為了保證機(jī)組的安全,啟動(dòng)中要嚴(yán)密監(jiān)視機(jī)組的膨脹、振動(dòng)等情況。

        在汽輪機(jī)中速暖機(jī)時(shí),若軸承發(fā)生異常振動(dòng)超過允許值130um,并伴隨著軸承箱橫向晃動(dòng),說明轉(zhuǎn)子已經(jīng)明顯彎曲,任何盲目升速或降速的辦法都將使得事故擴(kuò)大,甚至造成動(dòng)靜部分磨損、大軸彎曲等事故。在熱態(tài)沖轉(zhuǎn)前一定要保證轉(zhuǎn)子連續(xù)盤車至少4h,并嚴(yán)密監(jiān)視轉(zhuǎn)子偏心?!斗乐闺娏ιa(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》規(guī)定:汽輪機(jī)啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子彎曲度不應(yīng)超過原始值的±0.02mm。

        3.3 上下缸溫差在允許范圍內(nèi)

        汽輪機(jī)停運(yùn)后,由于下缸比上缸冷卻的快,上下缸將產(chǎn)生較大的溫差,使得汽缸產(chǎn)生拱背現(xiàn)象,使得調(diào)節(jié)級(jí)段下部動(dòng)靜部分的徑向間隙減少甚至消失,另外高壓汽輪機(jī)的軸封段比較長,還會(huì)引起軸封處汽缸從缸內(nèi)向缸外向下傾斜,使得軸向間隙減少或者消失,一般規(guī)定上下缸溫差不大于50℃。另外轉(zhuǎn)子徑向也容易產(chǎn)生溫差,使得轉(zhuǎn)子上凸彎曲,轉(zhuǎn)子彎曲加上汽缸變形,造成轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)組動(dòng)靜部分徑向可能發(fā)生摩擦,這將產(chǎn)生很大的熱量,使得軸兩側(cè)溫度差很快增大,轉(zhuǎn)子加劇彎曲,振動(dòng)增加,如此惡性循環(huán),必然導(dǎo)致汽輪機(jī)大軸永久性彎曲,使設(shè)備損壞。

        3.4 軸封供汽

        極熱態(tài)啟動(dòng)時(shí),軸封是受到熱沖擊最嚴(yán)重的部位之一。汽輪機(jī)軸封處的轉(zhuǎn)子溫度很高,一般只比調(diào)節(jié)級(jí)處汽缸溫度低30~50℃,如果軸封溫度和金屬溫度得不到良好匹配,它將在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生較大熱應(yīng)力,使得轉(zhuǎn)子軸封段收縮,引起前幾級(jí)軸向間隙減小,嚴(yán)重時(shí)引起動(dòng)靜摩擦,因此在軸封供汽前應(yīng)該充分暖管疏水,并及時(shí)投入電加熱,使得軸封溫度與金屬溫度相匹配,并具有50℃以上過熱度。西門子汽輪機(jī)軸封供汽溫度是高壓轉(zhuǎn)子溫度的函數(shù),具體見圖5,當(dāng)軸封溫度不匹配時(shí),可以短時(shí)間停止軸封供汽,但每次最多不得超過三個(gè)小時(shí)。需要指出的是熱態(tài)啟動(dòng)必須先投軸封,后抽真空,否則極易造成大軸彎曲。

        3.5 高壓缸排汽溫度

        極熱態(tài)啟動(dòng)時(shí),鍋爐主蒸汽壓力和溫度較高,沖轉(zhuǎn)時(shí)所需要的蒸汽流量較小,此時(shí)高壓缸未幾級(jí)長葉片由于鼓風(fēng)摩擦產(chǎn)生太多的熱量無法被帶走,就會(huì)使得高壓葉片超過所能承受的保護(hù)溫度。西門子汽輪機(jī)高排溫度高保護(hù)采用的是高壓缸12級(jí)后的溫度,共三個(gè)測(cè)點(diǎn)。高壓缸排汽溫度高保護(hù)動(dòng)作值由高壓轉(zhuǎn)子溫度(高壓內(nèi)缸壁溫90%測(cè)點(diǎn)均值)計(jì)算得出。當(dāng)高壓缸排汽溫度高于此計(jì)算值時(shí),觸發(fā)葉片溫度高保護(hù),也就是高排溫度高保護(hù)(見圖6)。高壓缸排汽溫度與葉片溫度高保護(hù)動(dòng)作值之差,當(dāng)此限值當(dāng)大于-15K時(shí)關(guān)高調(diào)門、關(guān)高排逆止門、開啟高排通風(fēng)閥,即高壓缸切除;大于-10K時(shí),監(jiān)視屏報(bào)警;大于0K時(shí),ETS保護(hù)動(dòng)作跳閘。

        3.6 極熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)的熱應(yīng)力

        極熱態(tài)啟動(dòng)時(shí),由于受到各種原因的影響,容易出現(xiàn)負(fù)應(yīng)力。西門子汽輪機(jī)的極熱態(tài)啟動(dòng)會(huì)受到各項(xiàng)溫差限制的嚴(yán)格制約。溫差限制中規(guī)定,極熱態(tài)的情況下,高壓主汽門、高壓調(diào)門和高壓缸內(nèi)外壁負(fù)溫差均不允許超過15℃,高壓轉(zhuǎn)子平均溫度的負(fù)溫差不允許超過33℃,中壓轉(zhuǎn)子平均溫度的負(fù)溫差不允許超過33℃。因此,汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)時(shí)如果主再熱汽溫度過低,極易導(dǎo)致負(fù)溫差過大,機(jī)組無法實(shí)現(xiàn)極熱態(tài)啟動(dòng)的情況。需要說明一點(diǎn),對(duì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子而言,負(fù)應(yīng)力表示轉(zhuǎn)子表面受到冷卻,而中心仍然是熱態(tài),轉(zhuǎn)子受到拉應(yīng)力,拉應(yīng)力比壓應(yīng)力對(duì)轉(zhuǎn)子更為有害,對(duì)此我們一定要牢記在心。endprint

        4 極熱態(tài)啟動(dòng)中的幾點(diǎn)建議

        4.1 極熱態(tài)啟動(dòng)前,應(yīng)指定熟練人員負(fù)責(zé)對(duì)鍋爐汽水畫面、燃燒畫面及汽機(jī)主畫面等進(jìn)行監(jiān)視,并且應(yīng)分工明確、相互配合。除必須檢查確認(rèn)各系統(tǒng)設(shè)備處于正常的良好狀態(tài)以外,給水泵、磨煤機(jī)等輔機(jī)也應(yīng)做好充分的啟動(dòng)前準(zhǔn)備, 必要時(shí)可早些投入運(yùn)行, 以滿足汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)、并網(wǎng)后快速帶負(fù)荷的要求。需要說明的是,在吹掃跳閘磨煤機(jī)時(shí)要確認(rèn)其火檢滿足,吹掃時(shí)要緩慢進(jìn)行,防止大量煤粉吹入爐膛導(dǎo)致鍋爐瞬間熱負(fù)荷增加,甚至爆燃。

        4.2 汽輪機(jī)跳閘后,汽輪機(jī)金屬溫度較高,應(yīng)該根據(jù)轉(zhuǎn)子溫度迅速投入軸封汽源,防止冷汽進(jìn)入汽輪機(jī)??梢圆捎猛哆\(yùn)軸封電加熱,開啟軸封管道疏水門、加大輔助蒸汽用量等方式提高軸封溫度,以保證轉(zhuǎn)子不被過度冷卻。

        4.3 極熱態(tài)啟動(dòng)時(shí),機(jī)組可以通過旁路緩慢降壓至18Mpa以下,將除氧器水溫加熱至170℃,根據(jù)水冷壁和啟動(dòng)分離器內(nèi)介質(zhì)溫度和金屬溫度控制上水流量,上水流量一般控制在200t/h,保證啟動(dòng)分離器前受熱面金屬溫度和水溫降溫速率不大于2℃/min,水冷壁范圍內(nèi)受熱面金屬溫度偏差不大于50℃,分疏箱見水后應(yīng)盡快啟動(dòng)爐水循環(huán)泵,建立最低給水量,準(zhǔn)備鍋爐吹掃。

        4.4 熱態(tài)啟動(dòng)時(shí),為了防止鍋爐金屬受熱面因過度冷卻影響鍋爐壽命,若MFT后重新啟動(dòng)時(shí)間較長,應(yīng)停運(yùn)兩側(cè)送、引風(fēng)機(jī);如果可以在短時(shí)間恢復(fù),則盡可能只保持一組送、引風(fēng)機(jī)運(yùn)行,同時(shí)盡量降低鍋爐風(fēng)量,防止鍋爐降溫降壓太快。

        4.5 鍋爐吹掃結(jié)束后立即提高總風(fēng)量點(diǎn)火,盡快提高燃料量,迅速調(diào)整燃燒率與鍋爐金屬壁溫相匹配,防止鍋爐因?yàn)榻?dòng)流量需要大量上水,導(dǎo)致受熱面過度冷卻,氧化皮大面積脫落。需要說明的是,若鍋爐汽水系統(tǒng)沒有配備爐水循環(huán)泵,進(jìn)行極熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)要十分小心,否則會(huì)對(duì)鍋爐壽命造成重大影響。

        4.6 旁路系統(tǒng)的正常投入。機(jī)組熱態(tài)啟動(dòng)時(shí),汽輪機(jī)對(duì)沖轉(zhuǎn)參數(shù)的要求很高,所以僅僅依靠開大主蒸汽管道疏水的辦法提高汽溫是不可能的,要保證旁路的正常投用,盡快提高主再熱蒸汽溫度與沖轉(zhuǎn)參數(shù)相匹配??梢哉f,在極熱態(tài)啟動(dòng)過程中,大流量旁路的作用是不可替代的。

        4.7 為了提高鍋爐上水溫度和保證鍋爐燃燒的穩(wěn)定性,可以在鍋爐再熱蒸汽壓力達(dá)到1.5MPa后投入2號(hào)高加,控制其溫升不大于80℃,同時(shí)還要兼顧省煤器不要發(fā)生沸騰。另外,當(dāng)高壓旁路后溫度和輔汽聯(lián)箱溫度相近時(shí),盡早將冷再至輔汽回路投運(yùn),以滿足啟動(dòng)用汽的需要。

        4.8 根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn),極熱態(tài)啟動(dòng)時(shí),當(dāng)高壓轉(zhuǎn)子溫度為550℃時(shí),汽機(jī)推薦沖轉(zhuǎn)參數(shù)為596℃,為了防止負(fù)溫差啟動(dòng),需要四臺(tái)制粉系統(tǒng)投入運(yùn)行,燃燒量控制在50%MCR,兩臺(tái)汽泵在汽機(jī)沖轉(zhuǎn)前并列運(yùn)行,鍋爐轉(zhuǎn)為干態(tài)。

        4.9 汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前,要進(jìn)行主再熱蒸汽管道的疏水暖管,特別是為了提高主再熱蒸汽管道的死區(qū)蒸汽參數(shù)。當(dāng)爐側(cè)蒸汽溫度滿足汽機(jī)推薦蒸汽溫度,機(jī)側(cè)蒸汽溫度處于回升狀態(tài),而且和鍋爐側(cè)汽溫偏差小于40℃,才可以進(jìn)行沖轉(zhuǎn)。汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)過程中,快速進(jìn)行摩擦檢查,低負(fù)荷暖機(jī)時(shí)間縮短或者不進(jìn)行低負(fù)荷暖機(jī),帶負(fù)荷后,根據(jù)汽輪機(jī)熱應(yīng)力的大小,快速將負(fù)荷升到與汽輪機(jī)金屬溫度相對(duì)應(yīng)的水平。如果機(jī)組出現(xiàn)負(fù)脹差時(shí),可以提高主蒸汽溫度,或者加快升速率或者升負(fù)荷速率,加大蒸汽流量,盡快使進(jìn)入汽缸的蒸汽溫度高于轉(zhuǎn)子溫度,防止脹差超限。沖轉(zhuǎn)時(shí)嚴(yán)密監(jiān)視汽缸溫升,上下缸溫差,內(nèi)外壁溫差,差脹,軸向位移,振動(dòng),軸瓦溫度,油溫油壓等參數(shù)。如果然發(fā)生較大的振動(dòng),必須立即打閘停機(jī),轉(zhuǎn)入盤車狀態(tài),絕對(duì)不允許降速暖機(jī)或者等待觀望拖延時(shí)間以致事故擴(kuò)大,只有消除振動(dòng)后,才允許重新啟動(dòng)汽輪機(jī)。

        4.10 熱態(tài)啟動(dòng)特點(diǎn)是啟動(dòng)前機(jī)組金屬溫度水平高,汽輪機(jī)啟動(dòng)升速帶負(fù)荷快,啟動(dòng)時(shí)潤滑油溫度應(yīng)該保證高于37℃,如果油溫過低而升速又快,可能因?yàn)橛湍げ环€(wěn)定而引起振動(dòng),這點(diǎn)需要特別注意。

        總之,極熱態(tài)啟動(dòng)過程中,蒸汽溫度和推薦沖轉(zhuǎn)參數(shù)存在偏差進(jìn)行沖轉(zhuǎn)時(shí),要注意汽溫的控制,按照margin值的變化進(jìn)行調(diào)整。如果是負(fù)溫差啟動(dòng),盡快提高汽溫,如果是正溫差啟動(dòng),要控制溫度上升速度,加強(qiáng)暖機(jī)。

        5 結(jié)束語

        總之,在當(dāng)前復(fù)雜的電力市場(chǎng)環(huán)境下,隨著機(jī)組整體設(shè)備制造、運(yùn)行水平的提高,汽輪機(jī)極熱態(tài)啟動(dòng)的情況是會(huì)經(jīng)常發(fā)生的。鑒于此,我們介紹了西門子1000MW超超臨界汽輪極熱態(tài)啟動(dòng)的一些經(jīng)驗(yàn),希望能給其他百萬機(jī)組的調(diào)試運(yùn)行工作提供一些經(jīng)驗(yàn)。

        參考文獻(xiàn)

        [1]劉建海,劉志杰,任宏偉.1000MW汽輪機(jī)溫、熱態(tài)啟動(dòng)脹差控制[J].東北電力技術(shù),2012(1).

        [2]蔡笑.630MW超臨界機(jī)組極熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)給水系統(tǒng)的操作[J].華電技術(shù),2012(5).

        [3]黃潤澤,李強(qiáng).國產(chǎn)200MW汽輪機(jī)組極熱態(tài)啟動(dòng)實(shí)踐[J].東北電力技術(shù),1998(9).

        作者簡介:沈健雄(1978,1-),浙江寧波,工程師,本科,浙江大學(xué),現(xiàn)從事集控運(yùn)行工作。endprint

        4 極熱態(tài)啟動(dòng)中的幾點(diǎn)建議

        4.1 極熱態(tài)啟動(dòng)前,應(yīng)指定熟練人員負(fù)責(zé)對(duì)鍋爐汽水畫面、燃燒畫面及汽機(jī)主畫面等進(jìn)行監(jiān)視,并且應(yīng)分工明確、相互配合。除必須檢查確認(rèn)各系統(tǒng)設(shè)備處于正常的良好狀態(tài)以外,給水泵、磨煤機(jī)等輔機(jī)也應(yīng)做好充分的啟動(dòng)前準(zhǔn)備, 必要時(shí)可早些投入運(yùn)行, 以滿足汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)、并網(wǎng)后快速帶負(fù)荷的要求。需要說明的是,在吹掃跳閘磨煤機(jī)時(shí)要確認(rèn)其火檢滿足,吹掃時(shí)要緩慢進(jìn)行,防止大量煤粉吹入爐膛導(dǎo)致鍋爐瞬間熱負(fù)荷增加,甚至爆燃。

        4.2 汽輪機(jī)跳閘后,汽輪機(jī)金屬溫度較高,應(yīng)該根據(jù)轉(zhuǎn)子溫度迅速投入軸封汽源,防止冷汽進(jìn)入汽輪機(jī)??梢圆捎猛哆\(yùn)軸封電加熱,開啟軸封管道疏水門、加大輔助蒸汽用量等方式提高軸封溫度,以保證轉(zhuǎn)子不被過度冷卻。

        4.3 極熱態(tài)啟動(dòng)時(shí),機(jī)組可以通過旁路緩慢降壓至18Mpa以下,將除氧器水溫加熱至170℃,根據(jù)水冷壁和啟動(dòng)分離器內(nèi)介質(zhì)溫度和金屬溫度控制上水流量,上水流量一般控制在200t/h,保證啟動(dòng)分離器前受熱面金屬溫度和水溫降溫速率不大于2℃/min,水冷壁范圍內(nèi)受熱面金屬溫度偏差不大于50℃,分疏箱見水后應(yīng)盡快啟動(dòng)爐水循環(huán)泵,建立最低給水量,準(zhǔn)備鍋爐吹掃。

        4.4 熱態(tài)啟動(dòng)時(shí),為了防止鍋爐金屬受熱面因過度冷卻影響鍋爐壽命,若MFT后重新啟動(dòng)時(shí)間較長,應(yīng)停運(yùn)兩側(cè)送、引風(fēng)機(jī);如果可以在短時(shí)間恢復(fù),則盡可能只保持一組送、引風(fēng)機(jī)運(yùn)行,同時(shí)盡量降低鍋爐風(fēng)量,防止鍋爐降溫降壓太快。

        4.5 鍋爐吹掃結(jié)束后立即提高總風(fēng)量點(diǎn)火,盡快提高燃料量,迅速調(diào)整燃燒率與鍋爐金屬壁溫相匹配,防止鍋爐因?yàn)榻?dòng)流量需要大量上水,導(dǎo)致受熱面過度冷卻,氧化皮大面積脫落。需要說明的是,若鍋爐汽水系統(tǒng)沒有配備爐水循環(huán)泵,進(jìn)行極熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)要十分小心,否則會(huì)對(duì)鍋爐壽命造成重大影響。

        4.6 旁路系統(tǒng)的正常投入。機(jī)組熱態(tài)啟動(dòng)時(shí),汽輪機(jī)對(duì)沖轉(zhuǎn)參數(shù)的要求很高,所以僅僅依靠開大主蒸汽管道疏水的辦法提高汽溫是不可能的,要保證旁路的正常投用,盡快提高主再熱蒸汽溫度與沖轉(zhuǎn)參數(shù)相匹配??梢哉f,在極熱態(tài)啟動(dòng)過程中,大流量旁路的作用是不可替代的。

        4.7 為了提高鍋爐上水溫度和保證鍋爐燃燒的穩(wěn)定性,可以在鍋爐再熱蒸汽壓力達(dá)到1.5MPa后投入2號(hào)高加,控制其溫升不大于80℃,同時(shí)還要兼顧省煤器不要發(fā)生沸騰。另外,當(dāng)高壓旁路后溫度和輔汽聯(lián)箱溫度相近時(shí),盡早將冷再至輔汽回路投運(yùn),以滿足啟動(dòng)用汽的需要。

        4.8 根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn),極熱態(tài)啟動(dòng)時(shí),當(dāng)高壓轉(zhuǎn)子溫度為550℃時(shí),汽機(jī)推薦沖轉(zhuǎn)參數(shù)為596℃,為了防止負(fù)溫差啟動(dòng),需要四臺(tái)制粉系統(tǒng)投入運(yùn)行,燃燒量控制在50%MCR,兩臺(tái)汽泵在汽機(jī)沖轉(zhuǎn)前并列運(yùn)行,鍋爐轉(zhuǎn)為干態(tài)。

        4.9 汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前,要進(jìn)行主再熱蒸汽管道的疏水暖管,特別是為了提高主再熱蒸汽管道的死區(qū)蒸汽參數(shù)。當(dāng)爐側(cè)蒸汽溫度滿足汽機(jī)推薦蒸汽溫度,機(jī)側(cè)蒸汽溫度處于回升狀態(tài),而且和鍋爐側(cè)汽溫偏差小于40℃,才可以進(jìn)行沖轉(zhuǎn)。汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)過程中,快速進(jìn)行摩擦檢查,低負(fù)荷暖機(jī)時(shí)間縮短或者不進(jìn)行低負(fù)荷暖機(jī),帶負(fù)荷后,根據(jù)汽輪機(jī)熱應(yīng)力的大小,快速將負(fù)荷升到與汽輪機(jī)金屬溫度相對(duì)應(yīng)的水平。如果機(jī)組出現(xiàn)負(fù)脹差時(shí),可以提高主蒸汽溫度,或者加快升速率或者升負(fù)荷速率,加大蒸汽流量,盡快使進(jìn)入汽缸的蒸汽溫度高于轉(zhuǎn)子溫度,防止脹差超限。沖轉(zhuǎn)時(shí)嚴(yán)密監(jiān)視汽缸溫升,上下缸溫差,內(nèi)外壁溫差,差脹,軸向位移,振動(dòng),軸瓦溫度,油溫油壓等參數(shù)。如果然發(fā)生較大的振動(dòng),必須立即打閘停機(jī),轉(zhuǎn)入盤車狀態(tài),絕對(duì)不允許降速暖機(jī)或者等待觀望拖延時(shí)間以致事故擴(kuò)大,只有消除振動(dòng)后,才允許重新啟動(dòng)汽輪機(jī)。

        4.10 熱態(tài)啟動(dòng)特點(diǎn)是啟動(dòng)前機(jī)組金屬溫度水平高,汽輪機(jī)啟動(dòng)升速帶負(fù)荷快,啟動(dòng)時(shí)潤滑油溫度應(yīng)該保證高于37℃,如果油溫過低而升速又快,可能因?yàn)橛湍げ环€(wěn)定而引起振動(dòng),這點(diǎn)需要特別注意。

        總之,極熱態(tài)啟動(dòng)過程中,蒸汽溫度和推薦沖轉(zhuǎn)參數(shù)存在偏差進(jìn)行沖轉(zhuǎn)時(shí),要注意汽溫的控制,按照margin值的變化進(jìn)行調(diào)整。如果是負(fù)溫差啟動(dòng),盡快提高汽溫,如果是正溫差啟動(dòng),要控制溫度上升速度,加強(qiáng)暖機(jī)。

        5 結(jié)束語

        總之,在當(dāng)前復(fù)雜的電力市場(chǎng)環(huán)境下,隨著機(jī)組整體設(shè)備制造、運(yùn)行水平的提高,汽輪機(jī)極熱態(tài)啟動(dòng)的情況是會(huì)經(jīng)常發(fā)生的。鑒于此,我們介紹了西門子1000MW超超臨界汽輪極熱態(tài)啟動(dòng)的一些經(jīng)驗(yàn),希望能給其他百萬機(jī)組的調(diào)試運(yùn)行工作提供一些經(jīng)驗(yàn)。

        參考文獻(xiàn)

        [1]劉建海,劉志杰,任宏偉.1000MW汽輪機(jī)溫、熱態(tài)啟動(dòng)脹差控制[J].東北電力技術(shù),2012(1).

        [2]蔡笑.630MW超臨界機(jī)組極熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)給水系統(tǒng)的操作[J].華電技術(shù),2012(5).

        [3]黃潤澤,李強(qiáng).國產(chǎn)200MW汽輪機(jī)組極熱態(tài)啟動(dòng)實(shí)踐[J].東北電力技術(shù),1998(9).

        作者簡介:沈健雄(1978,1-),浙江寧波,工程師,本科,浙江大學(xué),現(xiàn)從事集控運(yùn)行工作。endprint

        4 極熱態(tài)啟動(dòng)中的幾點(diǎn)建議

        4.1 極熱態(tài)啟動(dòng)前,應(yīng)指定熟練人員負(fù)責(zé)對(duì)鍋爐汽水畫面、燃燒畫面及汽機(jī)主畫面等進(jìn)行監(jiān)視,并且應(yīng)分工明確、相互配合。除必須檢查確認(rèn)各系統(tǒng)設(shè)備處于正常的良好狀態(tài)以外,給水泵、磨煤機(jī)等輔機(jī)也應(yīng)做好充分的啟動(dòng)前準(zhǔn)備, 必要時(shí)可早些投入運(yùn)行, 以滿足汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)、并網(wǎng)后快速帶負(fù)荷的要求。需要說明的是,在吹掃跳閘磨煤機(jī)時(shí)要確認(rèn)其火檢滿足,吹掃時(shí)要緩慢進(jìn)行,防止大量煤粉吹入爐膛導(dǎo)致鍋爐瞬間熱負(fù)荷增加,甚至爆燃。

        4.2 汽輪機(jī)跳閘后,汽輪機(jī)金屬溫度較高,應(yīng)該根據(jù)轉(zhuǎn)子溫度迅速投入軸封汽源,防止冷汽進(jìn)入汽輪機(jī)??梢圆捎猛哆\(yùn)軸封電加熱,開啟軸封管道疏水門、加大輔助蒸汽用量等方式提高軸封溫度,以保證轉(zhuǎn)子不被過度冷卻。

        4.3 極熱態(tài)啟動(dòng)時(shí),機(jī)組可以通過旁路緩慢降壓至18Mpa以下,將除氧器水溫加熱至170℃,根據(jù)水冷壁和啟動(dòng)分離器內(nèi)介質(zhì)溫度和金屬溫度控制上水流量,上水流量一般控制在200t/h,保證啟動(dòng)分離器前受熱面金屬溫度和水溫降溫速率不大于2℃/min,水冷壁范圍內(nèi)受熱面金屬溫度偏差不大于50℃,分疏箱見水后應(yīng)盡快啟動(dòng)爐水循環(huán)泵,建立最低給水量,準(zhǔn)備鍋爐吹掃。

        4.4 熱態(tài)啟動(dòng)時(shí),為了防止鍋爐金屬受熱面因過度冷卻影響鍋爐壽命,若MFT后重新啟動(dòng)時(shí)間較長,應(yīng)停運(yùn)兩側(cè)送、引風(fēng)機(jī);如果可以在短時(shí)間恢復(fù),則盡可能只保持一組送、引風(fēng)機(jī)運(yùn)行,同時(shí)盡量降低鍋爐風(fēng)量,防止鍋爐降溫降壓太快。

        4.5 鍋爐吹掃結(jié)束后立即提高總風(fēng)量點(diǎn)火,盡快提高燃料量,迅速調(diào)整燃燒率與鍋爐金屬壁溫相匹配,防止鍋爐因?yàn)榻?dòng)流量需要大量上水,導(dǎo)致受熱面過度冷卻,氧化皮大面積脫落。需要說明的是,若鍋爐汽水系統(tǒng)沒有配備爐水循環(huán)泵,進(jìn)行極熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)要十分小心,否則會(huì)對(duì)鍋爐壽命造成重大影響。

        4.6 旁路系統(tǒng)的正常投入。機(jī)組熱態(tài)啟動(dòng)時(shí),汽輪機(jī)對(duì)沖轉(zhuǎn)參數(shù)的要求很高,所以僅僅依靠開大主蒸汽管道疏水的辦法提高汽溫是不可能的,要保證旁路的正常投用,盡快提高主再熱蒸汽溫度與沖轉(zhuǎn)參數(shù)相匹配。可以說,在極熱態(tài)啟動(dòng)過程中,大流量旁路的作用是不可替代的。

        4.7 為了提高鍋爐上水溫度和保證鍋爐燃燒的穩(wěn)定性,可以在鍋爐再熱蒸汽壓力達(dá)到1.5MPa后投入2號(hào)高加,控制其溫升不大于80℃,同時(shí)還要兼顧省煤器不要發(fā)生沸騰。另外,當(dāng)高壓旁路后溫度和輔汽聯(lián)箱溫度相近時(shí),盡早將冷再至輔汽回路投運(yùn),以滿足啟動(dòng)用汽的需要。

        4.8 根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn),極熱態(tài)啟動(dòng)時(shí),當(dāng)高壓轉(zhuǎn)子溫度為550℃時(shí),汽機(jī)推薦沖轉(zhuǎn)參數(shù)為596℃,為了防止負(fù)溫差啟動(dòng),需要四臺(tái)制粉系統(tǒng)投入運(yùn)行,燃燒量控制在50%MCR,兩臺(tái)汽泵在汽機(jī)沖轉(zhuǎn)前并列運(yùn)行,鍋爐轉(zhuǎn)為干態(tài)。

        4.9 汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前,要進(jìn)行主再熱蒸汽管道的疏水暖管,特別是為了提高主再熱蒸汽管道的死區(qū)蒸汽參數(shù)。當(dāng)爐側(cè)蒸汽溫度滿足汽機(jī)推薦蒸汽溫度,機(jī)側(cè)蒸汽溫度處于回升狀態(tài),而且和鍋爐側(cè)汽溫偏差小于40℃,才可以進(jìn)行沖轉(zhuǎn)。汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)過程中,快速進(jìn)行摩擦檢查,低負(fù)荷暖機(jī)時(shí)間縮短或者不進(jìn)行低負(fù)荷暖機(jī),帶負(fù)荷后,根據(jù)汽輪機(jī)熱應(yīng)力的大小,快速將負(fù)荷升到與汽輪機(jī)金屬溫度相對(duì)應(yīng)的水平。如果機(jī)組出現(xiàn)負(fù)脹差時(shí),可以提高主蒸汽溫度,或者加快升速率或者升負(fù)荷速率,加大蒸汽流量,盡快使進(jìn)入汽缸的蒸汽溫度高于轉(zhuǎn)子溫度,防止脹差超限。沖轉(zhuǎn)時(shí)嚴(yán)密監(jiān)視汽缸溫升,上下缸溫差,內(nèi)外壁溫差,差脹,軸向位移,振動(dòng),軸瓦溫度,油溫油壓等參數(shù)。如果然發(fā)生較大的振動(dòng),必須立即打閘停機(jī),轉(zhuǎn)入盤車狀態(tài),絕對(duì)不允許降速暖機(jī)或者等待觀望拖延時(shí)間以致事故擴(kuò)大,只有消除振動(dòng)后,才允許重新啟動(dòng)汽輪機(jī)。

        4.10 熱態(tài)啟動(dòng)特點(diǎn)是啟動(dòng)前機(jī)組金屬溫度水平高,汽輪機(jī)啟動(dòng)升速帶負(fù)荷快,啟動(dòng)時(shí)潤滑油溫度應(yīng)該保證高于37℃,如果油溫過低而升速又快,可能因?yàn)橛湍げ环€(wěn)定而引起振動(dòng),這點(diǎn)需要特別注意。

        總之,極熱態(tài)啟動(dòng)過程中,蒸汽溫度和推薦沖轉(zhuǎn)參數(shù)存在偏差進(jìn)行沖轉(zhuǎn)時(shí),要注意汽溫的控制,按照margin值的變化進(jìn)行調(diào)整。如果是負(fù)溫差啟動(dòng),盡快提高汽溫,如果是正溫差啟動(dòng),要控制溫度上升速度,加強(qiáng)暖機(jī)。

        5 結(jié)束語

        總之,在當(dāng)前復(fù)雜的電力市場(chǎng)環(huán)境下,隨著機(jī)組整體設(shè)備制造、運(yùn)行水平的提高,汽輪機(jī)極熱態(tài)啟動(dòng)的情況是會(huì)經(jīng)常發(fā)生的。鑒于此,我們介紹了西門子1000MW超超臨界汽輪極熱態(tài)啟動(dòng)的一些經(jīng)驗(yàn),希望能給其他百萬機(jī)組的調(diào)試運(yùn)行工作提供一些經(jīng)驗(yàn)。

        參考文獻(xiàn)

        [1]劉建海,劉志杰,任宏偉.1000MW汽輪機(jī)溫、熱態(tài)啟動(dòng)脹差控制[J].東北電力技術(shù),2012(1).

        [2]蔡笑.630MW超臨界機(jī)組極熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)給水系統(tǒng)的操作[J].華電技術(shù),2012(5).

        [3]黃潤澤,李強(qiáng).國產(chǎn)200MW汽輪機(jī)組極熱態(tài)啟動(dòng)實(shí)踐[J].東北電力技術(shù),1998(9).

        作者簡介:沈健雄(1978,1-),浙江寧波,工程師,本科,浙江大學(xué),現(xiàn)從事集控運(yùn)行工作。endprint

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