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        談談機組啟動過程中脹差的控制

        2015-03-27 20:47:32任學軍中煤龍化化工公司熱電分廠黑龍江依蘭154854
        黑龍江科學 2015年10期
        關鍵詞:汽輪機

        任學軍(中煤龍化化工公司熱電分廠,黑龍江 依蘭 154854)

        談談機組啟動過程中脹差的控制

        任學軍
        (中煤龍化化工公司熱電分廠,黑龍江 依蘭 154854)

        本文針對中煤龍化化工公司熱電分廠的C15-8.83/3.82汽輪機,分析了在啟動調試和運行中影響脹差的因素,全面總結在脹差調整方面理論與實踐相結合的必要性。

        脹差;真空;暖機;溫度;動靜摩擦

        中煤龍化化工公司熱電分廠的C15-8.83/3.82汽輪機始建于2005年,在運行初期多次出現(xiàn)脹差接近超限從而被迫停機的事故,經(jīng)過一段時間的運行總結了一些脹差控制方面的知識。在加熱過程中,汽輪機轉子與汽缸膨脹量的差值稱為汽輪機的相對膨脹也稱脹差。當轉子大于汽缸的膨脹量為正脹差,反之則為負脹差。

        以下對啟動時機組的脹差變化與控制進行簡單的分析:

        其一,在機組抽真空階段,在沖轉前的汽封供汽過程中,脹差的變化一直為正方向。是因為在汽缸和轉子的加熱過程中,由于轉子體積和受熱面要比汽缸小得多,所以膨脹要比汽缸快。在我們投入軸封供汽汽源時,對汽缸的加熱作用比較小,反而對直接與軸封汽源接觸的轉子加熱比較劇烈,使轉子受熱膨脹伸長。汽封供汽后轉子的伸長值是由供汽溫度和供汽時間決定的,所以冷態(tài)啟動時#4機均壓箱的壓力不宜過高,一般保持在0.03MPa以下,溫度在200℃左右。#4機均壓箱設置兩個汽源,一路是0.8MPa,300℃的低壓蒸汽,另一路是8.83 MPa,525℃的新蒸汽,冷態(tài)啟動時基本采用的是低壓蒸汽,通過除鹽減溫水來控制蒸汽的溫度,軸封供汽時間不要過長,冷態(tài)啟動時先啟動射水泵將真空抽至-0.03MPa左右,再投入均壓箱和軸封加熱器,當機組抽真空至-0.06 MPa時開始沖轉。通常汽缸的重量是轉子重量的3~4倍,此時汽缸和蒸汽的接觸面積不到轉子接觸面積的1/5,因此此時的脹差是向正值增大的,總體上來說冷態(tài)啟機,汽封供汽溫度應采用低壓蒸汽,真空應提升得快些。

        其二,暖機升速階段,從沖轉到定速,脹差基本上是繼續(xù)上升,啟動初期即500r/min時,脹差的變化主要是由軸封供汽的溫度和供汽時間決定的,由于這一階段只是少量蒸汽對汽缸金屬對流放熱,放熱系數(shù)小,加熱速度極低,蒸汽流量小,高壓缸主要是調節(jié)級做功,金屬的加熱也主要在該級范圍內,只要進汽溫度無劇烈變化,相對脹差上升是均勻的,低速暖機的時間一般在20min左右,只作為摩擦檢查和機組轉動情況正常即可升速。中速暖機即1 200~1 400r/min暖機必須充分,因為需要防止由于過臨界時金屬溫升率過高造成過快膨脹,降低金屬壽命。此時轉子的膨脹開始放緩,而由于進汽量的增加,汽缸隨著蒸汽的接觸面積的增大開始逐漸膨脹出來,此時應注意檢查汽缸的金屬溫度、汽缸的熱膨脹,脹差和法蘭內外壁溫差、法蘭螺栓溫差,中速暖機時此處的溫度會有顯著的增加,中速暖機的時間一般在40min左右,中速暖機充分之后,升速時注意適時的迅速通過臨界轉速,臨界轉速一般為額定轉速的2/3左右,此時可能產(chǎn)生較大的振動,高速暖機即2 500r/min,這時升速過程中進汽量較大,汽缸膨脹較明顯的階段,此時暖機的時間一般控制在30~40min,此時汽缸或法蘭內壁溫度接近180℃左右,高速暖機后脹差才會有減小的趨勢,這主要是因為由于轉速升高后泊松效應(即轉子高速旋轉時大軸在離心力的作用下變粗和變短)。高速暖機要高于臨界轉速200~250r/min,這樣會避免落入臨界轉速引起振動。對于#4汽輪發(fā)電機組來說在沖轉時一般采用將調節(jié)汽門全開,手動控制旁路門升速的方式,以確保機組全周進汽,達到較高的暖機效果,啟動時的蒸汽的壓力和溫度都要適當?shù)牡鸵恍?,但一定要?0℃~100℃的過熱度,沖轉升速率不宜過高一般在100~150r/min左右。在沖轉的過程中要密切注意缸溫的變化,此時如脹差增長過快,可適當降低真空同時增加進汽量穩(wěn)定轉速,使蒸汽在汽缸中滯留的時間長,暖機徹底。有些情況還會發(fā)生由于汽缸本體疏水不徹底而造成缸體膨脹不開影響脹差。所以沖轉之前一定要注意將汽缸本體疏水放凈。在#4汽輪發(fā)電機組啟動調試階段,在啟動過程中始終出現(xiàn)脹差過大的故障,#4機的脹差控制范圍是+3~-1mm,經(jīng)過對汽缸膨脹和軸向位移的變化進行對比分析,結論是安裝人員將正負位置安反,后來在機組檢修時檢查發(fā)現(xiàn)確實安反了,調換后機組每次啟動都得到了良好的控制。在過臨界轉速時要密切注意機組的振動情況。

        其三,在定速、并網(wǎng)帶負荷這一過程中,蒸汽參數(shù)變化不明顯,高速暖機后,當轉速從2 800r/min向額定轉速提升時應采用調速汽門控制進汽,采用調門來控制轉速,因此時調速汽門前汽壓將上升到新蒸汽壓力,如切換過快,電閘門、自動關閉器、導汽管和調速汽門將受到過于劇烈的加熱,電閘門到調速汽門這一段管道從較低壓力升至全壓時間一般不小于15min,借此控制這一部分管道的金屬溫升。

        在熱態(tài)、極熱態(tài)啟動時,為防止負脹差的出現(xiàn),一定要選用較高溫度的汽源,而且一定要先投入軸封供汽,后機組抽真空。主蒸汽溫度一定要有50℃~100℃的過熱度,升速過程除進行必要的聽音檢查外,應迅速以300~500r/min的速度升至額定轉速,機組并網(wǎng)后應迅速將負荷帶至啟動前的負荷,以防止機組啟動帶過程受冷,脹差超限從而威脅機組安全。

        總地來說,在啟動過程中控制好脹差,對汽輪發(fā)電機組的安全經(jīng)濟運行有著及其重要的作用,所以控制好脹差是機組安全運行的前提和保障。

        [1] 郭麗紅,劉志強.電廠汽輪機運行過程中節(jié)能的實現(xiàn)[J].科技創(chuàng)新與應用,2014,(32):18-19.

        [2] 廖均利.論發(fā)電廠汽輪機常見故障分析與排除[J].民營科技,2009,(05):172.

        [3] 馮劍釗,張景偉.電廠汽輪機運行優(yōu)化措施探討[J].科技視界,2015,(12):11-12.

        The Control of Differential Expansion During the Start-up of the Unit

        REN Xue-jun
        (ZhongmeilongCoal Chemical Company,HeilongjiangYilan 154854,China)

        This article in viewof the coal Longhua chemical thermal power plant turbine of C15-8.83/3.82,analysis the influence factors in the debugging and running ofthe differential expansion on the start-up,a comprehensive summary of the necessity of combining theory with practice in the aspects ofadjustment is poor in the expansion.

        Differential expansion;Vacuum;Warm-up;Dynamic friction

        TM621

        A

        1674-8646(2015)08-0036-01

        2015-06-06

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