郭以永，匡 政

(安徽華電六安電廠有限公司，安徽 六安 237126)

無臨機汽源機組極熱態(tài)啟動及高旁故障分析

郭以永，匡 政

(安徽華電六安電廠有限公司，安徽 六安 237126)

火電廠大容量機組跳閘后經(jīng)常需要進行極熱態(tài)啟動。介紹了在單機運行無臨機汽源的情況下實現(xiàn)極熱態(tài)啟動的操作要點，以及在啟動過程中發(fā)生高旁故障時的緊急處理措施。極熱態(tài)啟動既節(jié)約了生產(chǎn)成本，又縮短了啟動時間，提高了機組的競爭力。

火電廠；單機運行；極熱態(tài)啟動；高旁故障

0 引言

某電廠2臺660 MW機組鍋爐為超超臨界參數(shù)變壓運行螺旋管圈直流爐，單爐膛、一次中間再熱、四角切圓燃燒方式、平衡通風、Π型半露天布置、全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)，除灰渣系統(tǒng)為干式機械式除渣系統(tǒng)。機組汽輪機為上海電氣集團有限公司制造的一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、雙背壓、凝汽式汽輪機。汽輪機主汽門前額定壓力為25.0 MPa，額定溫度為600 ℃，再熱主汽閥前額定溫度為600 ℃。機組采用“定-滑-定”的運行方式，帶基本負荷并調(diào)峰運行。汽輪機旁路系統(tǒng)采用35 %容量的高壓旁路和低壓旁路。電泵設(shè)計壓力為15 MPa，額定出力為575 t/h。鍋爐點火和穩(wěn)燃方式采用A，B層等離子，為滿足節(jié)能和環(huán)保要求沒有配備油槍。

火電廠如果在單機運行期間發(fā)生機組跳閘，此時沒有臨機輔汽供給，經(jīng)常需要進行極熱態(tài)啟動。極熱態(tài)啟動是指停爐時間小于1 h，鍋爐汽水分離器金屬內(nèi)壁溫度不低于340 ℃，汽輪機高壓缸第1極金屬內(nèi)壁溫度不低于520 ℃的重新啟動。在進行極熱態(tài)啟動時，如果處理不當，將對汽輪機的壽命造成極大的影響。

1 無臨機汽源機組極熱態(tài)啟動分析

單機運行期間機組跳閘時，若能明確機組跳閘原因，短時間能消除故障，可以進行極熱態(tài)啟動操作，盡快恢復(fù)并網(wǎng)發(fā)電以減少損失。因單機運行期間無臨機輔汽供汽，在機組跳閘后需要利用再熱器余汽來保證軸封正常供汽。機組跳閘后，汽輪機惰走時盡量不破壞真空，否則將造成軸承負荷加大，可能導(dǎo)致軸承損壞。從實際運行經(jīng)驗看，打開高、低旁由冷再供輔汽及軸封，在鍋爐MFT(Main Fule Trip，主燃料跳閘)后可維持2 h，足以滿足汽輪機惰走過程需要(不破壞真空惰走過程需要40—60 min)。若鍋爐在2 h內(nèi)能點火成功，則機組可以實現(xiàn)極熱態(tài)啟動，不需要啟動鍋爐。

機組在正常運行時，主汽壓力通常大于15 MPa。當機組跳閘時，需要將主汽壓力降至15 MPa以下，從而滿足電泵上水條件。這就需要鍋爐緩慢交替開啟高溫過熱器出口管道兩側(cè)PCV(Pressure Control Valve，壓力控制閥)閥進行泄壓。主蒸汽泄壓時，控制平均降壓速率為0.5 MPa/min；當主汽壓力下降較快時，立即關(guān)閉PCV閥，待主汽壓力平穩(wěn)后再重新開啟。整個泄壓過程由PCV閥間斷泄壓來控制，嚴禁使用HWL閥(鍋爐啟動閥)泄壓。當主汽壓力降至15 MPa時，緩慢開啟高旁供再熱器進汽，保持冷再壓力在0.7—1.4 MPa，冷再溫度在300—370 ℃，從而為軸封提供持續(xù)的汽源。當主汽壓力降至15 MPa以下時，啟動電泵為鍋爐上水建立鍋爐啟動流量。鍋爐上水后，主汽壓力會保持緩慢下降，不需要再開啟PCV閥泄壓。鍋爐上水時，因除氧器加熱未投，給水溫度與水冷壁壁溫相差大，需要適當控制上水速度，保持上水流量在50—70 t/h。待分離器水位正常后及時投入HWL閥自動以保持分離器水位穩(wěn)定。機組進行極熱態(tài)啟動時，鍋爐可不進行循環(huán)沖洗。

鍋爐MFT后進行爐膛吹掃時，要嚴防鍋爐爆燃。在鍋爐吹掃過程中要盡量維持爐膛熱負荷，縮短極熱態(tài)啟動時間，加快鍋爐點火進度。鍋爐吹掃完成后，首先要確認A，B層等離子拉弧正常，確保A，B磨煤機內(nèi)被吹入爐膛的積粉可以及時引燃，避免啟動一次風機導(dǎo)致大量進入爐膛的煤粉沒有被引燃而堆積，最終引發(fā)爆燃的惡性事故。因此，在開啟A，B磨煤機出口一次風擋板時，需要逐臺對磨煤機各出口一次風擋板進行操作，嚴禁同時開啟其他磨煤機出口一次風擋板。鍋爐點火初期，及時投入空預(yù)器連續(xù)吹灰，防止尾部煙道再燃燒。

鍋爐點火后，通過調(diào)整高、低旁路開度來提升主、再熱蒸汽汽溫，建立足夠的蒸汽流量。應(yīng)緩慢操作高、低旁路，防止管道振動。點火后及時投入輔汽至除氧器加熱，以減少給水與水冷壁的溫差。輔汽聯(lián)箱壓力和溫度正常后，及時沖轉(zhuǎn)一臺小機運行，鍋爐改由汽泵上水，進而保證機組能夠盡快帶上工況點負荷；另一臺小機可以沖轉(zhuǎn)至3 000 r/min備用。鍋爐點火后受熱面壁溫需要重點監(jiān)視，確?？刂破潦竭^熱器、末級過熱器、末級再熱器壁溫變化率不大于3 ℃/min。當發(fā)現(xiàn)受熱面壁溫上升過快時，需要及時調(diào)整燃料量和給水流量，以避免受熱面超溫。

汽輪機沖轉(zhuǎn)前要至少保證2套制粉系統(tǒng)運行，且主、再熱蒸汽溫度已停止下降并呈緩慢上升趨勢。沖轉(zhuǎn)前，確認主汽壓力低于12.5 MPa，主汽溫度比高壓內(nèi)缸壁溫高30—50 ℃，再熱蒸汽壓力為1.2 MPa，再熱蒸汽溫度比中壓內(nèi)缸壁溫高30—50 ℃，主、再熱蒸汽過熱度大于50 ℃。沖轉(zhuǎn)時因高壓缸本身溫度較高(500 ℃以上)，尤其在高旁開啟階段，高壓缸進汽量小，冷再壓力相對高；由于鼓風效果，會造成高排末級葉片溫度升高。當汽輪機沖轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速大于360 r/min以上時，可能會出現(xiàn)高壓缸切缸現(xiàn)象。雖然高壓缸切除后，汽輪機仍然可以依靠中壓缸作功將汽輪機沖轉(zhuǎn)至3 000 r/min，甚至并網(wǎng)后可接帶15 MW負荷，但依靠中壓缸繼續(xù)升負荷將會變得很困難，特別是再熱器壓力較低時尤為明顯。因此，當沖轉(zhuǎn)時發(fā)生高壓缸切缸時需要人工手動開啟高壓調(diào)門，恢復(fù)高壓缸做功。

綜上所述，無臨機汽源條件下極熱態(tài)啟動就是要盡快將機組負荷升至300 MW以上或者恢復(fù)主、再熱蒸汽壓力、溫度至正常值，避免在低負荷階段過多停留，以及防止主、再熱汽溫下降失去沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)時機。從實際運行經(jīng)驗看，主汽壓力從24 MPa降至15 MPa用時18—25 min，鍋爐上水用時40—50 min，鍋爐點火至汽機沖轉(zhuǎn)用時120 min，汽機沖轉(zhuǎn)至機組并網(wǎng)用時30 min。

2 高旁故障啟動分析

無臨機汽源條件下極熱態(tài)啟動主要依靠旁路為輔汽提供持續(xù)的汽源來維持軸封壓力。機組跳閘后若發(fā)生高旁故障無法打開，機組無法投入旁路運行，此時應(yīng)該立即手動關(guān)閉低壓旁路，以保證再熱器內(nèi)蒸汽不流失。當再熱器內(nèi)蒸汽減少，無法保證輔汽供汽以及維持軸封壓力時，應(yīng)立即關(guān)閉主、再熱蒸汽管道所有疏水和汽缸本體所有疏水，采取悶缸措施。在切斷進入凝汽器的熱源后，汽輪機破壞真空。從運行經(jīng)驗得出，當再熱器壓力降至1.4 MPa時，再熱蒸汽僅能為軸封提供30 min汽源。

高旁故障處理期間，需要盡量減少爐膛熱量損失，為后期鍋爐可靠點火提供有利條件。此時需要高度關(guān)注一次風溫的下降幅度，保證一次風溫不低于160 ℃。若一次風溫降至160 ℃以下，鍋爐因沒有配備油槍又達不到磨煤機暖風器投運要求，將失去無臨機汽源情況下的點火條件。因此，在一次風溫降至170 ℃之前若高旁仍然沒有消缺完畢，應(yīng)立即恢復(fù)鍋爐運行，實現(xiàn)鍋爐無旁路點火。鍋爐點火成功后控制煤量18—25 t/h，給水流量300—400 t/h，維持爐膛最低熱負荷。

在汽輪機旁路關(guān)閉、鍋爐點火期間，鍋爐通過煤水比、PCV閥對空排汽和HWL閥排水來維持熱量平衡和主汽壓力的穩(wěn)定，控制主汽壓力不超過10 MPa。當主汽壓力降低時緩慢加煤，維持正常煤水平衡，保持主汽壓力穩(wěn)定；當主汽壓力升高時適當減少給煤量，增加給水流量，通過HWL閥對外排水來降低主汽壓力。若主汽壓力快速上升無法維持穩(wěn)定時，緩慢交替開啟兩側(cè)PCV閥進行泄壓。PCV閥開啟時控制主蒸汽泄壓速率小于0.5 MPa/min，保證電泵上水穩(wěn)定。在高旁缺陷處理完畢后，緩慢開啟高、低旁，保證輔汽至軸封供汽正常，及時投運磨煤機暖風器和真空系統(tǒng)，以恢復(fù)機組正常啟動。

在鍋爐無旁路點火期間要加強各段金屬壁溫監(jiān)視防止壁溫超溫，控制主、再熱器壁溫不超過480 ℃，其中控制低溫再熱器不超溫是難點之一。此時需要加強燃燒調(diào)整，保證汽輪機主蒸汽壓力與鍋爐熱負荷匹配，在滿足爐膛燃燒需求和總風量要求的前提下適當減少鍋爐二次風量，以便減少煙氣量，降低再熱器壁溫。高旁打開后，機組應(yīng)盡快帶負荷至熱態(tài)初始負荷以上，縮短再熱器干燒時間，保證再熱器有充足蒸汽進行冷卻。

3 結(jié)束語

單機運行發(fā)生機組跳閘后極熱態(tài)啟動需要及時開啟高、低旁，維持冷再壓力，保證輔汽和軸封供汽。分析660 MW機組無臨機汽源條件下進行極熱態(tài)啟動的操作思路以及相關(guān)的注意事項，總結(jié)在極熱態(tài)啟動時發(fā)生高旁故障時的操作要點，為同類電廠在發(fā)生高旁故障時無臨機汽源條件下進行極熱態(tài)啟動提供參考。

1 朱福星．600 MW超臨界機組跳閘后極熱態(tài)啟動操作總結(jié)[J]．科技展望，2014，12(22)：14-15.

2 夏 靜．600 MW超臨界機組鄰機加熱啟動技術(shù)[J]．電力安全技術(shù)，2014，16(7)：15-16.

南方電網(wǎng)2017年迎峰度夏大面積停電應(yīng)急演練成功舉行提高應(yīng)急響應(yīng)能力 保障電網(wǎng)安全運行

7月4日下午，南方電網(wǎng)公司舉行2017年迎峰度夏大面積停電應(yīng)急演練。本次演練模擬西電東送多條線路發(fā)生故障停運及深圳、東莞、南寧等城市發(fā)生大面積停電，檢驗該公司系統(tǒng)各部門、單位對大面積停電事件的快速響應(yīng)和應(yīng)急管理水平。

這次演練結(jié)合南方電網(wǎng)公司2017年電網(wǎng)運行九大風險，根據(jù)夏季電網(wǎng)運行特點，設(shè)置了南方電網(wǎng)主網(wǎng)故障4起、省區(qū)電網(wǎng)故障3起。演練模擬楚穗直流單極和牛從甲乙雙回因線路交叉跨越點發(fā)生山火，導(dǎo)致跳閘并引發(fā)廣東大面積拉閘限電。在省區(qū)電網(wǎng)方面，本次演練針對本省(地)區(qū)電網(wǎng)重大風險或近期發(fā)生的典型異常事件確定演練內(nèi)容并開展演練。

當日15:30，公司模擬啟動大面積停電Ⅲ級應(yīng)急響應(yīng)，相關(guān)部門、參演單位按照預(yù)案要求，密切配合，迅速判明事故原因，評估電網(wǎng)安全穩(wěn)定裕度，指揮運維單位查找故障，組織搶險力量趕赴現(xiàn)場搶修。公司還通過官方微博、短信、95598等媒介向社會不間斷發(fā)出搶修信息，化解民眾疑慮，做好客戶服務(wù)。經(jīng)過2.5 h處置，廣東、廣西、云南電網(wǎng)公司，深圳供電局與主網(wǎng)恢復(fù)正常，大部分用戶恢復(fù)供電。

本次演練由該公司系統(tǒng)部、安監(jiān)部牽頭組織，公司生技部、市場部、宣傳部，廣東、云南、廣西電網(wǎng)公司，深圳供電局和南網(wǎng)傳媒公司等單位共約400多人參與了此次演練。該公司安監(jiān)部相關(guān)負責人表示，本次演練采取綜合演練形式，未編制演練腳本，未告知演練內(nèi)容，充分檢驗了該公司大面積停電事件應(yīng)急預(yù)案及各級事故處置預(yù)案，檢驗了該公司系統(tǒng)應(yīng)對重大電力安全事故、設(shè)備事故的聯(lián)動協(xié)調(diào)能力，進一步夯實了“十九大”保供電及迎峰度夏期間電網(wǎng)安全穩(wěn)定基礎(chǔ)。

（來源：中國南方電網(wǎng)公司網(wǎng)站2017-07-05）

2016-12-08；

2017-04-05。

郭以永(1975—)，男，高級工程師，主要從事發(fā)電廠運行管理工作，email:1009141785@qq.com。

匡 政(1988—)，男，助理工程師，主要從事集控運行工作。