1000MW二次再热超超临界汽轮机启动方式和冲转参数的选择_张世伟

第 卷第 期 年 月 收稿日期 作者简介 张世伟 男 工程师 主要从事火电厂集控运行管理工作 二次再热超超临界汽轮机 启动方式和冲转参数的选择 张世伟 崔凯峰 叶 罗 张国钰 胥建群 国电泰州发电有限公司 江苏泰州 东南大学 能源与环境学院 南京 摘 要 相比一次再热 超超临界二次再热汽轮机启动面临系统复杂 启动参数更高等难点 结合某电厂 二次再热机组生产调试过程中几次典型汽轮机启动 介绍该类型汽轮机机组在启动 方式和参数控制上的优化调整 关键词 汽轮机 二次再热 冲转参数 启动方式 排汽温度 中图分类号 文献标志码 文章编号 随着我国电力行业的发展 超超 临界二次再热机组将成为未来主力机型 和一 次再热机组相比 二次再热机组的启动参数更 高 系统更复杂 稳定转速的难度更大 启动阶 段流量低 需要控制排汽温度不因鼓风发热升 高 阀门更多 转速控制困难等 所以选择合适 的启动方式和冲转参数对汽轮机安全可靠启动 起着重要的作用 笔者研究了 超超临 界二次再热汽轮机启动方式和参数的选择 将为 今后同类机组的投运提供宝贵的经验 系统配置 某 超超临界二次再热汽轮机型号 为 结构 为 二 次 中 间 再 热 五缸四排汽 单轴 单背压 反动凝汽式汽轮 机 整个汽轮发电机组由 根转子 缸 个 轴承组成 轴系全长约 其中盘车装置采用 液动马达安装于 号轴承座内 推力轴承安装在 超高压 高压缸之间的 号轴承座上 机组旁路 系统采用高 中 低压三级串联旁路 系统配置 见图 图 系统配置 第 期张世伟等 二次再热超超临界汽轮机启动方式和冲转参数的选择 典型启动分析 设计启动方式和参数 该汽轮机在启动上根据停机时间和超高压 转子平均温度划分为冷态 温态 热态 极热态启 动 种 具体划分见表 表 汽轮机状态划分 状态区别划分 冷态超高压转子平均温度 温态停机 超高压转子平均温度 热态停机 内 超高压转子平均温度 极热态停机 内 超高压转子平均温度 在设计中 决定在冷态时采取超高压缸 高 压缸 中压缸联合启动 且冲转过程中超高排通 风阀开启 热态和极热态启动时 采用高 中压 缸联合启动 待蒸汽流量达到一定值后 约为 对应蒸汽流量 再并入超高压缸 对于冲转参数的选择给出了以下建议 见表 表 建议冲转参数 项目冷态温态热态极热态 主蒸汽压力 主蒸汽温度 一次再热蒸汽压力 一次再热蒸汽温度 二次再热蒸汽压力 二次再热蒸汽温度 冷态启动 第一次冲转 采用三缸联合启动 冲转前参 数为 机侧参数 并确定 为低速 暖机 各参数见表 表 首次冲转主要参数 项目盘车 开度 开度 开度 排气温度 排气温度 轴承温度 注 超高压缸 高压缸 中压缸 调节阀 首次启动总体成功 在升速过程中主机瓦 温 轴振均达到设计要求 其中轴振最大的 号 轴承在临界转速区振动为 瓦温最大 的 号轴承峰值为 冲转成功后 随即按既定的程序进行超速试 验和电气相关试验 在此过程中汽轮机经历了数 次冲转 对暴露出的问题提出以下优化建议 首次汽轮机冲转参数设置偏高 实际一 二次再热器汽温冲转时超过设计值 左右 不利于暖机及排汽温度控制 故优化冲转参数 超 高压 缸 进 汽 高 压 缸 进 汽 中压缸进汽 汽轮机长时间空负荷试运 超高排通风 阀处于开启状态 设计考虑汽轮机冲转时超高压 缸进汽流量低 防止超高压缸鼓风及末级叶片温 度高 高温蒸汽长时间冲刷导致低压外缸不正 常的温升 所以通过优化启动方式 超高排通风 阀不再参与启动控制 只参与超高压缸抽真空 长时间空负荷运行 汽轮机鼓风产生热 量 致使超高压缸和高压缸排汽温升增大 在 汽轮机 时排汽温度均达到 与轴封供汽温差超过常规设计 以上 存在 一定安全隐患 继而需要对供汽轴封系统进行 优化 提高超高压 高压轴封进汽温度至 控制中 低压缸轴封进汽温度 热态启动 首次热态启动 启动前参数为 由 于主汽温度 低于超高压转子温度 没有 满足足够过热度准则 所以采用双缸启动方式进 行冲转 直接切除 此次启动至 过程中 轴振最大的 号轴承在临界转速区振动为 瓦温最 大的 号轴承峰值为 在 进行 电气试验过程中 机组振动和瓦温上升较为明显 号轴承振动上升为 瓦温最大的 号轴 承最高达到 但随着电气试验结束机组并 网 主机振动 瓦温逐渐趋稳并得到改善 并网后当机组负荷 超高压缸自动 投入 超 高 压 调节 阀 开 启 阀位从 迅速 开 至 由于此次控制的冲转参数较高并且为配 合电气试验在 停留时间较长 高排 温度并未随着负荷和蒸汽量的增加而有所降低 达到了 同时超高排汽温度更是达到 超高压缸为保护末级叶片切缸保护动 作 超高压调节阀关闭 随后由于锅炉侧原因 第 卷 机组手动 此次启动失败 热态启动的难点在于 超高压 高压缸缸温 较高 难以达到汽轮机冲转所需要的蒸汽温度 经过研究后决定 冲转采用三缸联合启动 经过 多次热态成功启动的实践 证明该方案切实可 靠 列举某次冲转 冲转前机侧主要参数为超高 压缸缸温 超高压转子温度 冲转参 数控制为 冲转过程中 通过控制好主汽 一次再热器再热压力 合理分配了超高压缸 高 压缸进汽量 保证一次再热器再热压力为 左右 主机至 后 机组迅速并 网加负荷至 从此次冲转过程看 超高 压缸 高压缸进汽量分配合理 各缸排汽温度一 致平缓上升 并网后随着蒸汽流量变大 排汽温 度降低 通过数次热态启动的比较 超高压 高压缸 排汽温度高是最大的控制难点 总结经验推荐以 下控制方法 合理分配超高压缸 高压缸进汽量 冲 转过程中控制好主汽 一次再热器再热压力 保 证超高压缸压比与高压缸压比 热态时尽量保证进汽温度高于缸温的 前提下 冲转参数建议超高压缸进汽 高压缸进汽 中压缸进 汽 热态冲转至 后 应尽快安排 并网并带负荷至 时间控制在 之 内为宜 综上所述 在实际汽轮机启动过程中需加强 监视超高压 高压缸排汽温度 采用三缸联合启 动方式并网 可直接并网带负荷运行 若采用两 缸方式并网 需迅速并入超高压缸 采用方式 有 适当降低一次再热器再热压力 超高 压调节阀阀位从 迅速开至适当开度 在投入 超高压缸运行时 超高排通风阀关闭 超高排逆 止门开启后 进入三缸联合启动 并入后再合理 分配超高压缸与高压缸流量 控制好各缸排汽温 度不超限 排汽温度高控制策略 超高压缸排汽温度高控制策略 当超高压缸排汽温度高时首先减小中压调 节阀的开度 减少中压缸的进汽量 增大超高压 缸的进汽量 见图 如果超高压缸排汽温度进一 步上升 则关闭超高压缸调节阀 超高排通风阀 打开 将超高压缸抽真空 由高 中压缸控制汽轮 机的进汽量 图 超高压缸排汽温度高控制策略 高压缸排汽温度高控制策略 如果高压缸排汽温度过高 首先减小中压调 节阀的开度 减少中压缸的进汽量 增大高压缸 的进汽量 见图 如果高压缸排汽温度进一步上 升 则先关闭超高压调节阀 超高排通风阀打开 将超高压缸抽真空 中压调节阀开度保持不变 开大高压调节阀 如果高压缸排汽温度继续上 升 则关闭高压调节阀 高排通