发电厂330MW汽轮机组冷态启动介绍.ppt
珲春发电厂330MW汽轮机冷态启动介绍,发电：张世伟 2008年10月14日,机组启动的划分,冷态：汽机高压外缸下法兰金属温度190热态：汽机高压外缸下法兰金属温度190;其中热态启动又分为三种方式：温态：190高压外缸下法兰温度(TE017)300。热态：300高压外缸下法兰温度(TE017)380。极热态：高压外缸下法兰温度(TE017)380。实际上汽轮机启动时冷态与热态区分是以高中压转子材料的低温脆性转变温度（FATT）为标准的，大于FATT为热态，小于FATT为冷态，当转子金属温度降低至小于FATT时，材料冲击韧性下降很多并出现脆性。因为转子暂态温度分布复杂，转子温度不宜测量，因此区分冷热状态一般取其对应的汽缸温度作为参考。,2.我厂汽轮机启动的特点,我厂采用的汽轮机为北京重型汽轮发电机有限公司生产的N330-17.75/540/540凝汽式汽轮机，机组的启动采用中压缸启动方式。这与其他厂家的汽轮机的启动方式有着明显的区别。中压缸启动：中压缸启动方式是大型中间再热机组在冲转时倒暖高压缸，但启动初期高压缸不进汽。由中压缸进汽冲转，机组带到一定负荷后，再切换到常规的高、中压缸联合进汽，直到机组带满负荷的启动方式。优点：1、可以克服中压缸温升滞后于高压缸温升的问题，缩短启动时间 2、汽缸加热均匀 3、转子提前越过脆性转变温度 4、对特殊工况具有良好的适应性（如甩负荷、小岛运行 等特殊情况）5、对控制机组膨胀有利缺点：操作比较复杂，达到一定负荷后还需要进行高中压缸切换。启动后加负荷速度要受到高压缸温升速度影响，加负荷速度相对较慢。,3、汽轮机冷态启动介绍,一般可以将汽轮机冷态启动划分为以下几个阶段冲动前的准备阶段汽轮机冲动至达到3000r/min定速发电机并列至高压缸切缸结束至机组定温定压、带满负荷,3.1冲动前的准备阶段,1、检查影响机组启动的检修工作已结束，安全措施已拆除，工作票已收回，工作场所照明充足，厂用、仪用压缩空气系统投运，各表计电源已投入，2、检查各电动门、辅机电源投入，电动门、气动门开关试验合格，各辅机处于备用状态。启动前应确认汽机调节系统、数据采集系统、协调控制系统、计算机监控及事故追忆等热工系统均已调试完毕。3、各种主机、辅机联锁及保护试验合格并投入。4、投入热机辅助设备（包括循环水、开式水、闭式水、压缩空气、润滑油、密封油、定冷水、凝结水、给水、辅汽、抽真空、轴封、EH油各系统）5、盘车装置至少在冲转前12小时投入连续运行。（可以减少冲转力矩，消除转子弹性热弯曲，消除转子残余热应力。）6、定冷水系统应在发电机充氢且氢压0.2MPa时才可以投入。（防止定冷水系统有漏泄，定冷水漏入发电机，损坏发电机绝缘）7、凝结水系统应进行分段水冲洗按照除盐水箱凝汽器凝结水管道除氧器的顺序，直至水质合格。8、锅炉点火前启动真空泵抽真空，投入轴封供汽。9、锅炉点火后及时投入高低压旁路系统。,高低旁系统简介：旁路系统作用：1、改善机组启动性能，在机组冷热态启动期间，回收工质，热态启动时锅炉可以有较大的燃烧率，提高蒸汽温度，使之与汽轮机的金属壁温匹配，缩短启动时间。2、能适应机组中压缸冲转的要求。启动时，控制主汽压力在定值，便于冲转、切缸，正常运行时，监视锅炉出口压力，防止超压。3、启动工况或汽轮机跳闸时，高旁开启，使再热器有蒸汽流过，保护再热器 4、使机组运行灵活，电网事故时，可保持锅炉在锅炉稳定工况燃烧，汽轮机短时间带厂用电或空负荷运行，待故障消除后能迅速恢复机组运行，有利于系统的稳定性。检查、高低旁减温、减压阀均在自动位，在旁路操作画面上点击“旁路启动”按钮。旁路进入“启动”运行方式，检查“截止阀开”背景变红，高旁减压阀按一定速率逐渐开至最小开度（10%），当主汽压力达到1MPa，高旁自动保持主汽压力1.0MPa不变，逐渐开至最大开度（30%）保持不变，主汽压力逐渐升高,低旁维持再热汽压力1.5MPa。高、低压旁路减温水自动投入。主汽压力升至4MPa时，旁路自动进入“定压运行”方式，检查“定压运行”按钮背景变红；高旁随锅炉燃烧率不断增加而逐渐开大，保持主汽压力4.0MPa不变。投入高低压旁路系统后，注意旁路系统动作情况正常，并注意高排部分的温升及凝汽器真空的变化。,汽轮机置位置位目的：对主汽门后、调门前管道及主汽门、调门门体进行暖管。高压缸进行倒暖，对高压缸及转子预热。复置条件检查TSI系统报警指示正常。检查所有监视设备、显示系统已投入正常，热工保护已全部投入。检查高、低压旁路系统和自动控制系统正常。检查主蒸汽、再热蒸汽管道上的疏水门开启,主蒸汽、再热蒸汽管道温升应5/min。检查汽机所有的疏水门在开启位置，开启各低加进汽电动门。检查EH油泵运行正常，油压12.414.6 MPa，油温3540，油位正常。检查汽机ETS首出无跳闸指令，主汽门、调速汽门关闭。检查主蒸汽温度大于主汽门阀壳温度80、再热蒸汽温度大于中压主汽门阀壳温度50，且主蒸汽和再热蒸汽均有80以上过热度。汽轮机复置在DEH中的“ETS监视”画面内按“ETS复归”按钮,检查“挂闸”灯亮，检查各阀门位置，高、中压主汽门缓慢全开，汽轮机跳闸报警消失。确认高压缸排汽逆止阀关闭、高压缸倒暖阀开启、高缸抽真空阀在关闭位置，并注意汽机转速的变化。进行主机跳闸通道模拟试验及各打闸按钮试验并合格。重新复置汽机。,主机跳闸通道模拟试验机组正常运行中可以进行主机跳闸通道模拟试验，以便定期对保护装置进行试验，检查其工作是否正常。主机跳闸通道模拟试验包括：EH油压低试验、润滑油压低试验、真空低试验、AST电磁阀试验。,ETS通道试验条件机组已挂闸。试验前无异常报警出现。与试验有关的热控人员已到场。将画面置于DEH试验画面。ETS通道试验注意事项在做任一通道试验时，严禁操作另一通道选择开关，禁止两通道同时试验（DEH中闭锁）。,EH油压低试验在DEH试验画面上按下“EH油压低试验”按钮，灯亮，进入EH油压低试验状态。一通道试验：在DEH画面上点击201/LPT试验电磁阀“打开”按钮，检查相应的631/LP、633/LP压力开关动作正常；再点击201/LPT试验电磁阀“关闭”按钮，退出一通道试验。同样方法做二通道试验试验结束后，按下“EH油压低试验”按钮，灯灭，退出EH油压低试验状态,润滑油压低试验 在DEH试验画面上按下“润滑油压低试验”按钮，灯亮，进入润滑油压低试验状态。一通道试验：在DEH画面上点击201/LUB试验电磁阀“打开”按钮，检查相应的LUBL1压力开关动作正常后，再点击201/LUB试验电磁阀“关闭”按钮，退出一通道试验。点击203/LUB试验电磁阀“关闭”按钮，退出一通道试验。同样方法做二、三通道试验试验结束后，按下“润滑油压低试验”按钮，灯灭，退出润滑油压低试验状态。,真空低试验DEH试验画面上按下“真空低试验”按钮，灯亮，进入真空低试验状态。一通道试验：在DEH画面上点击201/LVT试验电磁阀“打开”按钮，检查相应的CNDPL1压力开关动作正常后，再点击201/LVT试验电磁阀“关闭”按钮，退出一通道试验。同样方法做二、三通道试验试验结束后，按下“真空低试验”按钮，灯灭，退出真空低试验状态。,AST电磁阀试验机组已挂闸，无其它试验。在DEH画面上按下“AST电磁阀试验”按钮，灯亮，进入AST电磁阀试验状态。一通道试验：在DEH画面上点击201/AST或203/AST试验电磁阀“打开”按钮，检查相应的631/ASP压力开关动作正常；再点击203/AST或201/AST试验电磁阀“关闭”按钮，退出一通道试验。,同样方法做二通道试验试验结束后，按下“AST电磁阀试验”按钮，灯灭，退出AST电磁阀试验状态。,3.2汽轮机冲动至达到3000r/min定速1）冲动条件：所有辅助设备及系统运行正常，无禁止启动条件存在。汽轮发电机组已连续盘车12小时以上，且盘车电流、转子偏心符合要求，高、中、低压缸胀差、轴向位移正常。有关参数应稳定在下列值。主汽压力 4.0MPa主汽温度 380再热汽压力 1.5MPa再热汽温度 360凝汽器真空 82KPaEH油压 12.414.6 MPa EH油温 3550 润滑油压 0.150.2MPa 润滑油温 3540高、中压缸上、下温差90，各点金属温度正常。联系化学化验蒸汽品质符合要求。确认汽机所有疏水阀开启。检查确认低压缸喷水阀开启。检查确认汽轮发电机组所有保护投入正常。,2）汽轮机冲动在DEH“转速控制”画面上，按下“中缸控制”按钮，检查“中缸控制”灯亮。在DEH上按下“目标值”，设定目标转速1000 r/min，升速率由DEH根据中压内缸上法兰中壁金属温度计算后自动给定。升速率根据DEH根据中压内缸上法兰中壁金属温度（GMA TE 038）确定：（GMA TE 038）150时，升速率100r/min。150（GMA TE 038）时，升速率500r/min。按“进行”键，“进行”灯亮，“保持”灯灭，注意中压调门慢慢开启，进行升速，当实际转速大于140r/min时，检查盘车装置应自动脱扣，退出运行，否则应立即打闸停机，待故障消除后重新冲转。冲转后主蒸汽压力下降，应及时调小高旁减压阀增加燃烧量，稳定主蒸汽压力。转速升至600r/min时，可按“保持”键，“进行”灯灭，“保持”灯亮，机组停止升速，对机组进行全面检查。检查一切正常后,按“进行”键，当机转速达到1000r/min时,“进行”灯灭，机组自动停止升速，保持该转速下暖机30分钟并进行以上各项目的检查。（直到高压外缸下法兰金属温度达到190时，暖机结束，才允许汽轮机继续升速）,当高压外缸下法兰金属温度190时，检查高压缸倒暖门应自动关闭，高压缸抽真空阀自动开启，高排逆止门强制关闭，确认高压缸处于真空状态。暖机结束，按下“目标值”，设定目标转速3000r/min，按“进行”键，汽机继续升速。当转速达到1050 r/min时，检查高压主汽门（应自动关闭）复查高排逆止门，高压缸抽真空阀位置正确。升速期间应按规定项目进行全面检查，并重点检查各瓦轴颈振动变化情况。转速达2900r/min时，检查盘车电机和顶轴油泵自动停止；转速达3000r/min时,“进行”灯灭，“保持”灯亮，检查主油泵工作正常，检查润滑油压正常，停止交流润滑油泵运行。注意汽轮机各轴瓦温度和振动应正常。机转速3000r/min下停留20分钟进行暖机，并对汽轮机组进行全面检查。机转速3000r/min，保持各参数稳定。,机转速3000r/min，可根据需要进行危急保安器喷油试验汽轮机在正常转速下可对危急遮断器进行活动试验。DEH处于自动位置，无其它试验。按亮DEH试验画面上的“喷油试验”按钮。按亮1号试验电磁阀（隔离阀）按钮（3号机选择“打开”按键；4号机选择“隔离”按键）。确认1试验电磁阀（隔离阀）已经关闭后，按亮2号试验电磁阀（注油阀）按钮（选择“打开”按键），检查危急遮断器动作，“撞击子飞出”信号发。按灭2号试验电磁阀（注油阀）按钮（选择“关闭”按键）。按亮3号试验电磁阀（复位阀）按钮（选择“打开”按键），检查危急遮断器复位，“危急遮断器复位”信号发。按灭3号试验电磁阀（复位阀）按钮（选择“关闭”按键）。按亮1号试验电磁阀（隔离阀）按钮（3号机选择“关闭”按键；4号机选择“复归”按键）。按“喷油试验按钮”，该灯灭，试验结束。,3）冲转升速过程中的注意事项：汽机冲转升速、暖机过程中，应尽量保持汽压、汽温及水位等参数稳定。进入汽轮机的蒸汽温度至少有80的过热度。在升速过程中，需要时可按“保持”键保持转速，但严禁在临界转速区域停留。（在冲转过程中通过临界转速区域时在DEH画面中有“正在通过临界转速”提示,在通过临界转速区的前后50转，升速率自动更改为500r/min，转速升至2900r/min时，升速率自动更改为50r/min）临界转速：高压转子：2400r/min 中压转子：2440r/min 低压转子：1800r/min 发电机转子：1400r/min注意汽机本体、管道无水冲击及异常振动现象，汽机疏放水系统正常；冲转升速过程中注意监视各轴承振动、瓦温正常。注意检查汽缸热膨胀、各缸差胀、轴向位移、上下缸温差、内外缸温差、轴振及各轴承温度等参数正常；注意检查润滑油压、润滑油温度、油箱油位、发电机氢压、氢气温度、密封油压、密封油氢/油压差等参数正常。注意凝汽器真空、水位及低加、除氧器的水位变化正常。注意旁路及各辅机的运行情况。,3.3 发电机并列至高压缸切缸结束发电机并列确认汽轮机已定速3000r/min。当电气投入发变组同期装置后在DEH画面上检查“自动同步”来请求信号，点击“自动同步”按钮发出允许信号。机组并网后，DEH自动将负荷加至7MW，注意监视负荷上升情况，此时应迅速增加负荷至30MW左右，防止因压力波动或阀门摆动等原因造成负荷下降，逆功率保护动作，发电机解列。,机组升负荷当设定目标负荷达到后,依据启动曲线重新设定目标负荷和升负荷率,然后按“进行”键，使负荷增加，升负荷期间，做好与锅炉的联系，防止蒸汽参数及负荷的大幅度波动。升负荷期间，注意低旁应逐渐关闭，再热器出口压力应维持在1.5MPa。机组并网加负荷后，应严密监视汽机轴振，同时检查各轴承金属温度、凝汽器真空、高中低压缸胀差、轴向位移、汽缸金属温度变化及上下缸温差、低压缸排气温度、轴封压力、温度，润滑油、EH油、油温、油位、油压、应力裕度等 投入低加汽侧运行，并注意检查其运行正常，根据低加疏水箱水位投入低加疏水泵。(并列后及时投入低加汽侧，增加中、低压缸下部抽汽量，有利于减少上下缸壁温差，减小金属热应力。),高压缸切缸高压缸切缸就是高压缸开始进汽，高压缸由抽真空状态变为正常工作状态，由中缸控制切换为高缸控制。切缸条件：主汽温度满足。（主汽温度高压缸温度差在规定范围内，可以减少热冲击，减小热应力。）负荷大于10。负荷过低蒸汽流量小，鼓风摩擦损失产生的热量不能及时被带走，会造成高排金属温度升高，危及设备安全。变送器正常。最小冷却流量OK，旁路流量OK。（旁路流量DEH当前流量最小冷却流量）,如果由于测点故障或变送器等原因，高压缸不能自动切换，但高旁开度、流量等满足，主汽温度在切缸曲线范围内,“高缸允许”灯亮,可手动按下DEH主画面“阀门方式”内“高缸控制”按钮，进行高压缸手动切换。切缸时,检查高压主汽门缓慢开启,真空疏水门自动关闭,检查高压缸进入滑压上升状态，在23分钟内高压排汽超过1.5MPa，高排逆止门自由释放,高压缸自动投入运行，并注意高压缸排汽温度的变化.切缸时,高、低旁应在自动方式运行,切缸后,应注意高、低旁动作情况。切缸期间保持锅炉参数稳定。切缸结束后，升负荷至4050MW低负荷暖机30min，以稳定高压缸温度。,切缸注意事项切缸时锅炉负荷应保持稳定，如切缸时锅炉正在启磨升压过程中，则高调门开时，由于主汽压力还在上升，则高旁在切缸的时候可能不关，甚至还会随着主汽压力的上升而开大。这时应改变高旁压力的设定值。注意监视高排温度和高压胀差的变化，如高排温度上升趋势很快，可以通过升负荷来缓解，但要监视、控制好胀差，防止加负荷过快，胀差正值方向增长过快，超过规定值。为避免切缸后再热汽压低于1.0MPa，应由运行人员投入“中压缸限制”，投入中压缸限制后，如再热器压力低于1.0MPa，将自动关小中压调速汽门，维持再热器压力不低于1.0MPa,3.4 切缸结束至机组定温定压、带满负荷当高压内缸上法兰中壁金属温度（TE008）220时，对高压缸切缸后的暖缸结束，按“目标值”设定目标负荷70MW，“保持”灯亮，设定升负荷率为3MW/min，按下“进行”键，“保持”灯灭，“进行”灯亮，机组升负荷。当高压旁路完全关闭后，检查旁路转入跟随方式,显示“滑压运行”。在高旁未关闭时旁路按“定压模式”运行，维持主汽压力4.0MPa，视汽机金属壁温许可情况，机组以1.5/min速度升温。在高旁关闭后旁路转为“滑压模式”运行，机组以0.1MPa/min速度升压，以1.5/分速度升温。,当机组负荷20时检查汽机主、再热蒸汽管道疏水门关闭 检查汽机本体疏水阀及抽汽管道疏水阀自动关闭。投入高加汽侧运行，注意给水温度及给水流量的变化，高加投入正常后，关闭抽汽管道疏水门。检查低压缸喷水阀自动关闭，注意监视排汽温度。当三段抽汽压力大于0.2MPa时，将除氧器汽源由辅汽倒至三段抽汽供给,关闭辅汽联箱至除氧器电动门，除氧器滑压运行。,从30%升负荷至50%额定负荷：根据锅炉要求投运第二台给水泵 50%额定负荷至满负荷升负荷至270MW时:主汽压力17.4MPa，主汽温度540，再热汽温540。机组按“定压模式”运行以1.5MW/min速度手动方式提升负荷，当负荷升至285MW时，应稳定10分钟，再升至330MW，防止锅炉蓄热饱和后引起机组超负荷,机组升负荷过程中注意事项主、再热蒸汽温度变化率、升负荷率必须按照机组启动曲线执行，计算表明热应力大小与金属材料的物理性能和内外壁温差大小有关，因金属材料性能已定，所以运行时汽缸和法兰的热应力仅与温差有关，其值与温差成正比。而负荷增加过快会使加热过程更加剧烈，温差变得更大。高压调门进汽方式依据高压缸温度自动选择，当高压内缸上法兰中壁温度（TE008）270采用部分进汽（多阀控制）,反之则采用全周进汽（单阀控制），如果全周进汽时间达30分钟，且高压调门开度基准值大于60，手动切至部分进汽，即由单阀控制切换为多阀控制。检查汽轮机转子热应力、各金属温度变化率、汽缸上、下壁温差、汽缸内、外壁温差变化趋势正常。检查各缸差胀、轴向位移、汽机绝对膨胀、振动及轴承温度等参数在正常范围内。检查凝汽器真空、低压缸排汽温度在正常范围之内。检查各油温、风温、氢温、水温及各轴承进油压力，密封油压、氢压、油/氢差压等在正常范围内，且变化正常。,小结:汽轮机的启动过程就是将转子由静止或盘车状态加速至定转速并接带负荷直至正常运行的过程。汽轮机冷态启动时转子温度等于室温，而在满负荷时调节级处金属温度在500左右，温度相差极大，因此汽轮机的启动过程就是一个不稳定的加热过程。所谓合理启动就是寻求合理的加热方式，使启动过程中机组各部分的热应力、热变形、转子和汽缸的胀差以及振动等均能维持在允许范围内，尽快把机组的金属温度均匀的提高到工作温度，进入正常运行状态。,
