18220MW汽轮机极热态启动过程分析及注意事项.doc

220MW汽轮机极热态启动过程分析及注意事项魏富云（兴泰发电有限责任公司）摘要：极热态启动是对汽轮机威胁最大的一种启动方式，启动过程汽缸金属将完成一次热应力的交变循环。如汽缸金属壁温差过大或操作不当，往往会引发汽轮机一些大的事故。以机组极热态启动为例，进行过程分析并阐述极热态启动注意事项。关键词：220MW汽轮机；极热态启动；分析；注意事项；改进措施汽轮机极热态启动是指汽轮机高压内缸上缸内壁金属温度大于400的启动，是对汽轮机威胁最大的一种启动方式，若汽缸壁温差大或操作不当，会产生较大的热应力，引起汽轮机动静摩擦，甚至会产生大轴弯曲。汽轮机启动方式按照汽轮机高压内缸上缸内壁金属温度划分为冷态启动(壁温<150)、温态启动(150300)、热态启动(300400)和极热态启动(壁温大于400)，河北兴泰发电有限责任公司集控运行规程(以下简称规程)规定：高压内缸内(外)壁上下缸温差大于35，或高压外缸或中压前缸内(外)壁上下缸温差大于50时，禁止汽轮机启动。该公司5号机为东方汽轮机厂生产的220 MW汽轮发电机组，1986年10月投入运行，1999年12月进行了DCS热控及DEH系统改造，同时进行了通流改造，现额定功率为220 MW。机组正常运行中发现，1号喷油试验阀阀杆自动顶起，2005-04-22进行低谷消缺，经查为1号喷油试验阀阀杆连接锁母松动，消除异常情况后，机组准备启动。1启动过程2005-04-23T03:10，5号炉点火，当时高压内缸内上壁温度为420，为极热态启动。提升参数过程中，当主蒸汽温度高于高压内缸内上壁温时，开启法兰、夹层加热联箱及分联箱疏水门，进行法兰、夹层联箱暖管。汽封高温备用汽管道疏水门开启，分门前暖管。04:20，高压外缸内壁上下温差突然由21增大至132，检查发现高压外缸内下壁温由390突然降至280，其它缸壁温度正常。就地检查夹层联箱进汽一、二道门均在关严位置，05:50,温差恢复正常(小于50)。机组挂闸暖管时盘车被顶掉，转速达到20 r/min，打闸，转子静止后，投入连续盘车，重新挂闸。05：55，具备冲车条件后，冲车，06:10定速。做喷油试验正常，06:20，5号汽轮发电机组与系统并网。2过程分析 (1) 运行规程规定：当主蒸汽温度高于高压内缸内上壁温时，检查汽封高温备用汽源进汽门及3个供汽分门在关闭位置，法兰、夹层加热联箱供汽门在关闭位置。开启联箱及分联箱疏水门，法兰、夹层联箱暖管。汽封高温备用汽管道疏水门开启，分门前暖管。暖管时应注意机组不应被冲动，在暖汽封及疏水倒至扩容器过程中，应设专人监视缸壁温度变化，监视各加热器水位，发现异常时及时采取措施处理。由于5号机夹层加热联箱疏水管与汽封高温备用汽源疏水管汇集到一根疏水总管后排至高压疏水扩容器，汽封高温备用汽源疏水反窜至夹层联箱，又因为上联箱进汽门漏流，导致疏水直接进入夹层，故而高压外缸内壁上下温差直线上升至132。现机组正常运行中夹层加热联箱温度为290左右，运行中适当开关活动夹层上联箱供汽门无效，仍然漏流。(2) 本次极热态启动过程中，疏水扩容器减温水门开度太小，当时疏水扩容器内温度为300左右，没有形成高度真空，致使疏水不畅，反串至夹层加热联箱，引起下缸温度降低，规程规定：机组温热态启动时，凝汽器真空40 kPa以上才可将机组疏水倒至疏水扩容器。倒换疏水前，应全开高压疏水扩容器减温水门，并根据汽轮机机前压力、扩容器压力等掌握适当的疏水门开度。运行值班员没有严格执行规程规定。(3) 机组挂闸暖管时，经短时间滞延，汽轮机转子被冲动，盘车自动掉闸。分析其原因主要是级旁路蒸汽调节阀开度小，再热汽压力较高(当时为2.0 MPa)，高排逆止门不严，级旁路后蒸汽从高压缸排汽反向进入高压缸内，汽轮机转子被冲动。规程规定：旁路系统投运时，应先投入级旁路，再投入级旁路，防止再热器超压。温热态启动过程中，注意调整，级旁路蒸汽调节阀的开度(级旁路蒸汽调节阀的开度要大于级旁路蒸汽调节阀的开度)，保持再热汽压力不大于0.4 MPa。旁路系统投运后，级旁路(蒸汽调节阀的开度应大于10%)后汽温达360时，稍开级旁路减温水门，维持该汽温在300360。级旁路后汽温达160时，开级旁路减温水门，防止，级旁路后超温。停运旁路系统前，应先关闭减温水门，按照先停级旁路再停级旁路的原则停运旁路系统。运行值班员没有严格执行规程，级旁路蒸汽调节阀的开度不匹配，致使再热汽压力升高。3极热态启动注意事项(1) 极热态启动凝汽器要保持较高真空，以便于各疏水顺利排放，按规程规定：疏水倒至扩容器前，全开疏水扩容器喷水减温水门。(2) 温热态启动提升参数过程中，旁路系统投运，应保持再热汽压力不大于0.4 MPa。冲车前用启动阀开启自动主汽门40 mm(全行程为80 mm)，暖管1015 min，期间再热汽压力不应超过0.2 MPa，防止高排逆止门不严，汽轮机转子被冲动。(3) 极热态启动，法兰、夹层联箱开启疏水预暖，并及时检查转子是否被冲动。此时汽缸温度很高，视具体情况可不投入法兰、夹层加热装置。规程规定投入加热装置的使用条件为：机组启动时，根据缸温、法兰温度及胀差等情况投入汽缸夹层及法兰加热装置，即高压外缸内外壁上、下温差或高压外缸内壁与高压内缸外壁温差在2040时，投入汽缸夹层加热装置；高压外缸内壁与法兰内壁温差达25，投入法兰加热。 根据汽缸温度，机组并网后迅速升至起始负荷点。高压内缸内上壁温420时，对应起始负荷点为150 MW左右。规程规定：负荷升至180 MW时，停用法兰、夹层加热装置。(4) 在DCS画面中做出汽缸温度和温差的变化趋势图并严密监视，发现异常情况立即进行原因分析，杜绝事态进一步扩大。4改进措施(1) 建议将夹层加热联箱疏水管与汽封高温备用汽源疏水管分离，并分别接至高压疏水扩容器内。(2) 本着应修必修、修必修好的原则，提高检修工艺，保证阀门的检修质量，为机组安全经济运行创造良好的条件。(3) 加强技术培训，提高运行值班员的业务素质。(4) 严格执行规程，加强关键过程中的跟踪、检查，使值班员养成自觉遵章守制的良好工作习惯。参考文献：1 河北兴泰发电有限责任公司220MW机组集控运行规程2 20万千瓦汽轮机的结构和运行3 东方汽轮机厂产品说明书4 河北兴泰发电有限责任公司汽机系统图