汽轮机极热态启动及控制分析

李达

摘要：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为400℃以上的启动，该环节对汽轮机会造成巨大冲击，如果操作不当，会产生较大的热应力，出现汽轮机动静摩擦，造成弯曲问题。基于此，本文重点探究汽轮机极热态启动和控制方法。

关键词：汽轮机；极热态启动；控制；跳闸

引言

某电厂采用了600MW超临界机组锅炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、固态排查、全钢架构。锅炉启动系统是内置式炉水循环泵启动系统。汽轮机是超临界、单轴、三缸、四排气、反动凝气式汽轮机，主要是采用了数字电液调节系统。除氧给谁系统配置了一台30%的额定电容电动水泵，两台50%而定容量汽动水泵，出口压力为31.9MPa，以上诸多条件为汽轮机极热态启动创造了条件。锅炉中配置了2台双室5电厂静电除尘器，一套石膏湿法脱硫装置和SCR脱硝装置，在空预器后和除尘器前布置了4台烟气冷却器。该600MW机组在使用过程中，发生了多次电气保护误动、掉焦灭火等问题，造成机组跳闸。

1、跳闸检测与启动前期工作

1.1电气侧

检测机电炉大联锁动作是否正确，发电机逆功率保护动作，厂用电切换是否正常，如果不正常要按照厂用电部分或全部失去处理，不可再进行极热态启动。在操作过程中需要从以下几点出发：通过内容确定主开关断开，包括CRT、NCS、就地CIS等；灭磁开关断开；就地将PSS推出；确认用电切换正常。

1.2锅炉侧

在此环节，需要确定油枪控制阀关，进回油跳闸关、炉膛没有火检。密封风机、一次风机、制粉系统跳闸。磨煤机冷热风隔绝门关闭，再热减温水电动隔离门、调节阀关闭。脱硝喷氨阀关闭。

1.3汽机侧

保证高中压主汽阀、调节阀关闭，降低汽轮机转速，高排逆止阀、抽汽电动阀关闭，高压通风阀开启，加测交流润滑油泵、备用密封油泵联锁是否能正常运转，如果不能则需要手动开启，启动一台顶轴油泵运行。判断主汽门是否关闭，将高中压调门的开度反馈控制在1%以下，关闭热控制负指令，否则会影响挂闸冲车。

2、极热态启动的危险因素与解决方法

2.1分离器水位调整

如果出现高负荷跳闸之后，分离器水位调整是非常困难的一点，这是因为此时主蒸汽压力高，仅凭给水泵无法将水打到指定位置。分离器水位长期位置高水位而不下降，面对此类问题需要尽快完成机组挂闸冲车，这样再热蒸汽就会恢复流动，慢慢的将气压降低。在降压过程中要重点观测分离器和储水箱水位变化，如果水位出现较大的波动，则表明分离器和储水箱内进水，并调节给水流量和循环泵出口流量，保证水位保持正常即可。

2.2主蒸汽压力调节

机组在高负荷跳闸后，蒸汽压力会快速上涨，甚至高于而定压力，这时安全阀就会启动。在正常运行情况下，高低旁路减压阀会加顶杆不能第一时间进行降压处理。所以可以采用PCV阀进行降压处理。为了保证降压的有效性，要从以下几点出发：

（1）在对机组进行维修过程中，要对PCV阀进行检查，及时处理所发现的问题，在传动时保证手动门的位置正确，PCV阀传动必须要精准、密封严，坚决不得带有缺陷投入使用。

（2）定期对PCV阀进行活动试验，确保PCV阀回路正常、可靠。遇到中压主汽门无法打开情况，主要的原因可能是中压主汽门流通截面较大，并在热蒸汽压力较高的情况下出现较大的压差。针对此类问题可以采用低压旁路控制，将热气压调整到0.2-0.3MPa，再采用撬杠撬动即可解决问题。同时要确保中压主汽门预起阀可以正常打开，降低主汽门前后气压差。针对主、再热蒸汽温度下降多的问题，在锅炉启动风烟系统后，如果无法快速进行极热态启动，在锅炉通风过程中会带走很多热量。这时可以采用锅炉吹扫后加入上层油枪。此外，为了防止蒸汽水导致过热器温度快速下降情况，需要调节水流量和炉水再循环泵流量，加强燃烧工作，从而降低分离水汽水位。

3、汽轮机极热态启动操作控制

3.1跳闸之后需要找出具体原因，并立即回复极热态启动，启动炉水循环泵建立流量，如果无法满足吹扫条件，需要采用热控制吹扫方法，待到吹扫工作结束之后，需要开启磨煤机出口门、冷热风门，并开启密封风机、一次风机。汽机挂闸后的转速会随之升高，这时再投入上层油枪，关闭燃烧器中心风门避免气温下降过快，投入油枪要和其他机组和控制辅助系统加强联动，稳定燃油压力要避免燃油母管压力过低。

3.2很多锅炉型号的油枪都是在煤粉燃烧器喷口内，在燃烧器、油枪温燃着火该层油枪投入前提下，尽量不要通风避免冷风机吹灭油枪。在检修期间，油枪投入后要启动相关的邻磨煤机，在地风量启动后将磨内存煤甩至渣箱中后排出，之后再启动给煤机，适当关闭磨出口门。在启动磨煤机时要时刻注意炉膛内的压力波动，

3.3汽轮机挂闸冲转过程中需要避开临界转速，挂闸前要及时开启中主门旁路门，并在DHE画面中显示为单阀，并切换到主汽门控制，挂闸后确定中压主汽门开位，在点击启动按钮后，高压调门就会全部打开，这时大机转速会稳定在2000PRPM和2600RPM，通过及时联系热控释放，并在声速过程中保证显示系统一直监视的汽轮机，冲转前联系热控确定振动保护正确启动，汽轮机在速稳定后停止顶轴油泵、高压密封备用油泵、交流润滑油泵等，并且薄润滑油压正常，瓦温度和会有温度正常，之后推出大机振动保护。发电机生涯并网要严格按照操作标准进行，不得忙中出错。

3.4高低旁不得开启，由于温度压力会逐渐升高，汽轮机组跳闸联开相关疏水门要第一时间关闭，减少泄露损耗。汽轮机提速到并网之后，如果锅炉热负荷无法跟上，气压下降速度过快，这就需要做好水位调节工作，保证过热器中不过水，这是因为小溢流电动门压力大于6MPA锁闭开，高低旁路不开的情况下，可以将湿态给水量和主汽流量作为参考，通常主汽流量要稍稍大于湿态给数量，并网后开调们涨负荷需要进行沟通，与燃料量、给水量相匹配。调节给水量过程中主要调节电泵勺管，上水旁路为主、循环门为辅，但要慢慢操作，决不可大幅操作。这样才能够保证水母管压力不会过高，不允许上水旁路们开度在30%以下时电泵再循环关闭。如果负荷量在150MW时，需要及时冲动小机带负荷，避免因为热负荷过高且给水量不足造成的受热面超温问题。气泵投入锅炉后需要专业人员进行操作。

3.5低压缸喷水调节阀通常会在汽轮机跳闸之后自动开启，但由于锅炉内部管路堵塞问题严重，自动跳闸偶尔会不动作，这就需要手动开启旁路阀门，避免排气温度急剧上升，需要第一时间开启通风阀门和减温水。需要时刻观察除氧器温度与压力，开启除氧器加热用汽电动门，避免造成除氧器振动，当然也可以打开除氧器循环泵。

3.6汽轮机组电火启动需要结合电泵实际运行状态，开启电泵加氨手动门，将凝结冰和水的酸碱值控制在9.1-9.6之间。正常投入绝缘子和灰斗加热器，电场循环周期需要设定在250s左右，落灰时间控制在20s，这样可以避免灰斗粘黏出现灰块。结合机组启动进程，在并网之前加入除尘整流后投入到脱硫系统中运行。在跳闸半小时内汇报调度，并网需要经过调度许可，通过电网网络发令系统再次确认。

3.7吹扫前需要接触保护系统，避免强制吹扫后导致MFT误动。等离子切换过程中，需要保证磨正常运转。启动极热态时，汽轮机挂闸要与锅炉锅炉点火时间一致，避免在挂闸后没有及时点火，这样容易造成汽温过造成汽轮机负差过大，如果遇到此类情况需要启动制粉系统，采用油枪处理，防止燃油对电除尘、脱硫吸收塔造成污染。

总之，在汽轮机组系统合理的条件下，极热态启动是可以良好实现的，需要在正式操作前做好风险把控工作，结合相关规定，保证蒸汽参数和汽轮机相匹配，避免出现事故。

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