60万汽轮机启动Word格式文档下载.docx
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状态名称
冷态启动
温态启动
150-350
热态启动
极热态启动
温度值<c)
V150
150〜280
280〜400
350<
400)〜450
>
450
2•根据汽轮机启动过程中主蒸汽参数变化的特点分类
根据启动过程中汽轮机主蒸汽门前的新蒸汽参数的变化特点,汽轮机的启动过程可分为额定参数启动和滑参数启动两种。
<
1)额定参数启动。
汽轮机冲转蒸汽参数为额定值,且在整个启动过程中蒸汽参数保持不变。
额定参数启动方式因为冲转时蒸汽压力和温度值都相当高,容易造成蒸汽与金属部件之间大的温差,为了控制由温差而引起的较大的热应力,应将蒸汽的流量控制在较小的数值,但是这样仍无法避免产生较大的热应力和热变形。
另外,因为在这种启动方式中,汽轮机和锅炉是单独启动的,从而延长了机组的启动时间,增大了燃料损耗,降低了电厂的经济性。
单元制机组不宜采用这种启动方式。
2)滑参数启动。
根据启动前汽轮机的金属温度来确定冲转时的蒸汽参数,而在整个启动带负荷过程中使主蒸汽门前的蒸汽参数随负荷的升高而滑升。
滑参数启动是根据启动前汽轮机的最高金属温度来确定冲转时的蒸汽参数,因为冲转时蒸汽温度与进汽部分金属温度之间差值小,故可相应减小热冲击造成的热应力值。
在汽轮机冲转升速过程中,可先采用较低温度的蒸汽进行暖管、暖机,暖管、暖机的过程与锅炉的升温升压过程可同时进行。
同时机、炉启动过程相互重叠,可以缩短机组的启动时间,减少启动过程中的能量损失。
但只有按单元制设计或可切换为单元制的机组才有可能采用滑参数启动方式。
因为滑参数启动比额定参数启动有明显的优势,因此目前大容量机组普遍采用这种启动方式。
汽轮机滑参数启动根据具体的启动过程的不同,又可分为压力法滑参数启动和真空法滑参数启动两种方式。
1)压力法启动。
汽轮机冲转前,主汽门前蒸汽已经具有一定的压力和温度,通过汽轮机的调节汽门控制进汽量来进行冲转和升速,在冲转、升速、并网、带少量负荷过程中,蒸汽压力值一直保持不变,而蒸汽温度则按规律升高。
在机组带初始负荷后,再通过加强锅炉燃烧来提高主蒸汽参数,同时增加机组负荷至满负荷。
压力法启动,可对汽轮机升速过程、蒸汽湿度进行较好的控制,易便于维持锅炉在低负荷下的稳定运行,因此大多数高参数、大容量汽轮发电机组都采用压力法滑参数启动。
2)真空法启动。
汽轮机冲转前,从锅炉汽包到汽轮机的蒸汽管道上的所有阀门全部开启,凝汽器抽真空,锅炉点火暖管。
当产生蒸汽的能量可冲动汽轮机转子时,汽轮机自动冲转,依靠锅炉的热负荷控制机组升速、并网、带负荷。
因为真空法启动冲转前,其真空系统一直扩展到锅炉汽包,抽真空较为困难,且冲转后转速难以控制。
若锅炉控制不当时,还容易造成水冲击,故实际运行中难以采用。
目前真空法滑参数启动很少采用。
本机组为超临界中间再热式机组,采用单元制的热力系统,故可采用滑参数启动方式。
3.根据汽轮机启动冲转时的进汽方式分类对于中间再热式汽轮机,根据启动最初进汽的通路可分为高、中压缸同时进汽冲转和中压缸进汽冲转,后者也称为中压缸启动。
1)高、中压缸同时冲转启动。
机组启动冲转时,主蒸汽进入高压缸、再热蒸汽进入中压缸冲动转子。
这种启动方式操作比较简单,对高中压合缸的机组,利于使分缸处均匀加热,以减小热应力,同时可以缩短启动时间。
2)中压缸冲转启动。
机组启动冲转时高压缸不进汽,处于暖缸状态,而主蒸汽经过高压旁路管道进入再热器,当再热蒸汽参数达到机组冲转要求的数值后,打开中压主汽门和调节阀进汽冲转,当转速升至2300〜2500r/min或机组并网带一定负荷后,再切换为
高、中压缸同时进汽,使高压缸也进汽作功。
这种启动方式要求启动参数的选择要合理,以避免高压缸开始进汽时产生较大的热冲击。
中压缸启动方式可使再热蒸汽参数达到要求,解决了汽轮机启动冲转时主蒸汽、再热蒸汽温度与高、中压缸金属温度难以匹配的问题,可以较安全的启动汽轮机。
同时中压缸启动方式具有降低高中压转子的寿命损耗,改善汽缸热膨胀和缩短启动时间等优点。
4.按控制进汽流量的阀门分类汽轮机冲转时,可以使用调速汽阀、自动主汽门或电动主汽阀,也可以使用它们的旁路阀来控制进入汽轮机的蒸汽量,因此又可以分为:
1)用调速汽阀启动。
自动主汽门或电动主汽阀全部开启,由依次开启的调速汽阀控制进入汽轮机的流量蒸汽。
这种控制方法易于控制流量,但是会使汽轮机前部进汽只局限于较小的弧段,使该部分的加热不均匀。
2)用自动主汽门或电动主汽阀启动。
启动前调速汽门全开,由自动主汽门或电动主汽阀控制进入汽轮机的流量蒸汽。
这种方式的优点是全周进汽,汽轮机加热均匀,缺点是主汽门或电动主汽阀易磨损,造成关闭不严密的后果,从而降低了主汽门这一保护装置的可靠性。
3)用自动主汽门或电动主汽阀的旁路门启动。
用这种方式启动时,在启动前调速汽门全开,而用自动主汽门或电动主汽阀的旁路门控制进入汽轮机的流量蒸汽。
因为阀门较小,便于控制汽轮机的升温速度和汽缸的加热。
在整个升速过程中,汽轮机全周进汽,受热比较均匀,这对汽缸壁较厚的高压以上的机组是十分有利的。
2、汽轮机启动概述
2.1启动过程的主要阶段按机组启动过程中所具有的不同特点,可将汽轮机启动过程分为以下几个主要阶段:
<
1)启动前的准备阶段。
为机组启动准备相应的条件,主要包括设备、系统和仪表的检查及实验;
辅助设备、系统的检查和启动;
油系统的检查和实验;
调节保护系统校验;
汽源准备等工作。
2)冲转升速阶段。
在确保机组安全的条件下,当冲转条件满足后,汽轮机进汽冲转,将转子由静止状态逐步升速到额定转速的过程。
3)定速并网阶段。
准备并网条件,当并网条件具备后将发电机并入电网。
当转速稳定在同步转速,经全面检查确认设备运转正常且具备并网条件后,即可将发电机并入电网。
并网后机组即带上初始负荷,以防止出现发电机逆功率运行工况。
4)带负荷阶段。
在机组并网后,将机组的输出电功率逐渐增加至额定值,并逐渐进入到稳定运行阶段。
根据汽轮机启动过程中每个阶段具有的不同特点,应遵循不同的规定和采取相应的操作,同时要兼顾到不同启动阶段应注意的问题,保证汽轮机启动过程中的安全性和经济性。
2.2汽轮机禁止启动条件:
(1)危急保安器动作不正常,高、中压自动主汽门、调速汽门,抽汽逆止门卡涩或关不
严密。
(2)调速系统不能维持汽轮机空负荷运行或机组甩负荷后不能维持转速在危急保安器动
作转速以下。
(3)大轴晃动度偏离原始值0.02mm(注:
#1机原始值0.02mm机原始值0.085mm>
(4)汽轮发电机组动静部件间有明显金属摩擦声。
(5)高压外缸调节级区域和中压缸上下壁温差大于50C,高压内缸调节级区域上下壁温
差大于35C。
(6)主油箱油质不合格或油位在最低油位以下。
(7)盘车装置不能正常投入。
(8)辅助油泵、顶轴油泵、密封油泵工作不正常。
(9)汽轮机各主要系统泄漏严重、无法隔离或保温不完整。
(10)主要表计及保护装置失灵,汽轮机保护电源及信号消失。
(主要表计如:
轴向位
移、转速表、相对膨胀表、汽缸金属温度表、轴承及推力瓦块温度计、真空表、主
蒸汽及再热蒸汽温度表和压力表、调速油压表、润滑油压表、主油箱油位计等。
>
(11)调速系统卡涩,晃动不能消除。
(12)发电机气密性实验不合格或漏氢量大于规定值。
4.禁止机组启动的规定
在以下情况下禁止机组启动:
1)机组DCS系统不正常,影响机组操作。
2)汽轮机DEH系统工作不正常,影响机组启停及正常运行。
3)机组各系统和设备主要监视仪表不齐全,不能投入。
4)机组主要跳闸条件有超限趋势或超限。
5)主要辅助设备故障或联锁实验不合格。
6)汽轮机主要仪表失灵或指示不准,且无其它监视手段。
7)机组控制电源不正常,仪用气源不正常。
8)发电机氢气纯度不合格。
9)发电机定子水系统异常或水质不合格。
10)EH油、润滑油、密封油、顶轴油系统故障。
11)汽机油质、油箱油位、油温不合格。
12)汽轮机旁路系统不能正常投入。
13)汽轮机高、中、低压胀差超过规定值。
14)汽轮机转子偏心度偏离原始值0.05mm以上。
15)汽机高中压主汽门、调门、高压缸排汽逆止门、抽汽逆止门卡涩或关不严。
16)汽轮机调速系统工作不正常。
17)盘车时机组动、静部分有明显的金属摩擦撞击声,或盘车不能正常投入。
18)高压缸、中压缸或低压缸上、下温差达42C。
2.3关于启动操作的规定
(1)大修后的启动及设备经过重大改进后的启动应由总项目师(或其指定专人>
主持。
(2)小修后的启动应由专业主任(或其指定专人>
3冷态滑参数启动
汽轮机滑参数启动可以降低汽轮机进汽与其金属零部件之间的温差,减小由温差引起的热应力,从而可减少启动过程对机组使用寿命的影响,同时还可缩短机组的启动时间。
机组启动时锅炉与汽轮机协同启动,机、炉的启动操作密切地联系在一起,因此中间再热机组启动大都采用滑参数启动方式。
汽轮机冷态滑参数启动涉及汽轮机启动的全部操作程序,包括启动前的准备工作、汽
机组并网带负荷
2000rpm暖机150min2900rpm进行阀门切换
必须给予足够的重视,必须按规程要求进行仔细检查,严格按启动程序进行操作和实验。
在准备工作中有一些操作程序必须严格按顺序进行,同时准备工作阶段的能耗应想办法尽量减少。
这就要求合理安排各项准备工作的顺序,缩短准备工作的持续时间,减少彼此间的等待。
为此要确定每一步操作从按动按钮到参数达到要求的时间,利用网络技术排出每一步操作与时间的关系,求得最优化操作的程序。
图2为启动前的准备工作流程图。
1.设备、系统、仪表检查
机组启动前,首先要对设备、系统和测量仪表进行全面的检查和实验。
各主、辅机设备及系统检修维护工作结束,设备完好,主、辅机设备联锁、保护实验已完成并合格,检修后的辅机已分部试运正常。
各电动阀门、气动阀门已调试完毕,开关方向正确。
集控室和就地各控制盘、柜完整,各种指示记录仪表、报警装置、操作、控制开关完整正常。
各种有关的操作电源、控制电源、仪表电源等均应送上且正常。
所有就地测量装置一、二次门开启,表计指示正确。
实验热工信号装置良好,保护装置和自动调整装置良好,调节装置调试完毕,设定值正确并投入自动。
各控制、监视系统投入正常,CRT上各参数指示正确。
汽轮机高中压主汽门、调门及其控制执行机构正常。
电气工作结束后,拆除有关短接线、接地线及其它安全措施。
检查有关—、二次设备回路符合启动要求。
发变组保护及同
期装置投用符合运行要求,且均处于复归状态。
发变组出口刀闸应在断开位置。
2.启动前进行的实验机组启动前应对凝结水系统、油系统、循环水冷却系统、发电机冷却水系统进行通水<
油),检查管道系统及容器设备应无泄漏。
对凝结水泵、射水泵、水冷泵、疏水泵等辅机进行电气互为联动及低压水<
油)压联动实验。
进行各油泵及低油压联动实验<
包括低油
压盘车装置自动停用及顶轴油泵拒动联锁实验)。
进行调速系统静态实验和各种保护实验。
汽轮机每次检修<
小修、中修、大修)后,必须进行润滑油交、直流油泵与氢密封油泵自启动实验;
在控制室操作盘上或就地进行汽机脱扣实验;
在就地进行EH油泵的自启动实验;
在CRT上进行汽机保护系统的通道实验。
这些实验可在汽轮机复置后进行。
3.辅助设备及相应系统的启动机组启动前,检查凝结水及补水系统、给水系统、循环水系统正常。
给水泵及油系统检查正常。
加热器系统、汽机疏水系统检查正常。
真空及轴封系统检查正常。
主机本体系统检查正常。
发电机定冷水系统检查正常。
发电机密封油系统检查正常。
机组厂用电系统已按正常方式投运。
机组辅汽系统已投运。
启动下列辅助设备及相应系统:
1)启动循环水系统。
2)启动开式和闭式冷却水系统,
3)启动汽轮机润滑油、密封油系统。
4)启动主机盘车系统。
对盘车时间的规定如下:
机组冷态启动前必须保证连续盘车4h;
机组温态、热态启动
前在连续盘车状态时,如中间因故停止盘车超过2h,需重新连续盘车4h。
5)建立凝汽器的水循环。
6)启动轴封系统。
7)发电机进行氢置换,投入发电机定子冷却水系统。
8)除氧器冲洗合格后,将除氧器水位加至2760mm。
9)系统抽真空。
开启汽轮机本体、高压自动主汽阀、调节阀、中压自动主汽阀、中压导汽管、主蒸汽管道、再热蒸汽管道和所有抽汽管道疏水门,小机本体疏水阀组。
关闭凝汽器真空破坏门。
启动小汽轮机顶轴油泵,小机盘车系统。
确认主机盘车运行后,投入辅汽供主、小机
轴封蒸汽系统,开启小机排汽蝶阀。
依次启动真空泵对系统进行抽真空。
凝汽器真空建立后,开启汽轮机本体上所有的疏水阀<
包括主汽阀、调节阀、再热主汽阀、主汽管、再热主汽管和所有抽汽管道上的疏水阀)。
保持阀门开启直到汽轮机带约20%负荷时关闭。
10)启动汽轮机EH油系统。
11)旁路系统检查。
二、汽轮机冲转升速1.汽轮机进汽冲转的条件<
1)汽、水品质合格。
汽机冲转前蒸汽品质必须满足表8-3的规定。
2)蒸汽参数已达到相应启动状态的规定值。
3)主汽门前蒸汽温度应具有20C以上的过热度。
4)高、中压缸上、下缸温差小于42C。
5)高旁开度在60%左右,高旁开度大于65%和小于55%时要适当降低或提升燃油压力。
6)汽机润滑油、EH油系统运行正常,润滑油压大于0.28MPa,润滑油温为30C,
EH油压为14MPa。
7)汽机各辅机系统处于正常运行状态。
8)汽机轴封汽源切至辅助蒸汽,高压缸启动排放阀开启。
9)启动前汽轮机各项实验合格,全部联锁脱扣保护校验正常。
10)汽机盘车正常,各瓦顶轴油压变化不大。
11)汽机重要参数显示均正确及正常。
12)凝汽器压力v5kPa,发电机氢纯度必须大于99%,并且氢压在0.36〜0.40MPa。
13)氢冷器氢温调节阀在自动位置,氢冷器进水门已开足。
14)汽机轴向位移小于±
0.4mm。
15)汽机偏心表读数必须小于0.075mm。
1.1.1.1冷态启动冲转条件:
(1)主蒸汽压力1.8〜2.OMpa温度260〜280C;
再热蒸汽温度接近主蒸汽温度,蒸汽过热度不低于50Co
(2)凝汽器真空-60〜67KPa。
(3)调速油压在1.960±
0.098Mpa,轴承润滑油压0.098±
0.0196Mpa。
(4)主冷油器出口油温在40〜45Co
⑸发电机内冷水压不高于0.2Mpa,空侧密封油压比氢压高0.049Mpa,密封油系统正
常。
(6)大轴晃度不偏离原始值0.02mmo
(7)高压内缸调节级区域上下温差小于351温差,高压外缸、中压缸上下小于50C
(8)汽缸金属温差、胀差、轴向位移在正常范围内。
(9)汽机各保护实验正常。
2.汽轮机进汽冲转蒸汽参数的确定
冲转蒸汽参数的选择,主要应考虑汽轮机各部件的热应力。
因为热应力是制约机组启动速度的关键因素,只有合理地控制热应力值,才能减少部件的疲劳损伤。
为了避免冲转时汽轮机各部件被蒸汽冷却,产生交变热应力导致疲劳损伤的产生,应保证冲转时蒸汽温度高于金属最高温度,即高于高压缸调节级汽室和中压缸进汽室的温度50C以上;
为了避
免进入汽轮机的蒸汽在金属表面凝结为水,应保证冲转蒸汽的过热度大于50C;
因为锅炉
调节不灵敏,为了避免在冲转升速及并网过程中因蒸汽参数波动而造成转子转速波动,则要求冲转蒸汽压力的确定,应能保证在调节阀全开时机组能并入电网,并带初始负荷运行。
汽轮机启动时转子的温度往往是任意值,一般需要运行人员根据汽轮机转子当时的温度来决定合适的冲转蒸汽温度。
启动前机组金属最高温度不同,所要求的初始负荷也不同,所采用的冲转蒸汽参数也不同。
冷态启动要求的冲转蒸汽参数较低,而热态启动时因为汽缸和转子的金属温度较高,故其冲转时要求的蒸汽参数也较高。
一般情况下汽轮机金属最高温度愈高,则要求的冲转蒸汽参数愈高。
启机时,为了保持冲动级金属和蒸汽温度一致,建议按如下方法选择主汽阀的蒸汽参数:
1)冷态启动时,选择低压蒸汽,并且温度不超过430C。
选择冷态启动方式,主汽
阀的蒸汽过热度不低于56C;
2)热启动时蒸汽应处于低压高温状态,以使蒸汽通过进汽阀时节流产生的温度损失最小。
本机组冷态冲转蒸汽参数如下:
主蒸汽压力为8.92MPa,主蒸汽温度为360C,再热
蒸汽压力为1MPa,再热蒸汽温度为320Co
3.汽轮机进汽冲转
当蒸汽入口最低压力达5MPa<
g),最高温度不超过430C,且过热度达56C,真空
度达到最高时,可适当开启主汽阀,使转子冲转升速。
1)汽机启动方式选择为汽机自动启动<
TV)控制方式。
2)汽机冲转转速设定为400—500rpm,转速升速率为150rpm/min。
3)汽机进汽冲转。
检查高压主汽门、中压调门A/B开启。
4)汽机冲动,检查主机盘车脱开。
5)转速至400rpm时,用控制室内的超速跳闸按钮或前箱的手动跳闸杆打跳汽轮机,检查高、中压自动主汽门和调门关闭,汽轮机转速下降,就地检查汽轮机内部和轴封处有无金属摩擦声。
6)汽机摩擦检查结束,机组重新挂闸,观察高压调节阀、再热主汽阀、中压调节阀自由开启。
通过DEH控制使主汽阀处于“关闭”位置。
稍稍开启每个主汽阀使汽轮机继续在大约400rpm旋转。
7)由DEH系统控制主汽阀,汽机启动方式选择为汽机自动启动<
TV)控制方式,冲
车转速设定为2000rpm,转速升速率为150rpm/min。
8)转速至2000rpm时,暖机150min。
检查汽机调节级压力正常。
检查汽机振动、轴承温度、轴向位移、差胀正常。
检查汽机高、中压缸热应力正常。
检查主汽和再热汽温度达到按汽机启动曲线规定要求。
汽机暖机结束。
9)检查完毕无异常,将汽轮机冲转转速设定为3000rpm,转速升速率150rpm/min。
汽机转速至3000rpm时,检查主机润滑油压正常,保持转速稳定,发电机准备进行并列。
定速后全面检查机组运行情况,确认各部正常后进行远方打闸实验,由集控室按停机按钮,检查自动主汽门、调速汽门及高排逆止门应关闭,机组转速应下降,正常后立即重新挂闸,恢复3000rpm运行。
冲转升速过程结束后,记录冲转升速时间。
汽轮机的升速暖机过程如图8-4所示。
4.汽轮机升速过程中的注意事项
冲转过程中注意汽轮机轴振不超过0.075mm;
汽轮机轴承供油压力为0.095-
0.105MPa;
轴承温度不超过80C;
轴向位移不超过土0.9mm;
高中压缸差胀不超过+10.3
或—4.0mm;
汽轮机热应力不超过要求值;
调节级温升率不超过165C/h;
低缸排汽温度不
超过80C,当上述参数超过极限值应立即打闸停机。
为避免汽轮机发生共振,不应在下列临界转速范围内进行定速停留:
700〜900rpm,
1300〜1700rpm,2100〜2300rpm,2650〜2850rpm。
三、汽轮机同步并网及带负荷
1.发电机并网
汽轮机转速达到额定转速<
3000r/min)后,当发电机各项保护已经投入,并具备条件时,应及时将发电机并入电网:
1)发电机已投励磁,主变压器输出端电压与电网电压相等;
2)电压相位与电网电压相位对应相同;
3)电压频率与电网电压频率相等。
并网条件满足后机组可以并网,通知运行人员允许机组并网。
机组并网,检查发电机
自动带上5%的初负荷,保持5%负荷足够长时间以使进汽温度稳定。
按机组冷态启动曲线进行主、再热蒸汽温度的升温过程,此过程中主蒸汽温度的温升速率应尽量稳定,并不得超过83C/h。
汽机暖机30min。
2.升负荷至额定负荷
设定机组负荷140MW,设定机组升负荷速率为3MW/min
1)机组升负荷检查汽轮机本体、主蒸汽管道、再热蒸汽管道、抽汽管道自动疏水在无水后自动关闭。
2)启动汽动给水泵
3)高加投入
4)进行辅助蒸汽系统切换。
5)机组协调控制方式投入,加负荷至600MW4.升负荷过程中的注意事项
机组升负荷过程中应注意监视胀差、汽温、温升、温差的变化,轴向位移值、振动值应在允许的范围内,同时应注意倾听机组声音正常。
当启动中因故障停机时,应立即停用汽缸加热装置。
启动过程中还应严
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