（江西省火电建设公司 江西南昌 330001）
摘要：国产135MW汽轮机极热态启动时易出现汽轮机轴振、瓦振偏大的问题。本文针对国产135MW在国外调试过程中，极热态启动的有关问题与关键参数进行分析和说明。
关键词：极热态启动；振动；膨胀与胀差；
1 机组简介
1.1 三大主机类型
印尼KABAN AGUNG燃煤电厂一期2×135MW机组，印尼方投资建设，中方技术人员负责安装、调试与试运行。本工程汽轮机是南京汽轮机厂制造的N135-13.24/535/535.型中间再热凝汽式汽轮机；锅炉是HX446/13.7-Ⅱ1型，一次中间再热超高压自然循环汽包炉；发电机是QFa-135-2型，空气冷却机组。
1.2 汽轮机相关参数
机组启动前，根据机组所处状态，选择启动方式。汽轮机启动方式是发汽轮机启动前高压内缸上半调节级处内壁金属温度来定的，具体如：
冷态启动：≤ 150℃； 温态启动：150℃~~300℃；
热态启动：≤ 300℃~~400℃； 极热态启动：≥400℃。
轴系临界转速（计算值）
1728r/min (高中压转子一阶) ； 2221r/min (低压转子一阶) 。
汽轮机值振动保护跳闸值：
轴承振254μm； 轴瓦振动80μm（正常值≤30μm）。
汽轮机胀差保护跳闸值：
高压缸-3.2mm/+6.2mm； 低压缸-3.5mm/+8.5mm。
汽轮机分高中压缸和低压缸，绝对膨胀两个测点安装和高压缸胀差一个测点安装1号轴承箱里，低压缸胀差一个测点安装在3号轴承箱里。
2 汽轮机极热态启动的常见问题
2.1 蒸汽参数方面受限
为避免极热态对转子和汽缸产生冷却作用和避免蒸汽进入汽缸后带水产生水冲击，汽轮机极热态启动时要求主蒸汽温度必须高于汽缸最高金属壁温50℃，蒸汽过热度不小于56℃。由于汽轮机在高负荷下快速减负荷停机后汽缸温度较高，对进入汽轮机的蒸汽温度要求较高。对于锅炉的燃烧提出了要求，锅炉要保证高温度、低压力的极热态冲转参数，补水量与蒸发排汽量就出现矛盾。
2.2 极热态冲转过程中振动与胀差超限
在热态冲转过程中，主蒸汽经过调节汽门产生节流损失，再经调节级喷嘴膨胀后造成焓降，致使调节级后蒸汽温度较低，就会冷却汽缸和转子，由于转子冷却快于汽缸，负胀差增大，使通流部分轴向间隙消失，造成动静失衡，机组振动增大。汽轮机振动过大，达到或超过振动跳闸保护值，造成机组无法正常启动。
在本工程两台机组的热态与极热态冲转过程中，都出现机组振动过大，有时超过跳闸保护值。
机组极热态启动前抽真空过程与冲转过程中，蒸汽对汽缸与转子的加热参数不匹配，造成汽缸与转子膨胀不同步，会出现负胀差超限值。
3 机组极热态启动试验
3.1 机组停机4小时后极热态启动
2号机组带负荷试运期间， 2016年3月27日，17:46负荷50MW，机组停机，高压内缸上半调节级处内壁金属温度430℃。汽轮机达到0转速时，投入盘车，同时降低凝汽器真空至-73.1Kpa，投入高、低旁路运行。造成机组停机的原因是5号轴瓦振动和轴振信号受到干扰，突然增大。
3.2 冲转参数
主蒸汽压力：4.5Mpa；主蒸汽温度：500℃；
再热蒸汽压力：0.71 Mpa；再热蒸汽温度：477℃；
高压内缸上半调节级处内壁金属温度401℃；凝汽器真空为-73.2kpa；
汽机主轴挠度为：0.036mm。
3.3 冲转过程
3月27日，21:30汽轮机挂闸，对高压主汽阀门和中压主汽阀门进行暧管，暖管至调节阀门前。
21:40汽轮机冲转。0rpm至500rpm，保持200rpm/m的升速率。在500rpm时，检查无异常，不做停留。500rpm至3000rpm，设定250rpm/m的升速率。在机组冲转过程，在临界区汽轮机振动一切正常。
21:54定速3000rpm。
汽轮机膨胀与胀差：绝对膨胀13.08mm/12.86mm，高压缸胀差3.03mm，低压缸胀差4.66mm
22:30机组振3瓦瓦振有变大趋势，负荷30MW
汽轮机膨胀与胀差：绝对膨胀16.24mm/16.03mm，高压缸胀差3.12mm，低压缸胀差6.19mm。
机组正常运行，负荷135MW时参数：
汽轮机膨胀与胀差：绝对膨胀17.28mm/17.11mm，高压缸胀差1.85mm，低压缸胀差6.75mm
3.4极热态启动前后蒸汽温度的变化曲线（如图1）
4 极热态启动的技术总结
4.1 机组补水系统技改措施
根据机组几次极热态启动的情况，为满足汽轮机的极热态冲转参数，锅炉投入下层四只枪和A层磨煤机。机组升温过程中，高、低旁基本全开，同时锅炉对空排汽阀微开，控制主蒸汽升压速度，尽量控制在低值。由于锅炉投入一定燃料，蒸发量大，排汽浪费水量大于凝补水泵的额定出力（20t/h）。在机组试运前期，由于补水量不足而造成机组热态、极热态启动中断。
根据试运情况，经分析总结，为保证事故状态下的大流量供水需求，对凝补水系统进行改造，在补水泵处增加旁路管道，改由除盐水泵直接供水。经多次启动，此改造可以满足机组极热状态下的启动。
4.2 保障机组极热态启动的技术参数与措施
4.2.1机组冲转前应具备的条件
a. 机组从停机至再次启动，保持连续盘车状态；
b. 汽机的主轴挠度小于0.04mm，并且在相同位置不超过原始值0.03mm；
c. 高中压外缸和高压内缸内、外壁温差均小于50℃，高压内缸外壁上、下半温差小于35℃，高中压外缸壁上、下半温差小于50℃；
d. 低压缸排汽温度控在≤80℃；
e. 高压缸胀控制在：+6mm至-3mm；
f. 低压缸胀控制在：+7mm至-6mm；
g. 启动前尽可能提高主蒸汽及再热蒸汽的温度，最低应大于汽缸最高金属温度50℃。
4.2.2 控制机组振动与胀差的技术措施
a. 锅炉在汽机冲转前，控制好汽包水位，开大向空排汽，尽可能把主、再压力降低，以增加进入汽轮机的蒸汽过热度，保证对机组的加热；
b. 在极热态下为提高再热蒸汽温度，除加大热段管的疏水外，合理安排锅炉的运行方式也很重要。为迅速完成蒸汽升温，及时投入煤粉，同时调整过热与再热管道侧烟风挡板开度，保证蒸汽同时升高。汽机侧，高、低旁开大，适当开启主蒸汽与再热蒸汽疏水阀，加变蒸汽温度传导至机侧；
c. 汽轮机的凝汽器真空在停机（跳机）后至并网，保持低值（如-72Kpa），两台机组启动过程中，确认在极热态与热态启动过程中，降低凝汽器真空度，加大汽轮机进汽量可以很好的控冲转过程中的振动；
d. 极热态或热态启动过程中，在升速和加负荷阶段，应严格监视并控制好汽轮机的振动，若在低速或中速进程中，机组突然发生剧烈振动，这时应打闸，重新监测转子主轴挠度和找出振动的原因，决不允许用降速暖机办法来消除振动；
e. 汽轮机定速3000rpm后，尽快并网，间隔时间越短越好。在汽轮机冲转前，与电网调度联系沟通好并网事宜，同时电气人员在冲转前做并网前的相关枪，确保定速后尽快并网；
f. 机组并网后，合理控制好升温升压速率。在升负荷初期，出现汽轮机振动增大趋势，可根据汽缸膨胀与胀差情况，减缓升负荷的速度，同时锅炉侧控制好蒸汽压力与温度参数，不可出现压力、温度参数大幅度变化。
5 结束语
从印尼KEBAN AGUNG燃煤发电厂两台机组的试运情况分析与实践，找到解决机组极热态与热态启动过程中出现问题的解决办法。只要在极热态或热态冲转前选择好参数、采取相应的措施，并在升负荷过程控制好升温升压率，就可以很好的控制机组的振动与胀差不超限值，确保机组顺利的启动。本文所进行的汽轮机极热态启动的实践与总结，可对同类型机组借鉴。
参考文献
[1]汽轮机启动调试导则 DL/T 863-2004.
[2]南京汽轮机厂汽机启动运行说明书，Z709.05/01 版本A.
[3]黄润泽 李强；国产200MW汽轮机组极热态启动实践；《华北电力技术》；1998.
论文作者:张书启,张帆
论文发表刊物:《电力设备》2016年第10期
论文发表时间:2016/7/24
标签：汽轮机论文; 机组论文; 蒸汽论文; 温度论文; 汽缸论文; 高压论文; 转子论文; 《电力设备》2016年第10期论文;