摘要：目前大容量高参数的单元制火力发电机组已经很多了。缩短大型单元机组的启动时间，提高启动的经济性，已经成为了火力发电行业的课题之一。采用盘车预暖机，提高汽轮机转子和汽缸的温度水平就是缩短单元制机组启动时间这一课题的一种研究方向。本文根据我厂机组特点，具体化了采用辅助蒸汽进行盘车预暖机这一方法，分析了这一方法的优缺点，最后也提出了不改造系统进行盘车预暖的想法，希望能为相关人员提供思路，以便在实践当中采取切实可行方案。
关键词：单元制；启动时间；盘车；预暖机
引言：单元制火力发电机组是指由一台锅炉、一台汽轮机和一台发电机及其附属系统组成的发电单元，是相对于母管制而言的——比如三台锅炉两台汽轮发电机组。单元制机组的启动时间是从锅炉点火到机组带30%负荷的这段时间。这里的盘车指的是汽轮发电机在盘车装置的带动下，连续运行的状态。预暖机是说将高于汽轮机金属温度的蒸汽在汽轮机冲转前通入汽轮机，使汽轮机金属温度升高的过程。
1.盘车暖机的必要性
以我厂汽轮机资料为例：根据汽轮机冷态启动曲线显示：从冲车到带30%负荷用时280分钟。根据温态启动曲线显示：从冲车到带30%负荷用时180分钟。其不同汽轮机厂生产的大型汽轮机组启动曲线显示结果与我厂虽有不同，但是数据相差不大。
我们都知道，区分汽轮机启动前的状态是冷态还是温态，是以当时的汽缸的最高点的温度值T（我厂这一温度为汽轮机进汽蜗壳温度），与汽轮机生产厂家给出的标准相对比而判断出来的。以我厂汽轮机生产厂家标准举例：
汽轮机进汽蜗壳温度T≤140℃为冷态
140℃＜汽轮机进汽蜗壳温度T≤400℃ 为温态
即当汽轮机冲车前进汽蜗壳温度小于等于140℃时为冷态启动，进汽蜗壳温度大于140℃且小于等于400℃时为温态启动。也就是说，在冲车前，我们以有效的方法，将进汽蜗壳温度从140℃以下加热到140℃以上，就可以将冷态启动转变为温态启动，从而缩短启动时间。如果将进汽蜗壳温度提高到400℃以上就是热态启动了，但是从冷态加热到热态需要热量大，加热时间长，还需要探索。另外要说明的是，将处于冷态的汽轮机进汽蜗壳温度加热到140℃以上，绝不是仅仅是将进汽蜗壳温度测点这一处温度提高，而是要把汽轮机整体温度提高，是使汽轮机进汽蜗壳、汽缸和转子的温度在汽轮机金属热应力许可的范围内将汽轮机温度提高，直到进汽蜗壳温度达到140℃以上。如果使汽轮机汽缸和转子得到整体的，均匀的加热，汽轮机必须是盘车状态，而且汽轮机在冲车之前也一定处于盘车状态，所以，将汽轮器冷态启动转变成温态启动的过程，必然是盘车暖机的过程。本段以上文字也说明将汽轮机从冷态转变为热态是比较容易实现的，因为我们都知道温度为100℃～200℃的微过热蒸汽在火电厂中是较容易得到的。
再分析一下从冷态启动转变到温态启动缩短这100分钟启动时间所能得到的收益。可以减少低负荷稳燃用油的使用量，或者等离子点火电能的使用量，以我厂为例，可以节约外购电量2700千瓦时到2900千瓦时。对于没有炉水循环泵的锅炉启动系统，可以节省除盐水150吨左右。对于外购启动蒸汽的系统可以节省外购启动蒸汽160吨左右。节省其他厂用用设备外购电量33000千瓦时左右。
综上所述，把汽轮机冲车前由冷态转变为温态以上是十分必要的。
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2.盘车预暖机的方法
我看过有资料提到采用辅助蒸汽进行盘车预暖机的方法，由于只有看到这一提法，没有详尽资料，只能根据我厂实际系统想像一下，此方法应该是这样的：
先对系统进行改造：从辅助蒸汽联箱上引出一路蒸汽管道，经一个截止门再经过管道引至左右主汽调节联合汽阀输水阀后管道上，再在左右主汽调节联合汽阀输水阀后管道上各串联一个截止阀。
在冷态启动冲车前，投入连续盘车，转子晃度正常，汽轮机循环水系统运行，凝汽器真空建立，关闭左右主汽调节联合汽阀输水阀，开启汽轮机高压缸输水阀，开启高排逆止阀前管道输水阀，将左右主汽调节联合汽阀后输水截止阀微开，检查辅蒸汽汽联箱蒸汽压力在0.8MPa～1.2MPa之间，温度在280℃～320℃之间，稍开辅助蒸汽到左右主汽调节联合汽阀输水阀后蒸汽截止阀（预暖阀）进行暖管，当测得主汽调节联合汽阀后输水截止阀处金属温度达190℃以上时，将左右主汽调节联合汽阀后输水截止阀关闭，开启左右主汽调节联合汽阀输水阀进行预暖机，控制预暖阀开度，以控制升温速度。为了安全，尽可能不要将转子冲动，如果发现转子被冲动，关小预暖阀减速，重新投入盘车即可。密切监视缸温，上下缸温差，胀差和汽机总膨胀，发现异常立即关闭预暖阀。当进汽蜗壳温度大150℃时，关严预暖阀，全开左右主汽调节联合汽阀后输水截止阀，解除对左右主汽调节联合汽阀输水阀、高压缸输水阀以及高排逆止阀前管道输水阀的特殊操作，将系统恢复到未改造前的功能状态。如果在预暖机的同时，锅炉点火，由于左右主汽调节联合汽阀后输水截止阀关闭，相当于此两路输水不存在，所以禁止做有可能使主汽阀开启的操作。
对于冷态启动，中压汽缸和转子温度也比较低，为此对中压汽轮机也要进行预暖机系统改造，操作方法与高压汽轮机一样。
对于大型汽轮机，其它采用辅助蒸汽盘车预暖机的方案，应该和上述方案差不多，比方说高压缸倒暖，无非应该把辅助蒸汽管道到一段抽气逆止阀或者高排逆止阀前管道输水阀后的输水管道上，操作也和上述操作相似。
以上这种方法的优点是锅炉不必点火就可以进行预暖机，操作灵活，节约厂用电。缺点是需要进行系统改造，增加了系统复杂性和隐患发生的概率。
我想还可以不改造系统，充分利用锅炉启动的机会进行盘车预暖机。因为我们有时会遇到这样的情况，有时锅炉已经点火，但是参数还没有达到冲车要求，或者因为局部的缺陷不能冲车，我们完全可以完全进行经济技术比较，利用这时锅炉已经具备的条件进行盘车预暖汽轮机，以节省机组下次启动成本，达到提高效益的目的。
结语:
综上所述，为了提高大型单元制火电机组的运行经济性，研究提高启动效益是必然趋势，对于我们火力发电厂运行方面工作人员，掌握盘车预暖机这一能力，可以优化机组启动过程，节约运行生产成本，为电力生产带来更好的效益，推进电力运行行业的又好又快发展。
参考文献:
[1]张磊，彭德振.大型火力发电机组集控运行[J].中国电力出版社，2014年4月1日
[2]郝宁等.2×660MW超超临界机组集控运行规程[J].神华国华宁东发电有限责任公司发布，2017年1月1日
[3]李冬泉等.660MW超超临界火电机组主机规程[J].华能威海发电有限责任公司发布，2010年4月10日
论文作者:王显辉
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/17
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