摘要：通常情况下，我国都是以煤电为主的火电，但是这种方式对环境的污染比较严重，并且与现代社会的可持续发展理念不符合。燃机电厂采用更加环保的方式来开展工作，对燃机电厂工作过程等相关问题进行分析。鉴于此，本文就燃机电厂启动过程分析及优化措施展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。
关键词：燃机电厂；启动过程；优化措施
1.燃机电厂启动的过程
机组的常规启动一般分为冷态启动、温态启动和热态启动三种状态。以汽轮机高压内缸内壁金属温度为划分主要依据：金属温度低于200℃为冷态启动、高于380℃为热态启动、介于之间为温态启动。
1.1启动设备
图1为机组冷热态启动过程中汽轮机部分主要管路与设备。给水自余热锅炉中吸收燃气轮机烟气中余热形成主蒸汽，主蒸汽在汽轮机系统中主要存在3条运行路径：1）机组正常运行时，主蒸汽经高压主汽门与高压调门进入汽轮机做功，将热能转换成电能，部分蒸汽于汽轮机九级抽出进入抽气供热管道提供所需品质热源供给热网用户；2）机组正常启动或紧急工况时，高压主蒸汽经高压旁路减温减压站后直接排入凝汽器；3）机组正常运行中，当抽气供热能力难以满足热网调控要求，主蒸汽经减温减压装置后直接进入供热母管，提高供热能力，满足热网需求。机组运行过程中，三条主蒸汽运行路径视情况互相配合切换，保证机组正常与安全运行，满足电网热网需求。为协调汽轮机温度匹配，改善联合循环机组启动条件，加快机组启动时间，每台机组配备一套100%容量的汽轮机高压旁路系统。高压旁路可使蒸汽不进入汽轮机高压缸而直接排入凝汽器，实现锅炉汽温、汽压与汽轮机的相对独立，保证二者良好的协调与综合，有利于单元机组的启动，也使机组运行具有很好的适应性，保证启、停工况时的正常工作，并能在负荷急剧变动时起重要的保护作用。减温减压器装置，顾名思义，就是将进入的蒸汽压力和温度，通过减压和减温机构，降低到使用所需之蒸汽参数。本燃气蒸汽联合循环机组中汽轮机旁路管路与高压直供汽管路均采用德国宝马阀公司的BMF-1型减温减压阀。
图1机组启动过程主要设备
1.2冷态常规启动过程
机组冷态常规启动过程中蒸汽参数变化规律如图2所示。数据通过DCS读取，计时标准以燃机点火为零点。冷态启动18min时，主蒸汽温度183℃，主蒸汽压力0.93MPa，高压旁路投入使用，以使参数尚未达到汽轮机冲转条件的主蒸汽由旁路系统引致凝汽器，实现工质回收，适应系统暖管和储能的要求。随后，主蒸汽参数逐渐提高。23min时，主蒸汽参数达到热网供热蒸汽品质要求，温度285℃，压力1.48MPa，大部分蒸汽通过高压旁路经减温减压后直接流入凝汽器。汽轮机于39min开启主汽门与调门进行冲转，主蒸汽温度358℃，压力2.09MPa。随着转速与蒸汽参数的进一步提高，高压旁路于69min时关闭退出使用，主蒸汽全部进入汽轮机完成升速、同期并网、加载等后续过程。从启动过程可以看出，冷态启动中高压旁路共投入51min，并于23min时高压旁路中所流蒸汽具备供热品质，蒸汽经减温减压直接流入凝汽器造成高品质热量无故损耗，引起浪费，定义该部分热量为废热。通过高旁流量曲线积分计算单次冷态启动具有供热品质蒸汽废热约为36t。
图2冷态常规启动过程
1.3热态常规启动过程
热态常规启动与冷态常规启动有着一定的相似性，它也有自身的规律。一般热态在6min左右的时候高压路旁会开始进行工作，在21min左右，主蒸汽的参数基本达到了热网供热的需要，并且在49min左右，高压路旁停止使用，然后主蒸汽会进入汽轮机内进入工作。
2.燃机电厂启动存在的问题以及优化措施
2.1交流控制电源定期切换试验变频启动控制
系统的交流电源由上级低压ＭＣＣ母线提供。控制柜内Ｉ／Ｏ模块电源曾２次因上级交流电源切换试验而烧坏，直接造成变频启动系统停运；另外，偶尔在交流电源切换试验后，控制系统报“通信故障”并闭锁启机程序，影响机组开机。对此，应减少或避免上级交流电源频繁切换操作，将停、送电对控制柜电源模块的冲击影响降到最低。
2.2输出保险烧坏
机组投产运行初期，一套变频启动系统故障停运。此时恰逢电网调启３台机组，只能由另一套变频启动系统顺序拖动３台机组启动。在拖动第３台机组启动过程中，变频启动系统因出口保险熔断而跳闸。分析出口保险熔断原因：短时间连续启动３台机组，出口保险长时间有大电流流过造成发热严重，最终因性能下降而损坏；出口保险电流容量设计裕量太小。对于单套变频启动系统连续启动多台机组的特殊工况，应在前、后机组启动间隔中增加合理的冷却时间，并将其列入操作规程，以避免连续启动带来出口保险等设备发热问题；适当提升出口保险容量。
2.3交流控制电源定期切换的试验变频控制系统
交流电源主要的提供对象是上级低压MCC母线如果出现控制柜内I/O模块电源有过两次的上级电源切换试验而烧坏的现象，就会直接导致变频启动系统停止工作。有时候在进行交流电源切换试验的时候，控制系统会发出通信故障的信号并将启机程序关闭，这会对后续工作有一定的影响。针对交流控制电源定期切换试验所造成的问题需要注意的是尽可能减少或者避免上级交流电源频繁切换的操作，使得可以将停电、送电对控制柜电源模块的影响减至最小，使得相关设备可以延长使用的年限，在一定程度上促进经济的进一步发展。
2.4备件及技术服务
变频启动的时候，除了隔离变外的设备其他都是进口的设备，花费的资金相对也比较大。变频启动设备是整个系统正常工作的重要组成设备，需要对其每个部件都有较好的保养。企业要尽可能避免大量购进设备，即使短期内有一定的经济效益，但是设备的长期存放也会影响其质量问题。故针对设备方面，一方面是要对其故障部分有较好的处理，另一方面就是自身企业需要有一定的技术人才，可以在发生问题的较短时间内将损失降低到最小化。
2.5控制小室冷却系统
控制柜的冷却系统由环境空调系统、水冷系统构成。自带环境空调设有２台，采用“一用一备”模式，运行四五年后管道腐蚀严重，出现频繁泄漏，故障停机时切换到另一台空调运行。水冷系统主要用于整流、逆变等功率柜内的冷却，运行初期冷却水电导率常超标，当达到定值时会闭锁整套变频启动系统。为避免自带环境空调故障时另一台不能及时启动，另外购买了２台柜式空调，可在紧急时人工启动。规范水冷系统维护工作，定期冲洗冷却水管道（使用化学系统纯水），每年１次；定期活化冷却单元的去离子器，每年１次；定期更换滤芯，每年１次；定期人工切换压力水泵，每月１次。
结语
随着人们生活水平的逐步提高，人们的节能环保意识逐渐增强，对电厂汽轮机进行深层次研发能够在实现节能减排的基础上提升电厂整体工作质量，从而提高产业利润。本文笔者不仅浅析了电厂汽轮机运行存在的诸多漏洞，还阐述了如何提升电厂汽轮机运行质量。希望所有的一线电厂工作人员能够借鉴本文，通过对汽轮机的不断改进来实现能耗降低和经济效益的同步增长。
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论文作者:王宇飞
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/9/18
标签：蒸汽论文; 汽轮机论文; 机组论文; 高压论文; 旁路论文; 系统论文; 凝汽器论文; 《电力设备》2019年第7期论文;