摘要：针对国产超临界350MW空冷机组温态启动振动大问题，利用几次温态启动经验和机组膨胀特性，总结出温态启动振动控制策略，通过控制暖机时间和蒸汽参数，来改善机组振动特性。实际运行试验证明：通过优化冲转策略，在不同转速区改变主、再热蒸汽配比，可以有效提高暖机效果，从而降低机组振动。这对火力发电机组启动冲转有一定的借鉴意义。
关键词：350MW超临界机组；温态启动；冲转；暖机；振动控制；
1 引言
近十年，国产350MW超临界机组在我国大量推广，普遍用于城市供热机组和自备电厂，但是由于机组形式较新，运行经验比较少，特别是机组启动、滑参数停机方面经验少，在机组启动、滑参数停机过程中容易引起机组振动大现象。
本文针对某台国产超临界350 MW空冷机组温态启动振动大问题，利用几次温态启动经验和机组膨胀特性，总结出温态启动振动控制策略，通过控制暖机时间和蒸汽参数，来改善机组振动特性。实际运行试验证明：通过优化冲转策略，在不同转速区改变主、再热蒸汽配比，可以有效提高暖机效果，从而降低机组振动。这对火力发电机组启动冲转有一定的借鉴意义。
2.国产典型超临界350 MW机组汽轮机本体结构
某厂汽轮机为东方汽轮机厂设计制造的超临界、一次中间再热、单轴、双缸双排汽、反动式、直接空冷凝汽式汽轮机。型号为：NZK350-24.2/566/566。汽轮机为双缸双排汽，高、中压采用合缸结构，设计为双层缸，低压缸为对称分流式，也采用双层缸结构。高压内缸相对于高压外缸的死点在高压进汽中心线前255mm处，以定位环凸缘槽定位，低压内缸相对于低压外缸的死点设在低压进汽中心线处，高、低压内缸分别由死点向前后两个方向膨胀。
滑销系统布置图如下：
3.机组温态启动经验总结
3.1 历次冲转参数比对分析
表1 冲转参数对比表
本次冲转时，转速直接升速3000rpm。在0-1615rpm升速过程中2X振动在快速升高，最高到149μm，临界转速过后开始快速下降至46μm。此次冲转时在振动最大时高中压缸胀差仅降低0.1mm，调节级温度在逐渐升高，随着进汽量增大振动逐渐稳定下来。
3.1.3 2017年6月4日第一次冲转过程中的参数变化及经验总结
表4 2017年6月4日第一次冲转过程参数
图6 2018年8月17日冲转过程曲线
本次冲转方案原定在500rpm暖机、800rpm暖机、1200rpm暖机、1500rpm暖机，规定了“500rpm升速1500rpm时，非过临界转速区，各轴瓦振动大于报警值125μm时立即停止升速，进行暖机直至振动小于100μm且无波动再继续升速”。因为升速过程中2X振动快速上升至114/107μm，在1050rpm时停止升速进行暖机；因为1500rpm暖机过程中振动持续增大，进行升速到2000rpm暖机。
总结分析：（1）500rpm暖机和800rpm暖机，由于进汽量小，暖机需要的时间太长，经过43分钟暖机高压调节阀温度由204℃升高到255.8℃，调节级金属温度持续降低至261.4℃，在此工况下停留暖机效果不佳。
（2）在1050rpm经过充分暖机后，调节级金属温度2X振动下降到理想值72μm，升速至1200rpm时振动最大80μm，经过短暂暖机后振动降低至72μm。
（3）1500rpm暖机时间过长，在胀差快速上升过程中转子加热不均匀振动降至83μm后又开始升高。
（4）在临界转速过后，各轴瓦振动同时下降，2000rpm暖机效果不明显，可以直接进行升速3000rpm暖机；2000rpm暖机是在升速过程中振动有上升趋势时，担心过发电机临界转速时振动升高时才进行的。
4.对比分析
4.1对比2016年、2017年、2018年2号机组温态启动曲线，1500rpm暖机时均出现振动上升现象。2016年1500rpm暖机2X振动由117μm上升到151μm；2017年1500rpm暖机2X振动由121μm上升到184μm；2018年1500rpm暖机2X振动由100μm下降到83后又上升到100μm，且有继续升高趋势。
原因分析：温态启动时缸体膨胀量大（17.02/16.45mm），转子膨胀量小（高中压缸胀差0.99mm），冲转过程中缸体膨胀无变化，转子加热膨胀量变化大，存在加热不均匀造成振动逐渐增大的可能（在1500rpm时调节级温度和胀差值升高过程中振动增大），当振动源是高中压转子时1500rpm离高中压转子临界转速太近（1620-1800rpm）。
4.2每次温态启动冲转时都会有调节级金属温度下降现象，在高压调节阀温度大于调节级金属温度时说明高压调节阀和高压导汽管已经暖好，调节级温度将开始上升。
可采取的措施：在冲转时降低主汽压力（5.5-6MPa），增大中压缸做功，降低高压汽流振动；在暖机过程中降低再热蒸汽压力（0.45-0.5MPa），减少中压缸做功，增大高压缸进汽量，提高暖管、暖阀效果。
5.经验总结
根据三年来数次温态启动经验和机组膨胀特性，通过控制暖机时间和蒸汽参数，在不同转速区改变主、再热蒸汽配比，可以有效提高暖机效果，从而降低机组振动。共有以下五条经验：
5.1采用冲转压力和暖机压力分别规定的方法，冲转时：主汽压力5.5-6MPa，再热蒸汽压力0.7-0.8MPa；暖机时：主汽压力6.5-7MPa，再热蒸汽压力0.45-0.5MPa。
5.2在升速500rpm时检查高压调节阀温度和高压导汽管温度持续升高时，不进行500rpm、800rpm暖机，长时间暖机转速确定为1200rpm。
5.3在升速至1200rpm过程中若出现振动大于100μm时，进行暖机，振动小于80μm时升速至1200rpm暖机。
5.4 1500rpm暖机时如果出现调节级温度和高中压缸胀差快速上升过程中振动上升现象，立即进行升速3000rpm。
5.5机组启动时在2000rpm，检查各轴瓦振动无上升趋势时，不进行暖机，直接升速3000rpm。
参考文献：
[1] 肖增弘等，火电机组汽轮机运行技术。中国电力出版社，2008年12月出版。
[2] 田丰等，汽轮机设备及系统。中国电力出版社，2011年01月出版。
[3] 原钢，靳东来，马国林等。600MW级火力发电机组集控运行典型规程范本。中国电力出版社，2009年06月出版。
论文作者:任江涛,白智勇,秦玉文
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/3
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