摘要：文章结合陕西华电蒲城发电有限公司3号机组的实际情况，介绍了机组在启动过程中高低压旁路的配合，详细论述了机组冲转、并网带负荷、切缸的全过程以及各阶段的相关注意事项。
关键词：中压缸启动 旁路 切缸 注意事项
1 概述
陕西华电蒲城发电有限公司3号机组系北京汽轮电机有限责任公司自行设计制造的330MW汽轮发电机组，型号为N330-17.75/540/540。该机组采用中压缸进汽启动方式，由中压调节门控制冲转升速，高压缸根据受热情况处于倒暖加热或真空隔离状态，并且通过高、低压旁路的配合，分别对应控制主蒸汽和再热器出口的压力，高低压旁路的控制逻辑进入DEH。当机组定速并网在一定的负荷下运行满足切缸的条件后，自动切换到高压缸运行。
2中压缸启动机组系统配置和旁路控制
2.1 系统配置
中压缸启动方式下，汽机主要的问题是控制高压缸在鼓风摩擦作用下所产生的热量，因此在热力系统上考虑设置了高压缸抽真空阀、并在高排逆止门加装旁路门作为高压缸倒暖阀。
高压缸抽真空阀的作用：抽真空阀与凝汽器相通，使高压缸在机组冲转和低负荷阶段处于真空隔离状态，以防止鼓风效应引起高压缸金属温度过高。
高压缸倒暖阀的作用：在冷态启动的最初阶段预热高压缸。
2. 2 旁路控制
锅炉点火后，为维持锅炉的燃烧稳定，满足汽轮机的启动要求，可以投入旁路运行。本机组所配为苏尔寿高、低串联二级旁路系统。高旁投入自动以后，减压阀自动开启至最小流量控制阀位Ymin（10% 可设定），以保证炉侧的燃烧。对应此高旁开度的蒸汽压力由当前的炉侧燃烧水平所决定，即在最小阀位Ymin处滑压。一旦蒸汽压力达到最小值Pmin（1MPa 可设定），压力控制器开启高旁，在增加蒸汽流量时以保持蒸汽压力恒定在Pmin上。如果高旁阀的开度达到阀位Ym（30% 可设定），压力设定值就由压力控制器开始增加，随着锅炉蒸发量的增加，主汽压力上升，从而保证在阀位Ym滑压。另外压力增加的梯度被限制，且负梯度被置零，因此可以保持已经达到的锅炉压力。当锅炉的出口压力达到汽机冲转压力Psynch（4 MPa 可设定），压力设定点的生成将转为压力控制模式，压力设定点保持在一个恒定值上，但操作人员可以改变其值。当汽机切缸完成后，所有蒸汽通过汽机时，高旁阀关闭，压力设定值生成切换至“跟踪”模式。
3机组的启动过程
3.1 启动前的准备
当锅炉出口蒸汽达到一定温度时，就可以进行汽轮机的预热。此时可进行汽机的“挂闸”操作，开启主汽门并联开倒暖阀，高压缸进入预热状态。需要说明一点：由于本机组在自动切缸时逻辑要求主汽温度达到一定条件，而进入逻辑的主汽温度信号取自汽机主汽门前。所以提早挂闸有利于该点温度的升高，以便于机组迅速切缸接带大负荷运行，否则即使炉侧主汽温度上升而并未及时挂闸，那么主汽门前的该点温度也因蒸汽不流通而很难提高。但是提前挂闸一定要防止高压调节门不严造成汽缸进汽，甚至冲动转子的情况发生。
汽机挂闸后，检查下列阀门位置：高排逆止门关闭、抽真空阀关闭、倒暖阀开启。蒸汽经过高压旁路和倒暖阀进入高压缸。此时高压缸内的压力随着再热器压力的上升而上升，高压缸的金属温度也将上升至再热器压力相对应的饱和温度。
3. 2 冲转
3. 2. 1 冲转蒸汽参数
主蒸汽压力：4 MPa ；主蒸汽温度：380℃；再热蒸汽压力 ：1.5 MPa ；再热蒸汽温度：360℃。
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3. 2. 2 升速过程的注意事项
当实际转速大于54 r/min后，检查盘车是否已自动脱扣。冷态启动时需暖机30分钟，转速维持在1000 r/min直到高压外缸下法兰温度达到190℃时，才允许升速。
转速达到1020 r/min时，检查抽真空阀应开启，而倒暖阀应关闭，高排逆止门关闭。当转速达到1050 r/min时，检查高压主汽门应自动关闭，再次复查高排逆止门、抽真空阀、倒暖阀的正确位置。鉴于中压缸启动的特殊性，在高压缸暖缸到隔离抽真空的这段时间里一定要对高压外缸下法兰温度、高压缸排气压力加强监视。笔者在#3机组的调试工作中，曾经历过一次高压缸抽真空阀的关闭保护动作：
当时汽机在1000r/min暖机，高压外缸下法兰温度接近180℃。随着暖机时间的持续，当高压外缸下法兰温度至190℃时，抽真空阀自动开启。由于炉侧燃烧不稳定，汽机没有立即升速，可就在这时汽机却突然跳闸。经查跳闸原因系高压缸抽真空阀的关闭保护动作。
升速过程中需密切监视振动、推力/径向轴承温度、中/低压缸差胀等参数的变化。当转速升至3000r/min准备同步运行。
3. 2. 3 切缸的条件及注意事项.
机组并网后会自带7MW负荷以免逆功率保护动作。全面检查各运行参数，准备逐步提升负荷。当负荷＞20%额定负荷时，检查汽机本体疏水阀关闭。随着汽机进一步接带负荷，做好切缸的准备，尤其要将切缸前的中压缸缸温控制在合理的范围内。如果切换前中压缸缸温过高，在切换后也许会因接带负荷的限制而不能达到此时中压缸缸温下对应的负荷点，或者因再热蒸汽温度下降，反而会造成中压缸不必要的冷却。在多次启动的过程中我们将中压缸缸温控制在360℃左右，事实证明切缸后，增加负荷稳定而且中压缸缸温也不会降低。
切缸完成后，确认高压主汽门、高压调节门、高排逆止门均已开启，抽真空阀应关闭。密切注意高压缸排汽温度的变化。高压缸排汽金属温度达到420℃，汽机将跳闸。因此如果高压缸排汽温度上升过快，可以适当开启高压调节门增加负荷，以增大高压缸的通流量。但是这样操作的前提必须是锅炉燃烧的稳定，否则当锅炉压力下降，机侧再加负荷增大通流量无疑会影响炉侧调整，甚至由于主蒸汽参数的下降而造成高压缸金属温度的下降。为配合锅炉的稳定燃烧，这时可以调整高、低压旁路逐步关小，直至最终退出运行。当然在炉侧燃烧稳定的情况下，机侧加负荷，主汽压力会有所下降，此时为维护高压旁路的设定值压力，旁路就会逐渐关闭。这样做可减少人工对于旁路设定值的干预，以检验旁路控制系统的响应速度。不难看出顺利的切缸过程是以机、炉两个专业良好的协调、配合为基础的。
4 总结
整个中压缸启动过程，从锅炉点火、冲转升速至并网切缸，对旁路系统的合理控制显得尤为重要，因此针对旁路的设计、调试工作就成为一个机组良好运行的前提条件。解决好旁路系统与启动各阶段的配合问题，就能使中压缸启动的优势得以充分发挥。
结合石嘴山发电厂#3机组的实际情况，我们可以看到：①在盘车状态即可对高压缸进行预热，使高压缸金属温度达到一定的水平，相应缩短了启动的时间。②在启动及低负荷阶段，高压缸处于真空状态，可以避免由于鼓风作用产生的热量使高压缸温升过高。相对于高、中压缸联合启动方式，避免了高压缸承受很大的热应力，机组所受的热冲击小，相应延长了机组的寿命。③从启动到切缸前负荷由中压缸控制，中压缸的蒸汽流量大，利于汽缸加热同时增大了低压缸的流量，减小了鼓风摩擦损失，提高了末级叶片工作的安全性。④热态启动时，冲转参数要求高，主汽达到要求所需的时间长。利用中压缸启动可以使冲转参数相对降低，缩短锅炉点火升温的时间。
参考文献：
[1]一台300MW汽轮发电机组轴系振动诊断及处理[A]. 张学延,王延博.2003大型发电机组振动和转子动力学学术会议论文集[C]. 2003
[2]330MW汽轮机组调试的故障分析和处理[A]. 文立斌.广西电机工程学会第九届青年学术论坛论文集[C]. 2006
论文作者:王向红
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第09期
论文发表时间:2019/9/10
标签：高压论文; 旁路论文; 机组论文; 汽机论文; 压力论文; 蒸汽论文; 温度论文; 《当代电力文化》2019年第09期论文;