关于三菱M701F4型机组改进热态启动方式后低压主进汽温度突降异常分析论文_何利明,张岩

摘要：我厂2014年三菱机组F级燃气轮机168投产运行，机组冷热态启动均采用启动锅炉供轴封及低压缸冷却蒸汽启动。近年在不断探索下，研究出热态起动采用余热锅炉汽包供汽即无启动锅炉启动方式。在这种节能、省时、省力的改进方式下，也存在一定的安全隐患。本文就此进行了详细阐述。

关键词：三菱F级；热太启动；无启动炉；汽包余热；节能

一、引言

无启动锅炉启动概述：为进一步优化机组启停方式，积极响应机组开机期间节能降耗，开展无启动炉运行方式下机组热态启动。目前机组在增加轴封电机热器之后，总共开机10次。开机均正常。除去12月04日启动后由于SFC故障两次启动，由于高中压汽包余热耗尽，采取启动锅炉供轴封以及低压缸冷却蒸汽的方式启动。

机组采用轴封电加热器运行后，极大地缩短了辅汽管道、轴封供汽暖管升温的时间，但之前存在的“汽不够用、汽包压力拖太低”等问题仍旧存在。采用无启动锅炉投轴封电加热器方式运行后主要对低压缸冷却蒸汽阀位（LPCV COOLING POSITION=30%）进行了修改，由原开度的30%降低至19%。主要是为了在机组启动过程中对辅助蒸汽的消耗。

图1：LPCV逻辑修改图

开度关小后，带来了在机组启停过程中也带了来改变启动：低压缸冷却蒸汽调阀开度变小。停机：机组停机后由于LPCV关小至19%。原低压旁路不开，现停机后有开度45%。所以目前为了减少在机组启动期间，余热锅炉还未产生足够的蒸汽供低压缸冷却蒸汽以及相应的管路暖管，各值尽量都是采取的办法相对都是相差不大：

1.在末级叶片温度升高允许范围内，尽量减小低压缸冷却蒸汽调阀开度。

2.尽早将低压缸冷却蒸汽由辅助蒸汽供给，切换至低压汽包供给。主要是依据低压主蒸汽温度过热度。

二、 目前存在的异常

图2：开机中异常参数曲线

那么在机组启停过程中加入了这些改变也带来了一处不正常的改变：汽轮机低压进汽温度在机组启动过程中会存在温度突降至危险值而后慢慢升高的现象。

从图中可以看到在机组3000rpm后，此时低压系统起压，开始切换低压缸冷却蒸汽。打开低压主蒸汽电动阀后，低压主蒸汽进汽温度突然从170°降低至73°。此数值已经远远低于低压刚冷却蒸汽温度大于160°的要求，且为突然降低，种种现象的存在极容易产生蒸汽带水，且对汽轮机的叶片安全运行造成了严重的影响。

随后我们统计了最近采用无启动锅炉启动后的开机情况，11月、12月共采用了7次，发生了3次这样的温度突降。

图3：开机中温降对比

三、原因分析

一般来说温度的降低绝大多数为两种情况：

1.管路疏水不到位

2.主汽压力急剧降低

我们又查找了低压主汽进汽压力的变化情况，发现在切换低压缸冷却蒸汽瞬间低压主汽压力升高，可以排除是因为压力突降引起的。

调查一：

我们又对管路疏水的布置以及开度进行了调查

从低压主蒸汽电动门到低压主蒸汽调阀入口管路共有两个疏水气动阀。均是隔日启机前轴封暖管开始疏水，主要是通过开启低压缸冷却蒸汽调节阀引入辅助蒸汽升压后进行疏水暖管。

图4：无启动锅炉启动前后低压缸冷却蒸汽开度对比

调查二：

锅炉侧低压电动主汽门到低压主蒸汽电动门这一段管路相对较长，且存在竖直向上管路，容易积水。且想排干净这处的水，必须通过大流量的低压主蒸汽旁路阀。我们分别调取了三次开机中的低旁开度曲线，发现在这三次启动中在开启低压主蒸汽电动阀前，低压旁路开度几乎为0。

图5：无启动锅炉启动低旁开度调查

锅炉侧低压主蒸汽出口在0M层，低压主蒸汽管路在进入主厂房进入低压缸冷却蒸汽管路前，有两段竖直向上的管路和水平管路构成，停机后的大量水汽凝结后，积聚在此，仅仅通过疏水阀难以排出。

四、解决办法

1．机组疏水期间尽量维持低压缸冷却蒸汽压力在0.3Mpa，保证足够的蒸汽对主汽门前管路疏水暖管。

2．机组启动前低压主蒸汽旁路阀在手动位，一般是为了低压保压，以便低压系统较快起压后投入低压缸冷却蒸汽且由于初期低压旁路阀设定压力较低，投入自动后会开启很大，开启后低旁关闭又较慢，会把低压汽包压力拖低。建议低压旁路启动前投入自动，待压力降低至0.35mpa后，手动关小后投回自动即可。

3．机组启动后旁路手动开大至25%，将此段管路不能通过疏水排净的积水排至凝汽器，而后关闭。低压旁路相对于高中旁，动作较为迟缓，启停机过程，人为手动干预介入较多，建议适当修改其开关动作速率。

4．当日停机后，为了避免产生水汽凝结，可以将余热锅炉至汽轮机主蒸汽调阀前的蒸汽在机组还有真空的时候将余汽放尽。

五、结束语

汽轮机主蒸汽管路产生这种温度突然下降的现象，极其容易产生蒸汽带水，尤其是发生在机组已经接近全速，对低压缸叶片安全运行造成严重影响，机组振动以及轴向推力等都会受到影响。这种重要的温度监视点，在数据调查中发现如此重要的温度点没有温降、温升的报警。建议设备部相关专业增加响应报警。提高安全预防能力。

参考文献：

1.燃气一蒸汽联合循环[M].北 京：机械工业出版社，2000．

2.自动调节原理与透平机械自动调 节[M]．北京：机械工业出版社 ， 1991．

论文作者:何利明,张岩

论文发表刊物:《电力设备》2019年第22期

论文发表时间:2020/4/13

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