M701F4型燃气轮机启动过程分析之——点火前TCA入口给水温度控制论文_张岩,李宏梅

(浙江浙能金华燃机发电有限责任公司 浙江金华 321000)

摘要:燃气轮机启动是一个复杂的过程,相比较GE燃气轮机启动,三菱M701F4机组在GAS ON 之前增加了四个点火条件,并且在启动前会严格控制点火条件的满足与否。其中TCA进口给水温度最难控制,其中相关联的系统复杂涉及到高中压给水泵系统、凝结水系统、FGH加热系统等。本文就如何控制TCA进口给水温度进行了详尽阐述。

关键词:M701F4;点火条件;TCA给水温度;凝结水系统;FGH

一、概述

常山#1机型号为三菱M701F4机组,自动化程度较高,燃机启动过程:盘车脱口、加速、清吹、降速至点火转速、点火等环节。燃机点火之前要满足四个条件方能进入点火程序,四个条件分别为:

1)TCA给水温度大于60℃、流量大于32.3t/h

2)FGH进水流量大于13.5t/h

3)汽机冷却蒸汽压力大于0.3Mpa、温度大于160℃

4)GT缸体冷却空气关断阀在关位

所以机组每次启动对这四个点火条件的控制极为关键。任一条件不满足都会造成机组启动失败遮断。其中TCA入口给水温度小于60℃较难控制,曾经多次出现温度突然的升高,较难控制。而其他三个条件较为容易满足,只有汽轮机冷却蒸汽压力偶尔会存在小幅波动,但影响不大。

所以本文经过对于与TCA入口给水温度相关的系统进行了量化的分析讨论,并且结合历史曲线分析、以及多次启动过程的验证使得这一问题得到了进一步解决。

二、目前现状

通过查找历史曲线发现具体数据如下:TCA给水温度在机组点火前有上涨趋势在今年的开机过程中出现过8次左右,在机组开机次数总量为50次左右的情况下已经占据了较大比重约为20%,所以彻底解决分析此问题较为重要。

(机组07月25日开机曲线图)

某次启动点火前TCA入口给水温度升高趋势出现,随即为了避免TCA给水温度大于60度,造成点火失败,运行人员采取了增大TCA掺冷水调节阀、提高高中压给水泵出力等措施。运行人员手动开大冷却水调节门至100%全开,而后TCA给水温度开始有所下降,避免了一次点火失败。

危害:手动开大冷却水调节门至100%作为平时应急处理的一种方法也是可行的,不过根据系统原理,冷却水调门的不断开大,也会造成相应的危害。主要包括:1、导致低压汽包水位快速上涨,这样就需要开启低压汽包紧急放水、定排的手段来放水,也造成了更大的不必要的浪费出现。2、同时点火之前低压汽包水位也需要维持较低状态,避免点火瞬间水位增长过快。

对于这种不明原因的温度上涨也是一种极大危害安全运行的不确定性因素。

三、原因分析

启动初期包括启动之前抽真空,给水泵处于运行状态,但此时由于汽包不上水,流量为0,只有经过TCA回到凝汽器的90t/h流量,此时远远低于给水泵的最小再循环流量150T/h(此数据待进一步确定)所以此时再循环是打开的。当给水泵再循环门打开后,流入给水泵的流量取决于给水泵出力,即给水泵的转速越高其流过再循环的流量越大进入到给水泵入口的流量也就越大。

而当TCA减温水调阀开度一定时,其流量保持不变,如果给水泵入口流量增加了,只能是低压汽包进入给水泵入口给水流量增大了,因为低压汽包水温在140℃左右,所以这直接导致了TCA入口给水温度升高。

同时观察可知,每次机组进入点火之前TCA入口水温会有所下降,因为当启动令发出后FGH流量调节阀会相应开启,这样给水泵出口流量会相应增加40t/h

,与之相对应的就是来自凝泵的冷却水增加量,故此时TCA入口水温会有所下降。

观察几次开机过程中TCA入口给水温度升高的趋势看来,都是在给水泵设定压力增加后,即提高了给水泵出力后。

四、预防及解决措施

1)启动初期由于汽包水位上水较少,即给水泵压力可适当控制在较低值,建议取12.5MP左右较为合适,但不可过高。通过控制给水泵出力来控制给水泵再循环流量,减小进入入口的高温水。

2)当出现TCA入口给水温度升高的趋势时,应当不仅仅是增大冷却水调门开度,还应当在保证不启动备用给水泵的情况下,降低给水泵出力,且绝大多数情况下TCA入口给水温度升高也是由于增加了给水泵出力。

3)当出现TCA入口给水温度升高的趋势时,也要及时检查凝结水泵出力情况,增大凝结水泵出力可以增加冷却水流量,效果也较好。

五、总结

切忌不可像以往那样发生升温上涨后,提高给水泵出力、增大冷却水开度应当减小给水泵出力、增加凝结水泵出力、增大冷却水调阀开度。

论文作者:张岩,李宏梅

论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期

论文发表时间:2018/11/11

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M701F4型燃气轮机启动过程分析之——点火前TCA入口给水温度控制论文_张岩,李宏梅
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