基于OVATION系統(tǒng)的汽輪機(jī)啟動(dòng)管理系統(tǒng)

張宇

（哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，哈爾濱 150046）

0 引言

目前電廠啟動(dòng)運(yùn)行的階段，原則上是電廠運(yùn)行人員，按照調(diào)節(jié)級(jí)金屬溫度確定汽輪機(jī)冷態(tài)、溫態(tài)、熱態(tài)等啟機(jī)工況，根據(jù)主機(jī)廠提供的啟動(dòng)曲線，確定升速的時(shí)間和中速、高速暖機(jī)的時(shí)間，升速到3000 r/min后，并網(wǎng)后給定初負(fù)荷，按照升負(fù)荷時(shí)間要求和相應(yīng)負(fù)荷保持的時(shí)間要求升負(fù)荷，但是運(yùn)行人員有些場(chǎng)合并未嚴(yán)格按照此曲線執(zhí)行，汽輪機(jī)發(fā)生差脹偏大、軸封溫度未滿(mǎn)足要求等情況，也沒(méi)有相關(guān)增加暖機(jī)時(shí)間的強(qiáng)制規(guī)定。目前DEH邏輯并未對(duì)暖機(jī)時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)，機(jī)組運(yùn)行參數(shù)超限（例如TSI參數(shù)的脹差）并未修改暖機(jī)時(shí)間。DEH邏輯中還增加了機(jī)組掛閘啟動(dòng)相關(guān)條件的檢查，只有滿(mǎn)足這些條件后，DEH才可以正常掛閘或者輸入目標(biāo)轉(zhuǎn)速，機(jī)組沖轉(zhuǎn)啟動(dòng)。并在原TSI參數(shù)報(bào)警的基礎(chǔ)上，增加了參數(shù)變化的報(bào)警提示，更方便了運(yùn)行人員的使用。

1 機(jī)組啟動(dòng)前的汽輪機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行管理

為了防止汽輪機(jī)大軸彎曲，汽輪機(jī)啟動(dòng)前需要連續(xù)盤(pán)車(chē)4 h以上，如果中斷盤(pán)車(chē)需要重新計(jì)時(shí)，盤(pán)車(chē)滿(mǎn)足連續(xù)最小運(yùn)行時(shí)間后，機(jī)組才準(zhǔn)許掛閘。OVATION系統(tǒng)中未提供準(zhǔn)確定時(shí)的功能，通電延時(shí)（ONDELAY）等與定時(shí)功能相關(guān)的功能塊均受到掃描周期的影響。本文采用RESET SUM功能塊，當(dāng)盤(pán)車(chē)投入后，盤(pán)車(chē)啟動(dòng)狀態(tài)信號(hào)輸入到RESET SUM的RUN輸入端，連續(xù)盤(pán)車(chē)4 h以上，OUT輸出值大于28 800，DEH邏輯發(fā)出準(zhǔn)許系統(tǒng)掛閘的信號(hào)，當(dāng)盤(pán)車(chē)運(yùn)行4 h內(nèi)停止運(yùn)行，盤(pán)車(chē)停止?fàn)顟B(tài)信號(hào)輸入到RESET SUM的RSET端，OUT輸出值復(fù)位為0，盤(pán)車(chē)計(jì)時(shí)重新開(kāi)始。

圖1

2 機(jī)組轉(zhuǎn)速控制階段汽輪機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行管理

1）汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速控制階段首先要判斷機(jī)組的啟機(jī)工況，DEH邏輯通過(guò)第一級(jí)金屬溫度T決定機(jī)組的5種狀態(tài)：a.冷態(tài)啟動(dòng)，T<120℃；b.溫態(tài)-1啟動(dòng)，120℃≤T＜260℃；c.溫態(tài)-2啟動(dòng)，260℃≤T＜415℃；d.熱態(tài)啟動(dòng)，415℃≤T＜475℃；e.極熱態(tài)啟動(dòng)，450℃≤T。

不同工況的沖轉(zhuǎn)參數(shù)：a.冷態(tài)及溫態(tài)-1的主蒸汽溫度360℃，壓力8.92MPa，再熱蒸汽溫度320℃，壓力1 MPa。b.溫態(tài)-2的主蒸汽溫度400℃，壓力8.92 MPa，再熱蒸汽溫度380℃，壓力1 MPa。c.熱態(tài)的主蒸汽溫度450℃，主蒸汽壓力8.92 MPa，再熱蒸汽溫度435℃，再熱蒸汽壓力1 MPa。d.極熱態(tài)的主蒸汽溫度555℃，壓力8.92 MPa，再熱蒸汽溫度530℃，壓力1 MPa。

機(jī)組蒸汽溫度、壓力達(dá)到?jīng)_轉(zhuǎn)參數(shù)要求后方可沖轉(zhuǎn)，即可以輸入目標(biāo)轉(zhuǎn)速的數(shù)值，否則輸入無(wú)效，如圖1所示。

2）按照不同啟動(dòng)工況下的啟機(jī)曲線的暖機(jī)時(shí)間暖機(jī)。機(jī)組的運(yùn)行人員還是按照OVATON DEH的輸入特點(diǎn)，手動(dòng)輸入目標(biāo)轉(zhuǎn)速，但是如果運(yùn)行人員輸入的目標(biāo)轉(zhuǎn)速違背主機(jī)廠的啟動(dòng)曲線時(shí)，操作人員輸入的目標(biāo)值轉(zhuǎn)速無(wú)效，DEH畫(huà)面出現(xiàn)報(bào)警提示。DEH邏輯根據(jù)啟機(jī)曲線，當(dāng)應(yīng)該暖機(jī)的時(shí)候，如果暖機(jī)的時(shí)間不到，不準(zhǔn)許升速。

3）汽缸熱膨脹、高中壓脹差、低壓脹差、軸向位移需變化平穩(wěn)，這些測(cè)點(diǎn)在原DEH的TSI畫(huà)面高限報(bào)警的基礎(chǔ)上，增加了測(cè)點(diǎn)變化率超限報(bào)警提示的功能。尤其脹差的變化率，當(dāng)脹差上升較快時(shí)，需延長(zhǎng)暖機(jī)時(shí)間。

4）當(dāng)缸脹 7～8 mm 以上、高壓脹差 1.0～2.0 mm、低壓脹差6～8 mm、高壓缸第一級(jí)蒸汽和金屬溫差小于15℃、高壓主汽閥內(nèi)、外壁溫差小于83℃，說(shuō)明中速暖機(jī)結(jié)束，DEH邏輯才準(zhǔn)許升速，否則運(yùn)行人員提高目標(biāo)轉(zhuǎn)速無(wú)效。

3 機(jī)組并網(wǎng)階段汽輪機(jī)的啟動(dòng)運(yùn)行管理

1）并網(wǎng)后機(jī)組帶3%～5%初負(fù)荷，帶初負(fù)荷時(shí)間達(dá)到啟動(dòng)曲線規(guī)定時(shí)間后，才準(zhǔn)許機(jī)組升負(fù)荷。

2）冷態(tài)、溫度、熱態(tài)啟動(dòng)曲線規(guī)定機(jī)組到達(dá)5%、30%負(fù)荷，保持曲線規(guī)定的時(shí)間后,才能升負(fù)荷。當(dāng)主蒸汽溫升速率降到14℃/10 min時(shí)表示主蒸汽溫度達(dá)到溫度，負(fù)荷速率可以提高到基準(zhǔn)（例如100MW/min）以上10%～20%。

3）冷態(tài)啟動(dòng)情況下做超速試驗(yàn)之間，設(shè)備要在負(fù)荷不低于20%、再熱蒸汽溫度不低于400℃情況下運(yùn)行至少7 h。

4）機(jī)組負(fù)荷運(yùn)行的階段，出現(xiàn)軸承振動(dòng)大、真空低等情況，不能提高功率目標(biāo)值，待現(xiàn)象消失后，繼續(xù)升負(fù)荷。

4 結(jié)論

經(jīng)過(guò)電廠實(shí)踐證明，在OVATION DEH系統(tǒng)中，增加的汽輪機(jī)啟動(dòng)管理邏輯切合實(shí)際，滿(mǎn)足了汽輪機(jī)廠對(duì)主機(jī)運(yùn)行的各種參數(shù)要求，避免了由于運(yùn)行人員的操作失誤可能造成的對(duì)機(jī)組的損害的風(fēng)險(xiǎn)。

［1］ 汽輪機(jī)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)試驗(yàn)導(dǎo)則：DL/T 711-1999［S］.