650MW汽輪發電機組啟動探討

馬國權

【摘 要】本文對650MW汽輪發電機組的各系統進行簡要介紹，說明各系統的作用和功能，并以此為出發點介紹各個系統之間的啟動邏輯關系，和建立該邏輯關系的原因或依據，文中也提及了啟動過程中的注意事項，最后針對以往發生的事件進行探討，找到原因，提出解決方法。得出結論：汽輪發電機組各系統設備之間邏輯嚴密，必須按照特定順序啟動設備。

【關鍵詞】水回路；蒸汽；汽輪發電機

國內650MW汽輪機組的啟動過程，是多系統多設備之間統籌協調的啟動過程，并且各個設備之間的啟動邏輯關系明確，一旦顛倒，就有可能導致啟動不成功，或者損壞設備。現以國內某電廠為例，簡述整個汽機系統的啟動過程，主要包括四個部分：海水冷卻回路的啟動、水回路的啟動、汽機輔助系統的啟動、蒸汽回路的啟動。

1 系統說明

1）海水冷卻回路

汽輪發電機組為何設置海水冷卻回路呢？因為，蒸汽沖轉完汽輪機后仍然有很大的剩余熱量需要被冷卻，如汽化潛熱；其次，汽機廠房設備的運行也會產生熱量，這些熱量如若任其積聚，則會導致設備老化加劇，運行故障率增加，甚至影響人員的工作安全，正因為此，設置了通過冷卻水和海水系統的熱交換，將熱量最終排向大海，使得汽機能夠始終在一個安全穩定的環境下運行。

2）汽機輔助系統

汽機輔助系統主要是指汽機運行所需要的支持系統，主要是指潤滑油系統，潤滑油系統主要給汽輪發電機組的支持軸承和推力軸承提供潤滑油，以及供給頂軸油，防止轉子干摩擦；此外還向發電機氫氣冷卻系統提供密封油，保證發電機氫氣的密封；最后，它還為汽機超速和脫扣裝置提供安全油，以實現保護停機功能。

3）水回路

水回路是整個汽機發電機組的血液系統，它由凝汽器（接收汽輪機的排汽，將其冷凝為水）、低壓加熱器（將凝結水進入除氧器之前，利用蒸汽初步加熱）、除氧器（將給水加熱除氧）和高壓加熱器（將148.3℃的給水加熱至230.4℃）的組成，給蒸汽發生器供水。

4）蒸汽回路

該回路是將蒸汽發生器產生的蒸汽輸送至汽機廠房，沖轉汽輪機發電機組，產生電量，以實現整個系統的循環。

2 啟動過程

1）冷卻水系統啟動

（1）常規島總冷源—閉式冷卻水系統啟動

第一個啟動的系統是閉式冷卻水，首先通過開啟補水閥給系統充水，冷卻水介質為添加亞硝酸鹽的（pH=9）除鹽水，充水速度不宜過快，主要為防止除鹽水管道壓力下降過大。然后待充水結束，依次從各層廠房，對每個用戶靜排氣。最高點為發電機氫氣冷卻器和勵磁機空冷卻器。最后，啟動水泵，先檢查水箱水位1700mm以上，以保證足夠的吸入壓頭，泵啟動后立即對出口壓力進行讀數，系統循環建立后，需要安排專人現場巡檢管道的振動、接口泄漏的情況。

（2）海水循環系統啟動

當閉式冷卻水系統啟動后，利用該系統的熱容量給海水循環泵提供冷卻，才能啟動海水循環泵，否則因為泵無冷卻水而閉鎖啟動。海水循環泵一部分流量供給常規島輔助冷卻水系統，實現系統充壓。管道內水實體后就可以啟動輔助冷卻水泵，先關小出口閥，然后通知操縱員遠程啟動，立即檢查出口逆止閥是否開啟（若沒開啟，則手動抬起逆止閥桿），最后緩慢開啟出口閥，檢查系統壓力和流量，待其穩定。

海水循環系統大部分海水通過凝汽器冷凝蒸汽后排入大海。冷卻水回路啟動完成后才能啟動汽機輔助系統，保證了油系統運行后熱量及時被帶走。

2）汽機輔助系統啟動

（1）油系統啟動

機組檢修后，檢查主油箱液位正常，油溫大于10℃，首先啟動排煙風機，油箱真空在-600kpa以上，以利于回油順暢，風機設計為一用一備。然后遠程啟動交流潤滑油泵和高壓密封備用油泵，期間控制其油溫在35℃左右。交流潤滑油泵和高壓密封備用油泵啟動后開啟頂軸油泵進油總閥，為啟動頂軸油泵做好準備。為防止泵電機燒毀，在啟動頂軸油泵前先開啟保護閥（小流量閥）。

（2）盤車裝置啟動

頂軸油啟動后測量汽輪機大軸抬起情況，核實無閉鎖盤車啟動信號后，啟動盤車，汽輪機沖轉前，須連續盤車24小時以上。

輔助油系統啟動過程中，可以同時進行水回路的啟動。

3）水回路啟動

（1）水回路充水和沖洗

首先由除鹽水給凝汽器補水，水位補至高液位后，檢查凝結水泵在線正常，循環閥自動控制（流量小時自動開啟，保證泵的運行），凝結水泵為關閥啟動，啟動完成后，安排人員調節開啟出口閥。

流量建立后進行水回路沖洗，沖洗順序為：先沖洗凝汽器，通過開啟放水閥實現換水；取樣合格后再沖洗除氧器和低壓加熱器；最后沖洗高壓加熱器；鐵離子小于500ppb后，投運凝結水精處理系統的兩列混床和陽床，快速提高水質。

（2）除氧器啟動

除氧器充水通過凝結水泵實現，水位滿足要求后啟動除氧循環泵，對除氧器進行循環加熱，根據機組啟動情況，可擇機向除氧器水箱供輔助蒸汽，更快速加熱除氧器。主蒸汽管道暖管結束后，可切換至主蒸汽供汽。除氧器水溫達到110℃，壓力在0.05 MPa左右時已經飽和，滿足除氧的要求。凝汽器真空完成后，將除氧器的排氣由大氣切至凝汽器。除氧器飽和后開啟給水隔離閥給啟動給水泵暖泵和充水。

（3）啟動給水泵啟動（小流量泵）

檢查啟動給水泵潤滑油箱油位和油壓正常，冷卻水已供上，對泵本體暖泵結束，主控遠程啟動給水泵。在向蒸汽發生器供水前，為緩解小流量運行時振動過高，調節泵出口壓力維持在4.0MPa，需要供水時再逐漸升高壓力。

（4）啟動一臺主給水泵（大流量泵）

啟動給水泵無法滿足流量要求時切換至主給水泵供水，啟動前確認主給水泵潤滑油運行正常，切換過程中主給水泵的小流量閥控制在自動狀態，流量低時自動開啟，保證泵的運行流量。啟動1臺主給水泵后，把其余兩臺泵中的1臺置于備用。

（5）凝汽器抽真空

盤車投運后，可以安排凝汽器建立真空。首先啟動汽機軸封風機，然后利用輔助蒸汽給軸封供汽，對軸封管道進行分段暖管，疏水排向地溝，最后啟動3臺真空泵，給凝汽器抽真空。真空需要4小時左右建立，建立真空后將汽輪機廠房疏水切至凝汽器接收，不能提前切換，否則有可能導致低壓缸爆破膜損壞。

在機組啟動階段，一旦二回路檢修工作結束，就應當進行二回路的沖洗工作。在水質合格后，立即安排凝汽器建立真空，并為除氧器加熱。待蒸汽發生器補水條件滿足后補水，為了保證補水的連續性，應盡可能保證除氧器運行的穩定性。加強對水質的取樣頻率，時刻監視水質變化。以上各系統啟動完畢，就可以準備蒸汽回路的在線啟動和暖管。

4）蒸汽回路啟動

主蒸汽暖管

暖管前調節主給水旁路調節閥控制蒸汽發生器水位，將主蒸汽的疏水袋排至地溝，開啟主蒸汽閥旁路閥進行暖管，關注暖管速度，不能大于400℃/h，主蒸汽閥前后壓力平衡時，主蒸汽隔離閥的允許開啟信號出現，主控開啟閥門，暖管工作結束。

至此，整個汽輪發電機組啟動結束，汽輪機具備沖轉條件。但是，啟動過程中，也時常碰到難題，使得啟動過程一波三折。

3 啟動過程遇到的問題

1）冬天潤滑油油溫太低

潤滑油油溫低，導致油回路啟動沖洗時油流不暢，沖洗效果不明顯，油質難以合格，沖洗時間延長；其次，油溫低粘稠度大，很容易導致外置過濾器流通不暢而溢油。解決辦法，其一，根據閉式冷卻水溫度調節油溫，其次，啟動濾油機來加熱油箱油溫，這樣該問題就可以逐步緩解。

2）勵磁機冷卻水跑水

系統啟動時，難以避免許多法蘭連接處泄漏。倘若管道內部水帶壓，則直接導致噴水。發電機的空冷器易發生泄漏噴水，淋濕勵磁機，影響發電機絕緣水平。因此，每次進行發電機冷卻器啟動時，需要用防水布對發電機進行覆蓋，機械檢修人員現場保駕，若有異常立即緊固法蘭，防止淋濕發電機。

3）發電機密封油過濾器堵塞

發電機氫氣密封油雖經沖洗油質合格，但還有發生密封油過濾器堵塞的風險，一旦堵塞，密封供油壓力降低，氫氣就從密封瓦泄漏，在廠房內積聚，有發生氫爆重大風險。因此，啟動密封油后，每天必須安排人員進行過濾器刮油泥操作，保證過濾器的暢通。

4）啟動過程中關注盤車運行

一旦盤車運行，需要格外關注運行狀況，因為盤車連續運行24小時不能中斷。3、4#機組盤車裝置在調試以及后續投運過程中電流多次發生波動。盤車裝置解體檢修時均能發現不同程度的盤車DU銅套磨損、盤車銅推力盤磨損或傳動齒輪根切等盤車裝置磨損故障。初步推斷，盤車電流異常和盤車裝置磨損存在密切相關性，即磨損影響運轉的傳動阻力。

通過以上介紹，可以得出以下結論，汽輪發電機組的啟動需要逐個設備逐步啟動，然后建立整個系統的循環，如果打亂順序，那么可能事倍功半，或者永遠無法啟動。而且，啟動過程還會碰到各種問題，需要研究解決才能圓滿完成啟動工作。

[責任編輯：楊玉潔]