汽輪機切缸操作分析

摘 要：機組啟動方式一般采取中壓缸啟動、高中壓缸合缸啟動兩種方式，在中壓缸啟動后，可以采用機組打閘后投入旁路系統，達到沖轉參數后進行高中壓缸合缸啟動，也可以在中壓缸啟動后，通過切缸的方式轉為高中壓缸進汽的運行方式，但后一種方法更容易造成汽缸進冷水冷汽或者汽輪機超速，本文從操作的步驟、危險點分析和預控方面進行了優化，并取得較好的效果。

關鍵詞：切缸；冷水冷汽；超速

某公司采購的第一批150MW、330MW汽輪機由于運行年限較長，無論在機組性能還是金屬材質性能方面都出現了一定的問題，機組閥門內漏較多，嚴密性較差，增加了機組進冷水冷汽的幾率，在抗干擾性方面較差，容易造成汽輪機大軸彎曲事故。在實際生產中，曾出現個別機組主汽門、調門嚴密性試驗均不合格，但機組還需暫時啟動并網運行一段時間的情況，此種情況，機組啟動面臨一個很矛盾的問題：在中壓缸啟動后，鍋爐點火升壓后，由于主汽門、調門嚴密性試驗均不合格，在旁路系統投入后，非常容易發生汽輪機進入低溫的水汽，造成缸溫下降，因此，從這方面考慮的話，應該盡量降低汽輪機缸溫，來降低汽缸進冷水冷汽帶來的不利影響；但是，機組中壓缸啟動除了檢查機組運行狀況是否良好外，有一個重要的目的就是盡量提高缸溫，增大汽缸的膨脹量，進而達到快速啟動，節省燃油的目的。

經過研究，我們選擇了中壓缸啟動后進行切汽源、切缸操作。下面將切汽源、汽缸的步驟、危險點、及在實際操作中出現的一些問題與大家分享一下。

1 切缸步驟

首先，中壓缸啟動定速3000r/min，暖機結束后，鍋爐點火，通過一級旁路與過熱器對空排汽門，將主汽溫度提至預計沖轉溫度（與高壓缸調節級缸溫匹配）。

其次，進行汽源切換工作，即：將一級旁路開啟，同時解列臨機冷再汽源，完成汽輪機汽源切換操作。

再次，進行調門運行方式調整，即將高壓調門由“維修開關”投入狀態逐一釋放為自動狀態。

最后，開啟高排逆止門，全面檢查系統正常后，準備并網帶負荷。

2 操作中的危險點及預控措施

在經過多次實踐后，對整個操作過程存在的危險點和防范措施總結如下：

（1）再熱汽溫過熱度不滿足要求。中壓缸啟動定速3000r/min后，由于暖機時間較長，缸溫一般可以達到270℃左右，此時，中壓導管溫度基本穩定在280℃左右，蒸汽過熱度滿足80-100℃，但在鍋爐啟動風機后，由于爐膛通風量增大，再熱器對流換熱增強，散熱損失增大，直接導致再熱器出口蒸汽溫度大幅下降，蒸汽過熱度迅速下降，甚至蒸汽過熱度低于80℃，給汽輪機安全運行造成巨大威脅。針對此種情況，要求鍋爐增加風量時，必須緩慢操作，在滿足燃燒需求的前提下，盡量減少爐膛通風量，減少散熱損失，降低對再熱蒸汽的影響，同時汽機監盤人員加強對汽輪機軸承、瓦振、中主門前蒸汽溫度的監視，及時調整二級旁路調節閥開度，適當降低中主前壓力，維持再熱蒸汽有足夠過熱度，但當過熱度低于80℃時，必須無條件進行汽輪機打閘，防止出現大軸彎曲事故。

（2）汽源切換時，再熱器壓力突變，造成中壓調門全開，機組超速。汽輪機在3000r/min下進行切換汽源，高壓調門全部處于“維修開關”投入位置，緊靠中壓調門調整汽輪機轉速，若操作不當，造成再熱器壓力下降過多，將會造成中壓調門突然全開，若此時操作人員再慌亂中盲目提高再熱器壓力，此時必將造成汽輪機超速事故；若再熱器壓力一直維持過高，將造成中壓調門迅速關小，甚至接近全關，此時將造成中導溫度的迅速下降，進而影響到缸溫，因此，必須要保持就地操作人員與監盤人員的完美配合，維持再熱器壓力穩定，方能保證汽源切換的成功進行。

（3）高壓調門由“維修開關”投入狀態逐一釋放時，蒸汽帶水，造成調節級溫度大幅突降。由于主蒸汽管道疏水并非安裝在緊靠高壓主汽門前的位置，兩者之間有一定的距離，加上高壓主汽門與高壓調門之間可能存在積水（尤其進行過熱器水壓試驗后更容易積水），高壓導管溫度較低等因素影響，一旦將某一個高壓調門解除“維修開關”后，高壓調門會自動開至8%-10%之間，中壓調門自動回關，機組維持轉速3000r/min，由于高壓調門的突然開啟，將會使上述管道中積存的水或溫度低的蒸汽，或者蒸汽經高壓導管冷卻后，大量進入高壓缸調節級，造成調節級溫度大幅下降，有時甚至造成軸振波動范圍增大。因此，為防止出現類似異常情況，通常采取兩方面措施：首先，保證主汽疏水全開，盡量提高主汽過熱度，同時，保證高壓閥殼、高壓導管疏水門全部開啟、保證調節級疏水門全部開啟，溫度測點準確無誤；其次，在即將釋放某一個高壓調門之前，可以手動開啟該高壓調門2%左右的開度，待對應的高導溫度上升至穩定數值后，再將該高壓調門解除“維修開關”位置，待調節級溫度穩定后，再使用類似方法將其余三個高壓調門逐一釋放即可。

3 操作過程中出現過的異常匯總

實際操作中，也出現過一些小的異常，現將部分異常展示出來，以防后續再出現類似問題：

（1）切換機組汽源時再熱器壓力控制不當，造成中壓調門全開。

如：機組定速3000r/min切換冷再汽源時，就地人員與監盤人員配合不默契造成再熱器壓力由0.8Mpa降至0.19Mpa，造成中壓調門開啟至100%，轉速有小幅下降至2985r/min。

（2）切缸過程中操作速度過快，造成轉速小幅上升。

如：將#1高壓調門解除“維修開關”位置后，該高壓調門自動開至10%，開度偏大，造成機組轉速有小幅上升至3050r/min。

4 總結

切缸作為一種機組啟動手段有其優點：節省啟動時間、能達到經濟安全啟動目的，但也有缺點：就是對操作人員的要求很高，一旦操作失誤或者配合不當，很容易造成汽輪機超速或者汽缸進冷水冷汽，造成大軸彎曲或者動靜摩擦事故，所以在機組狀況允許的情況下，盡量不要采用該方法，應以安全啟動為主。所以，對該型號機組，更應加強設備治理，尤其是閥門內漏方面的治理，必須不遺余力的進行徹底治理。

作者簡介：張俊東 （1984-），男，畢業于山東理工大學，熱動專業，本科，工程師，主要研究汽輪機運行及各種異常處理、經濟運行等方面，對南汽、東汽、哈汽機組研究較深。