泰州電廠二期機組汽輪機沖轉中的問題及解決措施

劉金華

摘 要：泰州電廠二期2臺百萬超超臨界二次再熱機組是我國自主開發研究制造的，其二次再熱技術不是20世紀技術的翻版，而是在機組參數、機組容量、系統優化等方面都有了很大的突破。在現有成熟材料技術的基礎上，采用二次再熱技術并有針對性地進行熱力系統的優化，可以在目前600℃等級一次再熱超超臨界機組基礎上大幅度地將發電熱效率提高約2～3個百分點，發電煤耗降低約15 g/kWh～16 g/kWh，同時大幅度降低溫室氣體和污染物排放。該文介紹了我廠二期二次中間再熱凝汽式汽輪機的特點，并總結了我廠二期機組調試至今遇到的沖轉問題及解決辦法。

關鍵詞：超超臨界；二次再熱； 溫度準則

中圖分類號：TM311 文獻標志碼：A

0 前言

根據我國現在的能源狀況，提高能源利用率，降低能源消耗成為節能降耗的關鍵。所以提高火電廠機組的經濟性，降低發電成本，是我們一直努力的目標。泰州電廠二期機組型式為二次中間再熱、超超臨界百萬機組，其效率全球領先。該機組汽輪機是上汽汽輪機廠引進西門子技術改進而成，汽輪機采用全周進汽、滑壓運行，全機設有2只超高壓主汽門、2只超高壓調節汽門、2只高壓主汽門、2只高壓調節汽門、2只中壓主汽門和兩只中壓調節汽門。對于大容量高參數機組對應進汽參數自然更高，它設計額定參數是31 MPa/11 MPa/3.29 MPa，600 ℃/610 ℃/610 ℃。該文主要介紹了泰州電廠二期機組DEH的自啟動功能和調試至今遇到的問題及改進措施。

1 汽輪機的自啟動

泰州電廠二期機組DEH中最重要的功能之一即為汽輪機的自啟動。在自啟動系統的作用下，汽輪機能夠安全地在一個合適的時間節點啟動。這符合電廠的最短啟動時間和高可用性的經濟要求。

1.1 汽輪發電機組的自動啟動控制

輔助系統利用“輔助系統自動啟動控制”或手動啟動輔助系統，啟動并達到穩定狀態后，“汽輪發電機自動啟動控制”將使汽輪機從盤車狀態轉換為發電狀態。當汽輪機控制器切換到負荷調節時，啟動程序就完成了。

1.2 X準則——可變的溫度準則

運行模式的改變，例如帶蒸汽沖轉，升速到暖機速度或額定速度，汽輪機加載程序以蒸汽壓力和主蒸汽流量突變的形式給汽輪機強加載荷，這都會使熱傳遞增加。在現有的運行條件下，是否允許改變到期望的模式，是需要一個判斷標準的。可變的溫度準則就描述了一個使汽輪機在一個適宜的時間啟動，而又不超出預設的熱應力限制值的蒸汽工況。

1.2.1 開啟主汽門前的有效準則

X1A：避免超高壓調閥閥體的過度冷卻。

X1B：避免高壓調閥閥體的過度冷卻。

X1A：避免由于飽和蒸汽溫度的不平穩增加而引起超高壓蒸汽控制閥的應力過度增加 。

X2B：避免由于飽和蒸汽溫度的不平穩增加而引起高壓蒸汽控制閥的應力過度增加。

1.2.2 開啟調門前的有效準則

X4A：避免超高壓缸末級葉片存在濕蒸汽。

X4B：避免高壓缸末級葉片存在濕蒸汽。

X5：避免超高壓汽輪機汽缸及軸的過度冷卻。

X6A：避免汽輪機高壓缸轉子的過度冷卻。

X6B：避免汽輪機中壓缸轉子的過度冷卻。

1.2.3 升速至額定轉速的有效準則

X7A/ X7B ：超高壓汽輪機汽缸/轉子暖機度合適。

X7C：高壓汽輪機轉子暖機度合適。

X7D：中壓汽輪機轉子暖機度合適。

X7E：高壓內缸測點的溫度>227℃。

X7F：中壓內缸測點的溫度>249.5℃；中壓外內缸測點的溫度限制>214℃。

1.2.4 并網前的有效準則

X8A：高壓汽輪機轉子暖機度合適。

X8B：中壓汽輪機轉子暖機度合適的。

2 沖轉中遇到的問題及改進措施

2.1 低壓缸A南側外缸的保溫油漆被燒灼變黃

經過分析得出2個原因：（1）因為首次設計二次再熱機組，設計初期考慮到汽輪機沖轉時超高壓缸進汽流量低，防止超高壓缸鼓風引起末級葉片溫度高，保持沖轉期間超高排通風閥處于開啟狀態；（2）超高排通風閥接入口在低壓外缸A下部與凝氣器相連的斜板上進入凝汽器，由于該位置離低壓外缸A很近，并且口子是斜向上開的，如果有氣流進來，正好吹向低壓外缸A下面的端板。

改進措施：二次再熱機組啟動方式中，超高排通風閥的運行方式不合理。沖轉時調整超高排通風閥運行方式，沖轉走步前檢查確認超高排通風閥已關閉。

2.2 超高排逆止閥易卡澀無法關閉

出現問題的原因為：（1）二次再熱機組超高壓缸排汽溫度在430 ℃左右，常規一次再熱機組高壓缸排汽溫度在350℃左右，設計人員未充分考慮在430℃左右時閥門軸套間隙，導致在閥溫較高時卡澀。（2）超高排通風關閉時，關閉力矩不夠。一是氣缸排汽時排汽閥口徑偏小，二是汽缸內彈簧彈性系數不夠。

改進措施：氣缸彈簧側增加一路氣源，在超高排通風關閉時，增加關閉力矩。

2.3 X2準則不易滿足

在沖轉走步過程中，X2準則不易滿足，而此準則的滿足是作為開超高壓、高壓主汽閥的條件，由于超高壓、高壓主汽閥未開，所以超高壓、高壓調閥50 %處溫度Tmcv較低，X2準則很難滿足。按上汽廠的設計，這種通過純導熱滿足該條件的時間需要30 h，不符合實際生產的需求。

改進措施：

（1）手動開主汽閥緩慢對調閥進行暖閥才會滿足溫度準則。

（2）增加了cv warm up模塊，使上述的暖閥方式實現自動。

2.4 低速暖機中壓調閥油動機EH油管道振動大

由于二次再熱機組比普通一次再熱機組多了一個缸，且沖轉時為超高壓缸、高壓缸和中壓缸聯合進汽，因此沖轉時中壓調門開度較小，EH油管道振動較大。

改進措施：有意識地降低汽機沖轉參數，讓中壓調閥開度增大，現在通常冷態沖轉控制二再壓力0.5 MPa左右，中壓調閥油動機EH油管道振動明顯降低。

2.5 釋放轉速后切缸

熱態啟機時機組低速暖機結束后，釋放至額定轉速時超高壓調閥開大，導致一次再熱蒸汽壓力快速下跌，中旁調閥自動控制速度跟不上，導致主機3000轉時，一次再熱蒸汽壓力最低至2.31 MPa，高壓缸進汽量不足，鼓風摩擦后高排溫度高于480℃，超高壓缸自動切出。

改進措施：

（1）汽機打閘再次沖轉，升速過程中手動控制中旁開度，使一次再熱蒸汽壓力維持在3.5 MPa，維持較大的高壓缸進汽流量，高排溫度最高450 ℃左右。由于增加了高壓缸進汽量，超高排溫度上升較明顯，最高至491 ℃。沖轉至3 000轉后，發電機立即并網加負荷，加快并網。

（2）從調試以來在各次沖轉過程中發現，解決VHP/HP缸排汽溫度高的方法有：

（a）合理分配超高壓缸、高壓缸進汽量。主要手段是沖轉過程中控制好主汽壓、一次再熱蒸汽壓力，保證超高壓缸壓比與高壓缸壓比。

（b）盡量增加沖轉時蒸汽流量。冷態時，可以降低沖轉參數，維持低真空在10 kPa左右，單臺循泵，單臺真空泵。沖轉參數建議：超高缸進汽6.5 MPa/400℃，高壓缸進汽2.0 MPa/380℃，中壓缸進汽0.6 MPa/380℃；熱態時，盡量保證進汽溫度高于缸溫，沖轉參數建議：超高缸進汽10 MPa/510℃，高壓缸進汽3.8 MPa/510℃，中壓缸進汽1.0 MPa/510℃。

（3）熱態沖轉至3 000轉后，應盡快安排并網并帶負荷至150 MW。3 000轉至并網帶負荷時間控制在15分鐘之內為宜。

3 結語

該文簡單地介紹了泰州電廠二次再熱機組汽輪機自啟動調試初期遇到的問題也提供了當時解決問題的一些措施。由于時間匆忙，運行時間較短，經驗缺乏，該文僅列舉了具有代表性的幾個例子以及當前情況下的解決方案，不足之處還請批評指正。

參考文獻

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