330MW機(jī)組熱態(tài)啟動特性探討及防止事故對策

摘 要：為防止330MW汽輪發(fā)電機(jī)組在熱態(tài)啟動過程中因調(diào)整、控制不當(dāng)?shù)仍蚨斐傻臋C(jī)組停運(yùn)或重要安全指標(biāo)超標(biāo)，對揚(yáng)州發(fā)電公司330MW機(jī)組熱態(tài)啟動應(yīng)遵循的原則，該執(zhí)行的操作程序等作了詳細(xì)的闡述，并提出了相應(yīng)的防止事故對策及注意事項。

關(guān)鍵詞：330MW機(jī)組;熱態(tài)啟動;缸溫;差脹;升速率;注意事項

1 熱態(tài)啟動特性探討

1 1 熱態(tài)啟動應(yīng)遵循的原則

1.1.1 上下缸溫差在允許范圍內(nèi)

汽輪機(jī)啟動時，上、下缸溫差超限的危害在于改變了汽輪機(jī)的徑向間隙，造成軸封和汽封片與轉(zhuǎn)子接觸并發(fā)生磨擦.嚴(yán)重時甚至?xí)斐赊D(zhuǎn)子局部受熱引起大軸彎曲。根據(jù)原國電公司《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項重點要求》規(guī)定：高壓外缸上下缸溫差不超過50℃ ，高壓內(nèi)缸上下缸溫差不超過35℃。減小上下缸溫差的重要措施是選用良好的保溫材料。

1.1.2 轉(zhuǎn)子彎曲不超過允許值

當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止后由于徑向溫差的存在，將引起彈性熱彎曲。該彎曲值超過一定值時，轉(zhuǎn)子質(zhì)心與轉(zhuǎn)子中心偏離，將成為汽輪機(jī)啟動、升速過程中的激振源，并隨轉(zhuǎn)速升高振幅增大，結(jié)果可能引起汽輪機(jī)內(nèi)部徑向動靜摩擦，進(jìn)一步導(dǎo)致大軸彎曲。《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項重點要求》規(guī)定：汽輪機(jī)啟動時轉(zhuǎn)子彎曲度不應(yīng)超過原始值的±0.02 mm。

1.2 熱態(tài)啟動操作程序及注意事項

1.2.1 啟動前的準(zhǔn)備工作

1）指定熟練人員負(fù)責(zé)對鍋爐汽水畫面、燃燒畫面及汽機(jī)主畫面進(jìn)行監(jiān)視，并且應(yīng)分工明確、相互配合。

2）除必須檢查確認(rèn)各系統(tǒng)設(shè)備處于正常的良好狀態(tài)以外，給水泵、磨煤機(jī)等輔機(jī)也應(yīng)做好充分的啟動前準(zhǔn)備，必要時可早些投入運(yùn)行，以滿足汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)、并網(wǎng)后快速帶負(fù)荷的要求。另外，要杜絕一切可能使冷汽、冷水進(jìn)入汽輪機(jī)的誤操作，防止機(jī)組受冷變形。

1.2.2 旁路系統(tǒng)的投入

提前投入旁路系統(tǒng)，以迅速提高主、再熱蒸汽的溫度，使其滿足掛閘、沖轉(zhuǎn)要求。

1.2.3 投入軸封供汽、抽真空

1）軸封供汽溫度一定要與汽封金屬溫度相匹配，汽機(jī)輔汽系統(tǒng)應(yīng)使用溫度較高的汽源，以避免軸封供汽溫度低引起的軸承振動或軸封風(fēng)機(jī)帶水運(yùn)行。

2）先向軸封送汽后再抽真空。在向軸封送汽前，檢查確認(rèn)軸封汽母管疏水門開度，疏水排盡后再向軸封送汽。

1.2.4 啟動過程

1）真空的選擇和監(jiān)視。沖轉(zhuǎn)前凝汽器真空維持在-92 kPa左右，沖轉(zhuǎn)后真空維持在-90～ -92kPa范圍內(nèi)運(yùn)行，并視汽機(jī)振動等情況作適當(dāng)調(diào)整。熱態(tài)啟動真空的選擇較冷態(tài)啟動要稍高些，以使主、再熱蒸汽管道等疏水通過高、低壓擴(kuò)容器迅速排至凝汽器，以利于提高蒸汽溫度。

2）掛閘、沖轉(zhuǎn)參數(shù)的選擇。當(dāng)主、再熱汽溫高于高、中壓缸汽門閥殼溫度50℃ 以上時即可掛閘。對極熱態(tài)啟動，當(dāng)主、再熱汽溫高于高、中壓缸汽門閥殼溫度20℃以上，且有50℃以上過熱度時即可掛閘（對缸溫水平特別高的極熱態(tài)啟動，如缸溫500℃上的啟動，主、再熱汽溫難以滿足高于高、中壓缸汽門閥殼溫度20℃以上條件。因此當(dāng)主、再熱汽溫高于高、中壓缸汽門閥殼溫度時，即可掛閘）。掛閘時要注意汽機(jī)轉(zhuǎn)速變化情況，做好汽門不嚴(yán)的事故預(yù)想。沖轉(zhuǎn)參數(shù)的選擇要與高、中壓缸金屬溫度相匹配，應(yīng)按照高、中壓缸金屬溫度所對應(yīng)的啟動曲線選擇沖轉(zhuǎn)參數(shù)。

3）沖轉(zhuǎn)、并網(wǎng)和帶負(fù)荷。

a.具備沖轉(zhuǎn)條件后用100 r/min的升速率對汽機(jī)沖轉(zhuǎn)，目標(biāo)轉(zhuǎn)速2950r/rain。后以50r/min的升速率對汽機(jī)沖轉(zhuǎn)，目標(biāo)轉(zhuǎn)速3000r/rain，進(jìn)行閥切換。

b.滿速后盡快并網(wǎng)、帶負(fù)荷，以控制汽機(jī)各金屬部件的溫升率、上下缸溫差和各缸差脹不超限值。

c.按對應(yīng)的啟動曲線升溫、升壓，以5～10MW/min的升負(fù)荷速率加負(fù)荷至相應(yīng)的工況點暖機(jī)，并確認(rèn)下缸溫度不再下降，以減少對汽缸及轉(zhuǎn)子的冷卻。到達(dá)工況點后按冷態(tài)啟動曲線進(jìn)行升溫、升壓、帶負(fù)荷。

2 熱態(tài)啟動注意事項及防止事故對策

1）在機(jī)組啟動過程中加強(qiáng)對鍋爐重要參數(shù)的監(jiān)視，尤其是汽包水位，在汽輪機(jī)掛閘沖轉(zhuǎn)、過臨界、閥切換、并網(wǎng)、啟動第一臺磨煤機(jī)等幾個節(jié)點上，應(yīng)協(xié)調(diào)機(jī)爐專業(yè)操作，密切注意汽包水位變化趨勢，做出相應(yīng)調(diào)整。

2）從鍋爐點火至旁路投入前，應(yīng)嚴(yán)格控制爐膛出口煙氣溫度不超過538℃。

3）監(jiān)視空氣預(yù)熱器出口溫度變化，防止尾部煙道二次燃燒的發(fā)生，如果發(fā)現(xiàn)空氣預(yù)熱器出口煙氣溫度不正常升高時，應(yīng)及時進(jìn)行空氣預(yù)熱器吹灰。

4）在機(jī)組啟動，氣化（微油）油槍投運(yùn)，#1磨運(yùn)行初期，應(yīng)根據(jù)磨煤機(jī)出口風(fēng)溫加煤量，同時注意監(jiān)視轉(zhuǎn)向室煙溫，為了減少爐膛熱損失，低負(fù)荷盡量將總風(fēng)量控制在350KNm3/h以內(nèi)，將多余的二次風(fēng)全部關(guān)閉。如爐膛負(fù)壓晃動大，燃燒不穩(wěn)應(yīng)適當(dāng)減少煤量，如需投大油槍，應(yīng)將煤量減至最低，抽粉后逐支投入，以免爆燃。

5）氣化（微油）油槍投運(yùn)后，監(jiān)視燃燒器壁溫≯500℃。當(dāng)燃燒器壁溫>400℃時，增開燃燒器周界風(fēng)門的開度，適當(dāng)提高二次風(fēng)壓，及時采取降低壁溫的措施，包括降低磨煤機(jī)出力、加大磨的入口風(fēng)量、降低油槍出力等;風(fēng)道加熱裝置油槍投運(yùn)后，監(jiān)視風(fēng)道壁溫不超過400℃。

6）在鍋爐進(jìn)水前、后和升溫、升壓過程中，應(yīng)保持水位的正常與穩(wěn)定，注意汽包上下壁溫差<56℃，內(nèi)、外壁溫差<28℃，汽包內(nèi)外壁溫差應(yīng)小于28℃。當(dāng)汽壓達(dá)0.5、5.0、15.0MPa時，分別記錄膨脹指示，對膨脹不良的水冷壁可加強(qiáng)其下部放水，待消除后繼續(xù)升壓。

7）在升壓過程中，應(yīng)加強(qiáng)與化學(xué)值班工聯(lián)系，觀察爐水含硅量情況，及時調(diào)整連續(xù)排污門開度。當(dāng)爐水含硅量超過標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)停止升壓，增加定期排污次數(shù)，進(jìn)行洗硅，必要時降低過熱蒸汽壓力運(yùn)行，直至爐水含硅量符合要求時，才能重新升壓。

8）鍋爐在啟動過程中，啟、停制粉系統(tǒng)或投、停油槍時，應(yīng)監(jiān)視爐內(nèi)燃燒情況和爐膛負(fù)壓的變化及蒸汽壓力、溫度的變化，當(dāng)蒸汽溫度和煙氣溫度急劇上升時，應(yīng)降低升壓速度，嚴(yán)格控制過熱器、再熱器管壁溫度，不允許超溫運(yùn)行。

9）在汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)啟動后，要防止過熱蒸汽溫度和再熱蒸汽溫度急劇變化，嚴(yán)格防止蒸汽帶水，沖轉(zhuǎn)前鍋爐各部位的疏水應(yīng)充分疏盡，過熱蒸汽和再熱蒸汽溫度的溫差不得超過規(guī)定要求。

10）嚴(yán)禁先抽真空后送軸封，不盤車禁止向軸封送汽。軸封供汽前應(yīng)充分暖管疏水，嚴(yán)禁將汽水帶入軸封。檢查確認(rèn)汽輪機(jī)本體疏水均在開足位置。鍋爐點火后，檢查高中壓自動主汽門、調(diào)速汽門、高排逆止門關(guān)閉嚴(yán)密，防止汽缸受到冷卻或加熱。

11）啟動過程中要密切注意汽缸溫度，汽缸溫度下降應(yīng)加快升速、并網(wǎng)帶負(fù)荷。在汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)至初負(fù)荷期間，鍋爐應(yīng)盡量控制主再熱蒸汽溫度、壓力穩(wěn)定。嚴(yán)密監(jiān)視汽輪機(jī)的缸溫、缸脹、差脹、軸向位移等參數(shù)的變化。

結(jié)束語：

由于熱態(tài)啟動機(jī)組時金屬溫度較高，具有啟動速度要求快、鍋爐燃燒率大的特點，客觀上對汽包水位、主（再熱）汽溫、汽機(jī)差脹和振動等指標(biāo)的調(diào)整、控制帶來了一定的困難。但只要不斷總結(jié)經(jīng)驗，掌握其特性，啟動時按與實際相符的預(yù)定程序操作，并制定詳細(xì)的防止事故對策，就能避免因調(diào)整、控制參數(shù)不當(dāng)造成的機(jī)組停運(yùn)或設(shè)備損壞事故發(fā)生，保證機(jī)組安全、快速啟動。揚(yáng)電公司6號、7號機(jī)組經(jīng)歷過幾次熱態(tài)啟動，因事先總結(jié)了經(jīng)驗教訓(xùn)，制定出了與實際相符的詳細(xì)的啟動預(yù)案，并對值班人員加強(qiáng)培訓(xùn)和進(jìn)行反事故演練，再也未發(fā)生因調(diào)整、控制參數(shù)不當(dāng)造成的機(jī)組非停和重要安全指標(biāo)超標(biāo)事件。

參考文獻(xiàn)：

[1]《30萬機(jī)組汽輪機(jī)運(yùn)行教材》

[2]《30萬機(jī)組鍋爐運(yùn)行教材》

[3]《揚(yáng)電公司330MW機(jī)組運(yùn)行規(guī)程》

作者簡介：

施立兵（1968.06-），男，漢族，江蘇揚(yáng)州人，任職于江蘇華電揚(yáng)州發(fā)電有限公司，技師，中技，研究方向：電廠集控運(yùn)行。

（江蘇華電揚(yáng)州發(fā)電有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225003）