汽轮机切缸操作分析

摘 要：机组启动方式一般采取中压缸启动、高中压缸合缸启动两种方式，在中压缸启动后，可以采用机组打闸后投入旁路系统，达到冲转参数后进行高中压缸合缸启动，也可以在中压缸启动后，通过切缸的方式转为高中压缸进汽的运行方式，但后一种方法更容易造成汽缸进冷水冷汽或者汽轮机超速，本文从操作的步骤、危险点分析和预控方面进行了优化，并取得较好的效果。

关键词：切缸；冷水冷汽；超速

某公司采购的第一批150MW、330MW汽轮机由于运行年限较长，无论在机组性能还是金属材质性能方面都出现了一定的问题，机组阀门内漏较多，严密性较差，增加了机组进冷水冷汽的几率，在抗干扰性方面较差，容易造成汽轮机大轴弯曲事故。在实际生产中，曾出现个别机组主汽门、调门严密性试验均不合格，但机组还需暂时启动并网运行一段时间的情况，此种情况，机组启动面临一个很矛盾的问题：在中压缸启动后，锅炉点火升压后，由于主汽门、调门严密性试验均不合格，在旁路系统投入后，非常容易发生汽轮机进入低温的水汽，造成缸温下降，因此，从这方面考虑的话，应该尽量降低汽轮机缸温，来降低汽缸进冷水冷汽带来的不利影响；但是，机组中压缸启动除了检查机组运行状况是否良好外，有一个重要的目的就是尽量提高缸温，增大汽缸的膨胀量，进而达到快速启动，节省燃油的目的。

经过研究，我们选择了中压缸启动后进行切汽源、切缸操作。下面将切汽源、汽缸的步骤、危险点、及在实际操作中出现的一些问题与大家分享一下。

1 切缸步骤

首先，中压缸启动定速3000r/min，暖机结束后，锅炉点火，通过一级旁路与过热器对空排汽门，将主汽温度提至预计冲转温度（与高压缸调节级缸温匹配）。

其次，进行汽源切换工作，即：将一级旁路开启，同时解列临机冷再汽源，完成汽轮机汽源切换操作。

再次，进行调门运行方式调整，即将高压调门由“维修开关”投入状态逐一释放为自动状态。

最后，开启高排逆止门，全面检查系统正常后，准备并网带负荷。

2 操作中的危险点及预控措施

在经过多次实践后，对整个操作过程存在的危险点和防范措施总结如下：

（1）再热汽温过热度不满足要求。中压缸启动定速3000r/min后，由于暖机时间较长，缸温一般可以达到270℃左右，此时，中压导管温度基本稳定在280℃左右，蒸汽过热度满足80-100℃，但在锅炉启动风机后，由于炉膛通风量增大，再热器对流换热增强，散热损失增大，直接导致再热器出口蒸汽温度大幅下降，蒸汽过热度迅速下降，甚至蒸汽过热度低于80℃，给汽轮机安全运行造成巨大威胁。针对此种情况，要求锅炉增加风量时，必须缓慢操作，在满足燃烧需求的前提下，尽量减少炉膛通风量，减少散热损失，降低对再热蒸汽的影响，同时汽机监盘人员加强对汽轮机轴承、瓦振、中主门前蒸汽温度的监视，及时调整二级旁路调节阀开度，适当降低中主前压力，维持再热蒸汽有足够过热度，但当过热度低于80℃时，必须无条件进行汽轮机打闸，防止出现大轴弯曲事故。

（2）汽源切换时，再热器压力突变，造成中压调门全开，机组超速。汽轮机在3000r/min下进行切换汽源，高压调门全部处于“维修开关”投入位置，紧靠中压调门调整汽轮机转速，若操作不当，造成再热器压力下降过多，将会造成中压调门突然全开，若此时操作人员再慌乱中盲目提高再热器压力，此时必将造成汽轮机超速事故；若再热器压力一直维持过高，将造成中压调门迅速关小，甚至接近全关，此时将造成中导温度的迅速下降，进而影响到缸温，因此，必须要保持就地操作人员与监盘人员的完美配合，维持再热器压力稳定，方能保证汽源切换的成功进行。

（3）高压调门由“维修开关”投入状态逐一释放时，蒸汽带水，造成调节级温度大幅突降。由于主蒸汽管道疏水并非安装在紧靠高压主汽门前的位置，两者之间有一定的距离，加上高压主汽门与高压调门之间可能存在积水（尤其进行过热器水压试验后更容易积水），高压导管温度较低等因素影响，一旦将某一个高压调门解除“维修开关”后，高压调门会自动开至8%-10%之间，中压调门自动回关，机组维持转速3000r/min，由于高压调门的突然开启，将会使上述管道中积存的水或温度低的蒸汽，或者蒸汽经高压导管冷却后，大量进入高压缸调节级，造成调节级温度大幅下降，有时甚至造成轴振波动范围增大。因此，為防止出现类似异常情况，通常采取两方面措施：首先，保证主汽疏水全开，尽量提高主汽过热度，同时，保证高压阀壳、高压导管疏水门全部开启、保证调节级疏水门全部开启，温度测点准确无误；其次，在即将释放某一个高压调门之前，可以手动开启该高压调门2%左右的开度，待对应的高导温度上升至稳定数值后，再将该高压调门解除“维修开关”位置，待调节级温度稳定后，再使用类似方法将其余三个高压调门逐一释放即可。

3 操作过程中出现过的异常汇总

实际操作中，也出现过一些小的异常，现将部分异常展示出来，以防后续再出现类似问题：

（1）切换机组汽源时再热器压力控制不当，造成中压调门全开。

如：机组定速3000r/min切换冷再汽源时，就地人员与监盘人员配合不默契造成再热器压力由0.8Mpa降至0.19Mpa，造成中压调门开启至100%，转速有小幅下降至2985r/min。

（2）切缸过程中操作速度过快，造成转速小幅上升。

如：将#1高压调门解除“维修开关”位置后，该高压调门自动开至10%，开度偏大，造成机组转速有小幅上升至3050r/min。

4 总结

切缸作为一种机组启动手段有其优点：节省启动时间、能达到经济安全启动目的，但也有缺点：就是对操作人员的要求很高，一旦操作失误或者配合不当，很容易造成汽轮机超速或者汽缸进冷水冷汽，造成大轴弯曲或者动静摩擦事故，所以在机组状况允许的情况下，尽量不要采用该方法，应以安全启动为主。所以，对该型号机组，更应加强设备治理，尤其是阀门内漏方面的治理，必须不遗余力的进行彻底治理。

作者简介：张俊东 （1984-），男，毕业于山东理工大学，热动专业，本科，工程师，主要研究汽轮机运行及各种异常处理、经济运行等方面，对南汽、东汽、哈汽机组研究较深。