浅析350MW亚临界汽轮机FCB运行

王会河

摘 要：本文针对350MW亚临界汽轮机FCB运行进行分析，简单介绍了350MW亚临界汽轮机，并分析了其设计特点中的设计思想、结构特点，最后总结了350MW亚临界汽轮机FCB运行，包括一般机组FCB功能实现，满负荷巷厂用电运行工况，典型350WM汽轮机转子，汽轮发电机组突然甩负荷。希望通过对这些內容的分析能够为350MW亚临界汽轮机FCB运行和控制提供一定的帮助。

关键词：350WM 汽轮机 FCB运行

中图分类号：TK267 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）06（b）-0088-02

当前，火电市场竞争越来越激烈，该行业的发展是以世界范围作为主要发展目标。但是在世界上，大多数国外电网的频率均为60Hz，和国内的50Hz的电网频率不同。为了能够开拓国际市场，我国电网需要完全的新开发并设计和其他国家相适应的60Hz大型火电机组，只有这样，才能够促使我国火电企业在国际市场上站住脚跟。因此，针对350MW亚临界汽轮机FCB运行进行深入分析，意义深远。

1 350MW亚临界汽轮机概述

对于汽轮机发电机组而言，当外网或者主变出线等发生故障的时候，需要进行及时跳机，通过这种方式，能够有效确保机组的安全限定。但是，当机组再次跳机后，再次起机则可以及时继续并网运行，当汽轮机甩掉负荷、解列电网之后，则可以继续运行，这就是机组在不并网基础上，仅带着自身辅助设备消耗的功率定速运行，并且能够随时进行并网。也就是机组当中的FCB功能。对其进行较为简单的解释，其中FCB主要是指当外网发生临时故障的时候，下轮发电机带厂用电负荷维持运行，等到外网或者主变故障被解除之后，这样就可以促使并网发电得到快速提升[1]。

2 设计特点

2.1 设计思想

若机组是由50Hz转变成60Hz的，这种情况下，对于汽轮机来说，气缸的外缸和机组的外形、回热系统均不会产生较大的变化，随着转速的不断提升，汽轮机排除气体参数相同的基础上，促使机组通流部分不同级别、静叶焓降分分配生产变化，为了能够确保U/CO合理翻动度，技术人员则对机组的高中低压级数进行适当的调整。并且对于动静叶的叶高以及中径等几何尺寸进行科学合理的设计。与此同时，其中主油泵泵轴的直径同样需要作出相应的改变。对于电站系统来说，针对一些以厂用电工作为依据，对辅助设备电机进行拖动。因此汽轮机从50Hz转变成60Hz，这样所带来的影响主要是通流部分发生的变化，针对这一情况，通流部分不同级别叶片的合理设计十分关键，因为这一内容直接对机组缸的效率带来影响。从安全性角度进行分析，需要针对不同强度进行具体核算，这样做不但能够促使不同级别的叶片设计级别效率提升，同时还能够促使机组通隔板、叶轮、不同级别动导叶片可以获得较高的受拉应力和扭应力[2]。

2.2 结构特点

对于汽轮机而言，其使用的是拥有较为成熟运行经验的双缸双排气结构。对于高中压以成熟350MW机组模块以及BB243转子模型为基础开展具体的设计，其中的低压主要是将空冷300MW机组低压模块作为基础性内容，然后对世界范围内较为先进的设计经验进行设计。高中压合缸主要使用的是双层缸结构，其中的内缸、外缸两者之间存在的夹层进和高压排气之间相互接触，通过这种方式，可以降低缸壁的厚度，而对于高压排气所占据的内外缸空间来说，能够让气缸结构更加简化。对不同高压主气进行调节，同时对阀门进行布置，在高中压的两侧位置，一个通过水平方式安装的主汽阀，加上两个相同的垂直安装调节阀共同构成了高压主气调节阀。对于调节阀而言，其主要是借助4个高压挠性而引起的汽管和高压缸两者之间相互连接。在该机组单重，一共设置了两个再热主汽调节联合阀，其中有一个是摇板形式的主汽阀，同时还包含两个调节阀。此外，设备低压缸所用的结构为双层结构，分别是内缸和外缸共同构成的。在低压的内、外缸，加上轴承箱分别使用的是落地结构，借助这一方式，能够在一定程度上确保其具体运行过程中，轴系高度足够可靠[3]。

3 350MW亚临界汽轮机FCB运行

3.1 一般机组FCB功能实现

对于一般机组而言，实现FCB运行，所涉及的内容为锅炉、汽轮机、发电机、调试单位和热控等相关厂家，这就需要相关单位之间能够相互协调。针对汽轮机的FCB运行而言，对其特点进行研究和分析，能够为最终汽轮发电机组实现FCB功能试验，针对不同类型的设备进行合理匹配和选型，可以提供较高的技术参考[4]。

3.2 从满负荷巷厂用电运行工况

汽轮机处于从满负荷巷厂用电运行工况，需对高压转子的瞬间应力进行充分分析，进入到汽轮机当中的蒸汽温度会迅速下降，这种情况下汽轮机的负荷同样会下降，调节级后，温度也会随之迅速下降。随着过热器出口温度的迅速下降，在汽轮机当中，调节级叶片后温度会骤降，在变化后的5min之后，则会再次迅速降低90℃，调节级后温度迅速下降，会在一定程度上导致调节级后转子的表面温度进一步下降，从而出现极大的热应力。汽轮机当中的高压转子，热应力基本上在10～15min的时间则升高到一定的峰值，随着温度的变化，基本上经过1h的时间，这一峰值便会逐渐衰退达到“0”[5]。

3.3 典型350WM汽轮机转子

针对一个较为典型的汽轮机转子而言，其基本上能够在100～400个比较完整的应力循环周期才可以形成一定的转子裂痕。而其中的一次单独的循环疲劳应力损害，基本上能够消耗0.25%～1%的转子寿命。针对满负荷到厂用电负荷突变变化而言，其要比负荷的正常变化所消耗的转子寿命更多。但是对于这种消耗而言，并不会达到过高水平，但是在突然变化多次的情况下，有可能会消耗过多的转子寿命。为了能够减少或者避免这一情况出现，可以在 系统环境绝对可靠的基础上，进行厂用电运行。

3.4 汽轮发电机组突然甩负荷

等汽轮发电机组突然甩负荷，通常会是以下两种情况：第一种情况是，以脱扣的方式，维持额定的转子空转工况，同时对常用电工况进行有效维持。对这两种方式进行应用，均有可能会促使汽轮机高转子冷却速度超过高压缸冷却。在这种情况下，可能会出现一个较为明确的可能性，当这两种工况具体运行过程中，在相应的高压缸内部零部件均处在不均匀膨胀情况下，这时的转子和气缸相比，变得更短，最终出现轴向碰磨比较严重的现象。但是，汽轮机厂家在分析机组带厂用电运行工况过程中，在对汽轮机进行具体设计过程中，适当的提升汽轮机的转子以及静子两者之间的间隙，通过这种方式，以避免这种情况再次出现。

4 结语

当前，我国电网容量逐渐增大，汽轮发电机组BCF功能在我国火电机组中并没有得到广泛应用。但是电网市场竞争激烈，我们也需要对该内容进行详细分析，研究其具体运行情况，为我国电网的运行提供一定帮助。

参考文献

[1] 姜广政，张学延.发生永久弯曲的某350MW汽轮机转子振动故障治理[J].电站系统工程，2017，33（3）：51-52，55.

[2] 刘新国，李大超，徐世明.350MW汽轮机组主机推力瓦块磨损原因分析及处理[J].东北电力技术，2016，37（6）：45-46，52.

[3] 柴保桐，傅行军，郭瑞，等.GE350MW汽轮机叶片静叶片静频测试及振动安全性分析[J].汽轮机技术，2015，57（3）：231-233.

[4] 宋勇，高志华.国华台电1000MW机组FCB技术汽轮机系统应对策略[J].中国煤炭，2014，40（S1）：235-238，242.

[5] 王建，甘智勇，张利，等.氦质谱检漏仪在350MW汽轮机真空系统检漏中的应用[J].价值工程，2013，32（1）：317-319.