泰州电厂二期机组汽轮机冲转中的问题及解决措施

刘金华

摘 要：泰州电厂二期2台百万超超临界二次再热机组是我国自主开发研究制造的，其二次再热技术不是20世纪技术的翻版，而是在机组参数、机组容量、系统优化等方面都有了很大的突破。在现有成熟材料技术的基础上，采用二次再热技术并有针对性地进行热力系统的优化，可以在目前600℃等级一次再热超超临界机组基础上大幅度地将发电热效率提高约2～3个百分点，发电煤耗降低约15 g/kWh～16 g/kWh，同时大幅度降低温室气体和污染物排放。该文介绍了我厂二期二次中间再热凝汽式汽轮机的特点，并总结了我厂二期机组调试至今遇到的冲转问题及解决办法。

关键词：超超临界；二次再热； 温度准则

中图分类号：TM311 文献标志码：A

0 前言

根据我国现在的能源状况，提高能源利用率，降低能源消耗成为节能降耗的关键。所以提高火电厂机组的经济性，降低发电成本，是我们一直努力的目标。泰州电厂二期机组型式为二次中间再热、超超临界百万机组，其效率全球领先。该机组汽轮机是上汽汽轮机厂引进西门子技术改进而成，汽轮机采用全周进汽、滑压运行，全机设有2只超高压主汽门、2只超高压调节汽门、2只高压主汽门、2只高压调节汽门、2只中压主汽门和两只中压调节汽门。对于大容量高参数机组对应进汽参数自然更高，它設计额定参数是31 MPa/11 MPa/3.29 MPa，600 ℃/610 ℃/610 ℃。该文主要介绍了泰州电厂二期机组DEH的自启动功能和调试至今遇到的问题及改进措施。

1 汽轮机的自启动

泰州电厂二期机组DEH中最重要的功能之一即为汽轮机的自启动。在自启动系统的作用下，汽轮机能够安全地在一个合适的时间节点启动。这符合电厂的最短启动时间和高可用性的经济要求。

1.1 汽轮发电机组的自动启动控制

辅助系统利用“辅助系统自动启动控制”或手动启动辅助系统，启动并达到稳定状态后，“汽轮发电机自动启动控制”将使汽轮机从盘车状态转换为发电状态。当汽轮机控制器切换到负荷调节时，启动程序就完成了。

1.2 X准则——可变的温度准则

运行模式的改变，例如带蒸汽冲转，升速到暖机速度或额定速度，汽轮机加载程序以蒸汽压力和主蒸汽流量突变的形式给汽轮机强加载荷，这都会使热传递增加。在现有的运行条件下，是否允许改变到期望的模式，是需要一个判断标准的。可变的温度准则就描述了一个使汽轮机在一个适宜的时间启动，而又不超出预设的热应力限制值的蒸汽工况。

1.2.1 开启主汽门前的有效准则

X1A：避免超高压调阀阀体的过度冷却。

X1B：避免高压调阀阀体的过度冷却。

X1A：避免由于饱和蒸汽温度的不平稳增加而引起超高压蒸汽控制阀的应力过度增加 。

X2B：避免由于饱和蒸汽温度的不平稳增加而引起高压蒸汽控制阀的应力过度增加。

1.2.2 开启调门前的有效准则

X4A：避免超高压缸末级叶片存在湿蒸汽。

X4B：避免高压缸末级叶片存在湿蒸汽。

X5：避免超高压汽轮机汽缸及轴的过度冷却。

X6A：避免汽轮机高压缸转子的过度冷却。

X6B：避免汽轮机中压缸转子的过度冷却。

1.2.3 升速至额定转速的有效准则

X7A/ X7B ：超高压汽轮机汽缸/转子暖机度合适。

X7C：高压汽轮机转子暖机度合适。

X7D：中压汽轮机转子暖机度合适。

X7E：高压内缸测点的温度>227℃。

X7F：中压内缸测点的温度>249.5℃；中压外内缸测点的温度限制>214℃。

1.2.4 并网前的有效准则

X8A：高压汽轮机转子暖机度合适。

X8B：中压汽轮机转子暖机度合适的。

2 冲转中遇到的问题及改进措施

2.1 低压缸A南侧外缸的保温油漆被烧灼变黄

经过分析得出2个原因：（1）因为首次设计二次再热机组，设计初期考虑到汽轮机冲转时超高压缸进汽流量低，防止超高压缸鼓风引起末级叶片温度高，保持冲转期间超高排通风阀处于开启状态；（2）超高排通风阀接入口在低压外缸A下部与凝气器相连的斜板上进入凝汽器，由于该位置离低压外缸A很近，并且口子是斜向上开的，如果有气流进来，正好吹向低压外缸A下面的端板。

改进措施：二次再热机组启动方式中，超高排通风阀的运行方式不合理。冲转时调整超高排通风阀运行方式，冲转走步前检查确认超高排通风阀已关闭。

2.2 超高排逆止阀易卡涩无法关闭

出现问题的原因为：（1）二次再热机组超高压缸排汽温度在430 ℃左右，常规一次再热机组高压缸排汽温度在350℃左右，设计人员未充分考虑在430℃左右时阀门轴套间隙，导致在阀温较高时卡涩。（2）超高排通风关闭时，关闭力矩不够。一是气缸排汽时排汽阀口径偏小，二是汽缸内弹簧弹性系数不够。

改进措施：气缸弹簧侧增加一路气源，在超高排通风关闭时，增加关闭力矩。

2.3 X2准则不易满足

在冲转走步过程中，X2准则不易满足，而此准则的满足是作为开超高压、高压主汽阀的条件，由于超高压、高压主汽阀未开，所以超高压、高压调阀50 %处温度Tmcv较低，X2准则很难满足。按上汽厂的设计，这种通过纯导热满足该条件的时间需要30 h，不符合实际生产的需求。

改进措施：

（1）手动开主汽阀缓慢对调阀进行暖阀才会满足温度准则。

（2）增加了cv warm up模块，使上述的暖阀方式实现自动。

2.4 低速暖机中压调阀油动机EH油管道振动大

由于二次再热机组比普通一次再热机组多了一个缸，且冲转时为超高压缸、高压缸和中压缸联合进汽，因此冲转时中压调门开度较小，EH油管道振动较大。

改進措施：有意识地降低汽机冲转参数，让中压调阀开度增大，现在通常冷态冲转控制二再压力0.5 MPa左右，中压调阀油动机EH油管道振动明显降低。

2.5 释放转速后切缸

热态启机时机组低速暖机结束后，释放至额定转速时超高压调阀开大，导致一次再热蒸汽压力快速下跌，中旁调阀自动控制速度跟不上，导致主机3000转时，一次再热蒸汽压力最低至2.31 MPa，高压缸进汽量不足，鼓风摩擦后高排温度高于480℃，超高压缸自动切出。

改进措施：

（1）汽机打闸再次冲转，升速过程中手动控制中旁开度，使一次再热蒸汽压力维持在3.5 MPa，维持较大的高压缸进汽流量，高排温度最高450 ℃左右。由于增加了高压缸进汽量，超高排温度上升较明显，最高至491 ℃。冲转至3 000转后，发电机立即并网加负荷，加快并网。

（2）从调试以来在各次冲转过程中发现，解决VHP/HP缸排汽温度高的方法有：

（a）合理分配超高压缸、高压缸进汽量。主要手段是冲转过程中控制好主汽压、一次再热蒸汽压力，保证超高压缸压比与高压缸压比。

（b）尽量增加冲转时蒸汽流量。冷态时，可以降低冲转参数，维持低真空在10 kPa左右，单台循泵，单台真空泵。冲转参数建议：超高缸进汽6.5 MPa/400℃，高压缸进汽2.0 MPa/380℃，中压缸进汽0.6 MPa/380℃；热态时，尽量保证进汽温度高于缸温，冲转参数建议：超高缸进汽10 MPa/510℃，高压缸进汽3.8 MPa/510℃，中压缸进汽1.0 MPa/510℃。

（3）热态冲转至3 000转后，应尽快安排并网并带负荷至150 MW。3 000转至并网带负荷时间控制在15分钟之内为宜。

3 结语

该文简单地介绍了泰州电厂二次再热机组汽轮机自启动调试初期遇到的问题也提供了当时解决问题的一些措施。由于时间匆忙，运行时间较短，经验缺乏，该文仅列举了具有代表性的几个例子以及当前情况下的解决方案，不足之处还请批评指正。

参考文献

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