关于缩短600 MW超临界汽轮机中速暖机时长的探究

摘要：结合某电厂#2机组启动时1 500 r/min中速暖机的实际情况，根据影响暖机的相关因素，分析历次机组启动过程暖机时间差别的具体原因;针对具体的影响因素，提出了缩短中速暖机时长的控制措施，为解决同类型机组面临的同类问题提供了参考。

关键词：600 MW汽轮机;中速暖机;缩短;时长

0    引言

电力市场进入现货与调频交易时代，机组启停次数变多，对机组启动时长也提出了更高的要求。汽轮机启动的过程实质是蒸汽对汽缸金属进行加热的过程，600 MW机组汽机启动共包括汽缸预暖、阀壳预暖、冲转至1 500 r/min、1 500 r/min中速暖机，冲转至3 000 r/min、带负荷等过程，其中1 500 r/min中速暖机是占用启动时间最长的一项操作，因此尽量缩短中速暖机时间就成为减少启机时长的重要一环。

1    暖机过程数据统计

某电厂运行规程中有如下硬性规定：1 500 r/min中速暖机时间不得少于4 h，高、中压缸内壁温必须同时达到320 ℃。因此，控制高中压缸壁温温升率，使得高、中压缸内壁温同步在4 h左右达到320 ℃，同时汽缸胀差不能过高，就是缩短中速暖机时间的操作方向。下面以该电厂#2机组冷态启动的1 500 r/min中速暖机（以下简称“暖机”）过程为研究对象，对如何缩短中速暖机时间进行探究。

2018年以来，#2机组共经历6次冷态启动（表1），其中以2019年9月6日的中速暖机过程最接近中速暖机的理想时长。此次启机暖机从05：26至09：26，高、中压缸内壁温同步达到320 ℃，过程持续4 h，从时间和同步性来说，可以说是一次完美的暖机。暖机过程具体的机组参数如下：主汽温482 ℃，再热汽温490 ℃，真空-88.8 kPa，高调阀开度6.5%，中联阀开度18%，高中压胀差7.9 mm，低压胀差5.5 mm，热膨胀左6.9 mm，热膨胀右6.8 mm，除氧器放水至凝汽器调阀开度32%。

2    影响暖机时长的要素

2.1    主再热汽温

主再热汽温是影响暖机效果的一大要素。在原始缸温、真空等各项影响暖机的条件相同的情况下，主再热汽温越高，暖机时间越短。但从冲转到定速这一阶段，蒸汽流量小，蒸汽主要在调节级内做功，转子膨胀快，汽机胀差基本持续上升，所以如果冲转时主再热汽温太高，容易导致胀差偏大。2018-10-07和2019-09-06两次启机冲转及暖机过程主再热汽温均达480 ℃以上，高中压胀差偏大（8.5 mm和7.9 mm），就能印证这一点。所以为兼顾暖机时长和胀差，需将冲转时主汽温控制低一些，暖机时再适当提高主汽温。

2.2    凝汽器真空

凝汽器真空是影响暖机效果的另一大要素。真空会影响蒸汽的流通速度，进而影响蒸汽在汽缸中滞留的时间。1 500 r/min定速后，主再热蒸汽温度和流量的变化对缸温和胀差的影响会显现，对真空进行调节，可一定程度调节暖机效果。控制较低的凝汽器真空，如2018-10-07的-91.5 kPa，确实对压缩暖机时间和提升暖机效果有较为明显的作用。

2.3    高压调节阀和高压旁路阀开度

#2机组旁路采用高压和低压两级串联的旁路系统，调节高旁是控制高、中压缸壁温温升率幅度的一个重要手段，特别是保持高压旁路调节阀足够大的开度，可以保证中压缸充足的进汽量。而要控制高、中压缸壁温同步达到320 ℃，最主要还是通过调节高压调节阀的开度，改变高、中压缸进汽量的配比，从而产生高、中压缸不同的壁温温升率。

3    缩短暖机时长的方法

根据上述要素分析，为缩短暖机时长，采取以下方法：

（1）在冲转阶段将主再热汽温控制得低一些（450 ℃左右），定速1 500 r/min后再将主再热汽温逐步提高到大致480 ℃，以达到同时缩短暖机时间和降低胀差的目的。

（2）采用调节除氧器放水至凝汽器调阀（但除氧器底部放水电动门不开）至一定开度的方法，通过抽除氧器内水汽、气体降低凝汽器真空。2019-09-06这次启机应用了该方法，具体是调节除氧器至凝汽器调阀开度为32%，降低凝汽器真空至-88.8 kPa，比2018-10-07启机的-91.5 kPa更低。利用此方法效果显著。

（3）计算高、中压缸壁温温升率，通过高旁、高调的开度大小进行调节。具体方法如下：用320 ℃与暖机时当前壁温的差值，除以暖机期望的剩余时间，计算出该壁温需要的温升率。最直观的观测方法就是在CRT上调出高压内缸壁温、中压内缸上壁温、中压内缸下壁温三条曲线，各自的壁温温升率一目了然。

2019-09-06暖机过程的高中压缸内壁温升曲线如图1所示。图中，三条高压内缸、中压内缸上、中压内缸下壁温曲线以各自斜率向着同一终点上升，末段曲线交织在一起，说明最终同步得很好。

当然，暖机过程中汽机工况会动态变化，壁温温升率产生偏离，要及时跟进调节，重新确定温升率，最终达到期望的暖机目标。

4    结语

该厂#2机组通过调节启机各阶段主蒸汽参数、抽除氧器内水汽和气体降低凝汽器真空、调节高旁和高调的开度大小的方法，来缩短暖机时长，取得了显著的效果，使得暖机时长接近完美。特别是抽除氧器内水汽和气体降低凝汽器真空的方法屬首创，这种方法解决了启机阶段高真空一旦建立后，缺乏降低凝汽器真空方法的难题，构成了缩短暖机时长的重要一环。

收稿日期：2020-08-10

作者简介：刘文星（1987—），男，江西上饶人，工程师，主要从事火电厂集控运行工作。