大容量汽轮机中压缸启动方式及切缸过程的正确操作

大容量汽轮机中压缸启动方式及切缸过程的正确操作
曹超;张鹏;周红梅
【摘要】介绍了汽轮机中压缸启动方式的优点,并对中压缸启动机组正确的切缸方法进行分析和总结,以保证切缸过程的安全和稳定,从而保障机组的安全运行.
【期刊名称】《发电设备》
【年(卷),期】2014(028)001
【总页数】3页(P34-36)
【关键词】汽轮机;中压缸启动;通风阀;切缸
【作者】曹超;张鹏;周红梅
【作者单位】华北电力科学研究院(西安)有限责任公司,西安710065;华北电力科学研究院(西安)有限责任公司,西安710065;华北电力科学研究院(西安)有限责任公司,西安710065
【正文语种】中文
【中图分类】TK267
中压缸启动方式为汽轮机组广泛采用的一种启动方式。

中压缸启动过程，汽轮机从挂闸至一定负荷切缸之前，汽轮机转速及负荷是由中压缸及低压缸进汽来实现的，在这个过程中，高压缸不参与转速及负荷控制［1］。

机组并网后，随着负荷的增加，当中压调节阀接近全开，不能满足机组继续增加负荷时，此时需要进行切缸操作。

切缸过程就是将机组进汽方式由中、低压缸进汽切换为高、中及低压缸共同进
汽，以满足机组增加负荷的需要。

因此，正确的切缸操作直接影响机组是否可以顺利升负荷直至可靠稳定地实现满负荷，从而提高机组的经济性。

笔者结合某机组的实践过程，总结了正确进行切缸操作的原则。

1 中压缸启动方式
1.1 中压缸启动方式优点
中压缸启动系统图见图1。

中压缸启动方式相比其他几种启动方式，具有以下优点:
图1 中压缸启动系统图
（1）机组从启动到带负荷时间较短，经济性比较好。

在机组冲转之前，在这种启动方式下，对高压缸进行倒暖，直接加热高压转子及缸体，使高压缸直接进入温态，可以有效控制机组的胀差及绝对膨胀，缩短机组在启动过程中的暖机时间。

（2）启动热应力小，能够延长机组的使用寿命。

（3）低压缸进汽量增加，能够有效保护低压转子末级叶片。

由于中压缸启动过程中，只有中、低压缸进汽来冲转及带负荷，可使进入低压缸的蒸汽量增加，以防止低压叶片通流量小造成的低压缸排汽温度偏高问题［2］。

（4）低负荷运行时间要求较为宽松，可以有效避免启动过程中由于其他原因造成的机组非正常停机。

（5）有效减少启动过程中对高压缸的第一级热冲击。

1.2 切缸过程
采用中压缸启动方式，机组从盘车状态至切缸结束，主要操作内容包括冲车前的高压缸倒暖、阀壳预热、高压缸正暖以及并网后的切缸［3］，其中以并网后的切缸操作难度最高、风险最大。

由于其操作是在汽轮机组并网带负荷后进行的，并且这一过程关联到高压旁路、低压旁路、通风阀（VV）及汽轮机综合阀位的协调操作，如果操作不当，极易造成机组负荷波动及高压缸排汽温度异常，严重时造成机组逆
功率或高排温度高保护动作［4］。

启动过程中，从汽轮机冲转至切缸之前，对于转速及负荷的控制是通过中压缸调节阀来实现的，此时高压调节阀处于关闭状态；开始进行切缸后，高压调节阀随着综合阀位指令的增加开始开启，参与负荷控制直到机组达到额定负荷。

在整个过程中，中压调节阀及高压调节阀均是跟踪综合阀位的指令，通过设定的流量函数y＝f（x）来控制其阀门的开度（见表1）。

表1 机组调节阀与综合阀位之间函数关系%
由表1可以看出:当机组综合阀位指令达到21.89%时，中压调节阀已经全开，在
同等蒸汽参数下机组如果要继续增加负荷，就需要进行切缸操作，高压缸开始进汽，将机组从中、低压缸做功方式切换为高、中及低压缸共同做功方式。

切缸过程需要谨慎操作高压旁路、低压旁路、VV 及综合阀位指令，如果高、低压旁路阀关闭过早，高压缸还未开始做功，则容易造成再热蒸汽压力下降，引起机组负荷下降，严重时造成逆功率保护动作［5］；如果VV 关闭过早，高压缸的排汽
不能正常冲开高排逆止阀，造成高压缸闷缸，高压缸排汽温度增高，触发高压缸排汽温度高保护动作。

2 中压缸启动方式下的具体切缸操作
2.1 切缸前的准备工作
在进行切缸操作之前，首先必须清楚DEH逻辑中综合阀位与高压调节阀及中压调节阀之间的函数关系，检查确认综合阀位指令增加至多少时，中压调节阀进入流量拐点，逐渐全开；当综合阀位指令增加至多少时，高压调节阀开始开启。

掌握机组综合阀位与高压调节阀和中压调节阀之间的函数关系，以便在机组带负荷过程中控制切缸过程。

2.2 切缸操作
切缸操作主要包括三个步骤:
（1）将综合阀位指令直接设定为50%～60%（建议取高值，设定为60%），目
的是使高压调节阀尽可能地开大，提高高压缸进汽量，使高压缸快速做功，以利于缩短切缸时间，提高机组的经济性。

（2）开启高排逆止阀，关VV。

开启高排逆止阀限位电磁阀，使高排逆止阀可以
自由活动，以便于当高压缸排汽量达到一定时能够快速冲开高排逆止阀，使高压缸快速做功；随着综合阀位指令的不断增加，高压调节阀逐渐开大，进入高压缸的蒸汽量相应地增加，当高排逆止阀前蒸汽压力与高排逆止阀后压力相当时，关闭VV，阻断汽轮机高压缸排汽通过VV 进入凝汽器，提高高排逆止阀前的蒸汽压力，使高排逆止阀充分开启。

（3）旁路操作。

旁路操作时，随着机组综合阀位的不断增加，高压缸进汽量增加，主汽压力会相应减小，经过高压旁路（高旁）阀后的再热压力也会随之减小。

旁路操作时，首先关小低压旁路（低旁）阀至完全关闭，维持再热蒸汽压力稳定，保证机组负荷稳定。

低旁阀完全关闭后，随着再热蒸汽压力的增加逐渐关闭高旁阀，直至高旁阀全关，此时切缸结束。

在整个切缸过程中，高旁阀关闭时需要缓慢操作，以防止再热蒸汽压力波动引起负荷波动；同时在操作高旁阀时，需要跟踪再热蒸汽压力变化而操作。

2.3 切缸操作中的注意点
当综合阀位达到21%时，中压调节阀全开，机组开始进行切缸。

切缸操作时，随
着综合阀位指令的增加，高压调节阀开始开启，高压缸开始进汽；随着高压缸进汽量的增加，主蒸汽压力及再热蒸汽压力减小，此时开始关闭低旁阀，以维持再热蒸汽压力稳定，保证负荷稳定；随着高压缸进汽量的不断增加，提高高排逆止阀前蒸汽压力，使高排逆止阀能够快速被冲开；当高排逆止阀冲开后，再热蒸汽压力逐渐升高，此时开始关闭高旁阀。

高旁阀在关闭过程中应当缓慢操作，保证再热蒸汽压力稳定，防止由于再热蒸汽压力变化引起机组负荷波动。

3 结语
切缸过程是机组中压缸启动过程中一项必不可少的操作，其操作过程是否正确，关系到机组负荷的稳定及安全。

笔者根据国内某600 MW 中压缸启动机组在启动过程中多次切缸操作实践，对正确的切缸操作过程进行了总结，能够使切缸过程负荷保持稳定，保证了机组的安全。

【相关文献】
［1］高清林.引进型600 MW 超临界压力汽轮机中压缸启动探析［J］.广东电力，2010，23（3）:16－18，31.
［2］周菁，段学友.汽轮机组启动方式特点研究与探讨［J］.电站系统工程，2009，25（6）:34－36.
［3］廉晓维，豆中州，曹兴.NZK 600－24.2/566/566超临界汽轮机中压缸启动分析［J］.吉林电力，2011，39（6）:53－54.
［4］魏江，宁罡，聪庆利.中压缸启动机组旁路系统控制系统分析及应用［J］.机械工程师，2011（9）:141－142.
［5］文立斌.中压缸启动机组切缸过程负荷异常波动的原因分析与处理［J］.广西电力，2008，31（5）:21－23.。