关于660MW超超临界机组汽轮机中压缸启动及故障的探讨

关于660MW超超临界机组汽轮机中压缸启动及故障的探讨

发表时间：2018-06-04T10:56:37.967Z 来源：《电力设备》2018年第1期作者：呼将将

[导读] 摘要：依据机组初始状态不同，汽轮机启动可分成不同的启动状态，其目的是对汽轮发电机组的缸体和转子寿命影响在满足要求的前提下，获得最快的启动速度和经济性。

（大唐吉木萨尔五彩湾北一发电有限公司）

摘要：依据机组初始状态不同，汽轮机启动可分成不同的启动状态，其目的是对汽轮发电机组的缸体和转子寿命影响在满足要求的前提下，获得最快的启动速度和经济性。基于此，本文简述了汽轮机启动方式，以某发电厂2×660MW超临界机组汽轮机为例，对660MW超超临界机组汽轮机中压缸启动及其故障进行了探讨分析。

关键词：超超临界机组；汽轮机；中压缸启动；故障分析；处理

一、汽轮机启动方式的分析

汽轮机的启动方式按进汽方式的不同可以分为高压缸启动、高中压缸联合启动、中压缸启动。对于高压缸启动和高中压缸联合启动的启动方式，在冷态启动时，一般要求中速暖机或高速暖机时中压排汽温度必须超过脆性转变温度，以避免灾难性的转轴脆性断裂事故问题。冷态启动时，由于再热温度较低，冲转及升速过程中蒸汽流量较小，限制了启动速度。中压缸启动能够较好地克服这些缺陷，减少热冲击程度，提高启动速度。

二、某发电厂660MW超超临界机组汽轮机的概况

某发电厂2×660MW超临界机组汽轮机为东方汽轮机厂生产制造的超超临界、一次中间再热、三缸四排汽、单轴、双背压凝汽式汽轮发电机组，型号为：N660-25/600/600，机组默认启动方式为中压缸启动模式。

三、660MW超超临界机组汽轮机中压缸启动分析

结合某发电厂660MW超超临界机组汽轮机，对中压缸启动分析，具体表现为：

1、高压缸预暖分析。（1）高压缸预暖的操作程序：第一、辅助蒸汽系统来汽管道充分疏水；第二、将汽轮机导汽管疏水阀门由100%关闭至20%开度。（2）预暖操作：第一、将高压缸预暖阀开启到10%开度，同时检查通风阀处于全关状态；第二、高压缸预暖阀10%开度保持30分钟后，再开启到30%开度；第三、高压缸预暖阀30%开度保持20分钟后，再开启到55%开度，保持此开度直到高压缸第一级后汽缸内壁金属温度升到150℃；第四、一旦高压缸第一级后汽缸内壁金属温度升到150℃，应立即进行高压缸热浸泡；第五、高压缸内蒸汽压力应当增压至0.5～0.7MPa，通过调整预暖阀和疏水阀来实现；第六、在预暖期间，金属表面的温度升高率不应大于制造厂提供的温差要求。（3）预暖完成后的操作：第一、完全开启汽轮机导汽管疏水阀门；第二、完全开启高排逆止门前疏水阀门；第三、将预暖阀开度关闭至10%的开度并保持5分钟，然后在5分钟内逐步关闭预暖阀。当预暖阀全开时，检查通风阀应全开。

2、汽轮机调节阀预暖。汽轮机启动前必须预热调节阀蒸汽室。预热用的主蒸汽通过1号主汽阀的预启阀进入调节阀蒸汽室。第一、检查并确认危急遮断阀处于跳闸位置，而负荷限制设定是关闭位置；第二、将主汽阀的疏水阀和导汽管疏水阀打开；第三、主蒸汽温度应高于271℃；第四、汽轮机重新复位；第五、点击“阀壳预暖”，此时1号主汽阀开启至预热位置；第六、注意观察调节阀蒸汽室内外壁温差，当温差小于80℃，继续预热；当温差大于90℃，停止预热。重复该过程直至调节阀蒸汽室内壁或外壁温度都高于180℃，并且内外壁温差小于50℃。

3、汽轮机冲转分析。第一、机组置位，安全系统油压建立，检查高压、中压主汽门全开；第二、投入汽机调节系统，设定目标转速200 r/min，转速升速率100 r/min/min，汽机开始升速；第三、冲转后，立即检查盘车装置应自动脱开；否则应立即打闸停机，待故障消除后重新冲转；第四、汽机首次冲转到 200 r/min后，检查设备运行无异常后按下“全关阀”按钮，检查所有高压调节阀（CV）和中压调节阀（ICV）应关闭。汽轮机转速下降，就地检查汽轮机本体内部和轴封处无金属摩擦声，各轴承金属温度及回油温度正常。在此期间，机组不允许停转。

4、暖机分析。（1）按下OIS上的暖机“按钮”，将转速目标值设定1500r/min，转速升速率100r/min/min，检查并确认OIS板上的“关全阀”指示灯灭。汽轮机转速上升。当转速升至400r/min时，检查高压调节门开度保持，中调门逐渐开启，监视转速上升情况。（2）根据油温、氢温调整润滑油冷却器和氢气冷却器冷却水量。（3）CV阀微微开启直到转速升至400r/min，检查并确认高排通风阀全开。当转速升至400转/分时，CV阀的开度被电液调节器锁定。而中压调节预启阀仍将开启，使汽轮机升速至1500转/分，进行中速暖机。在暖机运行时，汽轮机转速由中压调节阀控制。（4）在汽机暖机过程中按照冷态启动曲线将主蒸汽温度缓慢滑升至378℃，再热蒸汽温度缓慢滑升至335℃，控制温升率不得超过55℃/小时。（5）中速暖机160分钟，汽机中压内缸壁进汽部分温度达到320℃以上，高压调节级内壁温度达到320℃，相应中压排汽温度达到240℃，中速暖机结束。检查高中压缸体膨胀已均匀胀出，高中压缸胀差趋于稳定且回缩，低压缸胀差等各项控制指标不超限。做好暖机结束参数记录。

四、660MW超超临界机组汽轮机中压缸启动故障分析及其处理

结合某发电厂660MW超超临界机组汽轮机中压缸启动，对其存在的故障及其处理进行分析，主要表现：（1）汽机OPC超速保护动作时引起汽机跳闸。机组启动调试时，多次发生汽机OPC超速保护动作使汽机跳闸异常。在#2机组DEH汽机OPC超速保护静调时，发现汽机高、中压调门伺服阀缺一块控制板，加装该控制板后问题得到解决。（2）高、低压旁路打开缓慢。机组启动时，高、低压旁路开启缓慢，造成主、再热汽压力调节困难；汽机冲转过程中，需开大高旁而高旁开大缓慢，加之锅炉启动流量过低，使再热汽压力过低，进而ICV波动，汽机转速随之波动，紧急加强锅炉燃烧，主、再热汽压力又快速上升，机组转速随之上升，汽机OPC超速保护动作；机组切缸时，操作时高旁关小过快，需再次开大高旁而高旁开大缓慢，再热汽压力下降至过低，由于辅汽由冷再供汽，造成辅汽压力0.2Mpa过低，轴封供汽压力过低甚至中断。以上问题在高、低压旁路气动执行机构气源附近加装仪用压缩空气储气罐得到解决。达到设计要求：高旁阀门快关所能达到的最短时间为3～5S，低旁阀快关时间为2～4 s，调节时间8～25s。（3）汽机#2轴承轴振突发性振动增大。机组负荷500MW左右，主机CV开度88%，#4高调开度关至零，#2X轴振高高报警，且数值跳跃波动大。将主汽压力由21.3Mpa降至20.6Mpa，主机CV开度92.6%，#4高调开至17%。#2X轴振稳定在0.01～0.02㎜之间。#2X轴振为蒸汽激振，调节级喷嘴进汽的非对称性，引起不对称的蒸汽力作用在转子上，在极端工况下产生的蒸汽扰动力作用在转子上，使#2X轴振高高报警，且数值跳跃波动大。当#4高调稳定有一定的开度（17%左右）后#2X轴振稳定在较低的水平。此问题在厂家同意将高调的进汽阀门顺序改成#4高调最先进汽得到解决。