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第五篇 单元机组运行 第一章 单元机组启动
• 初负荷暖机
大型汽轮机在额定转速时的蒸汽流量约为额定负荷时的4%-5%， 机组并网后蒸汽流量增加，调节级后蒸汽压力上升，蒸汽对通流 部分金属的放热系数比定速暖机时增加很多，使汽缸内外温差剧 烈增加，这时最容易出现较大温差及差胀。因此机组并网后要进 行低负荷暖机
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影响机组启动的因素 机组启动方式 单元机组冷态滑参数启动 热态启动 中压缸启动
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1.1 影响机组启动的因素
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锅炉对启动的影响 • 锅炉汽包的温差与热应力
– 锅炉上水工况
– – – – – – 冲转参数的选择 上、下缸温差 轴封供汽 转子热弯曲 胀差的控制 机炉电的配合
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汽轮机对启动的影响
• 热应力
– 引起热应力的根本原因是零部件的温度分布不均匀或物体变形受 到约束所致；主要原因是温差，温差越大，热应力越大 – 工作条件最恶劣的是汽缸进汽部分、高温高压转子、汽缸法兰和 螺栓、轴封套等
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八、并网及初负荷暖机
• 发电机升压
当汽轮发电机升速至额定转速且定子绕组通水情况下，可以加励 磁升高发电机定子绕组电压
• 发电机的并列
– 发电机与系统并网时的要求：主断路器合闸时没有冲击电流；并 网后能保持稳定的同步运行 – 准同期并网必须满足的三个条件：待并发电机与系统电压相等； 待并发电机电压相位角与系统相等；待并发电机频率与系统相等
• 起动过程中进水温度一般不超过90-110℃ • 进水时间根据季节的变化控制在2-4h • 水温与汽包壁的温差不能大于40℃
– 锅炉升压工况
• 起动开始阶段，汽包上部金属放热，汽包上部金属温度较高， 汽包上下产生温差应力，汽包上部金属受压应力，汽包下部金 属受拉应力 • 在起动过程中，汽包金属从工质吸收热量，其温度逐渐升高并 由内向外散热，汽包壁由于内外存在温差而产生应力 • 汽包上下壁温差及汽包筒体任意两点的温差均应控制在50 ℃ 以下 • 汽包内工质温升的平均速度不超过1.5-2 ℃/min
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1.3 单元机组冷态滑参数起动
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一、起动前准备工作
• 单元机组起动前准备工作基本上是机炉电分别进行 • 设备和系统要进行详细检查，有关阀门、挡板应在规定的 开或关状态 • 电动门、调整门都要试运行合格 • 主要辅机及其配套冷却系统、润滑系统、液压系统及遥控 机构经过局部试运行，确保运行性能良好 • 锅炉水压试验正常 • 锅炉各部膨胀指示器安装齐全，位置正确，指示刻度清晰 • 汽轮机润滑油提升油温，油泵联动试验，大轴挠度测量 • 发电机-变压器组绝缘测定，断路器传动试验
• 热膨胀及转子、汽缸的胀差、
起动过程中暖机不当，增减负荷速度过快，空负荷或低负荷运行 时间过长，以及主再热汽温、轴封蒸汽温度、真空突变都会导致 汽轮机胀差过大
• 热变形
– 上下汽缸温差引起的汽缸热变形 – 法兰热翘曲 – 转子热弯曲
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滑参数停机 额定参数停机 事故停机 机组停机后的保养
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• 单元机组停运是指从带负荷的运行状态，到减负荷至零， 发电机与系统解列，汽轮发电机惰走道盘车投入，锅炉降 压，机炉从热状态逐渐冷却的全过程 • 停机过程中的主要问题，是防止由于操作不当使机组冷却 过快，造成各部件温度不均匀而产生较大热应力 • 停机方式
• 采用主汽门冲转机组在定速前做阀切换工作，由主汽门控 制切换到调门控制；在2900rpm左右进行阀切换，切换过 程中先将调门全关，再全开主汽门，随后调门开启参与转 速调节 • 转速升至2700rpm以上时，要注意主油泵是否投入，以便 停下润滑油泵和高压起动油泵；定速后，根据金属温度、 温差、胀差和振动情况，决定进行额定转速暖机还是并网 操作 • 升速至额定转速后，根据要求做手动停机试验、主汽门调 门严密性试验、危急保安器注油试验 • 在冲转及低负荷期间，低压缸蒸汽基本不作功，汽缸中的 低压汽流很难带走鼓风摩擦热量，导致低压缸蒸汽温度增 加，特别注意检查低压缸喷水是否开启，低压缸排气温度 是否正常
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四、锅炉升温升压
• 升压速度和锅炉设备的保护
– 在锅炉升压过程中，要重视对汽包和水冷壁的保护 – 在升压初期，汽包内压力低，各种温差较大，升温速率应控制小 些；在低压阶段升高单位压力的相应包和温度上升值大，因此升 压速度应特别缓慢；当水循环处于正常后，仍应限制升温升压速 度 – 锅炉升压过程中为使水冷壁管受热均匀，除应使燃烧器运行方式 合理外，还要加强下联箱放水，使受热较弱的水冷壁管受热加快
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六、升速和暖机
• 升速 • 暖机 • 暖机后升速
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七、阀切换、定速及试验
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1.5 中压缸起动
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• 中压缸起动的特点 • 中压缸起动的操作
– – – – 高压缸预暖 冲转升速 中压缸切换 升负荷至目标值
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第二章 单元机组停运
– 过热器和再热器
• 在锅炉蒸发量小于10%额定值时，必须限制过热器入口烟温 • 控制烟温的方法：限制燃烧率、调整火焰中心位置 • 起动过程中应均匀加热，避免升温过快
– 省煤器
• 停止给水时，省煤器内局部水可能汽化，该处管壁可能超温 • 间断进水时，省煤器内的水温也就间断变化，使管壁金属产生 交变应力，导致金属和焊缝产生疲劳
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锅炉对启动的影响 • 锅炉受热面的温差与热应力
– 水冷壁
• 升温升压初始阶段，水冷壁受热和水循环的不均匀性较大；同 一联箱上的水冷壁管之间存在金属温差，产生一定热应力 • 通过正确选择和适当轮换点火油枪或燃烧器，可以使水冷壁管 受热趋于均匀
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1.2 机组启动方式 • 按冲转参数分类
– 额定参数起动 – 滑参数起动（真空法、压力法）
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• 按冲转时汽轮机进汽方式分类
– 高中压缸起动 – 中压缸起动
• 按控制进汽阀门分类
– 主汽门冲转 – 调节汽门冲转
• 按汽轮机起动前金属温度分类
– 冷态起动 – 温态起动 – 热态起动
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十、冷态滑参数起动曲线
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十一、强制循环锅炉起动的特点
• 升压过程中汽包工作安全 • 水冷壁和省煤汽保护
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三、锅炉点火
• 锅炉点火前必须先进行汽轮机抽真空 • 锅炉上水至点火水位后关闭上水门，开启省煤器再循环门， 然后投入炉底蒸汽加热；炉底蒸汽投运前先疏水暖管。再 慢慢开启水冷壁下联箱的加热分门进行加热；当汽压升至 0.1-0.2MPa时，关闭空气门，开启过热器、再热器疏水门， 待汽压升至规定值时准备点火 • 锅炉点火前先进行炉膛、烟道吹扫 • 锅炉点火前应保证燃油压力和燃油温度正常 • 通常采用二级点火 • 锅炉点火初期，投入烟温探针，控制炉膛出口烟温不超过 540℃
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二、辅助系统的起动
• • • • • • • 全厂公用系统的起动（冷却水系统、压缩空气系统） 汽轮机油系统及盘车的运行 锅炉油系统运行 辅汽系统投运 凝结水循环和除氧器加热 给水系统的起动 风烟系统运行
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起动前准备工作具有的特点
• 首先应检查动力电源可靠，备用电源良好，控制室设备齐全完好 • 确认汽轮机调节系统、炉膛安全监控系统、数据采集系统、协调控制 系统、计算机监控及事故追忆等热工系统调试完毕 • 锅炉水压试验时，水压一直打到汽轮机主汽门前，要求该门关严；水 压试验结束后，锅炉放水至低水位，主蒸汽管道放水在锅炉点火前完 成，以防可能引起主蒸汽管道的水冲击 • 各种联锁及保护试验动作应准确、可靠 • 汽轮机调节系统的静态试验必须在锅炉点火前进行 • 单元机组均设置有一系列保证安全的保护装置，保护在冲转前应投入 • 对电气系统有关设备、发电机-变压器组一二次设备、厂用配电装置 等设备进行全面的检查 • 提前组织好外围各专业的准备工作和试验
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九、升负荷
• 升压速度控制在0.3-0.5/kg/cm2/min • 升温速度控制在1-2.5℃/min • 进行锅炉一次风和磨煤机起动和投入煤粉；倒电动给水泵 运行为汽泵运行；停除氧器再循环泵；关闭蒸汽疏水，倒 轴封汽源；电气倒厂用电 • 高压加热器、低压加热器、汽动给水泵起动；60MW负荷 下定压投入高加 • 负荷达150MW，可投入“顺序阀”方式运行 • 负荷增至80%额定负荷后，机组滑参数增加负荷过程结束
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1.4 热态起动
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• 热态起动分类 • 热态起动特点和方法
– 起动前机组金属温度水平高，进汽冲转参数高，起动时间短 – 按汽轮机寿命管理曲线或热态起动来确定起动蒸汽参数和控制指标
• 起动中注意的问题
• 暖管
– 冷态起动前暖管，应将主蒸汽及再热蒸汽管道的疏水开足 – 主蒸汽管道暖管和锅炉升压同时进行，再热蒸汽管道则通过旁路 系统暖管
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五、冲转
• 冲转方式确定 • 冲转参数的选择 • 冲转操作