中压缸和高中压缸联合启动的对比与分析

中压缸和高中压缸联合启动的对比与分析

作者：陈章宏

来源：《中国科技纵横》2019年第24期

摘; 要：目前国内有三大动力厂：上海电气、东方电气和哈尔滨电气。各自汽轮机组启动方式各有特色，上汽机组大部分使用的是高中压缸联合启动，而东汽机组则较多推荐使用中压缸启动方式。本文根据自己亲身经历的300MW亚临界上汽机组（皖能运检越南广宁项目）和660MW超临界东汽机组（皖能运检印度科瑞希纳项目）对比分析了这两种不同机组启动方式的区别和操作过程中遇到的问题及各自的优缺点。

关键词：汽轮机;中压缸;高中压缸联合;启动方式

中图分类号：TK263; ; 文献标识码：A ; ; ; 文章编号：1671-2064（2019）24-0000-00

1 两个项目的机组概况

1.1 皖能运检越南广宁项目

皖能运检越南广宁项目一、二期四台从300MW亚临界机组采用上海汽轮机厂生产的

N300-16.7/538/538型汽轮机，是新型的亚临界、单轴、一次中间再热、双缸双排汽、凝汽式汽轮机。该机组启动方式有带旁路的高中压缸联合启动和不带旁路的高压缸启动两种方式可选，正常操作采用的带旁路的高中压缸联合启动[1]。

1.2 皖能运检印度科瑞希纳项目

皖能运检印度科瑞希纳项目一期2×660MW为超临界机组，配备的汽轮机为东方汽轮机厂引进日立技术生产制造的超临界压力、一次中间再热、冲动式、单轴、三缸四排汽、双背压、凝汽式汽轮机，型号为：N660-24.2/565/600。该机组设置为高低压二级串联旁路，厂家推荐并且机组默认的启动方式为中压缸启动[5]。

2 两种启动方式的流程描述

2.1 高中压缸联合启动

高中压缸联合启动可以理解为高压主汽门和中压调节汽门进行对机组转速的调试启动，旁路控制是必不可少的。启动流程中有切阀步骤，一般是两次自动切阀，一次手动切阀。

2.2 中压缸启动

中压缸启动的机组，启动初期高压调门全关，由中压调门控制汽机的转速，在进行全启动期间，投入“Heat Soak”后高压调门会微开对高压缸进行正暖。在冲转前期还有一个高压缸倒暖的过程。

2.3 两种启动方式的区别

两种启动方式在挂闸冲转过程进气阀门不一样，高中压联合启动是有高中压调门和高主门切换进气，而中亚缸启动则是一开始只有中调进气，只有在全冷态投入正暖模式的情况下才会微开高调。从另外一个方面讲，二者又有一个相似的地方，在中压缸投入正暖以及切缸之后，中压缸启动的本质其实可以理解为中压向高中压切换联合进气的启动阶段。

基于理论层面而言，中压缸启动方式与高中压缸联合启动方式进行对比得出，中压缸启动方式更占有优势地位，因为它在不同的情况中实现在短时间内快速启动，并且使得锅炉在最短的时间内实现冲转参数。而且，对于旁路系统而言，中压缸启动方式要实现更高标准的操作程度。锅炉的启动循环系统和中压缸启动方式二者之间相辅相成，无法脱离其中一方进行，这样才能保证机组启动的稳定性能。

2.4 两种启动方式适用的场合

冷态启动使用中缸启动会缩短启动时间，但一般先要预热中缸，而且对胀差的控制也容易些，有利于机组的热膨胀。热态时用高中缸联合启动和中压缸启动其实差不多。

两种启动方式相匹配的场合要旁路相支撑，将汽机高、低压两级串联旁路作为机组旁路系统。机组旁路系统容量要求要达到：40%BMCR是高旁容量的标准，高旁的蒸汽流量与喷水流量二者的总和构成了低旁容量。旁路容量的裕量要在一定的标准范围内（要在大于等于旁路容量5%的标准）。

3 启动过程中遇到与需注意的问题

3.1 上汽高中压缸联合启动过程中遇到的问题

3.1.1 高排温度高

在高中压缸联合启动的运行期间，高压旁路阀存在开启区域内，一定量的蒸汽先是经由高压旁路，再进入冷却再热器，直接后果就是使得高压缸流量的降低，基于同步转速和低负荷工作期间内，高压缸鼓风的情况较为频繁，因此在工作期间内高排温度是其中需要加大关注度的数据之一[4]。尤其是在并网前的等待时间不宜过长，在越南广宁项目有一次启动过程中，由于电气侧有故障处理，一直不能并网，汽机已经3000rpm空转很长时间，高排温度已经接近

跳机值427℃，所幸的是在跳机值到达直接电气故障处理完毕，并网后随着蒸汽流量的增大和流通，高排温度下降很明显

3.1.2 低压缸排气温度高

正常带负荷在工作期间内，高排导致的再热蒸汽会几乎都会进入中压缸，一般而言，对于高压缸流量而言，中压缸流量持相同或者低的状态，所以在低压缸中出现鼓风导致的热量出现可能性极小。因为低压缸的叶片长，转速越高，鼓风发热就会越剧烈。

3.1.3 切阀的控制

整个启动过程有三次切阀，两次自动切阀，一次手动切阀。切阀过程的关键是保持再热压力稳定。在TV-GV切阀前，一定要确定蒸汽温度在标准阀切换温度之上，同时，高压进汽室（高调门汽室）内壁金属温度也一定要处于与和主汽压力匹配的饱和温度持平或者高于的状态，这样可以有效降低汽室蒸汽因为调阀而出现的压力增大并逐渐凝结水的可能性[8]。

3.2 东汽中壓缸启动过程中遇到的问题

3.2.1 高压缸调节级内外壁温差大

印度科瑞希纳项目两台机组为东汽新型机组，在首次纯冷态已经项目前期的几次启动，600rpm～1500rpm升速过程中出现过调节级内外壁温差大的情况，内外壁温差最高达到过120℃，这种情况下没有别的手段干预，只能慢慢暖机，达到极限值时只能通过打闸后再次冲转处理。这个原因不是单方面的，一个是首次纯冷态金属温度低，另外一个就是没夹层加热且暖机时间又不能缩短。不过随着机组启动次数的慢慢增多，汽缸应力的变化，在随后的过程中这个温差一直控制在极限范围之内。

3.2.2 高压缸胀差接近报警跳机值

在两台机组首次启动过程中，发现高中压缸胀差负向偏大，接近报警值，尤其是#1机组更为明显，这个对于正常运行工况来说是不能接受，后来厂家给予了澄清，机组轴向间隙的设定充分考虑了各种极限工况，有充足的安全裕度，最终厂家根据实际运行参数对其进行了重新计算和修正。

3.2.3 厂家提供的初版启动曲线蒸汽参数不合理

首次啟动时，采取的是厂家提供的初版启动曲线，冷态工况下冲转参数为：主蒸汽

8.73Mpa/335℃，再热蒸汽1.1Mpa/315℃，用此参数冲转时发现一个问题，主蒸汽温度335℃相对与8.73Mpa对应的饱和温度有些不合理，将此情况给东汽厂反应之后得到了升版，主蒸汽