陆瑞源，朱 军
(广东珠海金湾发电有限公司，广东珠海519050)
水帘喷漆房摘 要 结合2台600MW超临界机组调试运行的实际情
况，探讨了超临界汽轮机组高、中压缸联合启动过程中的控制要点，解决了机组启动过程中主、再汽温上升过快，汽轮机高排温度不易控制等难题。 关键词 超临界机组 高中压缸 联合启动
1 前言
广东珠海金湾发电有限公司2台600MW机组锅炉是超临界参数变压螺旋管直流锅炉，单炉膛，一次中间再热，平衡通风，露天布置，固态排渣，全钢结构，全悬吊 型布置，是在引进美国ALSTOM公司超临界锅炉技术的基础上，结合上海锅炉厂有限公司燃用神府东胜煤的经验进行设计的锅炉。B M CR蒸发量1913t/h，额定蒸汽压力25.4MPa，额定蒸汽温度571，再热蒸汽温度571。采用苏尔寿公司的旁路系统，配置30%高压旁路及40%低压旁路，以配合超临界直流机组快速启动及汽轮机高、中压缸联合启动； 中速磨煤机正压直吹制粉系统，每台炉配6台中速磨煤机，低NOx同轴燃烧系统(LNCFSTM)；先进节能的等离子点火技术。
汽轮机为上海汽轮机有限公司与美国西屋公司联合设计制造的600MW凝汽式汽轮机，机组型号为N600﹣24.2/566/566，机组型式为超临界、单轴、三缸、四排汽、一次中间再热。采用数字电液调节系统(DE H)控制，操作简便。汽轮机冲转方式采用高、中压缸联合启动；汽轮机的调节汽阀管理方式为单阀和顺序阀。投产运行初期，常会出现不正常的压力和温度偏差，一般采用单阀方式，即蒸汽通过所有的控制阀和喷嘴室，调节级叶片360全周进汽，使各部件受热膨胀均匀。运行6个月后，金属蠕变可达到一定稳定阶段，经试验后才可采用单阀和顺序阀的混合运行方式。
2台机组分别于2007年2月10日和17日通过168h试运并投入商业运行。
2 超临界直流机组启动时的控制与调整2.1 直流炉启动系统
锅炉采用简单启动系统，包括汽水分离器、疏水扩容器、疏水控制阀(NW L、HWL1、HWL2)。汽水分离器为内置式的，布置在蒸发受热面与过热器之间。在启动过程中和低于直流负荷运行时(<35%B M CR)，启动分离器相当于汽包锅炉的汽包，起汽水分离作用，分离出来的水进入疏水扩容水箱后经疏水泵打回至凝汽器回收工质，另一路经正常疏水(N W L)进入除氧器回收部分热量和工质；在高于直流负荷运行时，汽水分离器为干态运行，起到一个蒸汽联箱的作用。
2.2 超临界直流机组启动时过热蒸汽温度的控制
在机组调试初期冷态启动时，发现锅炉在点火升温升压过程中，过热汽温上升较快，很难控制，在不投入或少投减温水的情况下过热/再热汽温很快达到500左右，与设计要求的冲转参数8.4MPa/ 380相差很远，汽轮机无法进行冲转。
根据直流锅炉本身的结构特点，要求点火时一开始就建立足够的启动流量和启动压力，保证所有受热面的冷却。锅炉最小直流负荷为35%B MCR，对应的给水流量为580t/h，这意味着在锅炉启动过程中，从汽水分离器出来的大量的饱和水没有送到省煤器或水冷壁入口，而是送到凝汽器；其携带的热量没有进入锅炉循环，而是通过凝汽器散失，导致炉膛温度较低，水冷壁产汽量小，进入过热器的蒸汽量很少造成过热器汽温升高。另一个原因是采用等离子点火导致过热汽温过高。等离子装置设在A磨煤机上，其燃烧器摆角固定在水平角度，无法摆动，所以启动A磨煤机后其入口风温上升很慢，影响了燃料的投入速度，影响了升压速度，加速汽温上升。
鉴于以上情况，主要采取了如下措施:
a. 利用辅汽对除氧头及除氧器水箱加热，尽量提高给水温度(150)，有利于提高水冷壁温度，增加水冷壁的产汽量。较高的炉水温度也有利于锅炉的热态冲洗，使水质尽快达到要求，尽早打开启动
!
30
!
热电技术 2010年第4期(总第108期)
分离器到除氧器的NWL阀，回收工质。
b. 尽量减少锅炉最低质量速度、控制给水流量的稳定。经与厂家研究后决定在启动时将给水流量由580t/h降低至500t/h。
c. 保证锅炉风量控制在30%的前提下调节炉膛配风系统。将置于炉膛最上两层SOFA风全开，未启动磨煤机对应的二次风关小，布置于最下层的AA 辅助风适当开大，且将燃烧器摆角压低至-20，这样既保证了A磨煤机的燃烧风量，又压低了炉膛火焰的高度，有利于降低汽温，升高汽压。
d. 控制好过热器一、二级减温水，原则是启动过程尽量少用，保证减温器出口蒸汽具有50的过热度。
半自动打包e. 充分利用高低压旁路的控制功能对超临界直流炉与汽轮机参数很好地进行匹配。调试初期旁路的控制过程是：锅炉冷态启动点火后，投入旁路系统，当分离器出口压力>0.5M Pa后，旁路阀开至最小开度10%，控制设定值在5MPa，高旁减温器自动开至18%，高旁阀后温度设定值为300,A、B低旁阀自
动开至10%,A、B低旁减温水控制阀开至最小开度的16%，低旁后温度设定为80；低旁压力设定为0.5MPa；三级旁路减温水阀在低旁阀开启的情况下全开，在低旁关闭的时候全关。随着主汽压上升至5M Pa后，高旁阀自动开大，保持主汽压在5~ 6MPa，当高旁阀开至60%，旁路系统保持高旁阀开度，直至主汽压升至8.4MPa冲转压力。随后旁路阀处于调压状态(控制冲转压力)。
3 机组调试过程中的两个问题
在调试过程中主要发现两个问题，一是冲转压力8.4M Pa过高，使得主蒸汽温度很难控制；二是主汽压设在8.4MPa时，低旁阀即使全开也无法保证再热汽压至0.5M Pa，根本没有调节裕量，若主汽压有波动将威胁再热器的安全。因机组采用高中压缸启动方式，当汽轮机冲转至2850r/m i n后，汽轮机阀门控制方式转为GV/I V控制，这时需要稳定的转速，记忆I V的开度。由于直流锅炉启动过程压力易波动，将会造成再热汽压波动，致使机组无法稳定在2850r/m i n、3000r/m in，影响机组的并网。经与厂家及调试单位研究，将冲转参数改为主汽压5~6M Pa，主汽温380~400。将相应的的高旁控制过程改为：初始开启高旁阀的分离器压力定值由0.5M Pa至
3.0M Pa，高旁温度设定为250，低旁压力设定为0.
5MPa；当主汽压大于5MPa，高旁阀开至25~35%后保持，直至主汽压升至冲转压力6.5M Pa，用高、低旁阀控制冲转压力。
通过以上的处理和改进，过热汽温的控制取得了较好的效果，可将主、再热汽温控制在380左右,
满足了冲转的要求。公司机组冷态启动曲线见图1,
制造厂的设计冷态启动曲线见图2
。
4 高中压缸联合启动的要求及控制要点
4.1 高中压缸联合启动的要求
a. 主、再热汽温过热度必须大于55.6；冷态
启动主汽温度最高不超过427；启动过程中主汽温、再热汽温差不大于83。汽轮机主汽门控制切至调门控制时蒸汽室金属温度应高于主蒸汽压力对应的饱和温度。
b. 冷态启动时调节级后、再热第一级后蒸汽
热风炉燃烧器
温度与金属温差小于139；热态启动时温差小于∀
37；热态启动时调节级后蒸汽温升小于167/h;
蒸汽室机主阀内、外壳温差小于83；汽缸上、下壁温差小于55.6。
c. 冷态启动过程中，对无中心孔转子不需中
!
31
最大功率点跟踪!
陆瑞源等：汽轮机组高中压缸联合启动过程中的控制要点
速暖机，但中速暖机对控制差胀、对高、中压缸充分膨胀以及滑销系统有利，可在2350r/m i n进行暖机60~90m in(视缸体膨胀情况而定)。
d. 启动至3000r/m i n及初带负荷时，高压缸排汽绝对压力小于0.828M Pa；再热压力大于该值时，高压缸排汽逆止门不许打开，通风阀应开启。在并网前，为防止高压缸排汽端过热，高压调节级后压力与排汽压力之比应大于 1.7，且排汽温度须低于427。
4.2 高、中压缸联合启动的控制要点
4.2.1 高压缸排汽压比与温度
高、中压缸联合启动方式中，高、中压缸均有蒸汽流过，既要保证中、低压缸冷却蒸汽流量，又要防止高压缸的鼓风发热。在冲转过程中，由于进入高压缸的流量小，带不走高压缸末级叶片产生的鼓风发热，所以高压缸排汽(下称高排)温度成为汽轮机遮断保护之一。冲转期间高排逆止阀保持关闭，高排
通风阀及管路成为高排的唯一通道，进入高压缸的蒸汽经该管路进入汽轮机疏水扩容器后进入凝汽器。高压缸排汽压比反映高压缸通流部分蒸汽流速的大小，压比小，蒸汽流速小，鼓风摩擦热量带不走，高压缸排汽温度高，容易损坏高压转子。
4.2.2 低压缸排汽温度
正常带负荷运行时，中压缸基本上全部接受高排来的再热蒸汽，中压缸通流量与高压缸流量相等或略小，就不会在低压缸内积存由鼓风产生的热量。低压缸的叶片越长(本机组末级叶片长度为905mm)，转速越高，鼓风发热越剧烈。如果中压缸进汽量小于高压缸进汽量，在高转速区，低压缸内就会产生严重的鼓风发热，这时要求进入中压缸的蒸汽流量能更大一些(大于高压缸的流量)。
4.2.3 经验总结
a. 控制主、再热汽压力在最佳匹配范围(主汽压5~6M Pa，再热汽压0.4~0.5MPa)，使高压缸的进汽量适当;
b. 在DE H系统控制策略上，优化调整冲转状态下中压缸进汽压力与中压调门(I V)开度指令，开启比例关系见表1，保证I V的进汽量在高转速时大于3%额定主蒸汽流量(设计要求)，这时既保证低压缸排汽温度不超过120，又保证高排温度不超过410；另外尽量提高机组真空，高排通风阀完全开到位也是很重要的环节。
为了进一步防止转速升高低压缸排汽温度升高，在控制逻辑上采取了相应的措施。当机组转速到2600r/m i n时，排汽缸喷水阀将自动打开，并网后机组达15%负荷时喷水阀关闭；且当低压缸排汽温度达到80或以上喷水阀自动打开，直到低压缸排汽温度下降至80以下再关上。
表1 中压调门(I V)开度指令与压力关系
IP压力/M Pa
修改前I V开度
指令修正系数
修改后I V开度
指令修正系数
0.07.06.0
0.37.55.5
0.67.04.0
4.01.01.0
5 高、中压缸联合启动的冲转控制
a. 启动前，机组在盘车状态，蒸汽参数已达到投入所有保护装置。在DE H窗口选择#单阀∃方式，操作员选择#自动∃方式，汽轮机挂闸。用阀位限制器将高压调节阀(GV)升至全开(100%)，此时各阀门状态为主汽门(TV)和中压调节阀(I V)全关，再热主汽门(RSV)全开，高压缸排汽通风阀已全开。
b. 冷态可按150r/m i n冲转，热态可按150~ 300r/m i n，极热态应尽快升速，可按250~500r/m i n 冲转。先用I V冲转到600r/m i n，摩擦检查后打闸，再用I V冲转至600r/m i n，进行仪表及转子扰度检查，延时4m in;600r/m i n后转为TV、I V同时控制方式;TV与I V阀门按DE H设置的比例开启，设置的比例要保证中压调门I V的进汽量，在高转速时大于3%额定主蒸汽流量。
c. 冷态时转速设定在2350r/m i n，中速暖机60m i n，热态时无须暖机。中速暖机完成后设定2850r/m i n为目标转速，该目标转速为TV/I V切换至GV控制的转速，阀切换前必须检查、确认蒸汽温度应高于规定的阀切换温度，高压进汽室(调门汽室)内壁金属温度达到并超过主汽压力对应的饱和温度。
d. 转速到达2850r/m i n时必须保持转速稳定，并控制在10r/m i n以内，否则DE H控制逻辑闭锁#TV/I V切换至GV控制∃的操作,DEH控制系统先
(下转第48页)
!
32 !
和放出热量之比,A r!取疏水放热量r r或给水焓升 r，视回热加热器的形式而定。如果j为汇集式加热
器，则A
r 均以
r
代之。如果j为疏水放流式加热
器，则从j以下直到(包括)汇集式加热器则用r r代替A r，而在汇集式加热器以下，无论是汇集式加热器，还是疏水放流式加热器，则一律用 r代替A r。r!加热器j级后更低压力抽汽口注脚。
根据(2-6)式对N300!16.7/538/538及N600!242/566/566机组的THA工况及75%工况各级抽汽的某焓降进行了计算。
跳线帽3 计算结果多功能强光巡检电筒
用分析法和等效焓降法分别计算了N300% 16.7/537/537及N600%242/566/566机组THA及75%工况下的G0/G t值并汇总在表1中。
从表1中可以看出，用分析法和等效焓降分析法，在压力匹配器调压和旋转隔板调压热力性能相同时,G0/G t的值相差不大，说明分析结果是可信的。分析法得出G0/G t的数值大于等效焓降分析法等效焓降法的数值，这是由于分析法没有考虑回热抽汽的影响。4 结束语
从上面的分析可以得出如下结论：压力匹配器作为抽汽式汽轮机的调压装置，在一定的条件下，可比旋转隔板调压具有较好的热经济性。在上述分析条件下,300MW机组供汽量在150~200t/h、600MW 机组供汽量在300~400t/h时，压力匹配器调压比旋转隔板调压具有较好的热力性能。
参考文献
1.史宣平.东方超超临界1000MW级供热汽轮机组方案探讨.中国电机工程学会热电专业委员会2009年年会论文集
2.王汝武.电厂的节能减排技术.化工出版社,2008年10月
3.索科洛夫.喷射器科学出版社.1977
4.河南电力试验研究院.平东热电有限公司#6汽轮机B 级检修后热力性能试验报告.2008年1月25日
5.东方汽轮机厂.合肥工程600MW超临界机组热平衡图
6.哈尔滨汽轮机厂有限责任公司.300MW机组热平衡图
7.林万超.火电厂热系统节能理论.西安交通大学出版社,1994年
(上接第32页)
进行TV/I V切换到TV控制，切换完成后，在阀切换窗口选择#GV∃切换(GV阀控制转速)，接着4个GV 阀同时由全开位置关至全关位置，使转速下降30r/ m in后TV阀全开,DE H操作画面上出现#TV GO TO GV TRANSFER COMPLETED∃，表示阀切换完成。
e. 阀切换时,2850r/m i n稳定在10r/m i n内保持2m i n，使DE H控制系统记忆当时的I V开度,I V开度指令被冻结，仅用中压缸进汽压力修正I V开度，已保持进入中压缸蒸汽流量恒定，并大于高压缸的流量，其目的是当汽轮机继续升速至3000r/m in时，或中压缸进汽压力变化时保证中压缸蒸汽流量不变。
.f 阀切换完成后，选择同步转速3000r/m i n为目标转速，由GV控制转速至同步转速。机组并网前，低
旁应控制再热器入口压力在0.4~0.5MPa，防止并网后的高排温度过高而引起汽轮机遮断。发电机一旦并网,I V和GV将迅速打开至设定的5%的初负荷阀位,1m i n后，高排通风阀关，高排逆止门靠汽压顶开。
6 结束语
引进型汽轮机高中压缸联合启动技术与大型超临界直流锅炉启动参数的匹配问题，在广东珠海金湾发电有限公司2台机组的实践过程中得以较好的解决，通过公司与调试单位的共同努力，克服并解决了利用等离子点火启动过程中主、再汽温上升过快，汽轮机在3000r/m i n时转速不稳，汽轮机高排温度不易控制等难题，使公司在较短时间内2台机组同时通过了168h试运，并投入了正常商业运行。
参考文献
1.汪祖鑫.超临界压力600MW机组的启动和运行[M].北京：中国电力出版社,1996。
!
48 !
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议