600MW机组冷态启动高中压胀差变化与控制

发电部运行一值张新栋岗位分析一、分析题目：600MW机组冷态启动高中压胀差变化与控制二、发生问题的原因：汽轮机转子与汽缸相比较，转子的体积小，并且转子高速旋转与蒸汽热交换强度较大，因此在汽轮机启停过程中，转子温度的升高或降低速度比汽缸快，使得它们在轴向膨胀时出现相对膨胀差，称之为胀差。当转子的膨胀量大于汽缸的膨胀量时为正胀差，反之称为负胀差。胀差变化的大小反映了汽轮机内部动、静部分轴向间隙的变化。因此，在汽轮机日常运行中，尤其在启动和停机过程中，为防止因动、静部分发生摩擦造成设备损坏事故，同时为延长汽轮机使用寿命，应密切监视机组高中压缸胀差的变化，并将其控制在允许范围内。以岱海发电有限公司N600-16.7/538/538，单轴、四缸四排汽、亚临界、一次中间再热、双背压、反动式、凝汽式汽轮机在冷态启动过程中，对机组胀差的变化与控制为例，进行简单分析。三、分析以及结论：1，抽真空送轴封阶段汽封供汽抽真空阶段：因为在加热或冷却过程中，转子温度升高或降低的速度都比汽缸快，相应的膨胀或收缩的速度也比汽缸快。当投入轴封系统对汽封供汽时，汽封套受热后向两侧膨胀，对整个汽缸的膨胀影响不大。而与汽封相对应的转子主轴段受热后贝Ⅱ使转子伸长。汽封供热对转子伸长值的影响是由供汽温度来决定的，但加热时间也有影响。岱海发电有限公司600MW机组冷态启动通常采用边抽真空边送轴封的方式，下面是二号机组02月20日冷态启动投轴封抽真空过程中机组胀差变化曲线:从曲线可以看出，整个投轴封抽真空阶段，机组高、低压胀差以及缸胀都向着正的方向发展。投轴封抽真空前投轴封抽真空后高压胀差-0.41.6低压胀差-1.955.8缸胀3.64.8综上分析，冷态启动时胀差向正的方向发展，投轴封抽真空是一个对于机组预暖的过程，但是如果胀差向正值变化过快，可以采取降低轴封系统压力或适当提升凝汽器真空的方法，因为通过提升真空可以减少蒸汽在汽封中的滞留时间。总体来说，冷态开机，汽封来汽温度和压力应该低一些，真空应该提升的快一点，在确保安全的前提下尽早达到冲转的条件。2，暖机升速阶段在冲转过程中胀差基本上继续上升。在这一阶段，主再热蒸汽参数对差胀的影响是最大的，但此时蒸汽流量小．蒸汽主要在调节级内做功，所以冲转时蒸汽的压力和温度都应适当低一些。我厂600MW机组冷态启动的冲转参数为：主汽压4-5MPa，主汽温320℃～340℃，再热汽压0MPa，再热汽温300℃～320℃，但主汽温至少高于高压调节级处内缸壁温80℃～100℃，而且主汽温至少保证50℃以上的过热度。在冲转过程中升速率要低，要密切注意缸温的变化，如果胀差正值过高应稳定转速，或者降低真空，让蒸汽在汽缸中的滞留时间尽量长一些，充分暖机。在汽轮机中速暖机后再升速时，胀差值会有减小的趋势，但这并不代表转子已暖透，而是由于随着转速的升高，转子离心力增大，轴向位移也增大，从而使转子变粗缩短，同时汽缸温度在逐渐上升，汽缸的膨胀速也在上升，相对迟缓了转子的膨胀值。同时，为了防止胀差表数据失真，还应当密切监视汽缸膨胀、轴向位移和机组振动等参数的变化情况，特别是跨越临界转速时。机组冲转后，控制胀差的手段主要是控制主汽温。这一点对于升速阶段控制胀差至关重要。下面是02.20日岱海二号机组冲转暖机以及做汽门严密性试验后准备并网时的曲线：冲转前做完试验3000转准备并网时高压胀差1.23.6低压胀差6.15缸胀5.88.4从上面的曲线和图表我们可以看出，整个过程中，胀差以及缸胀都是一个整体上升的趋势，胀差变化受到汽压汽温影响比较明显。所以在冲转暖机阶段控制胀差我们应该做到以下几点：1）冲转参数选择合适2）升速率不要太快3）保持汽压汽温稳定4）中速暖机要充分5）真空不易太高3，并网带负荷阶段机组并网后，特别是在低负荷暧机阶段，蒸汽对转子和汽缸的加热比较剧烈，随着汽轮机调节汽阀的开大，调节级温度上升比较快，对胀差的影响比较大。因此，并网后要缓慢开启调节汽门，并注意调节级的温度变化。为了防止胀差变化过快，并网后应在低负荷状态下暖机一段时间。具体的暖机时间由汽缸上下壁温度、调节级温度和胀差的变化趋势来确定。只有在胀差值出现下降趋势而且比并网时的数值下降10％以后，才能开始逐步升负荷。一旦胀差又出现上涨并且达到并网时的数值时，应当减缓升负荷速度甚至停止升负荷，继续暖机。此外润滑油温对胀差也有一定的影响，建议在盘车运行期间油温控制在25℃～30℃，升速至2000r／min～2500r／min时，应调整润滑油温达到40℃～50℃。而且汽缸本体疏水调节不当也会影响到胀差，开机时还应当注意控制汽缸本体疏水。当机组负荷达到10％～20％时及时关闭所有疏水门。下面是02.21日岱海二号机并网带初负荷阶段胀差变化曲线：并网前带初负荷暖机高压胀差3.65.6低压胀差54.3缸胀8.417.2从曲线可以看出，并网后高压胀差快速增长，原因主要由于蒸汽流量大增和汽温的增长快。综上所述，在并网后带初负荷阶段，控制胀差要做到以下几点：1）并网瞬间加煤量要适当，汽温不可以涨的太快。本次并网加煤15吨，汽温50分钟上涨70多度，有点多了。2）低负荷暖机要充分，只有在胀差值出现下降趋势而且比并网时的数值下降10％以后，才能开始逐步升负荷。四、防范措施及建议：在600MW机组冷态启动过程中，对胀差的控制几乎贯穿始终，从启动一开始就要高度重视，严格控制。其中影响机组胀差的因素主要有以下几点：轴封投入，暖机时间的长短，凝汽器真空的变化，轴封供汽参数的高低，主蒸汽的温升率，负荷的变化等。因此在冷态启动中控制胀差简单地说，就是“投轴封，用辅汽，及时抽真空不宜低；冲转时，缓升速，稳参数，中速暖机要充分；并网时，煤量增加要适当，控温升，低负荷，多暧机，胀差降，缸温上，再去升负荷。”