大型汽輪機(jī)組的開停車總結(jié)

樊少波

(山西陽煤豐喜泉稷能源有限公司山西稷山043200)

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大型汽輪機(jī)組的開停車總結(jié)

樊少波

(山西陽煤豐喜泉稷能源有限公司山西稷山043200)

2015年10月30日，山西陽煤豐喜泉稷能源有限公司新建的30 000 m3/h(標(biāo)態(tài))空分裝置投入使用，運(yùn)行正常，其中汽輪機(jī)組于2015年9月20日開始單體試車，2015年10月1日聯(lián)動(dòng)試車完成，機(jī)組運(yùn)行達(dá)到了設(shè)計(jì)能力和理想效果。

該汽輪機(jī)組為一拖二的形式，即汽輪機(jī)為雙出軸，一端拖動(dòng)空氣壓縮機(jī)，一端拖動(dòng)空氣增壓機(jī)。汽輪機(jī)組設(shè)計(jì)參數(shù):耗汽量126.2 t/h、蒸汽壓力8.9 MPa(表壓)、蒸汽溫度520 ℃、軸功率28 250 kW(其中拖動(dòng)的空氣壓縮機(jī)軸功率為10 540 kW、增壓機(jī)軸功率為17 710 kW)、額定轉(zhuǎn)速5 645 r/min?？諝鈮嚎s機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)：進(jìn)口壓力0.094 MPa(絕壓)、出口壓力0.630 MPa(絕壓)、進(jìn)口流量223 560 m3/h(標(biāo)態(tài))?？諝庠鰤簷C(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)：進(jìn)口壓力0.6 MPa(絕壓)、出口壓力7.1 MPa(絕壓)、進(jìn)口流量90 000 m3/h(標(biāo)態(tài))。

1　機(jī)組開車前的準(zhǔn)備工作

1.1主蒸汽管道吹掃

主蒸汽管道支撐、管托以及各蒸汽導(dǎo)淋配管、管道的壓力測點(diǎn)、溫度測點(diǎn)、管道流量計(jì)全部安裝完畢，鍋爐才具備啟爐條件；進(jìn)汽輪機(jī)的臨時(shí)吹掃管線配置完成并進(jìn)行了加固；放空口的消音設(shè)施安裝到位；管道疏水溝配置完成；人員能接觸到的地方采取防燙措施完成。

吹掃前，先進(jìn)行暖管工作，首次暖管控制溫升為5 ℃/min，溫度升至200 ℃以上后控制溫升為10 ℃/min；當(dāng)溫度升至450 ℃以上后，開始進(jìn)行管道吹掃工作。吹掃采取間歇吹掃方法，即溫度升至450 ℃以上后，用額定流量60%(75 t/h)蒸汽量進(jìn)行吹掃，吹掃時(shí)間為1 h，然后進(jìn)行自然降溫至100 ℃以下，讓管道內(nèi)壁的附著雜物充分脫離。然后再次升溫至450 ℃以上，再用75 t/h蒸汽進(jìn)行吹掃，吹掃時(shí)間為1 h，如此反復(fù)進(jìn)行吹掃。吹掃合格的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為打靶實(shí)驗(yàn)(靶的寬度為吹掃管道直徑的1/10，長度為管道直徑的1.2倍，厚度采用3 mm的鋁板)，在管道溫度降至100 ℃以下后，將靶牢固地固定在吹掃管道的中間，然后開啟蒸汽吹掃，吹掃時(shí)間為15 min；吹掃完畢后，停吹掃蒸汽，將靶取出并冷卻，觀察靶板上的點(diǎn)痕，當(dāng)點(diǎn)痕數(shù)<2個(gè)/cm2、點(diǎn)的大小<Φ0.3 mm、痕深<0.5 mm 時(shí)視為合格，否則需繼續(xù)采用以上方式進(jìn)行吹掃，直至合格。根據(jù)吹掃經(jīng)驗(yàn)，新配的蒸汽管道吹掃合格所用時(shí)間約為10 d。

1.2機(jī)組油循環(huán)

油系統(tǒng)的配油管全部采用304不銹鋼材質(zhì)，并做好機(jī)油循環(huán)前的所有工作。注油完成后啟動(dòng)油泵進(jìn)行油循環(huán)，并全開油泵的進(jìn)、出口閥，保證油在系統(tǒng)內(nèi)的流量和壓力達(dá)到最大；循環(huán)72 h后，用電加熱器將油溫加熱至50 ℃，再循環(huán)72 h；然后停油泵并檢查回油管濾網(wǎng)。循環(huán)合格的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：目測Φ74 μm(200目)的回油濾網(wǎng)上黑點(diǎn)數(shù)≤1個(gè)/cm2視為合格。內(nèi)部油循環(huán)即用油將設(shè)備內(nèi)各軸瓦的雜質(zhì)全部帶出，保證系統(tǒng)內(nèi)部絕對干凈。油循環(huán)的時(shí)間為35 d。

1.3校核所有測點(diǎn)

該環(huán)節(jié)主要是將機(jī)組在微機(jī)上顯示的各個(gè)測點(diǎn)和現(xiàn)場的位置一一對應(yīng)，并保證現(xiàn)場測點(diǎn)的準(zhǔn)確性，該環(huán)節(jié)是一個(gè)細(xì)致的工作，必須專人負(fù)責(zé)和落實(shí)。

1.4邏輯聯(lián)鎖試驗(yàn)

所有邏輯聯(lián)鎖試驗(yàn)必須在機(jī)組停止裝態(tài)下完成，全部模擬運(yùn)行，凡與聯(lián)鎖有關(guān)聯(lián)的每個(gè)測點(diǎn)和振動(dòng)點(diǎn)都必須全部做模擬試驗(yàn)，以確保正常運(yùn)行后能夠起到聯(lián)鎖作用。邏輯聯(lián)鎖試驗(yàn)中速關(guān)閥試驗(yàn)尤為重要，因?yàn)槠啓C(jī)每個(gè)聯(lián)鎖都是將速關(guān)閥迅速關(guān)閉，從而截?cái)噙M(jìn)汽輪機(jī)組的蒸汽，使汽輪機(jī)停機(jī)。除各測點(diǎn)達(dá)到聯(lián)鎖值時(shí)能使速關(guān)閥快速關(guān)閉外，還有3個(gè)位置(中控室的緊急停車按鈕、現(xiàn)場控制盤上的緊急停車按鈕、速關(guān)閥組合件上的手動(dòng)停車?yán)瓧U)能讓速關(guān)閥迅速關(guān)閉。此3個(gè)位置應(yīng)作重點(diǎn)保護(hù)，以免人員誤動(dòng)作造成機(jī)組的突然停車，對企業(yè)帶來不必要的損失。

1.5氣密性試驗(yàn)

氣密性試驗(yàn)是全面檢查機(jī)組的所有法蘭連接處和焊縫處有無泄漏點(diǎn)，對真空系統(tǒng)充入干燥空氣，系統(tǒng)壓力維持在0.1 MPa(表壓)，1 h后當(dāng)系統(tǒng)壓降≤1 kPa時(shí)視為合格，否則需查找其泄漏點(diǎn)并加以處理。如果存在泄漏點(diǎn)，在機(jī)組的抽真空試驗(yàn)時(shí)，機(jī)組真空度會(huì)下降，嚴(yán)重時(shí)造成機(jī)組無法啟動(dòng)。

1.6泵自啟試驗(yàn)

泵自啟試驗(yàn)主要是油泵和凝結(jié)水泵自啟試驗(yàn)。備用油泵如果在運(yùn)行泵故障情況下不能迅速自啟，達(dá)到油壓指標(biāo)，則機(jī)組會(huì)聯(lián)鎖停車；備用凝結(jié)水泵如果在運(yùn)行泵故障情況下不能迅速自啟，則凝汽器內(nèi)液位會(huì)迅速上升，從而破壞真空度，使凝汽器內(nèi)壓力升至聯(lián)鎖值，造成機(jī)組聯(lián)鎖停車。因此，這2套泵必須進(jìn)行自啟試驗(yàn)，且運(yùn)行過程中自啟必須投入。

2　汽輪機(jī)的單體開車

(1)暖管。暖管主要是將鍋爐蒸汽引至汽輪機(jī)速關(guān)閥前，暖管時(shí)的蒸氣流量視管道溫度而定。當(dāng)管道溫度升至450 ℃以上、壓力達(dá)4.0 MPa(表壓)、流量達(dá)50 t/h以上后，則暖管結(jié)束，準(zhǔn)備給汽輪機(jī)送汽。此環(huán)節(jié)應(yīng)確保疏水管管道暢通，管道不能存在水擊現(xiàn)象。

(2)啟動(dòng)循環(huán)水系統(tǒng)。通知循環(huán)水單元供循環(huán)水，將凝汽器、汽封冷卻器的循環(huán)水進(jìn)出口閥全部打開，建立循環(huán)水系統(tǒng)。

(3)啟動(dòng)密封氣系統(tǒng)。山西陽煤豐喜泉稷能源有限公司采用的密封氣為螺桿機(jī)所供的干燥空氣(露點(diǎn)<-40 ℃)，密封氣通過減壓閥將壓力由0.50 MPa(表壓)降至0.08 MPa(表壓)后送入空氣壓縮機(jī)前后氣封，即汽輪機(jī)前、后氣封和空氣增壓機(jī)前、后氣封共6處，送入后嚴(yán)禁任何人關(guān)閉密封氣系統(tǒng)，并且密切觀察密封氣的壓力必須維持在>0.05 MPa(表壓)。因?yàn)槊芊鈿鈮毫Σ蛔?，有可能造成油進(jìn)入空氣系統(tǒng)，從而被帶入分餾塔系統(tǒng)而造成爆炸事故。

(4)啟動(dòng)潤滑油系統(tǒng)。首先，檢查油位和油溫是否滿足要求，油位控制在最高指標(biāo)，一旦油泵啟動(dòng)，系統(tǒng)內(nèi)部將存留一部分流動(dòng)油，所以應(yīng)考慮到；否則，會(huì)造成油泵抽空后被迫停泵而再次補(bǔ)油。油溫控制在40 ℃左右，油溫過低，可開電加熱器加熱；油溫過高，可開冷卻器進(jìn)行冷卻。其次，開啟油泵進(jìn)口閥和出口閥后再啟動(dòng)油泵，用回流閥將潤滑油壓力控制在0.40 MPa(表壓)、油壓力控制在0.85 MPa(表壓)，然后進(jìn)各軸瓦的潤滑油壓力調(diào)整至0.18 MPa(表壓)。在此期間，應(yīng)密切觀察各回油視鏡是否回油均勻，并觀察有無露點(diǎn)。

油循環(huán)正常后，給高位油箱充油。充油時(shí)，應(yīng)慢開閥門，觀察到回油視鏡有油流回后關(guān)閉充油閥，開啟充油孔板前、后截止閥，潤滑油將通過孔板對高位油箱補(bǔ)油，其目的是使高位油箱內(nèi)的油流動(dòng)起來，在突然停電后能給機(jī)組各軸瓦充分的潤滑，保證機(jī)組惰轉(zhuǎn)結(jié)束。

(5)投入盤車。油系統(tǒng)正常后，投入盤車系統(tǒng)，對汽輪機(jī)進(jìn)行盤車。

(6)啟動(dòng)凝結(jié)水泵系統(tǒng)。通知水單元送脫鹽水，將凝汽器液位補(bǔ)到80%后啟動(dòng)凝結(jié)水泵，將外送調(diào)節(jié)閥關(guān)閉、內(nèi)部循環(huán)閥打開，建立凝結(jié)水循環(huán)系統(tǒng)。在此期間，應(yīng)觀察有無露點(diǎn)。

(7)啟動(dòng)抽真空系統(tǒng)。開始抽真空前，應(yīng)先向抽汽安全閥注入密封水進(jìn)行閥板密封，然后關(guān)閉汽輪機(jī)中抽蒸汽的導(dǎo)淋閥和放空閥，再啟動(dòng)抽引器。啟動(dòng)抽引器時(shí)，應(yīng)先啟動(dòng)輔助抽引器，因輔助抽引器抽真空量大，所以開車前先用輔助抽引器抽真空。啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)先開蒸汽閥，待真空度降低到-80 kPa(表壓)后再緩慢開啟系統(tǒng)抽氣閥，此時(shí)系統(tǒng)真空度會(huì)緩慢下降，待壓力降至-45 kPa(表壓)后，真空度將不再下降，然后投用汽輪機(jī)的蒸汽密封系統(tǒng)，打開蒸汽密封系統(tǒng)的進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥的前、后截止閥，中控室應(yīng)將密封汽后壓力控制在10 kPa(表壓)以上；現(xiàn)場觀察汽輪機(jī)本體兩端有蒸汽微冒后，投用汽封抽汽系統(tǒng)，當(dāng)汽封系統(tǒng)壓力達(dá)到-25 kPa(表壓)后，觀察凝汽器內(nèi)系統(tǒng)真空度再次緩慢下降；當(dāng)降至-65 kPa(表壓)后，表明真空系統(tǒng)達(dá)到條件。

(8) 打開速關(guān)閥。真空系統(tǒng)正常后，通知中控室給速關(guān)閥的電磁閥帶電，現(xiàn)場手動(dòng)打開速關(guān)閥，開速關(guān)閥應(yīng)先建立啟動(dòng)油，待啟動(dòng)油壓力達(dá)到0.8 MPa(表壓)后，打開速關(guān)油閥門，同時(shí)緩慢卸啟動(dòng)油，此時(shí)速關(guān)閥會(huì)緩慢打開，中控室顯示速關(guān)閥開到位后再準(zhǔn)備啟動(dòng)汽輪機(jī)。

(9)啟動(dòng)汽輪機(jī)。中控室將按鈕切換到冷態(tài)啟動(dòng)上，點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕，汽輪機(jī)將自動(dòng)按照提前設(shè)定好的升速曲線進(jìn)行升速，此時(shí)，應(yīng)將各測點(diǎn)指標(biāo)嚴(yán)密控制在正常指標(biāo)內(nèi)。如果出現(xiàn)指標(biāo)超標(biāo)、聯(lián)鎖未動(dòng)作時(shí)，必須手動(dòng)按停車按鈕，停運(yùn)汽輪機(jī)并處理存在問題；處理完成后，再繼續(xù)按規(guī)定步驟啟動(dòng)。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速升速過程：沖轉(zhuǎn)升速至500 r/min檢查并停留10 min；緊急停車試驗(yàn)后，再升至500 r/min并維持50 min；升速至2 800 r/min并維持50 min；升速至4 000 r/min并維持50 min；升至工作轉(zhuǎn)速5 573 r/min并維持30 min；升速至5 645 r/min并維持50 min無異常后，準(zhǔn)備進(jìn)行汽輪機(jī)超速停車試驗(yàn)。

(10)汽輪機(jī)超速試驗(yàn)。繼續(xù)提升汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速，此時(shí)現(xiàn)場和總控人員應(yīng)隨時(shí)做好按緊急停車按鈕的準(zhǔn)備。當(dāng)轉(zhuǎn)速升至跳閘轉(zhuǎn)速(6 520 r/min)后，若汽輪機(jī)的聯(lián)鎖還未動(dòng)作，總控人員馬上按下緊急停車按鈕，此時(shí)汽輪機(jī)速關(guān)閥迅速關(guān)閉，轉(zhuǎn)速迅速降低，直至汽輪機(jī)停止運(yùn)行。汽輪機(jī)停運(yùn)后，應(yīng)查找聯(lián)鎖存在的問題，然后再次進(jìn)行超速試驗(yàn)，直至合格，表明汽輪機(jī)單體試車結(jié)束。

3　汽輪機(jī)組的聯(lián)動(dòng)開車

(1)汽輪機(jī)和空氣壓縮機(jī)的聯(lián)動(dòng)試車。連接汽輪機(jī)和空氣壓縮機(jī)的聯(lián)軸器，連接后，按汽輪機(jī)的升速曲線進(jìn)行升速。升速過程中，密切監(jiān)控各工藝參數(shù)是否在正常指標(biāo)，并隨時(shí)準(zhǔn)備停機(jī)。啟動(dòng)汽輪機(jī)前，首先將空氣壓縮機(jī)的進(jìn)口導(dǎo)葉開度調(diào)整至15%，空氣壓縮機(jī)防喘閥全開。在汽輪機(jī)和空氣壓縮機(jī)運(yùn)行正常并穩(wěn)定4 h后，準(zhǔn)備繪制空氣壓縮機(jī)的防喘線。在設(shè)定導(dǎo)葉開度20%，40%，60%，80%(也可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整)下，緩慢關(guān)閉放空閥，待空氣壓縮機(jī)出口壓力迅速上升后快速打開放空閥，并記錄此壓力值，每個(gè)導(dǎo)葉開度對應(yīng)一個(gè)壓力值，然后根據(jù)導(dǎo)葉開度和壓力值繪制防喘線，以后操作必須在防喘線以內(nèi)，離防喘線越遠(yuǎn)，空氣壓縮機(jī)運(yùn)行越安全。

(2)汽輪機(jī)、空氣壓縮機(jī)和空氣增壓機(jī)的聯(lián)動(dòng)試車。將汽輪機(jī)、空氣壓縮機(jī)和空氣增壓機(jī)的聯(lián)軸器連接完成后，按汽輪機(jī)啟動(dòng)程序進(jìn)行升速，升速過程中，密切監(jiān)控各測點(diǎn)變化，并隨時(shí)準(zhǔn)備停車。在該步驟進(jìn)行時(shí)，除空氣壓縮機(jī)的導(dǎo)葉開度15%和放空閥開度全開外，空氣增壓機(jī)的進(jìn)口補(bǔ)氣閥應(yīng)全開，進(jìn)口調(diào)節(jié)閥應(yīng)全關(guān)，五出放空閥和六出放空閥應(yīng)全關(guān)，五出防喘閥和六出防喘閥應(yīng)全開，然后再啟動(dòng)汽輪機(jī)。在汽輪機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速并穩(wěn)定運(yùn)行4 h，各參數(shù)均平穩(wěn)，試車結(jié)束。

4　汽輪機(jī)機(jī)組的停車

(1)發(fā)生緊急停車時(shí)，汽輪機(jī)的速關(guān)閥會(huì)快速動(dòng)作，迅速切斷進(jìn)汽輪機(jī)的蒸汽，中控室顯示器反映出來的是汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速迅速降低、主蒸汽壓力迅速上升、空氣壓縮機(jī)出口壓力迅速下降、3只防喘閥全部開啟等。采取措施：應(yīng)迅速通知現(xiàn)場及空分工段機(jī)組停車，接著現(xiàn)場人員迅速打開蒸汽放空閥、蒸汽導(dǎo)淋閥，以免蒸汽管道超壓，打開抽引器的系統(tǒng)閥來破凝汽器內(nèi)的真空；現(xiàn)場觀察汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速表顯示值為500 r/min后，啟動(dòng)頂軸油泵，觀察油泵壓力達(dá)8.0 MPa(表壓)，說明頂軸油泵正常；再觀察轉(zhuǎn)速表顯示值為零后，等汽輪機(jī)的軸確實(shí)不轉(zhuǎn)動(dòng)，再啟動(dòng)盤車電機(jī)。如果汽輪機(jī)組的油泵停運(yùn)，此時(shí)不能投用頂軸油泵和啟動(dòng)盤車電機(jī)，只能待機(jī)組的潤滑油泵啟動(dòng)正常后才能投用頂軸油泵和啟動(dòng)盤車電機(jī)。因?yàn)闆]有潤滑油時(shí)啟動(dòng)盤車電機(jī)會(huì)造成軸瓦全部損壞，進(jìn)而導(dǎo)致汽輪機(jī)組無法正常啟動(dòng)。

(2)正常停車是接到停車通知后進(jìn)行的停車。首先，總控人員將停車按鈕導(dǎo)到正常停車按鈕，機(jī)組控制系統(tǒng)接到停車指令后按照降速曲線進(jìn)行有序降速；汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速表顯示值為500 r/min后，啟動(dòng)頂軸油泵，觀察油泵壓力到8.0 MPa(表壓)，說明頂軸油泵正常；然后，打開主蒸汽放空閥及導(dǎo)淋閥，再開系統(tǒng)破真空閥，將凝汽器的真空度破壞后，汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速表顯示值為零，汽輪機(jī)的軸確實(shí)不轉(zhuǎn)動(dòng)，再啟動(dòng)盤車電機(jī)，此時(shí)機(jī)組將停在安全停車狀態(tài)。

5　汽輪機(jī)組開停車注意事項(xiàng)

(1)啟動(dòng)潤滑油泵前必須先通密封氣。因?yàn)椴煌芊鈿?，油可能?huì)進(jìn)入空氣系統(tǒng)而導(dǎo)致空分冷箱主冷有爆炸危險(xiǎn)。

(2)機(jī)組啟動(dòng)前，必須將各聯(lián)鎖全部投入運(yùn)行，按照啟動(dòng)邏輯檢查每項(xiàng)程序，必須確保全部到位，否則不允許啟動(dòng)汽輪機(jī)組。

(3)汽輪機(jī)組啟動(dòng)前，必須充分暖機(jī)，升速期間任何人無權(quán)改動(dòng)。每次啟動(dòng)前操作工必須確認(rèn)暖機(jī)升速時(shí)間正確，方可啟動(dòng)汽輪機(jī)組。

(4)機(jī)組運(yùn)行期間，禁動(dòng)任何真空系統(tǒng)閥門。因?yàn)檎婵找坏┢茐?，機(jī)組將無法運(yùn)行而導(dǎo)致聯(lián)鎖停機(jī)。

(5)定期作油質(zhì)分析。油質(zhì)含水量大或油質(zhì)存在問題，將導(dǎo)致機(jī)組軸瓦溫度高或振動(dòng)大而被迫停車。

2015- 12- 22)