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      上汽660MW超超臨界二次再熱汽輪機(jī)啟動(dòng)步序及各項(xiàng)準(zhǔn)則分析

      2018-07-25 09:52:42陳鑫張耀華許健谷兵張嵐清
      中國設(shè)備工程 2018年13期
      關(guān)鍵詞:汽門裕度汽輪機(jī)

      陳鑫,張耀華,許健,谷兵,張嵐清

      (江蘇方天電力技術(shù)有限公司,江蘇 南京 211102)

      1 概要

      汽輪機(jī)在非穩(wěn)定狀態(tài)下運(yùn)行(如啟動(dòng),加減負(fù)荷,溫度變化),部件將受到固定大小和頻率的熱應(yīng)力影響,會(huì)導(dǎo)致材料處于一個(gè)高度疲勞的狀態(tài)而可能出現(xiàn)裂紋,因此,汽輪機(jī)的狀態(tài)必須受到嚴(yán)密監(jiān)視。在設(shè)備特性的基礎(chǔ)上,選擇與殼體溫度相當(dāng)?shù)恼羝麥囟葘?duì)于汽輪機(jī)運(yùn)行成本和應(yīng)力優(yōu)化是一個(gè)重要手段,與蒸汽直接接觸的部件表面直接被加熱或冷卻,汽缸和轉(zhuǎn)子平均溫度的延時(shí)與材料和外形尺寸有關(guān),短暫溫度的差異會(huì)導(dǎo)致拉力和應(yīng)力,因?yàn)榕蛎浭艿较拗?,直到建立新的穩(wěn)定狀態(tài),此時(shí)表面溫度和部件的溫度大致相當(dāng)。汽輪機(jī)應(yīng)力評(píng)估了汽輪機(jī)厚壁部件(汽缸、閥體和轉(zhuǎn)子)免于受到額外熱應(yīng)力的影響。

      本文詳細(xì)介紹了汽輪機(jī)啟動(dòng)步序、通過分析各項(xiàng)X準(zhǔn)則、Z準(zhǔn)則以及溫度裕度,幫助判斷汽輪機(jī)缸體、轉(zhuǎn)子、閥門是否充分暖機(jī)、暖閥,其蒸汽參數(shù)是否符合當(dāng)前汽輪機(jī)狀態(tài),各部件熱應(yīng)力是否可控或者是否適合加減負(fù)荷,用以優(yōu)化運(yùn)行參數(shù),提高汽輪機(jī)運(yùn)行的安全性、平穩(wěn)性、經(jīng)濟(jì)性。

      2 汽輪機(jī)啟動(dòng)步序

      本文以上海汽輪機(jī)廠制造的首臺(tái)660MW超超臨界二次再熱汽輪機(jī)所采用的啟動(dòng)控制系統(tǒng)來進(jìn)行介紹分析。汽輪機(jī)型式為超超臨界、二次中間再熱、單軸、五缸四排汽、十級(jí)回?zé)岢槠⒛狡啓C(jī),型號(hào)為N660-31/600/620/620。汽輪機(jī)五缸為超高壓缸、高壓缸、中壓缸、二臺(tái)低壓缸。額定主蒸汽壓力為31MPa、主蒸汽溫度為600℃,一再蒸汽額定溫度為620℃、二再蒸汽額定溫度為620℃;配有超高壓、高壓、中壓主汽閥各兩個(gè),超高壓、高壓、中壓調(diào)閥各兩個(gè)及兩個(gè)補(bǔ)汽閥。

      汽輪機(jī)控制系統(tǒng)由分散控制系統(tǒng)DCS、數(shù)字式電液系統(tǒng)DEH和遮斷系統(tǒng)ETS組成,DCS用來控制汽輪機(jī)系統(tǒng)各輔機(jī),DEH控制汽輪機(jī)本體設(shè)備、啟動(dòng)沖轉(zhuǎn)和并網(wǎng)帶負(fù)荷,ETS控制汽輪保護(hù)跳閘,遇到危機(jī)情況及時(shí)遮斷汽輪機(jī)。汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)步序由DEH的控制子環(huán)SGC完成,在汽輪機(jī)控制器(Turbine Controller)畫面操作順控SGC進(jìn)行沖轉(zhuǎn)。圖1為汽輪機(jī)控制器畫面,汽輪機(jī)走步?jīng)_轉(zhuǎn)在此畫面操作。打開SGC TURBINE,按下ON然后執(zhí)行。

      圖1 汽機(jī)控制器畫面

      其具體步序如下:

      步驟1:啟動(dòng)初始化。

      步驟2:檢查主汽閥、調(diào)閥、逆止閥閥位,確保其在關(guān)閉狀態(tài),啟動(dòng)抽汽逆止門控制子程序;投入超高壓、高壓、中壓聯(lián)合汽門控制SLC。

      步驟3:汽機(jī)限制控制器投入。①超高壓葉片級(jí)壓力限制控制器投入(②超高壓排汽溫度控制投入;③高壓排汽溫度控制投入;注:如果汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速超過402r/min,超高壓葉片級(jí)壓力控制器就切除。)

      步驟4:汽機(jī)疏水子程序SLC投入。

      步驟5:打開暖機(jī)疏水閥(注:或是滿足所有的主汽開啟但調(diào)門開度是受限制的TAB>62.5%,且所有的主汽門已開啟。)

      步驟6~步驟7:空。

      步驟8:汽機(jī)潤滑油泵試驗(yàn)與輔助系統(tǒng)檢查。①投入汽機(jī)潤滑油泵試驗(yàn)SGC子程序;②所有主汽門關(guān)閉;③汽輪機(jī)啟限制器TAB=0%。(注:或汽輪機(jī)停機(jī)后重新啟動(dòng)。120r/min<汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速<402r/min,且所有主汽門關(guān)閉,TAB<0.1%。)

      步驟9~步驟10:空。

      步驟11:等待蒸汽品質(zhì)合格(主蒸汽品質(zhì)合格指標(biāo):SiO2≤ 30μg/kg、Fe ≤ 50μg/kg、Na+≤ 20μg/kg、Cu2+≤ 15μg/kg 、陽導(dǎo)≤ 0.5μS/cm)。蒸汽條件滿足后開啟主汽門,啟動(dòng)“發(fā)電機(jī)停干燥器”SLC;①投入“發(fā)電機(jī)氫氣干燥器”SLC;②選擇蒸汽品質(zhì)回路未鎖定(手動(dòng)按鈕);③確認(rèn)X1標(biāo)準(zhǔn)滿足。

      步驟12:打開主汽門前疏水閥(注:或所有的主汽門開啟且調(diào)閥開度限制。TAB>62.5%,所有的主汽門已開啟。)

      步驟13:汽輪機(jī)的主蒸汽和再熱蒸汽管路暖管完成;①主蒸汽管和再熱蒸汽管路預(yù)暖(確保主蒸汽管內(nèi)無濕汽存在);②主蒸汽管蒸汽過熱度情況:主蒸汽過熱度>10K超過30min;③一次再熱蒸汽過熱度>10K超過30min。二次再熱蒸汽過熱度>10K超過30min;④確認(rèn)X2a、X2a標(biāo)準(zhǔn)滿足;⑤檢查:調(diào)門預(yù)暖SGC 沒有投入,由于冷態(tài)啟動(dòng)時(shí),超高壓/高壓調(diào)門閥體溫度較低,與主蒸汽/一次再熱蒸汽溫度偏差可能會(huì)比較大。為了在冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)縮短滿足 X2 溫度準(zhǔn)則所需要的時(shí)間,當(dāng)X2 準(zhǔn)則偏差較大時(shí),會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)調(diào)門預(yù)暖 SGC,自動(dòng)控制打開超高壓/高壓主汽門對(duì)調(diào)門進(jìn)行預(yù)暖。主汽門每次打開的時(shí)間為 2 分鐘,與下次開主汽門的間隔時(shí)間不小于 10 分鐘。(注:汽輪機(jī)處于暖機(jī)轉(zhuǎn)速作為旁通次步條件。汽輪機(jī)處于暖機(jī)轉(zhuǎn)速超過840 r/min。且所有主汽門開啟。)

      步驟14:開啟主汽門前疏水。

      步驟15:開啟主汽門,DEH自行判斷默認(rèn)的暖閥準(zhǔn)則是否滿足;①設(shè)定汽輪機(jī)負(fù)荷控制器設(shè)定點(diǎn)>15%;②啟動(dòng)汽輪機(jī)啟動(dòng)限制器TAB(L090)和“通過保護(hù)停機(jī)步序(L070)”;③檢查汽輪機(jī)控制器設(shè)定值>15%;④檢查汽輪機(jī)啟動(dòng)和升程限制器值TAB>62.5%。(注:程序等待蒸氣品質(zhì)合格,蒸氣品質(zhì)合格后,通過人為按操作按鈕(SLC STEAM PURITY RELEASED)確認(rèn),主汽門才會(huì)打開。)

      步驟16:確認(rèn)主汽門己開啟。

      步驟17:空。

      步驟18:開啟調(diào)門前選擇主蒸汽流量。鍋爐必須提供足夠的蒸汽流量在熱態(tài)啟動(dòng)的情況下(超高壓轉(zhuǎn)子的平均溫度大于400℃),鍋爐需要15%的最小主蒸汽流量。如果超高壓轉(zhuǎn)子的平均溫度小于400℃,至少需要10%的最小主蒸汽流量。(注:或汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速>840r/min。)

      步驟19:空。

      步驟20:開啟控制閥前,等待蒸汽品質(zhì)達(dá)標(biāo),確認(rèn)沖轉(zhuǎn)條件。①低壓凝汽器A、B壓力<20kPa;②超高壓缸、高壓缸、中壓缸溫差≯30℃;③溫度裕度(Temprature margine) ≮ 30℃; ④ 確 認(rèn) X4、X5、X6A、X6B標(biāo)準(zhǔn)滿足(防止?jié)裾羝M(jìn)入超高壓缸:VHP ESV前汽溫>主汽壓對(duì)應(yīng)飽和溫度+X4);⑤主蒸汽過熱度(Z3準(zhǔn)則)>30K、一次再熱蒸汽過熱度(Z4準(zhǔn)則)>30K、二次再熱蒸汽過熱度(Z5準(zhǔn)則)>30K。(注:啟動(dòng)程序在第 20 步蒸汽品質(zhì)若仍不合格,主汽門關(guān)閉直到蒸汽品質(zhì)合格,程序重新從第 11步開始。子回路控制必須由操作人員從“手動(dòng)”切換到“ 自動(dòng)”發(fā)出關(guān)閉主汽門的命令,此后若釋放蒸汽品質(zhì),步序會(huì)自動(dòng)返回至第 11 步,重新走步序開啟主汽門)。

      步驟21:開啟調(diào)門,升速到暖機(jī)轉(zhuǎn)速620r/min:打開釋放設(shè)定點(diǎn)SLC選擇ON,汽機(jī)轉(zhuǎn)速控制器設(shè)定620r/min,轉(zhuǎn)速控制器投入,開調(diào)門汽機(jī)沖轉(zhuǎn)至暖機(jī)轉(zhuǎn)速。

      步驟22:解除SLC蒸汽純度,蒸汽純度SLC選擇OFF。

      步驟23:保持暖機(jī)轉(zhuǎn)速,增加高壓汽輪機(jī)的預(yù)熱度,當(dāng)滿足暖機(jī)結(jié)束,滿足準(zhǔn)則后DEH自行結(jié)束暖機(jī);①確認(rèn)X7A、X7B標(biāo)準(zhǔn)滿足;②主蒸汽過熱度 (Z3準(zhǔn)則)>30K、一次再熱蒸汽過熱度(Z4準(zhǔn)則)>30K、二次再熱蒸汽過熱度(Z5準(zhǔn)則)>30K;③TSE最小溫度上限裕度>30℃。(注:或機(jī)組在額定轉(zhuǎn)速>2850r/min。)

      步驟24:空。

      步驟25:汽機(jī)升至同步轉(zhuǎn)速。速度設(shè)定值3009r/min或發(fā)電機(jī)已同步且汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速>2850r/min。(注:當(dāng)機(jī)組并網(wǎng)后延時(shí)2s,將轉(zhuǎn)速控制器切換為負(fù)荷本地控制。同時(shí)設(shè)定初負(fù)荷,為保證迅速通過臨介轉(zhuǎn)速,系統(tǒng)將監(jiān)視實(shí)際轉(zhuǎn)速。一旦故障,程序?qū)⒆詣?dòng)進(jìn)入停狀態(tài)。)

      步驟26:關(guān)閉汽機(jī)超高、高、中壓主汽門、調(diào)門疏水閥。

      步驟27:解除SLC正常轉(zhuǎn)速設(shè)定(手動(dòng))( RELEASE NOMINAL SPEED)。①轉(zhuǎn)速控制(按鈕)未投入或發(fā)電機(jī)已同期且汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速>2850 r/min;②汽機(jī)轉(zhuǎn)速控制器停止工作。(注:檢查記錄機(jī)組沖轉(zhuǎn)過程中各運(yùn)行參數(shù)并確認(rèn)正常,主要有主蒸汽壓力和溫度、再熱蒸汽壓力和溫度、轉(zhuǎn)速、缸脹、軸向位移、軸振、瓦振、各軸承金屬溫度和回油溫度、上/下缸溫差、凝汽器真空等,潤滑油溫控制投入自動(dòng),潤滑油溫保持在 45~50℃,升速過程中通過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)軸振最大不超過0.26mm,瓦振最大不超過 0.1mm。)

      步驟28:調(diào)壓器動(dòng)作;①啟動(dòng)AVR裝置;②汽機(jī)轉(zhuǎn)速>2950r/min;③發(fā)電機(jī)電壓控制器AVR投入自動(dòng)(或發(fā)電機(jī)已同期)。

      步驟29:發(fā)電機(jī)同期前保持額定轉(zhuǎn)速;①確認(rèn)X8標(biāo)準(zhǔn)滿足暖高、中壓轉(zhuǎn)子;②TSE 溫度上限裕度>30℃;③發(fā)電機(jī)冷卻風(fēng)溫度<45℃;④勵(lì)磁系統(tǒng)無故障;⑤發(fā)電機(jī)冷卻風(fēng)溫度高保護(hù)正常;⑤發(fā)電機(jī)準(zhǔn)備同步。

      步驟30:準(zhǔn)備并網(wǎng)。

      步驟31:并網(wǎng)。

      步驟32:啟動(dòng)裝置TAB至100%,增加調(diào)門開度。

      步驟33:完成啟動(dòng)程序。

      步驟34:檢查汽輪機(jī)控制器投入。

      步驟35:啟動(dòng)步驟結(jié)束。

      汽機(jī)沖轉(zhuǎn)及并網(wǎng)基本由DEH自行操作控制。運(yùn)行人員只需在11步確認(rèn)手動(dòng)蒸汽品質(zhì)合格,開啟調(diào)門至620r/min暖機(jī),在21步手動(dòng)釋放轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速3000r/min及23步手動(dòng)操作并網(wǎng)。極大的減少了運(yùn)行人員的工作量,縮短了啟動(dòng)時(shí)間,減少誤操作的可能性,提高了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和安全性(圖1)。

      3 汽輪機(jī)X準(zhǔn)則分析

      X準(zhǔn)則(X-CRIT),即可變的溫度標(biāo)準(zhǔn),用來在汽機(jī)啟動(dòng)過程中保證主蒸汽和再熱蒸汽參數(shù)符合要求,以變化的溫度準(zhǔn)則來判斷機(jī)組能否進(jìn)行下一步操作。當(dāng)X準(zhǔn)則滿足時(shí)為“紅色”,當(dāng)X準(zhǔn)則不滿足時(shí)為“綠色”。其中X1、X2準(zhǔn)則需在開主汽門前滿足;X4、X5、X6準(zhǔn)則在汽機(jī)沖轉(zhuǎn)前滿足;X7A、X7B準(zhǔn)則在汽機(jī)620r/min暖機(jī)后釋放正常轉(zhuǎn)速時(shí)滿足;X8準(zhǔn)則在機(jī)組并網(wǎng)前滿足。圖2為汽輪機(jī)預(yù)暖及應(yīng)力系統(tǒng)(WARM UP VALVES/TSE),運(yùn)行人員可在此畫面監(jiān)視主蒸汽、一再、二再壓力及溫度,轉(zhuǎn)子、缸體、閥體溫度等以及各項(xiàng)X準(zhǔn)則滿足情況,方便應(yīng)力監(jiān)視及時(shí)調(diào)控。具體各項(xiàng)X準(zhǔn)則如下。

      圖2 預(yù)暖及應(yīng)力系統(tǒng)畫面

      3.1 開啟主汽門前的有效準(zhǔn)則

      溫度準(zhǔn)則X1A:>?mCV+X1A

      任務(wù):避免超高壓蒸汽閥體的不確當(dāng)冷卻。

      ?mCV——超高壓調(diào)閥閥殼體平均溫度。

      溫度準(zhǔn)則X1B:>?mCV+X1B

      任務(wù):避免高壓蒸汽閥體的不確當(dāng)冷卻。

      ?mCV——高壓調(diào)閥閥殼體平均溫度。

      溫度準(zhǔn)則X2A:?satst< ?mCV+X2A

      任務(wù):避免由于飽和蒸汽溫度的不平穩(wěn)增加而引起超高壓蒸汽控制閥的不適當(dāng)加載。

      測(cè)點(diǎn):?satst——從主蒸汽壓力計(jì)算而來的飽和蒸汽溫度;

      ?mCV——超高壓調(diào)閥閥殼體平均溫度。

      溫度準(zhǔn)則X2B:?satst< ?mCV+X2B

      任務(wù):避免由于飽和蒸汽溫度的不平穩(wěn)增加而引起超高壓蒸汽控制閥的不適當(dāng)加載。

      測(cè)點(diǎn):?satst——從一次再熱蒸汽壓力計(jì)算而來的飽和蒸汽溫度;

      ?mCV——高壓調(diào)閥閥殼體平均溫度。

      注意:在凝結(jié)階段的熱交換水平很高。按飽和的主蒸汽溫度和主蒸汽壓力確定的一個(gè)上限值確保不超出高壓蒸調(diào)節(jié)閥的熱應(yīng)力。

      3.2 開啟調(diào)門前的有效準(zhǔn)則

      溫度準(zhǔn)則X4A:?ms>?satst+X4A

      任務(wù):超高壓汽輪機(jī)-避免末級(jí)存在濕蒸汽。

      測(cè)點(diǎn):?satst——從主蒸汽壓力計(jì)算而來的飽和蒸汽溫度;

      ?msfalse——取左側(cè)超高壓主汽門和右側(cè)超高壓主汽門前溫度的小值。

      溫度準(zhǔn)則X4B:?ms>?satst+X4B

      任務(wù):高壓汽輪機(jī)-避免末級(jí)存在濕蒸汽。

      測(cè)點(diǎn):?satst——從一次再熱蒸汽壓力計(jì)算而來的飽和蒸汽溫度;

      ?ms——取左側(cè)高壓主汽門和右側(cè)高壓主汽門前溫度的小值。

      注意:這個(gè)溫度準(zhǔn)則保證一個(gè)適當(dāng)?shù)恼羝^熱度,例如在汽輪機(jī)帶負(fù)荷時(shí)除去末級(jí)的濕蒸汽。蒸汽的預(yù)熱一直持續(xù)到蒸汽閥前蒸汽達(dá)到合適的過熱度的時(shí)間。過熱度的確定和蒸汽壓力(可變溫度標(biāo)準(zhǔn)X4)有關(guān),并要考慮調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)特性。

      溫度準(zhǔn)則X5:?ms>?mVHPS/VHPC+X5

      任務(wù):超高壓汽輪機(jī)-避免超高壓汽輪機(jī)汽缸及軸的冷卻。

      測(cè)點(diǎn):?mVHPS/VHPC——取超高壓轉(zhuǎn)子體平均溫度和超高壓外缸體平均溫度間的最大值;

      ?ms——取左側(cè)超高壓主汽門前、右側(cè)超高壓主汽門前、1號(hào)高壓旁路和2號(hào)高壓旁路前主蒸汽溫度間的最小值。

      任務(wù):高壓汽輪機(jī)-避免汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的冷卻。

      測(cè)點(diǎn):?mHPS——計(jì)算的高壓轉(zhuǎn)子的平均溫度;

      任務(wù):中壓汽輪機(jī)-避免汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的冷卻。

      測(cè)點(diǎn):?mIPS——計(jì)算的中壓轉(zhuǎn)子的平均溫度;

      3.3 加速到額定速度的有效準(zhǔn)則

      溫度準(zhǔn)則X7A:<?mVHPS+X7A

      任務(wù):超高壓汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子合適的暖機(jī)度。

      測(cè)點(diǎn):?mVHPS——計(jì)算的超高壓轉(zhuǎn)子的平均溫度;

      溫度準(zhǔn)則X7B:<?mVHPC+X7B

      任務(wù):超高壓汽輪機(jī)汽缸合適的暖機(jī)度。

      測(cè)點(diǎn):?mVHPC——超高壓外缸體平均溫度;

      溫度準(zhǔn)則X7C:<?mHPS+X7C

      任務(wù):高壓汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子合適的暖機(jī)度。

      測(cè)點(diǎn):?mHPS——計(jì)算的高壓轉(zhuǎn)子的平均溫度;

      溫度準(zhǔn)則X7D:<?mIPS+X7D

      任務(wù):超高壓汽輪機(jī)汽缸合適的暖機(jī)度。

      測(cè)點(diǎn):?mIPS——計(jì)算的中壓轉(zhuǎn)子的平均溫度;

      溫度準(zhǔn)則X7E:高壓內(nèi)缸測(cè)點(diǎn)溫度(高壓轉(zhuǎn)子表面溫度)限制>227℃。

      圖3 汽輪機(jī)溫度裕度畫面

      任務(wù):高壓和中壓轉(zhuǎn)子材料為FB2,在升速到額定轉(zhuǎn)速前,F(xiàn)B2轉(zhuǎn)子中心最低溫度必須超過FB2材料韌脆轉(zhuǎn)變溫度。因此對(duì)轉(zhuǎn)子暖機(jī)時(shí)間和轉(zhuǎn)子表面溫度提出限制要求。

      溫度準(zhǔn)則X7F:中壓內(nèi)缸測(cè)點(diǎn)溫度(轉(zhuǎn)子表面溫度)限制 >249.5℃。

      中壓外內(nèi)缸測(cè)點(diǎn)溫度(轉(zhuǎn)子表面溫度)限制>214℃。

      注意:在預(yù)熱轉(zhuǎn)速時(shí)檢查準(zhǔn)則。它確保在升速到額定轉(zhuǎn)速時(shí)允許的熱應(yīng)力值不會(huì)超限。

      3.4 機(jī)組并網(wǎng)前的有效準(zhǔn)則

      溫度準(zhǔn)則X8A:<?mHPS+X8A

      任務(wù):高壓汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子合適的暖機(jī)度。

      測(cè)點(diǎn):?mHPS——計(jì)算的高壓轉(zhuǎn)子的平均溫度;

      溫度準(zhǔn)則X8B:<?mIPS+X8B

      任務(wù):中壓汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子合適的暖機(jī)度。

      測(cè)點(diǎn):?mIPS——計(jì)算的中壓轉(zhuǎn)子的平均溫度;

      Z準(zhǔn)則用于確認(rèn)主、再熱蒸汽有一定過熱,防止?jié)裾羝M(jìn)入汽輪機(jī)。Z3準(zhǔn)則用于判斷主汽門前、后的主蒸汽過熱度均大于30℃。Z4準(zhǔn)則用于判斷高壓主汽門前、后的再熱蒸汽過熱度均大于30℃,Z5準(zhǔn)則用于判斷中壓缸進(jìn)汽的過熱度大于30℃。

      4 汽輪機(jī)溫度裕度

      汽輪機(jī)溫度裕度系統(tǒng)(TSE)在汽輪機(jī)啟動(dòng)過程中,主要對(duì)汽缸、轉(zhuǎn)子、閥體等部件進(jìn)行溫度監(jiān)視,測(cè)量結(jié)果被用來計(jì)算速度變化率的最大值和設(shè)定值所對(duì)應(yīng)的溫度差。將此溫差與允許溫差比較來計(jì)算允許的溫升率。從透平應(yīng)力評(píng)估負(fù)荷增加溫度裕度WTO和負(fù)荷降低溫度裕度WTU。所有測(cè)量的溫度及計(jì)算的溫度裕度均進(jìn)行指示及記錄,且溫度裕度的大小決定了轉(zhuǎn)速變化率和負(fù)荷變化率。畫面右下“TSE-MARGINS”中做出了高主門閥體、高調(diào)門閥體、高壓缸、高壓轉(zhuǎn)子、中壓轉(zhuǎn)子五個(gè)部位的應(yīng)力裕度中上行和下行的應(yīng)力裕度最小值,在啟停機(jī)組過程中如果任一部分計(jì)算出的應(yīng)力裕度不滿足,出現(xiàn)了負(fù)應(yīng)力,則會(huì)觸發(fā)故障報(bào)警。圖3為汽輪機(jī)溫度裕度畫面,運(yùn)行人員在此畫面監(jiān)視裕度,了解裕度變化以便判斷負(fù)荷升降變化是否合適。溫度裕量越大,熱應(yīng)力溫差越小,汽輪機(jī)壽命損耗越小,DEH基于溫度裕度控制汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的升降。在順控SGC的第20、23和29步核對(duì)裕度大于30℃。TOFBN<30℃,降低汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速或負(fù)荷升率,TOFBN<0℃,降低負(fù)荷,TOFBN=0℃,不允許升負(fù)荷。

      5 結(jié)語

      上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的660MW超超臨界二次再熱汽輪機(jī)可通過DEH實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng),其沖轉(zhuǎn)步序基本不需人員干預(yù),大大減少運(yùn)行人員操作的同時(shí)縮短了啟機(jī)時(shí)間、提高了機(jī)組安全性。為實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng),需要通過溫度的X準(zhǔn)則與過熱度的Z準(zhǔn)則,以及溫度裕度,時(shí)刻監(jiān)視確定汽輪機(jī)的熱應(yīng)力以適應(yīng)運(yùn)行變化。因此了解和掌握X準(zhǔn)則、Z準(zhǔn)則和溫度裕度,可以更好地控制蒸汽品質(zhì),保證其適應(yīng)汽輪機(jī)的當(dāng)前工況,避免汽輪機(jī)部件產(chǎn)生過大溫差和應(yīng)力,提高機(jī)組壽命,對(duì)于汽輪機(jī)的順利啟動(dòng)并網(wǎng)及安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要的意義。

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