汽輪機的中壓缸啟動
1 、什么叫汽輪機的中壓缸啟動?
汽輪機啟動中,由中壓缸進汽沖動轉(zhuǎn)子,而高壓缸只有在機組帶10%~13%負荷時才進汽,這種啟動方式即為中壓缸啟動方式。
2、中壓缸啟動具備的條件:
(1)具有高低壓串聯(lián)的旁路系統(tǒng);
(2)調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有對中壓調(diào)節(jié)汽門單獨控制的能力;
(3)具有相應的高壓缸抽真空系統(tǒng)及可以反流預暖高壓缸的可控高壓缸排汽逆止門或其旁路系統(tǒng)。
2.1 中壓缸啟動的優(yōu)、缺點
2.1.1 優(yōu)點
1)中壓缸啟動為全周進汽,對中壓缸和中壓轉(zhuǎn)子加熱均勻;同時,對高壓缸進行倒暖缸,使高壓缸及其轉(zhuǎn)子的受熱也較均勻,不會產(chǎn)生預熱過程中的溫升率過大的問題,這就減少了啟動過程中汽缸和轉(zhuǎn)子的熱應力,延長了機組的使用壽命。
2)易于實現(xiàn)蒸汽與金屬溫度的匹配。中壓缸啟動,一方面再熱蒸汽經(jīng)過連續(xù)兩次的加熱,其溫度極易實現(xiàn)與中壓進汽部分的汽缸及轉(zhuǎn)子金屬溫度的匹配;另一方面再熱蒸汽與主蒸汽間的溫差比高中壓缸聯(lián)合啟動時小的多,因此在負荷切換時就較易實現(xiàn)主蒸汽、再熱蒸汽的溫度與高壓調(diào)節(jié)級、中壓第一級處金屬溫度的同時匹配,對機組避免熱沖擊,減少因蒸汽與金屬溫差引發(fā)的壽命損耗有一定的益處。
3)提前過渡低溫脆性轉(zhuǎn)變溫度,增加機組安全性。
汽輪機的啟動過程,實質(zhì)上就是對汽輪機各部件按照一定速率的加熱過程。啟動過程不但要使汽缸的金屬溫度提高到工作溫度,而且必須使轉(zhuǎn)子溫度盡快地升高到一定值以避免轉(zhuǎn)子發(fā)生低溫脆性斷裂。高、中壓缸聯(lián)合啟動時,由于蒸汽流量小,轉(zhuǎn)子往往不能得到有效的加熱,尤其是在冷態(tài)啟動時,轉(zhuǎn)子溫度不能很快加熱到轉(zhuǎn)子的脆性轉(zhuǎn)變溫度以上,延長了中低速暖機時間,影響啟動速度。在中缸啟動時,由于中、低壓轉(zhuǎn)子通過的蒸汽流量大,就可以提高再熱器的壓力,從而可通過提高鍋爐的蒸發(fā)量來加快再熱汽溫的提升速度,使中壓轉(zhuǎn)子快速越過脆性轉(zhuǎn)變溫度。同時可以通過倒暖使高壓缸在進汽前轉(zhuǎn)子溫度越過脆性轉(zhuǎn)變溫度,加快機組的啟動速度,提高機組在高速下的安全性。
4)抑制低壓缸溫度水平,提高低壓轉(zhuǎn)子的安全性。
中壓缸啟動使低壓缸進汽量增加,能有效地帶走低壓缸的鼓風熱,防止了低壓缸的鼓風超溫,同時進汽量的增加也減小了小容積流量下低壓葉片的顫振,保證了低壓轉(zhuǎn)子的安全性。
5)對特殊工況具有適應性。
可在空負荷或帶廠用電長時間運行,便于在啟動并網(wǎng)過程中處理各種故障及進行電氣或其它試驗。因為中壓缸啟動可通過關閉高排逆止閥,開啟通風閥,就可隔離商壓缸使之在真空狀態(tài)下運行,從而避免了傳統(tǒng)高中壓缸聯(lián)合啟動時因空負荷或低負荷長時問運行而引起的高壓缸超溫問題。
6)利用旁路并向中壓缸進汽來啟動汽輪機的方法,其優(yōu)越性可概括如下:
①在啟動的初期能保持高的再熱器壓力,因此它允許使用較小的旁路管路而達到所需要的流量;
②使用的蒸汽流量大,鍋爐可以維持在穩(wěn)定的工況下運行,同時能供應足夠高的蒸汽溫度,因而就能與汽輪機的金屬溫度相匹配;
③可避免高壓缸在低流量下運行,因而減少了高壓缸第一級處和高壓缸排汽口各處的熱沖擊;
④由于在低負荷運行時,高壓缸被隔離且處于真空狀態(tài),因此,機組可以實現(xiàn)連續(xù)帶廠用運行或額定轉(zhuǎn)速下空負荷運行而不受時間限制,但凝汽器的真空須維持在—個適當值;
⑤利用鍋爐升溫升壓的過程和時間來預熱高壓缸,又由于啟動初期保持較高的再熱蒸汽壓力,高壓缸預熱的效果很好,可達到195oC,縮短了機組的啟動及升負荷時間。
2.1.2 中壓缸啟動的缺點
中壓缸啟動的缺點是:
①必須裝設汽機旁路和高壓缸排汽通風閥(VV閥):前者是為了提供中壓缸沖轉(zhuǎn)所需汽源,后者是用于汽機冷態(tài)沖轉(zhuǎn)前,在凝汽器真空建立正常后即進行高壓缸倒暖,以確保汽機加熱均勻、縮短啟動時間。
②對我國現(xiàn)有引進型汽機(西屋公司技術)采用中壓缸啟動有困難,不單是DEH設計邏輯上有困難,而且還和中壓調(diào)節(jié)汽門的調(diào)節(jié)特性很弱,無法滿足中壓缸啟動的要求有關。中壓缸啟動必須設置汽輪機旁路系統(tǒng)、高壓缸暖缸閥和抽真空閥,因而系統(tǒng)較為復雜并增加了初投資,而且啟動操作也比較復雜。
2.2中壓缸啟動方式有以下幾個特點
(1)機組冷態(tài)下,中壓缸啟動的時間短,經(jīng)濟效益高.機組在冷態(tài)下,采用中壓缸啟動,由于中壓缸進汽對蒸汽參數(shù)要求較低,從而可以在提高蒸汽參數(shù)的同時,實現(xiàn)汽輪機的沖轉(zhuǎn)、定速檢查、并網(wǎng)帶負荷.同時也有利于盡早發(fā)現(xiàn)并及時處理汽機啟動中可能出現(xiàn)的問題,大大縮短了機組從啟動到投入商業(yè)運行的時間.而高中壓缸聯(lián)合啟動,因為對蒸汽參數(shù)的要求比較高,在該種方式下,又常因主蒸汽、再熱蒸汽的壓力過高,沖轉(zhuǎn)時,高、中壓調(diào)節(jié)閥一般開度較小,在小開度下易產(chǎn)生不穩(wěn)定振動,從而導致啟動時間延長.一般機組在冷態(tài)啟動時,采用中壓缸啟動方式要比高中壓缸聯(lián)合啟動縮短機組啟動時間,經(jīng)濟效益很大
(2)中壓缸啟動可以避免機組啟動時缸體膨脹不暢等多項技術問題的發(fā)生.汽輪機熱態(tài)下啟動時,主蒸汽與再熱蒸汽的溫度同金屬不易匹配,避免轉(zhuǎn)子與汽缸間出現(xiàn)過大的負脹差,在高、中壓聯(lián)合進汽方式下不易做到.這是因為由于高壓調(diào)節(jié)閥開度小、節(jié)流大,使高壓調(diào)節(jié)級后汽溫下降厲害,對高壓轉(zhuǎn)子冷卻作用大.采用中壓缸啟動就無上述缺點。