壓缸啟動(dòng)與汽機(jī)旁路系統(tǒng)研究

摘要：本文首先簡要分析了啟動(dòng)中高壓缸的優(yōu)缺點(diǎn)，指出了啟動(dòng)中壓缸的主要問題，最后通過繪制壓缸啟動(dòng)與汽機(jī)旁路系統(tǒng)啟動(dòng)曲線進(jìn)行分析和研究。本文作者希望這項(xiàng)研究可以為該領(lǐng)域提供參考。關(guān)鍵字：中壓缸；渦輪旁路系統(tǒng)；開始引用：根據(jù)進(jìn)氣模式的不同，蒸汽輪機(jī)的啟動(dòng)模式可以分為兩種類型。一個(gè)是高壓缸的啟動(dòng)，另一個(gè)是中壓缸的啟動(dòng)。多數(shù)家用300-600MW汽輪機(jī)使用高壓氣缸啟動(dòng)，許多公司使用中壓氣缸啟動(dòng)。因此，啟動(dòng)方法的選擇需要根據(jù)實(shí)際情況確定。最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)。最大程度地提高效率。在正常情況下，有三種主要的方式啟動(dòng)蒸汽輪機(jī)單元：高壓氣缸啟動(dòng)，中壓氣缸啟動(dòng)以及高壓和中壓氣缸組合啟動(dòng)。其中，中壓缸由于在相同條件下的啟動(dòng)速度快和設(shè)備壽命短而備受關(guān)注。中壓缸啟動(dòng)單元的設(shè)計(jì)目的能否完全實(shí)現(xiàn)，很大程度上取決于其旁路結(jié)構(gòu)，旁路的正確運(yùn)行是蒸汽輪機(jī)單元順利啟動(dòng)的關(guān)鍵。中壓氣缸啟動(dòng)器的旁路配置比較復(fù)雜，并且有很多手動(dòng)操作，這在一定程度上限制了該方法的普及。1兩種啟動(dòng)方式對(duì)比1.1高壓缸啟動(dòng)（1）優(yōu)勢。①對(duì)于高壓和中壓氣缸，加熱比較均勻。在啟動(dòng)過程中，蒸汽可以同時(shí)輸送到高壓缸中，以驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子。因此，高壓缸和中壓缸具有相對(duì)均勻的進(jìn)氣口，并且在副缸處加熱均勻。②可根據(jù)實(shí)際需要取消汽輪機(jī)旁路，鍋爐容量為5％的鍋爐排水旁路可最大程度地滿足各種工況的啟動(dòng)要求，但需要指出的是，具有相對(duì)較長的啟動(dòng)時(shí)間。對(duì)于火力發(fā)電廠，大多數(shù)電廠沒有蒸汽渦輪旁路，而是采取關(guān)閉鍋爐的方法來維持運(yùn)行。③對(duì)于具有基本負(fù)荷的機(jī)組比較實(shí)用，即不需要頻繁啟動(dòng)和關(guān)閉機(jī)組，也不需要頻繁調(diào)峰或帶電運(yùn)行。因此，運(yùn)行要求簡單。（2）缺點(diǎn)。首先，啟動(dòng)緩慢。第二，由于汽輪機(jī)高壓缸差壓膨脹的影響和局限性，具有工廠動(dòng)力的汽輪機(jī)的運(yùn)行時(shí)間通常少于30-60分鐘。第三，為了能夠解決各種操作條件，特別是在FCB操作條件期間高壓排氣的過熱，必須將高壓缸的排氣溫度控制在450℃以下。1.2中壓缸啟動(dòng)優(yōu)勢。①高壓缸的熱應(yīng)力較小。當(dāng)中壓缸處于脈沖旋轉(zhuǎn)階段時(shí)，高壓缸的排氣溫度僅為10°C。因此，高壓缸中的熱應(yīng)力相對(duì)較小。原因可能是在脈沖旋轉(zhuǎn)階段高壓缸進(jìn)入的蒸汽較少或沒有進(jìn)入蒸汽;為了最大程度地防止由于高壓鼓風(fēng)引起的高壓缸產(chǎn)生的熱量，需要對(duì)高壓缸進(jìn)行抽真空或通風(fēng)冷卻。在高壓汽缸脈沖旋轉(zhuǎn)過程中，例如熱啟動(dòng)，汽輪機(jī)自激并網(wǎng)時(shí)，高壓汽缸的排氣溫度可以從以前的320℃升高到450℃，盡管在在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的允許范圍內(nèi)，它仍然存在相對(duì)較大的溫度變化。②快速啟動(dòng)。原因可能是中壓缸的缸壁比較薄，加熱速度快，并且與上述高壓缸的熱應(yīng)力密切相關(guān)。（2）缺點(diǎn)。必須安裝高壓氣缸排氣換氣閥和蒸汽輪機(jī)旁通管；前者用于汽輪機(jī)冷態(tài)之前，冷凝器真空狀態(tài)正常建立后，高壓缸反轉(zhuǎn)，以達(dá)到縮短啟動(dòng)時(shí)間，保證汽輪機(jī)均勻加熱的目的。2中壓缸啟動(dòng)的若干問題汽輪機(jī)旁路。之所以安裝渦輪旁路，主要是因?yàn)樗侵袎焊仔D(zhuǎn)的基本條件，并且具有相對(duì)合適的旁路容量。如果旁路能力相對(duì)較小，則在渦輪旋轉(zhuǎn)之后，為了確保蒸汽流以蒸汽渦輪的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，旁路將自動(dòng)關(guān)閉，直到完全關(guān)閉為止。受此影響，可能會(huì)導(dǎo)致旁路退出，從而導(dǎo)致中亞氣缸無法啟動(dòng)。如果旁路容量較大，并且在切換高壓和中壓氣缸的進(jìn)氣門后出現(xiàn)負(fù)載上升，則會(huì)干擾蒸汽參數(shù)并導(dǎo)致汽包水位產(chǎn)生較大波動(dòng)。避免高壓缸的末級(jí)葉片過熱。從高壓缸的加熱完成到高壓缸的進(jìn)氣門的切換，高壓缸排氣止回閥始終處于關(guān)閉狀態(tài)。此時(shí)，需要打開高壓缸的集氣閥，并且需要一起打開排氣通風(fēng)閥。該閥已連接至冷凝器，此階段的高壓缸將被隔離并處于真空狀態(tài)，以防止時(shí)間過長。在預(yù)熱期間，高壓缸僅產(chǎn)生較少的蒸汽，或者沒有產(chǎn)生蒸汽流動(dòng)，并且末級(jí)葉片太熱。（3）高壓缸在沖洗前要預(yù)熱。在啟動(dòng)中壓缸之后，由于高壓缸僅接收少量或甚至沒有蒸汽，因此此時(shí)不能為高壓缸獲得足夠的熱量。高壓缸的容積大于中壓缸的容積，缸壁相對(duì)向后。與中壓缸相比，高壓缸的加熱明顯滯后。如果高壓汽缸的溫度在啟動(dòng)之前沒有完全加熱，并且溫度不超過150°C，則在渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)后，高壓汽缸的加熱會(huì)影響啟動(dòng)。因此，在使渦輪機(jī)冷啟動(dòng)之前，需要打開中間壓力調(diào)節(jié)閥以促使再熱器中的蒸汽與高壓缸內(nèi)的蒸汽連通。另外，必須使蒸汽從高壓缸的排氣口通過。這種逆流進(jìn)入高壓缸，并從軸噴射中抽出，以達(dá)到預(yù)熱缸的目的。3繪制啟動(dòng)曲線關(guān)于單元的啟動(dòng)曲線，它可以分為兩部分。在自燃值改變之前，由于蒸汽輪機(jī)尚無蒸汽進(jìn)入，因此該部分的啟動(dòng)速度將確定鍋爐的允許增壓率。但是與渦輪沒有直接連接，因此鍋爐制造廠需要注意該部分的啟動(dòng)曲線。自脈沖開始以來，渦輪達(dá)到滿負(fù)載所需的總時(shí)間，即渦輪的脈沖級(jí)，同步完成后，停留時(shí)間為最小負(fù)載的5％，以及從5%至100%負(fù)荷所需時(shí)間相加之和。上述每個(gè)階段所需的時(shí)間是供熱企業(yè)消除每個(gè)階段中蒸汽溫度和轉(zhuǎn)子金屬之間的溫差。本節(jié)中的鍋爐啟動(dòng)趨勢必須基于蒸汽輪機(jī)的啟動(dòng)曲線，因?yàn)檎羝啓C(jī)的允許溫度升高和壓力升高速率低于鍋爐的許可壓力升高和加熱速率。還是在升壓速率上，均相比鍋爐在沖轉(zhuǎn)之后的許可升壓、升溫速率偏低。因此，僅需滿足蒸汽輪機(jī)的啟動(dòng)曲線即可更好地滿足鍋爐啟動(dòng)的安全性。編制鍋爐啟動(dòng)曲線時(shí)，有必要收集以下數(shù)據(jù)：（1）機(jī)組停機(jī)曲線，如果沒有，可由鍋爐點(diǎn)火前的溫度和蒸汽壓力來決定，或結(jié)合以往的經(jīng)驗(yàn)；（2）各種工況下的汽輪機(jī)啟動(dòng)曲線；（3）鍋爐招標(biāo)文件的基本要求，包括鍋爐蒸汽參數(shù)，循環(huán)方式和汽輪機(jī)旁路能力等。結(jié)語綜上所述，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的逐步完善，中壓缸啟動(dòng)和汽輪機(jī)旁通系統(tǒng)日趨完善和強(qiáng)大。本文討論了中壓氣缸啟動(dòng)和高壓氣缸啟動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)。并指出中壓缸啟動(dòng)中的突出問題，最后討論繪制啟動(dòng)曲線的想法。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，通過合理設(shè)置每個(gè)鏈接，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高效運(yùn)行。（1）中壓缸啟動(dòng)單元的旁路控制的關(guān)鍵是使高流量單向閥平穩(wěn)地打開，并且高流量金屬不會(huì)過熱。汽包水位波動(dòng)小等，這些可以通過仔細(xì)調(diào)整旁路控制方法來解決。（2）工廠兩臺(tái)機(jī)組全過程旁路自動(dòng)控制的成功，在家用壓力缸啟動(dòng)裝置的運(yùn)行中積累了經(jīng)驗(yàn)，這有助于中壓缸啟動(dòng)方法的應(yīng)用和推廣。事實(shí)表明，中壓缸啟動(dòng)方式是一種易于控制，方便快捷的啟動(dòng)方式。（3）合理的旁路控制可以幫助實(shí)現(xiàn)中壓氣缸啟動(dòng)單元的平穩(wěn)啟動(dòng)。全過程自動(dòng)控制減少了人為干預(yù)并提高了單元操作的自動(dòng)化水平。Reference：【1】黃鶯,華洪淵,付英奎.中壓缸啟動(dòng)與汽機(jī)旁路系統(tǒng)[J].電站系統(tǒng)工程,2003(03):35-36.【2】孫鴻斌,鮑麗娟,張寶.旁路全程自動(dòng)在中壓缸啟動(dòng)汽輪機(jī)組中的實(shí)現(xiàn)[J].發(fā)電設(shè)備,2006(