大型汽輪機組的開停車總結

樊少波

(山西陽煤豐喜泉稷能源有限公司山西稷山043200)

?

大型汽輪機組的開停車總結

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(標態)空分裝置投入使用，運行正常，其中汽輪機組于2015年9月20日開始單體試車，2015年10月1日聯動試車完成，機組運行達到了設計能力和理想效果。

該汽輪機組為一拖二的形式，即汽輪機為雙出軸，一端拖動空氣壓縮機，一端拖動空氣增壓機。汽輪機組設計參數: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(其中拖動的空氣壓縮機軸功率為10 540 kW、增壓機軸功率為17 710 kW)、額定轉速5 645 r/min。空氣壓縮機的設計參數：進口壓力0.094 MPa(絕壓)、出口壓力0.630 MPa(絕壓)、進口流量223 560 m3/h(標態)。空氣增壓機的設計參數：進口壓力0.6 MPa(絕壓)、出口壓力7.1 MPa(絕壓)、進口流量90 000 m3/h(標態)。

1　機組開車前的準備工作

1.1主蒸汽管道吹掃

主蒸汽管道支撐、管托以及各蒸汽導淋配管、管道的壓力測點、溫度測點、管道流量計全部安裝完畢，鍋爐才具備啟爐條件；進汽輪機的臨時吹掃管線配置完成并進行了加固；放空口的消音設施安裝到位；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；當溫度升至450 ℃以上后，開始進行管道吹掃工作。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)蒸汽量進行吹掃，吹掃時間為1 h，然后進行自然降溫至100 ℃以下，讓管道內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蒸汽進行吹掃，吹掃時間為1 h，如此反復進行吹掃。吹掃合格的驗收標準為打靶實驗(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，觀察靶板上的點痕，當點痕數<2個/cm2、點的大小<Φ0.3 mm、痕深<0.5 mm 時視為合格，否則需繼續采用以上方式進行吹掃，直至合格。根據吹掃經驗，新配的蒸汽管道吹掃合格所用時間約為10 d。

1.2機組油循環

油系統的配油管全部采用304不銹鋼材質，并做好機油循環前的所有工作。注油完成后啟動油泵進行油循環，并全開油泵的進、出口閥，保證油在系統內的流量和壓力達到最大；循環72 h后，用電加熱器將油溫加熱至50 ℃，再循環72 h；然后停油泵并檢查回油管濾網。循環合格的驗收標準：目測Φ74 μm(200目)的回油濾網上黑點數≤1個/cm2視為合格。內部油循環即用油將設備內各軸瓦的雜質全部帶出，保證系統內部絕對干凈。油循環的時間為35 d。

1.3校核所有測點

該環節主要是將機組在微機上顯示的各個測點和現場的位置一一對應，并保證現場測點的準確性，該環節是一個細致的工作，必須專人負責和落實。

1.4邏輯聯鎖試驗

所有邏輯聯鎖試驗必須在機組停止裝態下完成，全部模擬運行，凡與聯鎖有關聯的每個測點和振動點都必須全部做模擬試驗，以確保正常運行后能夠起到聯鎖作用。邏輯聯鎖試驗中速關閥試驗尤為重要，因為汽輪機每個聯鎖都是將速關閥迅速關閉，從而截斷進汽輪機組的蒸汽，使汽輪機停機。除各測點達到聯鎖值時能使速關閥快速關閉外，還有3個位置(中控室的緊急停車按鈕、現場控制盤上的緊急停車按鈕、速關閥組合件上的手動停車拉桿)能讓速關閥迅速關閉。此3個位置應作重點保護，以免人員誤動作造成機組的突然停車，對企業帶來不必要的損失。

1.5氣密性試驗

氣密性試驗是全面檢查機組的所有法蘭連接處和焊縫處有無泄漏點，對真空系統充入干燥空氣，系統壓力維持在0.1 MPa(表壓)，1 h后當系統壓降≤1 kPa時視為合格，否則需查找其泄漏點并加以處理。如果存在泄漏點，在機組的抽真空試驗時，機組真空度會下降，嚴重時造成機組無法啟動。

1.6泵自啟試驗

泵自啟試驗主要是油泵和凝結水泵自啟試驗。備用油泵如果在運行泵故障情況下不能迅速自啟，達到油壓指標，則機組會聯鎖停車；備用凝結水泵如果在運行泵故障情況下不能迅速自啟，則凝汽器內液位會迅速上升，從而破壞真空度，使凝汽器內壓力升至聯鎖值，造成機組聯鎖停車。因此，這2套泵必須進行自啟試驗，且運行過程中自啟必須投入。

2　汽輪機的單體開車

(1)暖管。暖管主要是將鍋爐蒸汽引至汽輪機速關閥前，暖管時的蒸氣流量視管道溫度而定。當管道溫度升至450 ℃以上、壓力達4.0 MPa(表壓)、流量達50 t/h以上后，則暖管結束，準備給汽輪機送汽。此環節應確保疏水管管道暢通，管道不能存在水擊現象。

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

(3)啟動密封氣系統。山西陽煤豐喜泉稷能源有限公司采用的密封氣為螺桿機所供的干燥空氣(露點<-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)后送入空氣壓縮機前后氣封，即汽輪機前、后氣封和空氣增壓機前、后氣封共6處，送入后嚴禁任何人關閉密封氣系統，并且密切觀察密封氣的壓力必須維持在>0.05 MPa(表壓)。因為密封氣壓力不足，有可能造成油進入空氣系統，從而被帶入分餾塔系統而造成爆炸事故。

(4)啟動潤滑油系統。首先，檢查油位和油溫是否滿足要求，油位控制在最高指標，一旦油泵啟動，系統內部將存留一部分流動油，所以應考慮到；否則，會造成油泵抽空后被迫停泵而再次補油。油溫控制在40 ℃左右，油溫過低，可開電加熱器加熱；油溫過高，可開冷卻器進行冷卻。其次，開啟油泵進口閥和出口閥后再啟動油泵，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)，然后進各軸瓦的潤滑油壓力調整至0.18 MPa(表壓)。在此期間，應密切觀察各回油視鏡是否回油均勻，并觀察有無露點。

油循環正常后，給高位油箱充油。充油時，應慢開閥門，觀察到回油視鏡有油流回后關閉充油閥，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油，其目的是使高位油箱內的油流動起來，在突然停電后能給機組各軸瓦充分的潤滑，保證機組惰轉結束。

(5)投入盤車。油系統正常后，投入盤車系統，對汽輪機進行盤車。

(6)啟動凝結水泵系統。通知水單元送脫鹽水，將凝汽器液位補到80%后啟動凝結水泵，將外送調節閥關閉、內部循環閥打開，建立凝結水循環系統。在此期間，應觀察有無露點。

(7)啟動抽真空系統。開始抽真空前，應先向抽汽安全閥注入密封水進行閥板密封，然后關閉汽輪機中抽蒸汽的導淋閥和放空閥，再啟動抽引器。啟動抽引器時，應先啟動輔助抽引器，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。啟動時，應先開蒸汽閥，待真空度降低到-80 kPa(表壓)后再緩慢開啟系統抽氣閥，此時系統真空度會緩慢下降，待壓力降至-45 kPa(表壓)后，真空度將不再下降，然后投用汽輪機的蒸汽密封系統，打開蒸汽密封系統的進汽調節閥的前、后截止閥，中控室應將密封汽后壓力控制在10 kPa(表壓)以上；現場觀察汽輪機本體兩端有蒸汽微冒后，投用汽封抽汽系統，當汽封系統壓力達到-25 kPa(表壓)后，觀察凝汽器內系統真空度再次緩慢下降；當降至-65 kPa(表壓)后，表明真空系統達到條件。

(8) 打開速關閥。真空系統正常后，通知中控室給速關閥的電磁閥帶電，現場手動打開速關閥，開速關閥應先建立啟動油，待啟動油壓力達到0.8 MPa(表壓)后，打開速關油閥門，同時緩慢卸啟動油，此時速關閥會緩慢打開，中控室顯示速關閥開到位后再準備啟動汽輪機。

(9)啟動汽輪機。中控室將按鈕切換到冷態啟動上，點擊啟動按鈕，汽輪機將自動按照提前設定好的升速曲線進行升速，此時，應將各測點指標嚴密控制在正常指標內。如果出現指標超標、聯鎖未動作時，必須手動按停車按鈕，停運汽輪機并處理存在問題；處理完成后，再繼續按規定步驟啟動。汽輪機轉速升速過程：沖轉升速至500 r/min檢查并停留10 min；緊急停車試驗后，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，準備進行汽輪機超速停車試驗。

(10)汽輪機超速試驗。繼續提升汽輪機的轉速，此時現場和總控人員應隨時做好按緊急停車按鈕的準備。當轉速升至跳閘轉速(6 520 r/min)后，若汽輪機的聯鎖還未動作，總控人員馬上按下緊急停車按鈕，此時汽輪機速關閥迅速關閉，轉速迅速降低，直至汽輪機停止運行。汽輪機停運后，應查找聯鎖存在的問題，然后再次進行超速試驗，直至合格，表明汽輪機單體試車結束。

3　汽輪機組的聯動開車

(1)汽輪機和空氣壓縮機的聯動試車。連接汽輪機和空氣壓縮機的聯軸器，連接后，按汽輪機的升速曲線進行升速。升速過程中，密切監控各工藝參數是否在正常指標，并隨時準備停機。啟動汽輪機前，首先將空氣壓縮機的進口導葉開度調整至15%，空氣壓縮機防喘閥全開。在汽輪機和空氣壓縮機運行正常并穩定4 h后，準備繪制空氣壓縮機的防喘線。在設定導葉開度20%，40%，60%，80%(也可根據實際情況進行調整)下，緩慢關閉放空閥，待空氣壓縮機出口壓力迅速上升后快速打開放空閥，并記錄此壓力值，每個導葉開度對應一個壓力值，然后根據導葉開度和壓力值繪制防喘線，以后操作必須在防喘線以內，離防喘線越遠，空氣壓縮機運行越安全。

(2)汽輪機、空氣壓縮機和空氣增壓機的聯動試車。將汽輪機、空氣壓縮機和空氣增壓機的聯軸器連接完成后，按汽輪機啟動程序進行升速，升速過程中，密切監控各測點變化，并隨時準備停車。在該步驟進行時，除空氣壓縮機的導葉開度15%和放空閥開度全開外，空氣增壓機的進口補氣閥應全開，進口調節閥應全關，五出放空閥和六出放空閥應全關，五出防喘閥和六出防喘閥應全開，然后再啟動汽輪機。在汽輪機達到額定轉速并穩定運行4 h，各參數均平穩，試車結束。

4　汽輪機機組的停車

(1)發生緊急停車時，汽輪機的速關閥會快速動作，迅速切斷進汽輪機的蒸汽，中控室顯示器反映出來的是汽輪機轉速迅速降低、主蒸汽壓力迅速上升、空氣壓縮機出口壓力迅速下降、3只防喘閥全部開啟等。采取措施：應迅速通知現場及空分工段機組停車，接著現場人員迅速打開蒸汽放空閥、蒸汽導淋閥，以免蒸汽管道超壓，打開抽引器的系統閥來破凝汽器內的真空；現場觀察汽輪機的轉速表顯示值為500 r/min后，啟動頂軸油泵，觀察油泵壓力達8.0 MPa(表壓)，說明頂軸油泵正常；再觀察轉速表顯示值為零后，等汽輪機的軸確實不轉動，再啟動盤車電機。如果汽輪機組的油泵停運，此時不能投用頂軸油泵和啟動盤車電機，只能待機組的潤滑油泵啟動正常后才能投用頂軸油泵和啟動盤車電機。因為沒有潤滑油時啟動盤車電機會造成軸瓦全部損壞，進而導致汽輪機組無法正常啟動。

(2)正常停車是接到停車通知后進行的停車。首先，總控人員將停車按鈕導到正常停車按鈕，機組控制系統接到停車指令后按照降速曲線進行有序降速；汽輪機的轉速表顯示值為500 r/min后，啟動頂軸油泵，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淋閥，再開系統破真空閥，將凝汽器的真空度破壞后，汽輪機的轉速表顯示值為零，汽輪機的軸確實不轉動，再啟動盤車電機，此時機組將停在安全停車狀態。

5　汽輪機組開停車注意事項

(1)啟動潤滑油泵前必須先通密封氣。因為不通密封氣，油可能會進入空氣系統而導致空分冷箱主冷有爆炸危險。

(2)機組啟動前，必須將各聯鎖全部投入運行，按照啟動邏輯檢查每項程序，必須確保全部到位，否則不允許啟動汽輪機組。

(3)汽輪機組啟動前，必須充分暖機，升速期間任何人無權改動。每次啟動前操作工必須確認暖機升速時間正確，方可啟動汽輪機組。

(4)機組運行期間，禁動任何真空系統閥門。因為真空一旦破壞，機組將無法運行而導致聯鎖停機。

(5)定期作油質分析。油質含水量大或油質存在問題，將導致機組軸瓦溫度高或振動大而被迫停車。

2015- 12- 22)