630 MW超臨界機(jī)組滑參數(shù)停機(jī)探討

閆旭，劉虎，阮西山

(國電銅陵發(fā)電有限公司，安徽 銅陵 244153)

0 引言

所謂滑參數(shù)停機(jī)，就是在停機(jī)過程中，高壓調(diào)門逐漸開大，隨著主、再熱蒸汽參數(shù)的逐漸降低，機(jī)組負(fù)荷漸漸減小，直至停機(jī)。由于高壓調(diào)門全開，低參數(shù)大流量的蒸汽經(jīng)過汽輪機(jī)通流部分，不但使零部件受到均勻冷卻，還可使金屬溫度降至較低水平[1]?；痣姍C(jī)組采用滑參數(shù)停機(jī)的主要目的是使機(jī)組主要參數(shù)降至較低水平，從而縮短機(jī)組檢修工期。在保證機(jī)組安全的前提下，為降低汽輪機(jī)本體的溫度，對(duì)鍋爐主參數(shù)控制、汽輪機(jī)熱應(yīng)力調(diào)節(jié)等提出了更高的要求。本文以某電廠#1機(jī)組滑參數(shù)停機(jī)為例，對(duì)其主要參數(shù)的控制進(jìn)行討論。

1 機(jī)組概況

某電廠汽輪機(jī)是N630-24.2/566/566型超臨界壓力、一次中間再熱、單軸、三缸四排汽、雙背壓、純凝汽式汽輪機(jī)，額定出力為630 MW。機(jī)組采用復(fù)合變壓運(yùn)行方式，汽輪機(jī)具有8級(jí)非調(diào)整回?zé)岢槠?，汽輪機(jī)額定轉(zhuǎn)速為3 000 r/min。鍋爐為DG1900/25.4-Ⅱ1型超臨界參數(shù)變壓直流本生鍋爐，一次再熱、前后墻對(duì)沖燃燒、單爐膛、尾部雙煙道結(jié)構(gòu)、采用擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)、平衡通風(fēng)、露天布置。啟動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)由啟動(dòng)分離器、儲(chǔ)水罐、水位控制閥(361閥)、啟動(dòng)疏水?dāng)U容器、變頻疏水泵及管道閥門組成[2]。

2 滑參數(shù)停機(jī)過程

該電廠#1機(jī)組于2015年9月24日調(diào)停檢修，由于#1機(jī)組此次C級(jí)檢修時(shí)間緊，任務(wù)重，為使大機(jī)盤車能夠早日停運(yùn)，保證汽輪機(jī)本體相關(guān)檢修工作提前開工，采用滑參數(shù)停機(jī)方式。根據(jù)檢修要求，汽輪機(jī)脫扣后調(diào)節(jié)級(jí)金屬溫度需降至380 ℃以下。

主要滑停過程如下。

16:00，接班，進(jìn)行滑停前的相關(guān)準(zhǔn)備工作。

16:55，負(fù)荷320 MW，#1機(jī)組閥門控制方式由順序閥切至單閥運(yùn)行。

16:58，輔汽至1 A小機(jī)調(diào)試用汽管道暖管，檢查開啟#1機(jī)組大機(jī)本體及主、再熱蒸汽管道疏水手動(dòng)門，輔汽至除氧器加熱管道暖管。

17:30，#1機(jī)組開始滑停。

17:41，負(fù)荷300 MW，切至自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)模式。

18:20，1A小機(jī)汽源切至輔汽供。

19:30，1B汽泵退出系統(tǒng)。

21:54，給水流量為600 t/h，給水由主路切至旁路運(yùn)行。

22:05，1A給煤機(jī)走空后，停運(yùn)1A給煤機(jī)。

22:12，廠用電由高壓廠用變壓器切至啟動(dòng)備用變壓器供。

22:32，負(fù)荷30 MW，手動(dòng)關(guān)閉1F給煤機(jī)入口電動(dòng)門，鍋爐繼續(xù)運(yùn)行至“火焰喪失”，主燃料跳閘(MFT)動(dòng)作，汽輪機(jī)聯(lián)鎖跳閘。

00:25，大機(jī)轉(zhuǎn)速到0，投盤車運(yùn)行。

此次滑停共用時(shí)5 h 2 min，圖1為此次滑停過程中主蒸汽溫度、調(diào)節(jié)級(jí)金屬溫度及負(fù)荷的變化曲線。調(diào)節(jié)級(jí)金屬溫度最終降至377 ℃，過熱蒸汽溫度最低降至407 ℃，再熱蒸汽溫度最低降至383 ℃。過熱蒸汽降溫速度為0.49 ℃/min，再熱蒸汽降溫速度為0.59 ℃/min，調(diào)節(jié)級(jí)金屬降溫速度為0.47 ℃/min，過熱蒸汽降壓速度為0.038 MPa/min。整個(gè)滑停過程中，汽輪機(jī)組軸承振動(dòng)、溫度正常,高低壓脹差、軸向位移和缸脹全部控制在合格范圍內(nèi)(如圖2所示)。

表2 停機(jī)過程中主要參數(shù)

圖1 主汽溫、調(diào)節(jié)級(jí)金屬溫度及負(fù)荷變化曲線

圖2 缸脹，高、低壓脹差，軸向位移變化曲線

3 滑停過程分析

3.1 滑停前準(zhǔn)備

停機(jī)前應(yīng)對(duì)所屬設(shè)備、系統(tǒng)進(jìn)行一次全面檢查，確認(rèn)監(jiān)視儀表正確、可靠，汽輪機(jī)滑銷系統(tǒng)工作良好，2臺(tái)機(jī)組間輔汽系統(tǒng)可靠備用。若有影響安全停機(jī)的缺陷應(yīng)及時(shí)聯(lián)系維護(hù)處理，待正常后方可進(jìn)行停機(jī)操作。

機(jī)組停運(yùn)前還應(yīng)進(jìn)行相關(guān)設(shè)備的試驗(yàn)工作，主要包括：汽輪機(jī)側(cè)的大、小機(jī)交/直流潤滑油泵，密封油空側(cè)直流油泵，高壓密封油備用泵，頂軸油泵，盤車電機(jī)等自啟動(dòng)試驗(yàn)；鍋爐側(cè)的A，F(xiàn)層等離子拉弧試驗(yàn)；爐膛全面吹灰等。

3.2 主要參數(shù)控制方法

合理地控制主蒸汽和再熱蒸汽的降溫、降壓速度是汽輪機(jī)均勻冷卻和滑參數(shù)停機(jī)的關(guān)鍵。提供與調(diào)節(jié)級(jí)金屬溫度相適應(yīng)的蒸汽溫度，可以有效地將汽輪機(jī)脹差及轉(zhuǎn)子、汽缸熱應(yīng)力控制在允許范圍內(nèi)，從而均勻、平穩(wěn)地控制調(diào)節(jié)級(jí)金屬溫度的下降。主蒸汽壓力的下降應(yīng)確保主、再熱蒸汽有足夠的過熱度(見表1)，防止汽輪機(jī)發(fā)生水沖擊。

表1 飽和壓力與溫度對(duì)照

機(jī)組負(fù)荷、主/再熱蒸汽溫度、主蒸汽壓力等參數(shù)的調(diào)整應(yīng)以燃料的增、減為主，同時(shí)結(jié)合鍋爐的燃燒調(diào)整、汽輪機(jī)調(diào)速汽門開度變化及一/二級(jí)減溫水量的調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)。

在保證過熱度的前提下，滑參數(shù)停機(jī)初期應(yīng)先降溫后降壓，這是因?yàn)楦邊?shù)時(shí)蒸汽流量較大，減溫水量控制方便，易于控制蒸汽溫度與調(diào)節(jié)級(jí)金屬溫度的溫差，可縮短機(jī)組滑停時(shí)間[3]。低負(fù)荷時(shí)，為保證機(jī)組安全，可采取先降壓后降溫或汽壓、汽溫同步下滑的方法。此次停機(jī)由于停機(jī)前機(jī)組負(fù)荷不高，只有320 MW，根據(jù)實(shí)際情況，將停機(jī)過程分解為4個(gè)階段，每個(gè)階段控制點(diǎn)的主要參數(shù)見表2。

3.2.1 第1階段控制要點(diǎn)(負(fù)荷320 MW到300 MW)

這一階段的特點(diǎn)是負(fù)荷較高，主、再熱蒸汽溫度較高，機(jī)組處于正常運(yùn)行階段。主蒸汽流量較大，減溫水的霧化和蒸汽攜帶減溫水的作用都較好，減溫水可安全、方便地控制主蒸汽溫度的下降速率。此階段操作控制要點(diǎn)是：隨著機(jī)組負(fù)荷的緩慢下降，通過修正過熱器一、二級(jí)減溫水偏置(即加大減溫水流量)逐步降低主、再熱蒸汽溫度；同時(shí)，通過修正主蒸汽壓力偏置使主蒸汽壓力緩慢下降，大機(jī)高壓調(diào)門全開。在這一過程中，要嚴(yán)格控制溫降及壓降速率，使汽輪機(jī)各部熱應(yīng)力不超限。運(yùn)行控制方面需注意以下幾點(diǎn)。

(1)滑參數(shù)前，及時(shí)將高壓調(diào)門由順序閥控制切至單閥控制，確保汽輪機(jī)冷卻均勻，防止因冷卻不均而導(dǎo)致汽輪機(jī)組振動(dòng)大。

(2)滑參數(shù)初期，通過設(shè)置主蒸汽壓力偏差值，使高壓調(diào)門逐步開大，但最大調(diào)節(jié)幅度為±5 MPa，后期需切除AGC手動(dòng)調(diào)整高壓調(diào)門至全開。

在這一階段，機(jī)組負(fù)荷、給水流量變化不大，主/再熱蒸汽溫度降至481/510 ℃，調(diào)節(jié)級(jí)金屬/中壓持環(huán)溫度降至487/480 ℃，主蒸汽壓力降至11.6 MPa。主、再熱蒸汽溫度下降較明顯，調(diào)節(jié)級(jí)金屬溫度下降較小，主蒸汽壓力隨著高壓調(diào)門的逐步開大下降較明顯。

3.2.2 第2階段控制要點(diǎn)(負(fù)荷300 MW到250 MW)

這一階段的特點(diǎn)是負(fù)荷相對(duì)較高，機(jī)組處于手動(dòng)控制方式，故此階段控制要點(diǎn)是：逐漸滑壓降負(fù)荷、降溫?？刂剖侄我栽黾訙p溫水量為主，同時(shí)嚴(yán)格控制給水流量，嚴(yán)密監(jiān)視中間點(diǎn)溫度及過熱度，防止鍋爐提早進(jìn)入濕態(tài)而造成汽溫大幅波動(dòng)。運(yùn)行控制方面需注意以下幾點(diǎn)。

老人不敢說話了。她像一個(gè)犯錯(cuò)的孩子，兩眼瞅著腳尖，嘴里嘟囔著誰都聽不懂的廢話。很久后老人小聲說，難道他還能黑下你一本書？呼倫說就算他能把書送回來，他什么時(shí)候送回來？半年后？一年后？您老竟然把家里東西隨隨便便借給一個(gè)陌生人，您可真行！老人見女婿真動(dòng)了肝火，只好把還想繼續(xù)說下去的一百句廢話硬生生咽回去。她轉(zhuǎn)身往外走，走到門口，憋不住，回頭小聲說，不就一本書，還至于？老人的話幾乎把呼倫的肺氣炸，心想不就一本書？這要是換成別人，說不定他的大耳刮子早就呼上去了。

(1)隨著機(jī)組負(fù)荷、主/再熱蒸汽溫度的逐步下降，#1機(jī)組因煙溫低而導(dǎo)致兩側(cè)噴氨快關(guān)閥自動(dòng)關(guān)閉時(shí)，及時(shí)停止#1機(jī)組噴氨，關(guān)閉#1機(jī)組A，B側(cè)噴氨快關(guān)閥前、后手動(dòng)門。停止噴氨時(shí)，監(jiān)視#2蒸發(fā)器液氨進(jìn)口快關(guān)閥，防止其因氨壓高而自動(dòng)關(guān)閉，影響#2機(jī)組供氨，從而影響環(huán)保指標(biāo)。

(2)將一臺(tái)小機(jī)的汽源切至輔汽供，將四抽所帶的小機(jī)逐步退出系統(tǒng)。切汽源及汽泵退出運(yùn)行時(shí)操作要緩慢，防止給水流量大幅波動(dòng)，從而引起汽溫波動(dòng)。

(3)停運(yùn)第3臺(tái)磨煤機(jī)，停磨前要將給煤機(jī)和磨煤機(jī)走空。當(dāng)該給煤機(jī)煤量下降時(shí)，及時(shí)增加其他給煤機(jī)煤量，以保持總煤量不變，防止總煤量波動(dòng)較大而導(dǎo)致主/再熱蒸汽溫度及調(diào)節(jié)級(jí)金屬溫度下降較快。

在這一階段，機(jī)組負(fù)荷降至250 MW，給水流量降至905 t/h，主蒸汽壓力降至10.33 MPa，下降較小，主/再熱蒸汽溫度降至447/443 ℃，調(diào)節(jié)級(jí)金屬/中壓持環(huán)溫度降至428/424 ℃，均有較明顯的下降。

3.2.3 第3階段控制要點(diǎn)(負(fù)荷250 MW到120 MW)

(1)此階段要穩(wěn)定主/再熱蒸汽溫度，溫度的下降應(yīng)緩慢。由于蒸汽流量減小，應(yīng)減少減溫水的投入，嚴(yán)防蒸汽帶水而對(duì)汽輪機(jī)造成水沖擊。在機(jī)組負(fù)荷接近120 MW時(shí)，逐漸關(guān)閉過熱器二級(jí)減溫水，在機(jī)組負(fù)荷小于120 MW時(shí)，全關(guān)過熱器二級(jí)減溫水；同時(shí)，檢查確認(rèn)再熱主蒸汽閥下游疏水閥自動(dòng)打開。

(2)機(jī)組負(fù)荷降至150 MW時(shí)鍋爐轉(zhuǎn)濕態(tài)運(yùn)行，應(yīng)注意控制儲(chǔ)水罐水位，防止其滿水，可將361閥一只放在手動(dòng)控制，一只放在自動(dòng)控制。

(3)機(jī)組負(fù)荷降至120 MW時(shí)，及時(shí)將給水由主路切至旁路控制。

在這一階段，機(jī)組負(fù)荷降至120 MW，給水流量降至611 t/h，主蒸汽壓力降至5.4 MPa，主/再熱蒸汽溫度降至407/383 ℃，調(diào)節(jié)級(jí)金屬/中壓持環(huán)溫度降至375/366 ℃，調(diào)節(jié)級(jí)金屬溫度已經(jīng)降至目標(biāo)值以下。

3.2.4 第4階段控制要點(diǎn)(負(fù)荷120 MW到0 MW)

這一階段的特點(diǎn)是機(jī)組負(fù)荷低，相對(duì)于第3階段蒸汽流量更小，主/再熱蒸汽溫度不易控制，低負(fù)荷下停磨時(shí)對(duì)爐膛燃燒擾動(dòng)大。由于調(diào)節(jié)級(jí)金屬溫度已經(jīng)降至目標(biāo)值以下，因此，這一階段的主要任務(wù)是在保證主/再熱蒸汽溫度及調(diào)節(jié)級(jí)金屬溫度穩(wěn)定的情況下降負(fù)荷停機(jī)。運(yùn)行控制方面需注意以下幾點(diǎn)。

(1)滑參數(shù)結(jié)束后開始降負(fù)荷，此時(shí)主蒸汽溫度在410 ℃，比對(duì)應(yīng)壓力飽和溫度高110 ℃，降負(fù)荷時(shí)要先減水后減煤，防止汽溫突降。

(2)在機(jī)組負(fù)荷接近60 MW時(shí)，逐漸關(guān)閉過熱器一級(jí)減溫水。機(jī)組負(fù)荷小于60 MW時(shí)，全關(guān)過熱器一級(jí)減溫水。停用減溫水時(shí)，要控制好給水流量，防止因減溫水突然中斷而導(dǎo)致主蒸汽溫度大幅回升；同時(shí)，檢查確認(rèn)再熱主汽閥上游疏水閥自動(dòng)打開。

(3)給水流量控制在450 t/h左右，通過給水輔調(diào)控制給水時(shí)操作要緩慢，防止因給水流量低而導(dǎo)致保護(hù)動(dòng)作，從而造成機(jī)組跳閘。

(4)機(jī)組負(fù)荷至30 MW時(shí)，手動(dòng)關(guān)閉1F給煤機(jī)入口電動(dòng)門，鍋爐繼續(xù)運(yùn)行至“火焰喪失”，MFT動(dòng)作，汽輪機(jī)聯(lián)鎖跳閘。關(guān)閉1F給煤機(jī)入口電動(dòng)門后，應(yīng)加大給煤量，使給煤機(jī)走空后磨煤機(jī)仍能檢測到火檢。

在這一階段，機(jī)組負(fù)荷降至0 MW，主蒸汽壓力降至2.72 MPa，主/再熱蒸汽溫度降至436/387 ℃，主/再熱蒸汽溫度較第3階段有所回升的原因是過熱器減溫水停用。調(diào)節(jié)級(jí)金屬/中壓持環(huán)溫度最終降至377/362℃。

3.3 滑停過程注意事項(xiàng)

機(jī)組滑停過程中，燃料的增減操作應(yīng)與給水流量的變化相匹配，避免給水流量偏大而燃料量減得過快造成汽溫陡降[4]?？刂浦?、再熱蒸汽溫降速度<1.0 ℃/min。停機(jī)過程中嚴(yán)密監(jiān)視機(jī)組振動(dòng)、軸向位移、推力瓦溫度、脹差、軸封母管壓力和溫度、凝汽器真空度等參數(shù)以及除氧器、凝汽器、各加熱器水位。主/再熱蒸汽過熱度不得低于50 ℃，防止蒸汽帶水。汽溫滑降過程中需密切監(jiān)視主/再熱蒸汽溫度、脹差、軸向位移、振動(dòng)、各支持及推力軸承溫度等，如影響機(jī)組安全要及時(shí)匯報(bào)，立刻停止缸溫滑降，果斷打閘停機(jī)處理，從而保證汽輪機(jī)的安全。

4 結(jié)束語

滑參數(shù)停機(jī)可以使汽輪機(jī)缸體、轉(zhuǎn)子及鍋爐本體得到均勻而迅速的冷卻，縮短機(jī)組停機(jī)至檢修的時(shí)間，從而提高機(jī)組的可用系數(shù)。停機(jī)前，根據(jù)機(jī)組的實(shí)際情況及檢修工作的具體要求，確定滑參數(shù)停機(jī)的最終參數(shù)及停機(jī)曲線，明確停機(jī)過程中的參數(shù)控制限值及控制方法，制訂完善的滑參數(shù)停機(jī)技術(shù)措施以及停機(jī)操作票，通過控制水煤比來調(diào)整燃燒,嚴(yán)格控制過熱器一、二級(jí)減溫水量，使主/再熱蒸汽溫度及壓力保持平穩(wěn)下降，即可實(shí)現(xiàn)安全、經(jīng)濟(jì)的滑參數(shù)停機(jī)。

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