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1、2023/2/10,1,燃气蒸汽联合循环发电设备的启动和停运,燃气轮机的启动燃气轮机的停运燃气轮机过渡工况的热应力余热锅炉一汽轮机的启动余热锅炉一汽轮机的停运母管制余热锅炉的并汽无烟气旁路的联合循环启停特点,2023/2/10,2,14.1 燃气轮机的启动,燃气轮机的启动是指机组从静止零转速状态加速达到全速空载、并网、并带至满负荷的过程。燃气轮机启动方式一般可分为正常启动和快速启动；带负荷又分自动和手动方式。,2023/2/10,3,一、燃气轮机启动过程,燃气轮机的启动过程可以自动按程序控制进行，亦可以分段进行。在调试过程中可以分段进行机组启动，而通常采用自动程序控制启动。,2023/2/10
2、,4,一、燃气轮机启动过程,机组启动过程可分以下几步：（1）启动前的检查、准备阶段。启动前的准备是一项内容繁多而又细致的工作。启动前，必须对设备系统进行详细全面地检查；确认设备具备启动条件和确定应该采取的措施，并进一步掌握设备现状和特性。当一切设备均处于预启状态时，方可开始启动操作。,2023/2/10,5,一、燃气轮机启动过程,（2）启动盘车。主机转子在静止状态，需要盘车装置有比较大的扭矩才能克服转子的惯性和静摩擦把转子缓慢转动起来。检查机组动静部分有无摩擦和异声。通常规定燃气轮机启动前盘车系统必须至少连续运行1h。,2023/2/10,6,一、燃气轮机启动过程,（3）冷拖、清吹。盘车运行后
3、，启动装置带动转子升速。清吹的目的是在机组点火之前，在一定的转速（约2025n0）下，利用压气机出口空气对机组举行一定时间的吹扫，吹掉可能漏进机组热通道中的燃料气或因积油产生的油雾。清吹的时间要根据排气道的容积来选择，至少能将整个排气道体积三倍的空气吹除掉，这样可避免爆燃。如果余热锅炉无旁通烟囱，则每次点火前都应进行清吹，而且清吹时间要相对延长。,2023/2/10,7,一、燃气轮机启动过程,冷拖还用于机组假启动或启动失败时，以及运行停机及熄火以后。在这些情况下冷拖的目的是吹掉燃烧室内的积油或冷却机组。,2023/2/10,8,一、燃气轮机启动过程,（4）点火、暖机。清吹结束后，机组转速降至点
4、火转速，可进行点火。点火转速ni一般为机组额定转速的1520。为了保证点火成功，点火时给出的燃料行程基准FSR比较大，即相应的燃料量比较多，使燃烧室启动富油点火燃烧，而且点火装置连续点火3060s。,2023/2/10,9,一、燃气轮机启动过程,如果火焰探测器探测到燃烧室中的火焰，控制系统便发出暖机信号，使机组进入暖机阶段。暖机的目的是让机组的高温燃气通道中的受热部件、气缸与转子有一个均匀受热膨胀的时间，减少它们的热应力以及保证机组在启动过程中有良好的热对中，并且防止转子与静子之间出现过大的相对膨胀而发生动静碰擦，从而安全启动机组。为此，在1min的暖机期间，燃料行程基准FSR从点火值降到暖机
5、值，供入机组的燃料量比点火时要少。,2023/2/10,10,一、燃气轮机启动过程,有时，在燃气轮机检修后，为了检查机组或燃料系统的密封性和工作情况，采用假启动的方式。假启动也是由启动机带动的，当达到燃油喷油点火转速时只让燃油系统喷油而不点火（切除点火电源开关）。假启动并不是每次正常启动所必需经过的步骤。,2023/2/10,11,一、燃气轮机启动过程,（5）升速。暖机阶段结束时，由暖机计时器发出信号，使机组进入升速阶段。在这一阶段中，燃料行程基准FSR由控制系统按控制规范的规定上升。这时启动机的功率和透平发出的功率会使机组转速迅速上升。,2023/2/10,12,一、燃气轮机启动过程,随着机
6、组转速的上升，通过压气机的空气流量增加，压气机出口压力也增加，供入机组的燃料量也增加，因此透平的输出功率也增大。当机组转速在启动机的帮助下上升到50 60n0的范围，且透平已有足够的剩余功率使机组升速时，启动机可以脱开而停止工作，这称为脱扣。脱扣之后燃气轮机靠自身加速至空载工况。,2023/2/10,13,一、燃气轮机启动过程,2023/2/10,14,一、燃气轮机启动过程,（6）全速空载。机组转速达到95%n0时，运行转速继电器14HS投入发出信号，此时压气机防喘放气阀关闭，辅助滑油泵停止运转。机组继续加速进入全速空载状态运行，此时的机组转速略高于电网频率。,2023/2/10,15,一、燃
7、气轮机启动过程,2023/2/10,16,一、燃气轮机启动过程,在机组升速过程中应严密监视机组的振动情况，当转子通过临界转速时的最大振动值的变化是分析燃气轮机通流部分结垢或异常的最有效手段之一。,2023/2/10,17,一、燃气轮机启动过程,通常，燃气轮机投运时的标准启动曲线是比较和评价机组以后运行过程中参数变化的一个极好的参考标准。因为燃气轮机启动过程从启动信号发出开始，转子开始转动、点火、机组暖机、启动机脱扣、加速到达空载转速等各个环节上的时间和转速以及燃料量信号、排气温度等均可自动记录下来。一旦这些系统和装置发生故障，通过启动过程中所记录的曲线，经过对比，能很快地找出故障所在部位或整定
8、值的变化以及有关零件损坏情况。,2023/2/10,18,二、并网、带负荷,（1）同期阶段。当机组进入全速空载状态后，启动控制系统退出控制，机组进入同期控制。所谓同期，就是发电机发出的交流电，其频率、电压和相位与电网的这三个参数相匹配。当同期条件满足时，发电机断路器自动闭合（称之为并网）。,2023/2/10,19,二、并网、带负荷,（2）带负荷。当机组完成同期并网后，机组转为转速控制。根据操作者指令，机组可以按如下方式带负荷：1）如果运行人员没有下达带负荷指令，并网后，则机组自动加载到旋转备用负荷（典型值为5额定负荷），以防止系统频率升高、机组逆功率保护动作。2）如果选择自动带基本负荷运行指
9、令，则机组按规定的升荷率自动加载，如MS7001E燃气轮机加载满负荷时间为12min，加载过程机组仍为转速控制；当机组带满基本负荷，机组由转速控制进入温度控制状态。,2023/2/10,20,二、并网、带负荷,3）如果选择中间某一负载值进行加载，则首先要向控制盘输入负载指令值，然后再按预选值进行加载，FSR逐渐增大，机组以规定的速率进行加载。4）当操作者选择手动加负载时，则通过发电机控制盘上调节速度控制整定点升/降按钮70RS/L4来进行。通常，手动加减负载的速率是自动加减负载速率的两倍。手动加载时其加载数值只能加到基本负载以内。,2023/2/10,21,三、快速启动和快速加载启动,燃气轮机
10、的运行方式一般可分为应急型、尖峰负荷型、中间负荷型和基本负荷型四大类。它们的年运行时间数、年启动次数、每次的连续运行时间数以及启动加载时间，彼此都有很大差异。,2023/2/10,22,三、快速启动和快速加载启动,对于担任应急或尖峰负载的燃气轮机，在某些情况下要求机组尽快投入运行，甚至牺牲一些燃气轮机的寿命。为了实现快速启动，必须改变以下几个参数：（1）重新调整点火转速信号的触发值，使其在1012n0提前动作，进行点火；（2）减少或取消暖机时间；（3）提高升速时FSR的上升速率；（4）提高排气温度上升速率，典型值由2.8/s改为8.4/s；（5）提高机组加速率限制，典型值从1n0/S改为2n0
11、/S。,2023/2/10,23,三、快速启动和快速加载启动,快速启动对机组寿命不利，所以非不得已时一般不采用。快速加载启动，仅仅在加载时的加载速率与手动加载不同，而启动过程和正常启动是一样的。,2023/2/10,24,四、启动过程中参数的变化,点火,自持,脱扣,2023/2/10,25,四、启动过程中参数的变化,2023/2/10,26,燃气蒸汽联合循环发电设备的启动和停运,燃气轮机的启动燃气轮机的停运燃气轮机过渡工况的热应力余热锅炉一汽轮机的启动余热锅炉一汽轮机的停运母管制余热锅炉的并汽无烟气旁路的联合循环启停特点,2023/2/10,27,14.2 燃气轮机的停运,燃气轮机发电机组从带
12、负荷的正常运行状态转到静止状态的过程称为停机。停机过程实质上是燃气轮机各金属部件的冷却过程，起主导作用的是停止向燃气轮机燃烧室供给燃料的过程。,2023/2/10,28,14.2 燃气轮机的停运,燃气轮机的停运方式可以分为以下几种：（1）正常停机。亦称热态停机，既不同于燃气轮机点火前（冷拖时）停机，又区别于紧急停机。当接到电网调度命令或运行中发现影响正常运行的故障，但尚不需采取紧急停机时，可以进行正常停机。停机过程中逐步减少燃料量，直到较低转速才切断燃料。减速过程中燃气温度不断降低，热部件中产生与加速过程时作用方向相反的暂时热应力，减速越快，该热应力也越大。一般的重型燃气轮机都以暂时热应力来限
13、制减载的速度。,2023/2/10,29,14.2 燃气轮机的停运,（2）自动停机。在运行中，控制系统检测到某些可能会影响机组的正常、安全运行的因素时，如压气机进气滤网压差高、轴承振动传感器失效等，自动触发燃气轮机的减负载、停机程序。,2023/2/10,30,14.2 燃气轮机的停运,（3）保护跳机。在运行中，控制系统检测到某些危及机组安全运行的因素时，自动切断燃料供给，机组迅速停机，如机组的超速、超温、振动、熄火保护和燃烧监测保护系统动作，以及滑油母管压力和控制油工作压力降至最低值、润滑油母管温度高于上限值、机组各舱室发生火灾时等等。,2023/2/10,31,14.2 燃气轮机的停运,（
14、4）紧急停机。在运行中，发现某些危及人身、设备安全运行的因素时，立即手动切断机组燃料供给，迅速停机的过程。正常停机和紧急停机过程除切断供给燃料的时间不同外，停机速度快慢相应地也不同，其他过程完全相同。,2023/2/10,32,一、正常停机程序控制,正常停机包括停机前的准备工作、减负载、解列及降低转速等过程。,2023/2/10,33,1、正常停机的程序,运行人员通过接口计算机向机组发出停机指令，主控系统将产生一个L94X信号。此时如果发电机断路器在闭合状态，则转速负荷给定点TNR开始下降，以正常速率减少FSR，机组开始减负载。机组的厂用电切为备用电源供电。,2023/2/10,34,1、正常
15、停机的程序,当发电机负载减至零出现逆功率时，逆功率继电器动作，发电机断路器跳闸，发电机与电网解列。这以后FSR继续降低，机组开始减速。转速下降至95n0或以下值，转速继电器14Hs返回，压气机防喘放气阀打开，压气机可转导叶角度逐渐关小，辅助润滑油泵、辅助液压油泵、辅助雾化空压机等辅助设备投入工作。,2023/2/10,35,1、正常停机的程序,在正常情况下，FSR逐渐下降，直至降到约20n0转速或火焰探测器指明熄火时，主保护逻辑IA置O，FSR箝位至零，关闭截止阀而切断燃料，主燃油泵离合器20CF失电脱开，机组则进人惰走。正常停机程序较之以前用转速降至95n0或46n0时切断燃料供应有较大改进
16、，后者处于较高转速，熄火时热通道温度也较高，因而热应力也更大。当转速降至“零”转速时，盘车装置投运，机组开始冷机程序。,2023/2/10,36,2、停机过程中注意的事项,（1）检查机组各部位振动情况、内部声音以及润滑油母管油压。（2）记录机组熄火转速和惰走时间（正常停机时燃气轮机熄火至盘车投入的时间）。情走时间的长短可以判断燃气轮机设备的某些性能，并可以检查设备的某些缺陷。（3）自动投入盘车后，加强监视转子转动情况，倾听机组内部声音，并注意烟囱的冒烟情况，防止燃油漏入燃烧室贴壁自燃。,2023/2/10,37,二、冷拖停机,冷运转时，机组仅由启动机带动，达到规定转速后运转10min左右，然后
17、停运启动机，测定惰走时间。如果测得的时间不小于允许的正常数值，就表明内部没有增大阻力的异常情况。,2023/2/10,38,三、手动紧急停机,1、手动紧急停机的条件（1）运行参数达到跳机限额，而自动保护装置拒动；（2）机组内部有明显的金属撞击声；（3）机组任何一轴承断油或冒烟时；（4）压气机发生喘振；（5）轮机间燃油管路大量漏油；（6）机组突然发生强烈振动，振动值突增12.7mms；（7）运行中烟囱大量冒黑烟，机组燃烧恶化；（8）发生其他危及人身和设备安全的情况时。,2023/2/10,39,2、手动紧急停机操作及其注意事项,（1）可按压MarkV控制盘上紧急停机按钮。若在辅机间则扳动手动紧急
18、事故跳闸装置或手击危急遮断器杆，均能使机组立即停机。（2）机组紧急停机，主保护逻辑L14立即转“零”，FSR降到0，发电机断路器跳闸，机组熄火。（3）如属轮机转动部分故障，停机后，不应投入盘车。（4）紧急停机后，查明原因，正确处理。,2023/2/10,40,四、冷机,（1）正常停机要立即进行盘车冷机，防止转子弯曲和叶片变形。（2）在冷机状态任何时刻，机组可以启动、带负荷。（3）盘车过程中转子缓慢冷却，一般情况下不少于24h，直到透平轮机间温度低于60后，可以停止盘车。冷机过程中不可打开燃气轮机舱室门或打开保温板来加速冷却。,2023/2/10,41,燃气蒸汽联合循环发电设备的启动和停运,燃气
19、轮机的启动燃气轮机的停运燃气轮机过渡工况的热应力余热锅炉一汽轮机的启动余热锅炉一汽轮机的停运母管制余热锅炉的并汽无烟气旁路的联合循环启停特点,2023/2/10,42,14.3 燃气轮机过渡工况的热应力,应力：物体单位面积上所承受的力。N/m2,应力,主应力,切应力,拉应力,压应力,在应力作用下，物体会发生变形 应变,应变与应力成正比,物体内质点的相对位置发生变化,内应力,2023/2/10,43,14.3 燃气轮机过渡工况的热应力,热应力的产生,物体不均匀受热,各部分膨胀不均,质点间相对位置发生变化,热应力,内部温度分布不均匀,温度均匀后，热应力消失,2023/2/10,44,14.3 燃气
20、轮机过渡工况的热应力,在燃气轮机启停和加减负荷等过渡工况中，机组的燃气温度在不断地变化，热部件的温度则随之不断地变化。对于零件来说，温度的变化有一传热过程。显然，与燃气接触的外表变得快，而离外表远的部位则变得慢。这样，即使原来温度较均匀的零件内部也要产生温度差别，从而产生热应力。在过渡工况结束、燃气温度重新稳定后，随着时间的推移，零件内部的温度差别和由此引起的热应力就随之消除。因此，在过渡工况下，热部件要承受附加的、暂时的热应力，不断循环最终会导致零件断裂。,2023/2/10,45,14.3 燃气轮机过渡工况的热应力,燃气轮机一级动叶进气边在正常启动、加载和停机循环过程中叶片外表的热应力变化
21、过程,2023/2/10,46,14.3 燃气轮机过渡工况的热应力,启动和加载时，叶片的温度随燃气温度不断升高，其外表由于和燃气接触而温升快，中心部分截面积较大则慢，即外表温度比中心高，使叶片产生中心受拉、外表受压的热应力。显然，外表的热应力与叶片的离心拉伸应力相互抵消一部分，而中心部分的热应力与离心拉伸应力一致，加大了其应力。在满负载情况下，叶片达到其最高的金属温度而且在与冷却部分之间所保持的温度梯度中产生了压缩应力。但由于燃气温度稳定不变后，叶片外表与中心部分温度逐渐趋于一致，暂时热应力相对较小。,2023/2/10,47,14.3 燃气轮机过渡工况的热应力,而在减载和停机时，燃气温度不断
22、降低，这时必然是叶片外表温度降低快，使表面温度低于中心部位，产生与上述方向相反的暂时热应力，即外表受拉而中心受压。在启动和加载过程中，以及停机过程中，前者是叶片中心、后者是叶片表面在一段时间内要承受更大的应力，这对叶片的安全工作显然是很不利的。这种因温度变化而产生暂时热应力的现象，即所谓的热冲击。显然，热冲击的程度与机组的运行状况密切相关。启动时间短的机组，由于燃气温升快，热冲击的程度必然比启动得慢的要严重。,2023/2/10,48,14.3 燃气轮机过渡工况的热应力,研究表明，把一个正常的启停过程与一个带基本负载跳闸的过程相比较，甩负载循环明显扩大了应力变化范围，其对寿命的影响相当于8次正
23、常的启动停机循环。,2023/2/10,49,14.3 燃气轮机过渡工况的热应力,紧急启动和快速升负载也会影响以启动次数为准则的检修间隔期。这又与发生上述情况导致增加应力变化范围有关。5min内紧急启动使机组从静态到带满负载对部件寿命的影响相当于20次正常的启动循环。正常启动后快速升负载的维修系数为2：1。,2023/2/10,50,14.3 燃气轮机过渡工况的热应力,对于电站燃气轮机，因其热部件尺寸较大且材料较厚，为避免材料产生过大的热应力，不允许在启动过程突然升温过高，而且地面燃气轮机并不要求在短时间内完成启动。因此，宜将启动时间取得长些。通常，燃气轮机是根据其具体结构，在热冲击许可的范围
24、内来确定启动时间的长短。现今的大、中型机组，启动时间常为数分钟，长的达1015min，而加载时间亦较长，有的机组还规定在启动完毕后要稳定运行数分钟、乃至十分钟左右以暖机，使部件温度加热趋于均匀后再开始加载。在正常停机时，机组先逐渐减少负载至空载，降速运行一段时间使部件温度降低至较均匀后，再熄火停机。,2023/2/10,51,14.3 燃气轮机过渡工况的热应力,燃气轮发电机组加载过程的特点是转速不变，不需克服转子惯性加速，燃料增加时，温度升高，负载增加。从理论上来说，燃气轮机可在瞬间由空载加载至额定工况，但由于暂时热应力的限制，仍需要一定时间来完成加载过程。一般的重型燃气轮机，从空载至额定工况
25、需要大约515min的时间。,2023/2/10,52,14.3 燃气轮机过渡工况的热应力,对转子来说，启动前燃气轮机的热力状况是影响转子维修间隔期和单个转子部件寿命的主要因素。启动过程的转子维修系数是燃气轮机停机时间的一个函数。,2023/2/10,53,14.3 燃气轮机过渡工况的热应力,进一步分析可看出，在启动及停机过程中产生的热冲击现象，使热部件承受了一次交变的应力循环，它的多次作用就会发生热疲劳现象。由于这种交变应力作用一次的时间间隔较长，故称之为低周疲劳，由它决定的寿命称为低周疲劳寿命。对于透平轮盘，启停时还存在离心应力的迅速增大和减小，它与暂时热应力的共同作用，形成了一次大的交变
26、应力循环。当燃气轮机启停达到一定次数后，就会在轮盘的某处发生疲劳裂纹。由于在轮缘处所受到的热冲击最严重，因而常在轮缘根槽底部产生疲劳裂纹。此即轮盘的低周疲劳破坏，这一现象对于启动极为迅速，轮盘设计应力大的机组，是较为突出的问题。,2023/2/10,54,燃气蒸汽联合循环发电设备的启动和停运,燃气轮机的启动燃气轮机的停运燃气轮机过渡工况的热应力余热锅炉一汽轮机的启动余热锅炉一汽轮机的停运母管制余热锅炉的并汽无烟气旁路的联合循环启停特点,2023/2/10,55,余热锅炉汽轮机的启动,余热锅炉汽轮机的启动是指把燃气轮机的排烟引入余热锅炉，产生参数合格的蒸汽，冲转汽轮机升速、并网，并将负载逐渐增加
27、到额定负载的过程。在启动过程中，各部件的金属温度将发生剧烈的变化，即从冷态或温度较低状态加热到对应负荷下运行的高温工作状态，故启动过程实质上是对金属部件的加热过程。,2023/2/10,56,一、余热锅炉一汽轮机的启动方式,为了在启动过程中将余热锅炉一汽轮机各部件的温差、汽缸与转子的胀差等控制在规定范围内，以减小各部件的热应力和热变形，并且在保证安全的条件下尽量缩短启动时间，就需要制订合理的启动方式。,2023/2/10,57,一、余热锅炉一汽轮机的启动方式,（一）按启动过程中主蒸汽的参数是否变化划分1、额定参数启动 在整个启动过程中，从冲转直至机组带额定负载，电动主汽阀前的主蒸汽参数始终保持
28、额定值。这种启动方式的缺点是蒸汽与汽轮机金属部件间的初始温差大、冲转流量小、调节汽阀节流损失大，调节级后温度变化剧烈，零部件受到较大热冲击。为了设备安全，必须加长升速和暖机时间等。额定参数启动一般适用于昼开夜停调峰运行的余热锅炉一汽轮机，尤其是采用母管制供汽的汽轮机。,2023/2/10,58,（一）按启动过程中主蒸汽的参数是否变化划分,2、滑参数启动启动时电动主汽阀前的主蒸汽参数随机组转速或负载的变化而滑升，汽轮机定速或并网后，调节汽阀处于全开状态。这种启动方式经济性好，部件加热均匀，故在单元制供汽的余热锅炉汽轮机中采用。根据汽轮机在冲转时主汽阀前的压力大小又可分为滑参数压力法启动和真空法启
29、动。,2023/2/10,59,2、滑参数启动,（1）真空法启动。余热锅炉启动前从锅炉汽包到汽轮机之间的蒸汽管道上的所有阀门均全部开启，机组热力系统上的空气阀、疏水阀全部关闭。汽轮机抽真空一直抽到汽包。然后余热锅炉升压产生蒸汽后，直接冲动汽轮机转子，此时主汽阀前仍处于真空状态，故称真空法，汽轮机的升速和带负载均由余热锅炉的烟气挡板或燃气轮机调整控制。,2023/2/10,60,2、滑参数启动,（2）压力法启动。余热锅炉启动前汽轮机主汽阀和调节汽阀处于关闭状态，只对汽轮机抽真空，锅炉启动升压后，待主汽阀前蒸汽参数达到一定值时开始冲动转子，冲转过程一般均由汽轮机调节汽阀控制，蒸汽参数不变。并网后随
30、主汽参数提高逐渐增加负载。,2023/2/10,61,2、滑参数启动,从理论上讲，真空法滑参数启动可以最大限度地减少蒸汽对汽轮机受热部件的热冲击，且操作简单。但是在余热锅炉控制不当时，可能使蒸汽带水，进入汽轮机，造成水冲击事故而损坏设备。此外，需要抽真空的系统庞大，不易控制转速等。因此，目前大容量联合循环机组广泛采用压力法滑参数启动。,2023/2/10,62,（二）按启动前汽轮机金属温度水平分,1、按启动前汽轮机金属温度（内缸或转子表面的温度）水平分（1）冷态启动。金属温度低于满负载时金属温度的40或低于150180以下者。（2）温态启动。金属温度介于满负载时金属温度的4080或介于1803
31、50者。（3）热态启动。金属温度高于满负载时温度的80或高于350以上者。（4）极热态启动。有的还把金属温度高于450时称为极热态启动。,2023/2/10,63,（二）按启动前汽轮机金属温度水平分,2。按照启动前余热锅炉汽包的压力分（1）冷态启动。汽包没有压力的启动方式。（2）温态启动。汽包压力小于50额定压力的启动方式。（3）热态启动。汽包压力大于50额定压力的启动方式。,2023/2/10,64,（二）按启动前汽轮机金属温度水平分,根据余热锅炉和汽轮机各自所处的状态，单元机组启动方式的选择原则（1）余热锅炉、汽轮机均处于冷态时，机组按冷态方式启动。（2）余热锅炉、汽轮机均处于热态时，机组
32、按热态方式启动。（3）余热锅炉处于冷态，而汽轮机处于热态时，余热锅炉用冷态方式选择升压率。机组的冲转时间、初负载暖机时间、升负载率按照热态启动方式选择。,2023/2/10,65,（三）按燃气轮机与余热锅炉汽轮机的配置方式划分,按照联合循环发电机组配置方式可分为单轴机组的启动方式和分轴机组的启动方式。单轴机组还可分为：燃气轮机与汽轮机通过刚性联轴器连接的同步启动方式；通过3s联轴器连接的燃气轮机与汽轮机彼此独立的顺序启动方式。顺序启动方式与分轴机组的启动方式相似。,2023/2/10,66,二、余热锅炉汽轮机的冷态滑参数启动,余热锅炉汽轮机的滑参数启动一般都采用机炉联合启动的方式，就是在启动过
33、程中，余热锅炉蒸汽参数逐渐升高，汽轮机就用参数逐渐升高的蒸汽来暖管、暖机、升速、带负载，直至蒸汽参数达到额定值时，汽轮机可带到满负载或预定的负载，加快了联合循环机组的启动速度。滑参数启动不仅适用于单元制的余热锅炉汽轮机系统，而且也可用于切换母管制系统的余热锅炉汽轮机系统。启动时要将启动机炉切换成独立单元。,2023/2/10,67,二、余热锅炉汽轮机的冷态滑参数启动,（一）余热锅炉上水当余热锅炉全部检查完毕，且确认整个机组具备启动条件时才能进行上水。1、上水温度和上水速度的要求余热锅炉冷态上水温度与汽包壁金属温度差应不大于40，在有条件的情况下尽量采用正温差为宜。如果上水温度与汽包壁温度之间差
34、值超过40或更高，会产生较大温差，从而产生较大的附加应力，使汽包、联箱弯曲变形和管座焊日产生裂纹。,2023/2/10,68,（一）余热锅炉上水,产生汽包壁温差的因素还与上水的速度有关。上水的速度越快，产生的温差就越大，因此，要控制上水时间。但上水的时间又与上水温度有关，若上水温度与汽包壁温差很小，上水速度可以适当加快。,2023/2/10,69,（一）余热锅炉上水,2、水质的要求 余热锅炉上水的水质，应是除过氧的除盐水。但在实际工作中，在余热锅炉上水前，锅内系统充满了空气，一般进人汽包的水温只有5060，在这种情况下水与空气接触后，氧便或多或少的溶解于水中，从而引起锅炉金属的氧腐蚀。若余热锅
35、炉启动前炉水水质不合格，应将存水放尽，重新上合格的水。,2023/2/10,70,（一）余热锅炉上水,3、水位的要求 由于余热锅炉在升压、升温的过程中，蒸发器中的炉水受热要膨胀，水将产生汽化，汽包水位就会逐渐上升。因此，一般余热锅炉上水至汽包正常水位线下700mm左右，该水位又称为启动水位。,2023/2/10,71,（二）锅炉启动、升压,余热锅炉启动初期是一个非常不稳定的运行阶段，为确保余热锅炉设备的安全运行，锅炉受热前，应将各联锁、保护全部投入。为彻底清除可能残存在烟道内的可燃气体，防止燃气轮机点火时发生爆燃，余热锅炉启动前应进行彻底通风吹扫工作，通风时间应大于510min。,2023/2
36、/10,72,（二）锅炉启动、升压,强制循环余热锅炉在启动前先建立正常的水动力循环，即锅炉汽包进至启动水位后启动循环泵，使蒸发器水管内建立较高的质量流速，然后再进行锅炉的受热、升温、升压；强制循环余热锅炉利用水的强制循环使各受热部件得到均匀加热，使汽包内壁的温度能保持与汽水混合物的温度大致相同，从而保证在启动时汽包壁温均匀，避免了自然循环锅炉启动时汽包上下壁温差的限制，因此，可以大大提高低负荷时锅炉启动速度；,2023/2/10,73,（二）锅炉启动、升压,而自然循环锅炉则利用余热锅炉吸热后产生的汽水比重差建立循环，由于汽水密度差相对较小，要想建立可靠的水循环比较困难，启动速度受到制约。,20
37、23/2/10,74,（二）锅炉启动、升压,余热锅炉受热以后，由于烟气放热，使各部分逐渐受热，蒸发受热面和其中炉水的温度也逐渐升高。水开始汽化后，汽压也逐渐升高，从余热锅炉受热直到汽压升至工作压力的过程，称为升压过程。由于水和蒸汽在饱和状态下，温度和压力之间存在一定的对应关系，所以，蒸发设备的升压过程也就是温升过程。通常以控制升压速度来维持温升速度的大小。因为温差过大会产生较大的热应力而引起设备发生变形，故升压速度不可能太快。,2023/2/10,75,（二）锅炉启动、升压,在升压初期，烟气充满程度较差，故受热面的加热不均匀程度较大。又由于受热面和炉墙温度较低，故受热面内产汽量少，不能从内部促
38、使受热面均匀受热。因而，蒸发设备的受热面，尤其是汽包，容易产生较大的热应力。所以，升压过程的开始阶段温升速度比较慢。另一方面，压力愈低，升高单位压力时相应饱和温度的上升速度愈大。因此，开始的升压应特别缓慢。,2023/2/10,76,（二）锅炉启动、升压,在升压的后阶段，汽包的上、下壁温差已大为减小，升压速度可以比开始升压初期阶段快些，但由于压力升高产生的应力也较大，后阶段的升压速度也不应超过规定的升压速度。如比利时CMI公司170th强制循环余热锅炉在启动过程中升压速率规定：当汽包压力小于1.5MPa时，升压率小于0.3MPa/min；当汽包压力大于1.5MPa时，升压率小于0.4MPa/m
39、in。而荷兰NEM公司170th强制循环余热锅炉只规定冷态启动升压率小于0.3MPa/min。,2023/2/10,77,（二）锅炉启动、升压,2023/2/10,78,（二）锅炉启动、升压,在锅炉升压过程中，还应注意汽包上下壁温差和各受热面的膨胀情况是否正常，启动前后均应记好各部位的膨胀指示值，并且分析膨胀值是否正常。在升压过程中，除严格按规定的升压、升温曲线进行外，还应注意保护设备的安全。,2023/2/10,79,（二）锅炉启动、升压,1、升压过程中对汽包的保护 在锅炉的启动过程中，汽包的受热是不均匀的，汽包壁的温度是不断变化的。在锅炉进水时，汽包下半部壁温高于上半部壁温。余热锅炉受热后
40、，水温逐渐上升，产生蒸汽。对于自然循环余热锅炉，启动初期产汽量较少，水循环不良，汽包内的水流动很慢，由于蒸汽凝结时的放热系数要比汽包下半部水的放热系数大几倍，故汽包上半部温升较快。这样，上半部壁温由低于下半部很快变为高于下半部壁温，因而，形成汽包壁温上部高下部低的温差，使汽包趋向于拱背状的变形，这样就必然产生热应力，上部金属受轴向压应力，下部金属受轴向拉应力。上下温差愈大，则热应力也愈大。一般规定，汽包上下金属的温差不许超过40。,2023/2/10,80,（二）锅炉启动、升压,在锅炉启动过程中，防止汽包温差过大的主要措施：（1）严格控制升压速度，尤其是低压阶段的升压速度应力求缓慢。这是防止汽
41、包温差过大的重要的和根本的措施。在升压过程中，若发现汽包温差过大时，应减慢升压速度或暂停升压。控制升压速度的主要手段是控制烟气挡板的开度和调节燃气轮机的负载。此外，还可调节主蒸汽旁路的开度。（2）升压初期汽压上升要稳定，尽量不使汽压波动太太。因低压阶段，汽压波动时饱和温度变化率很大，饱和温度变化大必将引起汽包温差大。（3）尽量提高给水温度。给水温度低，则进入汽包的水温也较低，会使汽包上、下壁温差大。,2023/2/10,81,（二）锅炉启动、升压,2、升压过程中对过热器的保护 余热锅炉在冷态启动前，过热器管内没有蒸汽流动，过热器处于干烧的状态，而起压后低温蒸汽又对受热面快速冷却，将造成交变的应
42、力疲劳损伤。因此，一般规定，在余热锅炉蒸发量小于10额定蒸发量时，必须限制燃气轮机排烟温度不超过过热器金属温度允许值。随着汽包压力的升高，过热器内蒸汽流量增大，管壁逐渐得到良好的冷却，这时可逐渐提高烟温。,2023/2/10,82,（二）锅炉启动、升压,3升压过程中对水位的控制和省煤器的保护 余热锅炉在启动过程中，汽包水位会发生很大的变化，在启动过程中应严密监视。在升压过程中，有一些操作对水位会产生影响，如燃气轮机升负载、烟气挡板开大、汽轮机冲转和校验安全阀时，都会引起水位上升。故在进行这些操作时，应提前有所准备，可将水位维持低一些，密切监视水位，当发现水位上升时，不要大量减少给水量，因此时水
43、位上升是虚假水位，应及时补水，以保持水位正常。,2023/2/10,83,（二）锅炉启动、升压,在启动初期，余热锅炉只是间断的给水，在停止给水时，省煤器内局部的水可能汽化，甚至产生汽蚀。间断给水时省煤器的水温也就间断地变化，使管壁金属产生交变的热应力，从而影响金属和焊缝的强度。为了保护省煤器，大多数锅炉都装有再循环管。当停止给水时，开启再循环管上的再循环门，使汽包与省煤器之间形成自然水循环回路，以冷却省煤器。有的余热锅炉从省煤器出口至除氧器装有一根再循环水管，这样，在整个启动期间就可使省煤器得到较好的冷却。,2023/2/10,84,（三）暖管,用新蒸汽逐渐加热汽轮机电动主汽阀前主蒸汽管道的过
44、程，称为暖管。电动主汽阀后至自动主汽阀前一段主蒸汽管道的暖管，通常与启动暖机同时进行。,2023/2/10,85,（三）暖管,暖管过程中，必须严格控制金属管壁的温升速度，并随管壁温度的升高逐渐提高蒸汽压力，以保证管道均匀膨胀。若管壁温升速度过快，管道内蒸汽压力提高过急，会导致蒸汽与管壁温差及放热系数增大，造成管壁热应力增大。暖管所需时间取决于管径尺寸、管道长短及壁厚、管子材料和蒸汽参数的高低等因素。一般中参数联合循环汽轮机的暖管时间为2030min，高参数联合循环汽轮机为4060min。,2023/2/10,86,（三）暖管,暖管通常可分两步进行，即低压暖管和升压暖管。暖管压力一般由主蒸汽管道
45、上的旁路阀和烟气挡板的开度或燃气轮机负载来控制。低压暖管采用低压力、大流量的蒸汽进行，一般维持在0.25-0.3MPa压力，大功率汽轮机维持在0.5-0.6MPa压力。管道内壁的温升速度一般控制在15-20/min。当管壁温度升高到上述压力下的饱和温度时，低压暖管即可结束。升压暖管是通过逐渐提高蒸汽的压力和温度来进行的，直至蒸汽参数达到额定值时，暖管即告结束。升压速度取决于管道强度所允许的温升速度,一般中参数汽轮机为25-30/min，高参数汽轮机则不超过20/min。,2023/2/10,87,（三）暖管,在暖管的初始阶段，主蒸汽管道是冷的，管内还可能有积水，进入主汽管道的蒸汽参数较低、流量
46、大，蒸汽将热量传给管道和阀门而凝结成大量疏水。如果主汽管道上的各疏水门不全部开启或疏水管直径不够大，疏水不能及时排走，积存于管内不仅影响传热效果，而且可能引起管道的水冲击，造成阀门、管道法兰的损坏。如果疏水进入汽缸内，还会发生更严重的水冲击事故。随着金属受热程度的增大，凝结的疏水量渐趋减少，疏水阀也应逐渐关小。当汽轮机冲转后或投入旁路后，锅炉侧主汽管道疏水可全部关闭，汽轮机侧疏水视情适当关小。,2023/2/10,88,（三）暖管,暖管过程中应注意管内汽流声音是否平稳，管道及其支吊架膨胀是否正常。如有异常情况，应停止暖管并分析原因设法消除异常情况后再进行暖管。暖管时应缓慢进行，不许采用倒暖管，
47、防止疏水倒流产生冲击。当汽轮机主汽阀前的汽温汽压达到冲转要求值时，蒸汽管道暖管完毕，汽轮机冲转前的一系列准备工作做好，即可开始进行汽轮机的冲转、升速。,2023/2/10,89,（四）汽轮机冲转、升速,联合循环汽轮机的冲转一般用主蒸汽调节汽阀控制冲转。现代大型联合循环汽轮机的冲转过程通常由自动控制系统完成，启动过程中运行人员也可以进行干预。,2023/2/10,90,（四）汽轮机冲转、升速,1冲转时蒸汽参数的选择为了减缓冲转时产生的热冲击，冲转时宜采用放热系数较小的低压过热蒸汽，以便与汽轮机金属温度合理匹配。同时，在保证允许的金属温度变化率的条件下，低参数蒸汽将有较大的流量，使得机组可以很快达
48、到并网带负载的条件。,2023/2/10,91,（四）汽轮机冲转、升速,汽轮机冲转时要求的蒸汽压力大约为2030的额定值，蒸汽压力太低会使冲转动力不够，压力太高则节流损失大。冲转蒸汽温度要高于对应压力下的饱和温度50，是微过热蒸汽，同时还要求高于汽轮机汽缸、转子的温度。汽轮机冷态启动时冲转蒸汽参数约为Ps1.52.5MPa，Ts250300。,2023/2/10,92,（四）汽轮机冲转、升速,对联合循环余热锅炉来说，汽压通常能较早地达到这个要求，而汽温则因主蒸汽管道的长短而异,一般可用开大旁路的办法适当减缓升压速度，以等待汽温的升高，同时也可以保护过热器和再热器。对于具有高压和中、低压两级旁路
49、的系统，在汽轮机冲转之前，通常是高压旁路（一级旁路）全开，中、低压旁路（二级旁路）开2050。再热汽压升到0.2MPa时，关闭再热器空气门及疏水门。汽轮机冲转后，随着汽轮机用汽量的增加，逐渐关小高压和中、低压旁路。,2023/2/10,93,（四）汽轮机冲转、升速,冲转前真空建立过低时会增加冲转所需蒸汽量，增大摩擦鼓风损失，排汽缸温度升高，热膨胀过大将在转子中心引起振动以及损坏真空表计等。真空过高时，蒸汽焓降增大，冲转时会使汽轮机转速发生较大变化，不易控制；另外，冲转所需的蒸汽量将减少，影响汽缸加热效果，尤其对低压缸更为不利。,2023/2/10,94,（四）汽轮机冲转、升速,2、升速的操作转
50、子一旦转动后，应立即关小或关闭冲转的阀门，保持转速在300500r/min下对机组进行听音等全面检查，确信无异常后，方可重新开启冲转阀门，进行低速暖机。对于燃气轮机与汽轮机是共轴的联合循环发电机组，即当燃气轮机启动增速时，汽轮机也同步地增速了。为了防止汽轮机的通流部分因摩擦鼓风而发热，在燃气轮机点火的同时，必须向汽轮机喷注一定数量的冷却用蒸汽。也有的大型联合循环发电机组用辅助蒸汽冲转汽轮机，带动燃气轮机升速启动。,2023/2/10,95,2、升速的操作,因为汽轮机在冷态启动时蒸汽和各部件的温差很大，为防止各部件受热不均产生过大的热应力和热变形，在冲转后的升速过程中，需要有一定时间的暖机。暖机
