压缸启动与汽机旁路系统研究

压缸启动与汽机旁路系统研究

陈太贵

四川广安发电有限责任公司 四川 广安   638000

摘 要：本文首先简要分析了启动中高压缸的优缺点，指出了启动中压缸的主要问题，最后通过绘制压缸启动与汽机旁路系统启动曲线进行分析和研究。本文作者希望这项研究可以为该领域提供参考。

关键字：中压缸；涡轮旁路系统；开始

引用：根据进气模式的不同，蒸汽轮机的启动模式可以分为两种类型。一个是高压缸的启动，另一个是中压缸的启动。多数家用300-600MW汽轮机使用高压气缸启动，许多公司使用中压气缸启动。因此，启动方法的选择需要根据实际情况确定。最终目标是实现该系统。最大程度地提高效率。

在正常情况下，有三种主要的方式启动蒸汽轮机单元：高压气缸启动，中压气缸启动以及高压和中压气缸组合启动。其中，中压缸由于在相同条件下的启动速度快和设备寿命短而备受关注。

中压缸启动单元的设计目的能否完全实现，很大程度上取决于其旁路结构，旁路的正确运行是蒸汽轮机单元顺利启动的关键。中压气缸启动器的旁路配置比较复杂，并且有很多手动操作，这在一定程度上限制了该方法的普及。

1 两种启动方式对比

1.1 高压缸启动

（1）优势。①对于高压和中压气缸，加热比较均匀。在启动过程中，蒸汽可以同时输送到高压缸中，以驱动转子。因此，高压缸和中压缸具有相对均匀的进气口，并且在副缸处加热均匀。②可根据实际需要取消汽轮机旁路，锅炉容量为5％的锅炉排水旁路可最大程度地满足各种工况的启动要求，但需要指出的是，具有相对较长的启动时间。对于火力发电厂，大多数电厂没有蒸汽涡轮旁路，而是采取关闭锅炉的方法来维持运行。③对于具有基本负荷的机组比较实用，即不需要频繁启动和关闭机组，也不需要频繁调峰或带电运行。因此，运行要求简单。

（2）缺点。首先，启动缓慢。第二，由于汽轮机高压缸差压膨胀的影响和局限性，具有工厂动力的汽轮机的运行时间通常少于30-60分钟。第三，为了能够解决各种操作条件，特别是在FCB操作条件期间高压排气的过热，必须将高压缸的排气温度控制在450℃以下。

1.2中压缸启动

1. 优势。①高压缸的热应力较小。当中压缸处于脉冲旋转阶段时，高压缸的排气温度仅为10°C。因此，高压缸中的热应力相对较小。原因可能是在脉冲旋转阶段高压缸进入的蒸汽较少或没有进入蒸汽;为了最大程度地防止由于高压鼓风引起的高压缸产生的热量，需要对高压缸进行抽真空或通风冷却。在高压汽缸脉冲旋转过程中，例如热启动，汽轮机自激并网时，高压汽缸的排气温度可以从以前的320℃升高到450℃，尽管在在相关标准的允许范围内，它仍然存在相对较大的温度变化。

②快速启动。原因可能是中压缸的缸壁比较薄，加热速度快，并且与上述高压缸的热应力密切相关。

（2）缺点。必须安装高压气缸排气换气阀和蒸汽轮机旁通管；前者用于汽轮机冷态之前，冷凝器真空状态正常建立后，高压缸反转，以达到缩短启动时间，保证汽轮机均匀加热的目的。

2 中压缸启动的若干问题

1. 汽轮机旁路。之所以安装涡轮旁路，主要是因为它是中压缸旋转的基本条件，并且具有相对合适的旁路容量。如果旁路能力相对较小，则在涡轮旋转之后，为了确保蒸汽流以蒸汽涡轮的速度运转，旁路将自动关闭，直到完全关闭为止。受此影响，可能会导致旁路退出，从而导致中亚气缸无法启动。如果旁路容量较大，并且在切换高压和中压气缸的进气门后出现负载上升，则会干扰蒸汽参数并导致汽包水位产生较大波动。

2. 避免高压缸的末级叶片过热。从高压缸的加热完成到高压缸的进气门的切换，高压缸排气止回阀始终处于关闭状态。此时，需要打开高压缸的集气阀，并且需要一起打开排气通风阀。该阀已连接至冷凝器，此阶段的高压缸将被隔离并处于真空状态，以防止时间过长。在预热期间，高压缸仅产生较少的蒸汽，或者没有产生蒸汽流动，并且末级叶片太热。

（3）高压缸在冲洗前要预热。在启动中压缸之后，由于高压缸仅接收少量或甚至没有蒸汽，因此此时不能为高压缸获得足够的热量。高压缸的容积大于中压缸的容积，缸壁相对向后。与中压缸相比，高压缸的加热明显滞后。如果高压汽缸的温度在启动之前没有完全加热，并且温度不超过150°C，则在涡轮机转动后，高压汽缸的加热会影响启动。因此，在使涡轮机冷启动之前，需要打开中间压力调节阀以促使再热器中的蒸汽与高压缸内的蒸汽连通。另外，必须使蒸汽从高压缸的排气口通过。这种逆流进入高压缸，并从轴喷射中抽出，以达到预热缸的目的。　　

3 绘制启动曲线

　　关于单元的启动曲线，它可以分为两部分。在自燃值改变之前，由于蒸汽轮机尚无蒸汽进入，因此该部分的启动速度将确定锅炉的允许增压率。但是与涡轮没有直接连接，因此锅炉制造厂需要注意该部分的启动曲线。自脉冲开始以来，涡轮达到满负载所需的总时间，即涡轮的脉冲级，同步完成后，停留时间为最小负载的5％，以及从5%至100%负荷所需时间相加之和

。上述每个阶段所需的时间是供热企业消除每个阶段中蒸汽温度和转子金属之间的温差。本节中的锅炉启动趋势必须基于蒸汽轮机的启动曲线，因为蒸汽轮机的允许温度升高和压力升高速率低于锅炉的许可压力升高和加热速率。还是在升压速率上，均相比锅炉在冲转之后的许可升压、升温速率偏低。因此，仅需满足蒸汽轮机的启动曲线即可更好地满足锅炉启动的安全性。编制锅炉启动曲线时，有必要收集以下数据：（1）机组停机曲线，如果没有，可由锅炉点火前的温度和蒸汽压力来决定，或结合以往的经验；（2）各种工况下的汽轮机启动曲线；（3）锅炉招标文件的基本要求，包括锅炉蒸汽参数，循环方式和汽轮机旁路能力等。

结语

综上所述，随着社会经济的不断发展和科学技术的逐步完善，中压缸启动和汽轮机旁通系统日趋完善和强大。本文讨论了中压气缸启动和高压气缸启动的优缺点。并指出中压缸启动中的突出问题，最后讨论绘制启动曲线的想法。经过研究发现，通过合理设置每个链接，可以实现系统的高效运行。

（1）中压缸启动单元的旁路控制的关键是使高流量单向阀平稳地打开，并且高流量金属不会过热。汽包水位波动小等，这些可以通过仔细调整旁路控制方法来解决。

（2）工厂两台机组全过程旁路自动控制的成功，在家用压力缸启动装置的运行中积累了经验，这有助于中压缸启动方法的应用和推广。事实表明，中压缸启动方式是一种易于控制，方便快捷的启动方式。

（3）合理的旁路控制可以帮助实现中压气缸启动单元的平稳启动。全过程自动控制减少了人为干预并提高了单元操作的自动化水平。

参考文献：

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