M701F型燃气蒸汽联合循环机组的启动

M701F型燃气蒸汽联合循环机组的启动燃气-蒸汽联合循环机组具有启动速度快、热效率高、环境污染小等突出优点，近几年在我国得到了快速的发展。在珠三角地区运行的燃气蒸汽联合循环机组多数用于调峰运行，极少数带基本负荷运行。其中调峰机组一般采用两班制运行方式，启停频繁，因此要求运行人员熟练掌握机组启停操作的相关内容，能正确处理机组启停过程中的各种异常，保证机组运行的可靠性。1、机组基本性能：1）正常负荷可调范围：50％～90％，240-390MW；2）三菱燃机透平进口初温约1400℃，燃机排气温度约为600℃。燃气轮机功率为260MW，汽轮机功率为130MW；3）燃机的效率约为36%，蒸汽轮机的效率约为33%，整套机组的效率=57%4）联合循环最小稳定负荷：30％，约120MW；5）升负荷率：MAX4.5％（50％～90％）约18.3MW/min；6）并网后及解列前初始负荷：5％，约20MW；7）并网后ALRON投入，升负荷至200WM，完成机组启动。AGC负荷控制范围为240MW到满负荷。2、机组启动状态：机组的正常启动根据汽轮机高压缸入口金属温度可分为热态、温态和冷态三种状态：三种启动状态的界定：1)冷态：汽轮机高压缸入口金属温度≤230℃2)温态：230℃（+10）＜汽轮机高压缸入口金属温度＜400（-5）℃3)热态：汽轮机高压缸入口金属温度≥400℃三种状态的负荷升速率：启动时间：发启动令到3000RPM，约30min；启动过程结束（200MW）到满负荷约30min；冷态启动：从发启动令到200MW启动过程结束，约需3h；温态启动：从发启动令到200MW启动过程结束，约需2h；热态启动：从发启动令到200MW启动过程结束，约需1h；三态暖机负荷：冷态52MW，温态78MW，热态120MW；3、机组运行方式1）转速控制模式，机组会根据电网频率的变换自动调整机组负荷，也就是说机组具备一次调频的功能；2）负荷控制方式，控制系统实现负荷指令值的闭环无差调节。3）正常运行中两种运行方式二选一，备用控制模式自动跟踪负荷指令。目前机组实现自动切换，机组负荷200MW时，自动由负荷控制模式自动切换至转速控制模式4、负荷调节ALRALR(automaticloadregulator)即负荷自动调节器，接收负荷指令值，并自动调整转速控制器参考值或负荷控制器参考值。ALRON模式下，操作员可以通过ALR设定面板的增减按钮调整负荷指令值，在投入AGC控制后则接收中调负荷指令值。ALROFF模式下，操作员需要通过转速控制器面板或负荷控制器面板调整负荷指令值，同时调整相应的转速控制器参考值或负荷控制器参考值。启动画面5、汽机进汽条件高压缸进汽条件1)HP主蒸汽过热度+56度2)MIS-MATCHTEMP在（-56～110度）之间；3)冷态时HP主蒸汽温度430度中压缸进汽条件1)IP主蒸汽过热度+56度2)MIS-MATCHTEMP在（-56～110度）之间；其中MIS-MATCHTEMP＝主蒸汽温度－透平进口金属温度6、辅助蒸汽供汽系统的要求机组正常带负荷时，本机组自带本机组辅汽或者母管制；当三台机均停机时，辅助蒸汽由启动锅炉或者供热炉供应。ST汽封辅助蒸汽1）蒸汽温度300°C2）蒸汽压力:1MPaG（实际轴封蒸汽压力0.25-0.3MPa）3）蒸汽量:5.0t/h(最大)ST冷却用辅助蒸汽1）蒸汽温度160°C2）蒸汽压力:0.2MPaG3）蒸汽量:20t/h(最大)1、SFCSFC（Staticfrequencycontroller）（静态变频器）：向发电机提供电力，使其变为电动机运行；SFC系统加速燃气轮机（GT）、蒸汽轮机ST和发电机的转子直到达到燃气轮机（GT）的吹扫速度，而且在燃机点火后帮助加速燃气轮机（GT）达到2000rpm左右的自持转速后脱扣。SFC连续可调频率0.05-33.33HZ即3-2000rpm。2、IGV（inletguidevalve）压气机进口导叶：调节压气机进口风量，调节T3温度；升速和降速过程中防止压气机喘振。IGV的动作过程：发启动令后，开至39%开度，机组转速2745rpm时关闭。并网后，在燃机负荷高于123MW时，逐渐开大。满负荷时开至最大，部分负荷时，根据燃机负荷调节实际开度。3、燃烧室旁通阀旁通阀作用：调节空燃比以保证稳定低NOx燃烧。在点火阶段，燃烧器旁路阀全开增大燃空比使点火更可靠。随后旁路阀开度根据燃机转速升速率燃料量等自动调节。旁通阀动作过程：燃机点火后，由100%逐渐关小至40%左右，SFC脱扣后，逐渐开至100%。机组并网后，随着负荷的增大，旁通阀逐渐关小，负荷高于380MW后关闭。4、高中低压防喘放气阀防喘放气阀作用：防止压气机发生喘振。动作过程：发启动令后，中、低压防喘放气阀打开；当机组转速升至2815rpm后，低压防喘放气阀关闭，5S后中压防喘放气阀关闭。燃机熄火后，高中低压防喘放气阀全部打开，20分钟后关闭。5、烟囱挡板在余热锅炉停炉期间，通过关闭主烟囱挡板门，阻断烟囱拔风，减少余热锅炉的散热，延长锅炉的寿命，缩短余热锅炉重新启动所需时间，对大中型燃机余热锅炉两班制运行提高效益效果明显。在机组启动前100％打开，此信号作为燃机启动的必要条件，否则将会损坏锅炉护板。当机组停运时，转子的转速低于300RPM延时半小时自动关闭。6、高压缸通风阀通风阀作用：防止高压转子在机组启动过程中（汽轮机进汽之前）超温。动作过程：汽轮机中压缸进汽压力小0.57Mpa时打开；汽轮机中压缸进汽压力大于0.4Mpa时关闭。7、高压缸排汽逆止阀逆止阀作用：逆止功能，防止机组停运后冷再管道的冷蒸汽进入高压缸，造成高压缸上下壁金属温差大。动作过程：汽轮机中压缸进汽压力高于0.4Mpa时打开；汽轮机中压缸进汽压力低于0.25Mpa时关闭。8、汽轮机旁路阀汽机旁路阀作用：1）加快启动速度，回收工质。2）事故状态下开启保证机组的安全。旁路阀的控制：实际压力跟踪模式：旁路阀设定压力一直跟踪实际主蒸汽压力。最小压力模式：起初维持HP5.3Mpa，IP1.37MpaLP0.29Mpa，之后随着燃机负荷的增加，最小压力设定值会随之增加。后备压力模式：旁路阀设定压力略大于实际主蒸汽压力。9、燃机主燃料的CSO控制GVCSO：转速控制模式决定的燃料量；LDCSO：负荷控制模式下决定的燃料量；BPCSO：防止叶片通道温度超温决定的最大燃料量；EXCSO：防止排气温度超温决定的最大燃料量；FLCSO：燃机在升速过程中的燃料量；CSO的最小选择：从以上的燃料量中选择一个最小的来决定实际的主燃料CSO。10、燃气轮机排气温度T4燃气轮机排气温度T4直接反映了燃气轮机的运行状况，燃气轮机燃烧室（燃气进入透平前）温度T3与排气温度及压气机出口压力成一定函数，T4可间接反映T3的大小，因此通过控制T4来间接控制燃气轮机的燃烧室温度T3，以避免T3太高而烧坏高温部件。燃气轮机满负荷运行时，排气温度T4随季节变化不同。环境温度高，排气温度T4高，相应余热锅炉主蒸汽温度升高，应监视喷水减温动作正常，没有报警或跳机连锁。11、叶片通道温度BPT叶片通道温度反映燃气轮机燃烧器工作状况，当燃料喷嘴无堵塞、热通道部件无损坏时，叶片通道温度应均匀分布，如果出现叶片通道温度BPT偏离平均值，应视偏差值大小及时采取措施。BPT有相应报警RB跳机值。12、燃烧初温T3T3温度是燃气进入透平时的温度，T3温度越高燃气轮机热效率越高，但是T3温度的提高受到热通道金属材料的限制，因此，燃气轮机工作过程中严格控制T3温度，防止热通道过热而受到损害。T3温度很高，不可以直接测量，可以通过控制排气温度T4从而间接控制T3。13、转子冷却空气温度转子冷却空气由压气机出口抽出，经TCA冷却后导入透平转子，将转子叶片与高温烟气隔离并冷却叶片，如果转子冷却空气温度高，会影响到转子叶片的冷却效果，影响转子叶片寿命。转子冷却空气温度与多种因素有关，随着负荷的增加，转子冷却空气温度升高，环境温度的变化，也对转子冷却空气温度有影响。14、燃气轮机轮间温度燃气轮机轮间温度反映出其冷却空气冷却器性能及冷却通道状况，也是机组运行中需要监视的重要参数之一。当2、3、4级轮间温度（左&右）＞460℃，或4级轮盘下游温度＞410℃时，就要对燃气轮机冷却通道进行检查，查明原因，消除故障，以保护燃气轮机热通道免遭严重损伤。15、天然气温度天然气进入燃气轮机前，利用转子冷却空气排出的热量加热到一定温度，天然气在燃烧过程中对天然气温度有一定要求，当出现天然气温度高报警时应到TCA冷却器现场检查风扇传动皮带、燃气温控阀等设备的工作状况。16、汽包水位余热锅炉的高压、中压、低压汽包水位在正常运行时都可以投自动。在启机过程中由于炉水受热膨胀、疏水阀开启、汽轮机旁路阀开启、汽轮机调门开启等因素影响，高中压汽包水位波动大。汽包水位虚假水位产生的阶段和处理措施。启机过程中汽轮机高中压旁路可在紧急情况下作为调节汽包水位的有效办法。17、惰走时间惰走时间以机组停机过程中燃气轮机熄火开始降速时刻开始，至转子转速为0时为止。惰走时间是反映机组动静间隙变化、轴承是否异常、主汽阀和调阀是否严密、机组偏心等参数的重要参考，因此停机后应记录好机组惰走时间，及时查找惰走时间变化的原因，并排除缺陷。（一）启动总则禁止启动情况：系统设备保护异常，缺陷未处理好等。（可参考规程）（二）机组启动条件为了保证机组启动的安全，在控制逻辑中设定了以下条件作为启动闭锁，即机组启动必须满足以下条件：1、燃气轮机1）压气机进气滤网压差正常；2）四个防爆门全部正常关闭；3）IGV在关闭状态；4）燃烧室旁路阀在开启状态；5）火焰探测器未探测到有火焰存在；6）点火器正常可用；7）燃兼压缸金属温度差小于65℃，透平缸金属温度差小于90℃；8）燃气轮机排气道无可燃气体浓度高报警；9）燃气轮机熄火超过1.5小时；10）三台转子冷却空气冷却器风扇正常；11）天然气压力大于3.1MPa；12）天然气供应系统阀门正常；13）燃料控制阀控制回路正常。2、汽轮机1）高中低压调门投“自动”，且高中低压主汽门和高中低压调门都在关闭状态；2）高中低压旁路阀投“自动”；3）高中低压主蒸汽管道相关疏水阀正常；4）低压缸冷却蒸汽系统相关阀门正常；5）高中压旁路温度控制系统相关阀门正常；6）高中低压进汽管疏水阀，高中压缸缸体疏水阀，高压缸排汽通风阀在开启状态；7）高压主汽门疏水阀在关闭状态；8）凝汽器水幕喷水阀和低压缸冷却喷水阀投“自动”；9）凝汽器真空大于-87kPa。3、余热锅炉1）高中低压汽包上水完毕；2）有任一台给水泵和给水再循环泵启动完成；3）高中压给水电动隔离阀，低压给水电动阀在开启状态；4）余热锅炉烟气挡板在开启状态。4、发电机1）无油氢压差低报警（0.035MPa）；2）无氢气压力低报警（0.36MPa）；3）无氢气纯度低报警（90%）。5、机组辅助系统1）两台交流润滑油泵和直流润滑油泵正常，并且至少有一台交流润滑油泵在运行；2）两台交流顶轴油泵和直流顶轴油泵正常，并且至少有一台交流顶轴油泵在运行；3）两台润滑油箱排烟风机正常，并且至少有一台风机在运行；4）两台控制油泵正常，并且至少有一台控制油泵在运行；5）两台交流密封油泵和直流密封油泵正常，并且至少有一台交流密封油泵在运行；6）三台燃机间罩壳风机至少有两台正常，至少有两台在运行且运行风机的进出口压差正常；7）润滑油供油温度控制阀投“自动”；8）润滑油供油压力正常；9）控制油压力正常；10）盘车电机正常；11）机组仪用压缩空气压力正常；12）机组辅汽母管压力正常。（三）启动前准备（热态）1、投运循环水系统；2、闭冷水的投运；3、投运凝结水系统；4、投运机组辅助蒸汽系统；5、投运轴封蒸汽系统；6、投运真空系统，凝汽器抽真空；7、启动给水泵和再循环泵，余热锅炉高中低压系统上水,化学加药系统的投运；8、余热锅炉挡板开启等锅炉的准备；9、选择机组启动SFC。（四）启动、吹扫点选正常启动按钮，机组开始启动，由SFC