汽轮机启停调试安全分析与预防

汽轮机启停调试安全分析与预防主讲人：程贵兵目录第1章新机组调试过程总体介绍第2章汽轮机首次启停调试2.1、汽轮机启动前分系统投运2.2、汽轮机冲转及空负荷试验2.3、首次冲转调试阶段中关键控制点及注意事项第3章汽轮机带负荷调试3.1、机组带负荷系统投运3.2、带负荷试验3.3、机组带负荷调试过程重点关注事项第4章汽轮机满负荷试运4.1、满负荷试运条件及要求4.2、满负荷试验4.3、满负荷试运重点注意事项4.4、汽轮机典型事故处理第1章新机组调试过程总体介绍调试工作程序收集、熟悉、掌握汽轮机设备、系统的详细资料编制工程“调试大纲”中规定的汽轮机部分的“调试措施（方案）”，明确汽轮机调试项目、调试步骤、试验的方案及工作职责，制定相应的调试工作计划与质量、职业健康安全和环境管理措施向参与调试的单位进行“调试措施”技术交底做好调试前仪器仪表的准备和参加设备系统的验收和检查启动条件进行分系统调试与汽轮机整套启动调试，并完成全过程的调试记录按汽轮机启动调整试运质量检验及评定要求对调试项目的各项质量指标进行检查验收与评定签证，经验收合格后移交试生产汽轮机启动调试工作完成后，调试单位应编写“调试技术报告”参建单位的分工和职责安装单位负责试运工作中单体试运和单机试运以及整个整套启动调试阶段设备与系统的维护、检修和消缺以及调试临时设施的制作安装和系统恢复工作调试单位负责机组启动调试及试运行中的技术方案制定，技术指导和调整试验工作生产单位负责机组启动及试运行中运行操作和事故处理操作建设单位明确参建单位的关系，建立各项工作制度，协助试运指挥部搞好启动调试全面组织协调工作。单体和分部试运调试条件及重点事项单体调试、单机试运单体调试是指各种执行机构、元件、装置的调试，单机试运是指单台辅机的试运试运前，电机轴承润滑油正常、手动盘动灵活首次启动前采取点动，以确定电机转向正确试转时，强调必须在DCS上操作，就地合开关意味单体试运不完善单体电机试运停、送电由运行单位执行，安装单位监护，首次试转电机时，测量电机绝缘应合格分系统试运指按系统对其动力、电气、热控等所有设备进行空负荷和带负荷调整试运热工逻辑、热工定值保护经过生产单位、调试单位的充分讨论系统试运前静态检查工作要仔细，运行系统沟通要到位就地进保护的压力开关由安装单位依据生产单位提供的定值整定且应考虑仪表的高差修正，试运前，供保护和运行显示的仪表能正常投用第2章汽轮机首次启停调试2.1汽轮机启动前分系统投运1.补给水系统投运凝补水系统，凝汽器/凝结水箱/闭式水膨胀水箱进水；凝结水水质合格以前，隔离凝结水至凝补水箱手动门，防止凝汽器水位高联锁开启凝结水至凝补水箱电动门，从而污染凝补水；2.循环水系统投运循环水系统，定时投运凝汽器胶球清洗装置；循环水泵房以及凝汽器坑应设置有设备泄漏引起淹没泵坑的排水装置，排水能自动投入运行。3.闭式冷却水系统投运闭式水系统，调整母管压力、温度，闭式水箱补水投自动；闭式冷却水系统投用后，根据各辅机运行要求，适时投入闭冷水各用户；设计有凝结水至闭式水补水系统，需要在凝结水水质合格后，将闭式水切换至凝结水供应；未设计闭式冷却水系统的机组，则投用工业水系统。启动前需投运系统2.1汽轮机启动前分系统投运4.开式冷却水系统投运开式水系统；开式水入口电动滤水器装置投入自动；对于无开式水泵配置的机组则直接投用一组热交换器。5.辅机冷却水系统辅机冷却水系统投用；机力通风塔冷却风机启动（采用强制冷却工业冷却水系统）。6.凝结水泵及凝结水系统投运凝结水系统；机组首次启动，应对凝结水系统进行冲洗，凝结水水质合格后方可向除氧器进水；机组首次冲转及带负荷初期，凝结水水质会出现反复，对于设计有洗硅泵往除氧器直接补充除盐水系统，凝结水不回收，直接通过5号低加出口外排，没有设计洗硅泵的机组，可采取便往凝汽器补水边通过5号低加出口外排形式来加强洗硅，直至凝结水水质完全合格后方可停止外排。启动前凝结水泵先投用一台，另一台按系统负荷的增加而投用机组初始启动调试阶段当凝结水水质不合格时，应根据凝汽器水位打开凝结水排放阀排放，除氧器进水由化学补给水直接供给，凝结水水质和合格后进除氧器回放（俗称：洗硅过程）在机组负荷小于25%额定负荷前辅助蒸汽系统采用启动锅炉供汽或及它汽源作辅助蒸汽（再热蒸汽冷段）在机组负荷大于25%额定负荷后，当抽汽压力大于辅助蒸汽母管压力时，辅助蒸汽改由相应压力的抽汽提供当机组事故状态时应保证辅助蒸汽至轴封汽的供汽1.主机及汽动给水泵汽轮机控制油系统启动前需投运系统2.1汽轮机启动前分系统投运7.辅助蒸汽系统投运辅助蒸汽系统，调整辅助蒸汽压力和温度；防止大幅度操作引起辅汽联箱压力大幅波动。如突然关闭供汽大用户，会造成辅汽联箱超压，安全门动作，突然开大供汽用户，会造成辅汽联箱压力迅速下降，从而影响其它设备供汽品质，严重时，对设备安全造成影响。8.主机及汽动给水泵汽轮机控制油系统调整油箱的油温，满足设备供货商要求；投用控制油装置，同时投用控制油循环过滤泵，控制油冷却系统投入自动；控制油装置启动后，可根据机组启动需要，开启装置至各用户的隔离阀。启动前需投运系统2.1汽轮机启动前分系统投运启动前需投运系统9.除氧器、给水系统在启动前，除氧器压力、温度由辅助蒸汽母管供汽维持，当负荷增至20%~25%额定负荷后可改用抽汽加热除氧器，除氧器压力、温度随负荷滑升至额定参数启动前锅炉给水由电动给水泵供水，对配置两台汽动给水泵的机组，当负荷增至30%额定负荷时启动第一台汽动给水泵，负荷增至50%~70%额定负荷时启动第二台汽动给水泵。在第二台汽动给水泵启动正常后，逐步将电动给水泵负荷转移给启动给水泵负担，然后停用电动给水泵，并使电动给水泵处于热备用状态（注：电动给水泵长期备用，泵体上下壳体温差可能会超过启动条件允许值造成泵不具备启动，为保证允许启动，要求强制该条件）对于全部配置电动给水泵的机组，则按负荷要求启动电动给水泵。但应备有一台电动给水泵处于热备用状态10.高、低压加热器及抽汽系统高、低压加热器一般随机启动，但在机组首次启动时高压加热器不随机投用发电机并网带负荷后，高压加热器疏水经化学取样合格后才能回放。加热汽投用要缓慢，要充分疏水暖管，投用逐级疏水时要不能急于求成，避免管道汽水冲击引起强烈的振动在疏水水质合格后，才可将高压加热器疏水切至除氧器。往除氧器切换过程要尽量保持缓慢，避免对除氧器造成大幅度的扰动高压加热器旁路保护连锁动作正常11.润滑油、顶轴油系统及盘车装置在汽轮机启动前投用主机润滑油泵及高压密封油泵，直流事故油泵处于备用状态。在汽轮机转速达3000r/min及主油泵出口压力正常后，停用主机润滑油泵和高压密封油泵，然后投自动作备用盘车前投用顶轴油泵，监测顶轴油泵出口压力及顶轴油压分配调整记录值首次启动汽轮机，转子盘车应大于24h启动前需投运系统2.1汽轮机启动前分系统投运12.发电机密封油系统投用发电机密封油系统：检查密封油氢差压、排烟风机负压、真空油箱真空、密封油系统各油箱油位、空、氢侧压差（双流环密封油系统）；监视发电机消泡箱液位、发电机漏液开关状态。13.发电机冷却系统正常运行时，保证氢压，氢温，氢纯度及氢湿度符合设计要求，并氢压必须大于定子水压密封油系统运行正常，符合设计要求，并密封油压力高于氢压符合设计要求；发电机冷却水系统应保证水质，导电度及进水温度符合设计要求，并定子冷却水压力小于氢压。14.汽轮机轴封系统冷态启动时，轴封汽汽源采用辅助蒸汽母管汽源。根据汽缸温度选择供汽汽源，以使供汽温度与转子金属温度相匹配。投用轴封汽源应注意保证轴封汽与转子金属温差小于110℃。汽轮机负荷大于25%额定负荷后，轴封用汽轮机自身蒸汽密封，此时轴封汽系统应处于热备用状态。启动前需投运系统2.1汽轮机启动前分系统投运15.真空系统轴封建立后，投用真空系统。刚开始抽真空时，因系统空气量大，应开启所有真空泵，待凝汽器建立正常真空后，可根据实际情况停运1~2台真空泵；机组启动前，确保凝汽器真空值满足汽轮机设备供货商对于机组启动的要求。16.空冷系统（1）直接空冷投用空冷风机；视环境温度控制防冻碟阀；启动真空泵，调整机组背压、监视空冷风机电流。（2）间接空冷投用循环水系统；调节冷却扇区数量，维持循环水温度。启动前需投运系统2.1汽轮机启动前分系统投运2.2汽轮机冲转及空负荷试验启动方式分类冷态：高压调节级（高调阀后第一级）或中压静叶持环金属温度低于150~180℃温态：高压调节级（高调阀后第一级）或中压静叶持环金属温度在180~350℃热态：高压调节级（高调阀后第一级）或中压静叶持环金属温度350~450℃极热态：高压调节级（高调阀后第一级）或中压静叶持环金属温度450℃以上按冲转时进汽方式分类高压缸启动高中压缸联合启动中压缸启动按启动前金属温度分类2.2汽轮机冲转及空负荷试验启动方式分类冷态启动：停机一周或一周以上温态启动：停机48h以内热态启动：停机8h以内极热态：停机2h以内按停机时间长短分类（额定负荷停机）各类分类比较说明从上述分类看，按启动前汽轮机金属温度分类和按按停机时间长短分类有相互抵触地方，特别是随着机组保温材料和工艺提升，汽缸保温好，通过自然冷却，高压调节级温度降到180℃以上时需要约3周时间。因此启动分类不是绝对的，在选取冲转参数时就不能生搬硬套，应根据高压调节级或中压静叶持环金属温度来确定冲转时主再热蒸汽压力和温度。2.2汽轮机冲转及空负荷试验冲转前需检查项目汽轮机遥控脱扣和就地脱扣各一次，确认高压主汽阀、中压主汽阀、高压调节汽阀、中压调节汽阀、排汽逆止阀等连锁关闭，动作正常。低压缸喷水系统试验确认正常汽轮机超速限制保护（OPC）动作正常润滑油压力、温度及控制油（调节油）油压符合启动要求，油压连锁保护动作正常机组在盘车状态下转子偏心值不得偏离原始数值0.02mm，并注意高点相位有无变化凝汽器真空大于70kPa汽轮机高、中压内、外缸上下温差值不超过制造厂规定的限值主蒸汽、再热汽进汽轮机的温度必须具有56℃以上的过热度热控仪表、声光报警、设备状态的参数显示正常。采用旁路控制时，必须调整好高、低压旁路控制装置2.2汽轮机冲转及空负荷试验冲转参数的选择主蒸汽温度具有50℃以上过热度，对于热态启动，一般要求高于高压第一级或中压第一级静叶持环温度50℃，极热态启动，允许存在小量负温差主蒸汽压力的选择主要取决于主蒸汽温度。它既要与蒸汽温度的要求相对应，又要满足迅速通过临界转速并达到额定转速的能量要求再热蒸汽过热度应不小于50℃，若高，中压为合缸布置时，再热蒸汽与主蒸汽温度相差不大于30℃对单元机组一般采用压力法滑参数启动2.2汽轮机冲转及空负荷试验汽轮机首次冷态启动步骤汽轮机冲转，盘车装置正常脱开汽轮机冲转至600r/min手动按脱扣进行摩擦检查，确认通流部分、轴封内部及发电机内部无摩擦，各轴承回油正常后，方可升速，升速数值按启动曲线要求选择，一般升速速度值为每分钟100r/min。并确认在启动过程中顶轴油系统停运汽轮机暖机转速按制造厂提供的汽轮机转速保持曲线及实际轴承振动情况进行控制，暖机时间应满足制造厂规定的要求，若发现异常，应立即停机检查。汽轮机再次升速通过转子轴系临界转速时，升速速值宜选择为每分钟不小于200/min，转速上升应迅速平稳，不能滞留，轴振动应小于250µm机组升速至2000r/min左右进行暖机，暖机转速或暖机时间应符合制造厂的规定要求在升速至2900r/min左右，检查确认蒸汽室内壁金属温度达到要求，允许进行阀切换，切换时间应大于3min。当汽轮机升速到3000r/min额定转速后应进行手动脱扣试验，确认超速跳闸机构功能正常达额定转速后必须对各项技术指标进行常规性检查并记录启动过程中主机技术标准的控制2.2汽轮机冲转及空负荷试验高、中压内、外缸上、下温差不超过制造常规定的限值