高压缸DDT裕度小导致汽轮机顺停分析

高压缸DDT裕度小导致汽轮机顺停分析

赵海翔

浙江浙能电力股份有限公司萧山发电厂浙江杭州311251

摘要：汽轮机在非稳定运行时，会出现温度裕度超限而导致汽轮机保护顺停。本文对高压缸裕度超限进行分析。

关键词：汽轮机温度裕度（DDT）

一.概述

DDT是指特定条件下部件材料的允许温度与实际温差的差值，DDT值越大表示部件内外壁温差越小，应力越小。当裕度值超限时，会缩短汽轮机的使用寿命，影响机组安全运行。

二．高压缸DDT裕度小导致汽轮机顺停分析

1．事件经过

2018年8月24日中班解列，8月27日夜班机组温态启动，6：13发电机并网，7：13高压缸温度307℃，中压大轴温度185℃，高压主汽温度436℃，再热蒸汽温度400℃，汽轮机开始升速暖机，7：40汽轮机SSS离合器啮合，高压主汽温度463℃，高压缸100%处温度381℃，中压大轴温度247℃，DDT最小裕度（高压缸）为16K，汽轮机保护顺停。

8：24检查汽轮机各参数无异常，再次启动汽轮机，8：33SSS离合器啮合，高压主汽温度475℃，高压缸温度（100%处391℃，50%处335℃），再热蒸汽温度400℃，中压大轴温度262℃，DDT最小裕度（高压缸）为18K。8：37ASD报“TURBCTRLADMISSIONSETP<MINS/UPSTP”、“HPCVPOSCTRLFASTCLS”，触发汽轮机高、中、低压主汽调门关闭，汽轮机顺停。

9：22检查汽轮机各参数无异常，再次启动汽轮机，9：35SSS离合器啮合，高压主汽温度484℃，高压缸温度（100%处405℃，50%处347℃），再热蒸汽温度410℃，中压大轴温度278℃，DDT最小裕度（高压缸）为14K。9：38ASD报“TSCHP-CASINGFUNCTIONSDDTUMIN<15K”、“TURBCTRLADMISSIONSETP<MINS/UPSTP”，触发汽轮机高、中、低压主汽调门关闭，汽轮机顺停。

2．原因分析

在汽轮机控制器OM界面，可以看出SSS离合器啮合后，高压主汽调门的开度由ADM设定值控制，当高压主汽压力低于单元压力设定值0.3MPa，将激活高压主汽压力控制器；高压缸排汽温度控制器和高压缸压比控制器，限制高压缸叶片的热应力和监视高压缸进汽系统。其中ADM设定值受到汽轮机TSE裕度限制。

SSS离合器啮合后，高压缸、高压大轴和中压大轴的裕度最小值用于汽轮机TSE应力的限制。汽轮机冲转过程中，高压主汽压力设定值受单元压力设定值控制，冲转过程及SSS离合器啮合后5min内压力设定值为7.55MPa，在升速及SSS离合器啮合时，高压主汽压力实际值为7.6～7.8MPa，均高于高压主汽压力设定值，可以排除高压主汽压力控制器激活限制主汽调门开度的可能。

在汽轮机第二次顺停时的SOE记录中可以看出在汽轮机高压主汽调门快速关闭指令前，首先发出“TURBCTRLADMISSIONSETP<MINS/UPSTP”，且3次汽轮机顺停均由同样的报警触发。从报警中可以看出由于ADM设定值小于最小的启动设定值，导致主汽调门快速关闭，从而导致汽轮机启动失败。

进一步分析限制ADM设定值增加原因，汽轮机TSE裕度会限制ADM设定值增加。从汽轮机启动过程中看，随着汽轮机转速从暖机转速升至额定转速，汽轮机进汽量的增加，高压内缸内外壁温差增大，导致高压缸DDT裕度快速下降，前3次汽轮机冲转过程中高压缸DDT值分别下降至16K、18K、14K，查找汽轮机控制逻辑，当计算的DDT值小于30K时，会限制ADM值的增加。第4次汽轮机冲转时，运行人员将高压主汽温度从496℃降至463℃，以防止高压内缸内外壁过大的温差，控制高压缸裕度在30K以上。

综上所述，由于汽轮机温态启动过程中，高压主汽温度控制过高，导致高压内缸内外壁温差过大，高压缸DDT值过小，是本次汽轮机多次启动失败的主要原因。

三、注意事项及防范措施

对高压主汽温度控制逻辑进行了优化，在控制逻辑优化前，汽轮机冲转前，应撤出高压主汽温度控制自动，将高压主汽温度控制高于高压缸100%处温度80～100℃。注意随着汽轮机暖机及升速过程中高压缸温度的升高，应及时调整高压主汽温度，避免高压主汽温度过低或过高，甚至负温差启动。

汽轮机温态启动过程中，应加强对TSE画面及汽轮机控制器画面的监视，注意汽轮机各部件DDT值的变化。

汽轮机温态启动过程中，应注意高压主汽压力的变化，必要时可能通过疏水阀或暖管电动阀干预，避免高压主汽压力低于设定值。

汽轮机温态启动，应根据中压轴的温度，确定是否需要破坏真空暖机。

结束语：温度裕度是汽轮机在非稳定运行时的重要参考变量，运行人员要重点监视，随着汽轮机暖机及升速过程中高压缸温度的升高，应及时调整高压主汽温度，避免高压主汽温度过低或过高，甚至负温差启动。如发现温度裕度变小，应及时采取相应有效措施，防止部件内外壁温差增大，应力增大。提高汽机运行安全性，延长汽机使用寿命。