660MW汽轮机热态启动切中压缸启动分析

660MW汽轮机热态启动切中压缸启动分析

陈伟威

（广东粤电大埔发电有限公司广东梅州514265）

摘要：介绍了汽轮机极热态启动过程中自动切中压缸启动的方式、自动切中压缸的原因分析，提出针对性的控制措施，以确保机组极热态启动的安全。

关键词：汽轮机高压缸中压缸转子切中压缸启动

0引言

某电厂2×660MW机组，汽轮机为上海汽轮机厂生产，型号：N660-25/600/600。型式：超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、反动凝汽式、采用八级回热抽汽。

汽轮机极热态启动过程中，由于参数调整不当，高压缸自动切除，只有中压缸进汽，机组带100MW负荷后高压缸才重新恢复进汽。

1设备简介

1.1汽轮机本体采用西门子公司开发的HMN型积木块组合：一个单流圆筒型H30-100高压缸，一个双流M30-100中压缸，两个N30-2X8双流低压缸。

1.2汽缸结构：高压缸采用双层缸，外缸为独特的桶形设计，由垂直中分面分为左右两半缸，内缸为垂直纵向平分面结构；中压缸采用双流程和双层缸结构，内外缸均在水平中分面上分为上、下两半，采用法兰螺栓进行连接；低压缸为双流、双层缸结构。

1.3汽轮机采用全周进汽加补汽阀的配汽方式，高、中压缸均为切向进汽。高、中压阀门均布置在汽缸两侧，阀门与汽缸直接连接，无导汽管。蒸汽通过两只高压主汽门及高压调门进入单流的高压缸，从高压缸下部的两个排汽口进入再热器。蒸汽通过再热器加热后，通过两只中压主汽门及中压调门进入双流的中压缸，由中压外缸顶部的中低压连通管进入两只双流的低压缸。

1.4叶片：本汽轮机共75级叶片。其中高压缸部分由17级反动式压力级组成；中压缸为双向分流式，由2×15级反动式压力级组成；两只低压缸均为双向分流式，由2×2×7级反动式叶片组成。

1.5转子：高、中、低压转子均为整锻无中心孔的转子，具有刚性好，应力小的特点。

2事件经过

2017年1月9日7:21时由于锅炉给水流量低保护动作，机组跳闸。机组跳闸后重新恢复启动，11:50时启动各风机运行，进行E层等离子拉弧，12:33时启动E制粉系统，锅炉点火。16:46时蒸汽参数正常，蒸汽品质合格，汽轮机（极热态启动）开始冲转，冲转前主汽压力13.9MPa，温度578℃，再热汽压3.3MPa，再热汽温525℃，高压末级叶片温度409℃，高旁开度95%，高旁后温度329℃，低旁开度41%，低旁后温度135℃。16:47时汽机转速至360RPM检查无异常后继续升速，在升速至1877RPM时，高压缸末级叶片温度高至495℃，高压主汽门，高压调门自动关闭，高压缸切除，只有中压缸进汽，汽轮机升至3000RPM。

3原因分析

本次极热态启动出现高压主汽门，高压调门自动关闭，高压缸切除的原因是再热蒸汽压力高，大大偏离了规定值，在冲转后由于主、再汽压高，进汽量小，冲转后因再热蒸汽压力过高，叶片鼓风引起叶片温度上升，中压缸进汽量占比大，引起高压缸进汽不足，对叶片冷却汽量不足，引起高压缸叶片温度高保护动作关闭高压主汽门、调门，出现中压缸冲转。虽然在后续几次冲转时降低再热汽压，叶片温度上升有所缓解，但因基础温度提高，未能有效降低高速工况下的叶片温度（图1）。

查2016年6月30日和2016年9月24日两次极热态启动数据。

2016年6月30日极热态启动时，冲转前主汽压力15MPa，主汽温度579℃，再热汽压1.7MPa，再热汽温537℃，高压末级叶片温度400℃，高旁开度91%，高旁后温度349℃，低旁开度64%，低旁后温度129℃。在冲转过程中，高压末级叶片温度由400℃上升至473℃。

2016年9月24日极热态启动时，冲转前主汽压力13.4MPa，主汽温度566℃，再热汽压2.0MPa，再热汽温500℃，高压末级叶片温度387℃，高旁开度90%，高旁后温度335℃，低旁开度59%，低旁后温度134℃。在冲转过程中，高压末级叶片温度由387℃上升至478℃。

4采取措施

4.1由于热态开机时，高压缸末级叶片温度在495℃时自动切除高压缸，在510℃时机组跳闸（函数值）的内部逻辑。冲转前要调整好旁路系统，控制再热蒸汽压力在2.0MPa以下，启动冲转后密切注意高压缸末级叶片温度，以免出现高压末级叶片温度高而切除高压缸。

4.2高压缸切除的情况下发电机并网，负荷要达到100MW时，高压缸顺控恢复的程序会自动执行，高压缸恢复进汽。

5结束语

由于西门子N660-25/600/600机型热态开机时，高压缸末级叶片温度在495℃时自动切除高压缸，在510℃时机组跳闸（函数值）的内部逻辑。所以在热态启动时主汽压力，主汽温度，再热汽压力，再热汽温尽量接近规定的压力和温度，密切注意高压缸末级叶片温度，以免出现高压末级叶片温度高而切除高压缸。

参考文献

[1]660MW汽轮机设备运行说明书.

[2]660MW汽轮机设备维护说明书.

[3]660MW超超临界机组集控运行规程.

作者简介

陈伟威（1966¬—）男，工程师，主要从事火电厂运行管理。