1、汽轮机整套启动调试规划方案docx汽轮机整套启动调试方案华能德州电厂 #5 机组汽轮机整套启动调试方案(A 版/0 )编制:审核:批准:山东电力研究院2002 年 4 月 21 日1调试目的1.1 校核汽轮机组在规定工况下的热力参数是否符合制造厂设计要求;1.2 实际检验汽轮机的启动、自动控制以及辅属设备、系统子控制的性能,其中包括逻辑、联锁、定值参数等的合理性,必要时进行现场修改以满足汽轮机的安全经济运行;1.3 全面监测汽轮发电机轴系振动和必要的现场平衡,使之达到要求;1.4 及早暴露设备及系统在设计、制造、安装、生产等方面的问题,尽快得到处理。提高机组投产后安全、经济、满发、稳定的水平;
2、1. 5 为机组最终评定提供依据。2编制依据2.1 火电工程启动调试工作规定 ( 电力工业部建设协调司 1996.5) ;2.2 火力发电厂基本建设工程启动及竣工验收规程 ( 电力工业部 1996.3.) ;2.3 火电施工质量检验及评定标准 ( 电力工业部 ) ;2.4 火电工程调整试运质量检验及评定标准(电力部 1997) ;2.5 火力发电厂基本建设工程启动及竣工验收规程实施办法( 1996 年版 ) 山东省电力工业局;2.6 设计院、制造厂有关资料2.7 三期热机系统图华能德州电厂 2001.62.8 三期集控运行规程(试行)华能德州电厂 2001.62.9 汽轮机 / 发电机运行和维
3、护手册华能德州电厂 2001.52.10 汽轮机热态 / 冷态 带旁路 / 不带旁路启动曲线通用电气公司3设备及系统简介3.1 汽轮机规范及主要技术参数:额定出力 660 MWTMCR 701.8 MWVWO 728.6 MW主蒸汽压力 16.68 MPa主蒸汽温度 538 中压主汽门前压力 3.517 MPa再热蒸汽温度 538 运行转速 3000 r/min旋转方向 逆时针 ( 从机头向发电机方向看 )循环水温度 20 最高循环水温度 36 VWO 工况排汽压力 11.04/12.56 kPa额定排汽压力 4.4/5.38 kPa额定给水温度 279.5 最高给水温度 283.2 低压缸末
4、级叶片长度 1067 mm额定主汽流量 2102 t/h VWO 2209额定再热汽流量 1766.7 t/h VWO1859.8额定热耗 7748 kJ/kWh可允许系统频率水平 48.5 50.5 Hz低系统频率下允许运行时间 45 46 min汽缸数量 4 个3.2 各级加热器投停对机组负荷的影响3.2.1 任意切除一台 , 机组可带 95%最大保证负荷 ;3.2.2 任意切除两台或两台以上不相连的加热器 , 机组可带 95%最大保证负荷 ;3.2.3 当 #1、 #2、 #3 高加同时切除时 , 机组可带 95%最大保证出力 ;3.2.4 当 #1、 2 高加投运情况下:a ) 切除任
5、意两台相连的加热器,机组可带 85%负荷;b) 切除任意三台相连的加热器,机组带 75%负荷;c)依次类推直至 45%负荷;3.2.5 当 #1、 #2、 #3 高加切除的情况下,按顺序从高到低,每多切除一台加热器,相应减少 5%的铭牌出力;3.2.6 对上述五条,当有冷段和四抽至辅汽的抽汽投运而加热器切除时,在上述出力的基础上再减少 5%;3.2.7 四抽至小机的蒸汽被节流后,机组出力不应超过铭牌出力,如果由于加热器停用,机组出力已被降低,则应继续减少 5%的铭牌额定值;3.3 振动:汽轮发电机组在转速 0.076mm报警 ,0.10mm 跳闸;转速 666r/min 时, 振动0.152m
6、m报警 ,0.229mm 跳闸。3.4 系统简介:本汽轮机为美国 GE 公司生产的四缸四排汽亚临界机组,功率 660MW,带启动旁路。回热加热系统有 4 低加 +1 除氧 +3 高加。机组配有两台 50%容量的启动给水泵及一台启动电动给水泵。润滑油系统采用两台交流润滑油泵和一台直流事故油泵,无主轴拖动的主油泵,两台润滑油泵互为备用,向系统运行层提供高于 0.117MPa 的润滑油,当两台润滑油泵故障或润滑油压力降低过大,直流油泵启动保证停机安全。润滑油还可以作为备用密封油源。以润滑油作为油源,机组配备两台互为备用的顶轴油泵,提供压力油,以供低速盘车装置使用。26MPa 左右的顶轴机组配有 EH
7、 油系统,向调节及保安系统提供 11.2MPa 以上的压力油。 2 只高压主汽门、 4 只高压调节门、 2 只中压联合汽门、旁路通风阀( BVV )均以高压抗燃油作为启闭的动力。 EH 油站( HPU )有自身的净化、再生及加热、冷却系统。HPU 还有电气跳闸装置: ETD1、 ETD2、ETSV 以及他们的闭锁阀 LOV1、 LOV2、 ELV ,在紧急情况下是机组遮断和在线情况下做试验。 HPU 还配有空气继动泄载阀,在紧急情况下,当安全油失去时,切断并排空到各抽汽逆止门的动力起源,使各抽汽逆止门关闭,保证机组安全。汽轮机可以采用高压缸启动(顺流启动,冷、热态不带旁路)和中压缸启动(逆流启
8、动,冷、热态带旁路)两种启动方式。汽机可逆流 RF 启动,在这种方式下,设计控制系统通过运行逆流阀( RFV )及通风阀( VV )让蒸汽进入高压汽轮机排汽,来影响高压汽轮机中的温度,包括第一级温度,在汽轮机启动前,主要问题是调节再热蒸汽温度至与再热室内表金属温度相匹配。当符合程序规定的温差条件后,机组方可启动,当到达一定的负荷以后才切换到顺流状态。顺流 FF 启动时,先进行高压缸预热,关闭所有汽轮机、再热管、抽汽管及蒸汽发生器疏水及排汽口, MSV 、 RSV 、 IV 全关而 CV 全开,然后开启 SVBV (截止阀旁路门),使转子温度上升, HP 压力达到大气压力后,开启疏水增加热流并使
9、 HP 压力达到 0.345 0.483MPa 。加热满足要求后,可以启动升速。以第一级金属表面温度为标准,机组启动前的状态可分为:冷态、温态和热态。态启动时,汽机最好顺流(不带旁路)启动。这有助于减少由于不匹配造成的转子应力。温态和热态启动则采用中压缸启动 方式为宜。冷机组控制方式有全自动 (ATS) 和半自动(操作员自动)方式。在自动方式下,汽轮机在MARK-V的三个控制器的冗余控制下,自动判断机组状态,自动进行应力计算,确定暖机时间及升速率,自动定速,带初负荷( 3%额定负荷)。半自动方式时,操作员可以根据机组状况及 CRT 上的提示,选择暖机时间,切换,升速率等。汽轮机进汽调节方式可分
10、为部分弧进汽(PA )和全周进汽( FA ),全周进汽有利于汽轮机加热均匀,迅速提高缸体温度,而部分弧进汽能在高负荷下提高机组运行效率(80%负荷以上 PA 无优势),两种方式可以互相切换。4 调试范围4.1 对汽机主机及各循环系统、热力系统及设备在整组启动、运行中的技术指导;4.2 汽轮发电机轴系振动;4.3 调节保安系统调试试验;4.4 自动和半自动启动试验;4.5 冷态、温态、热态启动试验;4.6 顺流和逆流方式启动试验;4.7 部分弧( PA )和全周( FA )进汽方式的切换试验;4.8 汽轮发电机组甩负荷试验;5调试应具备的基本条件5.1 汽水管道的吹扫和清洗干净;5.2 冷却水系
11、统通水试验和冲洗干净;5.3 化学水系统的冲洗、药剂和调试,凝水精处理装置能提供足够的合格除盐水;5.4 润滑油、抗燃油系统的循环,油质合格,油系统调试完毕;5.5 真空系统严密无泄漏;5.6 通讯系统、设备可靠;5.7 完成各辅助设备及系统的分部试运,包括子组控制系统调试具备自动控制要求;5.8 邻机能提供可靠的辅助汽源;5.9 控制盘及 CRT 上键盘、鼠标正常完好,动作正常;5.10 各调节装置调试完毕,设定值正确并能投入自动。各气动阀、电动阀、调节阀调试完毕且正常;5.11 仪用压缩空气系统调试完毕,具备投入条件;5.12 各报警装置试验正常;5.13 消防设备及系统正常可用;5.14
12、 汽机自启动装置调试完毕,包括高中压主汽门、调门、排汽逆止门、旁路通风阀 BVV 、各抽汽逆止门的动作无卡涩,动作到位,逻辑正常,关闭时间符合要求;5.15 高、低压旁路油站及阀门调试完毕,符合设计要求;5.16 发电机密封油及氢系统调试完毕,气密试验合格;5.17 机组大联锁、汽机主保护及系统设定值完成最终确认;5.18 本体及管道保温良好,符合火电工程质量标准。6调试方法及步骤6.1 总则新机组首次联合启动乃汽轮发电机组非正常方式的启动。涉及调整、试验、逻辑、定值的修改,设备消缺,甚至与设计、制造、安装有关的问题。一般性的问题在调试过程均能得以解决。德三机组全套进口设备,自动化水平较高,对
13、设备要求限制条件很多,主机与辅机自动控制的协调配合需通过试运行的实践考验。为此,整套联合启动调试分三个阶段进行6.1.1 第一阶段:空负荷和低负荷调试汽轮发电机组首次启动,采用冷态、半自动、顺流预暖、高压缸启动方式(不带旁路),升速至定速、电气试验、并网带 25%负荷。目的:a获得汽轮发电机组的启动、升速、空载特性及有关数据;b进行轴系振动监测、分析及处理;c检验汽轮机 MKV/ATS自启动装置的性能;dETD1、 ETD2、 ETSV 试验;e汽门严密性试验;f电气试验;g实际超速保护跳闸试验;6.1.2 第二阶段:带满负荷调试机组并网接带负荷至满负荷运行。目的:a获得由中压缸启动转换至高中
14、压缸联合启动方式的数据;b机组带负荷特性;c阀门活动试验;d超速试验 ETD1/ETD2、ETSV 动作试验;e跳闸预测( TRIP ANTICIPATOR)试验;f中调门触发器( INTERCEPT VALVE TRIGGER)试验;g功率不平衡( PLU )试验;h早期阀门动作( EVA )试验;i回热设备投入后的调节特性;j全面记录规定工况的热力参数;k真空严密性试验;l抽汽逆止门的试验;m洗硅;n校验汽轮机自启动装置的性能以及各子回路、子组、成组等控制性能;o机、炉参数匹配数据;6.1.2.1 满负荷稳定后,由指挥部决定,可有选择性地进行以下试验a) 额定工况、额定转速、额定负荷下,轴
15、承振动测量;b) 进行 TMCR和 VWO工况下的保证试验;c) 氢气泄漏量试验;d) 负荷变动试验;e) 快速减负荷( RUNBACK)试验;f) 所有高加切除运行试验;在切除高加后,锅炉供汽压力、温度和流量符合汽机额定工况运行条件。建议试验4小时,监视轴向位移、轴承瓦温、主再热蒸汽参数、真空;g) 凝汽器单侧运行试验;h) 50%和 100%额定负荷甩负荷试验。6.1.3 第三阶段: 168 满负荷运行。目的:a通过两个阶段调试,全面对主、辅设备的考验;b全面记录满负荷工况下各种参数;6.2 汽轮机启动状态划分(以第一级金属表面温度为准):6.3.1 半自动方式a) 中压缸启动;b)高压缸
16、启动;6.3.2 自动方式a) 中压缸启动;b)高压缸启动;6.4 汽机禁止启动及投入运行条件6.4.1 机组的任一保护不正常, ATS 工作不正常;6.4.2 TELEPERM XP 控制系统及 MARK-V工作不正常,影响机组启停和运行;6.4.3汽轮机监视仪表 TSI 工作不正常;6.4.4机组主要监视仪表异常,无其他监视手段,影响机组启停及正常运行;6.4.5汽轮机高中压主汽门及调门、高排逆止门、各级抽汽逆止门及抽汽电动门动作不正常;6.4.6抗燃油、润滑油、密封油油质不合格,油箱油位、油温不合格;6.4.7抗燃油泵、交直流润滑油泵,交直流密封油泵工作不正常;6.4.8顶轴油系统、盘车
17、装置工作不正常;6.4.9仪用空气系统工作不正常;6.4.10轴封供汽不正常;6.4.11高、低压旁路故障;6.4.12转子偏心度超过原始值 0.038mm ,或 0.05mm;6.4.13汽轮发电机组转动部分有明显的摩擦声或盘车不能投入;6.4.14机组差胀超过规定值;6.4.15主要辅助设备故障或联锁试验不合格。6.5 第一阶段 ( 汽轮机冷态启动 )6.5.1各系统及设备的全面检查,阀门位置符合检查卡要求;6.5.2辅助设备及系统投入且参数符合要求;6.5.2.1 检查服务水系统投入,压力正常;6.5.2.2 投入仪用压缩空气系统;6.5.2.3 投入循环水系统;a) 启动前检查符合启动
18、条件;b)启动第一台循泵 SGC ;c)根据要求投入第二台循泵运行;d)全面检查系统正常,无跑水、漏水现象;6.5.2.4投入开式水系统;6.5.2.5投入闭式水系统;6.5.2.6启动辅助蒸汽系统;6.5.2.7投入发电机定子冷却水系统;6.5.2.8投入润滑油系统;6.5.2.9投入密封油系统;6.5.2.10启动顶轴油系统;6.5.2.11投大机盘车;6.5.2.12发电机氢气置换;6.5.2.13投入备用凝结水系统;6.5.2.14投入凝结水系统;6.5.2.15除氧器上水;6.5.2.16投入汽机真空系统;6.5.2.17投入汽机轴封;6.5.2.18投入汽机 EH 油系统;6.5.
19、2.19投入给水系统上水 ;6.5.3 锅炉点火 , 根据要求投入高低旁路运行,注意旁路温度设定值及喷水阀的动作。检查轴封母管压力为 0.007 0.021MPa ,将主蒸汽参数升高到转子预暖要求:主汽压力: 2.8 3.2MPa主汽温度: 210- 260所有汽机疏水阀打开,所有管道完全疏水,无排污罐疏水高报警。6.5.4 高压缸进汽 ,MARK-V 半自动冲转6.5.4.1 汽机和 MARK-V 复位,通过 MSV2的 SVBV 阀预暖 ;a)汽机复位 ;b)旁路已经运行 , 主汽温度c) 在 MARK-V CRT上选择顺流预暖方式,高压调门和 MSV2打开,蒸汽进入高压缸。主汽门、中压主
20、汽门、通风阀和主汽门均压阀应关闭;d)用 MSV2给高压缸、冷再热管线、锅炉再热段、热再热管线直至中联门打压。关闭所有疏水阀直至达到大气压力,然后压力维持在 0.385 0.49MPa ,开始循环打开每个疏水门,放掉全部凝水。此间盘车一直投运。一旦汽机被冲转脱离盘车,可暂时关小 MSV2,及关闭有关疏水门;e)可适当降低真空以增加低压缸温度,预暖中压缸和连通管,保持汽压直至MKV/ATS 显示高压缸第一级内壁温度大于 147.4 ,用投运汽封和提高凝汽器压力的方法使连通管温度达 54以上,暖转子时间大约持续 4 8 小时;f)低排温度最好控制在 54- 65之间, 57喷水阀投入, 80全开,
21、 93报警,107跳闸;g)转子预热完毕后,关闭 MSV2,打开所有疏水门至少 5min 。6.5.4.2 (备选)汽机和 MARK-V复位,通过反流阀 (RFV)预暖 ;a)旁路已经运行 , 旁路出口温度b)在 MARK-V CRT上选择 RFV Rotor prewarming;b) 关闭 BVV 阀及高压缸的所有疏水 , 使高压缸内蒸汽无法泄漏至凝汽器。在半自动方式下点击 RAISE, 手动打开 RFV, 直至第一级金属温度开始上升后停止。选择加热速率升压率提升高压缸第一级处的压力 , 最终使温度达 150;c) 若汽机转速升高到 200r/min , MKV 自动关闭 RFV ;d)
22、适当开启主汽门后至中联门前的所有疏水 ;e) 当温度满足要求后 , 根据启动 / 加载图要求稳定相应的时间 , 关 RFV ;f)可适当降低真空以增加低压缸温度,预暖中压缸和连通管,保持汽压直至MKV/ATS 显示高压缸第一级内壁温度大于 147.4 ,用投运汽封和提高凝汽器压力的方法使连通管温度达 54以上,预暖结束 ;g) 全开主汽门后至中联门前所有疏水 ;6.5.4.3 阀室预暖a)转子预暖已经完成 ;d ) 主蒸汽温度与调门室金属壁温度之差大于调门内外壁金属温差 139;e ) 在 CRT 画面上选择 CHEST WARMING ON,确认 CVs 全关 , 注意监视有关参数,内壁加热
23、温升率应保持在或者低于 121/h;f) 根据提示缓慢增加 MSV 阀位设定 , 来打开 SVBV 使调门室逐渐升压 ;g) 当调门室压力达到 85%的主汽压力后 , 开始 HEAT SOAKING,当调门室内外壁温差和主汽与外壁温差汽- 外壁温度小于 139, 预暖要求满足 ;h ) 点击 CHEST WARMING OFF结束 CV 预暖 ;i ) 预暖完毕通过 MKV 关闭 MSV2,打开所有疏水门,在汽机冲转前至少进行 5min的疏水。6.5.4.4 锅炉升温升压到冲转参数 :主蒸汽压力达到 40%额定压力即 6.6MPa ,主蒸汽温度范围再热蒸汽压力 0.18 0.88MPa 额定压
24、力主蒸汽流量 105 525t/h 额定流量按照检查卡项目检查 MARK-V的状态 , 并重新复位。跳闸系统状态和阀的位置在转动准备及蒸汽阀状态 CRT 上显示出来。MARK-V 处于半自动运行模式。6.5.4.5 其他冲转条件检查a)凝汽器真空 -84kPa;b)轴封蒸汽母管压力调整为 0.017 0.031MPa, 母管最低温度 150;c) 汽机所有疏水阀全开,或者根据锅炉对主蒸汽管线和再热汽管线的要求操作: A组疏水: MSV1前后疏水 5SDFV6225, 5SDFV6226;MSV2前后疏水: 5SDFV6227, 5SDFV6228;B 组疏水:高压缸后疏水 5SDFV6230,
25、高压缸前疏水 5SDFV6230,调速级疏水5SDFV6231,高压缸进汽疏水 5SDFV6232,高压缸进汽疏水 5SDFV6233, RSV1前后疏水5SDFV6220、5SDFV6221, RSV2前后疏水 5SDFV6222、 5SDFV6223;#1 抽汽电动门前、逆止门后疏水; #2 抽汽电动门前、逆止门后疏水; #3 抽汽电动门前、逆止门后疏水; #4 抽汽电动门前、逆止门后疏水;#4 抽汽至小机逆止门后疏水; #5 抽汽电动门前、逆止门后疏水; #6 抽汽电动门前、逆止门后疏水;#1 、 #2、 #3、 #4 抽汽电动门后手动疏水;主汽、冷再、热再疏水。d) EH 油压 10.
26、34 11.72MPa 之间 ;e) 润滑油压在前箱处压力 0.117MPa(正常为 0.155 0.2MPa ) , 油温 2732另一台 AC 润滑油泵和 EBOP处于备用状态 ;,f)汽机旁路流量 105 525t/h 额定流量 ;g)冲转前高压缸第一级后蒸汽温度和内壁金属温度之间温差:最佳值 +28允许值 +111 - 56极限值 +222 - 167h) 盘车连续运行 4小时以上 , 主机偏心及金属温度正常,缸内及轴封处无异音; i)氢压 0.361MPa,氢气纯度98%,温度 20;j)高压缸第一级内壁金属上下温度差在报警情况下,仍可启动;j ) 所有进入汽机控制系统的跳闸信号均已
27、复位 ,VPL 设定为 120%, MARK-V信息提示无任何问题 ;k) 低压缸喷水温度控制投入;6.5.4.6 确认 MARK-V在半自动方式 , 关闭高、低压旁路,选择高压缸冲转 FORWARD FLOW方式,选择 DISABLE BYPASS。在 ADMISSION MODE SELECTION画面上确认进汽方式在FA 。选择 CLE 为 MEDIUM(中) ;6.5.4.7根据 ATS 的提示 , 设定 FIRST SPEED TARGET为 800r/min 和 ACCELERATION为 100rpm/min, 检查 MSVs, RSVs 全开 , CVs和 IVs开始开启 , 汽机开始升速。 检查盘车自动脱开 ,盘车电机自动停止 , 顶轴油泵在7r/min自动停止,否则手动停止并查明原因。6.5.4.8当汽机转速升至 200-300r/min时 , 在 CRT 上选择关闭阀门 ,检查阀门关闭 ,现场进行摩擦检查 ;6.5.4.9当转速达到 100r/min时 , 恢复转速控制 , 目标转速 800r/min ,当转速达到800r/min 时,保持 1 小时磨合及检查振动情况,然后升速到2500r/min, 保持至少 30 分钟,并投入 WOBBULATOR摆频,检查轴承振动、润滑油温( 38)和汽机温度,继续升速;6.5.4.10转速
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